紫云英翻压还田条件下化肥减量对稻田土壤养分及水稻产量性状的影响

为研究翻压紫云英条件下化肥减量对稻田土壤养分状况及对水稻产量的影响,本文设置7个处理,即M0F0(不翻压紫云英+不施化肥)、M0F1(不翻压紫云英+推荐施化肥)、M1F0(翻压紫云英+不施化肥)、M1F1(翻压紫云英+100%化肥)、M1F0.9(翻压紫云英+90%化肥)、M1F0.75(翻压紫云英+75%化肥)和M1F0.6(翻压紫云英+60%化肥),检测不同生育期各处理的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量,并对水稻有效穗、穗总粒数、实粒数、空瘪率、千粒质量、理论产量和实际产量进行监测。结果表明,与M0F0相比,M1F0有助于提高水稻抽穗期和成熟期土壤碱解氮含量及分蘖初期至成熟期的土壤速效钾含量,与单施化肥处理(M0F1)相比,各翻压紫云英配施化肥处理均有助于提高水稻抽穗期和成熟期土壤碱解氮含量;与M0F0相比,翻压紫云英处理及施肥处理均有助于提高有效穗、穗总粒数、实粒数、千粒质量、理论产量和实际产量,其中以M1F0.75实际产量最高,达到8 437.5 kg·hm-2,较单施化肥处理增产3.8%,差异显著(P0.05)。综合而言,本试验条件下,在翻压紫云英30 000 kg·hm-2后,配施75%化肥(N123.8 kg·hm-2、P2O545 kg·hm-2、K2O 45 kg·hm-2)时,可实现水稻理论和实际产量最大化。     

水稻相同紫云英翻压量下化肥的合理用量试验

为了解在水稻种植过程中紫云英与化肥的合理配比,2008年在湖北通城设置了22 500 kg·hm-2紫云英配合不同用量化肥的试验.结果表明,22 500 kg·hm-2紫云英可减少20%～60%的化肥用量,但以替代20%化肥效果最好.此外,紫云英翻压促进了水稻的生长,提高了土壤速效氮磷钾和有机质含量.     

紫云英与化肥配施对水稻植株生长及产量的影响

[目的]找出在相同紫云英翻压量下最佳水稻产量的最少化肥投入。[方法]采用田间试验方法研究在紫云英翻压量相同的情况下,配施不同化肥用量对水稻植株生长及产量的影响。[结果]在试验设计范围内,稻谷的产量并没有随化肥用量的增加而一直增加。该试验中施肥处理的产量与不施肥的处理差异达显著水平;而紫云英配施化肥处理的产量比仅施化肥的处理也显著提高。紫云英配施化肥的处理中,紫云英＋600kg/hm^2化肥处理的产量比其他3组处理（紫云英配施化肥750、450、300kg/hm^2水平）的产量又显著增加。[结论]翻压紫云英22500kg/hm^2与600kg/hm^2化肥配施是豫南稻区水稻生产的最佳处理。     

绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌群落的影响

为了探讨绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌的影响,以开展八年的紫云英配施减量化肥的长期定位试验站为平台,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、紫云英配施80%化肥(MF80)、紫云英配施60%化肥(MF60)和紫云英配施40%化肥(MF40)共5个处理,于水稻分蘖期采集土样,采用荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序技术,分析了不同施肥制度下土壤固氮菌nif H基因丰度和多样性的变化规律。结果表明:与单施化肥相比,翻压紫云英的减量施肥处理水稻产量与其无显著差异,从化肥用量和产量综合考虑,MF60处理是一种适宜的施肥制度。翻压绿肥处理土壤全氮明显增加;碱解氮含量(除MF60处理)与NPK处理无显著差异。翻压紫云英配施减量化肥的施肥处理(除MF40处理)土壤固氮菌丰度明显高于NPK处理,且固氮菌丰度与土壤碱解氮、硝态氮和p H呈显著正相关。翻压紫云英后土壤固氮菌Shannon指数明显低于NPK处理,各施肥处理间OTU指数差异不明显。各施肥处理的土壤固氮菌均以变形菌门为绝对优势菌门,翻压紫云英的减量施肥处理变形菌门丰度显著低于单施化肥处理。主坐标分析表明,翻压紫云英配施减量化肥的3个施肥处理与CK、NPK处理的土壤固氮菌的群落结构差异较明显。研究表明,紫云英配施减量化肥有利于提升土壤肥力和固氮菌的数量,紫云英的施用和化肥用量都是影响土壤固氮菌群落结构的重要因素。     

