徐蔣來，胡乃娟，張政文，朱利群

(1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南京 210095；2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)村發(fā)展學(xué)院，南京 210095)

?

連續(xù)秸稈還田對稻麥輪作農(nóng)田土壤養(yǎng)分及碳庫的影響①

徐蔣來1，胡乃娟1，張政文1，朱利群2*

(1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南京 210095；2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)村發(fā)展學(xué)院，南京 210095)

摘 要：為探索蘇中地區(qū)適宜的秸稈還田量對土壤肥力和產(chǎn)量的影響，本文通過開展大田定位試驗(yàn)，研究了稻麥輪作條件下，不同秸稈還田量對農(nóng)田土壤養(yǎng)分、碳庫以及作物產(chǎn)量的影響。經(jīng)過連續(xù) 5 季秸稈還田定位試驗(yàn)，結(jié)果表明：①不同秸稈還田量能不同程度地增加土壤全氮、有效磷和速效鉀含量，且以連續(xù) 5 季 75% 還田量對土壤養(yǎng)分含量增加效果最為顯著，分別比對照提高了 3.54%、3.97% 和 10.28%；②連續(xù) 5 季 75% 秸稈還田量顯著提高了土壤總有機(jī)碳含量，而水溶性有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳含量則以 50% 和 75% 還田量表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，其對土壤碳素有效率以及碳庫管理指數(shù)的影響亦是如此；③不同秸稈還田量處理對周年糧食產(chǎn)量均有不同程度的提高，表現(xiàn)為稻麥秸稈均還田＞僅稻秸或麥秸還田＞稻麥秸稈均不還田，且以連續(xù) 5 季 75% 還田量影響最為顯著，增幅為 10.01%。綜合考慮，在該地區(qū)稻麥輪作條件下，以 75% 秸稈還田量為宜，可顯著提高土壤肥力，增加作物產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：秸稈還田；土壤養(yǎng)分；土壤碳庫；作物產(chǎn)量

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，擁有耕地 15 億畝，每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量近 7 億噸，秸稈產(chǎn)量約占全世界秸稈總量的 30%，是一種數(shù)量巨大的可再生資源。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中，秸稈含有大量碳、氮、磷、鉀及各種微量營養(yǎng)元素，秸稈也是農(nóng)作物生產(chǎn)最主要的副產(chǎn)品[1]。因此，充分合理利用秸稈資源，既可作為農(nóng)田土壤肥力培育的重要資源,也可作為下游產(chǎn)業(yè)的重要資源。秸稈還田作為秸稈利用的一種重要方式，能夠增加土壤中養(yǎng)分的貯藏量[2]。

農(nóng)作物秸稈含碳豐富，直接還田處理對提高土壤肥力以及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均有重要的作用[3]。在自然因素和農(nóng)田管理措施的作用下，土壤碳庫在不斷地發(fā)生變化，這種變化不僅改變土壤肥力，而且還影響區(qū)域乃至全球的碳循環(huán)[4-5]。國內(nèi)外已有大量研究表明，保護(hù)性耕作、有機(jī)肥施用等合理的農(nóng)業(yè)管理措施都可顯著提高土壤有機(jī)碳含量。但土壤有機(jī)碳在較短時(shí)間內(nèi)對農(nóng)業(yè)管理措施的反應(yīng)不夠靈敏，而易分解和礦化的活性有機(jī)碳雖然占總有機(jī)碳的比例很小，但對秸稈還田和耕作方式的反應(yīng)更為迅速，且對土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化供應(yīng)有著重要影響[6-8]。Lefroy等[9]在對土壤碳庫進(jìn)行了深入的研究分析，首次提出土壤碳庫管理指數(shù)的概念，為準(zhǔn)確反映農(nóng)作措施對土壤碳庫變化的影響提供了重要的依據(jù)。陳尚洪等[10]研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合土壤可礦化碳、活性碳、土壤碳素有效率、碳庫管理指數(shù)與土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析表明，運(yùn)用碳庫管理指數(shù)表征土壤養(yǎng)分和土壤碳素變化狀況比土壤有機(jī)碳更加靈敏。

