施氮量对稻茬麦土壤速效磷质量分数及磷素平衡的影响

以宁麦9号和豫麦34为材料,研究施氮量(0、75、150、225、300kg·hm-2)对土壤速效磷质量分数变化、植株磷素吸收、土壤磷素平衡的影响。结果表明,各处理植株磷素吸收均以拔节至开花期为积累高峰期,且随施氮量增加,磷素吸收呈先增后降的趋势,以N225处理最高。磷肥施用显著提高0~40cm土层速效磷质量分数,随施氮量的增加,土壤速效磷质量分数呈降低趋势。土壤-小麦系统磷素平衡呈明显的阶段性,播种至拔节期磷素出现大量的盈余,拔节至成熟期磷素出现不同程度的表观亏缺。在全生育期,2品种磷素表观盈余量均以N225处理最低,N0处理最高。综合考虑小麦产量和磷素平衡特征,宁麦9号和豫麦34在105kg·hm-2的施磷量基础上可分别再降低P2O5用量7kg·hm-2和10kg·hm-2,配施225kg·hm-2施氮量,能够获得较高的小麦产量并减少磷素损失。     

稻田土壤古菌群落组成对秸秆还田的响应

为探讨秸秆还田下稻田土壤古菌群落的演替规律及其驱动因子,本研究开展室内稻田土壤淹水培养试验,利用高通量测序技术,研究了淹水培养第0、15、30 d和60 d时不同量小麦秸秆(0、1%、2%和5%)施用下两种类型的稻田土壤(高砂土和黄泥土)古菌群落组成的动态变化及其影响因子。结果表明:秸秆还田导致土壤pH显著降低,而土壤电导率(EC)、总碳(TC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)以及土壤孔隙水中溶解性有机碳(DOC)、还原性亚铁[Fe(Ⅱ)]和总铁(Fe)含量显著增加,并且当秸秆还田量为5%时,上述土壤指标改变量最大。基于高通量测序技术发现,两种类型稻田土壤的优势古菌均为奇古菌门(Thanumarchaeota)。在淹水培养的0～30 d,秸秆还田对奇古菌门的相对丰度没有显著影响,维持在97%～98%;然而,在培养的第60 d,与未施用秸秆相比,秸秆施用下两种类型稻田土壤中奇古菌门的相对丰度显著降低(P0.05),并且随着秸秆施用量的增加,奇古菌门丰度的降低程度越大。主成分分析(PCA)结果显示两种不同类型土壤的古菌群落存在着显著差异(P0.05),表明土壤类型是土壤古菌群落结构的重要影响因子。与未施用秸秆的土壤相比,5%秸秆施用显著改变了高砂土古菌群落结构,而1%秸秆施用显著改变了黄泥土壤古菌群落结构。进一步对不同量秸秆施用下土壤古菌群落结构的分析发现,秸秆施用量为5%时高砂土壤古菌群落显著不同于秸秆施用量为1%和2%的土壤,而1%和2%秸秆施用量之间并无显著差异;而对黄泥土,仅秸秆施用量为1%和2%时古菌群落存在着显著差异。为了进一步探究土壤古菌群落迁移的驱动因子,冗余分析(RDA)发现,pH和C/N比是秸秆还田下两种类型土壤古菌群落迁移的重要影响因子。综合分析认为,秸秆还田主要通过改变土壤性质来调控古菌群落结构,而不同类型土壤的古菌群落结构对秸秆还田的响应亦不同。     

有机物料“差别堆腐”及其评价方法初探

为克服有机物料高温堆肥腐熟过程中存在的针对性差、过度腐熟和资源浪费等问题,进而解决目前堆肥腐熟指标与实际应用间存在脱节的现象,本文提出了有机物料"差别堆腐"概念及其判断方法,并提出相应判定标准及主要控制指标。通过大量文献资料的查阅,结合江苏省农业科学院农业废弃物资源化利用研究室开展的相关研究工作,对目前堆肥腐熟度采用的评价方法、判断标准进行讨论,并指出其存在问题,同时结合有机物料堆腐中的养分含量变化及损失,对不同堆腐时间有机物料施用的农学与改土培肥效应进行阐述。结果显示:有机物料好氧堆肥过程中,在达到无害化标准后,其物料腐熟程度,应依据堆肥施用目的与作物对象不同,而采取"差别堆腐";有机物料好氧堆肥达到无害化、初步腐熟、基本腐熟和完全腐熟后,其产物可分别作为土壤改良剂、较长生育期作物肥料、较短生育期作物肥料以及栽培基质施用;从企业生产实用性出发,堆肥积温可推荐作为腐熟程度判断的重要控制指标。采用差别化堆腐方式,可能是实现有机物料好氧堆肥中资源高效利用与低碳环保目标的有效途径。     

