稻草不同还田方式对晚稻田土壤供肥特性及产量的影响

研究了稻草翻压和稻草覆盖免耕2种不同还田方式对晚稻田土壤供肥特性及产量的影响.结果表明:稻草翻压和稻草覆盖免耕,在晚稻移栽后18 d内与禾苗争氮作用都不明显,但在18 d后存在明显差异,稻草覆盖免耕处理土壤速效氮含量比稻草翻压高,土壤供氮能力强,有利于晚稻分蘖成穗;二种方式稻草还田的供钾效果十分明显,比较而言,稻草覆盖免耕处理土壤供钾性能较稻草翻压稳定持久,其供钾强度变化趋势同水稻吸钾规律大致相同,有利于水稻对钾的吸收,减少钾素流失.     

氮肥运筹对秸秆全量还田双季稻氮产量及氮素吸收利用的影响

以南方双季稻系统为研究对象,研究稻草全量还田条件下不同氮肥运筹策略对早稻及晚稻产量和氮素吸收利用的影响。结果表明:稻草全量还田条件下,与当地习惯施氮量相比,氮肥减施(早稻约18%,晚稻约15%)并不显著影响早稻及晚稻的产量;与当地农民习惯施氮量相比,氮肥减施处理可提高晚稻的氮素积累。在施氮量相同的情况下,氮肥适当后移有利于早稻及晚稻对氮素的吸收。早稻及晚稻减氮施肥处理的氮肥利用率均高于习惯施肥处理,氮肥后移有利于早稻及晚稻氮肥利用率的提高。稻草全量还田条件下,适当减氮并加大追肥比例既能稳定双季稻产量,又能促进稻株氮素吸收,提高氮肥利用率。使用秸秆促腐菌剂可进一步提高水稻对氮素的吸收利用。     

不同稻草还田模式下双季稻田周年CH4排放特征及温室效应

采用静态箱-气相色谱法对南方双季稻田稻季无草翻耕冬季休闲(CK)、周年稻草焚烧还田翻耕(BST)、稻季稻草覆盖免耕冬季高桩(SNTH)、稻季稻草覆盖免耕冬季翻埋(SNTB)和稻季稻草翻耕还田冬季稻草翻埋(STB)5种稻草还田模式下双季稻田周年CH4排放进行观测,分析双季稻田周年CH4排放特征及其温室效应,旨在探索双季稻田CH4减排最佳的稻草还田方式及土壤耕作调控技术模式。结果表明:早、晚稻季CH4排放总量分别占全年CH4排放总量的43.9%和52.1%,冬闲季CH4排放比例很小,仅为4.0%;稻草还田显著增加了周年CH4排放总量(P<0.05),增加幅度为25.9%~92.8%(P<0.05),与STB处理相比,SNTH处理和SNTB处理均能显著降低CH4排放(P<0.05);不同稻草还田处理周年CH4温室效应大小顺序为:STB>BST>SNTB>SNTH>CK。可以看出,双季稻田稻季稻草覆盖免耕还田、冬季翻埋稻草还田或留桩还田能显著减缓因稻草直接还田CH4排放引起的温室效应,在南方双季稻区是一项可行的CH4周年减排的稻草还田调控技术模式。     

冬种紫云英与稻草还田对双季水稻产量和土壤性状的互作效应

通过2年田间试验,旨在明确冬种紫云英和稻草还田对双季水稻产量和土壤性状的互作效应。结果表明:稻草还田和冬种紫云英对2013年早晚稻产量均无显著影响,二者亦无显著的互作效应。稻草还田对2014年早晚稻产量无显著影响。稻草还田和冬种紫云英对2014年早稻产量的互作效应接近达到显著水平(P=0.090)。冬种紫云英显著提高了2014年早稻的产量和生物量,但是对晚稻影响不显著。冬种紫云英显著增加了2014年早稻的有效穗数和每穗粒数,对2014年晚稻有效穗数的影响接近达到显著水平(P=0.055)。试验进行2年后,冬种紫云英显著降低了土壤容重,提高了土壤总孔隙度。稻草还田显著提高了土壤pH,而冬种紫云英降低了稻草还田对土壤pH的提升效应。冬种紫云英和稻草还田对土壤有机碳、总氮和碱解氮含量均无显著影响。稻草还田显著增加了土壤速效磷和速效钾的含量,提高了土壤纤维素酶、蔗糖酶、蛋白酶和酸性磷酸酶的活性,但冬种紫云英无显著影响。冬种紫云英和稻草还田对土壤速效磷含量和纤维素酶活性具有显著的协同促进效应。     

