猪粪施用对水稻田面水养分动态变化特征及流失风险的影响

通过田间定位实验,分别设置对照、常规化肥、猪粪和化肥配施、单施猪粪等7个不同处理,探讨不同猪粪施用量对水稻田面水养分动态变化特征及流失风险影响。结果表明:各处理田面水总氮(TN)、可溶性氮(DN)、铵态氮(NH4+-N)、总磷(TP)、可溶性磷(DP)和可溶性钾(DK)浓度均在施肥后1~2d内达到峰值,然后迅速下降,7~10d后浓度趋于对照处理;硝态氮(NO3--N)呈现先降低后升高再降低的变化规律,在施肥后7~9d达到峰值,与铵态氮呈此消彼长的关系;猪粪和化肥配施总氮(TN)、可溶性氮(DN)、铵态氮(NH4+-N)、可溶性钾(DK)浓度较常规化肥处理能分别降低7.94%~23.60%,19.23%~29.23%,21.28%~35.20%,16.42%~25.71%,同时降低了DN/TN、NH4+-N/TN的比值,能有效控制氮、钾流失风险;猪粪施用总磷(TP)和可溶性磷(DP)浓度较常规施肥处理分别提高了8.94%~122.46%和19.07%~107.73%,增加了磷素流失风险,同时降低了DP/TP的比值;水稻在施肥移栽应尽可能避开降雨时期,7~10d是控制养分流失的关键时期。稻田猪粪适量施用也提高了稻谷产量,与常规施肥相比,猪粪和化肥配施稻谷增产205~854kg/hm2。综合环境及经济效益等方面考虑,化肥+猪粪50%(NKM2)处理猪粪投入量最佳,稻田最大消纳猪粪13 264.54kg/hm2,最大生猪承载量为20.19头/hm2。     

控释尿素减量施用对稻田氮素径流和渗漏损失的影响

通过长期定位试验研究了控释尿素不同施用量对双季稻田氮素的径流和渗漏损失的影响,以期为控释肥的推广和农业面源污染的减少提供科学依据。结果表明,施肥量是决定稻田氮素径流和渗漏损失的主要因子之一,控释尿素减量施用能显著降低稻田氮素径流与渗漏损失。施肥初期稻田氮素流失量最大,是控制双季稻田氮素流失的关键时期。NH4+-N与NO3--N径流损失量占稻田全氮径流损失量的50%左右,稻田渗漏损失以NO3--N为主,占全氮渗漏损失的70%以上。控释尿素各处理中以减氮30%处理效果最好,能显著减少稻田的氮素流失量。其与普通尿素相比,稻田TN、NH4+-N、NO3--N径流损失量分别减少30.56%,23.41%,18.64%;稻田TN、NH4+-N、NO3--N渗漏损失量分别减少28.53%,34.17%,29.51%。研究证明控释氮肥确实能够减缓氮素释放速度,显著降低水稻生长前期氮素流失量,且控释尿素减氮施用能显著减少氮素径流和渗漏损失,对农业面源污染的防控意义重大,适合大面积推广。     

苏南平原稻田灌排水系统中氮磷平衡状况

应用大型原状模拟土柱,对苏南平原典型稻田灌排水系统中,养分的输入输出平衡状况进行定位监测和分析。初步结果表明:稻田生态系统每季水分消耗量在890~1 320 mm之间。稻田能净化灌溉水中养分,不同施肥处理稻田对NH4+-N、NO3--N和TP的净化量分别为10.7~12.3、6.8~9.2和-1.2~2.0kg hm-2。稻田养分淋溶量随着施肥量的增加而增加,但养分净化量与化肥用量之间没有很好的相关性,秸秆对养分净化量的影响不明显,而猪粪明显降低了稻田养分净化量,甚至成为周围水体磷素污染源。稻田对灌溉水中的NH4+-N在整个水稻生长期间均起到净化作用,对NO3--N在水稻生长初期有淋溶风险,而对TP,除了猪粪处理,稻田均呈现出净化作用。     