目前，國內(nèi)關(guān)于不同秸稈還田方式對土壤理化性狀、微生物特性及溫室氣體 CH4和 N2O 的影響等方面研究較多[11-13]，且主要集中在北方干旱半干旱地區(qū)。但在長江下游稻麥輪作區(qū)，不同秸稈還田量對農(nóng)田土壤養(yǎng)分及有機(jī)碳庫的影響研究鮮有報(bào)道。因此，本文通過 3年5 季田間定位試驗(yàn)，設(shè)置不同秸稈還田量，研究對長江下游稻麥輪作區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分和有機(jī)碳庫的影響，旨在探討不同秸稈還田量對該地區(qū)土壤養(yǎng)分和碳庫的效應(yīng)，從而探索出兼顧土壤肥力和作物產(chǎn)量的適宜秸稈還田量，對完善該地區(qū)秸稈還田技術(shù)和緩解農(nóng)田生態(tài)壓力具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2011年6月至2013年11月在江蘇省揚(yáng)州市槐泗鎮(zhèn)肖胡村長期定位試驗(yàn)田進(jìn)行。該地區(qū)處于江淮平原南端，屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候向溫帶季風(fēng)氣候的過渡區(qū)，年平均氣溫為14.8℃，日照2 140 h，降水量1 020 mm，無霜期220 天，主要種植模式為一年兩熟的稻麥輪作制。該地區(qū)土壤類型為江淮沖積物及湖相沉積物發(fā)育形成的潴育型水稻土，土壤質(zhì)地為砂壤土，試驗(yàn)地耕層(0～21 cm)土壤基本理化性狀為：有機(jī)質(zhì)27.7 g/kg、全氮1.49 g/kg、有效磷60.85 mg/kg、速效鉀 78.52 mg/kg、pH(H2O)6.65、體積質(zhì)量1.41 g/cm3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

田間定位試驗(yàn)在稻麥輪作的基礎(chǔ)上，對稻季和麥季設(shè)置了不同的秸稈還田量，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，7個(gè)處理，3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為30 m2(5 m×6 m)。每季試驗(yàn)前先將上季作物收獲，留茬10 cm左右，然后通過收割機(jī)將秸稈粉碎，長度為5～10 cm。秸稈曬干后采用常規(guī)旋耕還田，深度為10～15 cm。其中，麥秸全量還田量為6 000 kg/hm2，稻秸全量還田量為9 000 kg/hm2。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

本試驗(yàn)中水稻供試品種為淮稻5號，采用旱育秧，每年6月中旬采用機(jī)插秧移栽，栽插密度為每公頃25.5萬穴，每穴3～4苗，于當(dāng)年11月初收獲(本試驗(yàn)第五季水稻收獲時(shí)間為2013年11月6日)；小麥供試品種為鄭麥9023，每年11月中旬采用機(jī)械條播，播量為150 kg/hm2，于次年6月初收獲。其中， 水稻季施基肥(45% 復(fù)合肥375 kg/hm2、尿素150 kg/hm2)，追施分蘗肥(尿素150 kg/hm2)和穗肥(尿素150 kg/hm2)；小麥季施基肥(45% 復(fù)合肥375 kg/hm2)，追施拔節(jié)肥(尿素150 kg/hm2)。除草、灌溉、病蟲害防治等同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理。

1.3 樣品采集與測定

1.3.1 樣品采集2013年6月和2013年11月于小麥及水稻收獲前一天，在各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇2個(gè)1m2樣方，收割作物；于 2013年11月6日，按照五點(diǎn)取樣法在各小區(qū)內(nèi)取土壤樣品，取樣深度為0～21cm。

