巢湖地区稻虾共作模式对稻田土壤肥力的影响

为监测巢湖地区稻虾共作模式生产前后稻田土壤肥力的变化,2016年度在巢湖周边设置2个监测区域,分别在水稻种植前、营养生长期和收割后3次采集稻田土壤样本,测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾和阳离子交换量等肥力指标;并结合水稻和小龙虾产量及施肥投喂管理,比较了常规单作稻田和稻虾共作模式稻田土壤肥力变化及生产效益。结果显示,稻虾共作模式水稻产量均高于常规单作稻田,可增产2%~3%;正常投喂时,共作模式可收获小龙虾1 200 kg·hm~(-2)以上。水稻生产后,A区稻虾共作模式田的肥力水平普遍高于单作稻田,B区域稻虾共作模式田土壤有机质、全磷、阳离子交换量水平高于单作稻田(P0.05),其余肥力因子差异不显著(P0.05)。总体而言,稻虾共作模式更有助于保持监测区域稻田土壤肥力。     

稻虾共作模式下秸秆还田与投食对稻米品质的影响

为提高稻虾共作模式的稻米品质和效益,通过设置秸秆还田投食（SF）、秸秆还田不投食（SNF）、秸秆不还田投食（NSF）和秸秆不还田不投食（NSNF）处理,并以水稻单作秸秆还田（CK-S）和水稻单作秸秆不还田（CK-NS）为对照,对秸秆还田和投食对稻米品质的影响进行研究。结果显示：投食（F）处理能显著提高水稻、小龙虾产量和稻米营养品质,在秸秆还田（S）与秸秆不还田（NS）的条件下,F处理比不投食（NF）处理的蛋白质含量分别增加了27.41%和36.16%,差异显著。S处理与F处理的交互作用可显著影响稻米加工品质;整精米率和精米率在NSNF处理下最高,显著高于SF、SNF、NSF;秸秆还田、投食及其交互作用对蒸煮、食味品质无显著影响,稻米RVA黏滞性谱差异性较小;稻虾模式可提高稻米外观品质,稻虾共作模式下各处理垩白粒率和垩白度都低于稻田单作,与CK-S相比,SF处理垩白粒率和垩白度分别降低了15.09%、15.65%。结果表明,稻虾共作秸秆还田与投食2种措施可以改善稻米品质。     

不同稻虾种养模式下水稻中微量元素吸收 与稻米品质的关系研究

为探明不同稻虾种养模式下水稻中微量元素吸收与稻米品质的关系，开展不同龙虾品种和密度的田间试验，设计水稻单作（rice monoculture ，R）、水稻克氏原螯虾低密度共作（rice co-cropping with Procambarus Clarkii in low density，RCL）、水稻克氏原螯虾高密度共作（rice co-cropping with Procambarus Clarkii in high density，RCH）和水稻澳龙共作（rice co-cropping with Cherax quadricarinatus ，RA）4个处理，分析了稻米中微量元素含量、稻米品质、中微量元素与品质的相关性以及经济效益等指标。结果表明：稻虾共作模式提高了稻米中微量元素含量，其中Fe、Ca和Mg含量显著增加，与R处理相比，RCH、RCL和RA处理稻米的Fe含量分别增加52.0%、23.4%和21.4%，Ca含量分别增加45.7%、32.1%和22.8%，Mg含量分别增加45.0%、28.6%和23.3%。稻米中微量元素提升，有利于稻米品质的改善，稻米品质中的蛋白质与Fe、Ca和Mg呈显著（P<0.05）正相关，胶稠度与Fe、Ca和Mg呈极显著（P<0.01）正相关；直链淀粉含量和垩白粒率均与Ca呈极显著（P<0.01）负相关。稻虾共作模式提高了蛋白质含量和胶稠度，降低了稻米的垩白粒率和直链淀粉含量，稻米品质变优，其中RCH处理稻米品质改善效果最好。与R处理相比较，RCH、RCL和RA处理的纯收益分别增加了506%、314%和429%。总体而言，稻虾共作模式能够提高稻米中微量元素含量，改善稻米品质，提高经济效益，因此，在稻虾综合种养模式的选择中，龙虾品种和养殖密度是需要综合考虑的重要因素。     