紫云英翻压量和化肥用量对水稻生长、产量及经济效益的影响

通过2009~2012年4a田间小区试验,研究了紫云英翻压量和化肥施用量对水稻生长、产量及经济效益的影响。结果表明:15 000~22 500 kg/hm2翻压量的紫云英配施60%~80%常规施肥量时,水稻株高极显著高于对照,也显著高于常规施肥量水稻株高;紫云英翻压对水稻千粒重没有显著影响,它主要是增加了水稻的有效穗数、穗实粒数从而提高水稻产量;22 500 kg/hm2紫云英配施60%化肥量下的水稻产量最高(2011年除外);60%化肥量下配施15 000~22 500 kg/hm2紫云英的稻谷净收入比常规施肥高6%~7%。综合考虑,当地水稻施肥采用翻压22 500 kg/hm2紫云英配合60%常规施肥量比较合适。     

应用DNDC模型分析施肥与翻耕方式对土壤有机碳含量的长期影响

利用中国农业大学曲周实验站的氮磷化肥配施长期定位试验和翻免耕长期定位试验数据验证DNDC(脱氮—分解 )模型 ,说明其模型模拟值与实测值之间吻合程度较好 ,证明DNDC模型可以用来模拟当地土壤有机碳(SOC)含量的动态变化。对 2个试验长期 (10 0a)的模拟结果表明 :对于氮磷化肥配施试验 ,对照、单施氮肥和单施磷肥的处理SOC含量呈现下降趋势 ,氮肥与磷肥配合施用的处理土壤有机碳含量均呈上升的趋势 ,每年施用氮肥(纯N) 2 70kg·hm-2 配合施用磷肥 (P2 O5) 135kg·hm-2 的处理SOC含量与初始值相比增加了 31%。对于翻免耕试验 ,免耕并施用 112 5kg·hm-2 氮肥 (纯N)再配合每年秸秆还田 4 5 0 0kg·hm-2 的处理比初始值增加了 6 2 % ,翻耕并施用 187 5kg·hm-2 氮肥、15 0kg·hm-2 磷肥再配合每年秸秆还田 4 5 0 0kg·hm-2 的处理SOC含量比初始值增加了 5 6 %。从DNDC模型模拟得出 ,实行秸秆还田或增加作物生物产量还田及免耕等耕作措施将有效持续的增加SOC含量 ,提高土壤的可持续利用能力。     

种植翻压紫云英对耕层土壤结构性能及有机碳含量的影响

利用5年连续种植、翻压紫云英的定位试验稻田为平台,研究了紫云英-单季水稻种植体系下土壤结构性能及有机碳含量的变化。研究结果表明:与不施肥对照相比,长期种植翻压紫云英能显著提高土壤有机碳及易氧化有机碳含量,促进土壤大颗粒团聚体的形成,降低土壤容重,增加土壤孔隙度;在4个处理中,翻压紫云英+施用化肥处理的土壤微生物量C、微生物量N含量均最高,土壤活性有机碳比例高达38.5%。     

减量化肥配施紫云英对稻田土壤碳、氮的影响

以11 a(2008—2018年)长期定位试验为对象,研究了减施40%化肥下紫云英不同翻压量对双季稻产量及土壤活性有机碳、氮(DOC+MBC、DON+MBN)的影响,以探讨紫云英替代化肥的可行性和适宜翻压量。试验设置CK(不施紫云英和化肥)、GM_(22.5)(单施紫云英22.5 t·hm~(-2))、100%CF(常规施肥)和减施40%化肥(60%CF)条件下将紫云英翻压量设为15、22.5、30、37.5 t·hm~(-2)4个水平,共7个处理。于2018年晚稻收获后采集土壤样品,分析土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)。结果表明:与常规施肥相比,减施40%化肥下各紫云英不同翻压量处理早稻及全年两季稻谷产量持平或略有增加,且均随紫云英翻压量增多而提高。紫云英翻压量为15～30 t·hm~(-2)时,晚稻稻谷产量随紫云英翻压量的增多而提高,当紫云英翻压量多于30 t·hm~(-2)时,则呈下降趋势。除翻压紫云英15 t·hm~(-2)外,其他紫云英与化肥配施处理晚稻稻谷产量与常规施肥相比无显著差异;与常规施肥相比,紫云英与化肥配施均不同程度地提高了土壤MBC、MBN、DOC、DON含量。紫云英翻压量为15～22.5 t·hm~(-2)时,土壤MBC、MBN、DOC、DON均随紫云英翻压量增加而增加,当翻压量多于22.5 t·hm~(-2)时呈下降趋势;MBC/SOC和MBN/TN均随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的趋势,MBC/SOC在60%CF+GM_(22.5)处理最高,MBN/TN以60%CF+GM_(30)处理最高。DOC/SOC和DON/TN均在60%CF+GM_(15)处理最高;相关分析结果表明,土壤MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC、DON+MBN与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)呈极显著正相关(P0.01)。土壤各活性有机碳、氮与早、晚稻及全年两季稻谷产量均呈极显著正相关(P0.01)。综合考虑双季稻的产量效应及土壤培肥效果,在本试验条件下或与该试验区域气候特点和种植制度类似的南方水稻主产区,在减少40%化肥条件下,紫云英翻压22.5～30 t·hm~(-2)较为适宜。     

