土壤改良剂对中稻-再生稻产量与氮肥利用的影响

为了探究土壤改良剂对水稻产量和氮肥利用的影响,为中稻-再生稻增产与肥料高效利用以及稻田次生障碍阻控提供理论支撑。以准两优608(2016年)和晶两优华占(2017年)为试验材料,设施用过氧化钙(CaO_2)、施用生物石灰(Bi-CaO)、施用硅肥(SiO_2)、常规施肥(NPK)和不施肥(NF)5个处理。分别测定了水稻产量和氮肥利用相关的指标。结果表明,施用土壤改良剂显著增加中稻-再生稻系统产量,与常规施肥(NPK)相比较头季产量增幅达7.37%～17.78%,再生季可增产493.3～982.2 kg/hm~2。施用土壤改良剂显著提高中稻-再生稻有效穗数与头季结实率和穗粒数,且显著增强其各生育期干物质积累。土壤改良剂显著提高中稻-再生稻植株氮素吸收与积累,且后期以施用过氧化钙(CaO_2)效果最佳。施用土壤改良剂显著促进中稻-再生稻系统氮肥高效利用,与NPK相比较施用改良剂处理氮肥偏生产力(NPFP)、肥料氮贡献率(NCT)、氮肥农学利用率(AE_N)和氮素回收率(RE_N)均显著增加,其中NPFP和AE_N分别增加了2.92～7.53 kg/kg,4.76～7.53 kg/kg,NCT和RE_N分别增加6.32～9.65,34.40～46.11百分点;施用土壤改良剂显著降低了中稻-再生稻系统土壤氮素依存率(SNDR)及氮肥生理利用率(PE_N)。研究结果表明,施用土壤改良剂可显著促进中稻-再生稻增产与氮肥高效利用,综合水稻产量与氮肥利用表现,施用过氧化钙(CaO_2)对中稻-再生稻促进作用最佳,其次是施用硅肥(SiO_2),均优于施用生物石灰(Bi-CaO)处理。     

基于养分专家系统评估双季稻区的氮肥减施潜力

在双季稻区,不同肥力水平稻田的化肥减施潜力还不明晰。本研究针对高中低肥力的双季稻田,通过在养分专家系统(NE)推荐的施氮量基础上设置氮肥增减15%、30%和45%的田间试验,分析了水稻产量及其与氮肥用量的量化关系。结果表明:高中低肥力等级上各处理的早晚稻产量大体呈现出高肥力中肥力低肥力的趋势,与低肥力相比,中高肥力的早稻产量提高了2.30%～8.56%,晚稻产量提高了13.56%～17.94%。在NE基础上氮肥减施30%和45%处理下,高中低肥力水平的早稻产量比NE处理降低了8.05%～12.52%,晚稻产量降低了2.03%～6.67%,但低肥力中NE基础上氮肥减施30%的早稻产量则无显著降低。同时,NE基础上氮肥减施15%以及增施15%、30%和45%均不能显著提高高中低肥力水平的早晚稻产量。进一步通过一元二次方程拟合表明,不同肥力等级上早晚稻的产量潜力和对应的氮肥合理用量均呈现出高肥力大于中肥力和低肥力的趋势,养分专家系统可以在实现95%的产量潜力下将氮肥减施12.94%～34.07%,且在维持高产的前提下,高肥力的氮肥减施比例明显低于中肥力和低肥力。因此,在南方双季稻地区,养分专家系统可以在高中低肥力水平实现化肥减施增效,但不同肥力等级氮肥减施比例存在差异。     

红壤区施用稻草源生物炭对烟叶钾含量的影响

在红壤区，土壤钾素缺乏严重限制了烟草的需钾能力和品质提升。本研究以稻草源的生物炭为切入点，分别在水稻土和旱地红壤上设不施钾肥（CK）、化学钾肥（FK）、60%化学钾肥配施 40%的稻草钾肥（60% FK+40% SK）、60%化学钾肥配施 40%的生物炭钾肥（60% FK+40% BK）等 4 个处理，分析烤烟产量和烟叶钾素含量以及土壤速效钾含量。结果表明，与 CK 和 FK 相比，60% FK+40% SK 和 60% FK+40% BK 处理可以显著提高烟叶产量和烟叶钾含量，且水稻土明显高于旱地红壤。在所有处理中，均呈现出 60% FK+40% BK 处理的增幅最高。与 CK 相比，水稻土上 60% FK+40% BK、60% FK+40% SK 和 FK 处理的土壤速效钾含量分别增加了 48.43%、40.88%和 11.95%，旱地红壤上的增幅分别为 29.63%、22.96%和 20.00%。进一步分析表明，土壤速效钾含量与烟叶钾含量呈显著的正相关关系（p<0.05）。通过拟合方程发现，盆栽试验条件下，水稻土和旱地红壤的速效钾含量增加 10 mg/kg，烟叶钾含量可以增加 0.12%，但还有待进一步验证。因此，在红壤地区，施用稻草源的生物炭可以替代 40%的化学钾肥，且可以保证烟叶产量和提高烟叶钾含量。     

