沼液与秸秆配施在水稻有机栽培中的应用研究

以日本优质粳稻‘越光’(Koshihikari)为材料,通过田间小区试验和生产对比试验,进行了沼液与秸秆配施在水稻有机栽培中的应用研究。试验结果表明:在总施N量相同的条件下,处理T_1(基肥为猪粪+沼液,追肥为沼液)的水稻产量最高,比CK_2(常规施肥,基肥为猪粪,追肥为饼肥)增产14.7%²0.6%;处理T_3(基肥为猪粪+麦秸+沼液,追肥为沼液)的水稻产量次之;处理T_3的麦秸腐解最快,在插秧后30 d内的腐解进程比处理T_2(基肥为猪粪+麦秸,追肥为饼肥)快6 d左右;处理T_3的除草效果最好,相对除草率达87.2%20.6%;处理T_3(基肥为猪粪+麦秸+沼液,追肥为沼液)的水稻产量次之;处理T_3的麦秸腐解最快,在插秧后30 d内的腐解进程比处理T_2(基肥为猪粪+麦秸,追肥为饼肥)快6 d左右;处理T_3的除草效果最好,相对除草率达87.2%⁹1.8%。因此,在水稻有机栽培、秸秆还田条件下,施用沼液能加快秸秆腐解进程,有效补充水稻前期生长N素供应的不足,并对病虫草害具有一定的防控效果,从而可以提高水稻单产。     

秸秆配伍腐秆剂还田的最适氮肥运筹方案研究

为明确沿淮地区秸秆配伍腐秆剂还田条件下氮肥的最佳施用方案,提升该区秸秆还田替代化学肥料的效率.利用布设于安徽霍邱的麦秸配施腐秆剂还田试验,比较了不同氮肥运筹处理:(1)麦秸还田+腐秆剂(CN105,C/N=105 ∶ 1);(2)麦秸还田+腐秆剂+减基增穗施N肥(CN24,C/N=24 ∶ 1);(3)麦秸还田+腐秆剂+推荐方案施N肥(CN18,C/N=18 ∶ 1);(4)麦秸还田+腐秆剂+增基减穗施N肥(CN12,C/N=12 ∶ 1),在秸秆腐解和水稻生产等方面的差异.研究结果表明:不同氮基肥用量会显著影响腐秆剂的促腐速率,C/N为18 ∶ 1时还田秸秆的腐解速率最大(k=0.023),较CN12和CN24处理可分别提高43.75％和35.29％;CN18处理的水稻产量与CN105、CN24和CN12处理相比有不同程度的增加,增幅分别为13.64％、0.09％和13.09％(P＞0.05);秸秆腐解率与水稻产量和水稻千粒重呈正相关,而与水稻的有效穗数、穗粒数和结实率呈负相关,其中与产量的相关性显著(P＜0.05).由上可知,沿淮地区麦秸配施腐秆剂还稻田时配施氮基肥使初始C/N为18 ∶ 1可显著加速秸秆腐解,并有增产的趋势.     

秸秆腐解剂对麦秸腐解速率及水稻产量的影响

设麦秸不还田(CK_1)、麦秸全量还田(CK_2)、麦秸还田且施用4种秸秆腐解剂(T_1~T_4)6个处理,研究秸秆腐解剂对麦秸秆腐解动态和水稻生长的影响。结果发现,麦秸还田24 d后,施用腐解剂能够提高小麦秸秆的腐解率,并且在麦秸秆全量还田条件下施用秸秆腐解剂能够显著促进小麦秸秆中氮的释放;在插秧30 d后,腐解剂能够显著促进磷的释放,但降低了水稻有效穗数、结实率、水稻产量,减产幅度达1.8%~7.1%;麦秸全量还田处理(CK_2)能提高水稻的有效穗数、结实率、千粒质量、水稻产量。     

玉米秸秆腐解菌剂对种养废弃物堆肥的影响

为探求秸秆腐熟剂与猪粪对秸秆堆肥的腐熟效果,应用实验室研制的秸秆腐解菌剂,开展了种养废弃物堆肥发酵生产有机肥试验。通过检测温度、含水率、pH及有机质含量等堆肥腐熟度指标,结果表明:加菌剂的猪粪堆肥处理组(T_4),堆肥温度上升快,且持续时间长,60℃以上温度共持续8 d,最高温度达到68℃;堆肥水分蒸发快,比其他处理组含水率下降幅度较大,含水率由65%下降至37%;pH变化范围为7.7~9.2,表现弱碱性;有机质含量变化显示,T4处理堆腐时间较添加猪粪处理(T_3)提前4 d,比菌剂处理(T_2)提前8 d完成堆腐,表现出比其他处理明显缩短堆腐时间。为观察秸秆腐解菌剂对秸秆横截面结构变化的影响,利用扫描电子显微镜(扫描电镜)对3种秸秆处理组进行了比较分析。     