种植翻压紫云英对耕层土壤结构性能及有机碳含量的影响

利用5年连续种植、翻压紫云英的定位试验稻田为平台,研究了紫云英-单季水稻种植体系下土壤结构性能及有机碳含量的变化。研究结果表明:与不施肥对照相比,长期种植翻压紫云英能显著提高土壤有机碳及易氧化有机碳含量,促进土壤大颗粒团聚体的形成,降低土壤容重,增加土壤孔隙度;在4个处理中,翻压紫云英+施用化肥处理的土壤微生物量C、微生物量N含量均最高,土壤活性有机碳比例高达38.5%。     

紫云英腐解对土壤速效养分动态变化和单季稻产量的影响

为明确紫云英翻压后轮作单季稻对水稻生长和产量的影响,在种植和不种植单季稻的条件下,以紫云英为单一肥源,研究了翻压75 000 kg·hm-2高量紫云英鲜草后土壤速效氮、磷、钾养分的动态变化和对单季稻产量的影响。结果表明,紫云英翻压腐解后不轮作单季稻条件下,养分释放对土壤速效氮、磷、钾养分的动态变化影响结果不一,对土壤速效磷的影响时间最短,一般不超过20 d,对速效氮和速效钾的影响时间较长,分别达到120和150 d左右。种植单季稻后,水稻根系吸收养分对土壤速效钾和速效氮含量的变化影响比较明显,对土壤速效磷含量影响不大。以紫云英为单一肥源与不施化肥处理比较,收获期单季水稻稻秆和稻谷产量都显著提高。     

紫云英利用后减施化肥对水稻产量和产值及土壤碳氮含量的影响

通过大田定位试验,研究连续5年紫云英利用后不同化肥施用量对水稻产量和稻谷经济效益及土壤碳、氮含量的影响。试验共设6个处理,处理CK:不施紫云英和化肥(对照);处理CF:不施紫云英,施100%化肥(N、P2O5、K2O施用量分别为150、75、120 kg/hm2);处理A1:紫云英(22 500 kg/hm2,下同)+100%化肥+100%磷肥;处理A2:紫云英+80%氮、钾肥+100%磷肥;处理A3:紫云英+60%氮、钾肥+100%磷肥;处理A4:紫云英+40%氮、钾肥+100%磷肥。结果表明:施肥可以显著提高水稻产量,紫云英利用后化肥的增产效果更为显著,与CF相比,处理A2的早稻产量提高了7.7%,处理A3的水稻产量基本持平;紫云英利用后适当减少化肥用量可以增加水稻产值,与CF相比,处理A1的水稻产值增加了5.92%,处理A2的水稻产值的增加效果次之,增加了4.08%;处理A4提高水稻土壤有机碳和全氮含量的效果明显优于处理CF,A2处理的土壤有机碳、全氮含量比CF显著降低。综合以上研究结果,认为翻压紫云英可以代替部分化肥,增加水稻产量,减少生产成本,提高养分利用效率。     

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。     

紫云英还田减量施用化肥对水稻产量的影响

通过大田试验研究了翻压紫云英、不同化肥减量水平对水稻生长、产量的影响,结果表明：紫云英翻压后,若不配合施用化肥,后茬水稻产量、经济效益降低;在翻压紫云英、化肥减量40%～60%的条件下,后茬水稻产量、经济效益高于单施化肥处理,其中紫云英＋60%化肥处理水稻产量、经济效益最高,与纯化肥处理相比,水稻增产6.3%,经济效益...     

减量施肥下紫云英与稻草协同利用对双季稻产量和经济效益的影响

开展连续5年大田定位试验,研究减量施肥下不同紫云英与稻草利用处理对洞庭湖地区紫潮泥双季稻的产量、产量构成因素及经济效益的影响。结果表明,与单施化肥(F100)相比,不同紫云英、稻草利用处理均能促进水稻增产、稳产,其中紫云英与稻草协同利用的增产效果优于紫云英或稻草单独利用,协同利用处理中又以晚稻高茬稻草还田冬种紫云英(F80+HR+A)处理的效果更好。F80+HR+A处理的早、晚稻,5年平均产量较F100分别增产20.2%、11.9%,稻谷纯收益增加13.7%,边际成本报酬率为3.4元/元。早稻株高、每穗实粒数、千粒质量和晚稻株高、有效穗数、每穗实粒数的增加是水稻增产的主要原因。综上所述,晚稻留高茬还田冬种紫云英,不仅可以提高水稻产量,还可以获得较佳经济收益,减少化肥用量。     