猪粪厌氧、有氧发酵物氮源对甘蓝生长及土壤养分的影响

探讨了在等氮量供应下,猪粪厌氧发酵物(沼液)及有氧发酵物(堆肥)氮源对甘蓝生长及土壤养分的影响,结果表明:在等氮量供应的情况下,施用猪粪沼液不仅可以替代化肥为作物提供生长所必需的氮素,而且提高了养分的利用效率,对甘蓝的增产效果显著;而施用猪粪堆肥处理的甘蓝产量较低,但是施用猪粪堆肥可以提高土壤有机质和土壤p H值,减少施用化肥带来的土壤酸化危害;在等氮量供应的情况下,单施猪粪堆肥处理的土壤有效磷、速效钾含量最高。     

灌排调控的稻田排水中氮素浓度变化规律

基于农田排水氮素浓度及湿地进出口断面总氮（TN）、氨态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）浓度的监测,研究了灌溉排水措施以及沟塘湿地对农田排水中氮素浓度变化的影响。结果表明,控制灌溉的水稻全生育期稻田排水中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别较常规灌溉处理低12.08%、20.33%和13.51%;控制排水处理下稻田排水中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别较常规排水处理低2.21%、7.08%和20.92%;湿地出口水体中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别比入口降低了16.8%、14.4%和50.9%,湿地水体中TN、NH4+-N、NO3--N浓度随时间近似服从指数函数衰减趋势。控制灌溉、控制排水及沟渠塘湿地系统的调控措施对农田排水中氮素的净化效果比较显著。     

有机无机肥配施对旱地作物养分利用率及氮磷流失的影响

采用2年的田间小区试验,研究猪粪、猪粪堆肥或沼渣沼液与化肥配施对春玉米-小白菜轮作地氮磷径流损失与肥料利用率的影响.结果表明,有机无机肥配施可明显减少旱地氮素流失,NH+-N和NO3--N流失量占总氮流失的比例为49.08％～52.02％,且地表氮素径流损失量随着猪粪堆肥用量的增加而降低;与施纯化肥相比,以20％的猪粪堆肥N与80％化肥N配施可分别降低氮素径流损失28.95％,2年总氮肥利用率提高8.13％.以猪粪堆肥或沼渣沼液与化肥配施可明显降低磷素径流损失,并提高磷、钾肥利用率;与施纯化肥相比,以20％的猪粪堆肥氮或沼渣沼液氮与80％的化肥氮配施可分别减少磷素流失4.74％和2.76％,2年总磷肥利用率分别提高1.06％和2.75％,2年总钾肥利用率分别提高2.62％和11.48％.     

用原状土柱研究太湖地区稻麦轮作农田养分淋溶量

采用原状模拟土柱,对太湖地区不同施肥水平下稻麦轮作农田NH4 -N、N03--N 和TP的淋溶量进行了研究.初步结果表明:麦田NH4 -N、NO3--N 和TP的淋溶量分别为0.36～0.64、2.74-16.42和0.05-0.19kg/hm2,各占化肥施用量的0.2%～0.4%、4.8%～8.1%和0.2%～0.7%;稻田NH4 -N、N03--N和TP的淋溶量分别为0.36～1.04、0.86～3.01和0.24～1.17kg/hm2,各占化肥施用量的0.2%～0.4%、0.6%～1.7%和0.8%～8.2%.猪粪能增加养分淋溶量,尤其显著促进了P素向下迁移;秸秆减少麦季土壤无机N的淋溶损失.     

