豆科绿肥及施氮量对旱地麦田土壤主要肥力性状的影响

通过2a田间定位试验,研究渭北旱塬地区夏闲期插播并翻压不同豆科绿肥(长武怀豆、大豆和绿豆)以及小麦生长季不同施氮量(0,108,135,162 kg/hm2)对麦田土壤肥力性状的影响,以期为提高旱地土壤质量提供理论依据.试验结果表明:(1)种植豆科绿肥能显著提高土壤有机质、活性有机质和全氮含量,增加土壤碳库管理指数(CPMI),对土壤速效钾含量没有显著影响;(2)绿豆还田量高于长武怀豆和大豆,然而土壤培肥效果逊于长武怀豆和大豆;(3)夏闲期种植绿肥明显消耗了土壤水分,导致绿肥翻压前、小麦播前直至收获后,0-200 cm土壤贮水量显著低于休闲处理,但耗水量与休闲没有明显差异,由于小麦产量显著增加,因此豆科绿肥显著提高了水分生产效率;(4)与不施氮相比,小麦生长季施用氮肥能显著增加土壤水分生产效率,却对土壤各肥力性状的影响均不显著.夏闲期种植并翻压豆科绿肥是旱地培肥土壤、提高水分生产效率的有效途径.     

二月兰不同翻压量对土壤肥力的影响

通过室内土壤培养试验,研究了绿肥二月兰（Orychophragmus violaceus）不同翻压量对土壤肥力的影响。结果表明,翻压二月兰可有效降低石灰性土壤pH值,45 000 kg·hm^-2（处理Ⅰ）和90 000 kg·hm^-2（处理Ⅱ）翻压量的土壤pH值在培养结束时（120 d）分别比对照降低了0.24和0.41个单位;翻压二月兰可显著提高土壤全氮、速效磷和速效钾含量,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的土壤全氮、速效磷和速效钾含量分别比对照增加了0.06 g·kg^-1、2.00 mg·kg^-1、26.28 mg·kg^-1和0.09 g·kg^-1、3.32 mg·kg^-1、63.00 mg·kg^-1;土壤有效氮含量在翻压15天时达到峰值,此时处理Ⅰ、Ⅱ的有效氮含量分别比对照增加了12.95 mg·kg^-1和21.70 mg·kg^-1,但培养60天后各处理有效氮含量相近;翻压二月兰可在培养前期（22 d）较大幅度提高土壤有机碳含量,但22天后处理间差异缩小,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的有机碳含量分别比对照增加了-0.06 g·kg^-1和0.33 g·kg^-1;翻压二月兰可降低土壤碳氮比,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的碳氮比分别比对照下降了2.02和1.51个单位,降幅分别达到20.82%和15.58%。     

安徽单季稻田绿肥优化配置与稻季氮肥减施效果研究

为了研究豆科和禾本科绿肥适宜的种植模式,提高绿肥的养分资源高效利用。在绿肥季设置了6个处理：（1）冬闲、（2）紫云英单播、（3）毛叶苕子单播、（4）黑麦草单播、（5）紫云英和黑麦草混播、（6）毛叶苕子和黑麦草混播;并在水稻季对5个绿肥处理进行减氮30%,冬闲处理设置常规施肥和减氮30%处理。结果表明,与单播相比,混播增加了鲜草产量,毛叶苕子和黑麦草混播处理鲜草产量最高（31 582 kg·hm^-2）,同时其氮素积累量显著高于紫云英和黑麦草处理;种植绿肥有利于提高土壤的养分含量,其中黑麦草有机质含量提升最大,较冬闲处理增幅11.25%,豆科和禾本科绿肥混播后,土壤全氮和速效钾的含量显著高于单播黑麦草处理;同时利用冬闲田种植利用绿肥有利于提高水稻产量,其中毛叶苕子、毛叶苕子+黑麦草、紫云英、紫云英+黑麦草处理的水稻产量与100%N处理无显著差异。综上,毛叶苕子和黑麦草混播种植不仅增加绿肥鲜草产量和养分积累量,且提高土壤肥力,同时在减施氮肥下仍获得稳产,是本试验区域内最优的混播种植模式。     

