秸稈還田形態(tài)和還田量對水稻氮素積累與轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

劉麗華,秦 猛,翟玲霞,崔士澤,李瑞松,鄭峻麒,王檄銘,李紅宇,姚 欽,林曉影,鄭桂萍

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學農(nóng)學院,黑龍江 大慶 163319;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院克山分院,黑龍江 齊齊哈爾 161000;3.黑龍江省八五四農(nóng)場,黑龍江 密山 158300)

水稻(OryzasativaL.)作為我國主要的糧食作物之一,在保障國家糧食安全中具有重要地位[1-3]。隨著育種和栽培技術的發(fā)展,水稻產(chǎn)量得到大幅提升的同時,秸稈數(shù)量也隨之增多。目前我國已成為世界上秸稈年產(chǎn)量最高的國家之一,但秸稈利用率卻有待提高[4]。由于還田技術的不完善,收獲后農(nóng)戶為了生產(chǎn)上的便利,將秸稈丟棄或焚燒,加重了環(huán)境污染和資源浪費[5]。因此,如何高效利用秸稈現(xiàn)已成為社會關注的重點問題?，F(xiàn)階段,秸稈還田已成為我國廣泛應用的秸稈處理方式之一[6]。秸稈作為一類生物質(zhì)資源,含有豐富的中、微量元素,還田后營養(yǎng)物質(zhì)重新返還至土壤,供作物吸收和利用,可避免燃燒帶來的環(huán)境污染[7-8]。秸稈直接還田是目前最主要的還田方式,具有簡單快捷、省時省力等優(yōu)點,同時可以達到蓄水保墑和培肥地力的目的[9]。東北地區(qū)土壤溫度低,氣候干燥,還田后秸稈腐解速率慢,如果還田過量,導致秸稈難以深翻覆蓋到位,使水分流失、化感物質(zhì)積累和病蟲草害加重,進而影響還田效果和作物出苗生長等一系類問題[10-12]。故對秸稈進行有效的預處理具有一定的必要性,傳統(tǒng)的預處理方法如機械加工、酸堿和生物處理等,雖然可以破壞秸稈的纖維結(jié)構,但存在周期長、污染大和效率低等問題[13]。汽爆膨化技術(簡稱“膨化”)利用高溫高壓蒸汽,通過瞬間釋放壓力來破壞秸稈原有組分,使秸稈結(jié)構發(fā)生改變[14],具有省時增效、減少化學試劑使用、改善秸稈生物質(zhì)特性和提高腐解速率的特點,是很有發(fā)展前景的預處理技術[15]。

秸稈還田過程中,改變秸稈形態(tài)可以增加秸稈與土壤的接觸面積,加快有機物質(zhì)的循環(huán)轉(zhuǎn)化,增加土壤養(yǎng)分含量的積累,促進作物增產(chǎn),提高經(jīng)濟效益[16]。膨化預處理可以破壞生物質(zhì)的層次結(jié)構,降低纖維素和半纖維素的聚合度,有利于微生物附著和消化酶作用[17]。膨化處理后秸稈呈現(xiàn)粗糙、松散以及破碎的表面結(jié)構,可能因為在膨化過程中,秸稈在高溫高壓的共同作用下,纖維結(jié)構和部分低分子量物質(zhì)被軟化,纖維之間的連接開始減弱,高壓蒸汽迅速從纖維縫隙中釋放出來,破壞纖維素分子內(nèi)的氫鍵,降低纖維間的連接,使纖維間斷裂,彼此分離(圖1)。秸稈炭化還田具有提高土壤碳庫積累,減少溫室氣體排放,促進植物養(yǎng)分吸收,提高作物產(chǎn)量的作用[18-19];秸稈顆粒化還田有利于土壤養(yǎng)分循環(huán),維持土壤肥力,促進植物生長、生物量和養(yǎng)分含量的積累[20];秸稈粉碎還田能降低土壤容重,增加土壤有機碳和全氮含量[21]。

