稻-鸭-油种养模式下农田生态系统的养分平衡状况

采用实地访问和田间调查的方式,对江苏省句容市稻—鸭—油种养模式下农田生态系统施肥状况进行调查,对氮、磷、钾输入输出的数量特征及其平衡状况进行了分析。结果表明:稻—鸭—油模式下农田生态系统中养分平衡比稻—油系统有所改善,氮、磷盈余较少,钾亏缺比较轻。氮、磷、钾比例为1∶0.227∶0.436;氮、磷、钾盈亏率分别为25.59%、121.99%、-8.34%。     

河北低平原潮土氮磷钾平衡状况及评价研究

对河北低平原潮土氮磷钾养分平衡状况进行了分析和评价。研究结果表明：该地区养分收支情况为氮磷有盈余，而钾处于亏损状态。各养分的平衡系数分别为氮1．07－1．41，磷1．14－1．70，钾0．72－0．96。氮磷钾养分的实际盈亏率都在允许的范围内。氮的盈余率为4．75％，比允许值47．6％低；磷的盈余率为13．7％，比允许值1．6％高；钾的亏缺率为28．1％，比允许值41．3％低。总的来说，在该试验条件下，氮磷钾养分的盈余情况比较合理。     

烟稻与稻稻复种对晚稻产量、养分累积及土壤养分的影响

以长沙市宁乡县喻家坳乡长期烟稻复种田和稻稻连作田为研究对象,分析了烟稻与稻稻复种晚稻产量、养分累积及土壤养分含量的差异,结果表明:(1)长期稻稻连作会稍微提高土壤中全钾含量,但是会降低土壤中的全氮和全磷含量,而长期烟稻复种可提高土壤全氮和全磷含量;(2)烟稻复种可提高土壤中的速效养分,尤其是有效磷的含量,而稻稻连作土壤中碱解氮含量略有增加,有效磷和速效钾含量降低;(3)烟稻复种有利于烟后晚稻干物质积累、产量、氮磷钾含量与累积量的提高,其中磷含量提高最明显。该研究表明宁乡烟区烟稻复种条件下长期重施肥料对后季晚稻有明显后效。     

水稻的氮磷钾养分吸收特性及其与产量的关系

在田间条件下，对包括两系杂交稻在内的8个水稻品种的氮磷钾吸收特性及其与产量的关系进行了分析研究。结果表明：早稻仅在分蘖-拨节期出现一个吸氮高峰，约占总吸氮量的60%；晚稻在分蘖期和孕穗-抽穗期出现两个吸氮高峰，分别占总吸氮量的40%和24%左右。早稻吸收磷钾的高峰期可从分蘖期-直持续到抽穗期以后，而晚稻吸收磷钾的高峰期仅在分蘖期，其吸收量占全生育期吸收量的55%以上。在稻谷产量、稻草产量和干物质总积累量方面，两系杂交稻比其它品种具有明显的优势，分别高出21%，46%和32%；在这些方面晚稻比早稻具有更明显的优势，晚稻的磷钾养分（尤其是磷素）利用效率比早稻高，晚稻吸收较少的养分而生产较多的稻谷。相关分析表明，水稻各生育阶段的吸氮量与稻谷产量呈显著正相关；而中后期的磷钾吸收多为奢侈吸收，它与稻谷产量无相关性。     

“稻 - 稻 - 四季豆”种植制度周年养分调控优化策略研究

【目的】研究“稻-稻-四季豆”种植制度下不同周年养分调控策略对作物产量和土壤肥力的影响，为广东省“稻-稻-菜”种植制度的高效施肥提供技术支持和理论参考。【方法】在广东省江门市开展田间试验，设置3个处理：CK，常规施肥；LNP，早稻季氮、磷减施20%，冬种四季豆和晚稻季等量施肥；OLNP，冬种四季豆磷减施10%，早稻季减氮10%，晚稻季减磷10%。比较不同处理对作物养分含量、产量和土壤肥力的影响。【结果】LNP处理的周年产量和生物量最高，其次是CK，OLNP处理最低。LNP处理和OLNP处理的作物氮、磷、钾含量与CK没有显著差异。OLNP处理可降低冬种蔬菜季土壤有效磷含量，降幅达9.71%；LNP处理早稻季的土壤氮含量显著低于CK，降幅为16.76%。LNP处理显著提高早稻季土壤蔗糖酶活性，OLNP处理的早稻蔗糖酶活性也较CK提高，而3个处理间的土壤过氧化氢酶、脱氢酶、β-葡糖甘酶、脲酶和酸性磷酸酶活性没有显著差异。【结论】LNP处理周年减少氮、磷用量6.25%和5.62%，可有效降低土壤氮、磷含量，减少养分流失风险，且作物不减产，为“稻-稻-菜”种植制度下较优的周年养分调控策略。     

