中文摘要： [目的]秸秆还田是改善土壤质量、提高作物生产力和减少化肥用量的重要措施之一.探讨水稻秸秆或秸秆生物炭替代部分化肥对寒地水稻生长、产量和氮肥利用率的影响,为寒地水稻秸秆资源优化管理提供理论依据.[方法]位于沈阳农业大学的水稻秸秆生物炭长期定位试验始于 2013 年,在等氮磷钾施用量下,设置5 个处理:单施氮磷钾化肥处理(NPK)及低量生物炭(1.5 t/hm2,LB)、高量生物炭(3.0 t/hm2,HB)、低量秸秆(4.5 t/hm2,LS)、高量秸秆(9.0 t/hm2,HS)分别替代等养分量化肥处理.调查水稻主要生育期的生长动态指标(茎蘖数、叶绿素含量和株高),测定籽粒产量及其构成因素(有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重),并计算水稻氮肥偏生产力.[结果]低量LB和LS处理的水稻分蘖数显著高于对应的高量HB和HS处理,整个分蘖期平均提高 27.1%,且在分蘖末期,LB处理的分蘖数显著高于LS处理(13.9%).在水稻分蘖期,低量LB和LS处理的叶绿素含量(CCI值)、株高显著高于对应的高量HB和HS处理,CCI值和株高分别平均提高25.7%和 10.4%,且LB处理CCI值和株高均高于LS处理,分别提高了 9.9%和 5.9%.然而,从拔节期到成熟期,LS处理的CCI值和株高均高于LB处理,分别平均增加 11.5%和 4.0%.LB和LS处理的水稻籽粒产量分别较NPK处理显著提高了 6.5%和 6.2%,HS处理产量与NPK处理无显著差异,HB处理较NPK处理显著降低了 20.3%.LB、LS和HS处理的氮肥偏生产力分别显著高于NPK处理 11.7%、26.7%和 49.0%,而HB处理显著低于NPK处理 11.7%.相关性分析结果表明,与NPK处理相比,LB处理产量增加主要是由于提高了水稻分蘖数(25.2%)、有效穗数(2.1%)和结实率(0.8%),LS处理则主要是由于提高了株高(5.2%)和千粒重(2.7%).[结论]连续多年施用低量秸秆或低量生物炭替代等量养分的化肥,可以促进寒地水稻分蘖和生长,提高籽粒产量和氮肥偏生产力.连续高量秸秆替代等养分量化肥的增产潜力有限,但可以较大幅度地提高氮肥偏生产力,而高量生物炭替代等养分量化肥存在降低产量的风险.
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