圖1 兩種秸稈的宏觀形態(tài)Fig.1 Pictures of different straw macromorphology

針對東北地區(qū)秸稈還田利用率低、效果不明顯的現(xiàn)狀,本研究采用膨化秸稈和常規(guī)秸稈兩種形態(tài)還田,進行2 a試驗,比較膨化秸稈與常規(guī)秸稈的還田效果,研究并明確兩種秸稈在不同還田量下對水稻氮素利用及產(chǎn)量品質(zhì)的影響,為水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2020—2021年在大慶市黑龍江八一農(nóng)墾大學校內(nèi)盆栽試驗基地(46.58°N、125.16°E)進行,該地區(qū)屬于溫帶季風氣候,海拔143 m,年日照時數(shù)2 726 h,平均無霜期166 d,年均氣溫4.2℃,夏季平均氣溫23.2℃,年均降水量427.5 mm,2020年和2021年旬降水量、旬均氣溫如圖2所示,試驗土壤養(yǎng)分狀況如表1所示。

圖2 2020年和2021年旬降水量、旬均氣溫情況Fig.2 Ten-day precipitation and average temperature in 2020 and 2021

表1 土壤基礎養(yǎng)分狀況Table 1 Soil basic nutrient status

1.2 供試材料

供試水稻品種為‘墾粳8號’,主莖13片葉,株高約94.3 cm,全生育期142 d,≥10℃活動積溫約2 650℃。膨化秸稈來源于黑龍江稻樂農(nóng)業(yè)科技有限公司,膨化秸稈制備流程如下：將水稻秸稈鍘成1～3 cm小段→裝入膨化加料箱中→螺旋輸送到膨化器中→摩擦生熱→水汽化→膨化器內(nèi)壓力增大至1.0 MPa→瞬間釋放噴出。供試肥料包括普通尿素(N含量46.4%)、重過磷酸鈣(P2O5含量46%)和硫酸鉀(K2O含量50%)。

1.3 試驗設計

試驗設計水稻秸稈膨化后還田(膨化還田)和未膨化還田(直接還田)兩種還田方式,以當?shù)亟斩掃€田量7 500 kg·hm-2為基準,分別設置4種還田比例,即25%、50%、75%和100%,同時以秸稈不還田為對照(CK),共9個處理(如表2所示),采用單因素完全隨機設計,通過盆栽進行試驗,每盆84 kg土壤,在盆栽裝土時將秸稈翻埋至土壤中,盆規(guī)格為長80 cm×寬60 cm×高28 cm,每盆面積0.48 m2。每處理5盆,每盆移栽2行,每行插植8穴,共計16穴,每穴4苗。插秧規(guī)格為行距30 cm×穴距10 cm。水稻于2020年4月18日播種,5月24日移栽,9月27日收獲;2021年4月18日播種,5月20日移栽,9月20日收獲,生產(chǎn)管理模擬田間栽培措施?；史謩e施尿素、重過磷酸鈣和硫酸鉀4.97、6.70、3.46 g·盆-1(2020年5月18日,2021年5月14日);分蘗肥施尿素3.72 g·盆-1(2020年5月25日,2021年5月28日);調(diào)節(jié)肥施尿素1.24 g·盆-1(2020年6月30日,2021年6月26日);穗肥分別施尿素和硫酸鉀2.48 g·盆-1和2.30 g·盆-1(2020年7月17日,2021年7月14日)。

表2 不同處理的秸稈還田方式與用量Table 2 Ways and amounts of straw returning to the field for different treatments

1.4 測定項目及方法

1.4.1 植株氮素積累與轉(zhuǎn)運 將分蘗期、齊穗期和成熟期樣品分為葉片、莖鞘、穗,將樣品置于烘箱105℃殺青30 min,80℃烘干至恒重后,粉碎后過0.20 mm孔徑篩,消煮,采用全自動凱氏定氮儀(KjeltecTM 8400,福斯華(北京)科貿(mào)有限公司,丹麥)測定氮,并按以下方法計算氮素積累與轉(zhuǎn)運[22]。計算公式如下：

氮素積累量(g·m-2)=地上部各器官(葉片、莖鞘、穗)干重×地上部(葉片、莖鞘、穗)含氮率

氮素轉(zhuǎn)運量(g·m-2)=齊穗期某器官(葉片、莖鞘)氮素積累量-成熟期該器官(葉片、莖鞘)氮素積累量

氮素轉(zhuǎn)運率(%)=葉片(莖鞘)氮素轉(zhuǎn)運量/齊穗期葉片(莖鞘)氮素積累量×100%

氮素轉(zhuǎn)運貢獻率(%)=氮素轉(zhuǎn)運量/成熟期穗部氮素積累量×100%

成熟期氮素分配比例(%)=地上部(葉片、莖鞘、穗)含氮率/成熟期植株地上部各器官氮素積累量的總和×100%

1.4.2 產(chǎn)量及其構成因素 水稻成熟期各處理按平均穗數(shù)取代表性植株6穴,在陰涼通風處干燥后,分為莖鞘和穗,穗部用于考察產(chǎn)量構成要素(穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重),計算理論產(chǎn)量。

