稻麦轮作下长期秸秆还田和钾肥施用后效对水稻产量和土壤肥力的影响

为研究秸秆还田后效对土壤肥力和作物产量的影响,在稻麦轮作下开展了长期钾肥施用和秸秆还田的田间试验,设置了秸秆不还田和不施用钾肥(CK)、秸秆还田(SR),只施用钾肥(K),秸秆还田和配施适量的钾肥(SR+K).结果表明:与CK相比,经过秸秆还田(SR+K、SR)和施用K的处理水稻产量分别提高了17.83％、9.39％和7.96％;秸秆还田处理和钾肥处理的产量无显著差异;SR+K处理的水稻秸秆氮磷钾含量分别显著增加了78.9％、38.5％、152.8％,养分吸收量分别增加41.4％、49.2％和159.2％,氮肥偏生产力提高了17.87％;秸秆还田(SR+K、SR)的土壤,有机质、全氮、速效钾含量均显著增加,K处理的土壤养分没有显著变化.可知,对于粉沙壤水稻土,长期秸秆还田配施适量钾肥,可以维持土壤肥力,提高作物产量和提高氮肥的利用效率.     

秸秆还田条件下不同供钾能力土壤水稻、油菜、小麦钾肥减量研究

【目的】研究不同供钾能力土壤在秸秆还田条件下钾肥减量施用对水稻、油菜、小麦的产量、钾素吸收量及钾肥利用率的影响,计算秸秆还田条件下3种作物的钾肥适宜用量,为秸秆还田条件下钾肥资源的合理利用及农田钾素养分管理和调控提供理论依据。【方法】2013—2015年在湖北省38个县(市)的水稻、油菜及小麦3种作物上开展秸秆还田钾肥减量施用田间试验。试验设置6个处理,分别为(1)对照,不施钾(CK);(2)施用全量化学钾肥(+K);(3)秸秆还田处理(+S);(4)秸秆还田配施50%钾肥(S+1/2K);(5)秸秆还田配施75%钾肥(S+3/4K);(6)秸秆还田配施全量钾肥(S+K)。参考不施钾肥处理的作物相对产量(即CK处理产量/+K处理产量)将土壤供钾能力分为高、中、低3个水平。【结果】不同供钾水平土壤施钾和秸秆还田均能不同程度增加水稻、油菜和小麦的产量和地上部钾素吸收量。其中,高供钾能力的土壤水稻、油菜和小麦仅通过上季作物秸秆全量还田即可满足作物高产的钾素需求;中等供钾能力的土壤3种作物可在秸秆还田条件下减少50%钾肥用量;而低供钾能力的土壤,秸秆还田条件下水稻季可减少25%钾肥用量,油菜和小麦季可减少50%钾肥用量。从土壤钾素表观平衡来看,秸秆还田可缓解土壤钾素亏缺,其中油菜季平均盈余量为14.1—152.6kg K_2O·hm~(-2),小麦季平均盈余量为25.5—95.9 kg K_2O·hm~(-2),水稻季则仍表现为钾素亏缺。在考虑秸秆钾素投入量的情况下,通过一元二次方程和线性加平台方程拟合秸秆还田条件下钾肥用量与作物产量之间的关系,以+K处理产量为标准得到秸秆还田条件下的适宜钾肥用量。结果表明,在前茬作物秸秆全量还田的条件下,供钾能力为中、高等水平的土壤3种作物钾肥适宜施用量为20—33 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥施用量低于水稻和小麦;而供钾能力低的土壤上,秸秆还田土壤钾肥适宜施用量为45—49 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥推荐用量高于水稻和小麦。与目前钾肥经济施用量60 kg K_2O·hm~(-2)相比,3种作物在供钾能力为中、高等水平的土壤通过秸秆还田可节省钾肥45.0%—66.7%,供钾能力低的土壤也可节省钾肥18.3%—25.0%。【结论】秸秆还田条件下水稻、油菜及小麦可以在减少18.3%—66.7%钾肥用量的同时保证作物产量,钾肥施用量减少的比例应根据土壤供钾水平进行调整。     