农村污水加入对模拟稻田生态系统中氮、磷的影响

在温室内,以中性紫色水稻土为基质,水稻(Oryza sativa)为植被构建了模拟稻田生态系统用以处理农村污水,研究了外源污水(TN 15.0mg/L,其中NH4+-N 13.5mg/L,NO3--N 1.5mg/L;TP 2.0mg/L)加入4种系统后,土壤和田面水中各种形态氮、磷、pH等的动态变化。结果表明,外源污水加入后3d土壤中NH4+-N、NO3--N、pH均达到峰值,其中NH4+-N 29.4～46.5mg/kg,NO3--N 12.3～21.4mg/kg,pH 7.9～9.1,完全施肥处理显著高于减量施肥处理,垄作与平作之间差异不显著。7d后NH4+-N、NO3--N、pH显著降低,处理之间差异不显著。外源污水加入后3d,土壤中NH4+-N增加了5.76～9.70g/m2,显著高于田面水中NH4+-N的损失量1.15～1.34g/m2,田面水和土壤中NO3--N分别上升了0.64～0.91g/m2和2.02～4.12g/m2。表明田面水中NH4+-N的减少可能对土壤中NH4+-N的升高有一定的贡献,而田面水中NO3--N的增加量可能来自土壤。土壤中碱解氮和Olsen-P浓度均在污水加入后1d达到峰值,完全施肥处理显著高于减量施肥处理,垄作与平作之间差异不显著。土壤中TN和TP在试验期间有下降的趋势,但是差异不显著。相同施肥条件下,垄作较平作能够获得更高的生物产量,意味着能够带走更多的氮、磷。     

长期施用绿肥对红壤稻田水稻产量和土壤养分的影响

通过对26年长期定位试验结果的统计分析,结果表明:绿肥与化肥长期配合施用有利于水稻稳产增产,减少化肥的使用量,提高化肥NPK养分的农学利用效率达60%以上。26年水稻平均产量以OM3处理(紫云英+猪粪)最高,比CK增产64.47%,比NPK处理增产6.86%;其化肥养分农学效率为16.33kg/kg,比NPK处理化肥养分农学效率高118.9%。绿肥与化肥长期配合施用土壤有机质、全氮和全磷均有所积累,积累的量与肥料施用量及有机肥种类相关,以紫云英+猪粪处理最优。土壤钾素均表现亏缺,土壤全钾和速效钾均低于试验前,亏缺幅度最小的是紫云英+稻草处理,其土壤全钾和速效钾分别比对照高4.28%和13.94%。通过对土壤有机质、全氮、全磷和全钾与水稻产量关性分析,相关系数最高的为土壤全钾(r=0.808**),说明缺钾已成为限制红壤稻田高产的主要肥力因子。     

配施有机肥对潜育化水稻土的培肥效果

为探索潜育化水稻土的培肥措施,通过田间试验研究了有机无机肥配施对潜育化低产水稻土产量和土壤养分有效性的影响。结果显示:连续2季施用有机肥后,潜育化水稻土产量显著提高,以早稻配施紫云英-晚稻配施猪粪处理的产量最高。添加有机肥降低了潜育化水稻土耕层土壤p H值。早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的有机质提高明显,比NPK处理提高了15.22%;早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的潜育化水稻土全氮含量比单施化肥处理提高4.19%;早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的潜育化水稻土有效磷含量提高最多,比NPK处理提高了4.92%;相比于NPK处理,早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的土壤速效钾含量比两季均单施化肥处理提高了13.2%。因此,潜育化水稻土适当配施有机肥可以提高土壤养分有效性,增加水稻产量,可以作为培肥改良潜育化水稻土的参考方法。     

有机物料长期施用对稻田土壤养分的影响

通过2010—2021年连续12年的长期定位试验，研究了紫云英、水稻秸秆、商品有机肥等有机物料还田施用对稻田土壤养分的影响。结果表明：施用有机物料可以有效提高稻田土壤氮磷钾和有机质等含量。与单施化肥处理相比，紫云英还田土壤碱解氮含量增加6.97%，商品有机肥配施土壤有效磷含量增加49.30%，水稻秸秆还田土壤速效钾含量增加49.32%。3种有机物料处理土壤有机质增加相近(6.0%～7.5%)，可以改善土壤酸性但差异不显著。不同有机物料对土壤基础养分的增加差异显著，紫云英还田土壤固氮能力最强，商品有机肥配施土壤磷素增加最明显，秸秆还田土壤钾素提高最显著。可见，有机物料长期还田施用是一种培肥土壤的有效措施，有助于稻田土壤的可持续利用。     

