稻草还田和冬种绿肥对华南双季稻产量及稻田CH4排放的影响

以常规稻合丰占为材料,开展田间裂区试验,主因素设稻草不还田和全部稻草还田2种处理,副因素设冬闲和冬种绿肥并全部还田2种处理,研究稻草还田和冬种绿肥及其互作对华南双季稻产量和稻田CH4排放的影响,以期为华南双季稻低碳高产栽培提供指导。结果表明:稻草全量还田显著提高水稻产量,平均增产4.8%,主要原因是稻草还田促进水稻的干物质积累,增加了每穗粒数,但稻草还田极显著增加稻田CH4排放量,平均增幅为41.8%;冬种紫云英绿肥显著提高水稻产量,平均增产3.6%,同时稻田CH4排放量也增加,但差异没有达到显著水平。无论是对水稻产量还是稻田CH4排放,稻草还田和冬种绿肥处理之间的互作效应均不显著,表明二者的作用是相互独立的。综合考虑水稻产量和CH4排放的表现,冬种紫云英绿肥可作为华南双季稻低碳高产栽培的重要措施。     

稻草还田下非稻季持续淹水对稻季CH4和CO2排放的影响

稻草还田和非稻季持续淹水是我国最重要的稻田管理方式之一,此种管理方式下稻田碳排放并不清楚。本研究以江汉平原中稻-冬闲制度为对象,探讨稻草还田耦合非稻季持续淹水对稻季碳排放的影响,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,在稻草秸秆全量覆盖还田下,非稻季自然排水比持续淹水显著降低稻季CH₄累积排放量,稻季第一次排水晒田之前CH₄排放占总排放量的80%以上;非稻季持续淹水使稻季CO₂累积排放量比自然排水稍有降低,CO₂排放主要集中在第一次排水晒田之后,占总排放量的60%左右。非稻季淹水降低稻季土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N和DOC浓度以及10 cm土层土壤Eh值,但使乙酸浓度升高,这可能是稻草还田耦合非稻季淹水导致CH₄排放量增加的主要原因。     

前茬季节稻草还田时间对稻田CH4排放的影响

通过盆栽试验研究了前茬季节稻草还田时间对稻田CH4排放的影响.与前茬季节前施用稻草(稻草早)相比,水稻移栽前施用稻草(稻草晚)的处理CH4排放量增加了3.04(1996年)和7.12(1997年)倍.稻草还田时间还明显影响CH4排放和土壤Eh的季节变化.稻草晚处理土壤Eh在整个水稻生长期皆处于适宜CH4产生的水平,所以整个水稻生长期皆有CH4排放(经历烤田后例外),而稻草早处理水稻移栽42d后土壤Eh才降为负值,在此期间几乎没有CH4排放.     

华南稻区不同施肥模式下土壤CH4和N2O排放特征

通过田间试验研究了不同施肥模式对华南稻田CH4和N2O排放的影响。研究结果表明:水稻生育期内,CH4排放呈单峰曲线,不同水稻季CH4排放峰出现的时间和峰值不同,晚稻CH4排放峰出现的时间早于早稻,且峰值明显高于早稻。由三季水稻观测数据可知:稻田CH4排放通量范围分别为-0.29~14.83、-6.09~31.54、-0.11~22.87 mg·m-2·h-1,而不同生长季N2O排放数据表明稻田N2O排放通量非常小且N2O排放规律不明显;稳定性氮肥结合甲烷抑制剂(SN)处理CH4季节排放总量最低,与农民习惯施肥处理(FP)相比,SN处理均能明显降低CH4季节排放量,降幅分别达34.1%、28.4%和7.7%。分析单位产量CH4和N2O增温潜势可知,两季水稻SN处理较FP处理全球增温潜势分别降低了31.0%和17.8%。综上认为,华南稻-稻连作种植体系下,CH4气体是稻田全球增温潜势增加的主要温室气体,SN施肥模式可作为该区域稻田温室气体减排的一项重要措施。     

稻草全量还田替代部分化肥对双季稻田土壤理化性质的影响

[目的]研究稻草全量还田替代部分化肥对双季稻田土壤理化性质的影响。[方法]研究等量氮磷钾养分施入条件下,连续7年机械化稻草全量还田减施化肥(SIF)、烧灰还田减施化肥(SBF)、单施化肥(F)和不施肥(CK)对双季稻田土壤理化性质的影响。[结果]在等量氮磷钾养分投入条件下,与SBF和F处理相比,SIF处理能明显降低土壤容重,均减少0.06 g/cm3,增加土壤总孔隙度、通气孔隙度、田间持水量和最大持水量,平衡土壤水、气状况,而前两者差异不显著;与F处理相比,SIF处理可以减缓土壤酸化,提高0.1个p H,土壤有机质增加0.83 g/kg,全氮和速效硅分别提高2.92%和42.19%,从而提高土壤肥力。土壤固碳量和固碳速率均呈SIFFSBF的趋势,在固碳减排上稻草还田具有更大优势。[结论]该研究为稻草资源有效利用和土壤合理培肥途径提供理论依据和技术指导。     