秸秆还田与减施钾肥对双季稻区水稻产量及土壤养分的影响

在水稻秸秆还田的基础上减施10%钾肥,研究其对双季稻水稻的产量以及土壤基本性状的影响。结果表明:秸秆还田并减施10%钾肥(LK+S)可以显著改善水稻的生长性状和提高水稻产量,较单施化肥处理(F)的早稻增产97.5 kg/hm~2、晚稻增产106.5 kg/hm~2。同时秸秆还田并减施10%钾肥处理的土壤有机质、全氮含量分别较单施化肥处理增加1.2 g/kg和0.07 g/kg。另外,秸秆还田并减施10%钾肥处理与全量施肥并添加秸秆处理(F+S)相比,水稻的产量和土壤基本养分含量差异较小,这表明在实现秸秆还田的同时,减少化学钾肥10%,可以实现水稻的稳产和保证土壤的基本肥力。     

豫东潮土长期施钾和秸秆还田对冬小麦—夏玉米产量和土壤钾养分含量的影响

在豫东潮土一年两熟(小麦—玉米)条件下,通过10年田间定位试验,研究了长期施钾和秸秆还田对冬小麦—夏玉米产量和土壤钾养分含量的影响。结果表明:在施用氮、磷肥的基础上,长期施用钾肥和秸秆还田可显著增加作物的经济产量,大幅度提高土壤速效钾和缓效钾的养分含量。因此,钾素养分的有效管理,应考虑无机资源和有机资源的综合使用。     

长期秸秆还田与施肥对成都平原稻-麦轮作下作物产量和土壤肥力的影响

为了研究长期秸秆覆盖还田配合不同施肥处理对成都平原稻-麦轮作下作物产量及土壤肥力的影响及提出该种植模式下的作物最佳施肥方案和明确土壤培肥效果,2005-2011年,在成都平原灰色冲积水稻土壤上,采用秸秆覆盖还田配施不同用量氮磷钾肥连续免耕轮作种植水稻和小麦,研究不同处理对作物产量的影响;于2010年水稻收获后采取耕层(0~5,5~15和15~30cm)土样,分析不同处理对壤理化性状的影响。在相同化肥用量条件下,秸秆覆盖还田能显著增加水稻和小麦产量。在秸秆还田基础上增施氮肥和钾肥都能显著提高水稻和小麦产量,而磷肥只能增加小麦产量,对水稻产量没有影响。秸秆覆盖还田比单施化肥每季每公顷至少能节约60 kg N/hm2、60 kg P2O5/hm2和90 kg K2O/hm2。秸秆还田配施化肥处理分别比对照处理降低了0~5和5~15 cm的土层容重,提高了土壤总孔隙度、土壤团聚体数量、耕层土壤养分速效量以及有机质含量,特别是0~5 cm土层,说明连续秸秆覆盖加免耕促进土壤有机质和养分在表土层富集。     

麦棉周年秸秆还田对棉花生物量与养分吸收的影响

本文旨在研究麦棉周年秸秆还田和施钾对棉花产量、生物量和养分吸收的影响,对比分析秸秆还田钾肥替代的可行性。试验通过在棉花季设置小麦秸秆全量还田9000 kg/hm²、半量还田4500 kg/hm²、施钾量K150和K300;小麦季只在两个相应的秸秆还田处理上进行棉花秸秆还田7500 kg/hm²,不施钾肥;以两季均无秸秆和不施钾处理为对照。结果表明,两年试验中,麦棉秸秆全量还田处理较对照显著提高了棉花铃数、单铃重和皮棉产量,显著提高了棉花生物量和氮磷钾累积量,且全量还田处理的增产效果及促进养分吸收效应显著大于半量还田,与K150处理效果相当,但显著低于K300处理。秸秆还田对钾吸收的促进效应大于氮磷。麦棉周年秸秆还田延缓了棉花生育后期因缺钾引起的早衰,可以部分替代钾肥的施用。     

平衡施钾对水稻甬优15号产量和土壤养分含量的影响

通过田间试验,研究不同施钾处理对水稻产量和土壤养分含量的影响。结果表明,与不施钾肥相比,常规施钾和平衡施钾处理显著提高了水稻的穗长、千粒重、产量和秸秆全钾含量,并有效增加了土壤有机质、全氮和有效磷含量。与常规施肥相比,平衡施钾能增加水稻产量,有效增加水稻籽粒全氮、秸秆全氮和全磷含量以及土壤有效磷和速效钾含量。由此可见,钾肥对水稻产量和土壤养分含量有一定的提升作用,以平衡施肥的提升效果最为显著。     

