土壤含水量对反射光谱法预测红壤土壤有机质的影响研究

研究土壤含水量对有机质预测的影响,可为野外红壤有机质快速测定提供理论依据。本文在实验室条件下测量了不同含水量红壤的可见光-近红外光谱反射率,运用偏最小二乘回归(PLSR)建立不同含水量的土壤有机质预测模型。结果显示,随土壤含水量的增加,有机质与一阶微分光谱的相关性先增加后下降,含水量为100～150 g/kg时相关系数最大。分380～2 400、380～1 300、1 300～2 400 nm三个波段建立不同含水量的有机质预测模型,模型预测精度均随土壤含水量增加而呈现先增加后下降的趋势。利用1 300～2 400 nm建立有机质预测模型可以有效避开氧化铁影响,建立的模型预测精度最高。本研究认为,当土壤含水量小于200 g/kg时,可以利用在室内控制条件下测定的土壤反射率,建立1 300～2 400 nm波段的PLSR模型,进行红壤土壤有机质含量预测。     

长期三熟制下谷物产量和土壤氮磷钾及有机质性状的演化

自1973年10月起在麦稻稻三熟制下连续进行了26年定位试验。结果表明,长期配施N肥和猪厩肥可以实现谷物的持续增产,保持土壤有机质的持续增长,并培肥土壤,有机质达到60g/kg的高水平。稻田土壤的有机质数量演化可以幂指数方程表示。土壤N素平衡有余,全N大幅度增加,而有效N的增长差距巨大。全K和速效K显著下降,缓效K变化不大。全P在平衡或盈余时有效P大幅提高。     

土地利用方式影响黄棕壤有机质周转和分配

土地利用方式影响土壤有机质平衡和周转。选取南京信息工程大学农业气象实验站长期定位试验的3种利用方式即水稻小麦(稻麦)轮作、大豆小麦(豆麦)轮作和自然植被(休闲)土壤作为研究对象。将土壤筛分团聚体和进行密度分组,测定全土有机质含量和13C丰度、各组分有机质含量,计算全土有机质周转率和半衰期,以揭示土地利用方式对土壤有机质含量及稳定性的影响。结果表明:与休闲处理相比,稻麦轮作对全土有机质含量无明显影响,而豆麦轮作降低了全土有机质含量。稻麦轮作促进了微团聚体黏结形成大团聚体,增加了土壤团聚体的平均重量直径。密度组分的结果表明,稻麦轮作中土壤游离态轻组和闭蓄态轻组有机质含量均未见明显变化,这是保持全土有机质含量无明显增加的主控因素。稻麦轮作处理土壤有机质的高周转率和较短半衰期有利于土壤有机质的更新和养分的释放。豆麦轮作破坏了大团聚体,且有机质源输入较少,土壤有机质的周转率相对较低,不利于有机质的周转和保持其含量稳定。相关分析的结果证实,粒径大于1 mm团聚体、游离态轻组和闭蓄态轻组中有机质含量都与全土有机质含量显著正相关。上述结果表明,在黄棕壤区,稻麦轮作不仅可以保持土壤有机质的含量,还会促进土壤有机质的更新周转,从而提高土壤肥力水平,是未来农业可持续发展需要的科学有效耕作方式。     

草原土壤：分布、分类与演化

草原土壤系指草原、湿草原和森林草原植被下形成的富含有机质、盐基饱和度高的暗色土壤.世界上此类土壤面积约900万km2,我国约76万km2,是粮食生产的重要基地.本文比较了国际上草原土壤分类.不论俄罗斯或中国,均腐土开垦以后土壤有机质开始下降迅速,而后减缓,逐步达到与当地生物气候相适应的水平.所以至今仍保持一定厚度的黑土层.在均腐土资源的利用和保护上,一方面应保持其有机质平衡,另一方面更重要的是严防水土流失,以保证其生产能力.     