1.3.2 測定方法 土壤養(yǎng)分的測定方法：土壤全氮(TN)采用半微量開氏消煮法測定[14]；土壤有效磷(AP)采用碳酸氫鈉-鉬銻抗比色法測定[14]；土壤速效鉀(AK)采用火焰光度計(jì)比色法測定[14]。

土壤碳庫的測定方法：土壤總有機(jī)碳(TOC)采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定[15]；水溶性有機(jī)碳(DOC)采用重鉻酸鉀氧化-容量法測定[15]；易氧化有機(jī)碳(ROC)采用高錳酸鉀氧化比色法測定[15]。

碳庫管理指數(shù)(CMPI)的計(jì)算方法：碳庫指數(shù)(CPI)= 農(nóng)田土壤有機(jī)碳/對照農(nóng)田土壤有機(jī)碳；碳庫活度(A)= 活性碳(易氧化有機(jī)碳)/穩(wěn)態(tài)碳(總有機(jī)碳)；碳庫活度指數(shù)(AI)= 農(nóng)田碳庫活度/對照農(nóng)田碳庫活度；碳庫管理指數(shù)(CMPI)= 碳庫指數(shù)(CPI)×碳庫活度指數(shù)(AI)×100[8]。

周年糧食產(chǎn)量：周年糧食產(chǎn)量=水稻實(shí)際產(chǎn)量+小麥實(shí)際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 Microsoft Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和圖表繪制，并采用 SPSS17.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈還田量對土壤養(yǎng)分的影響

由表 2 可知，經(jīng)過連續(xù) 5 季秸稈還田定位試驗(yàn)，秸稈還田各處理均不同程度地提高了土壤養(yǎng)分含量。與對照相比，SR1、SR3 和 SR5 處理顯著提高了土壤全氮含量，分別比對照提高了3.15%、3.94% 和 3.15%，且以 SR3 處理最為顯著。對于土壤速效磷，SR3 和 SR6 處理與對照相比顯著提高了 3.57% 和 3.00%，而其余處理差異性不顯著。經(jīng)過連續(xù) 5 季秸稈還田后，土壤速效鉀含量提升效果明顯，秸稈還田各處理均顯著提高土壤速效鉀含量，且以 SR3 處理最為顯著，比對照提高了 10.28%。

表2　不同秸稈還田量處理對土壤養(yǎng)分的影響Table 2 Effects of different amounts of straw returning on soil nutrients

2.2 不同秸稈還田量對土壤碳庫的影響

由表3可知，經(jīng)過連續(xù)5季秸稈還田試驗(yàn)，不同秸稈還田量處理均能提高土壤總有機(jī)碳含量，其中SR3處理影響顯著，相比對照提高了4.59%，而其他處理差異性不顯著。除SR5處理外其余處理相比于對照均顯著提高了土壤水溶性有機(jī)碳含量，且以SR2 和SR3處理最為顯著，分別比對照提高了14.35% 和15.74%。SR2、SR3和SR5處理相比于對照均顯著提高了土壤易氧化有機(jī)碳含量，且以SR2處理最為顯著，增幅為14.67%。

表3　不同秸稈還田量處理對土壤碳庫的影響Table 3 Effects of different amounts of straw returning on soil carbon pools

2.3 不同秸稈還田量對土壤碳素有效率的影響

土壤碳素有效率可以反映土壤有機(jī)碳的質(zhì)量狀況。土壤碳庫管理指數(shù)是土壤碳素和養(yǎng)分變化的靈敏指標(biāo)，可以反映土壤質(zhì)量和肥力。由表4可知，與對照相比，秸稈還田各處理均不同程度地提高了水溶性有機(jī)碳有效率，且以中高量秸稈還田表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。與對照相比，除SR1處理外其余各處理均提高了土壤易氧化有機(jī)碳有效率，同樣以中高量秸稈還田優(yōu)勢明顯。此外，在碳庫管理指數(shù)方面，SR2、SR3和SR5處理均顯著高于秸稈不還田處理，以SR2處理顯著性最高，相比對照提高了14.41%。