湖北省不同稻作区域秸秆还田替代钾肥效果

【目的】研究不同稻作区域钾肥和秸秆还田对水稻产量、钾素吸收量以及农田钾素表观平衡的影响,分析不同稻区秸秆还田可替代化学钾肥的用量,为不同区域稻田秸秆还田条件下钾肥的合理配置提供理论依据。【方法】2013年在湖北省鄂东丘陵、鄂中丘陵岗地和江汉平原3个区域的19个县（市）布置稻田秸秆还田替代钾肥效果研究田间试验,试验共设置6个处理：分别为（1）不施钾（NP）;（2）施化学钾肥（NPK）;（3）施秸秆（NP+S）;（4）秸秆还田配施1/2化学钾肥（NP+1/2K+S）;（5）秸秆还田配施3/4化学钾肥（NP+3/4K+S）;（6）秸秆还田配施全量化学钾肥（NPK+S）。【结果】不同稻作区钾肥和秸秆均能不同程度增加水稻产量和地上部钾素吸收量。与NP处理相比,鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区NPK处理水稻分别增产0.36、0.36和1.07 t·hm^-2,平均增产率分别为6.4%、5.0%和15.3%;而施秸秆（NP+S）处理水稻分别平均增产0.57、0.49和0.24 t·hm^-2,增产率为7.6%、6.9%和4.0%。3个稻作区施化学钾肥（NPK）地上部钾素吸收量平均增加20.1-61.9 kg K₂O·hm^-2,施秸秆（NP+S）钾素吸收量平均增加8.5-39.1 kg K₂O·hm^-2,江汉平原区施化学钾肥处理产量和钾素吸收量均显著高于施秸秆处理,而鄂东丘陵区和鄂中丘陵岗地区NP+S与NPK处理的产量和钾素吸收量均没未表现出差异。通过计算土壤-作物系统钾素表观平衡,发现一季水稻收获后土壤钾素均处于亏缺（平均钾素亏缺量为144.3-284.4 kg K₂O·hm^-2）状态,但秸秆还田处理亏缺量小于秸秆不还田处理。在保证水稻产量（即NPK处理产量）时秸秆还田条件下,采用模型计算出鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区的平均钾肥用量分别比目前钾肥推荐用量（60 kg K₂O·hm^-2）节约化学钾肥66.8%、75.2%和9.7%;参考2013年钾肥和水稻价格,可计算出秸秆还田条件下鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区最经济钾肥推荐用量分别比推荐用量节省化学钾肥54.3%、53.5%和36.9%。【结论】湖北省不同稻区均可采用秸秆还田的方式减少钾肥投入,不但可以缓解土壤钾素亏缺,而且对农田钾素的可持续管理具有重要意义。     

秸秆还田对水稻生育期间土壤溶液中养分变化的影响

水稻秸秆还田可以减少环境污染、培肥土壤,是未来水稻生产的发展趋势。试验设置水稻秸秆还田和不还田两个处理,研究了水稻生育期内土壤溶液中的无机氮(NH4+-N和NO3--N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的含量变化。结果表明,秸秆还田使土壤溶液中铵态氮(NH4+-N)含量增加,而对硝态氮(NO3--N)含量的影响则是前期两个处理含量相近,而后期秸秆还田处理降低了土壤溶液中硝态氮(NO3--N)含量。秸秆的施入降低了水稻生育前期土壤溶液中磷的浓度,而随着生育期的推进,秸秆还田处理中磷的含量逐渐增加,并超过不还田处理中的含量。土壤溶液中钾的含量因秸秆施入变化最为明显,在整个生育期内,始终表现为秸秆还田处理高于不还田处理。     