周年氮磷钾配施模式对砂姜黑土麦玉轮作体系籽粒产量和养分利用效率的影响

【目的】探讨周年不同氮磷钾配施对砂姜黑土麦玉轮作体系产量及养分利用效率的影响,明确适宜豫东南砂姜黑土麦玉一体化种植的氮磷钾配施模式。【方法】于2012—2014年连续两年在河南省周口市商水县典型砂姜黑土区设置氮磷钾不同配施大田定位试验,研究磷钾肥总用量不变、2种氮用量投入水平下麦玉两季磷钾配施模式对冬小麦-夏玉米轮作种植体系氮、磷、钾养分吸收利用及产量的调控效应。其中,氮肥设全年用量360.00kg·hm~(-2)和540.00 kg·hm~(-2)两个梯度,磷钾肥总量不变,设计4种配施方式,即麦季全磷玉米全钾(磷肥和钾肥分别全部施用于小麦季和玉米季)、麦季全磷玉米重钾(磷肥全部施用于小麦季,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)、麦季重磷玉米全钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥全部施用于玉米季)、麦季重磷玉米重钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)。【结果】高氮水平下麦玉两季磷钾肥分施能促进作物产量三要素的协调发展,显著提高冬小麦的穗数和夏玉米的穗长与行粒数,且两年度单季作物和全年籽粒产量均以麦季重磷且玉米季重钾P8处理最高,周年产量分别达21 274.2 kg·hm~(-2)和20 219.1 kg·hm~(-2)。砂姜黑土区冬小麦和夏玉米地上部养分含量大小均表现为氮钾磷。与低氮水平相比,高氮水平有利于提高植株地上部总氮、磷、钾的含量,然而氮素的偏生产力(NPFP)、吸收效率(NUPE)、利用效率(NUE)有所降低。磷钾肥分施不仅能促进冬小麦和夏玉米对氮素的吸收,还可有效防止元素的流失,提高作物对磷素和氮素的吸收和利用,显著提高磷钾两类元素的偏生产力(PFP)、吸收效率(UPE)。而磷钾全施在麦玉某一季作物上,由于磷肥易固定、钾肥易流失的原因,造成肥料后效减小,下茬作物因养分供给不平衡而影响作物对氮磷钾的吸收利用,致使产量降低。低氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P4处理的氮磷钾养分利用较其他处理表现较优;高氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P8处理的单季和周年氮素偏生产力及吸收效率均显著高于其他处理。【结论】综合考虑养分利用效率和籽粒产量,在本试验条件下,麦季重磷、玉米季重钾配施模式有利于养分效率和产量的同步提高,可作为豫东南砂姜黑土及相似生态类型区冬小麦-夏玉米轮作种植高产高效施肥的优选模式。     

贵州黄壤“烟—蒜—稻—菜—烟”轮作制适宜氮钾运筹方式研究

【目的】利用多年大田轮作试验探究黔北黄壤烟区烟—非烟作物轮作的氮钾施用配比效应,为提高黔北烟区种植效益和减少烟地养分积累提供理论依据。【方法】2015—2017年在贵州省绥阳县开展烤烟—非烤烟作物大田轮作试验,在一个"烟—蒜—稻—菜—烟"轮作周期内控制氮磷钾总量一致,设4个氮钾配施处理,即T1(大季低氮中钾、小季高氮中钾)、T2(大季高氮中钾、小季低氮中钾)、T3(大季中氮高钾、小季中氮低钾)和T4(大季中氮低钾、小季中氮高钾)处理,分析不同氮钾配比对作物产量、产值、烟叶化学成分及土壤养分的影响。【结果】以T3处理5季作物的总产值最高,达138023元/ha,较其他处理高5.0%～7.6%;与第一季烤烟相比,轮作后不同处理下烤烟的还原糖、总糖和全钾含量增加,烟碱、全氮和蛋白质含量降低,总体化学成分含量合理,内在比例协调;轮作后土壤p H、碱解氮、有效磷和速效钾含量较第一季烤烟种植后均呈升高趋势,其中T3处理土壤养分残留量较少,养分利用率较高。【结论】贵州黄壤烟区推行"烟—蒜—稻—菜—烟"轮作时,烤烟、水稻采用中氮高钾,蒜、菜采用中氮低钾的周年养分运筹模式,可获得较高的产值、较好的烟叶化学品质和较低的土壤速效氮磷钾残留。     