表4　不同秸稈還田量處理對土壤碳素有效率和碳庫管理指數(shù)的影響Table 4 Effects of different amounts of straw returning on ratios of soil available carbon contents and CPIMs

2.4 不同秸稈還田量對作物產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表 5 可知，在連續(xù)秸稈還田定位試驗(yàn)中，相比秸稈不還田，不同秸稈還田量處理對稻麥輪作農(nóng)田周年糧食產(chǎn)量均有不同程度的提高，且增幅呈先增加后減少的趨勢，增產(chǎn)程度依次為：SR3＞SR4＞SR2＞SR1＞SR6＞SR5＞CK，其中，SR3 處理對產(chǎn)量的影響最為顯著，增幅為 10.01%。SR2 處理顯著提高了小麥產(chǎn)量，比對照提高了 14.74%，而其余處理增幅較小。水稻產(chǎn)量隨秸稈還田量的增加而有不同程度的提高，且以 SR3 和 SR4 處理影響較為顯著，分別比對照提高了12.88% 和 13.30%。

表5　不同秸稈還田量對稻麥輪作農(nóng)田周年糧食產(chǎn)量的影響Table 5 Effects of different amounts of straw returning on annual crop yields

3 討論

秸稈還田作為提高農(nóng)業(yè)資源利用率的重要措施之一，能夠?yàn)橥寥捞峁┲参锷L所必需的氮、磷、鉀及其他中微量元素[16]。大量研究表明，秸稈還田能夠顯著改善土壤肥力狀況，為作物根系生長創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境[17-19]。本研究結(jié)果表明，經(jīng)過不同秸稈還田量處理后，相比對照，土壤全氮、速效磷、速效鉀的含量均有不同程度的提高，說明在該試驗(yàn)水平下，秸稈還田對改善土壤肥力有一定的作用。本研究發(fā)現(xiàn)，不同秸稈還田量對土壤養(yǎng)分的影響并非以還田量越多越好，均以連續(xù)5季75% 秸稈還田量優(yōu)勢最為明顯。原因是秸稈還田量過多會(huì)導(dǎo)致土壤與大氣環(huán)境物質(zhì)交換不通暢，易造成土壤無氧環(huán)境，同時(shí)使土壤持續(xù)處于高溫狀態(tài)，這會(huì)直接降低土壤微生物數(shù)量及酶活性，進(jìn)而抑制其對秸稈的分解，反而不利于土壤養(yǎng)分的循環(huán)與釋放[20]。