有机物料腐熟剂对玉米和水稻秸秆还田效应的影响

通过网袋法模拟秸秆还田(设置玉米秸秆、水稻秸秆单独还田,玉米秸秆、水稻秸秆+有机物料腐熟剂还田4个试验处理)研究有机物料腐熟剂对玉米秸秆和水稻秸秆还田后秸秆腐解率和腐解残余物有机碳及腐殖质组分的影响;通过秸秆还田盆栽试验(设置无秸秆还田,玉米秸秆、水稻秸秆单独还田,玉米秸秆、水稻秸秆+有机物料腐熟剂还田5个试验处理)研究有机物料腐熟剂对玉米秸秆、水稻秸秆还田后土壤基本性质以及生菜生物量和养分质量分数的影响。结果表明:有机物料腐熟剂促进秸秆腐解效果明显,与秸秆单独还田相比,玉米秸和水稻秸+有机物料腐熟剂还田的秸秆腐解率分别提高32.36%和29.76%,有机物料腐熟剂有促进腐解残余物有机碳质量分数下降的趋势,腐殖酸质量分数分别提高29.17%和20.71%,胡敏酸质量分数分别提高55.60%和48.84%,胡敏酸/富里酸比值分别提高54.17%和29.73%;且以玉米秸+有机物料腐熟剂的腐解效果更好;秸秆+有机物料腐熟剂还田显著增加土壤活性有机质、碱解氮和有效磷的质量分数以及生菜生物量,同时促进生菜对养分的吸收。与秸秆单独还田相比,玉米秸和水稻秸添加有机物料腐熟剂还田的土壤活性有机质质量分数分别增加12.74%、9.01%,生物量分别提高25.85%、18.07%,且以玉米秸+有机物料腐熟剂的腐解效果更好。可以看出,玉米秸和水稻秸添加有机物料腐熟剂还田均可促进秸秆的腐解和有机物质转化,改善土壤理化性质、提高作物产量。     

沼液对水稻生长产量及其重金属含量的影响

沼气发酵残余液(沼液)是一种典型的优质有机物料,目前我国每年产生2亿多吨的沼液,农业生产中寻求沼液的资源化利用,对避免环境二次污染和实现畜禽养殖业的生态可持续发展具有重大的现实意义和社会意义.在田间小区试验条件下,以粳稻'亚优红一号'(Oryza saliva L)为试材,就沼液作为肥源代替化学肥料施用对其营养生长、稻谷产量及稻米中重金属含量的影响作了初步探讨.结果表明,沼液作基肥,追肥施复合肥获得的水稻产量最高,达55.9 g·plant~(-1).虽然与当地习惯施肥(基肥和追肥施复合肥)相比稻谷产量没有明显差异,但是基肥用沼液代替化学肥料,显著降低了水稻生产成本.同时,沼液作基肥,追施复合肥明显促进了水稻分蘖和生长,虽然稻米中Cu、Cd含量没有显著变化,但强化了稻米Fe、Zn营养,显著降低了Pb含量,明显提升了稻米营养品质.可是,试验结果也显示,沼液完全代替化学肥料施用对水稻生长及其产量形成是不利的.     

水、肥及秸秆协同管理对小麦-玉米轮作体系土壤氨挥发及作物产量的影响

氨挥发是农田氮素损失的主要途径之一,而田间管理是影响氨挥发的重要因素。本试验以漫灌+常规氮磷钾复合肥+秸秆还田为对照(CK),设置6种不同水、肥、秸秆协同管理处理,分别为OWF1:滴灌+氮磷钾增效复混肥(一次性基施)+秸秆还田;OWF2:水肥一体追肥+氮磷钾增效复混肥+秸秆还田;OWF1+SC:滴灌+氮磷钾增效复混肥(一次性基施)+秸秆碳;OWF2+SC:水肥一体追肥+氮磷钾增效复混肥+秸秆碳;OWF1+SD:滴灌+氮磷钾增效复混肥(一次性基施)+秸秆还田+秸秆腐解剂;OWF2+SD:水肥一体追肥+氮磷钾增效复混肥+秸秆还田+秸秆腐解剂,于典型棕壤土上开展研究,探究水、肥、秸秆协同管理对小麦-玉米轮作体系土壤氨挥发及作物产量的影响。结果表明:(1)玉米季CK累积氨挥发量最高,为42.82 kg/hm~2,OWF1、OWF2、OWF1+SD处理均显著低于CK,降幅为18.08%～24.45%,且呈追肥高于基肥的趋势;小麦季各处理间累积氨挥发量无明显差异,但呈基肥高于追肥趋势;就周年累积氨挥发量而言,CK最高,除OWF2+SC、OWF2+SD处理外,其他处理均显著低于CK,降幅为14.96%～22.03%。(2)与CK相比,各处理玉米增产2.32%～24.25%,小麦增产8.92%～26.13%,其中OWF1和OWF2+SD处理的小麦、玉米产量增加最为显著;不同水肥配施秸秆碳与秸秆腐解剂均得到良好增产效果,且小麦增产效果较玉米更为显著。综上所述,OWF1、OWF2、OWF1+SC、OWF1+SD处理可作为棕壤土区小麦-玉米轮作种植体系水、肥、秸秆协同增效管理措施,为实现小麦-玉米绿色生产提供科学参考。     