长期化肥和有机肥施用对双季稻根茬生物量及养分积累特征的影响

【目的】作物根茬还田不仅促进作物吸收的养分归还农田系统,而且可以培肥土壤。然而,在双季稻区,有关不同施肥措施下根茬生物量的变化及养分积累特征则仍不明确。【方法】基于1981年开始的进贤双季稻长期定位试验,于2012年分别采集早晚稻成熟期不施肥(CK)、氮磷钾肥(NPK)、2倍的氮磷钾肥(2NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)处理的水稻秸秆、籽粒、根茬和土壤样品,分析不同施肥处理下根茬生物量及氮磷钾养分积累量的变化趋势,探讨影响根茬生物量及养分积累量的关键肥力因子。【结果】根茬生物量和养分积累量及占总植株的比例均呈现出早稻季明显高于晚稻季,且有机无机肥配施处理可以显著提升水稻的根茬生物量及氮磷钾养分积累量。与NPK处理相比,NPKOM处理的早稻根茬生物量及氮磷钾积累量分别增加了20.58%、17.34%、270.66%和37.89%,晚稻季根茬生物量及氮磷钾积累量的增幅为23.85%、17.88%、262.55%和37.96%。但是,在早稻季,NPKOM处理的根茬生物量及氮钾养分积累量占总植株的比例则分别比NPK处理降低了22.18%、33.90%和26.70%,晚稻季NPKOM处理的降幅分别为4.91%、39.41%和27.06%,而根茬磷素的比例则呈增加趋势。进一步通过多元回归分析发现,在所有肥力指标中,土壤全磷和有效磷是影响水稻根茬生物量及氮磷钾养分积累量的关键肥力因子(P0.05)。【结论】长期有机无机肥配施可以显著增加根茬生物量及氮磷钾养分积累量,但却显著降低了根茬氮钾养分占总植株的比例。且当其他条件相同的情况下,施肥措施主要通过土壤磷含量调控早晚稻的根茬生物量及养分积累量。     

三江平原白浆土型水稻土氮磷钾养分平衡的研究

白浆土型水稻土养分平衡研究表明,各试区氮素均有较大增产率,平衡可以有一定盈余,不应有任何赤字。但为了保护土壤肥力及保护环境,各试区氮盈余应加以控制。磷素应达到基本平衡或有少量赤字,钾素允许盈亏率可以有赤字,磷钾应基本保持平衡。养分平衡评价可以看出各试区养分收支情况为氮磷是有盈余的,而钾处于亏缺状态。氮磷钾的实际盈亏率均在允许盈亏范围内,说明氮磷钾养分利用情况比较合理。白浆土型水稻土由于长期重施氮磷肥,钾肥的施用量较小,而使土壤养分状况发生改变。已由以前的缺氮、缺磷、不缺钾,转变为不缺氮,磷有余而钾不足。为使三江平原白浆土型水稻土区水稻生产持续发展,首要的问题是实施平衡施肥的问题,即控制氮肥的投入,减少磷肥的投入,适量补充钾肥。在生产过程中既要充分考虑施肥的有效性,也要考虑对环境的友好性。即在考虑增产增收的同时,要顾及资源的永续利用和保护环境。     

济南地区日光温室养分投入特征和利用状况的分析

本文调查了济南地区日光温室的肥料投入种类、投入量、蔬菜类型、产量等状况,分析了日光温室不同蔬菜生产体系中的氮、磷、钾输入输出特点及其利用状况.结果表明:济南地区日光温室氮、磷、钾养分的平均投入量分别为2683.6、1964.9、2375.1kg· hm-2,投入比例为1∶0.73∶0.89,其中随化肥投入的氮、磷、钾养分分别占总养分的45.6％、75.4％、60.8％.不同蔬菜温室由有机肥和化肥投入的氮、磷、钾养分含量频数分布曲线呈正态分布.氮、磷、钾的养分投入量表现为黄瓜＞番茄＞甜椒,都存在磷素投入比例过高,钾素投入比例相对较低的问题.日光温室氮磷钾养分均表现为大量的盈余.氮、磷、钾的表观利用率为18.6％、7.3％、31.4％.不同蔬菜作物肥料利用率也有差别,黄瓜、番茄、甜椒的氮、磷、钾的表观利用率分别为14.4％、9.9％、27.4％;17.7％、5.1％、32.1％;29.6％、7.2％、41.3％.     