红壤稻田长期施钾肥及有机肥对水稻叶面积指数及产量构成的影响

在实施了29年定位施肥试验的红壤稻田,进行了水稻叶面积的测量分析和水稻产量构成分析。结果表明:抽穗期叶面积指数增施钾肥提高13.0%,增施有机肥提高47.0%。钾效应系数为13.0%,有机肥效应系数为14.3%。产量构成方面,增施钾肥有效穗数提高5.1%,每穗总粒数提高15.3%,结实率提高0.8%,千粒重提高5.5%;增施有机肥有效穗数降低1.3%,每穗总粒数增加11.8%,结实率降低2.0%,千粒重降低13.0%。     

长期施猪粪土壤As 补给与水稻As 吸收的量化关系

为明确猪粪施用后土壤砷(As)的形态变化及其在土壤-植物体系中的迁移机制,基于1981年开始的红壤稻田有机肥长期定位试验,分析了不施肥(CK)、化肥配施(NPK)、化肥配合早稻猪粪施用(NPKM1)和化肥配合晚稻猪粪施用(NPKM2)等处理土壤As的形态分异规律以及水稻籽粒和秸秆中As的累积变化特征。结果表明:NPKM1和NPKM2处理土壤总As含量分别比CK提高148.71%和282.11%,土壤As储量分别增加120.35%和205.02%;与NPK处理相比,NPKM1和NPKM2处理土壤As含量分别增加90.48%和192.64%,土壤As储量分别增加83.28%和153.71%。且不同形态As含量也均呈现出猪粪还田处理显著增加,但NPKM2处理显著高于NPKM1处理。土壤As形态中主要以Fe-As比例最高,其次为Al-As和Res-As,而Ca-As和Ex-As含量最少。与NPKM1处理相比,NPKM2处理的Ex-As、Al-As、FeAs、Ca-As和Res-As含量和储量均显著较高。同时,NPKM1和NPKM2处理秸秆和籽粒中As含量和吸收量也显著提高。通过拟合方程表明,土壤Ex-As对水稻As吸收的贡献率最高。     

红壤旱地施用微孔肥对花生产量和养分吸收的影响

以一种富含钾硅钙的微孔肥为研究对象,于2012和2013年设置了不同用量微孔肥的田间试验,分析了不同微孔肥施用量对花生产量、秸秆和籽粒养分的影响,结果表明:微孔肥可以显著提高花生产量,且花生产量随微孔肥的用量增加而增加。与CK相比,ML(600 kg/hm2)、MM(900 kg/hm2)和MH(1200 kg/hm2)处理的花生产量比不施肥增加27.0%~79.25%,比K0处理(施化肥)增加8.9%~53.2%。连续2年的养分分析显示微孔肥可以显著提高花生籽粒和秸秆的养分含量,且微孔肥的用量越高,花生秸秆和籽粒中的氮、磷、钾、硅和钙的含量越高,在2012年,微孔肥处理的秸秆氮、磷、钾、钙和硅含量分别比CK增加51.8%~80.8%、39.6%~45.2%、174.7%~216.8%、34.5%~58.2%和16.3%~34.4%,比K0分别增加46.3%~74.3%、35.2%~40.6%、34.8%~55.4%、17.5%~38.1%和10.4%~27.6%。2013年的结果与2012年基本一致。在花生籽粒中,微孔肥处理的籽粒氮、磷、钾、钙和硅含量均显著高于CK处理,但与K0相比,除了籽粒的磷含量没有显著增加之外,其余养分均显著提高。结果表明:微孔肥是提高红壤旱地花生产量和植株养分吸收能力的重要途径,且用量越高,增产效果越好。     

长期施肥条件下红壤有机碳化学结构与团聚体稳定性的关系

[目的]红壤普遍存在团聚体结构较差和有机碳含量较低的问题,土壤有机碳是影响土壤团聚体结构的重要指标,但以往研究主要关注有机碳含量与团聚体的相关关系,而对有机碳的化学结构如何调控团聚体结构则缺乏深入研究.[方法]依托始于1986年的红壤旱地长期施肥试验,选取不施肥(CK)、施用氮磷肥(NP)、施用氮磷钾肥(NPK)、施用...     

