长期秸秆还田条件下化肥减量对稻稻油轮作系统作物产量和土壤肥力的影响

　　

摘要：

【目的】明确长期秸秆还田对稻稻油轮作作物产量和土壤肥力的影响，为稻稻油轮作秸秆资源高效利用与化肥减量技术提供科学依据。【方法】从2007年早稻开始至2022年，进行连续15年的稻稻油三熟制秸秆还田定位试验，试验设置常规施肥+秸秆不还田（100%F）、常规施肥+秸秆还田（100%F+St）和化肥减量20%+秸秆还田（80%F+St）3个处理，分析作物产量、氮磷钾养分积累量与土壤理化性质，评估稻稻油轮作周年养分表观平衡与土壤综合肥力指数。【结果】长期秸秆还田提高了稻稻油轮作作物产量、产量稳定性与可持续性，其中油菜季产量增幅最为显著。与2007—2010年相比，100%F+St处理2019—2022年晚稻、油菜的平均产量分别增加28.9%、58.7%。与100%F处理相比，100%F+St处理早稻、晚稻与油菜产量分别平均增加7.2%、6.9%、13.4%，其中2019—2022年晚稻季100%F+St处理产量稳定性与可持续性平均增加23.6%、12.5%。连续4年秸秆还田配合化肥减量20%（80%F+St）后，早稻、晚稻、油菜产量均维持稳定或高于常规施肥。与100%F处理相比，2019—2022年80%F+St处理的早稻、晚稻分别增产5.3%、3.1%。100%F+St处理提升了作物氮磷钾养分积累量与周年养分盈余，80%F+St与100%F+St处理相比，轮作周年氮磷钾盈余分别减少54.0 kg N·hm^-2、13.7 kg P₂O₅·hm^-2、48.6 kg K₂O·hm^-2。分析长期秸秆还田后油菜季和水稻季土壤综合肥力指数（IFI）发现，100%F+St处理在油菜季、水稻季IFI分别为1.44、1.51，较100%F处理分别显著提高6.4%、4.3%。油菜季IFI增幅高于水稻季。与100%F处理相比，80%F+St处理在水稻季、油菜季均无显著差异，土壤IFI分别为1.29、1.45。100%F+St处理IFI提高主要依赖于油菜季有机质、全氮、速效钾含量分别提升22.8%、20.5%、13.7%，水稻季有机质、全氮、有效磷含量分别提升14.1%、1.7%、19.0%。【结论】长期秸秆还田可提高稻稻油轮作作物产量、氮磷钾养分积累量及土壤综合肥力指数，且随着还田年限的增加，作物产量稳定性与可持续性提高。秸秆还田配合化肥减量20%能有效保障作物产量与养分积累量维持或高于常规施肥水平，且水稻季产量的可持续性与稳定性高于油菜季。因此在水稻季化肥减量20%能够保障稻稻油轮作体系的稳产高效。