石灰用量对水稻油菜轮作区土壤酸度、土壤养分及作物生长的影响

【目的】我国南方稻油轮作区土壤酸化趋势日趋严重,降低了作物产量。研究酸性土壤施用石灰对土壤养分及作物生长的影响,明确土壤速效养分、产量与作物养分吸收量对土壤pH的响应关系,为水田两熟区酸化土壤改良提供理论依据。【方法】2015—2018年在江西进贤县选择pH 4.5的水稻土,以熟石灰作为酸性土壤改良剂,开展田间定位试验。通过实验室模拟,计算出获得不同土壤pH情况下的熟石灰用量,试验设6个土壤pH梯度,分别为4.5、5.0、5.6、6.3、6.8、7.3,2015年匀地一年,为保证各处理土壤pH与匀地一年后实测pH基本一致,以一年为周期用熟石灰进行定量调整。【结果】（1）随着石灰用量和土壤pH的增加,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势、交换性钙、交换性镁含量显著增加,土壤速效钾、有效磷含量显著降低;（2）随着石灰用量和土壤pH的增加,作物产量呈先增加后降低的趋势。土壤pH 6.4时（相当于6 145 kg·hm ^-2熟石灰用量）油菜产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了202.2%;土壤pH 6.8时（相当于7 474 kg·hm ^-2熟石灰用量）,水稻产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了61.2%。油菜、水稻产量降低50%时的酸害阈值分别为4.7、4.2;（3）土壤pH显著影响作物养分吸收量。随着熟石灰用量的增加,油菜氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势。2016—2018年油菜氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为59.5%—181.4%、36.2%—188.8%、65.7%—198.9%;水稻氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势,在pH 6.8左右水稻氮磷钾吸收量最大。2016—2018年水稻氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为11.1%—88.6%、13.5%—68.5%、9.7%—66.1%。【结论】施用熟石灰的情况下,随着土壤pH升高,土壤速效氮、交换性钙镁等含量增加,提高了产量,促进了作物对氮磷钾养分的吸收。在本试验条件下,稻油轮作区酸性土壤（pH 4.5）施用熟石灰的最佳用量为6 500 kg·hm ^-2左右,改良土壤的目标为pH 6.5左右,可获得我国南方稻油轮作区的作物稳定高产。     

Effects of Lime Content on Soil Acidity,Soil Nutrients and Crop Growth in Rice-Rape Rotation System

【Objective】Soil acidification is becoming more and more serious, which reducing crop yield in rice-rape rotation system of southern of China. In this study, the effects of lime application on soil nutrients and crop growth in acidic soil were studied, and the response relationship between soil available nutrients, yield and crop nutrient uptake to soil pH was clarified, so as to provide theoretical basis for the improvement of acidified soil in paddy fields. 【Method】 From 2015 to 2018, the paddy field with soil pH 4.5 was selected in Jinxian county, Jiangxi province, and hydrated lime was used as acid soil modifier. Through laboratory simulation, the amount of hydrated lime under different soil pH values was calculated. Then field experiments were carried out with six soil pH gradients of pH 4.5, pH 5.0, pH 5.6, pH 6.3, pH 6.8, and pH 7.3. In 2015, in order to ensure that the pH value of the treated soil was basically consistent with the measured pH value, one year after the soil was uniformly planted, the hydrated lime was used for quantitative adjustment with a period of one year. 【Result】 (1) With the amounts of lime and soil pH increase, the contents of soil available nitrogen increased first and then decreased, the content of soil exchangeable Ca ²⁺ and exchangeable Mg ²⁺ increased significantly, and the content of soil available potassium and available phosphorus decreased significantly. (2) With the increase of lime contents and soil pH, crop yield first increased and then decreased. At pH 6.4 (equivalent to the amount of 6 145 kg·hm ^-2hydrated lime), the yield of rape reached the highest; compared with pH 4.5, the yield increased by 202.2%. At pH 6.8 (equivalent to the amount of 7 474 kg·hm ^-2hydrated lime), the rice yield reached the highest; compared with pH 4.5, the yield increased by 61.2%. When the yield was reduced by 50%, the soil pH thresholds of rape and rice were 4.7 and 4.2, respectively. (3) Soil pH significantly affected crop nutrient uptake content. With the increase of the amount of hydrated lime, the nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rape increased first and then decreased. The average increase of nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rape from 2016 to 2018 was 59.5%-181.4%, 36.2%-188.8% and 65.7%-198.9%, respectively. The nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rice first increased and then decreased. The uptake content of rice was the highest at pH 6.8. Compared with that without lime application the average increase of nitrogen, phosphorus and potassium uptake of rice from 2016 to 2018 was 11.1%-88.6%, 13.5%-68.5% and 9.7%-66.1%, respectively.【Conclusion】Under the application of lime conditioner, the contents of soil available nitrogen and exchangeable Ca ²⁺ and exchangeable Mg ²⁺ were increased with the increase of soil pH, which promoted the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium nutrients of crops and increased the crop yield. Under the experiments conditions, the optimal dosage of lime in acid soil (pH 4.5) of rice -rape rotation system was about 6 500 kg·hm ^-2, which could obtain stable and high yield of crops in rice-rape rotation system of southern China.     