优化光谱输入量的土壤有机质随机森林预测模型

以往的土壤有机质预测研究往往只提取一种光谱输入量,忽略了不同光谱输入量之间的互补性。为探究光谱输入量在预测土壤有机质时的最佳组合,以及不同光谱输入量在离散小波变换不同分解尺度下的变化趋势,该研究以宝清县土壤有机质为研究对象,对光谱反射率进行离散小波变换,对各个分解尺度下的特征光谱提取光谱特征参数、光谱指数以及主成分并分别组合,基于8种光谱输入量建立随机森林模型进行土壤有机质预测。结果表明：1)利用不同光谱输入量预测有机质的精度均高于直接使用光谱反射率建模的精度,将不同光谱输入量组合可以提升预测效果,单个光谱输入量中主成分的预测效果最好,组合中光谱特征参数和主成分的组合预测效果最好;2)随着分解尺度的变化,不同光谱输入量的预测精度的变化趋势也不同,并且单个光谱输入量的变化趋势也会影响该光谱输入量组合的变化趋势;3)所有预测结果中,精度最高的是分解尺度为6时光谱特征参数与主成分的组合,R²达到0.78,均方根误差达到1.32%,可以较好地预测土壤有机质。研究结果说明光谱输入量结合离散小波变换预测土壤有机质是可行的,可以为土壤有机质的预测提供可靠思路。     

基于HJ-1卫星的农田土壤有机质含量监测

土壤状况是决定农田潜在生产力的主要因素,土壤性状及肥力状况信息可以为精准农田管理提供响应依据。利用遥感技术监测土壤养分含量是一种快速、准确、高效、经济的方法。以农田土壤有机质为研究对象,以HJ-1卫星数据为数据源,采用多元线性回归分析方法,构建有机质含量地面监测模型,通过直方图匹配方法求地面监测模型与HJ-1卫星监测模型之间的傅里叶转换函数,将地面监测模型应用到HJ-1卫星数据,并构建有机质含量遥感监测模型。实现了利用HJ-1卫星遥感数据对试验区土壤有机质含量进行监测。该模型监测结果与地面实际养分具有良好的线性关系,其决定系数0.93,标准差0.57%。在保持了较高精度的同时,避免了其他高光谱模型数据过于昂贵的问题,实现了有机质含量快速、经济监测,易于在农业中应用。     

砒砂岩区小流域土壤有机质空间分布特征及其影响因素

为了探究砒砂岩区小流域土壤有机质空间分布特征,该文以砒砂岩区典型流域鲍家沟小流域为研究对象。采用网格法布设取样点,2018年7月取样,按照0～20、20～40、40～60 cm划分取样层次。采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质,采用激光粒度测定仪测定土壤粒度,采用样方拍照法计算植被覆盖度。运用地统计学和约束性排序相结合的方法,研究环境因子影响下砒砂岩区土壤有机质的空间变异特征。结果表明:砒砂岩区小流域土壤有机质质量分数在0.98～15.45 g/kg之间,不同地形土壤有机质含量呈沟底坡面山脊的规律;研究区土壤有机质的空间分布规律可以用半方差函数的指数模型进行良好的模拟,块金效应在55.1%～57.5%范围内,属中等程度变异。小流域土壤有机质呈中间高边缘低的规律;冗余分析的结果显示,第1轴的特征值为0.58,解释量为58%,第1轴对响应变量的累积解释量为96.1%,前两轴对响应变量的累计解释量达到了99.3%。各环境因子与第1排序轴的相关系数大小顺序为植被覆盖度土壤侵蚀程度土壤颗粒平均粒径坡位高程坡度,第1排序轴可以定义为植被-土壤侵蚀因子,坡度因子与第2排序轴的相关系数高于其他环境因子,第2排序轴可以定义为坡度因子。植被覆盖度是影响砒砂岩区小流域土壤有机质空间变异的主导因素,土壤侵蚀程度是决定土壤有机质垂向变异的关键因素。砒砂岩区的土层浅薄且贫瘠的地带,不宜开展大面积的整地和造林工作,而土层深厚且水肥条件良好的区域可以营造合理密度的灌木林、乔木林以及经济林。     

