石灰组配土壤改良剂抑制污染农田水稻镉吸收

为达有效地调控污染稻田水稻糙米对Cd吸收,该研究选取湖南省长株潭地区的湘潭、醴陵和株洲3处不同Cd污染程度田块,研究石灰配施海泡石、钙镁磷肥、有机肥对水稻Cd吸收和累积的影响。结果表明,施用石灰及其组配改良剂均可明显提高土壤pH值,有效降低土壤中酸提取态Cd含量和水稻中Cd含量。与不施用改良剂相比,石灰配施海泡石或有机肥、配施海泡石和有机肥,Cd污染稻田土壤pH值平均升高1.08,0.96和0.93个单位,酸提取态Cd质量分数分别平均降低20.6%,15.6%和21.2%。石灰配施海泡石、有机肥或钙镁磷肥处理下在轻度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了48.3%,46.7%和34.2%,石灰配施有机肥、钙镁磷肥或钙镁磷肥和有机肥处理下在中度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了52.8%,47.8%和37.5%,石灰配施钙镁磷肥和有机肥、有机肥或海泡石处理下在重度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了51.2%,44.6%和42.5%,均低于食品安全国家标准中糙米限量值0.2 mg/kg(GB2762-2017)。相关分析表明,土壤中酸提取态Cd含量与水稻根、茎叶和糙米中Cd含量呈显著正相关关系(P0.05),说明土壤酸提取态Cd含量是影响糙米对Cd吸收的关键因素之一。上述结果说明,石灰配施海泡石、有机肥或钙镁磷肥+有机肥可有效调控污染稻田土壤中Cd进入水稻,实现水稻安全生产。     

不同磷肥调控措施下红壤磷素有效性和利用率的变化

南方红壤区磷肥当季利用率仅为10%～25%,提高磷肥利用率是亟待解决的问题。通过两年田间试验,分析了不同磷肥品种（过磷酸钙、猪粪、钙镁磷肥、磷酸一铵、磷酸二铵）、磷肥梯度（常规施磷、减磷20%、减磷30%）以及调控措施（石灰、钙镁磷肥配施磷酸二铵、钙镁磷肥配施秸秆）对红壤磷素有效性和作物生长的影响,探索提高磷肥利用率的途径。结果表明,各磷肥品种间,以猪粪处理土壤有效磷、地上部生物量、磷肥累积利用率等指标最高,土壤有效磷较不施磷处理两年分别提高了32%和241%,地上部生物量较不施磷处理两年分别提高了73%和510%,两年的磷肥累积利用率分别为16.4%和26.5%;伴随磷肥用量的减少,土壤有效磷含量显著降低,而对油菜生长、磷肥利用率及磷肥农学效率无显著影响;与单施钙镁磷肥相比,钙镁磷肥配施磷酸二铵能显著提高油菜籽粒产量、土壤有效磷含量、磷肥累积利用率、磷肥农学效率、土壤磷素盈余量等指标。添加石灰可提高作物产量及土壤有效磷含量。油菜产量与土壤有效磷呈极显著正相关关系。上述结果表明,猪粪替代化学磷肥可达到减施增效、促进作物生长的目的,且以减磷30%为宜;钙镁磷肥配施磷酸二铵可推荐为磷肥调控...     

下蜀黄土镁素状况及小麦对镁肥的反应

对下蜀层发育土壤进行镁的分析测量表明，该土壤上层水溶性镁含量不足，剖面其余各层或交换性镁饱和度过低，或钙／镁过大，或镁／钾过小造成作物缺镁；部分冲积的肥沃水稻土，尽管钙／镁不高，镁饱和度高达２０％以上，镁／钾亦远超过临界值，但盆栽试验及田间小区试验结果显示：施镁增加小麦叶片叶绿素含量，促进植株氮，磷，镁的吸收，改善穗部性状，提高产量，试验结果还表明，在下蜀层发育的土壤施用钙镁磷肥的肥效并不次于过磷     