持续性秸秆还田配施化肥对油菜-水稻轮作周年氮磷径流损失的影响

【目的】探究秸秆还田对巢湖地区油菜-水稻两熟制农田径流氮磷流失的影响,为源头控制巢湖流域面源污染提供科学依据。【方法】开展连续3年（2017—2019年）的田间小区实验,设置无秸秆+无施肥（CK）、常规施肥（F）、秸秆还田+常规施肥（SF）和秸秆还田+常规施肥减15%（SDF）4个处理。通过测定油菜-水稻轮作下农田地表径流中氮磷浓度和流失量,油菜水稻作物收获时土壤养分、作物氮磷养分吸收和产量,探讨秸秆还田对农田径流养分流失规律及土壤养分含量的影响。【结果】秸秆还田配施化肥降低了农田径流中氮的质量浓度,增加了磷的质量浓度。SF较F处理油菜和水稻季总氮（TN）平均质量浓度减少15.6%和26.0%,总磷（TP）增加12.5%和8.1%。SF、SDF处理降低了油菜-水稻轮作农田氮磷流失量。2017—2019年F处理的油菜和水稻径流TN、TP的流失量分别为11.9—26.7、1.3—2.8和15.6—27.0和0.8—2.0 kg·hm^-2,较F相比,SF处理的油菜和水稻季TN显著降低18.4%—29.7%和21.9%—28.1%,TP流失量则降低1.3%—4.0%和1.0%—6.6%。秸秆还田能够增加土壤有机质等养分含量,短期内均能够降低土壤pH值,与F相比,SF处理的油菜和水稻季有机质、全氮、全磷、速效磷、碱解氮平均含量增幅分别6.2%、8.4%、27.3%、19.5%、5.0%和7.0%、10.9%、17.7%、7.5%、5.1%。秸秆还田配施化肥能够提高作物地上部氮磷累积量。F处理的油菜和水稻地上部作物氮素、磷素累积量均值分别为105.0、20.4和134.3、36.7 kg·hm^-2,SF较F处理油菜和水稻季氮素累积量增加28.9%和7.8%,磷素增加12.1%和5.9%。秸秆还田提高了油菜-水稻轮作的周年产量,其中SF较F处理显著提高7.8%（2017年）和6.4%（2019年）。【结论】油菜-水稻轮作模式下秸秆还田配施化肥能够在保证作物产量的同时提高土壤养分含量,降低氮磷流失负荷。     

