有机物料对低积累水稻品种始穗期抗氧化酶活性和重金属积累的影响

采用重金属污染水稻土开展盆栽试验,研究施用有机碳源、菜籽饼和猪粪对低积累水稻品种中浙优1号始穗期重金属积累以及根、剑叶抗氧化酶活性的影响.结果表明,施用高量有机碳源不利于水稻生长,根抗氧化酶活性降低.施用菜籽饼和猪粪,水稻生物量显著增加,根和秸秆Zn、Cd浓度较对照处理显著降低.菜籽饼处理水稻抗氧化酶活性增强,而猪粪处理从始穗期开始水稻衰老进程加快.与对照处理相比,施菜籽饼水稻生物量增加14.0％～49.2％,根和剑叶丙二醛(MDA)含量分别降低15.6％ ～ 31.3％和15.3％ ～ 51.8％,过氧化氢酶(CAT)活性升高40.9％～79.8％和9.0％ ～ 143.8％,根和秸秆Zn浓度降低19.1％ ～ 26.4％和10.1％～26.1％,Cd浓度降低32.7％ ～ 58.8％和16.8％～62.1％;施用猪粪水稻生物量增加10.8％～16.7％,根和剑叶丙二醛(MDA)含量升高53.1％ ～ 59.4％和18.5％ ～ 44.9％,根和秸秆Zn浓度降低29.7％～42.6％和15.2％～52.9％,Cd浓度降低22.5％～44.0％和12.1％～ 64.5％.     

生物炭不同施加方式对水稻生长及产量的影响

生物炭对固炭减排、土壤改良等有良好的效用,近年来对其应用研究得到了广泛关注。然而,到目前为止,鲜有报道考察生物炭施加方式对作物生长的影响,而这对于生物炭的推广应用及其环境效用综合评估都有直接影响。为此,本研究采用水稻土柱试验,通过添加不同生物炭,即小麦秸秆(WBC)和木质锯末(SBC)分别在500℃和700℃制备的4种生物炭,研究其在混合施加或表面施加这两种施加方式下对水稻生长的影响。研究结果表明:(1)与对照相比,施加生物炭的处理对水稻株高和反应叶绿素含量的SPAD值(Soil Plant Analysis Development)有积极影响,株高在抽穗期、灌浆期、成熟期表施处理大于混施处理。表施处理SPAD值和归一化植被指数NDVI(Normalized Different Vegetation Index)略小于混施处理。(2)生物炭施加显著提高水稻结实率,增幅4.88%~8.39%,表施处理的结实率均高于对应的混施处理,但表施和混施处理对有效穗数、穗粒数、千粒重影响差异不显著。(3)生物炭促进了水稻增产,而生物炭表施处理较混施对水稻增产的效应更为明显。(4)生物炭增加了水稻的收获指数,增幅2.58%~10.56%,表施和混施处理对收获指数影响无显著差异。(5)施加生物炭普遍提高了氮磷钾偏生产力,较对照提高了9.81%~36.25%。     

不同秸秆施用方式下接种蚯蚓对土壤团聚体及其中碳分布的影响

通过室内培养试验,研究在施用有机物条件下接种蚯蚓对土壤团聚体的分布、团聚体的水稳性以及不同粒径的水稳性团聚体中有机碳含量的影响.干筛结果表明,不同秸秆施用方式下,蚯蚓接种能显著促进各个处理中＞2 mm团聚体含量的增加,且在秸秆混施的处理中表现得尤为明显,团聚体含量增加了2.95倍;湿筛结果表明,蚯蚓在不施和混施秸秆的处理中能显著降低土壤黏砂粒含量,即增加土壤中水稳性团聚体的含量,但是在表施秸秆的处理中显著降低了0.25～ 0.053 mm粒级团聚体含量,使之分散为黏砂粒.蚯蚓和秸秆对土壤团聚体分布和水稳性的影响都达到显著水平.蚯蚓对水稳性微团聚体的影响极显著,而秸秆的作用更多地表现在水稳性大团聚体上.在秸秆表施和秸秆混施条件下,接种蚯蚓均显著促进了微团聚体碳含量的增加,分别为相应对照的2.1和1.2倍.蚯蚓作用能显著降低黏砂粒有机碳在全碳中含量,增加团聚体有机碳含量,主要是由于蚯蚓的作用能促进黏砂粒黏结为团聚体.     