皖南山区潜育性水稻土剖面性状及无机改良剂改良效果

诊断分析代表性田块土壤剖面性状,在此基础上采取田间定位试验的方法研究石灰、白云石、沸石、凹凸棒和钙镁磷肥对潜育性水稻土改良效果。结果表明:皖南山区潜育性水稻土以表潜型为主,剖面构型为Ag-Pg-W1-W2-C型;无机改良剂均能降低还原性物质含量,石灰对还原性物质的消减效应最明显,其次为钙镁磷肥和白云石,沸石、凹凸棒效果不明显;白云石、沸石、钙镁磷肥、凹凸棒均能提高土壤微生物数量,白云石、沸石效果较好,石灰效果较差;无机改良剂均能提高水稻产量,增产1.4%~12.1%,钙镁磷肥增产效果显著。从本试验结果看,钙镁磷肥是皖南山区潜育性水稻土较好的土壤改良剂。     

钙镁磷肥在滨海微碱性稻田土壤上长期定位试验研究

过去认为钙镁磷肥的效在微碱性条件下不如过磷酸钙。近年来试验结果证明，在微碱性土壤上，钙镁磷肥肥效与过磷酸钙基本相等。分析其原因：施用钙镁磷肥，能促进土壤有效磷的提高，钙镁磷肥在土壤溶液中保持的磷浓度超过植物幼苗临界值，速效磷的浓度大于作物根系吸磷浓度最适值。     

石灰性水稻土的化学组成与微量元素供给状况

本文着重研究了桂林地区石灰性水稻土的化学组成特征和微量元素的供给状况。研究表明,石灰性水稻土的钙、镁含量较高,且多集聚于剖面的上部;速效性磷、钾偏低;微量元素硼、锌、钼的供应不足;除钼以外,有效态硼、锌、铁等的含量均与土壤pH值呈负相关。     

改良剂对反酸田土壤性质与水稻产量的影响

采用盆栽试验研究了不同改良剂在反酸田土壤上的应用效果。结果表明,土壤pH在3.47~4.90范围内,pH与交换性H+和交换性Al3+呈极显著线性负相关关系,而与土壤有效铁和有效硫含量呈显著正相关。不同改良处理在提高作物产量和改良土壤性质方面较对照处理与NPK处理效果明显,且钙镁磷肥、自研改良剂、石灰及碱渣等无机改良剂改良效果显著高于添加腐植酸、精制有机肥、碱性有机肥处理。其改良效果主要体现在提高土壤pH,显著降低土壤交换性H+和交换性Al3+含量,明显增加土壤有效钙和有效镁的含量,改善根系生长环境,增加水稻地上部养分吸收和水稻籽粒产量。综上,初步认为酸害(包括活性酸和潜在酸)是反酸田土壤最主要的限制因子,钙镁磷肥、自研改良剂和石灰等偏碱性且富含有效钙或磷的无机矿物质是农业生产中改良反酸田的适宜改良剂。     

活化钙镁磷肥对不同磷效率基因型冬小麦生长及磷效率的影响

用土培方法研究了两种磷肥 (枸溶性钙镁磷肥CMP和水溶性磷肥过磷酸钙SSP)和两种非水溶性磷肥活化剂(无机矿物活化剂IA和有机活化剂OA)在石灰性土壤中对不同磷效率小麦苗期生长和基因型差异以及磷效率的影响。结果表明 ,SSP和CMP对不同磷效率基因型小麦生长的影响无显著差异 ,但对植株磷效率的影响效果明显不同。SSP可提高植株的磷吸收效率 ,CMP对提高植株的磷利用效率更有效。不同磷效率小麦生长的基因型差异在所有磷肥处理中均表现 ,但在CMP处理中的差异最大 ,不同溶解性磷肥品种可作为小麦磷效率基因型的鉴定材料。两种非水溶性磷肥活化剂对钙镁磷肥均有效 ,但作用大小和方向因小麦基因型不同而异 ,OA有利于磷高效基因型小麦的生长 ,IA对磷低效基因型小麦的生长则更加有利 ,其效果甚至超过水溶性磷肥。经IA处理的CMP能明显提高小麦植株的磷含量和吸磷量 ,并能显著增加土壤的有效磷含量     

