长期化肥和有机物料投入对稻油轮作作物产量和养分利用的影响

　　

摘要：

【目的】化肥和有机物料投入是农业生产中的重要增产措施，水稻-油菜复种轮作是我国长江流域主要水旱轮作模式。明确化肥和有机物料投入对稻油轮作周年作物产量和养分吸收利用的影响及其差异，为保障粮油安全和实现农业绿色可持续发展提供科学依据。【方法】于2016—2022年在湖北省沙洋县华中农业大学沙洋实验站开展田间定位试验，设置不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥+秸秆（NPK+S）、化肥+秸秆+有机肥（NPK+S+M）4个处理，分析油菜和水稻产量及氮磷钾养分吸收情况，并对养分利用效率、养分表观平衡及其与产量的关系进行评估。【结果】6年试验的平均结果表明，与不施肥相比，化肥和有机物料投入能够显著提高油菜（493.5%—758.8%）和水稻产量（94.3%—106.4%），显著提高作物产量稳定性（24.6%—72.1%）和可持续性（17.2%—85.0%）。与NPK处理相比，NPK+S处理的油菜产量增加6.3%，产量稳定性和可持续性降低；水稻产量降低0.8%，产量稳定性和可持续性提高。NPK+S+M处理的油菜和水稻分别增产44.7%和5.4%，产量可持续性均提高。在轮作周年内，所有处理的油菜季养分吸收占比均低于水稻季。有机物料投入显著促进油菜和水稻的养分吸收，与NPK处理相比，NPK+S+M处理的作物养分平均吸收量和趋势吸收量分别增加5.1%—91.2%和12.2%—100.4%。NPK+S处理的作物养分平均吸收量与NPK处理无显著差异，趋势吸收量比NPK处理高7.7%—25.4%。有机物料投入降低了作物养分生理利用率，与NPK处理相比，NPK+S+M处理的油菜和水稻氮素生理利用率分别降低3.0和3.7个百分点，磷素生理利用率分别降低19.3和25.5个百分点。进一步分析发现，有机物料的投入带来更高的养分表观盈余，且养分表观盈余累积量与产量累积量呈显著正相关。【结论】化肥和有机物料投入显著提高稻油轮作作物产量和养分吸收，其作用效果受作物类别和养分种类的共同影响。在化肥配施秸秆的基础上，增施有机肥能够进一步提高作物产量和培肥土壤，但仍需提高作物的养分生理利用率，以充分发挥有机物料的培肥增产潜力从而实现粮油兼丰。