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量:不施氮(N0),推荐施氮(165 kg·hm-2,N165),习惯施氮(195 kg·hm-2,N195);秸秆配施氮肥:秸秆移除(CK),秸秆还田(移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S),秸秆还田+习惯施氮量(SN),秸秆还田+推荐施氮量(SF),秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂(SM);施氮时期:基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0(R1),5﹕3﹕2(R2),10﹕0﹕0(R3)。【结果】秸秆还田+习惯施氮量(SN)显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳(SMBC)含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量(DOC)显著降低。秸秆还田+推荐施氮量(SF)显著提高了水稻拔节期土壤水溶性有机氮含量(DON)。腐解菌剂的施用显著降低了水稻成熟期DON含量,拔节期易氧化有机碳含量(ROC)也显著降低。秸秆还田下增加氮肥用量显著提高了水稻抽穗期和灌浆期土壤速效氮含量(AN);推荐施氮处理(165 kg N·hm-2)的DON和AN含量显著升高;农民习惯施氮处理(195 kg N·hm-2)降低了DON和AN含量;增加追施氮肥比例对土壤SMBC和DOC含量无明显影响,但提高了水稻拔节期SMBN和ROC含量。【结论】施氮量及其基追比是影响秸秆还田下稻田土壤活性碳氮含量的主要因素,合理配施氮肥能提高土壤微生物量碳、速效氮及水溶性有机氮等活性碳氮组分含量,增加追肥比例也能提高水稻生育期内土壤活性碳氮含量。     

杂交水稻氮钾肥施用量的研究

通过设置氮钾肥不同施用量田间试验,观察对杂交水稻生育和产量的效应。结果表明:茎蘖数、叶面积和叶重随氮钾肥用量的提高而增加;群体生长率、茎鞘重、穗重、总干物重和稻谷产量,与氮钾肥用量呈显著水平的抛物线型关系。杂交水稻对氮肥较敏感,宜按最高产量目标推荐施氮量,按最佳经济收益推荐施钾量。在高产栽培条件下,每生产100 kg稻谷的适宜N、K2O用量分别是1.8 kg和1.6 kg。     

早稻稻草还田方式对晚稻产量及钾素吸收利用的短期效应

为了探明早稻稻草的高效还田方式,采用大田试验,研究了不同早稻稻草还田方式对晚稻产量、钾素农学效应、植株吸钾量和钾素利用率的影响,为南方稻田晚稻生产中如何利用早稻稻草提供指导。结果表明:稻草焚烧(SI)或稻草覆盖(SM)还田提高了钾素农学效应、产值、增产值和产投比,稻草覆盖(SM)还田还提高了吸钾总量和钾素利用率。通过计算农田钾素表观平衡,发现除稻草留高桩(HN)处理外的所有处理都出现了钾素亏缺,稻草全部焚烧(SI)、稻草留高桩部分焚烧(HI)和稻草覆盖(SM)处理钾素亏缺量小于稻草不还田(AK)处理。综合考虑产量、经济效益和钾素利用率等因素,南方双季稻区早稻稻草覆盖还田是最优的还田方式,对减少晚稻化学钾肥投入具有重要作用。     

水稻的氮磷钾养分吸收特性及其与产量的关系

在田间条件下，对包括两系杂交稻在内的8个水稻品种的氮磷钾吸收特性及其与产量的关系进行了分析研究。结果表明：早稻仅在分蘖-拨节期出现一个吸氮高峰，约占总吸氮量的60%；晚稻在分蘖期和孕穗-抽穗期出现两个吸氮高峰，分别占总吸氮量的40%和24%左右。早稻吸收磷钾的高峰期可从分蘖期-直持续到抽穗期以后，而晚稻吸收磷钾的高峰期仅在分蘖期，其吸收量占全生育期吸收量的55%以上。在稻谷产量、稻草产量和干物质总积累量方面，两系杂交稻比其它品种具有明显的优势，分别高出21%，46%和32%；在这些方面晚稻比早稻具有更明显的优势，晚稻的磷钾养分（尤其是磷素）利用效率比早稻高，晚稻吸收较少的养分而生产较多的稻谷。相关分析表明，水稻各生育阶段的吸氮量与稻谷产量呈显著正相关；而中后期的磷钾吸收多为奢侈吸收，它与稻谷产量无相关性。     

钾肥施用时期对水稻产量及穗部结实的影响

试验采用随机区组设计方法,研究了不同时期施用钾肥对水稻产量及穗部结实的影响.结果表明,基肥和穗肥按全钾量5:5比例施入(处理4),水稻整个生长期内钾肥营养均衡,有利于颖花分化,穗粒数最多,产量最高,达13 240.52 kg·hm-2;基肥一次性施入钾肥(处理1),由于水稻孕穗期和灌浆期营养供给不足,降低了水稻穗长、一...     

