红壤区几种主要土壤的镁素供应状况及镁肥肥效的初步研究

关子土壤中的镁和镁肥的研究,自三十年代以后日益增多。随着植物生理和生物化学的进展,证明了镁与有机体的代谢具有密切联系,再因植物缺美症状增多,使美的作用及美肥的施用问题,有了新的评价^[1,2]。     

植物镁素营养诊断及镁肥施用

本文对近些年来有关植物镁素营养诊断及镁肥施用问题作了综述.主要内容包括:缺镁时植物的外部形态表现及内部结构变化、植物镁素化学分析诊断和生物化学方法诊断以及镁肥施用技术和国内镁肥使用状况.     

植物镁素营养诊断及镁肥施用

本文对近些年来有关镁素营养诊断及镁肥施用问题作了综述。主要内容包括：缺镁时植物的外部形态表现及内部结构变化、植物镁素化学分析诊断和生物化学方法诊断以及镁肥施用技术和国内镁肥使用状况。     

土壤镁素和镁肥施用的研究

本文综述了土壤镁素，植物镁素营养以及镁肥施用方面的研究成果，土壤镁素可分为矿物态、非交换态、交换态、水记和有机态等５种形态，它们对植物的有效性不同，非交换性镁的释放量很低，难以满足作物对镁素的需求，在酸性较强的土壤上施用缓产性镁肥对作物具有良好的效应。镁对碳水化合物，蛋白质，脂肪等物质代谢及能量转化有相当重要的作用，作物对镁素的吸收受到环境因素，特别是阳离子竞争效应的影响。     

有机肥与无机肥配合施用对蔬菜作物N肥流向的影响

通过¹⁵N标记示踪试驻,研究了常规施肥和不同种植方式露地栽培黄瓜、番茄、花椰菜、大白菜、菜豆的N肥利用率及其流向．有机肥与无机肥配合施用对N肥流向的影响。结果表明,5种蔬菜露地栽培N肥利用率平均为28．63％,土壤N素残留率为39．07％,N素亏损率41.25%。有机肥与无机肥配合施用,当年蔬菜作物无机N肥吸收减少,但土壤N素残留率增加,N素亏损率下降。     

稻-稻-油三熟对钾、镁肥的反应

镁是叶绿素分子的基本组成分,在植物体内充当着许多关键酶的活化剂。钾也是油菜的一种很重要的养分元素,有关镁肥肥效及钾、镁关系已早有报道^〔1-6〕,但镁对水稻和油菜的关系报道不多。     

镁肥在我国主要作物上的提质增效作用

镁是植物生长必需的大量元素,但长期以来忽视施用镁肥的现象在中国和世界其他国家的农业生产中普遍存在。2016年9月由德国钾盐集团与福建农林大学合作共建了国际镁营养研究所,进行植物镁营养基础研究;并在2017年建立了全国镁营养研究协作网,在全国连续开展施肥量调查、土壤取样以及大面积的镁肥田间试验和推广示范。1)调研结果显示,作物尤其是蔬菜果树等经济作物生产中的氮磷钾肥投入量过高,但是大部分农户在生产中没有施用镁肥。在仅有少数施用镁肥的农户中,镁肥平均用量不足磷肥用量的10%。2)我国土壤交换性镁浓度平均为160.5 mg·kg-1,南、北方平均值分别为94.3、393.0 mg·kg-1。我国45.3%的土壤严重缺镁(<60 mg·kg-1),18.3%的处于土壤缺乏(60～120 mg·kg-1)水平,16.4%的土壤处于适宜(120～240 mg·kg-1)水平,12.9%的土壤处于偏高(240～480 mg·kg-1)水平,处于丰富(480～720 mg·kg-1)和极丰富(>720 mg·kg-1)的比例仅有4.0%和3.0%。3)优化氮磷钾施肥量不减产,还会增产;在优化氮磷钾投入基础上施用镁肥能够进一步增产,平均达到7.8%(n=110),同时还能提高品质。施镁不仅在南方缺镁地区的增产提质效果明显,在土壤交换性镁浓度较高的北方地区也有很好的效果。总之,我国超过63%的土壤缺镁或严重缺镁(<120 mg·kg-1),但生产中普遍忽视镁肥的施用。施用镁肥能够增产,且对水果蔬菜等经济作物的增产幅度大于粮食作物,还能提高不同经济作物的外在和内在品质,说明在我国农业生产中增施镁肥的必要性和紧迫性。     

我国南方水稻土供硅能力的研究

硅肥对水稻的增产作用,在日本早就有了肯定的结果^[1]。近年来试验证明,在我国南方部分土壤上,水稻施用硅肥有增产效果^[2]。为了明确水稻施用硅肥肥效和土壤类型之间的关系,提出我国南方水稻施用硅肥有效的土壤和植株指标,本文对我国长江以南主要类型水稻土供硅水平的研究进行了总结。     