稻草还田条件下施钾量对晚稻产量和钾素吸收的影响

采用田间试验,研究稻草还田条件下不同施钾水平对晚稻产量、产量构成因素及钾素吸收利用和钾素表观平衡的影响.结果表明,在4 500 kg/hm<'2>稻草还田条件下,增施K<,2>O 37.5 kg/hm<'2>的处理稻谷产量最高,钾肥再增加,稻谷产量随施钾量增加而减少;稻草产量则随施钾量的增加而增加.施用钾肥促进了水稻株高、单位面积有效穗数与千粒重的提高.研究还发现,施钾促进了水稻对钾索的吸收,随着施钾量的提高,稻谷和稻草的钾含量及钾素积累量均呈增加趋势;无肥(CK1)处理土壤钾素处于亏损状态,稻草还田及稻草配施化肥处理的土壤钾素均有盈余.综合考虑水稻高产和土壤培肥,在4 500 ks/hm<'2>稻草还田条件下,推荐该地区晚稻的钾肥(K<,2>O)适宜用量为25～50 kg/hm<'2>.     

冬种紫云英和稻草还田下氮钾肥减量施用对双季水稻产量和养分吸收的影响

大量研究表明有机培肥对提高作物产量、土壤肥力以及农田生产力的可持续性具有重要作用,但对有机肥在化肥减量方面的研究相对较少。本研究利用豆科绿肥生物固氮和稻草富含钾素的特点,以明确双季稻系统冬种紫云英和稻草联合还田在减少化学氮钾肥用量上的效果。于2013—2014年开展田间试验,设置无肥对照、单施化肥(NPK)、在NPK的基础上,冬种紫云英联合双季稻草还田(GM+RS)、冬种紫云英联合稻草还田下,NK肥在NPK的基础上减少20%,P不变(G+S-20%)、冬种紫云英联合稻草还田下,NK肥在NPK的基础上减少40%,P不变(G+S-40%)等5个处理,以明确冬种紫云英和稻草还田下NK肥减量施用对双季水稻产量和养分吸收的影响。结果表明,与NPK处理相比,GM+RS处理的早晚稻产量均有增加的趋势,但仅在2014年的早稻季存在显著差异。NPK与G+S-20%处理的水稻产量无显著差异,G+S-20%处理甚至显著提高了2014年的早稻产量。与NPK处理相比,除2014年的早稻外,G+S-40%处理有降低水稻产量的趋势,但差异均不显著。有机肥处理主要是通过有效穗数影响水稻产量。NPK和G+S-20%处理的N素吸收量无显著差异。与NPK相比,G+S-40%处理降低了2013年早晚稻的N素吸收,但差异不显著。但是,2014年G+S-40%处理早晚稻的N素吸收均显著低于NPK处理。与NPK处理相比,G+S-20%和G+S-40%处理均显著提高了早稻地上部的PK吸收量,晚稻季差异不显著或者有降低趋势。因此,冬种紫云英和双季稻草还田具有显著的节肥效果,而且冬种紫云英和双季稻草还田下有进一步降低早稻化学P肥和K肥用量的潜力。     

