麦棉轮作制度下不同秸秆还田方式对棉花生长与产量的影响

【作者】 马林杰； 孔凡轩； 王智； 罗颖； 吕晓兵； 周治国； 孟亚利；

【机构】 南京农业大学农学院；

【摘要】 【研究背景】作物秸秆富含碳、氮、磷和钾等养分,是一种天然的有机肥。中国每年的作物秸秆产量约8亿吨,但约有40%被焚烧浪费。秸秆还田是一中高效管理秸秆的方式,且通常能够增加作物产量和提升土壤肥力。目前在农业生产中秸秆还田存在多种方式。然而,在麦棉轮作制度下,棉花的生长与产量对不同秸秆还田方式的响应仍不清晰。【材料与方法】从2015年到2018年在江苏省大丰区（120o28’E, 33o12’N）（砂壤土）麦棉轮作制度下进行了4年的秸秆还田定位试验,研究不同秸秆还田方式对棉花生长与产量的影响。按照等碳量(2000 kg C hm^-2)对应,设置秸秆生物炭、秸秆催腐、秸秆翻埋和秸秆覆盖四种还田方式,同时设置不还田对照处理。其中秸秆翻埋、秸秆覆盖和秸秆催腐还田处理的大麦秸秆还田量为5000 kg hm^-2,秸秆生物炭还田处理的小麦秸秆生物炭还田量为3500kghm^-2。所有处理的施肥均按照常规生产进行。【结果与分析】（1）与对照处理相比,不同秸秆还田方式对铃重影响较小,能够显著增加棉花铃数,进而提高籽棉产量,且籽棉产量的增加效果逐年增大。在秸秆还田第4年,与对照处理相比,秸秆生物炭、秸秆催腐、秸秆翻埋和秸秆覆盖处理的籽棉产量增幅分别为24.2%、16.1%、14.3%和8.2%。（2）与对照处理相比,在棉花花铃期不同秸秆还田方式能够显著增加棉花叶面积指数、冠层光能截获率和棉花群体光合速率。（3）与对照处理相比,不同秸秆还田方式能增加棉花氮磷钾吸收量和氮磷钾在棉铃中的分配率。相关分析表明棉花氮、磷和钾吸收量和在棉铃中的分配率均与籽棉产量呈显著正相关关系。（4）与对照处理相比,不同秸秆还田方式能够显著提升棉花根系生物量,促进棉花根系生长。相关分析表明棉花根系生物量与棉花氮、磷和钾吸收量和在棉铃中的分配率均呈显著正相关关系。（5）棉花籽棉产量、群体光合速率、氮磷钾吸收量和氮磷钾在棉铃中的分配率和根系生物量,在秸秆还田方式处理间均表现为秸秆生物炭还田处理最大,秸秆催腐和翻埋还田处理次之（两者差异不显著）,而秸秆覆盖还田处理最低。【结论】在麦棉轮作制度下,各秸秆还田方式通过促进棉花根系生长,提升棉花营养状况,进而促进棉花群体光合生产,最终增加籽棉产量;且秸秆生物炭还田在提升棉花籽棉产量上优于其他秸秆还田方式。更多还原