1.4.3 品質(zhì) 水稻收獲后脫粒,自然陰干3個月,待理化性質(zhì)穩(wěn)定后,每處理稱取3份,每份200 g,按《優(yōu)質(zhì)稻谷(GB/T 17891—2017)》標準測定稻米品質(zhì)。

加工品質(zhì)：采用實驗礱谷機(FC-2K,YAMAMOTO公司,日本)加工成糙米,計算糙米率;采用實驗碾米機(VP-32,山本公司,日本)加工成精米,采用谷粒分析儀(ES-1000,靜岡機械株式會社,日本)判別整精米,計算精米率和整精米率。

外觀品質(zhì)：采用ES-1000便攜式品質(zhì)分析儀測定堊白粒率和堊白度;營養(yǎng)品質(zhì)：采用近紅外谷物分析儀(FOSS 1241,瑞典福斯公司,瑞典)測定稻米的蛋白含量和直鏈淀粉含量;食味品質(zhì)：采用米飯食味計(STA1A,佐竹公司,日本)測定米飯的食味評分。

糙米率(%)=糙米重/稻谷重×100%

精米率(%)=精米重/稻谷重×100%

整精米率(%)=精米率×(1-碎米率)

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進行處理并作圖,采用SPSS 17.0軟件進行Duncan差異顯著性檢驗(P<0.05) 。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈還田形態(tài)和還田量對氮素積累、轉(zhuǎn)運與分配的影響

2.1.1 地上部氮素積累 由圖3可知,在2 a試驗中,水稻分蘗期地上部氮素積累量表現(xiàn)為CK>秸稈還田,且兩種還田方式均隨還田量的增加呈明顯降低趨勢,究其原因認為是秸稈在腐解過程中,微生物與植株對土壤氮素的競爭所致;齊穗期膨化還田以P1處理地上部氮素積累最多,2 a間分別較CK顯著提高10.92%和11.66%,直接還田以S1、S2處理氮素積累量最多;成熟期膨化還田以P1處理地上部氮素積累最多,在2 a間分別較CK增加1.11%和10.54%,直接還田S3處理在2020年試驗中較CK顯著提高4.99%,在2021年直接還田以S2處理最佳,較CK增加了8.51%。

2.1.2 各器官氮素轉(zhuǎn)運 由表3可知,2 a間不同處理下水稻的氮素運轉(zhuǎn)量、運轉(zhuǎn)率和貢獻率均表現(xiàn)為葉>莖,膨化還田后水稻的葉片轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和貢獻率均以P1處理最高,其中2020年增長效果明顯,分別較CK增加了18.34%、3.52%和31.65%,而直接還田表現(xiàn)為S1處理總體效果最佳;2020年膨化還田后水稻的莖鞘轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和貢獻率表現(xiàn)為P1>P2>P3>P4,與CK相比,P1處理分別提高了10.70%、6.94%和9.56%,直接還田表現(xiàn)為S1>S2>S4>S3,其中S1處理的氮素轉(zhuǎn)運率較CK提高了4.41%;2021年膨化還田水稻的莖鞘轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和貢獻率均以P4處理最高,較CK分別提高45.90%、45.15%和50.44%,且膨化還田水稻的莖鞘轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和貢獻率均隨還田量的增加而提高,直接還田水稻莖鞘中氮素轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率和貢獻率均以S3處理較高,其中轉(zhuǎn)運率、貢獻率較CK分別提高26.37%和3.81%。

注：不同小寫字母表示處理間差異達5%顯著水平。下同。Note：The different lowercase letters represent the significant difference at P<0.05.The same below.圖3 水稻地上部氮素積累量的比較Fig.3 Comparison of nitrogen accumulation in rice shoot