钾肥和稻草不同配比下水稻产量及钾素释放规律研究

[目的]明确湘南稻区合适的钾肥和稻草配合施用比例,为湘南双季稻区域钾配合稻草还田提供技术支持.[方法]采用田间试验与室内分析相结合的方法,研究钾肥和稻草不同配比对田面水和田间表层土速效钾含量的动态变化,以及对水稻生长发育和产量的影响.[结果]钾肥60 kg/ha+稻草5000 kg/ha(K60+S2)处理的早、晚稻产量最高,分别为5763和6657 kg/ha,较不施钾肥的对照处理(K0)增产7.7%和21.2%.不同处理对早稻的表面水和表层土的速效钾含量影响不明显,晚稻以K60+S2处理的表面水、表层土速效钾含量最高.来源于稻草中的钾和化肥中的钾有相同的营养效应,随着减钾量和还田量的增加及时间的延长,对水稻钾的营养效应越明显.[结论]钾肥和稻草不同配比对水稻产量和表面水、表层土的速效钾含量均有影响,其中,以K60+S2处理对水稻产量及速效钾含量的影响效果最佳.     

不同施氮量下紫云英与稻草协同利用对双季稻的产量效应

通过连续2 a田间试验,研究不同施氮量条件下,晚稻低茬收割冬种紫云英与稻草协同利用(SM1)和晚稻高茬收割冬种紫云英与稻草协同利用(SM2)2种模式对双季水稻产量及水稻生长性状的影响。结果表明:紫云英与稻草协同利用有利于提高双季水稻产量;不施肥条件下,2016年和2017年紫云英与稻草协同利用较不利用紫云英、稻草不还田早稻平均增产24.6%,晚稻平均增产26.4%;晚稻高茬收割冬种紫云英与稻草协同利用模式(SM2)较晚稻低茬收割冬种紫云英与稻草协同利用模式(SM1)更有利于早、晚稻稻谷产量的提高;在施氮50%、常规施氮和施氮150%条件下,2 a早稻稻谷产量SM2模式较SM1模式分别增产11.1%、7.2%和5.7%,晚稻分别增产6.2%、10.6%和3.5%;SM2模式增产因素主要是促进了水稻株高、穗长、有效穗数和每穗实粒数的提高。在50%、100%和150%施氮量下,SM2模式的双季稻周年生产净收益较SM1分别提高11.3%、13.2%和6.4%。     

油菜秸秆还田对水稻增产及供钾的效果

在湖北省应城、孝昌、汉川、荆门布置油菜秸秆还田对后季水稻产量及钾素吸收量影响试验,分析油菜秸秆还田对水稻的增产和供钾效应的影响.结果表明,应城、孝昌和荆门三个试验点施钾效果明显,在此条件下秸秆还田(NP+S)比不还田(NP)处理稻谷产量与稻草生物量平均分别增加725和669 kg/hm2,增幅分别为10.21％和8.36％.四个试验点施钾和秸秆还田均可提高水稻地上部钾素吸收量,与NP处理相比,NP+S、NPK(施钾)和NPK+S(施钾配合秸秆还田)处理地上部钾素吸收量分别增加了20.2、48.3和58.3 kg K2O/hm2;进一步分析表明,水稻钾素吸收量增加的主要原因是生物量的增加,而各处理的钾含量差异不显著.种植水稻后各处理的土壤速效钾含量均呈不同程度的下降趋势,但油菜秸秆还田的两个处理(NP+S和NPK+S处理)的下降幅度明显低于相应的不还田处理(NP和NPK处理).油菜秸秆还田具有提高后季水稻产量和稻草生物量、增加钾素的供应和缓解土壤钾素亏缺的作用.     

机械化稻草全量还田对水稻产量和土壤碳库管理指数的影响

通过设置不施肥、单施化肥、稻草烧灰还田+化肥和稻草全量还田+化肥4个处理的大田定位试验,在氮、磷和钾养分相等条件下研究稻草全量还田对双季水稻产量和土壤碳库管理指数的影响。结果表明,晚稻稻草全量还田有利于提高翌年早稻产量,较单施化肥与稻草烧灰还田相比,增幅3.4%～4.3%,而晚稻产量稻草全量还田处理与单施化肥基本持平,却显著低于稻草烧灰还田处理;与单施化肥和稻草烧灰还田相比,稻草全量还田提高了土壤不同形态碳素含量和碳库管理指数,活性碳、矿化碳和碳库管理指数分别提高了5.93%～7.87%、27.14%～67.55%和11.41%～21.49%。相关分析表明,土壤碳库管理指数与双季早、晚稻产量呈显著抛物线关系(r=0.982 9*和r=0.982 8*)。     

