耕作措施对长期免耕双季稻田土壤碳库的影响

针对南方稻田长期免耕存在的主要问题,本研究选择湖南省双季稻区连续7年免耕稻田,进行了不同耕作措施对土壤的总有机碳、活性有机碳的变化情况及其对土壤碳库影响的研究,以期为建立合理的轮耕周期提供理论依据。结果表明:0~20 cm平均总有机碳和活性有机碳含量均为旋耕>连续免耕>翻耕。与连续免耕相比,旋耕有利于提高土壤活性有机碳含量(比连续免耕提高了5.08%),翻耕则会促进土壤活性有机碳分解(比连续免耕降低了2.73%)。晚稻收获时0~20 cm平均碳库管理指数也表现为旋耕>连续免耕>翻耕,其中翻耕使碳库管理指数整体上显著降低(比连续免耕降低了21.7%);旋耕略有提高(比连续免耕提高了3.9%),但未达到显著水平(P<0.05)。总之,与连续免耕相比,翻耕可促进土壤活性有机碳分解,进而显著降低碳库管理指数;但旋耕差异不显著(P<0.05)。     

稻草全量还田替代部分化肥对双季稻田土壤理化性质的影响

[目的]研究稻草全量还田替代部分化肥对双季稻田土壤理化性质的影响。[方法]研究等量氮磷钾养分施入条件下,连续7年机械化稻草全量还田减施化肥(SIF)、烧灰还田减施化肥(SBF)、单施化肥(F)和不施肥(CK)对双季稻田土壤理化性质的影响。[结果]在等量氮磷钾养分投入条件下,与SBF和F处理相比,SIF处理能明显降低土壤容重,均减少0.06 g/cm3,增加土壤总孔隙度、通气孔隙度、田间持水量和最大持水量,平衡土壤水、气状况,而前两者差异不显著;与F处理相比,SIF处理可以减缓土壤酸化,提高0.1个p H,土壤有机质增加0.83 g/kg,全氮和速效硅分别提高2.92%和42.19%,从而提高土壤肥力。土壤固碳量和固碳速率均呈SIFFSBF的趋势,在固碳减排上稻草还田具有更大优势。[结论]该研究为稻草资源有效利用和土壤合理培肥途径提供理论依据和技术指导。     

施肥耕作等农业措施对土壤质量的影响

本试验重点研究了长期定位施用化学氮肥、耕作措施、秸秆还田以及施用化学除草剂对土壤质量的影响。结果表明,施用化学氮肥主要影响土壤速效氮含量;粉碎以后结合耕作秸秆、还田或者粉碎以后覆盖还田对土壤质量改善明显,整秸秆覆盖还田以及免耕条件下还田效果不明显;常规的深浅轮耕耕作可以增加土壤速效氮的含量,但是也促进了土壤有机质的矿化分解,使土壤有机质含量降低。浅耕、少耕和免耕土壤无机氮含量相对于深浅轮耕明显降低,但土壤有机质含量与深浅轮耕相比则明显提高。施用除草剂使土壤有机质含量和土壤pH降低,但是增加了土壤速效养分含量。     

不同土壤耕作模式对双季稻植株生物学特性的影响

土壤耕作方式是影响稻田土壤物理性状和水稻产量的关键因素,以双季稻种植模式为研究对象,分析了双季水稻免耕(NT)、双季水稻翻耕(MP)、双季水稻旋耕(RT)、早稻旋耕-晚稻免耕(RT–NT)和早稻旋耕-晚稻翻耕(RT–MP)5种不同土壤耕作措施对双季稻植株生物学特性及产量的影响。结果表明:早稻和晚稻各个主要生育时期,各处理植株叶面积指数表现依次为早稻MPRTRTNTRT-MPNT,晚稻MPRT-MPRTRT-NTNT。其中,早稻各生育时期,MP处理植株的根系、茎、叶和穗干重均高于其他处理,均表现为MPRTRT-NTRT-MPNT;晚稻各生育时期,MP、RT-MP处理植株根系、茎和穗干重均显著高于NT,均表现为MPRT-MPRT-NTRTNT;MP、RT、RT-NT、RT-MP处理早稻产量比NT分别增加681.3、395.9、248.1、210.0kg/hm~2,晚稻产量比NT分别增加880.3、495.5、99.1、710.1kg/hm~2。说明不同土壤耕作模式下水稻植株干物质积累和产量有各自特征,以土壤翻耕和旋耕方式下水稻植株干物质总量大而且分配合理,有利于改善产量构成因素,增加水稻产量。     

