秸秆还田与化肥减施对水稻生长指标及光合参数的影响

针对水稻生产中存在秸秆处理不当以及化肥用量增多等问题,以山东省济宁市稻麦轮作体系下水稻“圣稻18号”为研究对象,通过田间试验设置3个处理:常规施肥,小麦秸秆不还田(CK);常规施肥+小麦秸秆全量还田(T1);常规施肥量的85%+小麦秸秆全量还田(T2),深入探究秸秆还田与化肥减施对不同生育期水稻生长、光合参数和产量的影响,为制定合理的水稻种植措施提供理论依据。结果表明,稻麦轮作体系下秸秆还田不利水稻前期生长,但能显著提高水稻生长中、后期的生长指标,并增强水稻生长中、后期对氮、磷、钾等养分的吸收。水稻生长中后期T2处理的叶绿素含量、净光合速率以及光谱反射率均为最高,其中灌浆期SPAD值与净光合速率分别较CK处理升高4.4%和37.5%;另外,T2处理生长后期的Fv/Fm、PIabs均较前期所升高。试验还表明,T2处理水稻产量最高,比CK处理增产13.1%,增产的直接原因是单位面积有效穗数的增加。综上所述,秸秆还田配合化肥减施有助于水稻栽培生产中实现高产增效,在实际生产中值得推广应用。     

秸秆还田与优化施氮对稻田土壤碳氮含量及产量的影响

针对滨海盐碱地稻田土壤有机质较低、氮肥投入过量,采用田间微区试验研究了秸秆还田与优化施氮对稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物碳氮含量及水稻生长特征的影响。设秸秆还田与氮肥两因素,3个碳(秸秆还田)水平:C0:无秸秆还田; C1:秸秆还田4 500 kg/hm~2; C2:秸秆还田9 000 kg/hm~2; 2个氮水平:N1:255 kg/hm~2(优化施氮); N2:400 kg/hm~2(农民传统施氮)。结果表明,与C0、C1处理相比,C2处理时土壤有机碳含量分别增加了100. 46%,28. 06%;分蘖期时C2N2处理土壤全氮含量最高,而成熟期C1N1处理土壤全氮含量最高;秸秆还田与优化氮肥显著增加了DOC(可溶性有机碳)含量,分蘖期与成熟期土壤铵态氮、硝态氮含量均以C1N1最高,分蘖期与成熟期时,与未秸秆还田相比,土壤微生物量碳、氮含量显著增加,且C1N1、C1N2处理含量最高;秸秆还田量4 500 kg/hm~2与氮肥施用量255 kg/hm~2处理可有效增加水稻二次枝梗数、千粒质量、结实率及水稻产量,且高于其余处理。与农民传统施肥管理(C0N2)相比,秸秆还田与优化施氮(C1N1)处理水稻产量提高19. 02%,且显著提高滨海盐碱地稻田土壤碳氮含量。     

氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响

【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱,水稻产量较低,氮肥利用效率不高等问题,【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验,设4个施氮量水平,即无氮(N₁,0 kg/hm²)、低氮(N₂,216 kg/hm²)、中氮(N₃,288 kg/hm²)和高氮(N₄,360 kg/hm²);栽植密度设3个梯度,即低密度(24万穴/hm²)、中密度(27万穴/hm²)和高密度(30万穴/hm²)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深,氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D₃N₄处理碱解氮含量下降了60.8%,D₃N₃处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加,土壤pH值和有机质含量有所下降,速效钾含量升高,肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低,产量先升高后降低;随着栽植密度增加,土壤pH值与速效磷含量有所下降,表层土壤碱解氮含量略有升高,有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低,氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm²时,氮肥用量288 kg/hm²,水稻产量最高,为14 615.3 kg/hm²;相同密度下氮肥按照216 kg/hm²施用,水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。     

有机无机配施对滨海盐渍化土壤磷含量及水稻生长、产量的影响

为探究适合滨海盐渍化土壤水稻种植的有机肥与磷肥配施比例,连续2年(2015-2016年)采用田间微区试验研究了有机肥和磷肥配施对滨海盐渍化土壤水稻产量、有效分蘖、净光合速率、磷素周转及农学利用效率的影响。试验设磷肥与有机肥两因素,P0:0 kg/hm~2(无磷);P1:64 kg/hm~2;P2:128 kg/hm~2。3个有机肥(碳)水平,C0:无碳(有机肥0 kg/hm~2);C1:450 kg/hm~2(有机肥1 000 kg/hm~2);C2:900 kg/hm~2(有机肥2 000 kg/hm~2)。即CK不施肥(T1);无磷施用(0 kg/hm~2,T2);低磷(64 kg/hm~2,T3);高磷(128 kg/hm~2,T4);低碳低磷(450 kg/hm~2+64 kg/hm~2,T5);低碳高磷(450 kg/hm~2+128 kg/hm~2,T6);高碳低磷(900 kg/hm~2+64 kg/hm~2,T7);高碳高磷(900 kg/hm~2+128kg/hm~2,T8)。结果表明:T5处理水稻产量(9 901±682)kg/hm~2与T8处理(10 134±260)kg/hm~2无显著差异,而两者显著高于其他处理;2016年T5与T8处理其肥料农学利用效率无显著差异,但两者显著高于其他处理;T5处理分蘖效率为700%,而T8处理分蘖效率为680%,两者无显著差异,而有效分蘖数有相同趋势,各处理有效分蘖效率无显著差异(81%~88%,2015年);2016年T3、T8处理有效分蘖效率为78%,75%;而其他处理有效分蘖效率稳定在82%~88%。低磷处理时,分蘖期土壤全磷含量低碳添加显著低于无碳或高碳时,后两者无显著差异;T5处理时土壤全磷含量在整个生育期内无显著变化;高磷处理时,低碳或高碳添加在水稻分蘖期与孕穗期土壤全磷与无碳时无显著差异,且随生育期降低,表明该磷肥水平下,磷有较强淋洗风险。无论低磷或高磷处理,相对分蘖期,孕穗期或齐穗期时高碳添加土壤有效磷含量降低,且在T6处理时表现相同趋势,而在同一年份T5处理在后2个生育期内差异不显著;齐穗期时T5及T8土壤微生物量磷为(17.8,19.6 mg/kg,2015年)、(19.2,22.4 mg/kg,2016年),但两者无显著差异,且高于其他处理,表明碳添加能够对各生育期内土壤微生物量磷进行调节。在滨海盐渍化土壤水稻种植中,施用有机肥450 kg/hm~2及磷肥(P_2O_5)64 kg/hm~2时水稻产量最优、磷淋洗风险低。     

氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响

【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱，水稻产量较低，氮肥利用效率不高等问题，【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验，设4个施氮量水平，即无氮(N1，0 kg/hm2)、低氮(N2，216 kg/hm2)、中氮(N3，288 kg/hm2)和高氮(N4，360 kg/hm2)；栽植密度设3个梯度，即低密度(24万穴/hm2)、中密度(27万穴/hm2)和高密度(30万穴/hm2)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深，氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D3N4处理碱解氮含量下降了60.8%，D3N3处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加，土壤pH值和有机质含量有所下降，速效钾含量升高，肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低，产量先升高后降低；随着栽植密度增加，土壤pH值与速效磷含量有所下降，表层土壤碱解氮含量略有升高，有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低，氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm2时，氮肥用量288 kg/hm2，水稻产量最高，为14 615.3 kg/hm2；相同密度下氮肥按照216 kg/hm2施用，水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。     

有机-无机配施对盐渍土壤水稻生长及养分利用的影响

针对滨海盐渍化土壤水稻种植过程中根系生长受盐碱胁迫,导致养分利用率低的问题。采用田间试验研究了有机肥与磷肥配施对滨海盐渍化土壤水稻不同生育期根系生长、水稻产量及养分利用率的影响。试验采用双因素设计,3个碳水平:(1)C0,无碳;(2)C1:低碳,450 kg/hm~2;(3)C2:高碳,900 kg/hm~2;3个磷水平:(1)P0:无磷;(2)P1:低磷,P_2O_5 64 kg/hm~2;(3)P2:高磷,P_2O_5 128 kg/hm~2。结果表明,在水稻成熟期,低碳低磷(T5)处理时根系总表面积显著高于高碳低磷(T7)和高碳高磷(T8)处理,分别增加25.2%和30.2%;低碳处理(T5、T6)时根系总体积显著高于高碳处理。T5处理时水稻产量、生物量显著高于其他处理,分别为10 245,9 550 kg/hm~2。结实率较高是低碳低磷(T5)处理水稻产量最高的原因。低碳低磷(T5)处理时糙米P积累量最高,显著高于T6、T7、T8处理,分别高出13.9%,27.8%,31.2%。T5处理的磷肥贡献率和农学效率显著高于其他施磷肥处理。磷肥偏生产力表现为低磷投入显著高于高磷投入。综上所述,与单独施用无机肥相比,有机肥与磷肥配施能够显著促进滨海盐渍化土壤水稻根系生长,提高水稻产量及磷肥农学效率,其中低碳低磷(T5,C 450 kg/hm~2+P_2O_5 64 kg/hm~2)处理最有利于盐渍化土壤水稻根系生长。     

磷硅肥配施对盐渍土壤水稻生长及养分吸收的影响

针对滨海盐渍化稻田土壤根系易受盐碱胁迫、磷素养分含量及有效性低的问题,采用田间微区试验研究磷肥与硅肥配施对滨海盐渍化稻田土壤水稻根系生长、土壤磷素含量、水稻磷营养、产量及经济效益的作用。试验采用双因素设计,磷肥设2个水平:P1,P_2O_5 64 kg/hm~2;P2,P_2O_5 128 kg/hm~2;硅肥分土施和喷施,土施设3个水平:Si1,SiO_2 0 kg/hm~2;Si2,SiO_2 60 kg/hm~2;Si3,SiO_2 120 kg/hm~2;Si4为叶面喷施SiO_215 kg/hm~2。结果表明,喷施硅肥与低量磷肥配施的P1Si4处理在各生育时期的水稻总根长、总表面积和总根体积均为最高,与P2Si4处理无显著性差异。同时,磷肥配施硅肥可有效提高滨海盐渍化水稻土壤磷素有效性,其中P2Si4处理速效磷含量显著高于P1Si3、P2Si1,分别高出35.16%,27.47%;高磷处理的土壤全磷含量高于低磷处理。且施用硅肥的P1Si3、P1Si4处理的水稻产量显著高于不施硅肥和少量施硅的P1Si1、P1Si2处理,其中P2Si3水稻产量达9 547.5 kg/hm~2;各处理的有效穗数无显著性差异,每穗实粒数P2Si3处理最高,达162.47个/穗。P2Si3处理水稻籽粒中磷积累量最高,且显著高于其他处理,比P1Si3、P2Si1处理分别高出8.46%,9.68%。在低磷或高磷施用条件下,叶面喷施硅肥(P1Si4、P2Si4)处理收入分别达到14 953.6,14 323.2元/hm~2。综上所述,与不施硅肥的处理相比,磷肥配施硅肥可显著促进滨海盐渍化土壤水稻根系生长,提高磷素有效性、水稻产量及经济效益,其中以P1Si4处理(叶面喷硅,P_2O_5 64 kg/hm~2)处理最佳。