稻秸蚯蚓堆制后的物理、化学及微生物特性变化

利用水稻秸秆与畜禽粪便（牛粪、猪粪和鸡粪）等干重混合物（RCD、RPM、RCE）接种蚯蚓（Eisenia foetida）进行堆制,研究堆肥产物的物理、化学及微生物特性变化。结果表明,蚯蚓堆制30 d后,稻秸牛粪、稻秸猪粪堆肥产物MBC含量显著下降; 3种稻秸粪便混合物经蚯蚓堆制后,堆肥产物微生物代谢熵、脱氢酶和碱性磷酸酶活性增加,尤以RCD的变化明显。稻秸牛粪、稻秸猪粪及稻秸鸡粪混合物经蚯蚓堆制后,总固形物平均重量损失分别增加6.45%、4.22%和3.82%; pH值均降低,其中RCD显著降低。蚯蚓堆制有助于提高堆肥产物全氮、全磷和全钾含量,同时使碳氮比降低。水稻秸秆混入部分畜禽粪便经蚯蚓堆制可减少堆肥时间并提高堆肥质量,混入的粪便以牛粪最好,猪粪次之,鸡粪最差。     

小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻的化感效应

通过设置小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻种子发芽和幼苗生长发育影响试验,明确小麦秸秆对水稻的化感效应.水稻种子萌发试验采用平板培养法,水稻生长发育试验采用砂培法.试验结果表明:与对照相比,小麦秸秆浸提液和腐解液均显著降低水稻种子的发芽指数和水稻植株生物量、叶绿素含量以及根系活力(p＜0.05),同时显著增加水稻植株丙二醛含量(p＜0.05);小麦秸秆腐解液对水稻的化感效应强于秸秆浸提液,小麦秸秆叶部浸提液对水稻的化感效应强于茎秆浸提液,小麦秸秆15d腐解液对水稻的化感效应强于7d腐解液;4种浸提液或腐解液5倍稀释后均减缓了对水稻发芽和植株生长发育的抑制作用.小麦秸秆浸提液和腐解液的总酚酸含量均较高,含量介于90.80～222 mg L-1,且总酚酸含量与水稻植株鲜重、根系活力、叶绿素以及水稻发芽指数显著负相关,而与水稻植株丙二醛含量显著正相关.小麦秸秆浸提液和腐解液均对水稻产生化感效应,其作用强度与秸秆腐解方式、秸秆不同部位及腐解时间有关,同时小麦秸秆化感效应的产生与浸提液和腐解液中的酚酸含量有关.     

玉米、三叶草秸秆和蚯蚓堆肥施用对黄河故道潮土理化性状的影响

为了解玉米秸秆、三叶草秸秆和蚯蚓堆肥施用对黄河故道潮土理化性状的影响,通过室内盆钵培养方式,设置对照(CK)、玉米秸秆(M)、三叶草秸秆(C)、蚯蚓堆肥(V)、玉米秸秆+三叶草秸秆(MC)、玉米秸秆+蚯蚓堆肥(MV)、三叶草秸秆+蚯蚓堆肥(CV)和玉米秸秆+三叶草秸秆+蚯蚓堆肥(MCV)8个处理,在28℃和80%土壤田间持水量下,经暗室好氧培养180 d后,测定各处理黄河故道潮土理化性状的变化情况。结果表明:添加3种有机物料均能减小黄河故道潮土pH值,降幅分别为4.12%、8.05%和1.62%,同时提高黄河故道潮土电导率,提高幅度分别为77.55%、288.06%和56.34%,其影响顺序均为三叶草秸秆>玉米秸秆>蚯蚓堆肥;添加3种有机物料均会增加土壤大团聚体比例和土壤团聚体平均重量直径(MWD),其中MWD增幅分别为154.20%、71.92%和12.99%,其影响顺序为玉米秸秆>三叶草秸秆>蚯蚓堆肥;添加3种有机物料均会增加土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量,其中玉米秸秆和三叶草秸秆施用后增加土壤有机碳、全氮和速效钾含量的作用明显强于蚯蚓堆肥,而蚯蚓堆肥施入土壤后对土壤有效磷含量的提升作用强于玉米秸秆和三叶草秸秆。总之,3种有机物料施用均可改善黄河故道潮土的理化性状,考虑到土壤氮磷钾养分的均衡供应与团聚体结构改善,玉米、三叶草秸秆配合施用蚯蚓堆肥的综合效果     