水稻-红螯螯虾共作模式对水环境的影响

为研究水稻-红螯鳌虾共作模式对水环境的影响,对水稻-红螯螯虾共作和红螯螯虾传统池塘养殖2种模式进行水环境监测和比较分析。结果表明,水稻种植水体溶解氧(DO)含量和pH值均高于传统养殖池;在相近虾苗放养模式下,水稻种植水体氮、磷含量以及沉积物总磷(TP)、有机质(OM)含量等指标均低于传统养殖池。各监测点浮游生物种类数相近,浮游植物以绿藻门、硅藻门和蓝藻门占优势(占总种数的78%～83%),浮游动物以轮虫类占优势(占总种数的50%～60%);浮游生物种类、密度和生物量随着时间呈先升高后下降的趋势,夏、秋季高于冬、春季;在相近虾苗放养模式下,水稻种植水体浮游生物密度和生物量略高于传统养殖池。     

粉垄后第6季稻田土壤变化与水稻产量品质分析

[目的]研究稻田粉垄后第6季土壤及产量、品质状况,为粉垄技术的进一步推广应用提供依据.[方法]在粉垄后第6季水稻收获期测定耕层土壤深度、土壤容重、土壤全氮磷钾含量、土壤速效氮磷钾含量以及土壤有机质含量等指标,并进行水稻产量测定和品质分析,与常规耕作（对照）相比,分析粉垄耕作处理后对第6季稻田土壤状况和水稻产量、品质的影响.[结果]与对照相比,稻田粉垄耕作深度20～22 cm,至第6季时仍保持22 cm,耕作层加深7 cm,土壤容重降低10.56％,土壤速效氮、磷、钾含量每公顷分别增加48.46％、23.85％和32.89％,土壤全氮、磷、钾含量分别增加25.03％、31.12％和25.59％,有机质含量增加21.46％;第6季稻谷产量增产1832.7 kg/ha,增幅22.65％;粉垄第1～6季平均每季增产897.75 kg/ha,增幅11.10％,净效益平均每季增加21.82％;且品质改善,粉垄稻米整精米率提高4.35％;稻米垩白粒率降低25％,由二级升为一级;稻米垩白度下降43.75％;稻米蛋白质提高13.58％,由三级升为二级.[结论]稻田粉垄耕作一次后,至第6季时仍可有效加深土壤耕作层、改善土壤理化性质,对水稻具有持续增产增效的作用.     

稻虾共作模式下稻田pH对土壤和水稻重金属含量的影响

为探究稻虾共作模式对稻田土壤和水稻中重金属含量的影响,以湘晚籼12号、黄华占、玉针香为试验材料,常规稻作模式为对照,在不同土壤背景条件下（试验地点分别位于湖北省荆门市掇刀区和黄冈市浠水县）开展大田试验。结果显示：在弱碱性土壤背景下,稻虾共作模式中稻田土壤中Cr、As、Cd、Pb和Hg的含量降低,水稻根、茎、穗以及糙米中Cd、Pb含量降低;在弱酸性土壤背景下,稻虾共作模式中稻田土壤中Cr、As、Cd、Pb和Hg的含量升高,水稻根中Cd、Pb含量升高,水稻茎叶穗中Cd含量升高,Pb含量降低,水稻糙米中Cd、Pb含量均降低。本研究结果表明,不同pH土壤背景下稻虾模式对土壤和水稻重金属含量的影响表现不一致,但稻虾模式均可明显降低稻米中Cd和Pb的含量。     

稻田养蟹对水稻土壤理化性质的影响研究

稻田养蟹是我国北方稻作区生态、经济与社会效益较好的农业模式。本文采取田间试验与室内分析相结合的方法,研究了稻田养蟹对土壤理化性质的影响。结果表明:有机肥模式可以明显改善土壤理化性状,与常规模式和单作水稻相比,有机肥模式的土壤容重降低11.1%、12.4%,总孔隙度增加11.8%、13.1%;全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾以及土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量均显著或者极显著增加,同时有机肥模式可以提高稻蟹生产的经济效益。     