龙岩市水稻土镁素状况及镁肥肥效的研究

通过420个水稻土耕层土样测定，龙岩市水稻土代换性镁平均含量为0．37cmol．kg^-1，土壤镁素普遍缺乏，以潮沙田尤为严重。从地区分布情况看，土壤代换性镁呈从西到东、由北向南逐渐递增的趋势，在土壤剖面中则有向下层移动富集的趋势。经回归分析，土壤代换性镁含量与pH值呈极显著的正相关。在水稻土上施用镁肥，可矫治水稻缺镁黄化病，显著提高产量。     

以钙镁磷肥产品创新促进产业发展

钙镁磷肥是一种富含磷、钙、镁、硅等营养元素的碱性矿质肥料，可补充植物所需的微量元素，改良酸性土壤、有效减轻重金属污染和提升作物营养与品质。一直以来，钙镁磷肥仅被认为是低含量的磷肥，产销量从高峰时期的近千万吨，下降到近年来的百万吨左右，市场占有率仅为磷肥总量的1%左右，且售价不高，导致企业经营困难。本文从植物营养角度，分析了钙镁磷肥中养分的有效性，肯定了钙镁磷肥作为肥料的必要性；从钙镁磷肥的产业现状入手，用详实的数据分析了钙镁磷肥近年来的产量和市场情况；从产品技术改造方面提出了助推钙镁磷肥提质增效的思路。钙镁磷肥中除含有12%～20%的枸溶性磷外，所含的钙、镁、硅的有效性高于绝大多数工业炉渣。钙镁磷肥施入土壤后，开始时有效磷量较低，但随着时间的延长，有效磷量明显提高，在酸性土壤中肥效优于过磷酸钙。发展钙镁磷肥产业，不仅可充分利用我国的中低品位磷矿资源，还可以补充我国大面积酸性土壤中的盐基离子，提供水稻、甘蔗等需硅量大的作物的硅营养，是不可多得的兼具多元素营养与土壤改良功能的肥料产品。钙镁磷肥提质增效的思路包括:1) 在钙镁磷肥中添加植物所需的微量元素，使得钙镁磷肥从单一的肥料产品定位升级为具有调理土壤和调理植物的功能化产品；2) 产品外观由粉状改为颗粒状，以适应机械化施肥和掺混肥需求；3) 制定产品新标准，体现出钙镁磷肥产品优势；4) 加强钙镁磷肥多产品性状的施用方法研究。今后应基于技术创新、产品创新，并结合营销创新，助力钙镁磷肥产业转型升级，绿色健康发展。     

养分与田间管理对杂交稻种植体系中土壤微生物群落底物利用模式的联合效应

A field experiment was conducted to study the combined effect of nutrient and pest managements on soil biomass phospholipid contents,functional biodiversity and substrate utilization patterns of soil microbial populations in hybrid rice cropping system. The mineral N,P and K fertilizers (as urea,calcium superphosphate and KCl respectively) were incorporated at 100,25,and 100 kg ha^-1,respectively, and the various pesticides were applied at the recommented rates. The results of the experiment demonstrated a decline in the microbial abundance and soil microbial biomass phospholipid contents with the advancement of crop growth, and significant changes in substrate utilization pattern of soil microbial population studied were observed with different management practices and at different growth stages. The principal component analysis (PCA) using all 95-carbon sources (BIOLOG plates) gave good differentiation among the treatments, indicating that they have different patterns of carbon utilization under different habitats. The data showed that diversity in microbial community continuously changed with the progression in crop stage,particularly at physiological maturity (PM) stage that was evident from the utilization of different carbon sources at various crop stages.     