太湖地区绿肥还田与无机氮追肥配施的环境效应分析

通过太湖地区绿肥还田与不同用量的无机氮追肥配施小区试验,研究了水稻苗期、分蘖期和抽穗期田面水氮素不同形态的变化特征、径流损失及水稻产量。结果表明:绿肥还田后,水稻苗期田面水中总氮浓度出现先减小后增加的变化,总氮浓度增加的原因主要是有机氮浓度的增加,而无机氮浓度先升后降;分蘖肥和穗肥施用后,田面水氮素浓度随施肥量的增加而升高,田面水总氮和有机氮在施肥后第1天达到最大,随后快速下降,而无机氮在施肥后则经历了一个先升后降的变化过程;随着施肥量的增加,稻季氮素径流损失不断增大,无机氮是氮素径流损失的主要形态,且径流水中无机氮以铵态氮为主,故应将铵态氮作为农田排水污染检测的主要指标;绿肥还田模式下,施用氮素基肥可大大提高田面水的氮素含量,增加氮素流失风险,而不施氮素追肥或者过量减施均可影响作物的产量。绿肥还田,稻季配施140 kg hm-2无机氮追肥,可减少48%无机氮肥投入,降低38.5%氮肥流失率,实现水稻产量效应和环境效应的协调,是水体污染严重地区值得尝试的一种农作方式。     

中国洞庭湖区稻田土壤氮素淋溶损失的系统研究

A two-year lysimeter study was conducted to study the effects of different fertilizers and soils on nitrogen leaching loss in a double rice cropping system by considering three major types of paddy soils from the Dongting Lake area. The results showed that N concentration in the leachate did not differ significantly among the treatments of urea, controlled release N fertilizer and pig manure and that all these fertilizers produced higher total nitrogen (TN) concentrations in the leachate compared to the case where no fertilizer was applied. The TN leaching loss following urea treatment accounted for 2.28%, 0.66%, and 1.50% of the amount of N applied in the alluvial sandy loamy paddy soil (ASL), purple calcareous clayey paddy soil (PCC), and reddish-yellow loamy paddy soil (RYL), respectively. Higher TN loss was found to be correlated with the increased leachate volume in ASL compared with RYL, and the lowest TN loss was observed in the PCC, in which the lowest leachate volume and TN concentration were observed. Organic N and NH4+ -N were the major forms of N depleted through leachate, accounting for 56.8% and 39.7% of TN losses, respectively. Accordingly, soil-specific fertilization regimens are recommended; in particular, the maximum amount of fertilizer should be optimized for sandy soils with a high infiltration rate. To avoid a high N leaching loss from rice fields, organic N fertilizers such as urea or coated urea should primarily be used for surface topdressing or shallow-layer application and not for deep-layer application.     

西湖平原区连续13年定位施肥对麦、稻产量及土壤肥力的影响

以浙江省水网平原水稻主产区土壤为对象,通过定位试验,研究了连续13年的不同施肥处理对麦稻产量、土壤养分状况和物理性状的影响。结果表明,化肥配施有机肥可显著提高麦、稻产量; 不同施肥处理的长期定位试验土壤有机质含量和全氮均呈上升趋势,增幅依次为: 栏肥+NPK秸秆+NPKNPK秸秆栏肥CK处理; 土壤碱解氮和速效磷也呈增加趋势,以栏肥+NPK处理的增幅最为明显。土壤物理性状的分析表明,长期施肥均能明显增加土壤水稳性团粒含量和土壤孔隙度。经土壤养分平衡分析,栏肥+NPK、秸秆+NPK和NPK处理的氮和磷呈现盈余,秸秆和CK处理氮和磷亏缺; 栏肥+NPK和秸秆+NPK处理钾基本平衡,NPK、秸秆、栏肥和CK处理钾严重亏缺。长期定位试验进一步证明有机肥与氮、磷、钾化肥长期配合施用可实现当地农作物持续稳产,农田施肥管理要注意适当减少氮、磷投入,增加钾肥施用量,保持农田土壤养分平衡。     