水分胁迫下氮素增加对玉米生长的抑制作用

水分和氮素是影响玉米生长发育的重要因子。在干旱和土壤贫瘠条件下,作物的生长和生理过程受到水分和氮素的交互作用。因此,研究水分胁迫下不同施氮水平对玉米叶片光合生理及根系形态的影响可以为玉米栽培中水氮的高效管理提供科学理论依据。利用温室盆栽试验,在中度水分胁迫(W1,40%～50%田间持水量)、轻度水分胁迫(W2,60%～70%田间持水量)和充足供水(W3,75%～90%田间持水量)三个水分处理下设置低氮(N1,1.0g·盆~(-1))、中氮(N2.5,2.5g·盆~(-1))和高氮(N5,5.0g·盆~(-1))三个施氮水平,研究玉米的生长状况、叶片气体交换参数、光和二氧化碳响应曲线和根系形态等。结果表明:在不同水分条件下玉米对氮素的生理响应过程不同。水分胁迫下根长和根系比表面积较充足供水处理显著增加,增幅分别为106.39%～208.82%和45.81%～105.85%,根干重在中度水分胁迫下降低23.94%～36.61%;此时增加施氮量尤其是高氮处理,玉米的根长和根系比表面积比水分胁迫下低氮处理显著降低41.85%～54.10%和18.68%,根干重比中度水分胁迫下低氮处理显著降低33.75%。因此,水分胁迫下施氮加剧了根际的水分胁迫,造成根水势下降,进而影响地上部分叶片的气孔导度(G_s)及二氧化碳和光的利用效率。水分胁迫和施氮处理均影响玉米叶片的光和CO_2响应曲线,水分处理的影响更显著。相同施氮水平下,随着水分胁迫程度的加剧,光响应曲线参数暗呼吸速率(R_d)、最大净光合速率(A_(max))和饱和光强(Q_(sat))以及CO_2响应曲线参数初始羧化效率(a)、光呼吸速率(R_p)、光合能力(A_(max))和高氮条件下的饱和胞间CO_2浓度(C_(isat))均呈下降趋势,前者参数变化显著,而且中度水分胁迫下,增加施氮量进一步降低了这些参数,即水分胁迫下氮素进一步抑制了植株的光合性能;同时,中度水分胁迫下叶片G_s和光合速率(A_n)分别显著降低32.37%～51.97%和41.85%～56.14%,而中度水分胁迫下增加施氮量尤其是高氮处理可以使G_s和A_n较低氮处理分别降低35.81%和30.71%。水分胁迫促进根长和根系比表面积增加,而水分胁迫下,增施氮肥不仅未缓解水分胁迫,反而抑制根长和根系比表面积的增加,加剧了根系的水分胁迫,造成根水势降低,进而影响了地上部分叶片的G_s,并削弱了叶片的光合性能即降低了对CO_2和光能的利用能力,这些气孔和非气孔因素最终抑制了光合作用,导致光合碳同化能力降低,影响了根系生物量的积累。     

冬季秸秆还田和土地管理对水稻生长期CH4排放的影响

利用田间试验研究了冬季3种土地管理方式下（种麦、休闲和淹水）秸秆施用（4800kg·hm^-2和0）对后续稻季CH。排放的影响。结果表明,休闲混施和休闲不施处理CH4平均排放通量显著高于种麦混施和种麦不施处理（P〈0．05）,但显著低于淹水混施和淹水不施处理（P〈0．05）;淹水混施处理CH4平均排放通量显著高于淹水不施处理（P〈0．05）,而休闲混施和休闲不施处理、种麦混施和种麦不施处理间无显著差异（P〉0．05）。水稻生长期CH4排放通量与5、10cm处土温呈极显著正相关（P〈0．01）,而与土壤肌无显著相关性（p〉0．05）。改冬季淹水和休闲稻田为种植小麦或在水稻移栽前对休闲稻田实施除草措施能显著减少稻田CH4排放量,是一种既增加农作物产量又能达到减少温室气体CH4排放的农业措施,具有很大的应用推广价值。     

