稻油轮作系统秸秆直接还田与焚烧还田的作物产量和养分表观平衡特征

　　

摘要：

【目的】探究秸秆不同还田方式对稻油轮作系统周年生产力及氮磷钾养分表观平衡的影响，为轮作系统秸秆资源的高效利用提供理论依据。【方法】田间定位试验位于湖北省武穴市，开始于2014年，设置秸秆不还田（NPK）、秸秆直接还田（NPK+St）和秸秆焚烧还田（NPK+Sb）3个处理，测定分析2014—2024年连续10年的水稻和油菜产量，氮、磷、钾养分吸收量及其表观平衡等相关指标。【结果】10年田间试验的平均结果表明，与NPK处理相比，NPK+St处理的水稻和油菜产量分别显著增加了7.7%和10.7%，NPK+Sb处理的油菜产量显著增加了5.2%，对水稻增产效果不显著；NPK+St和NPK+Sb处理的增产效果随着秸秆还田年限的增加而逐渐增强，在第6年达到显著水平，且秸秆直接和焚烧还田显著增加了水稻产量可持续性（23.6%—28.3%）。周年轮作养分积累特征表明，与NPK处理相比，NPK+St和NPK+Sb处理的平均周年氮、磷、钾积累量分别增加了11.6%和2.9%、11.9%和10.2%、55.8%和39.1%，秸秆直接还田显著提高了作物对氮、磷、钾养分吸收，而秸秆焚烧还田有效增加了作物对磷、钾养分吸收。秸秆不还田条件下，稻油轮作周年氮、磷、钾平均盈余量分别为101.3 kg N·hm^-2·a^-1、-8.9 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1和-296.6 kg K₂O·hm^-2·a^-1；秸秆直接还田条件下，稻油轮作周年氮平均盈余量达166.1 kg N·hm^-2·a^-1，增幅为64.0%，秸秆直接和焚烧还田均实现了周年磷、钾养分盈余，盈余量分别为33.0和19.0 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1、79.4和21.3 kg K₂O·hm^-2·a^-1。【结论】秸秆直接和焚烧还田通过维持稻油轮作系统养分平衡，显著提高作物产量与养分吸收，呈现水稻稳产和油菜增产的效果。秸秆直接还田较焚烧还田更有利于提高作物产量和实现养分收支平衡。因此，在农业生产过程中，建议推行秸秆直接还田方式处理农田秸秆，以充分发挥其增产稳产和养分平衡的优势，促进稻油轮作系统的可持续发展。