沼液与有机肥配施条件下氮损失风险的研究

本研究旨在探索沼液、有机肥配施等氮量替代化肥的模式,期望能够在保持产量稳定的前提下,降低稻田氮素损失的风险。本试验以太湖水稻土为研究对象进行盆栽试验,设置了空白对照(CK)、常规化肥(NPK)、100%沼液、75%沼液+25%猪粪有机肥、50%沼液+50%猪粪有机肥和100%猪粪有机肥六个处理,采用密闭室间歇通气法研究了不同生育时期的稻田氨挥发特性,同期测定稻田田面水氮含量,以及全施肥期径流流失量。试验结果显示,在等施氮量条件下,常规化肥处理水稻产量达12 752.70 kg·hm~(-2),其农田氨挥发总量为76.99 kg·hm~(-2),径流氮损失量39.11 kg·hm~(-2);100%沼液施用处理和75%沼液+25%猪粪有机肥配施处理氨挥发量较高,分别为120.66、88.01 kg·hm~(-2);而50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理氨挥发总量和径流氮流失量均低于常规化肥处理,分别为58.03、22.00 kg·hm~(-2),其产量与常规化肥处理相比无显著性差异;100%猪粪有机肥施用处理尽管氨挥发总量和径流氮流失量表现最低,但其产量低于50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理。综合比较而言,50%沼液+50%猪粪有机肥配合施用处理在保持一定产量的基础上又能减少氨挥发及氮流失风险,是一种比较适宜的施肥模式。     

秸秆还田与氮肥管理对稻田杂草群落和水稻产量的影响

为了研究秸秆还田和氮肥管理对稻油轮作夏季稻田杂草群落分布特征和水稻产量的影响,试验设5个处理：常规施肥NPK+秸秆不还田,N基追肥比例为6：2：2（F₀NS,CK）;常规施肥NPK+秸秆全量还田,N基追肥比例为6：2：2（F₀S）;常规施肥NPK+秸秆全量还田+秸秆腐解剂,N基追肥比例为6：2：2（F₀SA）;常规施肥NPK+秸秆全量还田+秸秆腐解剂,N基追肥比例为7：2：1（F₁SA）;常规施肥PK,N减量15%+秸秆全量还田+秸秆腐解剂,N基追肥比例为6：2：2（F₂SA）。记录杂草种类、数量、密度、生物量等指标,并于2016年9月底进行水稻实收测产。结果表明,与CK相比,F₀S、F₀SA、F₁SA和F₂SA处理的杂草总密度分别降低50.3%、29.2%、20.3%和6.8%,秸秆还田可以有效降低稻田杂草密度、生物量和杂草多样性;与F₀S相比,F₀SA、F₁SA和F₂SA处理的杂草发生数量和发生密度差异不显著,但禾本科和莎草科杂草不同程度地减少,柳叶菜科和玄参科杂草显著增加,配施秸秆腐解剂对农田杂草种类影响显著。在秸秆腐解剂和不同施氮措施下,与F₀SA相比,F₁SA和F₂SA处理杂草种类、生物量增加,杂草相对密度降低,但差异不显著;各处理间优势杂草种类和种群数量减少,但F₂SA处理下生物多样性指数明显高于F₀SA和F₁SA处理。与CK相比,F₀S、F₀SA、F₁SA和F₂SA处理的水稻产量分别提高7.13%、16.55%、17.80%和10.67%,其中F₁SA处理作物产量增幅最高。研究表明,秸秆还田和氮肥管理能有效降低稻田杂草的发生密度、总生物量和和生物多样性,有利于提高水稻产量。     

猪粪与氮肥配施对水稻生长及氮素利用的影响

为实现畜禽粪便消纳及水稻化肥减量生产,利用2年的田间试验研究猪粪替代高量氮肥对水稻生长动态及氮素吸收利用的影响。结果表明,单施225 kg/hm~2化肥氮(N1)处理的产量显著低于其他处理,225 kg/hm~2化肥氮结合总氮量26.4 kg/hm~2的猪粪(N1M)(总氮量251.4 kg/hm~2)处理的产量和单施270 kg/hm~2化肥氮(N2)处理无显著差异。N1M处理的产量效应与促进水稻苗期根系生长及齐穗期后氮素高强度供应有关,但225 kg/hm~2化肥氮+26.4 kg/hm~2猪粪氮+4 500 kg/hm~2秸秆(N1MR)处理水稻在分蘖期和孕穗期吸氮量较低。N1M处理2年的氮素利用回收率均值与N2处理相比增幅为7.10%;270 kg/hm~2化肥氮+26.4 kg/hm~2猪粪氮(N2M)处理的氮素回收利用率均值与N2处理相比增幅为9.85%,表明猪粪和氮肥配合对水稻氮素吸收产生促进作用,减氮45 kg/hm~2配施猪粪(总氮量26.4 kg/hm~2)或和秸秆配合可有效保持水稻的高产和氮素吸收利用,在水稻分蘖期和齐穗期注意氮肥调控能获更高增产效果。上述结果可以为水稻的减量施肥提供依据。