【摘要】：長(zhǎng)江流域是我國(guó)冬油菜主產(chǎn)區(qū),同時(shí)也是油菜-水稻、小麥-水稻輪作體系的重要基地。菜籽油是我國(guó)傳統(tǒng)的食用油,且近年來(lái)逐漸開(kāi)發(fā)出油菜的多種功能。但自2011年起我國(guó)油菜種植面積和總產(chǎn)持續(xù)下滑,成本高、效益低等問(wèn)題極大地限制了農(nóng)民對(duì)油菜種植的積極性。因此,進(jìn)一步明確油菜在輪作中的優(yōu)勢(shì)地位,將油菜納入輪作種植體系,對(duì)油菜產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的意義。為探索兩種主要輪作體系間水稻產(chǎn)量的差異及其初步機(jī)制,本研究以長(zhǎng)江流域油-稻、麥-稻兩種主要的水旱輪作體系為研究對(duì)象,通過(guò)整理課題組已有肥料田間試驗(yàn)數(shù)據(jù),同時(shí)收集文獻(xiàn)數(shù)據(jù),建立了油-稻與麥-稻輪作體系產(chǎn)量、施肥量、養(yǎng)分吸收量以及氮損失的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)數(shù)據(jù)的綜合分析比較油-稻與麥-稻輪作體系水稻產(chǎn)量差異及其對(duì)氮肥的響應(yīng),同時(shí)對(duì)土壤化學(xué)肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并針對(duì)兩者的差異進(jìn)一步分析了輪作體系間的養(yǎng)分收支,輔助化感培養(yǎng)試驗(yàn)初步探討了油菜培肥養(yǎng)地的機(jī)制。獲得的主要結(jié)果如下:1.不同的輪作體系水稻產(chǎn)量有著顯著的差異。尤其是在不施氮條件下,油-稻輪作水稻產(chǎn)量(6469 kg/hm~2)較麥-稻輪作(6049 kg/hm~2)高420 kg/hm~2。達(dá)到95%最高產(chǎn)量時(shí),油-稻輪作體系氮肥用量為168 kg N/hm~2,明顯低于麥-稻輪作(180 kg N/hm~2)。最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和施氮量與此呈現(xiàn)類(lèi)似的規(guī)律。在獲得同等的水稻產(chǎn)量水平下,油-稻輪作表現(xiàn)出了更好的節(jié)肥效果。與麥-稻輪作相比,油-稻輪作土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和堿解氮含量分別高出14.2%、10.4%和25.1%,油-稻輪作土壤綜合屬性得分(0.129)明顯高于麥-稻輪作(-0.128)。2.秸稈不還田時(shí),油-稻輪作體系的養(yǎng)分收支為51.8 kg N/hm~2、58.4 kg P_2O_5/hm~2和-145.0 kg K_2O/hm~2,麥-稻輪作體系為-0.4 kg N/hm~2、53.3 kg P_2O_5/hm~2和-138.3 kg K_2O/hm~2。鉀素均處于虧缺狀態(tài),油-稻輪作體系土壤氮素盈余,麥-稻體系持平或略有虧缺。秸稈還田時(shí),油-稻輪作體系的養(yǎng)分收支為147.5 kg N/hm~2、93.1 kg P_2O_5/hm~2和229.0 kg K_2O/hm~2,麥-稻輪作體系為107.2 kg N/hm~2、90.2 kg P_2O_5/hm~2和178.0 kg K_2O/hm~2。兩種輪作體系氮、磷、鉀均表現(xiàn)為盈余。3.兩種輪作體系間氮損失沒(méi)有顯著差異。輪作體系周年平均氮素?fù)p失量為82.24-83.20 kg N/hm~2,占周年施氮量的21%;各種氮損失途徑占周年施氮量比例為NH_3揮發(fā)(12.0%)淋溶(3.8%-4.8%)≈徑流(4.0%-4.5%)N_2O排放(0.9%)。水稻季的氮素?fù)p失量約為旱季的2倍。通過(guò)文獻(xiàn)分析,建立了兩種輪作體系氧化亞氮排放、氨揮發(fā)與施氮量的定量方程。通過(guò)優(yōu)化施肥,水稻、油菜和小麥三種作物體系均具有較大的溫室氣體減排潛力,分別可以減少長(zhǎng)江流域溫室氣體排放量2.3 Tg CO_2 eq、0.69 Tg CO_2 eq和0.44 Tg CO_2 eq。4.兩種秸稈腐解液對(duì)水稻種子發(fā)芽均未表現(xiàn)出顯著的影響。秸稈還田量為100和500 kg/畝時(shí),油菜秸稈腐解處理水稻地上部干重和株高明顯高于小麥秸稈腐解處理;蒸餾水腐解條件下,油菜秸稈處理水稻地上部干重較小麥秸稈處理高出10.7%-44.4%;營(yíng)養(yǎng)液腐解條件下,油菜秸稈處理水稻地上部干重較小麥秸稈處理高出2.2%-12.1%。不同秸稈腐解液養(yǎng)分間的差異是影響水稻幼苗生長(zhǎng)的重要因素。同時(shí),油菜秸稈腐解產(chǎn)生的化感物質(zhì)能夠更好地促進(jìn)水稻生長(zhǎng)。綜上所述,油-稻輪作體系水稻產(chǎn)量較麥-稻輪作高出420 kg/hm~2。油-稻輪作較高的土壤化學(xué)綜合肥力是造成兩種輪作體系差異的主要原因。其中,油菜季具有更多的氮素盈余供給后季水稻利用。除養(yǎng)分因素外,前季種植油菜還能夠產(chǎn)生相應(yīng)的化感物質(zhì)促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)。
【圖文】：

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019 屆碩士研究生學(xué)位論文籽油是我國(guó)傳統(tǒng)的食用油，大約能占國(guó)產(chǎn)油料作物產(chǎn)油量的 55%以油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，，對(duì)提高食用油自給率，滿(mǎn)足消費(fèi)需求有著重要意2018）。我國(guó)油菜最常見(jiàn)于油用，但近年來(lái)考慮到進(jìn)口油料的壓力和步需求，逐漸開(kāi)發(fā)出油菜的“油、菜、花、蜜、飼、肥”等多種功能18；汪波等 2018；張哲等 2018）。因此，基于目前油菜生產(chǎn)的現(xiàn)狀油菜種植面積十分必要。

技術(shù)路線(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S511;S344.1

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本文編號(hào)：2649107