稻蟹共生系统不同水稻栽培模式土壤理化性状和有效养分的变化规律

试验设置养蟹田单穴单株、单穴双株、单穴四株和不养蟹田单穴双株4个处理,研究了不同水稻栽培模式下稻田土壤容重、团聚体含量、pH、有机质、土壤总氮、碱解氮、速效磷、有效钾和水稻产量的变化规律。结果表明:与不养蟹稻田相比,养蟹稻田可以显著降低土壤容重,增加粒径>0.2 mm团聚体的含量,降低粒径<0.002 mm微团聚体的含量,土壤团聚化程度加强,同时可以调节土壤pH,显著提高土壤中有机质的含量,但对土壤总氮含量影响不显著,在水稻生长后期会显著提高土壤中碱解氮、速效磷、有效钾含量,养蟹稻田内理化性状和土壤养分含量受栽培模式的影响均不显著。养蟹稻田水稻产量高于常规稻田,养蟹稻田内各处理间差异不显著,以单穴四株水稻产量最高。     

不同河蟹放养密度对养蟹稻田水环境及水稻产量影响的研究

为研究稻蟹共作对水环境和水稻产量的影响,在水稻本田期、返青期、分蘖期、拔节期、扬花期和灌浆期分别采集不同河蟹放养密度的稻蟹共作稻田(低密度,仔蟹放养密度18 ind/m2;高密度,仔蟹放养密度54 ind/m2)和不养蟹稻田(CK)水体的水样,分析不同稻田的水质和水稻产量。结果表明:在水稻生长周期,不养蟹稻田溶解氧含量高于养蟹稻田,其中扬花期,不养蟹稻田显著高于养蟹稻田(P0.05);低密度养蟹稻田和高密度养蟹稻田差异不显著(P0.05)。分蘖期,高密度养蟹稻田氨氮含量最高,不养蟹稻田和高密度养蟹稻田呈显著差异(P0.05)。灌浆期时,不养蟹稻田总磷含量最高,不养蟹稻田和养蟹稻田呈显著的差异(P0.05),低密度养蟹稻田和高密度养蟹稻田差异不显著(P0.05)。水稻生长周期,从分蘖期开始缺乏磷肥,从扬花期和灌浆期开始缺乏氮肥。分蘖期放养蟹苗比较适宜,此期以后亚硝酸盐和氨氮含量迅速下降,低于仔蟹的安全浓度。低密度养蟹稻田水稻产量最高,且与不养蟹稻田和高密度养蟹稻田呈差异显著(P0.05),不养蟹稻田和高密度养蟹稻田水稻产量差异显著(P0.05),不养蟹稻田水稻产量最低。     

稻蟹共作模式对土壤微生物量氮和酶活性的影响

为探索稻蟹共作系统中微生物量氮(MBN)含量和酶活性的动态变化,在辽宁盘锦开展田间试验,试验采用2因素裂区设计,以养蟹为主因素,施肥为副因素,设置4个处理,即单作稻不施氮肥处理(R0M)、稻蟹共作不施氮肥处理(R0C)、单作稻施氮肥处理(R1M)和稻蟹共作施氮肥处理(R1C)。结果表明,施肥显著提高0～20. 0cm土壤NH4+-N、NO3--N和MBN的含量,显著提高0～20.0 cm土壤脲酶、蛋白酶和脱氢酶的活性,以及0～10. 0 cm土壤过氧化氢酶活性。养蟹对土壤NH4+-N和NO3--N含量影响较小,在施肥条件下,养蟹显著提高0～20. 0 cm土层土壤MBN含量,在不施肥稻田中,养蟹对土壤MBN的影响较小。养蟹显著提高0～10. 0 cm土壤脲酶和蛋白酶活性以及0～20. 0 cm土壤脱氢酶活性,对10.1～20. 0 cm土壤脲酶活性、蛋白酶活性和0～20. 0 cm土壤过氧化氢酶活性的影响较小。因此,稻蟹共作模式可以在一定程度上提高土壤MBN含量和酶活性,增强酶在土壤氮素转换过程中的积极作用,提高土壤氮素的有效性。     

模拟强酸雨对福州平原稻田土壤团聚体稳定性及碳氮分布的影响

以福州平原稻田为研究对象,设置模拟酸雨pH分别为2.5、3.5、4.5,以不做任何处理为对照(CK),探讨喷淋模拟酸雨后早、晚稻田土壤团聚体的分布特征及稳定性,测定并分析土壤碳氮含量变化。结果表明,早、晚稻田土壤团聚体均以微团聚体(0.25 mm粒级团聚体)为主。酸雨对早稻田土壤团聚体平均质量直径(mean weight diameter, MWD)、平均几何直径(geometrical mean diameter, GMD)、0.25 mm粒级团聚体(diameter of more than 0.25 mm, DR_(0.25))含量和分形维数(fractal dimension,D)影响不显著;但显著减少晚稻田土壤团聚体MWD、GMD和DR_(0.25)含量(P0.05),显著增加土壤团聚体D值(P0.05)。各酸雨处理对早稻田土壤碳含量影响均不显著,但促进土壤氮含量增加,其中pH4.5酸雨处理影响显著(P0.05);各酸雨处理均增加晚稻田土壤碳氮含量,其中pH4.5酸雨处理影响显著(P0.05)。土壤碳氮含量比主要集中在0.25 mm粒级团聚体内,表明土壤大团聚体是碳氮含量的主要载体。     