表3 水稻莖鞘、葉片氮素轉(zhuǎn)運的比較Table 3 Comparison of nitrogen transport in stem sheath and leaf of rice

2.1.3 水稻成熟期各器官氮素分配 如表4所示,水稻成熟期各器官中的氮素積累量及分配比例均表現(xiàn)為穗>莖鞘>葉片。就氮素積累量來看,膨化還田P1處理總體效果最佳,與CK相比,可顯著提高水稻葉片和莖鞘中氮素積累量,增幅為1.90%～14.00%;直接還田水稻的莖鞘、葉片和穗的氮素分別以S4、S1和S3處理積累最多,且S2處理在2021年試驗中莖鞘、葉片和穗的積累量分別較CK顯著提高了1.65%、9.26%和11.55%;就氮素在各器官中分配比例來看,與CK相比,兩種還田方式均使氮素在莖鞘中分配比例呈下降趨勢,2 a間膨化還田水稻的莖鞘氮素比例以P1處理占比最高,明顯高于其他處理,且2 a間較CK分別增加2.52%和1.96%,直接還田以S2處理莖鞘中氮素分配比例最高;2020年葉片的氮素分配比例隨還田量增加呈降低趨勢,膨化還田和直接還田分別以P1和S1處理占比最多,較CK分別提高10.47%和16.86%,P4和S3處理的穗部氮素分配比例明顯高于其他處理,分別較CK顯著增加4.98%和4.38%;2021年膨化還田和直接還田分別以P4和S3處理葉片的氮素占比最高,較CK增加14.24%和11.60%,膨化還田和直接還田的穗部氮素積累分別以P2和S4處理所占比例最高。

表4 水稻成熟期氮素在各器官中的分配Table 4 Distribution of nitrogen in various organs of rice at maturity

2.2 秸稈還田形態(tài)和還田量對水稻產(chǎn)量及構成因素的影響

由表5可知,2020年和2021年兩種還田形態(tài)下水稻產(chǎn)量均較對照有所提高,膨化還田以P1處理最高,較CK分別增加了5.54%和8.93%;直接還田以S3處理最高,2 a間產(chǎn)量較CK分別增加了6.65%和9.14%;從產(chǎn)量的構成因素來看,2020年兩種還田形態(tài)各個處理的每平方米穗數(shù)均較對照提高,其中S3處理每平方米穗數(shù)最多(472.29穗·m-2),P1處理次之;2021年各個還田處理每平方米穗數(shù)均較CK顯著降低;穗粒數(shù)2 a間均以S4處理最多,較CK平均提高了19.65%,但各處理間差異未達顯著水平;結(jié)實率以P2處理最高,2 a間較CK分別提高了4.21%和1.42%,P1處理次之;P4處理有利于2020年千粒重的提高,S3處理在2021千粒重最高,P1處理次之,但處理間無顯著差異。

表5 產(chǎn)量及其構成因素的比較Table 5 Comparison of yield and its components

2.3 秸稈還田形態(tài)和還田量對稻米品質(zhì)的影響

2.3.1 稻米加工品質(zhì) 如表6可知,2 a間稻米的加工品質(zhì)均表現(xiàn)為秸稈還田>CK。其中2020年膨化還田糙米率表現(xiàn)為P2>P1>P4>P3,直接還田表現(xiàn)為S1>S4>S2>S3,總體以S1處理最高,并顯著高于CK;膨化還田精米率以P2處理最高(74.60%),顯著高于其他處理,直接還田精米率以S1處理最高(73.65%),顯著高于CK和S3處理;膨化還田P2處理整精米率最高,較CK提高了1.70%,直接還田S4處理整精米率最高,顯著高于其他處理,較CK顯著提高了3.36%;2021年膨化還田和直接還田的糙米率、精米率分別以P2、S3處理最佳,且二者均顯著高于CK、P1處理;膨化還田的整精米率表現(xiàn)為P3>P4>P2>P1,直接還田的整精米率表現(xiàn)為S4>S3>S1>S2,其中P3和S4處理整精米率分別較CK提高6.04%和9.58%,且S4處理顯著高于其他處理。

