稻虾共作模式氮和磷循环特征及平衡状况

稻虾共作模式是我国长江中下游地区一种新兴的稻田复合种养生态模式,研究稻虾共作系统中氮（N）和磷（P）的循环特征及盈亏状况,对合理调控稻虾共作系统养分循环和平衡,指导系统N和P优化管理具有重要的意义。本文通过田间试验,采用投入产出法,以中稻单作模式作为对照,研究了稻虾共作模式下N和P的循环特征及平衡状况。结果表明：克氏原螯虾子系统N和P的输出/输入比分别为0.62和0.44,且子系统中N和P以饲料输入最大,占总输入的92.9%和96.4%,以成虾N和P输出最大,分别占总输出的53.3%和59.5%;在目前投入水平下,两种模式土壤子系统中N和P表观平衡均出现盈余,且稻虾共作模式土壤子系统N的盈余量高于中稻单作模式,而P的盈余量则低于中稻单作模式;稻虾共作模式和中稻单作模式的N和P输出/输入比均小于1,且稻虾共作模式的N和P输出/输入比均小于中稻单作模式;稻虾共作模式增加了土壤截存的N和P量,其土壤截存的N和P量较中稻单作模式分别提高49.2 kg·hm^-2和9.1 kg·hm^-2;稻虾共作模式提高了系统N和P表观损失量,其系统N和P表观损失量较中稻单作模式分别提高10.2 kg·hm^-2和1.0 kg·hm^-2。可见稻虾共作模式降低了N和P输出/输入比,促进了土壤中N和P的累积,但增加了系统N和P表观损失量。     

长期稻虾共作模式下稻田钾素平衡状况及合理施钾量研究

通过田间试验,研究了长期稻虾共作模式和中稻单作模式下农田生态系统钾素的输入、输出特征、平衡状况以及不同施钾量对直播水稻产量和钾肥利用效率的影响。结果表明,稻虾共作模式钾输入总量为134.3kg/hm~2,主要由化肥、饲料、降雨及灌溉水等带入,分别占输入总量的46.3%、10.3%、5.5%和34.8%;相对于中稻单作模式,稻虾共作模式由饲料和灌溉水输入的钾大幅增加。稻虾共作模式钾输出总量为119.4 kg/hm~2,主要由水稻籽粒、商品虾、渗漏以及排水带出,分别占输出总量的26.5%、5.0%、41.2%和27.3%,相对于中稻单作模式,以上4种途径钾输出均大幅增加。两种模式下钾表观平衡均出现盈余,且稻虾共作模式系统钾的盈余量低于中稻单作模式。同等施钾量条件下,长期稻虾共作模式的水稻产量、钾肥偏生产力和钾肥利用率较中稻单作模式分别平均提高了14.1%、14.2%和5.6%,且水稻增产主要是通过增加有效穗数来实现的。中稻单作模式和稻虾共作模式施钾量分别达到47.3 kg/hm~2(即K_2O施用量57.0 kg/hm~2)和21.6 kg/hm~2(即K_2O施用量26.0 kg/hm~2)时能够维持农田生态系统钾素平衡,而K_2O施用量分别达到82.2和85.0 kg/hm~2时水稻能够获得较高的产量。     

氮磷钾用量对西兰花产量、质量和养分利用率的影响

通过田间试验研究了氮、磷、钾用量对西兰花产量、质量和养分利用率的影响。结果表明,随着施氮量(240～480 kg/hm~2)的增加,西兰花产量、生物量和干物质量均呈现出先增加后降低的变化趋势,以330～405 kg/hm~2施氮量最高。当氮、磷、钾用量分别超过330、135和255 kg/hm~2时,对产量的增加效果有限。330～405 kg/hm~2施氮量能够获得较高的氮、磷、钾累积量,磷、钾用量分别超过135和255 kg/hm~2时会降低植株氮素累积量,但对磷、钾累积量的影响不显著。施氮量为240～405 kg/hm~2时氮肥利用率和氮肥农学利用率分别达到了43.10%～47.66%和16.25～16.72 kg/kg。施氮量的增加促进了西兰花硝酸盐的累积,但是降低维生素C含量,而糖酸比和灰分则呈现先降低后增加的变化趋势。总之,在磷、钾用量分别为135和255 kg/hm~2的基础上,施氮量为330～405 kg/hm~2时,西兰花能够获得较好的产量、质量和氮肥利用效率。     