Effects of rice‐straw and phosphorus application on production and emission of methane from tropical rice soil

Rice‐straw amendment increased methane production by 3‐fold over that of unamended control. Application of P as single superphosphate at 100 μg (g soil)^–1 inhibited methane (CH₄) production distinctly in flooded alluvial rice soil, in the absence more than in the presence of rice straw. CH₄ emission from rice plants (cv. IR72) from alluvial soil treated with single superphosphate as basal application, in the presence and absence of rice straw, and held under non‐flooded and flooded conditions showed distinct variations. CH₄ emission from non‐flooded soil amended with rice straw was high and almost similar to that of flooded soil without rice‐straw amendment. The cumulative CH₄ efflux was highest (1041 mg pot^–1) in rice‐straw‐amended flooded soil. Appreciable methanogenic reactions in rice‐straw‐amended soils were evident under both flooded and non‐flooded conditions. Rice‐straw application substantially altered the balance between total aerobic and anaerobic microorganisms even in non‐flooded soil. The mitigating effects of single‐superphosphate application or low‐moisture regime on CH₄ production and emission were almost nullified due to enhanced activities of methanogenic archaea in the presence of rice straw.     

不同土壤对水稻糙米含钙量及产量和品质的影响

采用土培盆栽试验,研究了5种不同类型土壤对3个水稻品种糙米的钙积累和产量及品质形成的影响。结果表明,不同土壤类型含钙量差异明显,对水稻糙米钙的吸收积累有显著影响。糙米平均含钙量与土壤的交换性钙含量排序相同,均为紫泥田>紫潮泥>灰黄泥>红黄泥>黄泥田。相关分析表明,糙米含钙量与土壤的交换性钙含量呈极显著正相关,相关系数为0.9698。不同含钙土壤对稻米出糙率、精米率和整精米率有显著影响,对垩白度和直链淀粉含量影响不明显。不同水稻品种表现出一定的基因型差异。     

过氧化钙及硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果研究

【目的】潜育化水稻土是我国最主要的低产水稻土类型,长期渍水导致的土壤缺氧及活性还原物质过度积累是其最主要特征,这严重影响了水稻的根系发育和产量提高。本研究以鄱阳湖区潜育化稻田土壤为对象,通过田间试验研究过氧化钙和硅钙肥单施或配施对潜育化稻田土壤的改良效果,旨在为探索潜育化稻田的轻简化改良方法提供理论依据。【方法】田间试验于2012 2013年在鄱阳湖区潜育化双季稻田进行,试验设单施化肥(T1)、化肥+硅钙肥(T2)、化肥+过氧化钙(T3)和化肥+硅钙肥+过氧化钙(T4)4个处理。通过2年4季的田间试验研究了过氧化钙和硅钙肥单施或配施对鄱阳湖区潜育化稻田水稻产量、土壤还原物质总量及土壤物理化学性质的影响,分析了过氧化钙和硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果和应用前景。【结果】过氧化钙和硅钙肥单施或配施均可以提高潜育化稻田的水稻产量,二者配施每季可以提高水稻产量1.06 t/hm22.06 t/hm2,并可促进磷、钾养分向籽粒转移。施硅钙肥对土壤还原物质总量没有明显影响,而施过氧化钙可以显著降低土壤还原物质总量,二者配施可以减少耕层土壤还原物质总量1 cmol/kg以上。随着土层的加深,土壤还原物质总量呈增加的趋势。硅钙肥与过氧化钙配施可以明显提高小于10 mm的中小团聚体的含量。施硅钙肥或过氧化钙对土壤养分含量没有明显影响,但二者配施可以明显提高土壤有机碳、速效磷的含量,但对腐殖质碳、速效钾和全氮含量影响不明显。【结论】施用硅钙肥可以提高潜育化稻田的水稻产量,但对土壤还原物质总量没有明显影响。施用过氧化钙既可以提高水稻产量,又可以降低潜育化稻田的潜育化程度。而硅钙肥和过氧化钙配施不仅可以明显提高水稻产量、降低潜育化稻田的潜育化程度,还可以改善土壤养分供应状况和土壤结构。因此,施用过氧化钙和硅钙肥可以作为改良鄱阳湖区潜育化稻田土壤的一种参考方法。     

