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不同耕作方式下稻草分解与养分释放特点及对水稻氮素利用的影响

作　者: 刘开强
导　师: 江立庚
学　校: 广西大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 水稻耕作方式稻草分解养分释放氮素利用
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

不同耕作制度下施入稻田中稻草的分解环境存在很大差异。在常规耕作条件（常耕）下,稻草一般在耕作时被埋入土中。而在免耕条件下,稻草只能施在稻田的表面。因此,不同的稻田耕作制度下,稻草的分解和养分释放存在较大的差异。为了探讨这种差异并阐明其对水稻氮素吸收与利用的影响,论文以籼型杂交水稻金优253为试验材料,于2006年和2007年分别进行大田和盆栽试验,对稻草在常耕和免耕条件下的分解和养分释放过程进行比较,并通过¹⁵N示踪测定和比较稻草氮素在不同耕作方式下的去向。论文还测定了不同耕作方式下水稻氮素吸收与利用效率,并分析了不同耕作方式下水稻氮素吸收、利用与稻草氮素释放特性间的关系。主要研究结果如下:稻草主要成份为半纤维素、纤维素和木质素,分别占稻草干重的41.42%、31.28%和6.20%。稻草还田后,稻草中半纤维素和纤维素残留量随稻草分解而迅速下降,还田25-40天后分解速率变慢,平均分解速率分别为0.35 g·d^-1和0.27 g·d^-1。木质素的分解速率较慢,平均分解速率为0.034 g·d^-1。耕作方式对稻草不同成份分解的影响是不同的,免耕条件下半纤维素、纤维素的分解速率较快,残留数量低。其中,2006年免耕条件下稻草半纤维素、纤维素的分解速率分别比常耕条件下的高2.93%和7.68%,最终残留率分别比常耕时低10.82%和32.48%。2007年免耕条件下稻草半纤维素、纤维素的分解速率分别比常耕高3.39%和2.92%,残留率分别低20.65%和22.92%。但是,在2006和2007年试验中,耕作方式都没有明显影响木质素的分解。稻草中的氮、磷、钾、硅等养分随稻草分解而释放,但不同养分释放的速率明显不同。稻草中的K在还田后的10天迅速释放,之后,其残留量仅在小范围内波动。氮在稻草还田后0-10天和40-70天时具有较高的释放速率,磷在稻草还田后0-10天释放速率较快。硅在稻草还田后25-40天释放速率最快。免耕条件下稻草氮、磷、硅等释放速率较常耕大,有利于稻草氮、磷、硅的释放,但钾素释放速率在不同耕作方式下差异不大。水稻的叶和茎的物质组成存在较大差异。与稻茎相比,稻叶的氮、硅和木质素含量较高,纤维素和钾的含量较低,而半纤维素和磷的含量比较接近。因此,叶和茎的分解及养分释放也存在明显的差异。总的趋势是,叶片中半纤维素和木质素的分解速率比茎快,纤维素、钾的分解速率较茎慢。半纤维素、纤维素、木质素和钾在稻草还田后0-15天具有较高的分解速率,氮和磷在还田后0-15天和30-45天,而硅则是在还田后的45-60天。残留在叶中的半纤维素、纤维素、木质素、氮素比率比茎部分别低41.43%、84.66%、23.26%和17.71%,磷、钾、硅的残留比率差异不大。稻草分解后释放氮素的20.91%被水稻吸收利用,31.85%残留在尚未分解的稻草中,29.55%残留在土壤中,4.13%随渗漏水损失,气体挥发等其他损失为13.56%。耕作方式对稻草氮素去向影响最大的是渗漏损失,免耕条件下氮素的渗漏损失成倍增加。其次是在稻草中的残留量,免耕条件下氮素在稻草中的残留量下降。免耕对稻草氮素的利用是不利的。但免耕条件下稻草氮素在土壤中的残留及气体损失等在不同年份间的结果不尽相同。将水稻植株积累的氮素分成土壤+肥料、稻草两个部分。研究发现,水稻从土壤和肥料中吸收的氮素比率为96.61%,从稻草中吸收的氮素占总吸收量的比率为3.39%。除2007年免耕水稻吸收稻草中氮素的数量和比率比常耕水稻略高外,免耕水稻从土壤+肥料、稻草中吸收的氮素的数量与比率及总的氮素吸收量均比常耕水稻的低,其中2006年免耕水稻氮素吸收量显著低于常耕水稻。这表明,免耕对水稻的氮素吸收能力有一定的影响,但不影响不同来源氮素的吸收比率。