表6 稻米加工品質(zhì)的比較Table 6 Comparison of rice processing quality

2.3.2 稻米外觀品質(zhì) 如表7可知,2020年堊白粒率和堊白度除P4處理外均表現(xiàn)為秸稈還田>CK,但在2021年略有不同,表現(xiàn)為CK>直接還田>膨化還田,且2 a間膨化還田和直接還田稻米的堊白粒率、堊白度均以100%還田量最低,較CK相比,2 a間均以膨化還田P4處理總體降低效果最明顯,表明高還田量利于改善稻米的外觀品質(zhì)。

表7 稻米外觀品質(zhì)的比較Table 7 Comparison of rice appearance quality

2.3.3 稻米營養(yǎng)品質(zhì) 如圖4可知,2 a間稻米蛋白質(zhì)含量均以S4處理最低,還田量較低的處理(25%和50%)中,膨化還田較直接還田更有利于降低蛋白質(zhì)含量,改善食味,但在還田量較高的處理(75%和100%)中,較CK相比,兩種秸稈還田處理的蛋白質(zhì)含量更容易降低;2 a間直鏈淀粉含量均以直接還田S1處理最低,2020年S1處理顯著低于P1、P2、S2、S4處理,2021年S1處理顯著低于CK、P3、S2處理。

圖4 稻米營養(yǎng)品質(zhì)的比較Fig.4 Comparison of nutritional quality of rice

2.3.4 稻米食味品質(zhì) 由表8可知,較CK相比,2 a間秸稈還田處理均提高了稻米的食味評分,表現(xiàn)為膨化還田>直接還田,其中,膨化還田處理間表現(xiàn)為P2>P4>P1>P3,2 a間均以P2處理食味評分最高,分別為76.97分和81.71分;直接還田處理間表現(xiàn)為S4>S3>S2>S1,2 a間均以S4處理食味評分最高,分別為76.71分和81.53分。由此可見,較CK和直接還田相比,膨化還田更有利于稻米食味品質(zhì)的改善。

表8 稻米食味品質(zhì)的比較Table 8 Comparison of rice eating quality

3 討 論

3.1 秸稈還田形態(tài)和還田量對水稻氮素積累、轉(zhuǎn)運與分配的影響

氮素是植物體內(nèi)多種化合物的物質(zhì)基礎,其供應狀況與植物體內(nèi)各種物質(zhì)及能量的轉(zhuǎn)化密切相關[22]。前人研究表明[23],秸稈還田使水稻生育前期的氮素積累量呈降低趨勢,一方面是因為秸稈養(yǎng)分釋放較慢,另一方面是由于秸稈的高碳氮比導致土壤微生物在作物生育前期與植株爭奪氮素?？慃惖萚24]研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田增加了水稻生育中后期的氮素積累量,促進氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運,具有提高水稻產(chǎn)量和氮素利用效率的雙重作用。秸稈還田前期不利于植株氮素積累,在生育后期可以促使土壤微生物活性和數(shù)量的增加[25],提高土壤的供氮能力,利于植株對氮素的吸收和積累[26]。本試驗結(jié)果與前人研究結(jié)果基本一致,膨化還田更利于提高水稻的氮素吸收和利用,植株中氮素的轉(zhuǎn)運主要以葉片為主,莖鞘和葉片積累的氮素不斷向生殖器官轉(zhuǎn)移,不同還田量之間以P1處理葉片的氮素轉(zhuǎn)運量最高,2 a間氮素轉(zhuǎn)運率分別為81.41%和74.18%,葉片對籽?？偟暙I率2 a間分別為66.31%和49.75%,且膨化還田P1和P4處理有利于提高莖鞘氮素的轉(zhuǎn)運量,氮素轉(zhuǎn)運率為56.53%和40.67%,莖鞘對籽?？偟暙I率為33.16%和27.26%;成熟期氮素積累主要集中在籽粒部分,膨化還田以P4和P2處理最佳,高于CK和直接還田,分配比例達75.51%和66.11%,其他非籽粒部分的氮素分配比例表現(xiàn)為莖鞘>葉片。表明膨化還田可以快速供給土壤氮素,提高植株氮素的積累,促進蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì),為水稻生長提供充足養(yǎng)分,促使營養(yǎng)器官積累的氮素向穗部轉(zhuǎn)移,直接影響水稻產(chǎn)量。