长期稻虾共作模式对不同施氮量下直播水稻产量和氮肥利用效率的影响

以水稻单作模式为对照,研究了长期稻虾共作模式对不同施氮量下直播水稻产量及氮肥利用效率的影响,以期明确2种模式下的最佳施氮量。结果表明,相对于水稻单作模式,长期稻虾共作模式水稻产量增加16.3%,且主要是通过增加有效穗数来实现的;长期稻虾共作模式的氮肥偏生产力、氮肥农学效率以及氮肥表观利用率分别提高了15.3%、7.6%和22.7%;采用线性+平台模型确定在长期稻虾共作模式和水稻单作模式下直播水稻氮肥合理用量分别为102.4 kg/hm~2和139.6 kg/hm~2,长期稻虾共作模式的直播水稻合理施氮量较水稻单作模式降低了26.6%。由此可见,长期稻虾共作模式能够大幅增加水稻产量,提高氮肥利用效率。     

农田施用水葫芦对水稻产量、养分吸收及土壤肥力的影响

粳稻品种武运粳23号种植于大田,对农田进行了施用水葫芦(将晒干的水葫芦按4500 kg/hm2施入农田)和不施用水葫芦处理,施氮量为120、240 kg/hm2等处理.结果表明:施用水葫芦使水稻产量显著提高;施用水葫芦使水稻成熟期氮、磷、钾的吸收量均极显著高于对照;在水稻抽穗期和成熟期,农田施用水葫芦使稻田土壤速效氮、速效磷、速效钾等养分物质含量均极显著高于对照;增施氮肥,使水稻成熟期氮、磷、钾的吸收量及稻田土壤速效氮、速效磷、速效钾等养分物质含量都显著或极显著提高,农田施用水葫芦与施氮处理的互作效应对水稻成熟期氮、磷、钾吸收量及稻田土壤速效氮、速效磷、速效钾等养分物质含量的影响未达到显著水平.农田施用水葫芦显著提高水稻抽穗期和成熟期稻田土壤速效养分物质含量是水稻产量和成熟期养分物质吸收量显著提高的重要原因.     

稻虾共作对稻田土壤反硝化细菌nosZ基因 数量、多样性及群落结构的影响

对稻虾共作模式下水稻土壤反硝化细菌群落进行研究,以期揭示稻虾复合种养模式下土壤反硝化细菌丰度、群落多样性及组成,为科学研究稻虾共作模式的土壤微生物多样性,维持土壤地力提供理论依据。依托长江大学农学院基地设置常规中稻种植模式(MR)、稻虾共作模式(CR)等2种模式,利用荧光定量PCR和高通量测序平台比较2种模式下水稻土壤反硝化细菌nosZ基因的数量、群落多样性及群落组成。结果表明,稻虾共作显著提高水稻土壤硝态氮、全碳、全氮含量,对碱解氮含量、pH值、碳氮比及铵态氮含量无显著影响。nosZ基因在MR、CR处理中的基因丰度分别为1 g干土1.51×10~6、2.23×10~6拷贝数,CR处理中nosZ基因丰度是MR的1.48倍。CR处理显著提高了土壤nosZ基因的丰度。通过对α群落多样性指数进行方差分析可知,CR处理与MR处理间微生物群落多样性差异不显著。经韦恩(Venn)分析,在目和科水平上,MR处理与CR处理的微生物群落组成显示出较高的相似度,在属与种水平上,2个处理下的土壤微生物群落结构存在差异性,CR处理下的土壤缺失沼泽红假单胞菌。经冗余分析,土壤总碳(TC)含量对nosZ基因群落结构的影响最为显著,其次是pH值、碱解氮含量、硝态氮含量与铵态氮含量。综合分析,稻虾共作可显著提高水稻土壤nosZ基因丰度,稻虾轮作对群落多样性的影响较小,其在种水平上缺失了沼泽红假单胞菌。常规中稻种植模式与稻虾共作模式下的土壤微生物群落结构虽保有一定的相似度,但仍存在差异,土壤总碳含量是影响群落结构差异的主要原因。     

稻鸭共作生态模式应用评价研究

通过新疆农一师稻鸭共作生态模式和常规模式的对比试验,分析了土壤养分和试验地土壤、所产大米的重金属含量和农药残留指标.结果发现,除土壤速效磷含量外,稻鸭共作稻田的土壤有机质、碱解氮、速效钾的含量均比常规耕作稻田有所增加;生产环境和所产大米均符合生产有机大米的国家标准.初步表明,该区稻鸭共作生态农业模式可以实现水稻生产过程中不使用任何化肥和农药,且生产出有机大米的目的.     