连续秸秆还田对油菜水稻轮作土壤磷素有效性 及作物磷素利用效率的影响

【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中的3个处理,分别为：（1）不施磷（NK）;（2）施磷（NPK）;（3）施磷配合秸秆还田（NPK+S）。通过测定作物产量、磷含量及土壤有效磷,分析作物磷素利用效率,探讨土壤有效磷变化与磷累积盈亏的响应关系。【结果】与NK处理相比,NPK处理的油菜和水稻平均产量分别提高530.3%和35.9%,磷积累量分别提高495.3%和98.5%;与NPK处理相比,NPK+S处理的油菜和水稻平均产量分别提高19.1%和11.0%,磷积累量分别提高20.6%和11.7%;油菜产量和磷积累量对磷肥和秸秆的响应优于水稻。秸秆还田条件下,油菜和水稻的平均磷素农学效率分别提高6.8%和33.9%,油菜、水稻和周年的磷素累积利用率分别提高8.6%、17.0%和19.8%。秸秆还田对水稻磷素利用率和农学效率的影响更为显著。4年油菜水稻轮作后,不施磷处理土壤磷素累积亏缺110.2 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓为1.9 mg·kg ^-1;施磷处理土壤磷素累积盈余210.9 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓度（4.3 mg·kg ^-1）较不施磷处理提高126.3%;施磷配合秸秆还田处理土壤磷素累积盈余（222.1 kg P₂O₅·hm ^-2）较NPK处理增加5.3%,有效磷浓度（5.1 mg·kg ^-1）较NPK处理提高18.6%。秸秆还田显著提高了土壤有效磷浓度,但土壤磷盈余量没有明显增加。连续秸秆还田和施用化学磷肥条件下,水稻土每盈余100 kg·hm ^-2的磷,NPK和NPKS处理土壤有效磷分别提高1.8和2.0 mg·kg ^-1。秸秆还田促进了土壤磷素有效化。【结论】施磷显著增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提升了土壤磷盈余量和有效磷浓度;秸秆还田在施磷肥的基础上进一步增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提高了作物特别是水稻对磷素的利用率和农学效率,同时能够在避免土壤磷素过量积累的情况下提高土壤有效磷浓度。     

不同栽培技术对水稻产量及径流NPK流失的影响

在大田试验条件下,以水稻品种苏101为供试材料,设置超高产生产技术、常规生产技术和减肥生产技术3个处理,研究不同栽培技术对水稻产量及农田径流NPK流失的影响。结果表明:超高产生产技术水稻产量比常规生产技术增加了11.1%,减肥生产技术与常规生产技术产量差异不大;试验年度稻季农田总径流深为3.9×10² mm;稻田地表径流水体总N、总P和K流失量从高到低均依次为超高产生产技术、常规生产技术和减肥生产技术,处理间的差异多达到显著水平;减肥生产技术与常规生产技术稻田地表径流NPK流失率差异不大,但均显著大于超高产生产技术;不同栽培技术条件下水稻N肥的偏生产力从大到小依次为减肥生产技术> 常规生产技术> 超高产生产技术;超高产生产技术在显著提高水稻产量的同时,也增加了稻田地表径流NPK流失量,虽然采取秸秆还田和耕翻措施可使其NPK流失率显著降低,但其N肥偏生产力显著降低,而采取秸秆还田的减肥生产技术,水稻产量与常规生产技术大致相当,且稻田地表径流NPK流失量显著降低,N肥的偏生产力显著增加,因而是一种更为环保型的栽培技术措施。     

Improvement of soil fertility and rice yield after long-term application of cow manure combined with inorganic fertilizers

Fertilization is an effective technique to improve soil fertility and increase crop yield. The long-term effects of different fertilizers on soil considerably vary. Over 38 consecutive years of different fertilization positioning experiments in a double cropping rice field of Qiyang Red Soil Experimental Station, seven different fertilization treatments including CK (no fertilization), NPK (nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizer), M (cow manure), NPKM (nitrogen, phosphorus, and potassium with cow manure), NPM (nitrogen and phosphorus with cow manure), NKM (nitrogen and potassium with cow manure), and PKM (phosphorus and potassium with cow manure) were applied to study the effects on rice yield, soil fertility, and nutrient apparent balance in a paddy field. The results showed that the annual average yields of rice in NPKM, NPM, NKM, PKM, M, NPK and CK treatments ranged from 6 214 to 11 562 kg ha^–1. Yields under long-term organic and inorganic treatments (NPKM, NPM, NKM and PKM) were 22.58, 15.35, 10.53 and 4.41%, respectively, greater than under the NPK treatment. Soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), available nitrogen (AN) and available potassium (AK) concentration with long-term organic and inorganic treatment (NPKM, NPM, NKM and PKM) were significantly higher than in inorganic fertilizer (NPK) treatments. Soil total phosphorus (TP) and available phosphorus (AP) contentration with organic fertilizer combined with inorganic N and P fertilizer treatment (NPKM, NPM and PKM) were significantly higher than with inorganic fertilizer alone (NPK treatments). The average annual rice yield (11 562 kg ha^–1), SOC (20.88 g kg^–1), TN (2.30 g kg^–1), TP (0.95 g kg^–1), TK (22.50 g kg^–1) and AP (38.94 mg kg^–1) concentrations were the highest in the NPKM treatment. The soil AN concentration (152.40 mg kg^–1) and AK contentration (151.00 mg kg^–1) were the highest in the NKM treatment. N and P application led to a surplus of nitrogen and phosphorus in the soil, but NPKM treatment effectively reduced the surplus compared with other treatments. Soils under all treatments were deficient in potassium. Correlation analysis showed that SOC, TN, AN, TP, and AP contentration was significantly correlated with rice yield; the correlation coefficients were 0.428, 0.496, 0.518, 0.501, and 0.438, respectively. This study showed that the combined application of N, P, and K with cow manure had important effects on rice yield and soil fertility, but balanced application of N, P, and K with cow manure was required.     

