巢湖流域种植模式改变对养分表观平衡及土壤化学性质的影响

为明确巢湖流域内的农田养分平衡状况,制定面源污染防控措施,本研究以巢湖流域传统休耕-水稻种植模式（n=26）作为参照,选取该区域典型的大棚番茄-水稻轮作模式（由休耕-水稻种植模式转变而来,n=26）为研究对象,探究不同种植模式下的养分盈亏状况,并分析种植模式改变对土壤化学性质的影响。结果表明,休耕-水稻种植模式下氮盈余34.02 kg·hm^-2·a^-1,其盈余率为16.7%;磷和钾分别亏损2.96、13.71 kg·hm^-2·a^-1,两者亏损率分别为9.1%和19.7%。大棚番茄-水稻轮作模式下氮、磷、钾盈余量分别为589.27、194.93、144.22 kg·hm^-2·a^-1,三者盈余率分别为61.5%、66.4%、26.9%。长期大量施肥下,大棚番茄-水稻轮作导致土壤积累的硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量分别为休耕-水稻种植模式土壤的50.05、7.05、1.95倍和1.72倍。对比休耕-水稻种植模式,大棚番茄-水稻轮作模式下过量施用氮肥导致土壤pH平均下降了0.83个单位,电导率平均增加了0.73 mS·cm^-1,该模式下土壤呈明显的酸化和盐渍化趋势。研究表明,当前巢湖流域大棚番茄-水稻轮作模式下的养分收支呈盈余状态,土壤积累了大量速效养分,存在一定的流失风险。     

延长烤田时间减少紫云英翻压稻田甲烷排放

为明确紫云英翻压还田模式对稻田甲烷（CH₄）排放的影响,同时通过延长烤田时间的优化水分管理措施减少该模式下CH₄的排放,开展了连续5 a的田间定位试验（2016—2020年）,设置4种处理：不施化肥+传统水分管理（分蘖末期排水烤田7 d,CK）、常规单施化肥+传统水分管理（CF）、紫云英翻压+氮肥减施+传统水分管理（MF）、紫云英翻压+氮肥减施+优化水分管理（在传统基础上提前并增加5 d烤田时间,MFW）。结果显示：5 a间MF处理下水稻生长期CH₄排放量为542~658 kg·hm^-2·a^-1,年均排放量相较CK和CF处理分别增加了156%~231%和133%~196%。与MF处理相比,MFW处理使2016、2017年和2019年的第一个CH₄排放高峰期（分蘖期）提前衰减,增加了2018年和2020年CH₄排放的衰减速率,年排放量显著下降了16.2%~28.5%（P<0.05）。与CF处理相比,MF处理下2018、2019、2020年的年产量分别显著增加了6.85%、10.25%和9.79%（P<0.05）,并且MF处理明显降低了产量变异系数并提高了产量可持续性指数。MF和MFW处理下水稻产量没有显著差异。研究表明,紫云英翻压还田具有增产稳产的积极作用,但同时增加了CH₄的排放,而优化后的水分管理措施在保障水稻产量的基础上能够有效减少紫云英翻压稻田CH₄的排放。