不同耕作方式与秸秆还田对稻田氮磷养分径流流失的影响

为明确自然降雨条件下稻田田面水氮磷养分径流流失特征,寻求秸秆还田和耕作方式结合下较为有效的减排农艺措施,通过田间试验研究自然降雨条件下不同耕作方式和秸秆还田对稻田田面水氮磷养分径流流失的影响。结果表明:秸秆还田处理较秸秆不还田处理更能够有效减少稻田氮磷养分径流流失总量;秸秆不还田条件下,翻耕、旋耕、免耕总氮径流流失量分别为6.78,8.50,11.09kg/hm2,总磷流失量分别为0.50,0.63,0.78kg/hm2;秸秆还田条件下,翻耕、旋耕、免耕总氮流失量分别为4.82,6.44,8.87kg/hm2,总磷流失量分别为0.39,0.51,0.70kg/hm2;整个稻季氮素径流流失率以免耕秸秆不还田为最高,达3.70%,翻耕秸秆还田为最低,仅为1.61%,磷素径流流失率也是免耕秸秆不还田最高,翻耕秸秆还田最低,分别为1.31%和0.65%。     

麦田处理蟹塘废弃物的能力与氮素污染风险研究

在麦田施用不同水平的蟹塘固体废弃物淤泥和伊乐藻,研究了小麦对淤泥和伊乐藻氮素的消纳吸收能力,并分析了淤泥和伊乐藻施入麦田产生的二次污染风险。结果表明:小麦植株的吸氮量随着淤泥和伊乐藻施用量的增加而增加,但在高施用量下,植株对淤泥和伊乐藻氮素吸收能力持续增加潜力不大;当淤泥和伊乐藻处理的氮素投入量高于562.5kg/hm2时,土壤氮素残留量和损失量会明显增加,会加大对环境的二次污染风险。     

两种除草剂对稻田土壤微生物数量和酶活性的影响

[目的]探究常用除草剂及其浓度对稻田土壤微生物数量及酶活性的影响,为评价除草剂对水田土壤生态效应提供参考依据。[方法]通过开展大田试验,设置了华星草克和丁草胺两种除草剂及其高、中、低3种浓度进行试验。[结果](1)中、低浓度丁草胺和华星草克对土壤微生物数量影响较小,即使在短期内会产生细微的抑制作用,但恢复较快;(2)高浓度处理对土壤微生物数量影响较为明显,但随除草剂施入时间的延长,抑制作用在21d基本恢复至对照水平;(3)两种除草剂处理对土壤脲酶、蔗糖酶均产生了一定的抑制作用,这种抑制作用随浓度升高而增强,但随着药效的降解,抑制作用逐渐消失,酶活性恢复至对照水平;(4)两种除草剂对土壤过氧化氢酶的影响与其他两种酶不同,具有一定的刺激作用。[结论]两种除草剂对稻田土壤微生物数量和酶活性的影响因不同的施药浓度以及施药后作用时间的推移而异,不高于中等浓度处理对其影响较小,且短期内易恢复至正常水平。因此,适量的除草剂对水田土壤生态系统是相对安全的。     

肥料运筹对苗期油菜抗冻性的影响

[目的]研究不同肥料运筹方式对油菜抗冻性和产量的影响,为指导油菜高效施肥、抗冻和增产提供参考依据.[方法]在油菜全生育期磷、钾肥施用总量一定的条件下,设置基肥和苗肥中不同比例的磷、钾肥施用量处理.[结果]与所有磷、钾肥均在基肥中施入的处理(CK)相比,基肥中施入150 kg.hm-2磷肥和90 kg.hm-2钾肥(T1)、施入75 kg· hm-2磷肥和180 kg·hm-2钾肥(T2)以及施入75 kg·hm-2磷肥和90 kg· hm-2钾肥(T3)处理的苗期油菜叶片中,过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、叶绿素含量、可溶性糖含量均显著提高(P＜0.05),丙二醛含量显著降低(P＜0.05);T3处理的苗期油菜叶片中过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、叶绿素含量、可溶性糖含量均显著高于其他处理(P＜0.05),丙二醛含量显著低于其他处理(P＜0.05);基肥中施入180 kg·hm-2钾肥不施磷肥(T4)、施入150 kg·hm-2磷肥不施钾肥(T5)以及磷、钾肥均不施(T6)的处理,苗期油菜叶片中过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、叶绿素含量、可溶性糖含量均低于CK处理,丙二醛含量显著高于CK处理;T3处理中,油菜的实际产量显著高于其他处理.[结论]在保证磷、钾肥总量的条件下,通过运筹基肥和苗肥中磷、钾肥的比例,可以提高苗期油菜的抗冻性,对肥料的有效利用和生态保护具有一定的实际意义.     

