摘要
稻虾共作是我国面积最大，总产量最高的一种稻田种养模式，具有很好的科学研究价值。秸秆还田和小龙虾投食是稻虾共作模式的两项重要农业措施，连续多年秸秆还田和小龙虾投食势必会对土壤理化性质造成一系列的影响，而这些影响还不清楚，急需开展科学研究。为此，本研究利用8年(2015年开始)秸秆还田投食长期定位试验，试验处理分别是:稻虾共作秸秆还田投食(SF),稻虾共作秸秆还田不投食(SNF),稻虾共作秸秆不还田投食(NSF),稻虾共作秸秆不还田不投食(NSNF),水稻单作模式秸秆还田(CK-S),水稻单作模式秸秆不还田(CK-NS),探究稻虾共作秸秆还田和投食对稻田土壤理化性质的影响，有助于我们更好地了解稻虾模式对土地的影响，并为改良调节稻虾模式提供理论依据。主要结果如下: 1.水稻、小龙虾产量变化: 将多年产量进行平均比较，前期稻单高于稻虾18.81％,后期稻虾高于稻单16.44％,水稻种植后期时，相比于秸秆不还田，秸秆还田产量高2.57％,投食对水稻产量没有显著影响。小龙虾产量投食提高47.17％,秸秆还田提高13.50％。 2.稻田土壤理化性质的长期动态变化: 长期变化趋势显示，稻虾共作模式的铵态氮、全钾、Eh呈增加趋势，碱解氮、速效钾呈降低趋势，有机质、硝态氮呈先降低后增加趋势，全氮、pH呈先增加后降低又增加趋势，全磷、速效钾无明显变化趋势。 多年成熟期结果进行平均比较。表明:相比于稻单模式，稻虾共作的Eh、有机质、全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮分别增加了38.18％、14.35％、6.38％、9.33％、12.42％、14.19％,pH、速效钾分别降低了3.35％、5.51％。相比于秸秆不还田，秸秆还田的Eh、有机质、全氮、铵态氮、碱解氮、全磷、全钾、速效钾分别增加了14.00％、6.8％、2.54％、23.91％、4.35％、3.42％、3.55％、0.28％,pH、硝态氮、速效磷分别降低了了3.12％、11.12％、9.17％。相比于不投食，投食处理的有机质、全氮、铵态氮、全磷、速效磷、速效钾分别增加了2.29％、1.67％、3.10％、3.78％、7.11％、2.30％,硝态氮降低了10.10％。其他处理和理化性质没有表现出差异。 与试验前(2015年)相比，2022年稻虾共作的铵态氮、硝态氮、全钾、pH、Eh分别增加260.35％、25.26％、55.82％、4.84％、94.39％,全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾分别降低10.70％、11.21％、4.35％、35.31％、8.31％,有机质变化不明显。 3.2022年稻田土壤理化性质的变化: 2022年对冬泡期、秧苗期、分蘖拔节期、齐穗期、成熟期土壤进行分析表明，稻虾共作的全钾、Ph、Eh呈增长趋势，有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效钾呈增加后降低趋势，铵态氮、硝态氮呈降低后增加趋势，速效磷无变化趋势。 在成熟期时，相比于稻单模式，稻虾共作的有机质、铵态氮、碱解氮、速效磷、全钾、Eh分别提高5.47％、28.14％、4.93％、4.35％、2.27％、21.44％,全氮、硝态氮、全磷、速效钾、pH分别降低3.53％、14.28％、4.30％、7.79％、3.65％。相比于秸秆不还田，秸秆还田的有机质、全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮、速效钾分别增加7.94％、5.97％、5.95％、24.32％、7.50％、1.99％,全磷、速效磷、全钾、pH、Eh分别降低3.56％、7.98％、2.29％、5.51％、8.48％。相比于不投食，投食的全氮、全磷、速效磷分别提高8.31％、8.11％、14.77％,铵态氮、硝态氮分别降低7.99％、40.68％,投食对其他指标影响不明显。 4、土壤理化指标关联分析: 不同的土壤理化指标之间呈现不同的相关性，Eh和总氮、硝态氮、碱解氮之间呈显著或极显著正相关，pH和总氮、碱解氮之间呈显著或极显著负相关，有机质和Eh、铵态氮、硝态氮、速效氮、碱解氮、速效磷、总钾之间呈显著或极显著相关，总氮和碱解氮之间、铵态氮和速效氮之间、硝态氮和速效氮、总钾之间分别呈极显著正相关，此外速效氮和总钾之间呈显著正相关，碱解氮和速效磷之间呈显著负相关，全磷和速效磷、全钾之间呈显著相关关系，速效钾和其他土壤理化指标之间没有表现出相关性。进行冗余分析时可知，对水稻理论产量构成因子影响显著的是总钾、pH、硝态氮、有机质和总磷，对水稻实际产量影响显著的是总磷和总钾。运用主成分分析法对土壤肥力进行分析可知，相比于稻单模式，稻虾共作能够提高土壤肥力，在稻虾共作中，相比于秸秆不还田，秸秆还田能够提高土壤肥力，但是投食对土壤肥力的影响不明显。 总结来说，秸秆还田能够显著改善稻虾模式的土壤理化性质，提高土壤肥力，提高水稻产量。投食对土壤理化性质和肥力不明显，显著提高小龙虾产量。稻虾共作没有对磷、钾起显著促进作用，而冗余分析显示磷钾对稻虾共作水稻产量显著影响，因为秸秆还田能补充钾元素，建议肥料增加磷元素。
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