生物质炭和秸秆长期还田对红壤团聚体和有机碳的影响

生物质炭和秸秆还田是提高土壤有机碳含量和改良土壤团聚体结构的有效方法,但在长期尺度上生物质炭与秸秆还田改良土壤的效率仍不清楚。本研究针对中亚热带第四纪红黏土发育的红壤,基于等碳量不同碳源投入的5 a田间定位试验,包括对照、单施化肥、秸秆还田、秸秆–猪粪配施和生物质炭还田5个处理,采用干筛和湿筛法分析了不同施肥处理对土壤团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响。研究表明:施用等碳量的不同有机碳源5 a后显著增加了土壤有机碳含量,其增幅顺序为:生物质炭还田秸秆–猪粪配施秸秆还田。干筛法分析结果表明:与单施化肥处理相比,秸秆–猪粪配施和生物质炭还田处理显著增加0.25 mm机械稳定性团聚体含量(R0.25)和平均重量直径(mean weight diameter,MWD);秸秆还田和生物质炭还田处理显著增加了0.25~2 mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。湿筛法分析结果表明:与单施化肥处理相比,秸秆还田和秸秆–猪粪配施处理显著增加R_(0.25)和MWD,但生物质炭还田处理和单施化肥处理相比差异不显著;秸秆还田和秸秆–猪粪配施处理显著降低团聚体破坏率(PAD),生物质炭还田处理显著增加了PAD;秸秆配施猪粪处理和秸秆还田处理显著增加了2 mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。总体上,秸秆配施猪粪协同提高团聚体有机碳含量和团聚体稳定性的作用比秸秆还田和生物质炭还田要强。     

生物质炭和秸秆长期还田对红壤团聚体和有机碳的影响

要 ：秸秆还田和施用生物炭是提高土壤有机碳含量和改良土壤团聚体结构的有效方法,但长期施用生物炭与秸秆还田改良土壤的效率研究仍然缺乏比较。本研究针对中亚热带典型的旱地红壤,基于等碳量不同碳源投入的5年野外定位试验,研究秸秆还田、秸秆-猪粪配施和生物炭还田对红壤团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响,为建立红壤地力快速提升的有机培肥措施提供科学依据。本试验共设置对照、单施化肥、秸秆还田、秸秆-猪粪配施和生物炭还田五个处理,采用干筛和湿筛法分析了连续施用不同碳源5年后对土壤团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响。研究表明,施用等碳量的不同有机碳源5年后显著增加了土壤有机碳含量,其增幅顺序为：生物炭还田>秸秆-猪粪配施>秸秆还田。干筛法分析结果表明：与单施化肥处理相比,秸秆-猪粪配施和生物炭还田处理显著增加>0.25 mm机械稳定性团聚体含量(R_0.25)、平均重量直径(mean weight diameter, MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter, GMD);秸秆还田和生物炭还田处理显著增加了0.25-2 mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。湿筛法分析结果表明：与单施化肥处理相比,秸秆还田和秸秆-猪粪配施处理显著增加R_0.25、MWD和GMD,但生物炭还田处理和单施化肥处理相比差异不显著;秸秆还田和秸秆-猪粪配施处理显著降低团聚体破坏率(PAD),生物炭还田处理显著增加了PAD;秸秆配施猪粪处理和秸秆还田处理显著增加了>2mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。总体上,秸秆配施猪粪协同提高团聚体有机质含量和团聚体稳定性的作用比秸秆还田和生物炭还田要强。     