有机肥替代部分化肥对干旱区滴灌玉米养分吸收及产量影响

新疆是玉米高产区,但高产往往建立在化肥大量施用的前提下,研究有机肥替代部分化肥对新疆北疆干旱区滴灌玉米植株养分吸收及产量的影响,可为该地区化肥施用减量、生产成本降低、养分效率提高的新型施肥模式提供科学依据。通过田间小区试验,比较化肥和有机肥氮磷钾养分投入合计量相同,且生物有机肥替代8%、16%、24%化肥氮,或生物有机肥、牛粪、羊粪、玉米秸秆替代16%化肥氮对玉米养分吸收、产量、氮素效率及经济效益的影响。结果表明:与单施化肥相比,有机肥替代部分化肥可增加玉米干物质花后积累比例3.23%～11.81%,氮、钾养分花后吸收比例最大分别增加19.45%、15.44%,增加玉米产量8.50%～21.00%。有机肥替代部分化肥下总氮素表观利用率、偏生产力、生理利用率、贡献率较单施化肥最大分别增加了12.04%、9.36%、29.64%、12.63%,经济效益最大增加65.08%。较短年限内以生物有机肥氮替代8%或以牛、羊粪氮替代16%化肥氮是此研究推荐的施肥方案。     

紫云英还田后不同施肥下的腐解及土壤供钾特征

采用尼龙网袋法研究了紫云英翻压后不同施肥处理下在稻田的腐解和养分释放规律,以及不同施肥处理土壤钾库的变化特征。结果表明:紫云英还田后,不同施肥处理对其腐解及养分释放无明显影响。紫云英的腐解,氮、磷、钾释放量与翻压时间的关系可用一级动力学方程拟合,不同施肥处理下紫云英最大腐解率达到64.8%~68.3%,氮、磷、钾最大累计释放率分别为84.2%~86.7%、85.3%~89.3%、89.9%~98.0%,养分释放速度表现为钾磷氮。紫云英养分释放主要集中在翻压后15 d之内,应加强水稻生育后期的养分运筹管理。紫云英短期(1个生育期)内能够活化土壤中的钾,但晚稻收获后的土壤速效钾含量明显降低,说明紫云英还田不能完全替代化学钾肥效果。在连续3年不施化学钾肥的情况下,种植紫云英还田后,不会降低早稻土壤速效钾含量,但晚稻收获后土壤速效钾含量低于施用化学钾肥处理,说明紫云英还田不能完全替代化学钾肥效果。     

氮肥减量施生物炭对水稻产量和养分利用的影响

为解决水稻生产过度依赖化肥及其环境和高效利用问题,探讨贵州黄壤稻田科学施用生物炭。在贵州省思南县典型黄壤稻田开展氮肥不减量(T0)和氮肥减10%施2.5 t/hm²(T1),氮肥减20%施5.0 t/hm²(T2),氮肥减30%施7.5 t/hm²(T3),氮肥减40%施10.0 t/hm²生物炭(T4)和不施肥对照(CK)共6个处理3次重复田间小区随机区组试验,研究了氮肥减量施生物炭对水稻产量、产量构成和氮磷钾养分吸收利用的影响。结果表明,氮肥减量施生物炭显著影响贵州黄壤稻田水稻产量、产量构成、地上部氮磷钾积累量和利用效率。水稻产量和氮磷钾积累量随氮肥减量和生物炭用量增加先增大后减小。2019年、2020年和2021年水稻实际产量和理论产量均分别以T2、T3和T2最高,较T0分别显著增产16.04%,17.94%和14.73%以及55.72%,64.08%和118.91%,水稻籽粒N、P₂O₅和K₂O积累量、偏生产力、农学效率、表观利用率和收获指数均较高,是较好的氮肥减量施生物炭处理。产量—施生物炭量回归方程和极值分析表明,2019年、2020年和2021年氮肥分别减量21.76%,24.60%和19.00%(即32.64,36.90,28.50 kg/hm²)施生物炭量5.44,6.15,4.75 t/hm²时水稻产量最高(分别为7.80,8.57,8.03 t/hm²),较T0分别增产22.52%,18.78%和13.74%。氮肥减量施生物炭显著提高氮磷钾化肥利用率,但导致化肥+生物炭磷和钾利用率降低,因此,贵州黄壤稻田施生物炭时应氮磷钾化肥同步减量,降低比例以氮磷钾减量19.00%~24.60%,施生物炭5.00~6.25 t/hm²为宜。研究结果对指导贵州黄壤稻田氮磷钾化肥减量和施生物炭具有重要指导意义。     