长期施肥红壤稻田有机碳演变规律及影响因素

利用1981年起设置的水稻土长期施肥定位试验,分析了CK(不施肥)、N(单施氮肥)、NPK(氮磷钾配施)、NPK2(2倍氮磷钾配施)和NPKM(有机无机肥配施)等施肥措施下土壤有机碳的演变规律及其与作物产量和土壤养分(全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾)的相关性.结果表明:试验30年后,各个处理的土壤有机碳含量均有上升,其中CK、N、NPK、NPK2和NPKM的土壤有机碳在试验30年分别比试验前增加18.95％、17.72％、23.36％、16.92％和32.68％.与CK处理相比,NPK、NPK2和NPKM处理的土壤有机碳平均提高了4.09％、4.03％和25.68％.土壤有机碳含量与水稻产量呈显著相关(P＜0.001),相关系数r为0.410,这说明土壤有机碳含量的增加可以促进水稻增产.土壤有机碳与土壤养分中的碱解氮、速效磷和全磷含量均表现出极显著相关(P＜0.001),相关系数r分别为0.452、0.559和0.487,但是与钾含量相关不显著.这表明:有机无机肥配施可以持续快速提高红壤性水稻土的有机碳含量,同时在有机无机肥配施过程中应适当增施钾肥,从而促进土壤肥力平衡和维持作物高产稳产,实现农业可持续性.     

丘陵旱地红壤上施用硼、锌和钼肥对紫云英种子产量的影响

通过田间试验,研究了施用硼、锌和钼肥对紫云英种子产量、根瘤菌数量的影响。结果表明:与不施硼、锌和钼肥处理相比,施用硼、锌和钼肥处理的紫云英种子产量提高13.7%～38.9%,且差异均显著(P<0.05);主要因单株结荚数和每荚种子粒数等产量构成因素提高,施用硼、锌和钼肥处理的单株结荚数和每荚种子粒数分别提高18.9%～44.3%和21.4%～33.3%,均达显著差异(P<0.05)。施用硼、锌和钼肥可以促进紫云英根瘤的形成,施用硼、锌和钼肥处理紫云英根瘤数增加2.1%～82.4%。施用钼肥处理紫云英的种子产量、经济性状和根瘤数量均高于未施钼肥处理。说明紫云英生长发育及种子产量形成对钼的敏感性高于其它微肥种类。     

基于红壤稻田肥力与相对产量关系的水稻生产力评估

【目的】 土壤肥力是水稻产量提升的基础，研究土壤肥力质量指数与水稻产量的量化关系可以为稻田土壤培肥和产量提升提供理论参考。 【方法】 本研究基于位于江西省南昌市进贤县的红壤稻田长期肥料定位试验和县域尺度样点调研，长期试验包括不施肥 (CK)、单施氮肥 (N)、单施磷肥 (P)、单施钾肥 (K)、氮磷肥配施 (NP)、氮钾肥配施 (NK)、氮磷钾肥配施 (NPK)、2倍氮磷钾肥配施 (2NPK) 和有机无机肥配施 (NPKM) 处理，收集1981年、1985年、1989年、1995年、2002年、2005年、2012年和2017年的土壤pH、有机质、有效磷、速效钾和水稻产量；并于2017年在进贤县布置了58个代表性点位，获取土壤pH、有机质、有效磷、速效钾和晚稻产量数据。采用Fuzzy方法对长期试验不同施肥处理的土壤肥力质量指数进行计算，构建和验证土壤肥力质量指数与水稻相对产量的量化关系，并在进贤县进行了验证。 【结果】 在红壤性双季稻田，不同施肥处理显著影响水稻产量和土壤肥力质量指数，与CK处理相比，NPKM、2NPK和NPK处理的年平均产量分别增加了71.6%、59.1% 和36.5%；土壤肥力质量指数分别增加了64.1%、47.3% 和27.7%，且NPKM处理的水稻产量和土壤肥力质量指数分别比NPK处理增加了25.6% 和28.5%；同时，NP和NK处理的水稻产量和土壤肥力质量指数也显著低于NPKM处理，而N、P和K处理的水稻产量和土壤肥力质量指数则与CK没有显著差异。线性拟合方程发现，红壤稻田的土壤肥力质量指数增加0.1个单位，水稻相对产量增加7.2%～22.6%。县域尺度的验证结果表明，基于土壤肥力质量指数预测的水稻相对产量与实际相对产量高度吻合 (R2 = 0.5268，P < 0.01，RRMSE < 25%)，表明基于土壤肥力质量指数可较准确地评估该区域的水稻生产能力。 【结论】 在红壤稻田上，化肥配施有机肥是提升土壤肥力质量和水稻产量的关键技术途径，且利用土壤肥力质量指数与水稻相对产量的量化关系可以指导该地区的土壤培肥管理和生产力评估。