减氮配施微生物菌剂对水稻根系发育及土壤酶活性的影响

为探明滨海盐渍型水稻土在氮肥减施条件下,微生物菌剂促进水稻根系发育和提高土壤酶活性的作用机制,本试验通过室内盆栽试验,探讨了减氮配施微生物菌剂对水稻根系发育和土壤酶活性的影响。结果表明:(1)减氮配施微生物菌剂可增加水稻根长、根表面积、根平均直径、总根体积和根尖数,促进水稻根系生长;在施菌剂40～50天内,减氮30%配施菌剂处理较单施全量氮肥处理显著增加了根系生物量。(2)所有氮肥配施菌剂处理的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均提高;且在施菌剂50天时减氮30%配施菌剂处理的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性明显高于其他处理,与单施全量氮肥处理相比,分别提高了22.7%、16.67%和16.35%。以上结果表明,氮肥减量配施微生物菌剂能提高滨海盐渍型水稻土酶活性,促进水稻根系生长。施用微生物菌剂能减少化肥用量,达到提高农业生态系统可持续发展的目的。     

苗期干旱胁迫下施氮对玉米氮素吸收和土壤生物化学性质的影响

研究苗期干旱胁迫下施氮对东北春玉米氮素吸收利用和土壤生物化学性质的影响,为区域玉米养分管理与逆境调控提供依据。研究设置水、氮二因素盆栽试验,土壤水分包括3个水平:田间持水量的30%(W0),50%(W1)和70%(W2);施氮量包括2个水平:不施氮(N0)和施氮0.24 g/kg(N1),测定不同水氮条件下玉米苗期的植株干重和氮素吸收、根际和非根际土壤的化学性质、微生物量碳、氮(MBC、MBN)及土壤酶活性。结果表明:干旱胁迫显著降低玉米苗期植株干重和氮素吸收量,其中W0条件降幅最大(分别为51.1%,43.8%)。施氮促进各水分条件下植株生长,且与水分存在显著交互作用,W2条件下施氮后植株干重和氮素吸收量的增幅最高(分别为53.7%,83.2%)。干旱胁迫提高植株的水分利用效率,但降低氮肥利用效率。施氮显著提高W2条件植株的水分利用效率,但干旱条件下则无显著影响。水、氮及其交互作用对土壤性质的影响较为复杂。总体上,苗期干旱胁迫暂时提高了根际和非根际土壤pH,显著增加根际土壤的铵态氮和硝态氮含量。MBC、MBN对干旱胁迫的响应在根际与非根际土壤之间存在相反趋势,根际土壤随干旱程度增加而提高,非根际土壤则随之下降。土壤酶活性方面,干旱胁迫显著影响根际土壤的硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性。施氮增加所有水分条件下根际和非根际土壤的pH和铵态氮、硝态氮含量,其中根际土壤的增幅高于非根际土壤。施氮显著增加各水分条件下根际和非根际土壤的MBC、MBN、脲酶和硝酸还原酶活性,但显著降低根际和非根际土壤亚硝酸还原酶活性。水氮交互作用显著影响根际土壤的亚硝酸还原酶、非根际土壤的脲酶、亚硝酸还原酶和FDA水解酶活性。根际、非根际土壤各生物化学性质之间均存在显著的相关关系,而且根际土壤除土壤亚硝酸还原酶外的各指标均与植株氮素吸收和氮肥利用效率呈正相关。苗期干旱显著抑制玉米植株生长和氮素吸收,并对土壤生物、化学性质造成显著影响。施氮对植株和土壤性质的影响在不同水分条件下存在差异,而且植株表现与土壤生物、化学性质之间存在显著相关关系。     