沙田柚配施钾镁肥效应研究

沙田柚为对镁敏感作物。由于忽视施用镁肥，在生产上较容易观察到沙田柚叶片缺镁症状。研究了在施用氮磷肥的基础上配施不同用量钾镁肥对沙田柚叶片营养、柚果产量、品质及效益的影响。结果表明，施镁可明显减轻沙田柚叶片的缺镁症状，提高叶片镁素营养；在土壤有效钾含量中等，有效镁含量缺乏的情况下，施用钾肥（K2O）340．2kg／hm^2基础上配施镁肥（Mg）22．5及45．0kg／hm^2，果实产量提高1．2％～18．7％，种植效益提高0．4％～24．7％；施用钾肥（K2O）453．6kg／hm^2基础上配施镁肥（Mg）45．0、81．0及117．0kg／hm^2，果实产量提高11．2％～31．7％，种植效益提高11．7％～39．4％，同时柚果品质得到改善。在施用钾肥（K2O）340．2、453．6kg／hm^2的基础上，推荐镁肥适宜配施用量分别以（Mg）45．0、117．0kg/hm^2 为宜。     

不同镁肥在中国南方三种缺镁土壤中的迁移和淋洗特征

镁淋溶是导致南方土壤缺镁的关键因素之一。通过室内土柱模拟实验探究了四种镁肥(氧化镁、改性硫酸镁、钙镁磷肥和硫酸钾镁)在中国南方三种酸性缺镁土壤(黄壤、紫色土、红壤)中的有效性、迁移和淋洗特征以及土壤对镁素的固持,以期为南方缺镁土壤科学施用镁肥提供依据。结果表明,施用镁肥(折合MgO 100 mg·kg~(-1))后,三种土壤施镁土层(0～15 cm)交换性镁含量提高了2倍～15倍。氧化镁、改性硫酸镁和硫酸钾镁在三种土壤中均表现出较强的迁移能力,经过60 d淋洗(模拟降雨量1 000 mm),未施用镁肥土层(15～50 cm)中有效镁含量均较对照增加17.9～105.4mg·kg~(-1)。黄壤上不同镁肥处理镁累积淋失量在104.9～243.8 kg·hm-2,与紫色土接近,但较红壤高2倍～3倍。实验结束后,黄壤和紫色土上施用氧化镁、改性硫酸镁和硫酸钾镁的淋失率均超过三分之一,而红壤中均低于7%;施用钙镁磷肥增加了土壤对镁的固持,减缓了镁向下淋洗,淋失率在三种土壤中均为负值。综合四种镁肥在土壤中的有效性、土壤对镁素的固持、镁在土壤中的淋洗特征以及土壤酸化阻控,钙镁磷肥在三种酸性缺镁土壤中施用效果均较好。     

红壤地区紫云英中氮素的转化及其对水稻有效性的研究

紫云英是我国南方稻田传统的有机肥料,近年来更逐渐北移。随着化学氮肥增加,有些地区紫云英播种面积有所减少,但在红壤地区以及某些水稻区,紫云英仍是水稻的一项重要肥源。研究紫云英在土壤中的腐解、养分转化及对土壤肥力和水稻生育的影响具有一定实践意义。我们于1980年利用¹⁵N标记与非标记的紫云英进行了水稻田间小区、微区及温室盆栽等试验,现将所得结果整理如下。     

关于集约农作制下的土壤结构问题——Ⅰ.有机物料及其利用方式对土壤结构的影响

对稻草、紫云英有机物料不同用量和混施、单施或沤制后施用等不同施用方式对土壤结构的影响进行了四年模拟试验。四年培育期中的水分条件和其他物理条件均控制一致。测定表明,有机物料能明显改善土壤的结构性和孔隙性,降低原状土核的破裂系数。有机质、重组有机质、无定形氧化铁、氧化铁的活度与团聚体的稳定性呈正相关;而与原状土的破裂系数呈负相关。看来,无定形氧化铁的含量可以作为高产水稻土具有良好结构性的一个间接指标。施加有机物料的土壤,当脱水时其中大孔隙显著增多,这对粘质水稻土回旱种旱作十分有利。稻草直接施入土中的改土效果优于沤制后施入土中,且不亚于高用量稻草和紫云英混施的效果。可见,如绿肥施用量减少时,只要保持一定量的稻草回田,亦能改善土壤的结构。     

绿萍的增产和改土作用

扩大有机肥源是夺取当季作物高产和改良土壤的重要一环.绿萍是一种水生绿肥,具有固氮(通过体内共生蓝藻的作用)及繁殖力强的特性.我国稻田养萍的历史相传已有两个世纪(浙江省农科院土壤肥料研究所编,1976),浙江、福建、四川、广东、广西部分地区早有利用绿萍作为肥料的习惯.     