双季稻田冬种对土壤肥力的影响及相关性分析

通过大田试验,对比研究了"冬闲-双季稻"和不同的"冬种-双季稻"种植模式对土壤肥力的影响。结果表明:与冬闲-双季稻种植模式相比,冬种-双季稻种植模式的土壤容重均有一定程度的下降,其中冬种大麦模式的降低幅度最大;所有冬种-双季稻种植模式的土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效钾含量都有一定的增加,但冬种豌豆模式的土壤速效氮和有效磷含量降低了。综合全部指标来看,稻田冬季种植蚕豆模式增加土壤养分含量最明显。     

有机无机肥配施对双季稻田土壤微生物和碳库的影响

通过4年定位试验,研究了不施肥(WF)、不施氮肥(WN)、单施化肥(CF)、猪粪替代20%氮肥(ZF)、猪粪堆肥替代20%氮肥(DF)、沼渣沼液替代20%氮肥(ZYF)6种施肥处理对双季稻田土壤的酶活性、可培养微生物数量、微生物量碳(SMBC)含量、微生物量氮(SMBN)含量、有机质含量和碳库管理指数的影响。结果表明:3种有机无机肥配施能显著提高双季稻田土壤中可培养细菌和放线菌数量,微生物量碳、微生物量氮、总有机质和活性有机质含量以及碳库活度指数、碳库管理指数,但处理间存在差异,以DF效果最好;连续耕作4年后,DF处理的土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量以及SMBC、SMBN含量分别比CF的提高了67.94%、50.30%、55.51%、17.96%和50.17%;DF的土壤磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性分别比CF的提高了18.19%、7.85%、73.47%和105.00%;总有机质、活性有机质含量及碳库管理指数分别比CF的提高了15.17%、58.40%、71.98%。综合分析,猪粪堆肥与化肥配施显著提高了稻田土壤中磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性和可培养细菌、真菌和放线菌数量,SMBC和SMBN的含量以及碳库管理指数,长期有机无机肥配施(尤其是猪粪堆肥与化肥配施)是扩大土壤碳库、提高土壤质量的有效途径。     

不同耕作模式对大豆田土壤杂草种子库的影响

[目的]明确不同耕作模式对大豆田土壤杂草种子库的影响。[方法]采用杂草种子萌发法,调查玉米大豆轮作区翻耕和免耕2种耕作模式下大豆田0~30 cm土层土壤杂草种子库组成及特征。[结果]2013—2015年调查统计结果表明,翻耕大豆田杂草共有16科28种,免耕大豆田杂草共有15科26种,有22种杂草在翻耕和免耕大豆田均有分布。翻耕田主要优势杂草为稗草、铁苋菜、龙葵、藜和委陵菜,免耕田主要优势杂草为龙葵、铁苋菜、稗草、藜和马唐,杂草类型以阔叶杂草为主,禾本科杂草较少。翻耕大豆田杂草种子库密度为3 248.2粒/m2,主要分布在0~5、15~20、20~25 cm土层,其中稗草的密度和相对优势度最高;免耕大豆田杂草种子库密度为3 181.5粒/m2,主要分布在0~5、20~25、25~30 cm土层,其中龙葵密度和相对优势度最高。不同耕作模式优势杂草在土层中的分布有一定差别,稗草在翻耕田主要分布于0~5、10~15、20~25 cm土层,而在免耕田主要分布于20~25 cm土层;龙葵在翻耕田主要分布于5~10、20~25 cm土层,而在免耕田主要分布于20~25 cm土层。[结论]免耕和翻耕对大豆田杂草种子库密度影响不大,不同耕作模式对杂草相对优势度和土壤中的垂直分布有一定影响。     

耕作措施对双季稻田土壤碳及有机碳储量的影响

针对不同耕作措施对双季稻田的固碳效应和固碳潜力问题,选择湖南省宁乡县的双季稻区试验点进行了有机碳、活性有机碳以及耕层有机碳储量的研究,以期为制定适合于稻田条件下的合理耕作方式提供理论依据。结果表明,耕作措施和秸秆还田对有机碳(SOC)和活性有机碳(AOC)含量均产生不同程度的影响。免耕处理下,有机碳和活性有机碳含量皆随土壤深度的增加而减少,土壤0～5cm的SOC和AOC的含量最高,且与其他层次达到显著性差异水平(P<0.05),具有明显的表层富集现象。与免耕相比,旋耕和翻耕则更利于5～10cm和10～20cm土层的有机碳和活性有机碳的积累。比较秸秆还田对SOC和AOC的影响表明,秸秆还田有效地提高了0～10cm有机碳含量,但对10～20cm并未产生显著影响,秸秆的输入并未增加土壤活性有机碳的含量。采用等质量方法计算了耕层土壤有机碳储量,结果显示旋耕秸秆还田使有机碳储量明显增加,而免耕只增加了土壤0～5cm和5～10cm土层有机碳储量,10～20cm有机碳储量有所降低,但耕作措施对有机碳储量的长效作用还有待于进一步研究。     