Effects of long-term straw return on soil organic carbon fractions and enzyme activities in a double-cropped rice paddy in South China

Long-term straw return is an important carbon source for improving soil organic carbon(SOC) stocks in croplands, and straw removal through burning is also a common practice in open fields in South China. However, the specific effects of long-term rice straw management on SOC fractions, the related enzyme activities and their relationships, and whether these effects differ between crop growing seasons remain unknown. Three treatments with equal nitrogen, phosphorus, and potassium nutrient inputs, including straw/ash and chemical nutrients, were established to compare the effects of straw removal(CK), straw return(SR), and straw burned return(SBR). Compared to CK, long-term SR tended to improve the yield of early season rice(P=0.057), and significantly increased total organic carbon(TOC) and microbial biomass carbon(MBC) in double-cropped rice paddies. While SBR had no effect on TOC, it decreased light fraction organic carbon(LFOC) in early rice and easily oxidizable organic carbon(EOC) in late rice, significantly increased dissolved organic carbon(DOC), and significantly decreased soil p H. These results showed that MBC was the most sensitive indicator for assessing changes of SOC in the double-cropped rice system due to long-term straw return. In addition, the different effects on SOC fraction sizes between SR and SBR were attributed to the divergent trends in most of the soil enzyme activities in the early and late rice that mainly altered DOC, while DOC was positively affected by β-xylosidase in both early and late rice. We concluded that straw return was superior to straw burned return for improving SOC fractions, but the negative effects on soil enzyme activities in late rice require further research.     

Management of rice straw with relay cropping of Chinese milk vetch improved double-rice cropping system production in southern China

Improved utilization of rice(Oryza sativa L.) straw and Chinese milk vetch(Astragalus sinicus L., vetch) has positive effects on rice production. So far, few studies have investigated the productivity of vetch under different residue management practices in double-rice cropping system. The effects of rice straw on the growth and nutrient accumulation of vetch across seven years(2011–2017) and the subsequent effects of rice straw and vetch on two succeeding rice crops in a vetch–rice–rice cropping system, with the vetch established by relay cropping, were examined. The seven-year double-rice experiment consisted of the following treatments:(1) 100% chemical fertilizer(F-F100);(2) only vetch without chemical fertilizer(M-Con);(3) 80% chemical fertilizer plus vetch plus a low-cutting height(low-retained stubble) with the removal of straw(M-F80);(4) 80% chemical fertilizer plus vetch plus a low-cutting height with the retention of straw(M-F80-LR);(5) 80% chemical fertilizer plus vetch plus a high-cutting height(high-retained stubble) with the retention of straw(M-F80-HR); and(6) no fertilizer(F-Con). The yields of the two rice crops after vetch were not affected by either the cutting height of stubble with retention of straw or by the management of straw(retention vs. removal) with low-cutting height of stubble. The yields of the two rice crops after vetch were significantly higher for M-F80-HR than for M-F80-LR, but the relative contributions of the high-cutting height and straw retention to the higher rice yield could not be determined in this study. The yield stability of the double-rice grain in M-F80-HR was also increased, as determined by a sustainable yield index. Significant increases in vetch biomass and nutrient uptake were observed in the fertilized treatments during the rice season compared with the unfertilized treatments. In M-F80-HR plots, improvements in the growing environment of the vetch by conserving soil water content were associated with the highest vetch biomass, nutrient uptake, and yield stability of vetch biomass. These increased nutrient inputs partially replaced the demand for chemical fertilizer and stimulated the rice yields. It can be concluded that retaining higher-cutting stubble residues with straw retention could be the best straw management practice for increasing the vetch biomass and nutrient use efficiency, thereby allowing utilization of high-cutting height with retention of straw and vetch to improve the stability of rice productivity in a double-rice cropping system.     