北方稻蟹共作对水体氮素淋溶损失的影响

为探索稻蟹共作系统水体氮(N)素的淋溶损失,在辽宁省盘锦市开展田间试验。试验采用二因素裂区设计,以养蟹为主因素,施N肥为副因素,设置4个处理,即单作稻不施N肥(R0M),稻蟹共作不施N肥(R0C),单作稻施N肥(施N量为160 kg/hm~2,R1M)和稻蟹共作施N肥(160 kg/hm~2, R1C)。结果表明:铵态氮(NH_4~+-N)是田面水中N素存在的主要形态,占田面水中总N(total nitrogen, TN)含量的50.8%;硝态氮(NO_3~--N)是淋溶水N素的主要形态,占TN淋溶量的58.5%。施肥可以显著提高土壤微生物量N(microbial biomass nitrogen, MBN)含量、田面水N素和淋溶水N素含量(P0.05)。养蟹稻田的土壤MBN含量较单作稻田提高了17.7%。养蟹可以显著降低淋溶水NO_3~--N含量(P0.05),但是对田面水N素、淋溶水铵态氮(NH_4~+-N)和可溶性有机氮(dissolved organic nitrogen, DON)含量影响较小。淋溶水NO_3~--N含量与田面水NO_3~--N含量呈线性正相关(P0.01),淋溶水DON含量与土壤MBN含量呈线性负相关(P0.01)。R1M和R1C处理的TN淋溶量分别占当季施肥量的7.6%和6.3%,N淋溶不是肥料中N素损失的主要途径。在施肥条件下,养蟹降低了15.0%的TN淋溶量(P0.05),而在不施肥条件下,降低了7.2%的TN淋溶量(P0.05)。说明稻蟹共作模式可以有效地降低稻田肥料N素的淋溶损失。     

深耕和秸秆还田对不同质地土壤团聚体组成及稳定性的影响

在壤土和黏土中分别设置了常规耕作+秸秆还田(CT)、深耕+秸秆还田(DT)、深耕+秸秆不还田(DNT)3个处理,探讨了深耕和秸秆还田对土壤团聚体组成及稳定性的影响。结果表明,深耕和秸秆还田对土壤团聚体组成的影响受土壤质地和土层深度影响,两者均显著影响壤土和黏土0~10 cm土层粒径大于10 mm和粒径介于1~5 mm机械稳定性团聚体的含量,对10~20 cm土层无显著影响;两者对壤土中水稳定性团聚体组成的影响较黏土大,两者均增加壤土和黏土0~10 cm土层粒径介于3~5 mm水稳定性团聚体的含量,降低粒径小于0.25 mm水稳定性团聚体的含量,对10~20 cm土层无显著影响。总体上,深耕能增加壤土耕层下部和黏土机械稳定性和水稳定性团聚体平均质量直径,秸秆还田能增加壤土和黏土机械稳定性和水稳定性团聚体平均质量直径,进而增加土壤团聚体的稳定性。     

保护性耕作对四川紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量与分布的影响

通过18年田间定位试验,研究了保护性耕作对四川盆地紫色水稻土团聚体组成和有机碳含量的影响。结果表明:保护性耕作影响紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量,土壤有机碳含量随着深度增加而降低。各种耕作处理的不同土层均以0.02~0.25 mm团聚体所占的比例最大;垄作免耕和畦作免耕土壤表层(0~10 cm)>0.25 mm的团聚体占比增加,尤其畦作免耕表现得更加明显;垄作免耕使表层(0~20 cm)中各粒径团聚体中有机碳含量显著增加,0.25~2 mm团聚体占比与土壤有机碳含量呈显著线性正相关;长期保护性耕作导致有机碳在土壤剖面的层次分异以及土壤表层大团聚体的相对富集。通过研究保护性耕作对紫色水稻土剖面团聚体有机碳分布的影响,有利于揭示农业管理措施对土壤碳库变化的影响。     