长期不同施肥对土壤和玉米锌含量的影响

利用棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对耕层土壤pH值、有机质、不同形态Zn和玉米茎秆、籽粒中Zn含量的影响,揭示长期施肥条件下,Zn在土壤-植物系统中的迁移规律及其影响因素。试验开始于1979年,采用玉米-玉米-大豆轮作体系,试验处理为:N1P、N1PK、N1、N2、CK、M1N1P、M1N1PK、M1N1、M1N2、M1、M2N1P、M2N1PK、M2N1、M2N2、M2,其中CK为不施肥处理,N1和N2施氮量分别为120和180kg/hm2,M1和M2施有机肥量分别为13.5和27 t/hm2。在2015年玉米收获期,采集了不同施肥处理0~20 cm耕层土壤样品,分析了土壤pH值、有机质,测定了土壤不同形态Zn和玉米籽粒、茎秆中Zn含量。与1979年原始土壤相比,绝大多数处理土壤pH值都显著降低,化肥处理降低1~2个单位,有机肥和化肥配施降低0.5~0.8个单位,单独施用有机肥pH值有所增加。不施肥处理土壤有机质、全量Zn和有效态Zn均下降,施用化肥绝大多数处理土壤有机质、全量和有效态Zn含量基本保持不变;施用有机肥处理,土壤有机质、全量和有效态Zn含量均显著增加。施用有机肥也显著增加有机结合态和交换态Zn含量。玉米籽粒和茎秆中Zn含量也表现为不施肥处理最低,施用化肥或有机肥配施化肥处理显著增加。pH值与土壤有效锌之间没有显著负相关关系,土壤有机质与有效态Zn、全Zn、籽粒以及茎秆Zn之间均呈现显著性正相关关系。经过长期耕作和施肥,土壤pH值显著下降,施用氮肥是引起土壤pH值下降的主要原因。长期不施肥土壤和植物中Zn含量下降,而施用有机肥显著增加土壤和植物中Zn含量。施用有机肥主要是通过增加土壤有机质含量,从而提高有机结合态和可交换态Zn的储量来为土壤和植物提供更多的Zn。pH值降低对土壤锌的活化作用不显著。     

外源有机质存在下钙铝交互作用对茶园土壤铝的吸附能力与活性的影响

通过实验室模拟,研究不同含量外源有机质存在下（5%、10%和15%）,钙铝交互作用（钙/铝摩尔浓度比为1∶2、1∶1和2∶1）对茶园土壤铝的吸附能力和活性的影响。结果表明,钙铝交互作用显著增加了茶园土壤对铝的吸附量,外源有机质对钙铝交互作用下茶园土壤铝的吸附作用影响不明显;钙铝交互作用使茶园土壤水溶态铝含量增加,交换态铝含量下降,且随钙/铝比的增大交换态铝含量下降越显著;但外源有机质使钙铝交互作用下茶园土壤的水溶态铝含量下降,同时交换态铝含量显著增加。总的看,外源有机质使钙铝交互作用下茶园土壤活性铝含量增加,且随外源有机质含量的增加,活性铝含量增加的越显著。     

洱海北部农田土壤碳、氮状况及肥力效应

在洱海北部农田采集了422个耕作层土壤(0~30 cm)样品,测试分析了土壤全氮、有效氮、有机质含量及分析其相互关系,结合多点基础地力试验结果,分析了土壤不同碳、氮含量与当季作物产量的相应关系。结果表明:洱海北部区域农田土壤全氮和有机质含量非常丰富,全氮含量主要分布于2.0~4.5 g kg-1之间,平均含量达到3.3 g kg-1,土壤氮主要为有机态氮为主;土壤有机质含量主要分布于40.0~70.0 g kg-1之间,平均含量达到56.3 g kg-1。作物相对产量与土壤全氮和有机质含量呈显著正相关,当土壤全氮含量达到3.0 g kg-1或有机质含量达到56.0 g kg-1以上时,不施氮条件下,水稻作物产量可以达到稳产。     

Effect of integrated nutrient management and crop diversification on productivity and nutrient balance sheet of rice-based cropping systems

