近35年红壤稻区土壤肥力时空演变特征—以进贤县为例

【目的】明确红壤稻区典型县域农业生产中土壤养分的变化特征以及当前土壤肥力水平,为红壤稻田土壤培肥改良提供依据。【方法】通过数据收集和野外采样分析得到江西省进贤县1982年、2008年和2017年3个时期稻田耕层土壤属性的数据,统一选取土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾作为土壤综合肥力评价指标,首先对3个时期各项肥力指标进行常规统计和差异性分析,采用主成分分析找出不同时期肥力差异的关键因子并确定权重,通过隶属度函数得到各项肥力指标的隶属度值,将各项肥力指标的权重和隶属度值加乘得到土壤综合肥力指数,最后结合土壤各项肥力指标和综合肥力指数的GIS空间分布图探究该区域稻田土壤肥力时空演变特征。【结果】1982—2017年进贤县稻田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均呈不同程度的上升趋势,土壤pH呈下降趋势。1982、2008和2017年3个时期进贤县土壤pH的平均值分别为5.9、5.1、4.8,年均下降0.03个单位;35年来土壤pH整体由西部向东南和西北下降速率逐渐减低,2017年99%的稻田土壤处于酸性水平（4.5—5.5）。35年间稻田土壤有机质含量的平均值由28.1 g·kg^-1上升至36.8 g·kg^-1,1982—2008年和2008—2017年土壤有机质年均增加速率分别为0.21和0.31 g·kg^-1,2017年土壤有机质含量在30—40 g·kg^-1之间的稻田占比达94%,1982—2017年土壤有机质整体由东北向西南上升速率逐渐降低。1982—2017年土壤有效磷含量的平均值由7.0 mg·kg^-1上升至32.1 mg·kg^-1,2017年进贤县以土壤有效磷含量在20—40 mg·kg^-1的稻田为主,占比75%。1982—2017年稻田土壤速效钾累积缓慢,1982—2008年和2008—2017年土壤速效钾年均增加速率分别0.58和0.53 mg·kg^-1,2017年进贤县稻田土壤速效钾含量平均值为73.2 mg·kg^-1。稻田土壤碱解氮在1982—2008年和2008—2017年两个阶段增长均呈先快后慢的趋势,前后两个阶段的年增长速率分别为1.24和0.29 mg·kg^-1,1982—2017年进贤县土壤碱解氮含量东南地区上升速率高,西北地区上升速率低。1982、2008和2017年进贤县稻田土壤综合肥力指数的平均值分别为0.43、0.50和0.55。3个时期稻田土壤肥力指标综合得分分别为：碱解氮有效磷>pH>速效钾>有机质（1982年）;pH>有效磷>速效钾>有机质>碱解氮（2008年）;速效钾>有效磷>pH>碱解氮>有机质（2017年）。【结论】经过35年的长期耕作,进贤县稻田土壤肥力得到改善。当前进贤县稻田土壤仍存在碱解氮过量、速效钾亏缺、土壤酸化严重等问题。土壤碱解氮、pH和速效钾分别为1982年、2008年和2017年3个时期造成进贤县稻田土壤肥力空间分布差异性的关键因素。     