Application of Chinese milk vetch affects rice yield and soil productivity in a subtropical double-rice cropping system

Green manure can be used as a substitute for chemical fertilizer without reducing rice yield. We studied the responses of soil fertility and rice yield to different combinations of Chinese milk vetch(CMV; Astragalus sinicus L.) and chemical fertilizer in a subtropical double-rice cropping system. Our goal is to reduce chemical fertilizer use and decrease environmental contamination. Compared with the recommended rate of chemical fertilizer(CF), both early-and late-rice yields in the two treatments supplied with 15 and 22.5 Mg CMV ha–1 plus 60% CF(represented as 60 A and 60 B, respectively) showed no significant differences while the two treatments supplied with 30 and 37.5 Mg CMV ha–1 plus 60% CF(represented as 60 C and 60 D, respectively) showed significantly higher values. The sustainable yield index(SYI) values in the 60 C and 60 D treatments with double-rice croppong system were significantly higher than those in other treatments(P0.05). Early-rice yield showed a significant positive relationship with the Chinese milk vetch incorporation rate. The coefficients increased annually from 2009 to 2013 and then decreased in 2014. Soil organic matter increased over time by the end of the experiment in all of the treatment groups. Soil organic matter in 60 A, 60 B and 60 C showed no significant difference compared with that in CF, while soil organic matter in 60 D was significantly higher than that in CF. The slopes of soil organic matter and total nitrogen over six years were the highest in 60 C and 60 D. The soil total nitrogen content in 60 A, 60 B, 60 C and 60 D was higher than that in CF, but the differences were not significant(P0.05). Therefore, a relatively high Chinese milk vetch incorporation rate(≥30 Mg ha–1) was more effective in improving the productivity and sustainability of paddy soil. The decreased coefficients of early-rice yield and the Chinese milk vetch incorporation rate in 2014 implied that the benefits of soil fertility and rice yield created by Chinese milk vetch input may decline after five years under a continuously high rate of Chinese milk vetch incorporation.     

纳米沸石对大白菜镉吸收及土壤有效镉含量的影响郑荧辉熊仕娟

通过大田试验研究了纳米沸石和普通沸石施用量（11250、22500、45000 kg·hm-2）对大白菜产量、品质及镉吸收和土壤全镉及有效镉含量的影响。结果表明,施用纳米沸石和普通沸石显著提高了大白菜产量（鲜重）,分别比对照增加了21.3%~35.2%和16.1%~31.8%。普通沸石以45000 kg·hm-2施用量处理产量最高,纳米沸石以22500 kg·hm-2施用量处理产量最高。纳米沸石和普通沸石中低施用量（≤22500 kg·hm-2）提高了大白菜氨基酸、还原糖和Vc含量。纳米沸石和普通沸石分别使大白菜地上部镉含量降低了19.3%~37.4%和9.9%~16.2%,使根部镉含量分别降低了8.1%~27.9%和17.3%~25.4%。施用纳米沸石和普通沸石显著降低了土壤有效镉含量,且降低效果随沸石施用量的增加而增加。纳米沸石和普通沸石施用量与土壤有效镉含量存在极显著负相关关系（r=-0.591,P<0.01）,与大白菜地上部和根部镉含量也存在极显著的负相关关系（r=-0.697,-0.766;P<0.01）。与普通沸石相比较,纳米沸石增加大白菜产量、降低大白菜镉含量及土壤有效镉含量的效果更好。     

缓控释肥对水稻产量及其构成因素的影响

以水稻品种富源四号(96D-10)为试材,采用随机区组设计的方法,对水稻控释肥施用量及施用方法进行了研究。结果表明:处理3(N-P-K:24-14-8)937.7kg.hm-2(基施524.4kg.hm-2、4叶期追施413.3kg.hm-2)公顷保苗数和穗粒数分别较其它处理高5.7%～13.9%、6.5%～8.1%,空秕率较其它处理低5.3%～32.2%。不同施肥处理总茎数、收获穗数、穗长间存在显著差异。水稻全生育期施用缓控释肥(N-P-K:24-14-8)937.5kg.hm-2(基施525kg.hm-2、四叶期追施412.5kg.hm-2)产量最高,为11 857.5kg.hm-2,施用控释肥较常规肥增产26.5%。     

紫云英与化肥配施对水稻生长及产量的影响

[目的]探讨紫云英与水稻轮作制下,化肥与紫云英配施对水稻生长及产量的影响。[方法]进行早稻和晚稻施肥效应试验,测定水稻的各种经济性状并分析与不同施肥处理的关系。[结果]化肥与紫云英配施,不仅能提高水稻产量,而且可以减少化肥用量;在减少40%化学肥料的基础上,配施15 000 kg/hm2紫云英效果最佳。[结论]紫云英对下茬作物具有较为明显的后效。