江苏淮北地区粳稻产量与干物质生产特征研究

旨在为鉴定和评选高产粳稻品种及构建配套栽培管理技术提供理论依据,以16个典型粳稻品种为试验材料,通过田间大区试验,分析了江苏淮北地区粳稻的产量性状、干物质生产特征及其相互关系。 产量结果表明,供试粳稻品种间产量差异较大,不同生育期类型产量表现为中熟中粳>早熟晚粳>迟熟中粳。相关分析表明,各产量构成因素与产量均呈正相关,且与产量的偏相关系数均达极显著水平。通径分析表明,产量构成因素对产量的直接作用均为正效应,其中千粒重的贡献作用最大;千粒重对产量的间接作用均为负效应,其中千粒重通过每穗颖花数的负效应较大。干物质生产力分析显示,干物质总产量、全季平均日产量表现为中熟中粳>早熟晚粳>迟熟中粳;‘隆粳968’干物质总产量、谷草比均明显高于其他粳稻品种;籽粒产量与干物质总产量、全季平均日产量呈正相关的关系,且相关系数均达显著水平。综上所述,江苏淮北地区宜选用中熟中粳品种,千粒重作为优先考虑因素;在栽培管理措施上,注重提高每穗颖花数和单位面积有效穗数,促进干物质积累,有利于获得水稻高产。     

接种蚯蚓对土壤团聚体分布、稳定性及有机碳赋存的影响

通过一个月的室内培养试验,研究在不同土壤与植物残体施用下接种蚯蚓对土壤团聚体分布、稳定性及土壤有机碳的影响。供试土壤为粘粒含量较低的潮土(86 g/kg)与粘粒含量较高的红壤(318 g/kg),试验前受试土壤的大团聚体全部人为破坏;供试植物残体为高碳氮比的玉米秸秆与低碳氮比的三叶草残体;供试蚯蚓为威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)。试验结果表明:不同土壤与植物残体施用下,蚯蚓对土壤水稳性团聚体分布、微团聚体分散性及土壤有机碳赋存的作用不同,潮土中施用两种植物残体时,接种蚯蚓均显著降低土壤粘粒分散率(P0.05),但不对水稳性团聚体分布及团聚体平均重量直径(MWD)产生影响,同时赋存于粘粉粒中的有机碳含量均增加;红壤中施用两种植物残体时,接种蚯蚓均显著降低土壤粘粒及粘粉粒分散率(P0.05),同时均形成2 mm大团聚体,2～0.25 mm大团聚体所占比例及MWD也显著增加(P0.05),相应赋存于2 mm大团聚体与2～0.25 mm大团聚体中的土壤有机碳含量均显著增加(P0.05)。两种土壤在施用植物残体且接种蚯蚓时均可显著增加土壤有机碳的含量(P0.05)。对于水土流失和土壤结构严重退化的地区,通过施用植物残体并接种蚯蚓是恢复土壤结构与增加土壤有机碳储存的重要生态工程措施。     

少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦出苗及产量的影响

为给秸秆机械还田利用和稻茬小麦高产高效栽培提供依据,研究了少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦出苗及产量的影响。结果表明,免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理小麦籽粒产量最高,达6480.0kg/hm2,其次是浅耕秸秆不还田处理,浅耕秸秆机械全量原位混埋还田处理产量最低,为5524.5 kg/hm2。方差分析结果说明,少免耕与秸秆机械全量原位还田对稻茬小麦产量的影响不大,且两者之间不存在交互作用。免耕秸秆机械全量原位覆盖还田处理省工节本,效益较其他处理明显提高。综合来看,稻茬小麦高产高效栽培的适宜方式为免耕秸秆机械全量原位覆盖还田。     

水肥管理减缓麦秸还田对水稻生长负面效应研究

稻麦轮作系统中,麦秸还田腐解产生的有毒有害物质可对下茬水稻幼苗产生不利影响,有效减缓或避免其负面影响对于水稻生产尤为重要,而稻田苗床环境的改善是减缓麦秸还田负面效应的重要途径。通过室内盆栽模拟试验,评估大量麦秸还田(麦秸/土壤重量比为2%)对水稻生长发育的影响,同时采用施化肥、换水、双倍水层及泡田等不同水肥管理组合,以期筛选能有效减缓麦秸还田负面效应的水稻栽培技术措施。试验结果表明,大量麦秸单独还田(麦秸/土壤重量比为2%)使水稻幼苗生长发育受到抑制,水稻植株株高、生物量和叶绿素含量均显著下降(P0.05),丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性显著增加或升高(P0.05),同时水稻总根长、根表面积、根体积、根尖和分枝显著减少或降低(P0.05);而在麦秸还田时,通过施用化肥、换水、双倍水层及泡田等水肥管理措施,可以有效减缓麦秸还田对水稻生长的负面效应,水稻植株株高、生物量均不同程度得以恢复,水稻植株的生理生化过程和根系形态也表现出积极的响应;在所有水肥管理技术措施中,以施用化肥并延长泡田时间至10天的效果最好。