A field study conducted for three crop years (June?–?July) from 1995?–?96 to 1997?–?98 at the Indian Agricultural Research Institute, New Delhi involving five rice-based cropping systems and six nutrient combinations indicated that rice?–?wheat?–?mungbean (RWM), rice?–?potato?–?mungbean (RPM), rice?–?rapeseed?–?mungbean (RRsM) and rice?–?clover (RC) cropping systems gave 0.7?–?1.0, 3.2?–?5.9, 0.2?–?2.2 and 1.5?–?3.6 t ha^?1 yr^?1, respectively, higher productivity and removed 7.9?–?22.6, 38.0?–?64.5, 53.0?–?61.8 and 51.4?–?66.1?kg ha^?1 yr^?1, respectively, more nitrogen, 2.3?–?7.1, 14.5?–?22.8, 3.8?–?7.2 and 17.3?–?21.7?kg ha^?1 yr^?1, respectively, more phosphorus and 1.6?–?11.4, 15.3?–?42.3, 8.2?–?22.7 and 40.8?–?57.8?kg ha^?1 yr^?1, respectively, more potassium than the rice?–?wheat (RW) cropping system which led to a net balance of +?151, +?58, ??153 and ??167?kg ha^?1 of nitrogen, +?13, ??27, ??8 and ??59?kg ha^?1 of phosphorus and ??549, ??551, ??558 and ??691?kg ha^?1 of potassium after three cycles of RWM, RPM, RRsM and RC cropping systems, respectively against a net balance of +?201, +?26 and ??533?kg ha^?1 of N, P and K, respectively in the RW cropping system. Application of FYM along with NPK in these cropping systems changed the negative balance of nitrogen and phosphorus into positive balance and reduced the negative balance of potassium by 151?–?378?kg ha^?1. Application of P and K fertilizers along with nitrogen also helped in arresting the negative balance of P and K under different rice based cropping systems. These results thus indicate that balanced use of NPK and FYM plays a major role for sustaining the productivity of a cropping system.     

Long‐term effects of fertilizer and manure applications on soil quality and yields in a sub‐humid tropical rice‐rice system

Widespread yield stagnation and productivity declines in the rice–rice cropping system have been reported and many of the associated issues are related to soil quality. A long‐term experimental study was initiated in 1969 to assess the impact of continuous cultivation of rice as a single crop grown in wet as well as dry seasons using varying levels of chemical fertilizer and manure applications on soil quality indicators (physical, chemical and biological), a sustainable yield index (SYI) and a soil quality index (SQI). The treatments comprised chemical fertilizers and farmyard manure (FYM) either alone or in combination viz. control, N, NP, NK, NPK, FYM, N+FYM, NP+FYM, NK+FYM and NPK+FYM, laid out in a randomized complete block design with three replications. Soil samples were collected after the wet season rice harvest in 2010 and were analysed for physical, chemical and biological indicators of soil quality. A SYI based on long‐term yield data and SQI using principal component analysis (PCA) and nonlinear scoring functions were calculated. Application of NPK fertilizers in combination with FYM significantly increased the average grain yield of rice in both wet and dry seasons and enhanced the sustainability of the system compared to the control and plots in receipt of fertilizers. The SYI for the control was higher in the wet season than in the dry one, whereas the reverse was true for NPK+FYM treatment. The value of the dimensionless SQI varied from 1.46 in the control plot to 3.78 in the NPK+FYM one. A greater SYI and SQI in the NPK+FYM treatment demonstrated the importance of using a chemical fertilizer in combination with FYM. For the six soil quality indicators selected as a minimum data set (MDS), the contribution of DTPA‐Zn, available‐N and soil organic carbon to the SQI was substantial ranging from 59.4 to 85.7 per cent in NPK+FYM and control plots, respectively. Thus, these soil parameters could be used to monitor soil quality in a subhumid tropical rice–rice system.     