土壤碳庫是由很多不同穩(wěn)定性的組分組成的，其動(dòng)態(tài)平衡是土壤肥力保持和提高的重要內(nèi)容，也是影響作物產(chǎn)量的主要因素，作物秸稈施入土壤后，能否增加土壤有機(jī)碳的含量與土壤有機(jī)質(zhì)的輸入和土壤有機(jī)碳的礦化分解有關(guān)[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田對土壤總有機(jī)碳的影響以連續(xù)5季75% 還田量最為顯著。路文濤等[22]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過3年秸稈還田試驗(yàn)后，土壤總有機(jī)碳含量明顯提高，尤其在0～20 cm土層，隨著還田量的由高到低，總有機(jī)碳含量較對照不還田分別顯著提高6.96%、22.97% 和12.41%。而張鵬等[23]在寧南地區(qū)開展的研究表明，隨著秸稈還田量的增加，土壤有機(jī)碳含量也不斷增加。土壤活性有機(jī)碳是土壤中有效性較高、易被土壤微生物分解作用、對植物養(yǎng)分供應(yīng)作用效果明顯的那部分有機(jī)碳，能夠更準(zhǔn)確地反映土壤肥力和土壤物理性質(zhì)的變化。李琳等[24]研究認(rèn)為秸稈還田能夠增加土壤中的活性有機(jī)碳組分，同時(shí)改善有機(jī)碳質(zhì)量。本研究發(fā)現(xiàn)連續(xù)5季中高量(50% 和75%)秸稈還田處理對土壤易氧化有機(jī)碳以及水溶性有機(jī)碳提高效果最為顯著，而全量秸稈還田較中高量秸稈還田處理在提高活性有機(jī)碳組分方面沒有體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。這是因?yàn)橥寥烙袡C(jī)碳的分解受土壤微生物碳氮平衡的影響，土壤C/N在很大程度上影響其分解速率，而中高量秸稈還田能夠控制土壤C/N在適宜的范圍，提高土壤微生物活性，秸稈腐解速率加快[25]。同時(shí)，中高量秸稈還田處理較秸稈不還田處理也顯著提高了土壤水溶性有機(jī)碳有效率、易氧化有機(jī)碳有效率以及碳庫管理指數(shù)，這更能說明中高量秸稈還田處理土壤有機(jī)碳更容易被微生物分解，養(yǎng)分循環(huán)更快。而徐明崗等[26]研究認(rèn)為秸稈還田能夠提高土壤有機(jī)碳，但對提高中活性有機(jī)碳和高活性有機(jī)碳沒有明顯效果，秸稈還田5年后，碳庫管理指數(shù)和活性有機(jī)碳均降低，這與本研究結(jié)果有差異。目前研究結(jié)果的不一致性可能是由不同地區(qū)的土壤質(zhì)地、耕作制度、氣候條件、具體秸稈還田量等因素造成的。

秸稈還田可以通過改善土壤水、熱、氣、肥狀況，從而達(dá)到改善土壤微生態(tài)環(huán)境的目的，為作物生長提供一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境，有利于水稻和小麥等作物的生長發(fā)育[27]。大量研究表明，秸稈還田能增加作物產(chǎn)量[28-30]。本研究發(fā)現(xiàn)，小麥產(chǎn)量隨秸稈還田量的增加呈先增加后減少的趨勢，且以50% 還田量增產(chǎn)效果最好。其原因可能是秸稈還田量過大，種子易落入秸稈中，影響出苗，從而使小麥減產(chǎn)[31]。此外，在稻麥秸稈均還田處理中，水稻產(chǎn)量隨秸稈還田量的增加而有不同程度的增加，增幅呈先快后慢的趨勢，尤其到75% 還田量后增幅明顯減緩。其原因是秸稈還田量過大會(huì)導(dǎo)致土壤與大氣環(huán)境物質(zhì)交換不通暢，易造成土壤無氧環(huán)境，同時(shí)使土壤持續(xù)處于高溫狀態(tài)，削弱了土壤水、溫、肥的耦合效果，從而降低土壤微生物活性，延緩了土壤有機(jī)質(zhì)的礦化分解，反而不利于營造對作物生長有利的環(huán)境[20]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同秸稈還田量對周年糧食產(chǎn)量的影響結(jié)果表現(xiàn)為：稻麥秸稈均還田＞僅稻秸或麥秸還田＞稻麥秸稈均不還田，說明兩季秸稈均還田對提高作物產(chǎn)量效果較好。此外，在試驗(yàn)設(shè)置的秸稈還田量范圍內(nèi)，75% 和100% 還田量顯著提高了周年糧食產(chǎn)量，其中75%還田量略高于100% 還田量，但兩者間無顯著差異。

4 結(jié)論

1)經(jīng)過3年5季連續(xù)秸稈還田后，稻麥輪作農(nóng)田土壤全氮、速效磷和速效鉀含量均有不同程度的提高，且以連續(xù)5季75% 秸稈還田量對土壤養(yǎng)分含量增加效果最為顯著，分別比對照提高了3.54%、3.97% 和10.28%。

2)連續(xù)5季75% 秸稈還田量顯著提高了土壤總有機(jī)碳含量，而水溶性有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳含量則以50% 和75% 還田量表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，其對土壤碳素有效率以及碳庫管理指數(shù)的影響亦是如此。