增施有机肥改善黑土物理特性与促进玉米根系生长的效果

为改善东北黑土区粘重耕层的土壤物理特性,通过玉米秸秆还田基础上增施有机肥试验,拟明确增施有机肥对黑土物理特性和根系生长的提升效果。利用2015～2018年吉林省公主岭市和黑龙江省克山县黑土区的定位试验,测定了玉米抽雄期3种秸秆还田处理及其增施有机肥(旋耕秸秆还田+有机肥RSM、深翻秸秆还田+有机肥DSM、深松秸秆还田+有机肥SSM)处理的土壤物理指标;并采用微根管法原位测定了根系生长指标,计算出增施有机肥后各土壤物理特性与根系生长指标的变化量。结果表明,相比秸秆还田处理,增施有机肥降低了土壤容重、土壤紧实度,提升了土壤含水量,同时根长密度、根尖数密度和根平均直径均显著增加,其中根长密度和根尖数密度各土层平均增加了0.18 cm/cm~2和34.9×10~(-3)个/cm~2。不同秸秆还田方式增施有机肥后对黑土物理特性和根系生长的改善效果不同,其中0～15 cm土层RSM处理改善效果最明显,15～45 cm土层SSM和DSM处理改善效果最明显。有机肥和秸秆还田方式互作对黑土物理特性和促进根系生长指标具有显著的正向互作效应。上述结果表明,深松秸秆还田和深翻秸秆还田基础上增施有机肥模式更有利于改善黑土物理特性和促进根系生长,是改善东北黑土区粘重耕层的技术选择。     

Bacterial-feeding nematodes enhance root growth of tomato seedlings

We prepared soil with greater populations of bacterial-feeding nematodes, compared to a normal field soil, to determine the effects of bacterial-feeding nematodes on the root development of tomato seedlings. Soil mixed with either pig manure or rice straw was placed in a mesh bag, and then surrounded by an outer layer of unamended soil. Nematodes were able to migrate through a 1 mm diameter mesh bag into the outer soil, thus giving greater populations than in soil surrounding a control treatment of a 5 μm diameter mesh bag, through which nematodes cannot migrate. After 28 and 35 days incubation, respectively, the outer soil contained a nine-fold increase in nematode numbers in the pig manure treatment and a six-fold in the rice straw treatment, compared to control soil. The increased nematodes were mainly bacterial-feeders, accounting for 98.2% of total nematodes in the pig manure treatment and 90.5% in the rice straw treatment. Tomato seedlings were grown in the outer soil and root parameters (total length, average diameter, total surface area, numbers of forks and numbers of tips) determined after 5 and 10 days growth at 20 °C. We found that the tomato seedlings grown in the soil containing more bacterial-feeding nematodes developed a highly branched root system with longer and thinner roots.     

秸秆还田对土壤还原性和水稻根系生长及产量的影响

为明确油菜秸秆还田对土壤环境及水稻根系生长的影响,该研究采用田间试验与栽培模拟试验相结合的方法,分析了油菜秸秆还田后,稻田土壤氧化还原电位(EH值)、还原性物质总量和Fe2+含量的变化规律及水稻苗期根系数量、质量、体积、长度和伤流强度等的变化规律。结果表明,1)油菜秸秆覆盖或翻埋条件下,稻田土壤氧化还原电位日均变化量(RCEH值)表现为先降低后增加的趋势,而土壤还原性物质总量日均变化量(RCRRM值)和土壤二价铁含量日均变化量(RCFe值)表现为先增加后降低的趋势;其中水稻移栽后14~18 d土壤RCEH值最低,移栽后10~14 d和14~22 d土壤RCRRM值(0.28~0.62 cmol/(kg·d))和RCFe值(5.0~31.6μg/(kg·d))达到最大。2)油菜秸秆覆盖或翻埋条件下,随着秸秆还田量的增加,水稻根系总量(数量、质量、体积和长度)、白根数量和根系伤流强度显著降低;与覆盖相比,油菜秸秆翻埋对水稻根系伤流日均变化量(RC_(RBI))的影响时间更长,水稻根系体积日均变化量(RCRVT值)和质量日均变化量(RCRQT值)的缓慢增长期延长了4 d。3)水稻移栽后10~22 d,油菜秸秆还田对稻田土壤环境和水稻根系生长的影响最显著;移栽后27~32 d,油菜秸秆还田对水稻根系生长的影响程度显著降低。油菜秸秆还田条件下,随着秸秆还田量增加,水稻苗期的土壤氧化还原电位显著降低,土壤还原性物质总量和Fe2+含量显著增加;水稻根系总量(数量、质量、体积和长度)和根系活力(白根数量和根系伤流强度)显著降低。在四川油稻两熟区,油菜秸秆还田量以全量还田为宜,适宜机械作业的田块以油菜秸秆翻埋还田为宜。     