Relative effect of organic and conventional farming on growth,yield and grain quality of scented rice and soil fertility 1 : Relative wirkung von organischem und konventionellem ackerbau auf wachstum,ertrag und kornqualität von reis und auf die bodenqualität

A field experiment was conducted during the kharif season of the crop year 2001 at the Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, to study the comparative effects of organic and conventional farming on scented rice. Grain yield of rice increased significantly with increasing rate of fertilizer application only up to 60?kg N?+?13?kg P?+?17?kg K ha^???1. The effect of 10 t ha^???1 farmyard manure (FYM) was found to be similar to 60?kg N?+?13?kg P?+?17?kg K ha^???1, whereas the effect of Sesbania green manuring (SGM) was similar to 120?kg N?+?26?kg P?+?34?kg K ha^???1. Inoculation of BGA (Blue green algae) with FYM or SGM had no additional advantage over FYM or SGM alone. The highest yield (5.2 t/ha) of rice was obtained when FYM?+?SGM?+?BGA?+?PSB (Pseudomonas striata) were applied together. The yield obtained with this combination was significantly more than that obtained with 180?kg N?+?39?kg P?+?51?kg K ha^???1. A similar trend was observed in N, P, and K uptake of rice. Inorganic nutrients had no significant effect on grain quality parameters like head rice recovery (HRR), kernel length (KL), kernel breadth (KB) and KL?:?KB ratio, whereas organic manures and biofertilizers resulted in an increase in HRR, KL and KL?:?KB ratio. A combination of FYM?+?SGM?+?BGA?+?PSB also resulted in highest organic C and available N content in soil and thus holds a promise for sustainable production.     

不同种植模式下农田耕层土壤肥力现状比较——以皖南宣州区为例

选择宣城市宣州区20个烟稻轮作田块、20个单季稻田块、22个中药材田块、20个双季稻田块、20个稻油轮作田块和20个稻麦轮作田块,测定分析耕层土壤(0~20 cm)的pH,有机质、有效磷和速效钾含量,计算土壤综合肥力指数(IFI),旨在通过比较提出有益于提升土壤肥力的种植模式和施肥建议。结果表明:(1)烟稻轮作土壤pH最高,中药材土壤显著低于其他种植模式;双季稻土壤有机质含量最高,中药材土壤显著低于其他种植模式;中药材土壤有效磷含量显著高于其他种植模式,单季稻土壤显著低于其他种植模式;中药材和双季稻土壤速效钾含量显著高于稻油轮作土壤;各田块IFI指数为双季稻(0.880)烟稻轮作(0.821)单季稻(0.817)稻麦轮作(0.760)中药材(0.693)稻油轮作(0.645)。(2)综合分析比较土壤各指标、IFI值和净收益后,推荐双季稻和烟稻轮作种植模式。(3)稻麦轮作、单季稻和稻油轮作应注意增施磷钾肥和有机肥;但45%的烟稻轮作田块应注意改酸,15%和45%田块应增施有机肥和钾肥,10%和60%田块应削减有机肥和磷钾肥。     

Long-term management impacts on soil C, N and physical fertility: Part II: Bad Lauchstadt static and extreme FYM experiments

Manure is a source of plant nutrients and can make a valuable contribution to soil organic matter (SOM). Two experimental sites were studied on a Halpic Phaeozem soil near Bad Lauchstadt in Germany. The first experiment, called the static experiment, commenced in 1902. The impact of fresh farmyard manure (FYM) (0, 20 and 30 t ha⁻¹ 2 year⁻¹) combined with P, K and N fertiliser application on total organic C (C_T), labile C (C_L), non-labile C (C_NL), total N (N_T), mean weight diameter (MWD) and unsaturated hydraulic conductivity (K_unsat) was investigated. The second experiment commenced in 1984 and investigated the effect of extreme rates of fresh FYM applications (0, 50, 100 and 200 t ha⁻¹ year⁻¹) and cropping, or a continuous tilled fallow on the same soil properties. At both sites a nearby grassland site served as a reference. On the static experiment, FYM application increased all C fractions, particularly C_L, where application of 30 t ha⁻¹ 2 year⁻¹ increased C_L by 70% compared with no FYM application. Fertiliser additions to the static experiment had a positive influence on C fractions while N_T increased from both FYM and fertiliser application. MWD increased as a result of FYM application, but did not reach that of the grassland site. Both fertiliser and FYM application increased K_unsat (10 mm tension) on the static experiment. In the second experiment application of 200 t ha⁻¹ year⁻¹ of FYM increased concentrations of C_L by 173% and of C_NL by 80%, compared with no FYM application to make them equivalent to, or greater than the grassland site. A continuously tilled fallow resulted in significant decreases in all C fractions, N_T and MWD compared with the cropped site, while K_unsat (10 mm tension) was increased on the 0 and 50 t ha⁻¹ year⁻¹ treatments as a result of a recent tillage. There was no difference in K_unsat between the cropped and the continuous tilled fallow at FYM applications of 100 and 200 t ha⁻¹ year⁻¹. There were similar significant positive correlations of all C fractions and N_T with MWD on both experimental sites but the relationships were much stronger on the extreme FYM experiment. Weaker relationships of C fractions and N_T with K_unsat (10 mm tension) occurred for the static experimental site but these were not significant for the extreme FYM experimental site. The strongest relationship between C fractions and K_unsat was with C_L. This research has shown that applications of FYM can increase SOM and improve soil physical fertility. However, the potential risk of very high rates of FYM on the environment need to be taken into consideration, especially since the application of organic materials to soils is likely to increase in the future.     