油菜绿肥翻压还田对新疆盐碱土壤的改良效果研究

为探讨油菜绿肥翻压对盐碱土的改良效果，在中度盐碱荒地上设置油菜绿肥翻压还田1年（T1）、翻压还田2年（T2）和无绿肥还田（CK）三个处理，研究油菜绿肥对盐碱土壤理化性状、盐组分及棉花产量的影响。结果表明：油菜绿肥翻压的效果表现为T2 > T1 > CK，与CK相比，T2和T1处理分别使棉花籽棉产量增加27.5%和13.5%（P<0.05）；T2处理土壤pH值和电导率比CK分别降低1.0个单位和0.7 mS·cm^-1，T2处理全氮、全磷、全钾和有机质比CK分别增加44.8%、9.1%、6.5%和115.2%；油菜绿肥粉碎还田显著降低盐碱离子含量，其中，与CK相比，T2处理土壤盐基阳离子Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺和Na⁺含量显著（P<0.05）降低30.3%、42.7%、41.0%和30.5%，土壤盐基阴离子Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-含量显著（P<0.05）降低39.2%、33.0%、32.2%和32.1%。研究表明，油菜绿肥能改善土壤理化性状、增加养分含量、降低盐碱离子含量，对新疆绿洲干旱区盐碱土壤具有较好的改良效果。     

土壤活性氮动态变化及氮素可利用性对紫云英翻压量的响应

通过田间定位试验,研究了减量化肥紫云英不同翻压量下土壤活性氮的含量、动态变化及氮素可利用性,探讨了紫云英鲜草的适宜翻压量和土壤氮素利用效率,为双季稻合理施用氮肥提供理论依据。在稻-稻-紫云英轮作体系典型时期紫云英翻压前、早稻分蘖盛期、早稻成熟期、晚稻分蘖盛期、晚稻成熟期分别采集土壤样品,监测稻田土壤微生物量氮（MBN）、可溶性有机氮（DON）含量动态变化及氮素可利用性,并分析晚稻成熟期土壤铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量。结果表明：与对照（CK）处理相比,各施肥处理均提高了土壤全氮（TN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量,增幅分别为10.4%~21.2%、10.3%~44.1%和14.7%~52.9%。在翻压紫云英15.0~22.5 t·hm^-2时,土壤TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量均随紫云英还田量增多而提高,之后则随还田量的增多而降低。与常规施肥处理相比,化肥减施下紫云英各翻压量处理均提高了土壤MBN、DON及活性氮含量,增幅分别为7.0%~28.7%、8.5%~22.5%和5.8%~26.6%,且随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的变化趋势,MBN和活性氮含量均在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON含量在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。MBN/TN在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON/TN在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。各处理不同时期土壤MBN、DON含量及MBN/TN、DON/TN有明显波动,总体来看,土壤MBN含量及MBN/TN在早稻分蘖盛期明显降低,早稻成熟期有所回升,至晚稻成熟期又逐渐降低;土壤DON含量及DON/TN在早稻成熟期降至最低,至晚稻成熟期再次上升。研究表明,减施40%化肥条件下长期翻压紫云英不仅能增加土壤活性氮含量,同时有利于提高土壤氮素可利用性,紫云英翻压量22.5~30.0 t·hm^-2时效果最好。     