冬季覆盖作物秸秆还田对水稻植株养分积累与转运的影响

为明确双季稻区不同冬季覆盖作物秸秆还田对后茬水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,选择不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式为研究对象,采取田间小区定位试验,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),开展了黑麦草-双季稻(Ry-R-R)、紫云英-双季稻(Mv-R-R)、油菜-双季稻(Ra-R-R)和马铃薯-双季稻(Po-R-R)种植模式下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对后茬水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配影响的研究。结果表明：早稻成熟期,Po-R-R处理茎、叶物质贡献率均高于其他处理;晚稻成熟期,Ra-R-R处理的茎、叶物质转运率和物质贡献率均高于其他处理。早稻成熟期,Mv-R-R处理水稻植株穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）;各秸秆还田处理水稻植株茎和地上部分的钾素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。晚稻成熟期,Po-R-R处理叶、穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。Mv-R-R处理穗和地上部分的钾素积累量均显著高于Ry-R-R、Ra-R-R和CK处理（P<0.05）。总的来说,各冬季覆盖作物秸秆还田措施均促进了水稻各部位干物质积累和转运;其中以紫云英秸秆还田处理有利于水稻群体养分的积累与转运。     

覆盖旱种水稻的农学性状及产量变化

在田间严格控制土壤灌溉条件下,以常规水田为对照,研究了覆盖旱种(地膜、稻草和裸地)对水稻农学性状及产量变化的影响。结果表明,覆盖旱种水稻分蘖早,分蘖多,其中覆膜的效果优于覆草。增加每穴基本苗,可以提高成穗率,降低秕谷率。覆盖旱种的3个处理叶面积指数依次为覆膜>覆草>裸地。虽然覆盖旱种水稻的籽粒产量略低于或显著低于常规水田,但是覆盖旱种处理的生物量与常规水田在统计学上没有显著差异,而且覆盖旱种处理的生物量还略大于常规水田,表明覆盖旱种水稻有增产的可能和潜力。     

小麦秸秆还田条件下钾肥减量对水稻产量及养分利用的影响

利用长江中下游稻麦轮作定位试验，研究小麦秸秆还田条件下，钾肥减量施用对土壤钾素含量、水稻产量和钾素累积量以及钾肥利用率的影响，为小麦秸秆还田后水稻钾肥合理施用提供科学依据。试验共设5个处理，分别为：秸秆还田+配方施肥（K_100%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量10%（K_90%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量20%（K_80%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量30%（K_70%），秸秆还田+配方施肥不施钾肥（K₀）。采集3年水稻不同生育期植株和土壤样品，分析土壤钾素动态变化和水稻钾素吸收富集规律，并统计水稻产量和经济效益。3年试验结果表明，与K_100%相比，K_90%处理的土壤全钾和速效钾含量分别提高了3.13%和6.38%，水稻钾素总累积量和净累积量平均提高1.55%和5.13%，水稻平均增产2.19%；K_80%和K_70%处理的土壤全钾和速效钾含量分别平均减少12.58%~15.31%和4.26%~10.64%，水稻钾素总累积量平均减少了7.49%~13.62%，水稻净累积量平均增加了0.48%~1.78%，K_80%处理的水稻产量平均增加2.32%，而K_70%处理的水稻产量则平均降低了6.43%。与K_100%相比，钾肥减量（K_90%、K_80%、K_70%）能够显著增加水稻钾肥农学效率（15.51%~24.53%）、偏生产力（17.96%~25.40%）和钾素吸收利用率（17.53%~55.36%）（P<0.05）。当钾肥减量大于20%时，经济效益呈下降趋势。小麦秸秆还田条件下，与配方施肥相比（K_100%），钾肥减量10%对土壤速效钾含量影响不显著，但能够提高水稻钾素累积量；钾肥减量20%~30%会降低土壤速效钾含量以及水稻钾素累积量，提高水稻钾素净累积量；钾肥减量10%~20%对水稻产量影响不显著，但可以增加钾肥农学效率、偏生产力和钾肥吸收利用率及经济效益。     

快腐剂处理早稻还田秸秆对晚稻产量形成的影响

为优化秸秆还田技术体系,采用2种快腐剂(腐秆灵、腐解菌)处理早稻还田秸秆,研究其对晚稻产量形成的影响.结果表明:快腐剂处理早稻还田秸秆,可促进晚稻分蘖,提高有效穗数;促进穗分化,提高每穗粒数与粒叶比;促进叶面积扩展,提高干物质积累量;对晚稻具有显著增产作用,增产幅度达8％～12％;腐解菌处理后的晚稻有效穗数、穗粒数、孕...     