基于GIS的长江中游油菜种植区土壤养分及pH状况

为了掌握长江中游油菜种植区土壤养分状况,在湖北、湖南、江西三个省份调查和取样分析5 463份土壤数据的6个指标(土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼和pH),基于Arc GIS平台,采用Kriging插值法分析4个不同油菜种植区域(二熟制山地区、二熟制平原区、三熟制山地区、三熟制平原区)的土壤养分状况。结果表明,长江中游油菜种植区土壤有机质、全氮和有效磷均处于适宜/丰富的含量水平,基本没有5级和6级水平的有机质、全氮、有效磷分布。从不同区域来看,以上3个养分指标总体均表现为三熟制地区养分含量高于二熟制地区。长江中游仍有1.82×10~5 hm~2区域土壤速效钾处于缺乏的水平(30~50 mg kg~(-1))。土壤有效硼含量仍有待提高,尤其是在三熟制地区,土壤有效硼缺乏(5级和6级)的比例仍高达13.6%~20.4%。土壤pH多集中在6.0左右,但是三熟制地区仍然有较高比例(约35.7%)的土壤pH处于4.5~5.5。综上所述,长江中游不同种植区域土壤养分性状存在差异,尤其是三熟制地区仍有相当比例需要提高土壤有效硼和改良酸性土壤。     

长期水稻-大麦轮作体系土壤供氮能力与作物需氮量研究

通过18年稻麦轮作,7个施肥处理,研究了水稻-大麦轮作系统中土壤生产力、氮素自然供应能力、作物氮素内部利用率及氮肥表观利用率。结果表明,在水旱轮作下,土壤对大麦产量的地力贡献率平均为69%,水稻为75%～81%; 肥料的增产贡献率分别为31%和19%～25%,可维持每年生产大麦2.3 t/hm2、稻谷6～7 t/hm2。土壤氮素自然供给力在大麦上平均为75.9%,比水稻的低3.3%～7.2%。在一年三熟水旱轮作制中,土壤和环境年供氮118～299 kg/hm2; 在一年二熟轮作制中为86～199 kg/hm2。施氮肥条件下,大麦的氮素内部利用率为31.0～56.3 kg/kg; 水稻在23.6～50.2 kg/kg之间变动; 大麦的氮肥利用率变幅在27.5%～41.2%,水稻为14.6%～41.2%。在稻麦轮作系统中,如果想获得作物产量12 t/hm2（4 t大麦和8 t 单季稻）,需要每年施氮肥 N 226～337 kg/hm2。为获得更高的作物产量,在氮肥推荐时不但要考虑作物的目标产量,作物对氮素的需要量,还要充分考虑土壤和环境氮素供应能力。     