不同肥料/改良剂对冷泥田水稻生长、养分吸收及土壤性质的影响

【目的】西南地区冷泥田的水稻生长不良可归因于多种障碍因子,包括土壤物理、化学和生物因子。本文针对冷泥田影响水稻生长的土壤化学障碍因子,研究了不同肥料或改良剂对冷泥田水稻生长、养分吸收和土壤性质的影响,旨在为这类土壤的培肥、改良利用和水稻高产提供科学依据和实用技术。【方法】试验地点选在四川省东南地区冷泥田集中的泸县,试验历时2年。试验设无肥对照(CK)、全量化肥(NPK)、NPK+泥炭(NPK+Pe)、NPK+商品有机肥(NPK+COF)、NPK+鸡粪(NPK+CM)、NPK+硅肥(NPK+Si)、NPK+石灰(NPK+L)、NPK+硅钙肥(NPK+Si Ca),NPK+锌肥(NPK+Zn)9个处理。在水稻收获前采集代表性植株样,调查水稻农艺性状,分析水稻对氮、磷和钾的吸收量;水稻收获后采集土壤样品,测定不同处理的土壤p H、全氮、有效磷、速效钾、有机质、还原性物质总量、活性还原物质以及亚铁和亚锰含量。【结果】结果表明,在所有处理中,NPK+L和NPK+Si Ca处理可改善水稻的产量构成因子,稻谷产量比NPK处理显著提高15.40%和10.64%;而其他处理的增产效果则均不显著。NPK+L和NPK+Si Ca处理的土壤p H明显高于其他处理,土壤还原性物质总量和活性还原物质(含Fe2+和Mn2+)含量显著降低;NPK+L和NPK+Si Ca处理可增加土壤养分的有效性,促进水稻对氮、磷、钾养分的吸收,改善土壤的化学性质。同时,土壤分析结果表明,该试验土壤的有效钙和有效硅均缺乏,而NPK+L和NPK+Si Ca处理增加了土壤的有效钙和有效硅,对提高水稻产量有重要贡献。有机肥对土壤相关性质的影响与石灰和硅钙肥相反,特别是鸡粪。施用锌肥对水稻有一定的增产效果,但差异不显著。水稻收获后土壤中氮、磷、钾养分残留量与施肥量和水稻吸收携出量密切相关。【结论】对长期淹水地势低洼的酸性冷泥田来说,石灰和硅钙肥是比较理想的土壤改良剂,能同时起到改善土壤性质和提高作物产量的效果;而有机肥,特别是未腐熟的有机肥或有机物料,则不宜在冷泥田中施用或大量施用。     

贵州土壤养分含量的变化与施肥管理

为了解近年来化肥施用量倍增后 ,贵州农田土壤养分含量的变化 ,在 1985年土壤调查的基础上 ,1998年再次进行了土壤和肥料调查。调查结果表明 ,在目前有机肥与化肥相结合 ,养分供应以化肥为主的施肥结构下 ,水田土壤有机质和氮、磷含量有所增加 ,旱地土壤有机质和全氮含量下降 ,土壤磷素有积累。由于钾肥施用不足 ,水田、旱地土壤钾素含量都明显降低。土壤微量元素中 ,有效态硼、锌、钼普遍增加。今后需增加钾肥的施用 ,并重视施用有机肥、秸杆还田和防治水土流失 ,以培肥土壤 ,实现农业的持续发展