长期稻虾共作模式提高稻田土壤生物肥力的机理

  【目的】  长期稻虾共作是提高稻田肥力的有机生态途径。研究该模式对稻田土壤有机碳库和土壤酶活性的影响，为该模式的可持续应用提供理论依据。  【方法】  基于连续10年 (2005—2015) 中稻单作和稻虾共作的田间定位试验，于2015年10月中旬水稻收获后，按照0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm 土层采集土样，分析不同土层中总有机碳 (total organic carbon，TOC)、土壤微生物量碳 (microbial biomass carbon，MBC)、可溶性有机碳 (dissolved organic carbon，DOC)、易氧化有机碳 (easily-oxidized organic carbon，EOC) 和颗粒有机碳 (particulate organic carbon，POC) 含量，测定不同土层土壤水稳性团聚体中有机碳的含量，计算了土壤碳库管理指数，同时分析了与土壤碳、氮和磷代谢有密切关系的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。  【结果】  1) 相对于中稻单作，稻虾共作显著增加了各土层中TOC、POC和DOC含量，增加30—40 cm土层中MBC含量以及10—40 cm土层中EOC含量；2) 稻虾共作显著提高了10—30 cm土层中土壤碳库管理指数，碳库管理指数在10—20 cm和20—30 cm土层中较中稻单作模式分别提高了52.7%和58.2%；3) 稻虾共作模式下，0—20 cm土层中小于0.053 mm粉–黏团聚体的有机碳含量显著高于中稻单作模式，而在20—30 cm土层各粒级团聚体的有机碳含量均显著高于中稻单作模式；4) 与中稻单作相比，稻虾共作土壤脲酶活性在10—20 cm土层显著降低了16.7%，而在20—30 cm土层纤维素酶活性显著提高了28.0%；5) 除DOC外，TOC、POC、MBC与纤维素酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均呈显著正相关。  【结论】  长期稻虾共作提高了稻田土壤有机碳及其活性组分含量，特别是提高了20—30 cm土层纤维素酶活性，促进了根茬等有机物的分解，提高了该层次各粒级团聚体内的有机碳含量，改善了土壤结构，加大了水稻根系的下扎深度，改善了固持速效养分的能力，从而提升了稻田土壤生物肥力。     

鲜食玉米干物质和养分动态累积与分配特征

探讨鲜食玉米品种整株干物质与氮、磷、钾养分动态累积与分配特征,为制定高产栽培管理措施提供依据.在大田试验条件下,对湖北省鲜食玉米新品种泰美甜3号的干物质积累与养分吸收特性进行研究.结果表明,植株干物质和养分吸收量随着生育期延长而发生变化,抽雄期前,鲜食玉米对干物质及氮、磷、钾养分吸收规律变化较为相似,即阶段吸收量和日均吸收量随生育时期的推进逐渐增大;而抽雄期后,植株对干物质和氮、磷、钾养分吸收趋势出现显著差异,即干物质和磷吸收持续增高,氮吸收基本不变,钾吸收迅速下降.干物质和养分在各器官体内的分配特点体现在干物质、氮和磷分配随生长中心的转移而发生变化,而钾向生长中心的转移变化不明显.在生产上应根据需肥特性及环境条件采取相应的施肥措施,氮肥和磷肥要多次分期施用,抽雄后还应适量追肥;钾肥应适量种肥,拔节期追肥,抽雄后不追肥.     

稻虾共作对秸秆还田后稻田温室气体排放的影响

稻虾共作模式是稻田种养复合模式的重要组成部分,其主要特点是稻草全量还田、非稻季持续淹水和周年养殖克氏原螯虾。目前对稻虾共作模式稻田温室气体排放的影响尚不清楚。本研究以江汉平原冬泡无稻草还田为对照,设置冬泡+稻草还田和冬泡+稻草还田+养虾处理,探讨稻草还田及稻虾共作对稻田系统CH_4、N_2O和CO_2排放的影响,为准确评估稻田温室气体排放提供数据支撑和理论支持。结果表明,在大田监测期间,冬泡+稻草还田处理CH_4累积排放量比冬泡无稻草还田处理显著增加(P0.05),2015年和2016年增幅分别为27.23%和60.08%;冬泡+稻草还田+养虾处理CH_4累积排放量比冬泡+稻草还田显著降低(P0.05),2015年和2016年降幅分别为29.02%和41.19%。冬泡+稻草还田处理CO_2累积排放比冬泡无稻草还田处理显著提高;与冬泡无稻草还田处理相比较,冬泡+稻草还田处理和冬泡+稻草还田+养虾处理对N_2O累积排放无显著影响。从温室效应角度看,冬泡+稻草还田处理温室效应比冬泡无稻草还田处理大幅度增加,而冬泡+稻草还田基础上进行养虾则可大幅度降低CH_4排放,从而降低因秸秆还田带来的温室效应增强。所有处理水稻产量无显著差异,与冬泡+稻草还田处理相比,冬泡+稻草还田+养虾可显著降低温室气体排放强度。和冬泡无稻草还田处理相比,冬泡+稻草还田和冬泡+稻草还田+养虾对土壤可溶性有机碳(DOC)、乙酸和NH_4~+-N并无显著影响。冬泡+稻草还田+养虾可极显著提高单位面积收益。     

稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体特征及有机碳分布的影响

为研究长期稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体数量、稳定性以及土壤团聚体有机碳含量、分布的影响,本研究依托始于2014年的长期定位试验,设置冬泡无秸秆还田（W）、冬泡+秸秆还田（WS）和冬泡+秸秆还田+养虾（WSC）3个处理,采集各处理表层土壤样品,分析土壤团聚体及有机碳分布特征。结果表明：土壤水稳性团聚体以>1～2 mm粒级为主,在冬泡条件下秸秆还田处理显著提高了土壤中>2 mm团聚体比例、有机碳含量和有机碳贡献率,且增加了土壤团聚体平均质量直径;相对于冬泡+秸秆还田处理,冬泡+秸秆还田+养虾处理土壤>2 mm和>1～2 mm团聚体比例显著提高了19.8%和6.5%,而0.053～0.25 mm团聚体比例则显著下降了9.2%,且>0.25 mm的团聚体数量、平均质量直径和几何平均直径分别提高了7.8%、20.6%和37.5%。冬泡+秸秆还田+养虾处理的土壤总有机碳、微生物量碳和颗粒有机碳含量较冬泡+秸秆还田处理分别显著提高了6.2%、34.0%和23.1%,且显著提高了<0.25 mm团聚体中有机碳的含量。研究表明,稻虾共作模式下克氏原螯虾养殖促...