培肥和耕作措施季节性干旱下对红壤剖面水分变化和产量的影响

为了探讨培肥和耕作措施下红壤旱地的土壤剖面水分变化和产量对季节性干旱的响应规律,本研究在大田试验条件下系统分析了稻草覆盖、有机肥和常免耕对土壤剖面含水量、表层土壤温度及作物产量变化趋势。结果表明,在猪粪施用、常耕和免耕处理的土壤含水率不存在显著差异。而在相同耕作和猪粪条件下,稻草覆盖与否对土壤含水量影响较大,在春玉米和秋玉米季中连续干旱条件下,稻草覆盖处理下0—5,5—10,10—20 cm土壤含水量均高于不覆盖处理,稻草覆盖处理下0—5,5—10,10—20 cm土壤含水量均高于不覆盖处理,春玉米季的增幅分别为27.93%,5.91%,1.41%,秋玉米季分别为15.74%,7.71%,2.59%。同时,稻草覆盖可以显著影响表层土壤的温度变化,在春玉米开花期,0—10 cm和10—20 cm的土壤温度覆盖比不覆盖分别降低了13.92%和2.26%。在秋玉米开花期0—10 cm和10—20 cm的土壤温度覆盖比不覆盖分别降低了0.30%和2.69%。在所有处理中,春玉米和秋玉米季均表现出稻草覆盖+施猪粪+常耕的秸秆和籽粒产量最高。     

Maize growth responses to deep tillage, straw mulching and farmyard manure in coarse textured soils of N.W. India

Abstract. The effects of deep tillage, straw mulching and farmyard manure on maize growth in loamy sand and sandy loam soils were studied in experiments lasting three years. Treatments included all combinations of conventional tillage (10 cm deep) and deep tillage (35–40 cm deep), two farmyard manure rates (0 and 15 t/ha) and two mulch rates (0 and 6 t/ha), replicated three times in a randomixed block design.
Deep tillage decreased soil strength and caused deeper and denser rooting. Mulching decreased maximum soil temperature and kept the surface layers wetter resulting in better root growth. Farmyard manure also improved root growth, and the crop then extracted soil water more efficiently. All three treatments increased grain yield in the loamy sand, but in the sandy loam only tillage and farmyard manure increased yields significantly. Deep tillage and straw mulch effects varied with soil type and amount of rainfall in the growing season. In the loamy sand the mean responses to deep tillage and mulching were largest in a dry year. A tillage-mulch interaction was significant in the loamy sand.     

Improvement of rice (Oryza sativa L.) growth in upland conditions with deep tillage and mulch

The productivity of upland rice in Japan as well as in the world is low and unstable owing to scarce and unpredictable rainfall. The objective of this study was to examine whether agronomic methods could enhance grain yield of upland rice. Four field experiments were conducted from 2001 to 2003 in Nishitokyo, Japan, under upland conditions with different water supplies, in order to quantify the effects of deep tillage combined with deep placement of manure (50-cm depth), straw mulch (6 t ha⁻¹), or their combinations on the growth and grain yield of rice. Mulch kept surface soil moisture higher than without mulch even at reproductive stage, and it increased yield to the greatest extent under the most favourable conditions with much rainfall before heading (i.e., 2003). Deep tillage with deep placement of manure induced deep root proliferation and higher nitrogen uptake, increasing biomass production, and panicle number, and consequently grain yield was enhanced under the two lowest yielding environments with less rainfall before heading. Rice plants with deep tillage with deep manure application without mulch tended to have lower leaf water potential and higher diffusion resistance during drought, and negative effects on grain filling and harvest index in some experiments compared with the control. When deep tillage with deep placement of manure was combined with mulching in two experiments in 2002 and 2003, grain yield always enhanced compared with the control (P < 0.10, 6.0 t ha⁻¹ versus 5.4 t ha⁻¹ on average), suggesting their synergetic mechanisms for yield increase and stabilization. The results showed that deep tillage or mulching can improve grain yield of rice under drought-prone rainfed upland conditions in a temperate climate on an Andosol, and their combination had more consistent and greater positive effects.     

渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆＋绿肥处理使播前和开花期60—160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0-20cm土壤硝态氮在播前显著增加10．7kg·hm-2,收获期增加18．4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43．4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24．4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

秸秆还田与栽插方式对水稻根系生长及产量的影响

通过明确不同秸秆还田与栽插方式下水稻根系及产量形成的差异,为不同栽插方式下秸秆还田提供理论和实践依据,以迟熟型杂交籼稻F优498为试验材料,采用2因素裂区设计,主区设置秸秆不还田、覆盖还田和翻埋还田3种还田方式,副区为人工移栽和毯苗机插2种栽插方式,研究不同秸秆还田方式和栽插方式下水稻根干质量、根冠比、根系形态生理特征及产量形成的差异。结果表明:1)秸秆还田对根系生长的影响表现为前抑后促,抑制了分蘖盛期单茎和群体根系的生长,促进了拔节期至成熟期根系的生长,齐穗期翻埋还田水稻根系生长更好,成熟期则是覆盖还田根干质量、根数更高。各生育时期根系直径,分蘖盛期和成熟期的单茎、群体根系指标以及根干质量,拔节后15 d、齐穗后15 d和成熟期单茎伤流强度均表现为人工移栽毯苗机插,但拔节期和齐穗期根系形态指标和群体根干质量小于毯苗机插。不同于翻埋还田对毯苗机插稻齐穗期根系生长有利,覆盖还田能有效促进人工移栽稻齐穗期根系生长,减缓花后根系衰老,维持单茎较大伤流强度。2)与秸秆不还田相比,秸秆还田平均使水稻增产3.50%,与人工移栽互作的增产率为2.03%～9.81%,与毯苗机插互作的增产不明显,其中又以秸秆覆盖还田与人工移栽互作增产效果最佳。3)分蘖盛期根干质量,成熟期根干质量、单茎根系指标和群体根系指标,分别与每穗粒数、总颖花量和产量显著正相关,分蘖单茎和群体根系形态指标与有效穗呈显著负相关。综上所述,秸秆还田后人工移栽均实现了增产,而毯苗机插多表现为减产,覆盖还田产量较翻埋还田高。覆盖还田与人工移栽互作下的水稻根系早生快发、衰老慢、单茎伤流强度大,产量最高,翻埋还田促进了毯苗机插中期的根系生长,但齐穗后根系衰老快,单茎伤流强度小。     

三种有机物料对稻田土壤汞甲基化及水稻汞积累的影响

施用有机物料是水稻生产过程中提高产量的一条重要途径，明确有机物料的施用对糙米Hg积累的影响，对于Hg污染稻田的安全利用具有重要的指导意义。本研究采用盆栽实验，设置等量（3%，w/w）的油菜秸秆、猪粪和水稻秸秆生物炭，对比分析3种有机物料的施用对水稻产量及其对Hg在稻田系统的迁移转化的影响。结果表明，3种有机物料的施用均显著提高了水稻产量，但对土壤Hg甲基化和糙米Hg的积累影响则并不一致。油菜秸秆、猪粪和水稻秸秆生物炭处理下水稻产量分别提高17.6%、33.0%和39.9%。与相同水平土壤Hg处理相比，施用猪粪提高了土壤Hg的生物有效性，促进了土壤MeHg的生成，提高了糙米THg的富集系数，使糙米THg和MeHg的含量分别提高了34.5%和30.3%；施用油菜秸秆降低了土壤Hg的生物有效性，抑制了土壤Hg甲基化过程和水稻对Hg的富集，糙米THg和MeHg的含量分别降低了34.6%和36.2%；施用水稻秸秆生物炭降低了土壤Hg生物有效性和糙米THg的富集系数，糙米THg和MeHg的含量分别降低了46.9%和48.4%。因此，在Hg污染稻田中应慎重施用猪粪，可选择施用水稻秸秆生物炭和油菜秸秆，达到提高产量和阻控糙米Hg积累的双重效果。     