控释掺混肥对沿江单季稻产量及磷流失风险的影响

控释掺混肥作为一种高效的新型肥料被广泛用于大田生产。为阐明不同用量控释掺混肥对单季稻产量、磷素利用效率和田面水磷流失风险的影响，以水环境敏感的沿江地区单季稻-休闲的种植模式为对象，研究不施肥（CK）、常规施肥（NPK，总磷量108 kg·hm^-2）、控释掺混肥减磷30%（CMF1）、控释掺混肥减磷40%（CMF2）和控释掺混肥减磷50%（CMF3）对沿江单季稻产量、磷素吸收利用和田面水磷形态浓度的影响。结果表明，CMF1、CMF2和CMF3处理均不会对水稻产量造成减产，并能减少单季稻田生态系统磷素盈余量，其中以CMF3处理效果最佳。与NPK处理相比，CMF1、CMF2和CMF3显著减少田面水中总磷、可溶性总磷和颗粒态磷的浓度，田面水总磷降低的比例分别为38.6%、47.9%和50.4%，可溶性总磷降低的比例为42.6%、45.9%和50.8%，颗粒态磷降低的比例为32.4%、58.6%和43.8%，且CMF1和CMF3处理减少了可溶性总磷和磷酸盐的占比，增加了颗粒态磷和可溶性有机磷的占比，改变了田面水磷素分布形态。整体而言，一次性施用控释掺混肥能在保障水稻产量的情况下，节本增收，减少稻田磷盈余量，从而降低田面水磷素浓度，对减少农田磷素流失和农业非点源磷污染防控具有显著效果，其中以CMF2综合经济效益最好，适宜在沿江单季稻区推广应用。     

秸秆还田替代磷钾肥对水稻产量和经济效益的影响

[目的]明确秸秆全量还田替代磷钾肥量。[方法]以常规化肥用量为对照,研究秸秆还田替代不同比例磷钾肥对水稻产量和经济效益的影响。[结果]秸秆还田条件下,常规化肥施用水稻产量较秸秆不还田处理降低2.0%。各处理以秸秆还田替代30%磷钾肥处理最高,且通过提高水稻产量构成中的有效穗数和穗粒数来提高水稻产量。经济效益以秸秆还田替代30%磷钾肥处理最高,较常规施肥处理产值增加0.6%,纯收入增加1.2%。[结论]综合水稻产量和经济效益结果,以秸秆还田替代30%磷钾肥处理施用效果最佳。     

长期施肥对黄壤性水稻土磷平衡及农学阈值的影响

【目的】研究长期施肥条件下土壤有效磷（Olsen-P）的演变特征及土壤磷素的累积状况,分析土壤磷素累积与土壤有效磷的响应关系,明确Olsen-P的农学阈值及合理磷肥施用量,为西南黄壤地区科学施用磷肥提供理论依据。【方法】以贵州黄壤肥力与肥料长期定位试验为平台,选择试验中6个处理分别是不施肥（CK）、偏施氮钾肥（NK）、常量氮磷钾肥（NPK）、常量有机肥（M）、减1/2有机肥+减1/2氮磷钾肥（1/2 M +1/2 NPK）和常量有机肥+常量氮磷钾肥（MNPK）。分析西南黄壤性水稻土19年（1995-2013）土壤Olsen-P含量与植株吸磷量,研究土壤Olsen-P的变化规律及土壤累积磷盈亏状况,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤Olsen-P的响应关系,明确西南黄壤性水稻土的农学阈值,并分析Olsen-P与施肥量之间的关系。【结果】长期施用磷肥处理可显著提高土壤Olsen-P含量,各施磷处理Olsen-P年增长速率在0.72-2.47 mg·kg^-1·a^-1,其中MNPK处理Olsen-P增长速率最大,NPK处理最小,主要与施肥量的高低有关;有机肥配施化学磷肥比单施化学磷肥和单施有机肥更能有效地促进作物对磷素的吸收;不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷处理土壤磷素盈余量为176-1 200 kg·hm^-2,其中MNPK处理磷素盈余量最高;土壤累积磷盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤中磷素每盈余100 kg·hm^-2,NPK、M、1/2M+1/2NPK、MNPK处理Olsen-P含量分别提高4.0、2.0、3.2和2.0 mg·kg^-1;土壤每年磷盈亏和Olsen-P含量与磷肥施用量呈极显著正相关关系,磷肥用量（纯P）17.4 kg·hm^-2时土壤磷盈亏呈持平状态,西南黄壤性水稻土Olsen-P的农学阈值为15.8 mg·kg^-1;对应的施肥量（纯P）为每年37.2 kg·hm^-2·a^-1。【结论】土壤有效磷随土壤磷素盈余而变化,同时与磷素投入量密切相关,当磷肥用量（纯P）为17.4 kg·hm^-2·a^-1土壤磷素呈持平状态。当磷肥用量（纯P）为37.2 kg·hm^-2·a^-1时,可获得较高作物产量,磷肥当季利用率高,且磷素在土壤中累积较少。当磷肥用量（纯P）大于37.2 kg·hm^-2·a^-1时,作物产量对磷肥用量无响应,大量磷素累积在土壤中,增加土壤磷素的流失风险。土壤中累积磷盈余量一定的情况下,西南黄壤性水稻土长期单施化学磷肥提升土壤Olsen-P的速率大于施用有机肥处理。     