3)秸稈還田處理下周年糧食產(chǎn)量均有不同程度的提高，表現(xiàn)為稻麥秸稈均還田＞僅稻秸或麥秸還田＞稻麥秸稈均不還田，且以連續(xù) 5 季 75% 還田量影響最為顯著，增幅為 10.01%。

綜合考慮，本地區(qū)以75% 秸稈還田量效果最佳，表現(xiàn)出作物增產(chǎn)顯著、土壤養(yǎng)分以及土壤固碳能力明顯提升的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜潔,陳宏,趙秀蘭.農(nóng)作物秸桿改良土壤的方式與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2008,24(8):420-423

[2]汪軍,王德建,張剛,等.連續(xù)全量秸稈還田與氮肥用量對農(nóng)田土壤養(yǎng)分的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2010,24(5):40-44,62

[3]孫星,劉勤,王德建,等.長期秸稈還田對土壤肥力質(zhì)量的影響[J].土壤,2007,39(5):782-786

[4]蘭延,黃國勤,楊濱娟,等.稻田綠肥輪作提高土壤養(yǎng)分增加有機(jī)碳庫[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,30(13):146-152.

[5]潘根興,李戀卿,鄭聚鋒,等.土壤碳循環(huán)研究及中國稻田土壤固碳研究的進(jìn)展與問題[J].土壤學(xué)報(bào),2008,45(5):901-914

[6]邵月紅,潘劍君,孫波.長期施肥對紅壤不同形態(tài)碳的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2006,14(1):125-127

[7]Dalal R C,Mayer R J.Long term trends in fertility of soil under continuous cultivation and cereal cropping in southern Queensland.IV.Loss of organic carbon from different density functions[J].Soil Research,1986,24(2):301-309

[8]Blair G J,Lefory R D B,Lise L.Soil carbon fractions based on their degree of oxidation and the development of a carbon management index for agricultural system[J].Aust.J.Agric.Res.,1995,46:1 459-1 466

[9]Lefory R D B,Blair G J,Strong W M.Changes in soil organic matter with cropping as measured by organiccarbon fractions and 13C naturalisotope abundance[J].Plant and Soil,1993:155-156,399-402

[10]陳尚洪,朱鐘麟,劉定輝,等.秸稈還田和免耕對土壤養(yǎng)分及碳庫管理指數(shù)的影響研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2008,14(4):806-809

[11]陳春梅,謝祖彬,朱建國,等.FACE處理的小麥秸稈還田對稻田CH4排放的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007,26(4):1 550-1 555

[12]Sunita G,Lata N.Chemical and biological properties of wheat soil in response to paddy straw incorporation and its biodegradation by fungal inoculants[J].Biode gradation,2007,18(4):495-503

[13]路怡青,朱安寧,張佳寶,等.免耕和秸稈還田對潮土酶活性及微生物量碳氮的影響[J].土壤,2013,45(5):894-898

[14]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1999

[15]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析(第三版)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000:30-34

[16]游東海,田霄鴻,把余玲,等.小麥－玉米輪作體系中秸稈還田方式對土壤肥力及作物產(chǎn)量的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012,40(7):167-172

[17]馬超,周靜,劉滿強(qiáng),等.秸稈促腐還田對土壤養(yǎng)分及活性有機(jī)碳的影響[J].土壤學(xué)報(bào),2013,50(5):915-921

[18]王曉波,車威,紀(jì)榮婷,等.秸稈還田和保護(hù)性耕作對砂姜黑土有機(jī)質(zhì)和氮素養(yǎng)分的影響[J].土壤,2015,47(3):483-489

[19]孫偉紅.長期秸稈還田改土培肥綜合效應(yīng)的研究[D].山東泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2004

[20]劉義國,劉永紅,劉洪軍,等.秸稈還田量對土壤理化性狀及小麥產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2013,29(3):131-135