江苏省化肥施用强度时空演变及差异分析

[目的]研究江苏省化肥施用规律并为化肥减量提出建议。[方法]以江苏省2000—2016年化肥施用量及农作物播种面积为原始数据,计算得到该时期江苏省化肥施用强度,并在此基础上计算化肥施用的变异系数及泰尔指数以研究其时空变化。[结果]江苏省化肥施用强度经历了受城镇化影响上升后受农业结构及相关政策影响下降的过程,在2007年达到最大值,为463.40 kg/hm~2;变异系数与泰尔指数变化趋势基本相同,2000—2014年逐年上升,近年有下降趋势,表明江苏省化肥施用强度区域差异经历了一个先上升后下降的过程;江苏省化肥施用强度受自然条件、社会经济发展及农业发展水平影响在空间上呈"北高南低"的特征;随着时间延长,大多数城市的化肥施用强度逐渐下降。[结论]从发展节肥技术、加快推进农业现代化、加强政府引导3方面提出化肥减量的建议。     

周年秸秆还田量对麦田土壤养分及产量的影响

为揭示周年秸秆还田量对小麦高产优质栽培的影响机理,在大田条件下,设置稻麦秸秆均不还田(CK)、25%稻麦秸秆均还田、50%稻麦秸秆均还田、75%稻麦秸秆均还田、100%稻麦秸秆均还田、100%麦季稻秸还田、100%稻季麦秸还田等7个秸秆处理,经过三年田间定位试验,分析了周年秸秆还田量对三年麦田土壤养分及小麦产量的影响。结果表明,周年秸秆还田后三年土壤养分和有机质含量均不同程度地提高,且随秸秆还田量的增加呈先增后减的趋势,效果最好的还田量主要集中在50%和75%。其中,第一年以50%秸秆还田量对土壤养分和有机质含量影响最明显;到第三年以75%还田量影响最显著,土壤全氮、有效磷、速效钾和有机质含量分别比CK提高了2.61%、4.05%、18.25%和5.90%。在前两年,不同秸秆还田处理对小麦均有增产效果,但在第三年,100%稻麦秸秆均还田和100%麦季稻秸还田处理略微减产。6个秸秆还田处理中只有50%稻麦秸秆均还田对小麦的增产效果在三年中均达到显著水平,增产幅度分别为11.23%、14.74%和14.29%。综合来看,50%稻麦秸秆均还田最适宜当地小麦高产栽培。     

连续秸秆还田对稻麦轮作农田土壤养分及碳库的影响

为探索苏中地区适宜的秸秆还田量对土壤肥力和产量的影响,本文通过开展大田定位试验,研究了稻麦轮作条件下,不同秸秆还田量对农田土壤养分、碳库以及作物产量的影响。经过连续5季秸秆还田定位试验,结果表明:1不同秸秆还田量能不同程度地增加土壤全氮、有效磷和速效钾含量,且以连续5季75%还田量对土壤养分含量增加效果最为显著,分别比对照提高了3.54%、3.97%和10.28%;2连续5季75%秸秆还田量显著提高了土壤总有机碳含量,而水溶性有机碳和易氧化有机碳含量则以50%和75%还田量表现出明显优势,其对土壤碳素有效率以及碳库管理指数的影响亦是如此;3不同秸秆还田量处理对周年粮食产量均有不同程度的提高,表现为稻麦秸秆均还田仅稻秸或麦秸还田稻麦秸秆均不还田,且以连续5季75%还田量影响最为显著,增幅为10.01%。综合考虑,在该地区稻麦轮作条件下,以75%秸秆还田量为宜,可显著提高土壤肥力,增加作物产量。     