过磷酸钙在病死猪堆肥中保氮效果研究

为研究不同比例的过磷酸钙添加剂对病死猪堆肥过程中氮素转化和保氮效果的影响,本试验将病死猪尸体、水稻秸秆按一定比例混合后,设置未添加(CK)、添加5%(T1)和10%(T2)过磷酸钙3个处理,进行了为期30 d的堆肥发酵试验。结果表明,各堆体大于50℃的高温均能保持10 d以上,满足堆肥无害化的要求;添加初始物料鲜重的5%和10%的过磷酸钙对降低堆肥的p H值,增加堆肥的铵态氮、硝态氮、全氮含量均具有明显的效果。堆肥结束时,T1、T2处理的堆肥产品的总氮含量分别比对照高10.7%、10.1%,保氮效果显著。添加5%过磷酸钙处理的堆肥产品在第14 d时种子发芽指数达101.4%,高于对照,过磷酸钙促进了病死猪堆肥的快速腐熟。在病死猪堆肥中添加适量的过磷酸钙,可以降低堆体氮的损失,在堆肥工程中具有较广阔的应用前景。     

Influences of organic debris and rice root on the nitrogen fixation in the submerged soil

Abstract

A series of experiments has been conducted on the N2 fixation in the paddy soils by the authors (1–4). The amount of organic substrates for microorganisms and the degree of reduction of the soil are found to be two major factors affecting the N₂-fixing activity of the heterotrophic microorganisms in the submerged soil. Organic debris, rice root and their neighboring soils are identified to be the important micro-sites for the heterotrophic N₂ fixers. The organic debris and the rice root are considered to play dual roles by supplying the organic substances; (1) increase of the population of the heterotrophic N₂ fixers—the amount of nitrogenase, (2) preparation of the reduced conditions favorable for the nitrogenase activity.

However, it is not yet clearly known which of these two roles of the organic substrates is more essential to the N₂-fixing activity in the paddy soil. In addition, it is expected that there must be some differences between the organic debris and rice root in their contribution to the N₂ fixation in the paddy soil.

An experiment was carried out to clarify these problems. Moist soil sample was collected from the plough layer of the paddy field at Central Agric. Exp. Sta. in Konosu City, Saitama Pref., passed through a 5 mm sieve and placed in pots (3 kg moist soil/pot). Ammonium sulfate, calcium superphosphate, and potassium chloride at the rate of 0.4-0.4-0.4 (N-P₂O₅-K₂0) g/pot were incorporated into the soil 7 days before transplanting. Split application of ammonium sulfate at the rates of 0.2 and 0.4 g N/pot were also incorporated at 30 and 41 days after transplanting respectively. These pots were divided into three series; planted (P-series), non-planted (N-series), and non-planted and applied with organic manure (O-series). In case of O-series, 60 g of fairly rotted organic manure was applied to each pot. Each pot of P-series was planted with two 4O-day-old seedlings of rice plant at 7 days after submergence. The Nseries was regarded as a control. Each series was not replicated in this preliminary experiment.     

长期施用含氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物的影响

【目的】氨氧化微生物是氨氧化过程的主要驱动者,氨氧化过程作为硝化作用的限速步骤对氮循环具有重要作用。本研究以沈阳农业大学棕壤含氯化肥长期定位试验的土壤为研究对象,探讨了连续34年施用高氯和低氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物的影响。【方法】该长期试验在等量氮、磷、钾条件下,设置高氯和低氯处理,共8个处理:T1(不施肥);T2(单施尿素);T3(尿素+氯化钾);T4(尿素+过磷酸钙);T5(尿素+过磷酸钙+氯化钾);T6(尿素+磷酸一铵+氯化钾);T7(尿素+氯磷铵+氯化钾);T8(硝酸磷肥+过磷酸钙+氯化钾),T7为高氯处理。采集0—20cm土壤样品,利用荧光定量PCR技术测定氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度,并结合土壤硝化潜势和基本化学性质,分析长期施用含氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物丰度的影响及影响氨氧化微生物丰度的主要环境因素。【结果】长期施肥降低了土壤pH值,高氯处理降低得最多,显著低于其他处理;高氯处理的土壤硝化潜势也显著低于其他处理,且除高氯处理外,配施磷肥的处理土壤硝化潜势显著高于不施磷处理。各处理土壤中AOA丰度均显著高于AOB,高氯处理土壤中AOA、AOB丰度均显著低于其他处理,土壤硝化潜势与AOA和AOB均呈显著正相关关系。【结论】连续施用高氯化肥34年显著降低了棕壤AOA和AOB丰度,抑制了硝化潜势。该结果可为通过含氯化肥的合理施用来调节土壤AOA和AOB,进而调控土壤氮素循环提供参考。     