播期及覆膜处理对旱稻养分吸收和产量的影响

【目的】 研究裸地和覆膜处理与不同播期组合对旱稻生长、养分吸收及产量的影响。【方法】 采用田间试验,设置裸地和覆膜2个处理,每处理3个播期,即4月15日(早播)、5月1日(适播)、5月15日(晚播),旱稻品种选用旱香1号、旱香2号,分析旱稻的干物质重、养分吸收及产量。【结果】 覆膜处理旱稻干物质重、养分吸收及产量均显著高于裸地处理,分别高出14.7%~19.5%、8.8%~54.2%和18.4%~24.0%。不覆膜条件下,晚播干物质重、养分吸收及产量均显著高于早播,分别高出17.5%~22.1%、23.3%~55.0%和71.7%~85.1%。覆膜条件下,适播处理干物质重、养分吸收及产量最高,较早播和晚播分别增加9.0%~18.0%、7.5%~30.3%和3.6%~24.8%。【结论】 旱稻在覆膜和适播条件下,有利于旱稻生长和养分吸收,并提高产量,为最佳的栽培模式。     

氮钾减施下紫云英翻压量对双季稻产量及氮素利用的影响

采用11年(2008—2018年)绿肥定位试验,研究氮钾减施20%下紫云英不同翻压量(15 000、22 500、30 000、37 500 kg/hm2)对双季稻产量、氮素利用率及土壤氮素的影响。结果表明：与不施肥相比,施肥处理的早、晚稻产量显著增加,产量可持续指数提高,且减施氮钾20%翻压紫云英处理和单施化肥处理间的11年平均产量和产量可持续指数差异均无统计学意义;通过分析2018年的数据,与当地的常规施肥处理相比,减施氮钾20%翻压紫云英30 000 kg/hm2能显著提高早稻生物量、氮素积累量、化肥氮素吸收利用效率(回收利用效率、农学利用效率、偏生产力)和晚稻稻草生物量、稻谷氮素积累量、总投入氮素吸收利用效率(回收利用效率、农学利用效率、生理利用率、偏生产力);适量氮钾减施翻压紫云英可提高土壤全氮和碱解氮质量分数,有效提升土壤肥力。在本研究中,氮钾减施20%时翻压紫云英30 000 kg/hm2较适宜。     

施钾对湖南主要双季稻区钾肥效应及钾素平衡的影响

研究了不同施肥处理(在丘陵双季稻区和洞庭湖双季稻区分别施以0,112.5,150.0,187.5 kg/hm~2的K_2O)对水稻单产和钾肥效应及钾素平衡的影响.结果表明,洞庭湖双季稻区稻田中缓效钾和全钾含量均较高,土壤供钾能力强,土壤中钾基本上能够满足水稻对钾素营养的需要,能够获得较高的单产,施钾效果不显著.在2类双季稻区土壤上施用氮肥的增产效果明显大于施用钾肥的.由差值法测得,丘陵双季稻区和洞庭湖双季稻区早稻NPK_1,NPK_2,NPK_3处理的平均钾素利用率分别为28.8%,43.0%,晚稻NPK_1,NPK_2(1-1),NPK_3处理的分别为44.4%,26.5%.在每季水稻施钾量(施K_2O)为112.5,150.0,187.5 kg/hm~2的条件下,钾素平衡处于亏缺状态,但钾素的亏缺随钾肥用量的增加而降低(洞庭湖双季稻区的NPK_3处理出现了钾素盈余).