[21]沈宏,曹志洪,王志明.不同農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤碳庫管理指數(shù)的研究[J].自然資源學(xué)報(bào),1999,14(3):206-211

[22]路文濤,賈志寬,張鵬,等.秸稈還田對寧南旱作農(nóng)田土壤活性有機(jī)碳及酶活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(3):522-528

[23]張鵬,李涵,賈志寬,等.秸稈還田對寧南旱區(qū)土壤有機(jī)碳含量及土壤碳礦化的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2011,30(12):2 518-2 525

[24]李琳,伍芬琳,張海林,等.雙季稻區(qū)保護(hù)性耕作下土壤有機(jī)碳及碳庫管理指數(shù)的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008,27(1):248-253

[25]陳長青,胡清宇,孫波,等.長期施肥下石灰性潮土有機(jī)碳變化的DNDC模型預(yù)測[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2010,16(6):1 410-1 417

[26]徐明崗,于榮,孫小鳳,等.長期施肥對我國典型土壤活性有機(jī)質(zhì)及碳庫管理指數(shù)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2006,12(4):459-465

[27]徐國偉.種植方式、秸稈還田與實(shí)地氮肥管理對水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的影響及其生理的研究[D].揚(yáng)州:揚(yáng)州大學(xué),2007

[28]李朝蘇,湯永祿,黃鋼,等.麥稻輪作區(qū)周年耕作模式對作物產(chǎn)量和土壤特性的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,25(3):786-791

[29]趙士誠,曹彩云,李科江,等.長期秸稈還田對華北潮土肥力、氮庫組分及作物產(chǎn)量的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2014,20(6):1 441-1 449

[30]楊帆,董燕,徐明崗,等.南方地區(qū)秸稈還田對土壤綜合肥力和作物產(chǎn)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2012,23(11):3 040-3 044

[31]李少昆,王克如,馮聚凱,等.玉米秸稈還田與不同耕作方式下影響小麥出苗的因素[J].作物學(xué)報(bào),2006,32(3):463-465

Effects of Continuous Straw Returning on Soil Nutrients and Carbon Pool in Rice-wheat Rotation System

XU Jianglai1,HU Naijuan1,ZHANG Zhengwen1,ZHU Liqun2*
(1 College of Agriculture,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China; 2 College of Rural Development,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

Abstract:To explore the influence of suitable amounts of straw returning on soil quality and crop yields for middle region of Jiangsu,a field experiment was conducted to determine the effects of different amounts of straw returning on soil nutrients,carbon pools and crop yields in rice-wheat rotation system.After five-season continuous straw returning,the results showed that:1)straw returning increased the contents of soil total nitrogen,available phosphorus and rapidly-available potassium,and 75% of five-season continuous straw returning got greatest increases,by 3.54%,3.97% and 10.28%,respectively.2)75% of five-season continuous straw returning significantly increased the contents of soil total organic carbon,while 50% and 75% five-season continuous returning significantly increased the contents of water-soluble organic carbon and easily oxidizable carbon,and the effect was the same on soil available carbon contents and carbon pool management index.3)Straw returning increased annual crop yield in an order of both rice and wheat straw returning＞only one crop straw returning＞no straw returning.Among them,75% of five-season continuous straw returning significantly improved the yields,increased by 10.01%.In conclusion,the treatment of 75% of straw returning is most suitable in a rice-wheat rotation system of the study region.

Key words:Straw returning; Soil nutrient; Soil carbon pool; Crop yield

作者簡介：徐蔣來(1991—)，男，浙江臺州人，碩士研究生，主要從事農(nóng)田生態(tài)學(xué)研究。E-mail:jianglai532@163.com

* 通訊作者(zhulq@njau.edu.cn)

基金項(xiàng)目：①國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD14B12)和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)項(xiàng)目(SKCX2014001)資助。

DOI:10.13758/j.cnki.tr.2016.01.011

中圖分類號：S141.4；S158.3