改良剂配合水分管理减少水稻吸收土壤中镉的研究

为研究减少水稻籽粒中镉的积累,选择一中度重金属污染农田,进行了4种改良剂处理(不施改良剂、生物质炭、钙镁磷肥—坡缕石—硫磺粉(比例为100∶50∶1)和石灰—沸石—硫磺粉(比例为100∶50∶1))和2种水分管理模式(深灌和浅灌)的不同组合处理,田间试验研究了改良剂配合水分管理减少水稻吸收土壤镉的效果,改良剂用量为3 t/hm~2。结果表明,施用改良剂和采取深灌均可显著减少水稻从土壤中吸收镉,并以二者配合的效果最佳。与浅灌/不施改良剂处理比较,钙镁磷肥—坡缕石—硫磺粉和石灰—沸石—硫磺粉2种复合改良剂配合深灌可分别降低籽粒中镉含量56.53%和55.53%,但施用生物质炭降低水稻吸收土壤中镉的效果相对较差。施用复合改良剂促使土壤中交换态镉转化为碳酸盐结合态、氧化物结合态及残余态镉等较为稳定的镉形态,降低了土壤中生物有效态和水溶态镉,减少了水稻吸收土壤镉;深灌有利于硫化镉的形成,并通过"稀释"作用降低水稻吸收土壤镉。研究认为改良剂配合深灌是一种较为方便、有效的技术,适用于农田土壤镉污染的控制。     

肥力水平对水稻苗期生长及氮素吸收同化的影响

通过盆栽试验研究了不同肥力水平红壤水稻土种植条件下,水稻苗期生长及其N素吸收同化的差异.结果表明,在高肥力土壤中水稻的苗期生物量均显著高于低肥力土壤,主要表现为根生物量的差异,而且高肥力显著增加了水稻根数,但对水稻根冠比无显著影响.高土壤肥力对水稻N素吸收有显著促进作用,在一定程度上提高了水稻N素利用率,但并无显著影响.与低肥力红壤水稻土相比,水稻在高肥条件下叶片和根硝酸还原酶活性(NRA)和谷氨酰胺合成酶活性(GSA)均显著提高,显著促进水稻对N素的吸收同化.因此,适当提高和改善红壤水稻土肥力对红壤区水稻生长及N素营养具有重要意义.     

Evaluation of fertilizers solubility and phosphate release in slightly acidic arable soil

The geochemical reactivity of single superphosphate (SSP), triple superphosphate (TSP), phosphate rock (PR), partially acidulated phosphate rock (PAPR) and potassium dihydrogen phosphate (KH₂PO₄) was evaluated in an incubation trial. The soil was Anthrosols, Ap horizon (Sandy loam). Solubility equilibrium of phosphates was calculated by phosphate (P_Pot = logH₂PO₄ – pH) and calcium (Ca_Pot = logCa + 2pH) potentials. Next, activity ratio (AR°) and Woodruff potential (ΔF) were considered for estimating phosphate dynamics in the soil. Data showed that phosphate potentials stressed on significant solubility process and varied accordingly to the rates of the fertilizers: ?5.50, ?4.81, ?4.47 and ?4.09 for 0, 50, 100 and 150 kg P ha^?1. The values of the Woodruff potential (ΔF) varied widely from ?1929 to 8573 cal mol^?1, i.e., from marginal supplying power in the case of the control treatment to very high supplying power for the TSP (Triple superphosphate). These findings are of practical value for the following reasons: TSP and KH₂PO₄ are recommended for quick and high P supply to plants; SSP and PAPR for moderate supply and finally PR for slow and low supply. Phosphorus efficiency should be treated with priority particularly for areas with intensive cropping and susceptibility to runoffs.