全文目录

摘要  3-6
Abstract  6-12
1 前言  12-17
  1.1 免耕抛秧水稻栽培技术研究进展及存在问题  12-13
  1.2 免耕水稻氮素利用的研究进展及存在问题  13-14
  1.3 稻草养分释放特性及稻草还田对水稻生长的影响  14-15
    1.3.1 稻草还田对稻田肥料利用的影响  14
    1.3.2 稻草还田对水稻生长及产量的影响  14-15
  1.4 本研究的目的与意义  15-17
2 材料与方法  17-24
  2.1 稻草分解与养分释放特点研究(田间试验)  17-20
    2.1.1 试验设计  17-18
    2.1.2 调查内容与测试方法  18-20
  2.2 稻草氮素释放点性研究(~(15)N标记大田试验)  20
    2.2.1 试验设计  20
    2.2.2 测试内容与方法  20
  2.3 稻草茎、叶分解与养分释放特点研究(大田试验)  20-21
    2.3.1 试验设计  20
    2.3.2 测定内容与方法  20-21
  2.4 稻草氮素的去向与利用研究(~(15)N示踪盆栽试验)  21-23
    2.4.1 试验设计  21-22
    2.4.2 测定内容与方法  22-23
  2.5 数据处理  23-24
3 结果与分析  24-64
  3.1 不同耕作方式下稻草分解与养分释放特点  24-46
    3.1.1 不同耕作方式下还田稻草干物质变化特点  24-25
    3.1.2 不同耕作方式下还田稻草半纤维素分解特点  25-27
    3.1.3 不同耕作方式下还田稻草纤维素分解特点  27-30
    3.1.4 不同耕作方式下还田稻草木质素分解特点  30-33
    3.1.5 不同耕作方式下还田稻草氮素释放特点  33-39
    3.1.6 不同耕作方式下还田稻草磷素释放特点  39-41
    3.1.7 不同耕作方式下还田稻草钾素释放特点  41-44
    3.1.8 不同耕作方式下还田稻草硅素释放特点  44-46
  3.2 不同耕作方式下还田稻草茎、叶分解与养分释放特点  46-56
    3.2.1 还田稻草茎、叶干物质的变化  46-48
    3.2.2 还田稻草茎、叶半纤维素分解特点  48-49
    3.2.3 还田稻草茎、叶纤维素分解特点  49-50
    3.2.4 还田稻草茎、叶木质素分解特点  50-52
    3.2.5 还田稻草茎、叶氮素释放特点  52-53
    3.2.6 还田稻草茎、叶磷素释放特点  53-54
    3.2.7 还田稻草茎、叶钾素释放特点  54-55
    3.2.8 还田稻草茎、叶硅素释放特点  55-56
  3.3 不同耕作方式下稻草氮素的去向及对水稻氮素利用的影响  56-61
    3.3.1 不同耕作方式下水稻氮素积累特点  56-58
    3.3.2 不同耕作方式下稻草氮素去向与利用  58-60
    3.3.3 不同耕作方式下水稻产量及氮素利用效率  60-61
  3.4 不同来源氮素在水稻器官间的分配特点  61-64
    3.4.1 稻草氮素在水稻器官间的分配  61-62
    3.4.2 土壤和肥料氮素在水稻器官间的分配  62
    3.4.3 植株氮素在水稻器官间的分配  62-64
4 结论与讨论  64-71
  4.1 结论  64-67
    4.1.1 不同耕作方式下稻草分解与养分释放特点  64-65
    4.1.2 稻草茎、叶分解与养分释放特点  65-66
    4.1.3 稻草氮素去向与利用  66-67
  4.2 讨论  67-70
    4.2.1 不同耕作方式下稻草氮素利用效率的差异  67
    4.2.2 稻草状态对稻草氮素利用的影响  67-68
    4.2.3 不同耕作方式下稻草氮素去向的差异及对稻草氮素利用的影响  68-69
    4.2.4 还田稻草养分释放与养分再积聚特点  69
    4.2.5 基于还田稻草养分释放特点的施肥理论  69-70
  4.3 研究展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-76
附录  76

不同耕作方式下稻草分解与养分释放特点及对水稻氮素利用的影响

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