麥棉周年秸軒還田影響轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)量形成的鉀素替代效應(yīng)

1、麥棉周年秸軒還田影響轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)量形成的鉀素替代效應(yīng)我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉約占棉花種植總面積的70%以上 , 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉載鈴多 ,產(chǎn)量高 , 但易發(fā)生鉀因性早衰 , 導(dǎo)致棉花產(chǎn)量降低。我國是缺鉀國家, 鉀肥大量依靠進(jìn)口 , 鉀肥價格高 , 農(nóng)民施鉀積極性不高。作物秸稈中含有大量鉀素, 還田后可以補充土壤鉀素。本研究于2011 年 4月開始在江蘇省南京市 (118 50E,32 02N)( 粘土 ) 和江蘇省大豐市 (120 28E,33 12N)( 砂壤土 ) 進(jìn)行麥棉兩熟制周年秸稈還田定位試驗, 選用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉泗雜 3 號, 在棉花季設(shè)置小麥秸稈全量還田、半量還田和不還田, 即 9000、4

2、500,0 kghm-23個水平 (W9000、W4500、WO),在小麥季設(shè)置棉花秸稈全量還田、半量還田和不還田 , 即 7500、3750、0kghm-2 3 個水平 (C7500、 C3750、C0),共形成 9 個周年秸稈還田處理組合, 同時設(shè) 2 個鉀肥施用量處理300 和 150kgK20hm-2。研究長江下游地區(qū)麥棉周年秸稈還田對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)量形成、棉田土壤理化性質(zhì)和土壤微生物活性的影響, 以及在不同土壤類型條件下的差異, 并通過與鉀肥處理的比較 , 研究秸稈鉀對化肥鉀的替代效應(yīng), 旨在為麥棉兩熟周年秸稈還田影響轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)量形成的生態(tài)效應(yīng)奠定理論基礎(chǔ), 為麥棉兩熟棉田合理施

3、鉀量與施鉀方式的確定提供理論依據(jù)。1 麥棉周年秸稈還田對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)量的影響主要是通過影響土壤速效鉀含量來實現(xiàn)麥棉周年秸稈還田與施鉀均能夠顯著提高轉(zhuǎn)基因抗蟲棉皮棉產(chǎn)量及鈴數(shù)、鈴重, 對衣分影響較小。麥棉周年秸稈還田能提高土壤水溶性有機碳、速效鉀含量 , 降低土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量 , 對土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷含量影響不顯著, 而施鉀處理能顯著提高速效鉀含量 , 對水溶性有機碳、 有效磷含量無顯著影響。 通過相關(guān)性分析表明 ,麥棉周年秸稈還田處理與施鉀處理產(chǎn)量的增量與土壤速效鉀含量變化呈極顯著正相關(guān) , 且棉花皮棉產(chǎn)量隨著植株總鉀吸收量的增加而增加。由此 , 可知麥棉周年秸稈還田影響棉花產(chǎn)量

4、主要是通過影響土壤鉀素來實現(xiàn)。2 麥棉周年秸稈還田能夠促進(jìn)土壤- 作物鉀素表觀平衡 , 減少土壤鉀素虧缺棉花秸稈還田可以顯著提高小麥產(chǎn)量、總生物量、鉀吸收量, 小麥秸稈還田與施鉀均能顯著提高棉花籽棉產(chǎn)量、總生物量、鉀吸收量, 且試驗處理差異逐年增大。通過秸稈還田處理與施鉀處理對產(chǎn)量影響的比較, 麥棉周年秸稈還田處理(W9000C7500)可以達(dá)到或接近K300 處理水平。 2 年土壤 - 作物鉀素表觀平衡表現(xiàn)為南京 ( 粘土 ) 試點 W9000C7500處理實現(xiàn)鉀素表觀盈余 , 大豐 ( 砂壤土 ) 試點秸稈還田處理與施鉀處理均出現(xiàn)鉀素虧缺, 但 W9000C7500處理土壤鉀素虧缺量最低。

5、因此 , 麥棉兩熟種植系統(tǒng)中周年全量秸稈還田可以有效補充土壤鉀素, 減少土壤鉀素虧缺 , 促進(jìn)土壤 - 作物鉀素表觀平衡。 3 麥棉周年秸稈還田顯著提高棉田土壤不同形態(tài)鉀含量 , 提高非交換性鉀釋放能力, 降低土壤鉀素固定量小麥秸稈還田可以顯著提高棉田土壤不同形態(tài)鉀素含量、減少土壤鉀素固定量, 提高土壤非交換性鉀釋放能力 , 小麥秸稈還田對土壤鉀素狀況的影響比棉花秸稈還田顯著。施鉀肥可以顯著改善土壤鉀素狀況。秸稈還田處理與施鉀處理比較 ,W9000C7500與 K150、 K300處理改善土壤鉀素狀況效果相當(dāng)。基于土壤速效鉀含量變化 , 麥棉周年秸稈還田可以起到替代或部分替代鉀肥的效果。 4

6、麥棉周年秸稈還田顯著提高土壤中參與養(yǎng)分循環(huán)的不同功能生理菌群數(shù)量、土壤酶活性與土壤微生物生物量含量麥棉周年秸稈還田處理與施鉀處理相比 , 對參與土壤養(yǎng)分循環(huán)的土壤功能微生物數(shù)量、相關(guān)土壤酶活性的影響更為顯著。不同作物秸稈還田的效果不盡一致, 小麥秸稈還田均能顯著提高參與土壤中碳、氮、磷、鉀元素的功能微生物數(shù)量與相關(guān)酶活性, 棉花秸稈還田對參與碳、氮、鉀元素的功能微生物數(shù)量與土壤酶活性起到促進(jìn)作用, 但對有機磷分解菌數(shù)量與磷酸酶活性表現(xiàn)出抑制作用。總的來講, 麥棉兩熟周年秸稈還田能提高土壤微生物活性 , 促進(jìn)有機質(zhì)分解 , 提高有效態(tài)養(yǎng)分在全量養(yǎng)分中所占比例, 提高土壤對作物的養(yǎng)分供應(yīng)能力。因此 , 在不同土壤類型的兩試點, 麥棉周年秸稈還田實現(xiàn)了對化學(xué)鉀肥的替代或