有机肥与化肥不同比例配施下水稻土铵态氮释放特征

采用淹水密闭培养-间歇淋洗法,研究了有机肥(猪粪和牛粪)与化肥(尿素)氮以不同比例配施后对水稻土铵态氮释放特征的影响。结果表明:与单施100%尿素处理相比,培养到28 d,配施有机肥处理(除80%尿素氮配施20%牛粪氮、70%尿素氮配施30%牛粪氮和50%尿素氮配施30%牛粪氮处理)显著降低土壤铵态氮的累积释放量,且随有机肥配施比例的增加降幅增大,降低幅度为5.78%~41.20%(P0.05);培养28~90 d,配施有机肥处理(50%尿素氮配施30%牛粪氮处理除外)的土壤铵态氮释放量显著提高;至培养90 d,50%尿素氮配施50%猪粪氮和80%尿素氮配施20%牛粪氮处理的土壤铵态氮累积释放量显著高于单施100%尿素处理,提高幅度分别为4.81%和9.32%(P0.05)。培养结束时,氮素减施20%(单施80%尿素氮、50%尿素氮配施30%猪粪氮和50%尿素氮配施30%牛粪氮)处理的土壤铵态氮累积释放量与单施100%尿素处理无显著差异。本研究表明,50%尿素氮配施30%猪粪氮既可以降低土壤铵态氮前期释放速率,又可以增加水稻土持续稳定的供氮能力,对减少氮肥损失维持作物生产具有重要意义。     

湘南三种典型红壤生土长期施肥对作物产量的影响

以长期定位试验为基本材料,研究了湘南3种典型红壤生土25年长期施肥对作物产量的影响。结果表明:(1)25年作物累计产量以紫色土为最高,其次是花岗岩红壤,第四纪红壤最低。(2)3种母质生土熟化过程中,对于不同处理,平衡施用氮磷钾化肥处理,均能获得较高作物产量,显著高于施用有机物料稻草处理,显著高于对照处理。施肥是加速红壤母质熟化的主要途径和方法。(3)对于不同处理方式,作物归还条件下其作物产量要高于不归还。(4)供试的3种土壤在熟化的过程中对植被的影响非常明显,在熟化的初期,许多作物在花岗岩发育的和第四纪红土发育的土壤上,都生长不好,然而在施有NPK的处理中,马唐草(Dischaemum Schreb)生长特别茂盛(覆盖度100%,高lm),明显地影响了土壤的水热状况,紫色土上马唐草生长不好。(5)种植小麦和黄豆,花岗岩、四纪红土NPK处理靠小区水泥梗边缘要好,小区中间95%部分长势差,叶片淡黄,植株矮小。(6)花岗岩红壤和第四纪红壤二种母质熟化24年后(即2005年)种植豆科作物—黄豆和禾本科作物小麦(2006年),其作物产量均表现为:0M>NPK。     

油菜、小麦施用“天地福”腐植酸铁多元肥肥效研究

为了比较油菜、小麦施用＂天地福＂腐植酸铁多元肥肥效,在湖南省祁阳县文富市镇的红壤稻田和旱地进行了油菜、小麦施用＂天地福＂腐植酸铁多元肥肥效田间试验。试验结果表明：油菜和小麦施用＂天地福＂腐植酸铁多元肥,以＂基＋追＂处理为最好,其次是＂基肥＂处理;油菜＂基＋追＂处理比等养分的当地施肥增产25.9%;比不施肥增产38.5%;小麦＂基＋追＂处理小麦籽粒产量比等养分的当地施肥增产24.3%;比不增产41.4%;＂天地福＂前期释放慢,需要补充适量氮肥,促进早生快发,作物不早衰。     

湘南红壤丘陵区草山草坡改良及综合利用技术研究

红壤丘陵区草山草坡改良快速、经济、有效的办法是利用适应性强、产草量高、品质好的禾本科、豆科牧草或豆科灌木改良天然草地。针对湘南红壤丘陵区草山草坡白茅多,且生命力极强、繁殖快、草质差等特点,采用等高环山相间种植法对7个牧草品种进行了试验。结果表明,在供试的7个品种中,木豆、桂牧1号和毛花雀稗生长快,竞争力强,能与白茅抗衡,产草量高,是红壤丘陵区改良草山草坡较理想的牧草品种。但木豆在低温条件下不能越冬。罗顿豆、苎麻生长稍差,但草质好,可改善天然牧草品质,若加强管理,辅以施肥,也是红壤丘陵区改良草山草坡较理想的牧草品种之一。胡枝子和银合欢必须育苗移栽,且育苗的高度要超过白茅。在移栽时还要注意适量施肥。     