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

【研究目的】以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,探讨长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。【方法】采用3种浓度的KMnO4(33、167、333mmol/L)氧化法测定土壤高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分含量。【结果】研究表明:红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主。连续种植25a水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。各施肥处理的土壤有机质、活性有机质组分含量和碳库管理指数均有所增加,CMI以NPK RS处理上升最大,NK处理最小。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。【结论】长期化肥与有机肥、稻草配合施用能明显增加红壤水稻土活性有机质组分和水稻产量。CMI可以作为评价土壤质量的指标。     

耕作方式对稻田土壤有机碳转化的影响

为阐明免耕土壤碳转化过程对土壤同碳的影响,设计了4种耕作方式,包括稻草还田免耕(NTS)、稻草还田常耕(CTS)、无稻草还田免耕(NT)和无稻草还田常耕(CT),在水稻生育期分层(0~5、5~12和12~20 cm)采集稻田耕层土壤样品进行测定.结果表明,在0~5 cm土层,土壤有机碳、活性碳、热水提取碳水化合物、全酚...     

少免耕栽培晚稻对土壤微生物区系及活度的动态影响

为探明农业技术措施对土壤生物学特征的影响，以制定合理的耕作制度，保障土壤的可持续利用，进行了1／3稻草覆盖少免耕对晚稻土壤微生物区系及活度的动态影响研究．结果表明，土壤中几类微生物的数量在晚稻不同生育期都表现为先升后降的趋势，并且在晚稻分蘖盛期最高．好气性细菌、放线菌、真菌及微生物活度从高到低为少耕土壤、翻耕土壤、免耕土壤，而厌气性细菌数量从高到低为翻耕土壤、少耕土壤、免耕土壤．通过对土壤微生物分析评价发现，在提高土壤质量和利于作物生长方面，少量秸秆还田少耕要优于少壤特秆还田翻耕和免耕。     

Soil Quality Assessment of Acid Sulfate Paddy Soils with Different Productivities in Guangdong Province,China

Land conversion is considered an effective measure to ensure national food security in China, but little information is available on the quality of low productivity soils, in particular those in acid sulfate soil regions. In our study, acid sulfate paddy soils were divided into soils with high, medium and low levels based on local rice productivity, and 60 soil samples were collected for analysis. Twenty soil variables including physical, chemical and biochemical properties were determined. Those variables that were significantly different between the high, medium and low productivity soils were selected for principal component analysis, and microbial biomass carbon （MBC）, total nitrogen （TN）, available silicon （ASi）, pH and available zinc （AZn） were retained in the minimum data set （MDS）. After scoring the MDS variables, they were integrated to calculate a soil quality index （SQI）, and the high, medium and low productivity paddy soils received mean SQI scores of 0.95, 0.83 and 0.60, respectively. Low productivity paddy soils showed worse soil quality, and a large discrepancy was observed between the low and high productivity paddy soils. Lower MBC, TN, ASi, pH and available K （AK） were considered as the primary limiting factors. Additionally, all the soil samples collected were rich in available P and AZn, but deficient in AK and ASi. The results suggest that soil AK and ASi deficiencies were the main limiting factors for all the studied acid sulfate paddy soil regions. The application of K and Si on a national basis and other sustainable management approaches are suggested to improve rice productivity, especially for low productivity paddy soils. Our results indicated that there is a large potential for increasing productivity and producing more cereals in acid sulfate paddy soil regions.     

Soil Quality Assessment of Acid Sulfate Paddy Soils with Different Productivities in Guangdong Province,China

Land conversion is considered an effective measure to ensure national food security in China, but little information is available on the quality of low productivity soils, in particular those in acid sulfate soil regions. In our study, acid sulfate paddy soils were divided into soils with high, medium and low levels based on local rice productivity, and 60 soil samples were collected for analysis. Twenty soil variables including physical, chemical and biochemical properties were determined. Those variables that were significantly different between the high, medium and low productivity soils were selected for principal component analysis, and microbial biomass carbon (MBC), total nitrogen (TN), available silicon (ASi), pH and available zinc (AZn) were retained in the minimum data set (MDS). After scoring the MDS variables, they were integrated to calculate a soil quality index (SQI), and the high, medium and low productivity paddy soils received mean SQI scores of 0.95, 0.83 and 0.60, respectively. Low productivity paddy soils showed worse soil quality, and a large discrepancy was observed between the low and high productivity paddy soils. Lower MBC, TN, ASi, pH and available K (AK) were considered as the primary limiting factors. Additionally, all the soil samples collected were rich in available P and AZn, but deficient in AK and ASi. The results suggest that soil AK and ASi deficiencies were the main limiting factors for all the studied acid sulfate paddy soil regions. The application of K and Si on a national basis and other sustainable management approaches are suggested to improve rice productivity, especially for low productivity paddy soils. Our results indicated that there is a large potential for increasing productivity and producing more cereals in acid sulfate paddy soil regions.     