不同减氮施肥模式对水稻土壤养分及可培养微生物数量的影响

为了研究不同减氮施肥对水稻土壤养分及可培养微生物数量的影响,设置4个处理,对不同处理土壤养分和可培养微生物数量进行分析,比较不同施肥处理对土壤养分及可培养微生物数量的影响。结果表明：与不施肥(CK)相比,施肥处理土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量都有显著性提高。20%氮肥减施(T2)后有机质、pH、全钾、有效磷、速效钾含量都有所上升,30%氮肥+50%有机氮(T3)施肥土壤中全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量都显著性升高,各处理间土壤全钾含量无显著性差异。在水稻苗期,30%氮肥+50%有机氮(T3)施肥土壤中可培养细菌、真菌、放线菌,芽孢杆菌数量明显提升。在水稻分蘖期,100%氮肥施肥(T1)土壤可培养真菌数量显著性升高。在水稻成熟期,各处理间差异不明显,水稻生长期间可培养木霉菌数量差异都不显著。说明在稻菜轮作土壤中实施合理减氮施肥是减少养分累积、保持土壤养分稳定的重要措施。     

黑河中游荒漠绿洲区土地利用的土壤养分效应

土地利用影响地表覆被状况和生态过程,关系到土壤肥力与土壤碳库功能"源-汇"关系的改变。黑河中游甘州区和临泽县是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲区,以土壤表层(0-20 cm)养分变化为对象,利用2011-2012年甘州区和临泽县的土壤野外调查数据和该区全国第二次土壤普查数据,对两时期土壤表层养分(土壤有机质、全氮、全磷、全钾及pH值)的变化特征进行比较研究。结果表明:研究区土壤有机质、全磷含量分别降低了3.54%和12.5%;而全氮、全钾和pH值分别增加了74.4%、98.2%和4.9%。全国第二次土壤普查时期,荒漠、耕地与草地三者在各土壤养分上没有显著差异,但林地在土壤有机质、全氮、全钾上显著高于前三者。2011-2012年,耕地土壤的全磷、全氮与其它土地利用存在显著差异。土地利用的保持和改变对土壤养分变化有着重要影响,耕地的长期耕作使得土壤有机质含量降低4.94%,全氮增加86.93%,全磷减少5.02%,土壤碱性增强;荒漠植被的自然演替使土壤有机质含量增加66.21%,全氮增加71.70%,全磷含量减少37.33%,土壤碱性变弱。所以,耕地扩张及其长期耕作活动将导致地力退化并有盐碱化风险,而荒漠等自然生态系统保护有利于土壤肥力的改善和土壤固碳功能的发挥。     

氮肥调控对浙北地区秸秆全量还田稻田土壤及水稻产量的影响

于2016—2017年连续开展大田定位试验,采用随机区组设计,以嘉优中科6号为材料,设置4种施氮水平(以纯N计:N0,不施氮;N1,225 kg·hm^-2;N2,300 kg·hm^-2;N3,375 kg·hm^-2),研究秸秆全量还田下氮肥调控对浙北地区稻田土壤养分、碳库、微生物,及水稻产量的影响。结果表明,在秸秆全量还田下,随着施氮量的增加,稻田土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碳库和微生物数量呈先增后减的趋势。与N0相比,N1处理的全氮、铵态氮、硝态氮、易氧化有机碳含量分别显著(P<0.05)增加了7.14%、9.86%、54.74%和21.70%;N2处理的全氮、速效钾、铵态氮、硝态氮、可溶性碳、易氧化有机碳、微生物碳、土壤细菌、真菌和放线菌数量分别显著(P<0.05)增加了32.59%、20.16%、12.12%、58.34%、54.45%、29.57%、56.49%、211.16%、241.61%和96.10%; N3处理的全氮、铵态氮、硝态氮、易氧化有机碳、微生物碳含量和真菌数量分别显著(P<0.05)增加了28.57%、16.84%、61.72%、27.45%、49.79%和231.54%。在产量方面,与N0相比,N1、N2和N3处理分别显著增加37.97%~45.47%、41.85%~53.35% 和38.85%~47.57%。在试验设置条件下,秸秆全量还田配施300 kg·hm^-2纯N可以改善土壤养分含量、土壤碳库和土壤微生物活性,增加作物产量。     