秸秆还田对稻麦轮作农田活性有机碳组分含量、酶活性及产量的短期效应

【目的】秸秆还田作为一种有效的秸秆处理方式不仅能够提高土壤肥力,增加作物产量,还可以缓解农田生态压力。研究稻麦轮作系统下不同秸秆还田量对土壤活性有机碳库、酶活性和作物产量的短期影响,可为提出适宜当地生产的秸秆还田量提供理论依据。【方法】利用稻麦轮作农田定位试验进行了研究。采用随机区组设计,设7个处理,以稻麦季秸秆均不还田为对照处理(CK),6个不同秸秆还田量处理。测定了秸秆还田后土壤活性有机碳库和土壤酶活性的变化,稻麦产量以及三者之间的相关关系。【结果】1)与秸秆不还田处理相比,试验范围内的秸秆还田量能在一定程度上提高土壤活性碳组分的含量和土壤酶活性,并能增加水稻和小麦的产量及其构成因素;2)土壤总有机碳和微生物生物量碳的含量随着秸秆还田量增加,增幅呈先增大后减小的趋势,以连续两季50%秸秆还田量处理下显著较高,而水溶性有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数在连续两季25%秸秆还田量处理下最高;3)相比秸秆不还田处理,连续两季25%秸秆还田量对土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响均最显著;4)水稻和小麦的产量均为在连续两季25%和50%秸秆还田量处理下增产较显著,与秸秆不还田相比,水稻增产达9.0%,小麦增产达11.45%;5)土壤碳库、土壤酶活性以及水稻和小麦产量之间均存在显著相关。【结论】在本试验条件下,连续两季25%和50%秸秆还田量表现出显著提高土壤碳汇能力和增加作物产量的优势。     

江苏水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价

【目的】目前在省级尺度上关于不同水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价的研究尚未见报道,系统分析水稻不同种植方式碳足迹及经济效益对水稻生产碳减排和发展低碳农业具有重要意义。【方法】基于江苏水稻农情调查数据,利用生命周期评价方法定量分析江苏水稻不同种植方式碳足迹及经济效益。【结果】结果表明,2016—2020年不同水稻种植方式单位面积碳足迹为11.28~14.39 t·hm-2,单位产量碳足迹为1.30~1.52 kg·kg-1,单位产值碳排放为0.49~0.58 kg·yuan-1,单位面积碳足迹、单位产量碳足迹和单位产值碳足迹从大到小依次为抛秧水稻或手插水稻、机插水稻、直播水稻。机插水稻和手插水稻生产单位面积碳足迹随年份的增加呈下降趋势。机插水稻、手插水稻和直播水稻单位产量碳足迹随年份的变化呈下降趋势。不同水稻生产种植方式碳足迹中占比最大的是稻田甲烷排放,其次是氮肥施用导致的碳足迹、稻田氧化亚氮排放和灌溉用电导致的碳足迹。氮肥和灌溉用电是影响不同水稻种植方式碳足迹差异的主要驱动因素。不同水稻种植方式总收益为2.51?103~2.75?103 yuan·hm-2,资源投入成本为1.88?103~1.99?103 yuan·hm-2,碳排放成本为0.20?103~0.25?103 yuan·hm-2,考虑碳排放的净收益（NI-CO2）为0.39?103~0.64?103 yuan·hm-2。机插水稻NI-CO2低于其他三种水稻种植方式,这与机插水稻较高的总收益和较低的资源投入成本和较低的碳排放成本有关。【结论】综上所述,仅考虑碳排放,直播水稻是最为低碳的水稻种植方式,综合碳排放和经济效益,机插水稻优于手插、直播和抛秧水稻。     

麦秸还田下水氮管理对稻田土壤养分、酶活性及碳库的短期影响

为揭示麦秸还田下,稻麦轮作区水氮耦合关系,通过大田试验,研究了麦秸还田条件下,不同的水分管理(淹水灌溉、浅湿调控灌溉、常规灌溉)和氮肥量(180、225、270 kg·hm~(-2))对稻田土壤养分、土壤酶活性及土壤碳库的短期影响。结果表明,在相同水分管理下,随着施氮量的增加,稻田土壤有机质、全氮、速效钾、易氧化有机碳含量、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及水稻产量均呈先升高后降低趋势。与常规灌溉相比,当施氮量为180 kg·hm~(-2)时,浅湿调控灌溉可以显著提高稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量,淹水灌溉显著降低了土壤易氧化、水溶性有机碳含量和蔗糖酶、过氧化氢酶活性;当施氮量为225kg·hm~(-2)和270kg·hm~(-2)时,浅湿调控灌溉可以显著提高土壤全氮含量和水稻产量,淹水灌溉显著降低了水溶性有机碳、过氧化氢酶活性。因此,在麦秸还田条件下,与其他处理相比,浅湿调控灌溉和施氮量为225 kg·hm~(-2)的处理在短期内对提高土壤养分含量、增加土壤酶活性、碳库含量和水稻产量具有显著优势。本研究为该地区制定合理、高效的水肥管理措施提供了科学依据。