无菌条件下钾对水稻吸收铅的影响

研究了无菌条件下不同浓度铅对水稻生长的影响,以及低铅环境下钾对水稻吸收铅的影响。结果表明：水稻株高、根长、干物重和叶绿素含量等均随铅浓度升高而下降,而过氧化物酶（POD）活性随铅浓度增加先升高后降低,植株体内铅含量随铅浓度升高而增加。在基质铅浓度为100mg/L时加入钾后,水稻株高、根长、干物重、叶绿素含量等均随钾浓度增加而增加,而POD活性随钾浓度增加而降低,植株体内铅含量随钾浓度增加而降低,在钾浓度为200mg/L达到最低。说明在含低浓度铅的基质中,钾能提高水稻对铅的抗性,同时减少水稻对铅的吸收和累积。     

钾在水培水稻代谢吡虫啉中的效应

为探讨钾营养水平在水培水稻对吡虫啉解毒代谢中的作用,在不同钾营养水平[0 mg/L、20 mg/L、40mg/L(对照)、80 mg/L、160 mg/L]下水培水稻,然后喷施不同浓度的吡虫啉(30 mg/L、60 mg/L)药剂,继续培养3 d和6 d后测定水稻叶鞘、根的谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)活性的变化。结果表明:水稻叶鞘、根的GSTs活性变化不同。吡虫啉处理后3 d,水稻叶鞘与根GSTs活性与对照无显著差异。低钾(0 mg/L、20 mg/L)与高钾(80 mg/L、160 mg/L)营养培养的水稻吡虫啉处理后6 d,叶鞘GSTs活性均显著高于对照,低钾与高钾处理间无显著差异;高钾(80 mg/L、160 mg/L)营养培养的水稻吡虫啉处理后6 d,水稻根GSTs活性显著大于低钾培养。     

水稻不同基因型吸收利用土壤钾素的差异

利用特制的淹水培养装置,选取耐低钾和缺钾敏感的两个水稻基因型,研究它们吸收利用土壤钾素的差异.结果表明,在低钾条件下,耐性基因型辐简稻地上部生长未受明显抑制,而根干重略有增大.供钾充足时,根际及近根土壤中4种形态钾的亏缺程度都是缺钾敏感基因型81394大于耐低钾基因型辐简稻,这与81394生物量大,需钾量大的遗传特性有关.缺钾条件下,辐简稻距根2 mm内根际土壤易交换态速效钾和可交换态速效钾的平均亏缺率分别为96%和84%,而81394分别为93.7%和66%;在辐简稻近根10 mm土壤中,两形态钾亏缺率仍为83%和84%,而81394分别减小至53%和44%.易释放态缓效钾在两基因型间差异不显著.辐简稻距根3 mm内根际土壤难释放态缓效钾的平均亏缺率为56.6%,显著高于81394.研究发现,辐简稻根际土壤pH的降低程度大于81394,这可能是辐简稻根系适应低钾胁迫分泌更多质子的结果及促进难释放态缓效钾向速效态钾转化的原因.     

氮、钾、硅肥对水稻苗生长和抗瘟性的影响

通过温室稻瘟病菌人工接种法,研究了氮、钾、硅肥5个不同用量对3个不同抗瘟水平的水稻品种幼苗生长及病情指数的影响。结果表明,与未施肥的对照相比,增施氮、钾肥能明显促进水稻的生长,增加叶长和叶宽。氮肥用量与水稻品种特优627(R)、D奇宝优527(MR)和汕优63(MS)苗瘟病指有显著的正相关关系,钾肥和硅肥用量与品种汕优63苗瘟病指有显著的负相关关系,3个水稻品种的叶宽与苗瘟病指有极显著的正相关关系。增施氮肥有利于苗瘟的发生,而增施钾肥和硅肥能提高中感品种的抗瘟性。     

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.     

低钾胁迫对水稻部分生理生化特性的影响

在盆栽和水培试验条件下,对两种钾营养水平下不同水稻品种部分生理生化特性的差异进行了研究.结果表明,与不耐低钾品种相比,早稻耐低钾品种具有较高的叶绿素含量、硝酸还原酶活性、游离氨基酸酸总量、可溶性糖含量等特点.晚稻耐低钾品种在游离氨基酸总量、硝酸还原酶活性、过氧化氢酶活性等方面比不耐低钾品种强,而在叶绿素、可溶性糖含量上则较低.在低钾胁迫下,早稻耐低钾品种对钾离子的亲和力明显高于不耐低钾品种,晚稻两品种间对钾离子的亲和力无明显差异.同时还表明早晚稻间也存在着基因型差异.