旱地不同绿肥品种及种植密度的肥饲效应研究

【目的】研究不同绿肥品种及其种植密度对绿肥鲜产量、饲用价值和土壤水分、养分含量的影响,为黄土高原旱地绿肥作物的高效种植及利用提供科学依据。【方法】采用裂区设计,以5种绿肥(长武怀豆、绿豆、大豆、毛叶苕子和油菜)为主处理,4种绿肥种植密度(用播量控制,分别为当地推荐播量的75%,100%,125%和150%)为副处理进行试验,于绿肥盛花期收获、计产,采集部分植物样品测定相关养分含量,然后翻压还田。绿肥翻压前采集土壤样品测定水分含量及速效养分含量。【结果】夏季种植绿豆、长武怀豆、毛叶苕子,推荐播量150%的处理绿肥生物量最高,大豆推荐播量125%处理的生物量也高于100%处理,油菜在推荐播量的75%时生物量最高。绿豆处理的粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物产量较高,粗纤维含量较低;油菜和长武怀豆的饲用价值也较高。绿豆、长武怀豆和油菜生物量较高,翻压时还田的养分量也较高。种植油菜和长武怀豆的处理翻压前土壤贮水量较低,种植毛叶苕子的土壤水分含量与休闲处理相当。种植长武怀豆、绿豆、大豆和毛叶苕子等豆科绿肥显著增加了土壤的硝态氮含量,而种植油菜显著降低了土壤硝态氮含量。与休闲处理相比,不同绿肥品种均显著增加了土壤速效磷含量,其中油菜处理增幅最大,而长武怀豆处理增幅最小。种植长武怀豆、大豆、毛叶苕子和油菜显著降低了土壤速效钾含量。绿肥种植密度对土壤水分、硝态氮、有效磷含量均没有显著影响。【结论】可以通过适当提高豆科绿肥播量、适当降低油菜播量来提高夏季绿肥生物量;不论用作饲料还是翻压还田,绿豆是最佳的夏绿肥品种,油菜和长武怀豆也有较好的效果。     

黄土高原旱区绿肥定位试验土壤化学性质及酶活性特征研究

【目的】研究绿肥和施氮对黄土高原土壤化学性质和酶活性的影响,以期从酶学角度筛选最佳绿肥品种和施氮量。【方法】样地位于2008年开始的黄土高原长武绿肥长期定位试验站,于2012年6月和9月采集土样,研究不同绿肥品种(大豆、绿豆、怀豆和休闲)及不同施氮量(不施氮肥和施氮量为当地常规施氮量135kg/hm2的80%,100%,120%)条件下,土壤化学性质(有机质、碱解氮、速效磷、速效钾)和5种酶(蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶)活性的变化。【结果】种植和翻压绿肥显著提高了土壤有机质、碱解氮和速效磷含量,对速效钾含量提升效果不明显。除大豆降低了土壤脱氢酶活性外,绿肥均显著提高了5种土壤酶活性,其中怀豆处理土壤总体酶活性增幅最大,绿豆、大豆处理次之,且均显著高于休闲处理。随着施氮量的增加,土壤蔗糖酶、脲酶(6月除外)、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性总体降低,碱性磷酸酶活性变化幅度较小;绿肥和施氮量对土壤酶活性具有较强的交互作用。种植和翻压绿肥后,土壤酶活性和土壤化学性质之间有一定相关关系,且大多达显著或极显著水平。【结论】在黄土高原旱地怀豆是一种可推广的优质豆科绿肥;种植和翻压绿肥后可减少氮肥施用量,氮肥最佳用量以108kg/hm2为宜。     

不同施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤酶活性及氮磷养分含量的动态变化

为进一步完善全膜双垄沟播玉米栽培技术体系,采用大田随机区组试验法,研究了不同施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤酶活性及氮磷养分含量的动态变化情况。结果表明：在玉米生长前期,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性以及碱解氮、速效磷含量均呈现快速增长趋势。脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性和碱解氮含量均在拔节期达到最大值,碱性磷酸酶活性和速效磷含量在抽雄期达到最大值。在玉米生长后期,各种土壤酶活性和氮磷养分含量又呈降低趋势。土壤脲酶活性与氮磷养分含量,土壤碱性磷酸酶活性与速效磷含量均存在显著或极显著正相关关系,土壤蔗糖酶活性与氮磷养分含量也存在显著的正相关关系,而土壤过氧化氢酶活性与氮磷养分含量之间,土壤碱性磷酸酶活性与碱解氮之间无显著相关关系。西北干旱半干旱地区全膜双垄沟播玉米种植密度确定为6.75×10⁴株·hm^-2时,最佳施肥量为纯N 210 kg·hm^-2、P₂O₅ 168 kg·hm^-2。     