赣中丘陵地区红壤的不同结构状况对土壤养分的影响

土壤中较稳定的固相部分,总是以各种大小不同,形状和特性各异的无机及有机颗粒相互组合而成。这种不同的组合和排列形式以及由此而造成的土体松板、孔隙状况、土块大小及其稳定性等特点总称之为土壤结构状况。它直接影响着土壤的水热状况,影响植物根的穿扎及其对土壤中养分和水分的攫取。因此土壤肥力总是与土壤结构状况的优劣密切相联系的。     

基于冬种不同作物的水旱轮作模式对水稻产量及稻田CH_4、N_2O排放的影响

为探究冬种不同作物、水旱轮作措施对稻田丰产及温室气体减排的影响,本研究设置5种种植模式,即紫云英-早稻-晚稻(CRR)、紫云英-早稻-甘薯‖晚大豆(CRI)、油菜-早稻-晚稻(RRR)、油菜-早稻-甘薯‖晚大豆(RRI)、马铃薯-早稻-晚稻(PRR),采用静态暗箱-气相色谱法测定稻田CH_4、N_2O的全年排放通量,研究基于冬季不同作物的不同水旱轮作模式对水稻产量、全球增温潜势(GWP)及温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,冬种不同作物均能提高早稻的产量,但对晚稻产量基本无影响,其中紫云英对早稻产量增效最好,CRI处理分别较其他处理高1.73%、12.08%、7.48%、10.95%;水旱轮作处理较双季稻处理可以获得更高的产量,RRI处理晚稻产量较其他4个处理分别高22.54%、5.37%、29.83%、27.24%。冬种不同作物对CH_4、N_2O排放无显著影响(P>0.05),水旱轮作显著增加了N_2O排放,显著降低了CH_4排放(P<0.05)。5种种植模式中,RRI处理的GWP最低,且显著低于CRR、RRR、PRR处理(P<0.05),分别低25.54%、29.76%、20.78%。RRI处理的GHGI最低,较其他处理分别显著低32.51%、18.18%、30.77%、20.59%(P<0.05)。综上,RRI处理在增加作物产量、减少稻田温室气体排放方面表现最好。本研究结果为长江中游双季稻区稻田丰产及温室气体减排提供了理论依据。     

稻蛙共作对水稻-紫云英轮作系统氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮素损失的主要途径之一,探究稻田生态种养模式对稻田土壤氨挥发产生的影响,可为该模式的生态环境效益评价提供理论依据。为评估稻蛙共作模式对水稻-紫云英轮作系统氨挥发的影响,通过开展田间小区试验,采用密闭式间歇抽气法采集氨气,对水稻-紫云英轮作系统的土壤氨挥发及其影响因素进行研究。试验共设置3个处理:空白对照(CK,不施肥,不放蛙)、常规水稻种植模式(CR,施化肥,不放蛙)、稻蛙共作模式(RF,施化肥,放蛙)。结果表明:稻蛙共作模式水稻季氨挥发累积量为47.02kg·hm~(-2),占当季施氮量12.9%;其后茬紫云英季的氨挥发累积量为16.27kg·hm~(-2);全年轮作系统的氨挥发累积量为63.29kg·hm~(-2),较常规水稻种植模式的氨挥发累积量降低15.3%。稻蛙共作模式全年水稻-紫云英轮作系统的氨挥发累积量占施氮量的比例为17.4%,显著低于常规水稻种植模式所占比例(20.5%)。水稻田面水的铵态氮浓度是影响水稻季氨挥发的主要因素,水稻田面水p H、水温、气温、风速等因素的影响次之,随温度上升,水稻田面水铵态氮浓度对氨挥发速率的影响逐渐增大。放蛙对水稻产量、水稻产量构成因素、氮肥利用效率及后茬作物紫云英产量的影响不显著。综上所述,稻蛙共作模式在水稻-紫云英轮作系统中具备一定的氨减排潜力,但该模式对稻田氨挥发影响的长期效应及其影响机理仍需进一步研究。     