梨园秸秆还田腐解特征及对土壤性状的影响研究

为探究梨园秸秆还田腐解特征及对土壤理化性状和生物性状的影响,在梨园布置覆膜对照(CK)、秸秆覆盖(S)、秸秆覆盖+腐解菌肥(S-BM)、双倍秸秆覆盖+腐解菌肥(2S-BM)田间试验。结果表明:秸秆覆盖150天后,S-BM处理的腐解率为62.4%,S和2S-BM处理的腐解率均为50%,氮、钾释放率以S-BM处理最高;秸秆覆盖提高了土壤最低温,降低了土壤最高温,减小了土壤温度振幅;2S-BM处理显著降低了土壤体积质量,提高了土壤水溶性有机碳含量;秸秆覆盖显著增加了0~5 cm土层有机碳含量,2S-BM处理对0~15 cm土层速效养分含量的提升效果显著,S和S-BM处理显著提高了0~5 cm土层速效钾含量;2S-BM处理的土壤细菌、真菌数量以及微生物生物量碳、氮含量在梨树生育后期明显提高;2S-BM、S-BM和S处理分别能增产86.9%、17.8%和28.7%。秸秆覆盖对土壤的改善是由上到下的,当梨园秸秆还田量为45 000 kg/hm2时,土壤的改良效果非常明显。     

秸秆覆盖对滴灌棉花土壤水盐运移及根系分布的影响

干旱区棉田残膜污染日益严重, 秸秆覆盖能从根本上杜绝农田残膜增量。为探索秸秆覆盖代替塑料薄膜与滴灌结合的可行性, 需了解秸秆覆盖对滴灌棉田土壤水盐分布及棉花根系的影响特点, 同时探索耕作层以下30 cm处埋设一层秸秆进行深层秸秆覆盖与滴灌结合的效果。本文采用测坑试验研究了3种秸秆覆盖方式(表层覆盖、30 cm深层覆盖和无覆盖)与滴灌结合在2种土壤条件下(非盐碱土和盐碱土), 棉花根系分布稳定后的絮期土壤水盐运移及棉花根系分布特征。结果表明: 表层覆盖对于土壤整体保水性较好, 能有效抑制耕层水分散失和盐分聚集; 30 cm深层覆盖整体保水性优于无覆盖, 相对表层覆盖仅在秸秆层以下靠近滴灌带的有限范围内具有优势, 并显著提高耕层以下土壤水分含量, 但在棉花絮期对于盐分抑制作用不明显。秸秆覆盖通过对水盐运动的影响而显著影响棉花根系分布, 尤其对深层根系分布影响更大。非盐碱土条件下, 0~28 cm土层, 无覆盖处理根长密度、根重密度、根长密度比重均最大, 表层覆盖根长密度最小, 但根重比重最大, 30 cm深层覆盖根重密度最小; 在28~70 cm土层, 30 cm深层覆盖根长密度最大, 表层覆盖根长密度最小, 但根长密度比重最大, 无覆盖根长密度比重最小, 其中在28~56 cm土层30 cm深层覆盖根重密度和根重比重均最大。盐碱土条件下, 0~28 cm土层, 表层覆盖与30 cm深层覆盖根长密度和根长比重均高于无覆盖处理, 同时表层覆盖根重密度最高, 30 cm深层覆盖根重密度和根重比重均最低; 在28~70 cm土层情况相反, 30 cm深层覆盖处理根重比重最大, 但根重密度最小。说明表层覆盖可促进非盐碱土及盐碱土耕作层根系发育, 30 cm深层覆盖限制上层根系发育, 但促进30 cm以下土层根系发育, 在盐碱逆境下秸秆覆盖可促进根系向更细更长方面发育。秸秆覆盖与滴灌结合在干旱区具有良好应用前景。