秸秆还田配合氮肥减量对稻田土壤养分、碳库及水稻产量的影响

通过大田定位试验,研究秸秆还田和氮肥减量对稻田土壤养分、碳库及水稻产量的影响。结果表明,采用适当的秸秆还田配合氮肥减量处理可以有效改善土壤理化性状,提高水稻产量。与单施纯氮270 kg·hm^-2处理相比,等氮量的秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2处理的稻田土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、总有机碳含量分别显著(P<0.05)增加了33.86%、13.83%、54.64%、21.60%、33.81%,而铵态氮、可溶性有机碳和微生物碳含量分别显著(P<0.05)减少了13.69%、49.22%和32.36%。在产量方面,秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2的产量最高,较秸秆不还田不施氮肥处理和秸秆还田不施氮肥处理分别显著(P<0.05)增产57.90%、62.22%。在本试验条件下,秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2为最优的秸秆还田配合氮肥减量模式,对改善土壤养分、增加土壤碳库、提高水稻产量具有一定作用。     

干热河谷退化山地龙眼和柱花草间作效应分析

 在龙眼（Dimocarpus longgana Lour.）行间种植热研2号柱花草（Stylosanthes guianensis cvReyan No2）,观测了龙眼单作区与龙眼-柱花草间作区土壤营养成分、水分和地表温湿度、龙眼生长量和产量、柱花草的鲜草产量。结果表明：龙眼行间种植热研2号柱花草,间种区土壤肥力得到提高,土壤有机质、总氮及微生物细菌数量高于龙眼单作区,土壤容重降低。翻压柱花草后土壤全氮、有机质、有效磷和速效钾显著高于未翻压样地。龙眼行间种植热研2号柱花草,旱季0～20cm土层土壤水分高于龙眼单作1.679%,20～40cm土层土壤含水量高于龙眼单作0.833%。在寒冷季节（1月）,间种区地表温度在18∶00时高于龙眼单作0.400℃;在炎热季节,间作区地表温度在14∶00时低于龙眼单作0.664℃。间种区龙眼株高、冠幅和地径高于龙眼单作41.00cm,0.231m2,1.034cm,单位面积经济效益高于龙眼单作4830.0元/hm2     

不同种类有机肥对土壤养分及水稻产量的影响

增施有机肥是提高土壤质量、保障水稻稳产增产的重要手段之一。本研究于2021年在沿江平原水稻田进行大田试验,明确不同用量（3 000～6 000 kg/hm2）炭基有机肥或生物有机肥对土壤养分及水稻产量的影响。结果表明：与常规施肥相比,生物有机肥处理土壤有效磷含量显著提高13.1%～24.4%;高用量生物有机肥处理碱解氮含量显著提高19.9%;中、高用量炭基有机肥处理土壤有效磷含量分别提高13.1%和18.6%;高用量炭基有机肥处理土壤速效钾含量提高12.5%。生物有机肥对水稻产量的提升效应优于炭基有机肥,与常规施肥相比,中、高用量生物有机肥处理分别使水稻产量显著增加16.1%和22.1%,高用量炭基有机肥处理水稻增产15.9%。     

稻虾共作对土壤有机碳的影响及其与土壤性状的关系

通过田间定位试验,以水稻单作为对照,研究稻虾共作模式对土壤有机碳的影响,采用Pearson(皮尔逊)相关性分析法,探讨稻虾田中土壤有机碳与土壤肥力、土壤酶活力的关系。结果表明:稻虾共作显著(P<0.05)增加了土壤有机质含量,但低C/N饲料投喂组的土壤有机碳含量显著(P<0.05)下降。稻虾共作条件下,土壤全磷、脲酶与有机碳呈显著(P<0.05)正相关,土壤有机质、纤维素酶与有机碳分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)负相关。土壤铵氮与有机质呈显著(P<0.05)负相关,土壤纤维素酶与有机质呈显著(P<0.05)正相关。     

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。