南方稻田紫云英作冬绿肥的增产节肥效应与机制

本文对我国南方稻田紫云英作冬绿肥以及紫云英与稻草共同利用的增产和节肥效应及其植物营养学、土壤微生物学等相关作用机制进行综述。2008—2019年间开展的11个联合定位试验结果 (n = 930) 表明，冬种紫云英在不减肥或者减肥20%条件下增产效果显著，水稻产量增加幅度分别为6.53%和4.15%；在减施40%化肥时可保障水稻与常规施肥相比不减产。紫云英的增产和节肥效应随种植年限的增加而增强，5个联合定位试验连续7年的监测结果表明，冬种紫云英减施40%化肥条件下，紫云英种植第一年相对常规施肥增产0.87%，至种植第7年增幅为3.98%。紫云英与稻草联合利用是近些年稻区推行的重要技术模式，2016—2019年间开展的7个联合定位试验结果 (n = 342) 表明，紫云英–稻草联合还田相对于单独稻草还田，水稻产量增加了11.71%。本文分别从优化水稻产量构成、促进水稻养分吸收、提升土壤肥力3方面阐释了紫云英作冬绿肥的增产、节肥机制。稻田冬种紫云英可增加水稻有效穗数和每穗实粒数，优化了产量构成。与常规施肥相比，紫云英配施减量化肥的水稻吸氮量增加了6.4%～6.9%，氮肥利用率提高了6.6%～31.1%。稻田种植紫云英使土壤碳、氮库得到培育，土壤活性有机碳含量和碳转化酶活性提高，土壤速效养分、土壤物理性状明显改善。以有机质和全氮为例，相比常规施肥处理，种植翻压紫云英后减施20%和40%化肥处理的土壤有机质含量分别增加3.95%和4.15%，土壤全氮含量分别增加1.22%和1.74%。在紫云英调控土壤微生物及氮转化机制方面，冬种绿肥有利于土壤微生物的生长繁殖，增强与微生物活性密切相关的土壤酶活性，并通过改变土壤微生物的群落结构及功能微生物影响土壤养分循环。紫云英配施减量化肥可提高土壤固氮菌丰度，通过合理的调控措施可优化紫云英的生物固氮作用。硝化作用对冬绿肥的响应在不同类型土壤中有较大差异，碱性水稻土中冬种绿肥可通过抑制硝化作用降低氮素淋失风险，氨氧化微生物群落结构的变化是冬绿肥影响硝化作用的重要机制。通过近十多年来的研究，逐渐明晰了我国南方稻田冬种紫云英的增产、节肥效应及其机制，为今后稻田绿肥的效应与机制研究提供了重要借鉴和参考。     

三种植物物料对两种茶园土壤酸度的改良效果

用室内培养实验研究了稻草、花生秸秆和紫云英在 5、10 和 20 g/kg 的加入量水平下对茶园黄棕壤和茶园红壤酸度的改良效果.结果表明:除了黄棕壤加入紫云英处理会降低土壤的 pH 外,其余所有加入植物物料的处理均使土壤 pH 有不同程度的增加,使土壤交换性酸和交换性Al的数量减小,使土壤交换性盐基阳离子和盐基饱和度增加.有机物料对土壤酸度的改良效果与有机物料灰化碱和N含量有关,灰化碱和有机N的矿化使土壤 pH 升高,NH4+-N的硝化使土壤 pH 降低.3种植物物料中花生秸秆对土壤酸度的改良效果优于紫云英和稻草.加入植物物料使红壤中有毒形态Al的浓度显著减小,说明植物物料能够缓解红壤中Al对植物的毒害.     

Different response of silicate fertilizer having electron acceptors on methane emission in rice paddy soil under green manuring

Cultivation of green manure plants during the fallow season in rice paddy soil has been strongly recommended to improve soil properties. However, green manuring may impact greenhouse gas emission, methane (hereafter, CH₄) in particular, under the flooded rice cultivation and thus, application of chemical amendments being electron acceptors can be an effective mitigation strategy to reduce CH₄ emissions in irrigated rice (Oryza sativa L.) field amended with green manure. To investigate the effect of iron (Fe) slag silicate fertilizer (hereafter, silicate fertilizer), which was effective in reducing CH₄ emission and increasing rice productivity, in green manure-amended paddy soil, the aboveground biomass of Chinese milk vetch (hereafter, vetch) was added at rates of 0, 10, 20, and 40 Mg (fresh weight) ha⁻¹ before the application of silicate fertilizer, which was added at rates of 0 and 2.3 Mg ha⁻¹. Silicate fertilization reduced the seasonal CH₄ flux by ca. 14.5% and increased rice yield by ca. 15.7% in the control (no vetch application) treatment. However, CH₄ production was increased by silicate fertilization in vetch-treated soil particularly at the initial rice growing stage, which was probably due to the enhanced decomposition of added organic matters by the silicate liming effect. In conclusion, silicate fertilization is not effective in reducing CH₄ production in green manure-amended rice paddy soils and its use should be properly controlled.