3.2 秸稈還田形態(tài)和還田量對水稻產(chǎn)量的影響

前人在秸稈還田對作物產(chǎn)量的影響方面進行了大量研究,李錄久等[27]研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田后水稻每穗粒數(shù)明顯增多,結(jié)實率提高,千粒重有所增長,最終提高了籽粒產(chǎn)量。汪軍等[28]研究認為,較秸稈不還田相比,秸稈還田有利于后期籽粒灌漿結(jié)實,促進穗粒數(shù)的增加,結(jié)實率、千粒重有所提高,增加經(jīng)濟效益。2 a的研究結(jié)果表明,秸稈膨化還田有利于穗粒數(shù)和結(jié)實率的增加,且產(chǎn)量有所提高,與前人結(jié)果基本一致,但只有P2處理達到顯著水平,原因可能是北方土壤溫度低,秸稈腐解速度慢,營養(yǎng)并未完全釋放,可以嘗試多年連續(xù)還田條件下進一步研究。另外,2021年較2020年的穗粒數(shù)和產(chǎn)量明顯降低,可能是由于2021年7月中下旬(水稻減數(shù)分裂期)降水較多,氣溫較低影響了穗粒數(shù)所致(見圖2)。

3.3 秸稈還田形態(tài)和還田量對稻米品質(zhì)的影響

劉鴻飛[29]研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田在促進植株養(yǎng)分積累的同時,降低稻米的堊白粒率、堊白度和直鏈淀粉含量,提高稻米的淀粉峰值粘度、崩解值和膠稠度,改善了稻米品質(zhì)。王國驕等[30]研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田不會顯著影響水稻產(chǎn)量,但利于提高稻米食味評分,改善稻米蒸煮食味品質(zhì)。本研究結(jié)果表明,較CK相比,秸稈還田提高了稻米的糙米率、精米率和整精米率,改善了稻米加工品質(zhì),其中直接還田的糙米率和整精米率優(yōu)于膨化還田,膨化還田精米率優(yōu)于直接還田,膨化還田更有利于降低稻米的堊白粒率和堊白度,其中100%還田量下的堊白粒率與堊白度均低于CK和其他還田處理,但2021年的堊白粒率與堊白度均明顯低于2020年,可能是由于年際氣候差異所致,有待進一步研究;在25%和50%還田量下,膨化還田較直接還田更有利于降低稻米蛋白質(zhì)含量,兩種秸稈還田處理75%和100%還田量的蛋白質(zhì)含量較CK更容易降低;膨化還田的食味評分優(yōu)于直接還田,總體以P2處理最高,可能是秸稈還田改善了水稻生育后期的營養(yǎng)狀況和生理活性,從而提高群體的光合生產(chǎn)能力,利于光合產(chǎn)物直接運往穗部,促進穗部的物質(zhì)合成與積累,使稻米品質(zhì)得到改善,與袁玲等[31]研究認為的還田后秸稈中的營養(yǎng)物質(zhì)在微生物的作用下完全分解和礦化、易被水稻所轉(zhuǎn)化吸收,從而促進礦質(zhì)營養(yǎng)元素向籽粒庫的轉(zhuǎn)移和積累的結(jié)論相一致,表明膨化后秸稈還田在保證產(chǎn)量的同時,可以提高稻米的品質(zhì)。

4 結(jié) 論

2 a試驗結(jié)果表明,與對照相比,25%秸稈膨化還田處理能提高齊穗期和成熟期植株中氮素的積累,并促進營養(yǎng)器官中的氮素向籽粒轉(zhuǎn)運,提高轉(zhuǎn)運率,增加了氮素對籽粒的貢獻率,提高了氮素利用效率。2 a間兩種秸稈還田形態(tài)均較對照提高了水稻產(chǎn)量,秸稈膨化還田表現(xiàn)為25%還田量處理增產(chǎn)效果最佳,產(chǎn)量較CK分別增加了5.54%和8.93%;秸稈直接還田以75%還田量處理增產(chǎn)效果最佳,較CK分別增加了6.65%和9.14%;秸稈膨化還田和秸稈直接還田增產(chǎn)的主要原因是穗粒數(shù)和結(jié)實率的增加。2 a試驗說明了秸稈膨化還田和秸稈直接還田處理均改善了稻米的加工品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì),但各處理間差異未達顯著水平。從水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的角度分析,秸稈膨化還田量為25%的處理有利于水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提高,秸稈直接還田量為75%的處理次之。