湖南双季稻种植区不同生产力水稻土质量综合评价

【目的】利用非线性评价模型量化不同生产力水稻土的质量变化,为双季稻种植区水稻土的可持续利用提供科学依据。【方法】以湖南省双季稻主产区为试验样区,采用综合评价方法,将土壤质量划分为抗物理退化、养分供应与贮藏、抗生物化学退化和保持作物生产力这4项土壤功能。运用专家小组打分和因子分析相结合的方法,确定各项功能和指标的权重,用非线性评分模型对不同生产力水稻土测定的各项指标进行无量纲(0和1之间)评分。【结果】结果表明,8个试验区高产水稻土具有良好的物理、化学和生物化学质量;中产水稻土的物理质量比较好,但生物化学质量较差;低产水稻土的物理、化学和生物化学质量均较差,主要体现在有机质含量低,养分供应、贮藏能力差。【结论】高产水稻土的总体土壤质量高,对双季稻生长不构成障碍;影响中产水稻土质量的主要因子是养分供应不平衡,采用良好的管理措施可以使其土壤质量在短期内得以提高;低产水稻土的总体质量差,在这类水稻土上需要增加有机肥和无机养分的投入,改善其总体土壤质量。     

轮耕对双季稻田耕层土壤有机碳储量的影响

【目的】针对南方稻田连续免耕存在的有机碳表层富集现象,进行土壤轮耕效应的初步研究。【方法】试验选择双季稻区连续免耕7年稻田,研究了轮耕对耕层土壤有机碳含量及其对等质量法计算的耕层土壤有机碳储量影响。【结果】长期免耕后,翻耕、旋耕降低了表层0—5cm土壤有机碳含量,提高了下层5—20cm土壤有机碳含量,进而降低了耕层土壤有机碳层化率;而翻耕、旋耕后免耕土壤有机碳含量相对于翻耕、旋耕分别呈相反的趋势。2006—2009年表层600Mg·hm-2土壤有机碳储量均以长期免耕最高。长期免耕后,翻耕、旋耕秸秆还田会提高下层土壤有机碳储量,进而在一定程度上影响耕层2550Mg·hm-2土壤有机碳的累积;而翻耕、旋耕后免耕耕层土壤有机碳储量较翻耕、旋耕有所降低。【结论】长期免耕后,连续免耕秸秆还田会增加表层600Mg·hm-2土壤有机碳储量;而翻耕、旋耕秸秆还田会提高下层土壤有机碳储量。     

不同耕作方式对植烟土壤及烤烟质量的影响

为增加植烟土壤孔隙度、降低土壤容重,进而改善土壤物理结构,从而达到提高植烟土壤质量、提升烤烟品质的目的。本试验以云烟87为试验材料,采用随机区组试验设计,设置了T1旋耕、T2松地和T3翻地三种耕作方式。结果表明,在烟草整个生育期内,T1处理对植烟土壤速效钾含量有较好的影响;T2处理对植烟土壤碱解氮含量、速效磷含量以及烟草大田前期(移栽后30-60d)的土壤有机质、可溶性有机氮含量影响较好;T3处理对烟草大田后期(移栽后90-120d)的有机质以及可溶性有机碳含量有较好的影响;此外,相较于T1处理,T2、T3处理都能够提高烤烟烟叶的总糖和还原糖含量、降低烟碱含量。总的来说,相较于旋耕,松地和翻地对植烟土壤和烤烟质量的影响更好。     

长期施肥对红壤性水稻土理化性质的影响及土壤肥力质量评价

基于江西进贤红壤性水稻土长期施肥定位试验,研究施肥前后的土壤基本理化性质的变化,并对不同施肥处理进行土壤肥力质量评价。结果表明:(1)长期施肥导致了土壤的p H值下降,不合理施肥使土壤基本性质退化,有机无机肥配施能有效缓解土壤酸化,显著提高土壤有机碳和有效养分含量。(2)运用Fuzzy综合评判法对土壤肥力质量进行等级评定,有机无机肥配施的处理(NPKOM)为二级,其他施肥处理均为三级,其中对照和单施氮肥处理土壤肥力质量有明显降低的趋势。