秸秆还田下双季稻田土壤团聚体碳氮磷含量及生态化学计量比特征

土壤碳氮磷等养分含量及其生态化学计量比对作物养分供应有重要影响,长期秸秆还田如何影响稻田土壤水稳性团聚体碳氮磷含量及生态化学计量比尚不清楚。本研究以双季稻田为研究对象,设置仅施化肥(CK)、低量秸秆还田+化肥(LS)和高量秸秆还田+化肥(HS)三个处理,于秸秆还田后的第9~10年测定土壤水稳性团聚体组成及其碳氮磷含量,分析土壤水稳性团聚体分布、平均重量直径及元素生态化学计量比,旨在明确长期秸秆还田下双季稻田土壤各粒径水稳性团聚体对碳氮磷养分的贡献及其生态化学计量比特征。结果表明,秸秆还田后的9~10年,与CK相比,HS和LS处理显著增加了>0.25 mm粒径水稳性团聚体(R0.25)的占比和平均重量直径(MWD);HS处理显著提高了>2 mm、0.25~1 mm、0.053~0.25 mm和<0.053 mm粒径水稳性团聚体总碳(TC)和总氮(TN)含量,且增加幅度最大的粒径为0.25~1 mm,分别为28.1%和22.9%,而对总磷(TP)含量无显著影响。HS和LS处理较CK显著提高了>2 mm粒径水稳性团聚体对于土壤TC、TN和TP的贡献率,有助于改善水稻的氮磷吸收。与CK相比,HS处理提高了各主要粒径水稳性团聚体(>2 mm、1~2 mm、0.053~0.25 mm和<0.053 mm)氮磷比和碳磷比,有利于提高稻田氮素有效性,且碳磷比未达到限制磷素供应的阈值而没有降低磷素有效性。研究表明,高量秸秆(6 t/hm2)还田提高了稻田水稳性团聚体的稳定性,提高了土壤碳氮储量,以及水稳性团聚体氮磷比,对于改善稻田土壤结构和氮素供应具有较好的效果。     

稻田垄作免耕对土壤的中小团聚体孔隙分布的影响

稻田垄作免耕是一种保护性耕作措施,有利于保持土壤肥力.增加粮食产量.本研究利用长期田间定位试验,采用光学图像分析结合分形理论研究稻田垄作免耕和常规平作2种不同耕作制度下,土壤团聚体不同粒径的孔隙特征及分布.结果表明土壤在0.450～1.00 mm粒级团聚体的孔隙分形维教最大.垄作免耕为2.32,常规平作为2.20,小于0.45 mm的其它几个粒径团聚体孔隙分形维敷在1.2左右,＞0.45mm的团聚体与＜0.45 mm的团聚体差异显著,而小于0.45 mm其它几个粒径之间的孔隙分形分布特征无显著差异;耕层土壤的孔腺结构有相同的分布模式随团聚体粒径增加.土壤孔隙体积百分比减少.如均以0.053-0.200 mm粒级的孔隙体积最大,垄作免耕为6.34～15.4 cm3·100 g～.常规平作为3.59～16.3 cn3·100 g-1 ;＞1.mm粒级的孔隙体积最小,垄作免耕＜0.924 cm3·100 g-1,常规平作＜0.652 cm3·100 g-1.土壤团聚体在＜1mm粒径上的孔隙分布主要取决于团聚体本身结构特征的影响,而受耕作制度影响不显著.     

不同肥料配施对复垦土壤团聚体及有效磷含量的影响

[目的]为寻找矿区采煤塌陷复垦土壤的最佳培肥模式。[方法]以山西省长治市襄垣县采煤塌陷复垦土壤为研究对象,探讨了有机肥、化肥和菌肥对复垦土壤团聚体及有效磷含量的影响。[结果]有机肥+化肥+菌肥处理与其余处理相比,显著降低5.00mm团聚体数量,0.25d≤0.500、0.50d≤1.00mm团聚体数量则有不同程度的提高;且复垦土壤、不同粒径团聚体有效磷含量及其玉米产量提高最显著,其中复垦土壤有效磷含量提高了0.51~4.88mg·kg-1,不同粒径团聚体有效磷含量提高了0.13~4.78mg·kg-1;玉米产量提高了24.04~2 524.90kg·hm-2。施用菌肥与未施用菌肥的处理相比,5.00mm团聚体含量降低了0.93%~21.78%,土壤有效磷含量提高了62.03%~13.36%,不同粒径团聚体有效磷含量提高了3.92%~69.18%。2.00d≤5.00mm团聚体对土壤有效磷含量贡献率最高,5.00mm团聚体对土壤有效磷含量贡献率最低。随着复垦年限的增加,5.00mm团聚体含量降低显著,土壤有效磷含量及玉米产量均有较大提高。[结论]施用有机肥+化肥+菌肥配合春旱季节耙、耱、镇压等可以有效降低大粒径团聚体含量,提高土壤有效磷含量及玉米产量,可作为矿区采煤塌陷复垦土壤的最佳培肥模式。