密肥互作对全膜双垄沟播玉米产量及水分利用效率的影响

为进一步完善全膜双垄沟播玉米栽培技术体系,采用大田随机区组试验法,研究了不同密度和施肥水平对全膜双垄沟播玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明：6.75×10⁴株·hm^-2种植密度下玉米产量和水分利用效率显著高于4.50×10⁴株·hm^-2密度处理。不同施肥处理条件下,玉米穗 行数和产量均以施纯氮180 kg·hm^-2,施过磷酸钙144 kg·hm^-2处理最高;玉米百粒重和 水分利用效率均以施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2最高;6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2处理互作效应显著,玉米百粒重、产量和水分利用效率均高于其他处理。说明6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2是当地全膜双垄沟播玉米生产中比较理想的种植密度和施肥水平。     

不同施肥水平下晋麦47小麦产量及水分利用效率研究

2017-2018在陕西长武选择渭北旱薄地主栽品种晋麦47，进行了不同施肥水平下产量、品质及水分利用效率的研究。试验结果表明，通过施肥水平提高可显著提高小麦产量，增产11.5%～27.4%，可显著提高成穗数10.2%～29.8%和穗粒数9.3%～22.9%，千粒重指标随施肥水平的提高而呈现降低趋势。同时施肥处理显著影响籽粒蛋白质含量，同时也影响稳定时间,分别提高0.0%～10.0%和3.7%～22.2%；施肥处理可显著提高土壤中水分的利用效率，提高19.2%～39.6%。综合考虑产量、品质及水分利用效率等各方面因素，晋麦47的最高施肥量纯氮不超过225 kg·hm^-2，磷肥（P₂O₅）不超过180 kg·hm^-2，钾肥（K₂O）不超过150 kg·hm^-2。     

17种豆科绿肥营养元素分析

采集17种豆科绿肥,对其N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cd、Cr、Hg、Pb和As营养元素进行分析评价。结果表明,豆科绿肥是含N、P、K高的有机绿肥,且微量元素含量丰富,重金属含量低。     

豆科绿肥养分累积规律及其对后茬小麦生长和产量的影响

【目的】研究不同豆科绿肥品种养分累积规律及其盛花期翻压后对小麦生长和产量的影响,为筛选出最佳的绿肥品种提供重要的理论依据。【方法】采用田间试验,设置了夏季裸地休闲(对照)以及种植大豆、长武怀豆、绿豆4个处理,分析了3种豆科绿肥干物质和养分累积动态,比较了其盛花期的养分还田量,并对3种豆科绿肥翻压后后茬小麦养分吸收量和籽粒产量的变化进行了分析。【结果】1)长武怀豆和大豆干物质和养分累积相对较快,翻压前两者干物质和养分累积量明显高于绿豆。2)与对照相比,种植并翻压长武怀豆和大豆能显著提高小麦地上部N、P、K吸收量和籽粒产量。3)种植并翻压绿豆的后茬小麦基本苗和返青期总茎数明显降低,因而最终导致绿豆处理的小麦籽粒产量较低。【结论】在渭北旱塬地区,长武怀豆和大豆是短期豆科绿肥的适宜品种。     

The potential of green manure to increase soil carbon sequestration and reduce the yield-scaled carbon footprint of rice production in southern China