基于相似性分析及线性光谱混合模型的双季稻面积估算

为了解决大范围水稻种植信息提取时的混合像元问题,以便能够准确及时地获取水稻信息、指导水稻生产、保证粮食安全,该文提出了一种基于相似性分析和线性光谱混合模型复合的水稻提取业务化方法。以江西省为研究区,利用2010年4月15日至2010年10月31日的MODIS合成地表反射率数据(MODIS09A1),计算出时间序列MODIS-EVI指数,运用Savizky-Golay滤波方法对其进行平滑处理减少云等噪声的影响。根据双季稻的生长规律,结合野外调查和HJ-1ACCD2影像,确定双季稻样点,提取出标准双季稻EVI生长变化曲线,构建图像像元相似性指数,然后采用线性光谱混合像元分解模型对疑似双季稻像元进行混合像元分解,获得江西省双季稻种植面积信息的分布情况。结果显示,运用该方法提取的江西省双季稻种植分布情况与实际情况吻合,与江西省2010年统计年鉴中全省双季稻种植面积相比,提取精度为93%,精度较理想,与各地区统计面积相关性较好,R2=0.9659,可以为今后高精度水稻种植信息业务化的提取提供参考。     

施氮量和密度对机直播双季稻产量与氮素利用率的影响研究

为探究施氮量和播种密度相互作用对机直播双季稻(Oryza sativa L.)产量与氮素利用率的影响,2018—2019以优质稻柒两优2012与美香占2号为材料进行试验,设4个施氮量(早稻分别为0、120、150、180 kg·hm^-2,晚稻分别为0、120、165、210 kg·hm^-2,早、晚稻均以N₀、N₁、N₂、N₃表示)与3个机直播密度(早稻分别为86、143、200 粒·m^-2,晚稻分别为57、114、172粒·m^-2,早、晚稻均以S₁、S₂、S₃ 表示)分析双季稻群体生长发育、产量、产量构成及氮素吸收利用的特征。结果表明,施氮与增密促进双季稻增产,早、晚稻分别在N₃和N₂时产量最高,较N₁增产11.41%~12.32%和8.58%~9.21%;早稻S₂与S₃分别较S₁增产8.71%~10.38%和8.33%~10.89%,晚稻增产6.33%~8.11%和6.78%~8.56%;早稻N₂S₂与N₃S₂间产量无显著差异。施氮与增密的增产因素是机直播双季稻较高的抽穗后干物质量、叶面积指数及氮素积累量,在分蘖期具备碳、氮物质积累优势。机直播双季稻中,N₂S₂的抽穗后叶面积指数、干物质量及氮素积累量较高,同时具备较高的氮素农学利用率、氮素生理利用率及氮素吸收利用率。因此,机直播早、晚稻的施氮量与直播密度组合分别为150 kg·hm^-2与143粒·m^-2处理、165 kg·hm^-2与114粒·m^-2处理时,可以达到增产与氮高效协同。本研究为机直播双季稻密植与优化氮素管理提供了理论依据。     

水肥管理对稻田CH4排放及其全球增温潜势影响的评估

甲烷(CH_4)是主要温室气体之一,对全球增温的作用仅次于二氧化碳(CO_2)。稻田是CH_4的重要排放源,减少稻田CH_4排放对减缓气候变暖具有直接效应。为此,掌握稻田CH_4排放的规律和特征对控制和减少稻田CH_4排放尤为重要。为了解稻田温室气体排放的主要影响因子及影响程度,估算稻田温室气体全球增温潜势,寻求农田减排措施,我们通过收集已发表的文献建立了稻田CH_4排放的数据库,采用析因分析与回归分析方法对稻田CH_4日排放量和全球增温潜势特征和可能的影响因子进行了分析。结果表明,稻田CH_4日排放量和增温潜势均随土壤有机质背景含量的升高而增加,不同类型稻田CH_4日排放量大小依次为:双季稻晚稻双季稻早稻单季稻稻麦轮作晚稻;晚稻田CH_4的增温潜势大于早稻田。不同肥料处理条件下,稻田CH_4日排放量表现为:秸秆还田配施有机肥化学氮肥≈生物炭。控制灌溉水量可降低稻田CH_4的综合增温潜势,表现为:持续淹水晒田干湿交替控制灌溉。研究结果说明,稻田CH_4的产生与排放过程受土壤有机质含量、肥料管理和水分管理以及轮作制度等多种因素的共同影响,应依据不同土壤条件和种植制度,适当调整肥水管理,以减少稻田温室气体排放,降低其增温潜势。