长期施用含氯和含硫肥料对土壤性质的影响

在湖南祁阳的红壤稻田进行了26年的长期定位试验，结果表明，多年连续施用含氯和含硫肥料尤其是含硫肥料会造成土壤酸化。Cl^-1易随水流失，长期连续施用不会在土壤中大量残留；而长期施用含硫肥料，SO4^2-在表土层和底土层中有明显的累积，累积的SO4^2-因改变了土壤的化学性质而对水稻生长有显的影响。     

水稻氮肥施用技术I.氮肥施用的适宜时期与用量

为探明湘南地区氮肥施用的适宜时期与用量,对湘南地区广泛分布的红泥田、紫泥田、冷侵田,冬闲田和绿肥田进行了水稻氮肥施用时期和施用量研究。研究结果表明,1）水稻氮肥施用的适宜时期因土壤、季节等因素而不同,总的原则是：当土温较低、秧苗幼小、根系不发达,对养分的吸收能力较弱时,氮肥宜迟施,如早稻和冷侵田施氮的适宜时期为插秧后50d左右。反之,当秧苗对养分的吸收能力较强时,则应早施氮肥,如晚稻和红泥田、紫泥田施氮的适宜时期应为插秧后10～15d.2)水稻最佳施氮量也因土壤条件和施氮方法不同而有很大差异。中等肥力的冬闲田,施氮量可达210kg/hm^2,而肥力较高的绿肥田则仅为30kg/hm^2,且分次施用比一次施用效果好,在此施氮水平上,若再增加施氮量,则会减产减收,甚至出现负效益。     

有机无机肥配施对红壤稻田氮素形态及水稻产量的影响

在湘南丘陵区红壤稻田上进行了有机无机肥配合施用对田间氮素动态、水稻氮素利用率的影响及增产效应的试验,结果表明,有机无机肥配合施用,既能快速提高稻田有效氮含量,又能长久保持土壤氮素含量,提高氮素利用率。早稻有机无机肥配合施用处理产量要高于单施有机肥处理,也高于单施化肥处理,但各处理之间无显著差异。晚稻有机无机肥配合施用高于单施有机肥处理,显著高于单施化肥处理。单施化肥处理早、晚稻氮肥利用率分别为33．50％、22．88％;单施有机肥处理早晚稻的氮素利用率分别为41．04％、32．40％;有机无机肥配合施用早晚稻氮素利用率分别为40．07％、3．5．60％。     

种植和秸秆还田模式对一季稻产量和产量因子的影响

以籼型常规稻华航38号为材料,设置了T1(CK、不施肥、一季稻+冬闲、稻草移走)、T2(NPK全量、一季稻+紫云英、稻草移走)、T3(NPK全量、一季稻+紫云英、稻草还田)、T4(NP全量、K减半、一季稻+紫云英、稻草还田)、T5(NPK全量、一季稻+冬闲、秸秆全部移走)、T6(NPK全量、一季稻+油菜、秸秆全部移走)、T7(NPK全量、一季稻+油菜、秸秆全部还田)、T8(NPK全量,一季稻+油菜,稻草还田)、T9(NP全量、K减半、一季稻+油菜、稻草还田)共9个种植和秸秆还田方式组合处理,通过2016—2019年定位试验,考察了各处理对一季稻产量和产量形成的影响。结果表明：较不施肥处理,施N、P、K肥在2016和2017年对一季稻产量和地上部分总生物量提升效果不明显;待土壤基础地力耗竭后,2018和2019年分别增产53.65%和21.93%,且均达显著水平(P<0.05);除2018年外,冬种油菜可显著提升水稻产量;秸秆还田或移走处理在水稻产量、株高、地上部分总生物量方面差异均不显著;不同种植模式和秸秆还田方式主要通过调节单位面积有效穗数和每穗总粒数影响产量形成;冬种绿肥+稻草还田条件下,减量施钾50%依然能使一季稻保持稳产。