Green manure (GM) has been used to support rice production in southern China for thousands of years. However, the effects of GM on soil carbon sequestration (CS) and the carbon footprint (CF) at a regional scale remain unclear. Therefore, we combined the datasets from long-term multisite experiments with a meta-analysis approach to quantify the potential of GM to increase the CS and reduce the CF of paddy soils in southern China. Compared with the fallow–rice practice, the GM–rice practice increased the soil C stock at a rate of 1.62 Mg CO₂-eq ha^–1 yr^–1 and reduced chemical N application by 40% with no loss in the rice yield. The total CF varied from 7.51 to 13.66 Mg CO₂-eq ha^–1 yr^–1 and was dominated by CH₄ emissions (60.7–81.3%). GM decreased the indirect CF by 31.4% but increased the direct CH₄ emissions by 19.6%. In the low and high CH₄ emission scenarios, the CH₄ emission factors of GM (EF_gc) were 5.58 and 21.31%, respectively. The greater soil CS offset the increase in GM-derived CF in the low CH₄ scenario, but it could not offset the CF increase in the high CH₄ scenario. A trade-off analysis also showed that GM can simultaneously increase the CS and reduce the total CF of the rice production system when the EF_gc was less than 9.20%. The variation in EF_gc was mainly regulated by the GM application rates and water management patterns. Determining the appropriate GM application rate and drainage pattern warrant further investigation to optimize the potential of the GM–rice system to increase the CS and reduce the total CF in China.     

三峡库区橘园不同豆科绿肥的生长及养分积累比较

大田试验条件下,比较5种豆科绿肥在三峡库区橘园的生长及养分积累状况。结果表明,除白三叶为多年生绿肥外,毛叶苕子生育期最长,其次为箭筈豌豆和光叶苕子,比紫云英长23~38d。光叶苕子、毛叶苕子和箭筈豌豆冬前生长较快,覆盖度较高,紫云英和白三叶冬后生长较快。盛花期光叶苕子鲜草产量和氮、磷、钾养分累积量最高,其次为毛叶苕子和箭筈豌豆,再次为紫云英,白三叶最小。5种绿肥均适宜三峡库区秭归橘园生长,正常完成全部生育过程,相对而言,光叶苕子长势较好,各养分积累量较高,具有较强的适应性。     

绿肥对稻田土壤质量和水稻生产影响的研究进展

从绿肥对水稻土壤物理、化学和生物化学性质的影响,以及绿肥对土壤生产力的调节等方面,总结了绿肥对水稻土壤质量和水稻生长及产量影响的研究成果,并提出了目前研究中的问题以及今后的展望。     

绿肥与施氮量对土壤理化性质的影响

免耕覆盖直播技术是近年来发展起来的一种新型农业种植技术系统,以传统的绿肥施用为基础。本文主要研究DMC(direct seeding mulch-based cropping systems,免耕覆盖直播)技术系统下绿肥和施氮量对土壤理化性质的影响。绿肥选择紫云英(L1)、黄花苜蓿(L2)、蚕豆(L3)、百脉根(L4)及冬季休闲(L0)作对照的5个种植模式,稻田施氮量设为低(N1)、中(N2)、高(N3)3个水平,共15个处理组合。结果表明种植绿肥能够降低土壤容重,增加土壤有机质,提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。其中在L3模式下,土壤容重在覆盖作物季和水稻季分别比L0模式降低8.16%和6.37%,土壤有机碳含量在覆盖作物季和水稻全生育期比L0模式高8.20%～22.45%,差异有逐渐增大的趋势,碱解氮含量在覆盖作物季和水稻全生育期比L0高15.10%～25.82%。L2模式下土壤速效磷含量在水稻播种期最高达到了39.63mg/kg。施氮肥(N2)能显著提高土壤有机质和碱解氮含量,但多增施氮肥(N3)提高并不显著。     

绿肥连施和混施对土壤肥力的影响研究

采用随机区组试验设计,研究绿肥对土壤肥力的影响。结果表明：绿肥在黄壤上连施和混施能使土壤养分逐年增加,特别是3种绿肥（豆科绿肥、禾本科绿肥和十字花科绿肥）的混施,能显著提高土壤养分含量。