水稻-大麦长期轮作体系钾肥效率及土壤钾素平衡

【目的】研究水旱轮作系统中土壤自然供钾力、钾肥利用率和土壤钾素表观平衡,为农田钾素的可持续性管理提供理论依据。【方法】设置不施肥（CK）、施氮磷肥（NP）和施氮磷钾肥（NPK）3个处理,利用20年稻麦水旱轮作定位试验数据,研究大麦和水稻地上部生物量、产量及籽粒和秸秆中含钾量对不同施肥处理的响应。【结果】在一年两熟和三熟制稻麦轮作系统中,20年不施肥（CK）的作物平均每年可生产籽粒8.24和9.22 t•hm-2,其相当于相应轮作体系平衡施肥（NPK）的75.6%和71.9%,因此施肥对作物产量提高的贡献率分别为24.4%和28.1%,施钾肥对作物籽粒产量提高的贡献分别为11.8%和14.0%。钾肥对旱季作物的增产贡献率高于水季,其中钾肥对大麦产量提高的贡献率平均为17.9%,比水稻的高36.1%。在一年两熟和三熟轮作制中,不施肥的作物平均每年从土壤中吸收的钾量相当于相应平衡施肥的59.1%和58.3%。作物地上部吸钾量的绝大部分来源于秸秆。其中大麦地上部吸钾量的81.7%来源于秸秆,水稻为74.2%-87.6%。旱季土壤钾素自然供应能力低于水季。大麦生长期平均每年土壤钾素自然供应能力为69.8%,比早稻、连作晚稻和单季晚稻分别低15.5%、19.7%和19.4%。随着试验时间的延长,大麦生长期土壤钾素自然供应能力以每年1.6%的速率降低,但水稻生长期土壤供钾能力在时间上没有显著变化,20年定位试验后仍维持在80%以上。尽管施钾肥降低了作物钾素内部利用率,但是年度间各施肥处理作物钾素内部利用率没有显著变化。在平衡施肥条件下,每吸收1 kg钾素,大麦、早稻、连作晚稻和单季晚稻可生产籽粒平均为42.4、44.7、41.3和44.8 kg。每施入1 kg钾肥可生产籽粒分别为83.5、79.7、71.6和69.7 kg。旱季钾肥效率高于水季。在一年两熟轮作制中钾肥表观利用率平均为29.5%,而在一年三熟轮作制中,表观利用率可达41.5%。由于作物对钾素不断的吸收,造成在一年两熟和三熟水旱轮作系统中不施肥（CK）的土壤每年钾素亏缺148.2和182.7 kg•hm-2,而且施氮磷肥加速了土壤钾素的耗竭,每年多携带走钾素57.8和65.0 kg•hm-2。尽管施钾肥缓解了土壤钾素不足,但在一年两熟和三熟轮作制中施钾土壤平均每年仍亏钾分别为146.5和85.5 kg•hm-2。【结论】在水旱轮作系统中,水稻生长期土壤供钾能力高于麦季,但旱季钾肥的利用效率高于水季,在年施钾量（K2O）187.5 kg•hm 2的条件下,土壤钾素仍表现亏缺,因此,应该重视土壤钾素平衡问题。