稻草还田下添加DCD对稻田CH4、N2O和CO2排放的影响

为研究秸秆还田下硝化抑制剂的效应,本研究借助温室盆栽,设置5个处理:不施肥(CK)、传统施肥(CF)、传统施肥配施硝化抑制剂双氰胺DCD(CF+DCD)、传统施肥稻草还田(CF+S)、传统施肥稻草还田配施DCD(CF+S+DCD),探讨秸秆还田下施用DCD对水稻整个生育期土壤CH_4、N_2O和CO_2排放的影响。结果表明:整个生育期,CH_4和CO_2排放量以CF+S最高,CF+S+DCD次之,而CK最低;N_2O排放量以CF最高,CF+DCD次之,而CF+S+DCD最低。与CF和CF+S相比,施用硝化抑制剂后CH_4和N_2O减排效果显著,而CO_2减排不显著。就水稻产量、综合温室效应(GWP)、温室气体强度(GHGI)和净生态系统经济预算(NEEB)而言,秸秆还田和硝化抑制剂施用,都可显著提高水稻产量和NEEB,而降低GWP和GHGI;与CF和CF+S相比,施用硝化抑制剂后,CF+DCD和CF+S+DCD分别增产9.5%和10.0%,NEEB增加16.8%和20.1%;GWP分别降低23.7%和21.0%,GHGI降低23.7%和21.1%。可见,无论稻草还田与否,硝化抑制剂对温室气体排放及水稻产量的影响效应比较稳定。因此,稻草还田配施DCD(即CF+S+DCD处理)在保证水稻产量的基础上,显著降低稻田土壤CH_4和N_2O排放,是一种经济可行的温室气体减排措施。     

适宜双季稻稻草还田的多功能联合作业装置

双季稻稻草还田难是南方双季稻区机械化生产过程中遇到的难题之一。双季稻生产具有季节性紧、稻草还田量大、耕作难的特点,尤其早稻收获、晚稻整地和晚稻插秧3大作业环节紧密衔接,环环相扣。采用传统机械作业时,水稻收获和稻草还田需分开进行,费时费力。针对现有技术的不足,对联合收割机进行改进和加装配套装置,改进的联合作业装置具有一次完成水稻收获、稻草粉碎、稻草全田均匀抛散、腐秆剂或根瘤菌喷洒、绿肥种子撒播或肥料撒施的多种功能,通过早晚稻不同的利用方式,有效解决了双季稻稻草还田难的问题。     

前茬季节稻草还田时间对稻田CH_4排放的影响

通过盆栽试验研究了前茬季节稻草还田时间对稻田CH4排放的影响。与前茬季节前施用稻草(稻草早)相比,水稻移栽前施用稻草(稻草晚)的处理CH4排放量增加了3.04(1996年)和7.12(1997年)倍。稻草还田时间还明显影响CH4排放和土壤Eh的季节变化。稻草晚处理土壤Eh在整个水稻生长期皆处于适宜CH4产生的水平,所以整个水稻生长期皆有CH4排放(经历烤田后例外),而稻草早处理水稻移栽42d后土壤Eh才降为负值,在此期间几乎没有CH4排放。     

稻草不同还田方式田间试验初报

为对比稻草不同还田方式对当季油菜的效应,设置覆盖行间还田、粉碎翻犁入泥还田及无稻草还田三个处理进行同田大区对比试验。结果表明,两种方式的还田对当季油菜生长基本没有影响,两种还田方式均可采用,可结合到地块实际进行具体选用,宜免耕的地块宜覆盖还田,较为板结的地块宜粉碎翻犁还田。     

猪粪沼液施用对稻田CH4和N2O排放及温室效应的影响

为解决规模养殖废弃物超排引起环境污染严重且资源大量浪费的问题,采用静态箱-气相色谱法,研究猪粪、沼液替代化肥条件下稻田CH4和N2O排放特征,并运用全球增温潜势(GWP)的方法对稻田CH4和N2O排放的温室效应进行估算。研究结果表明:与常规施肥相比,尽管猪粪替代化肥措施均显著(P<0.05)降低稻田N2O排放,但以100%或50%猪粪替代化肥处理仍显著(P<0.05)增加了稻田GWP及单位产量的GWP,分别提高了385.5%、218.2%和422.4%、228.4%,主要是由于猪粪替代化肥处理不仅改变了CH4排放规律,还显著增加了(P<0.05)稻田CH4排放。而采用100%或50%沼液替代化肥措施减少了稻田GWP及单位产量的GWP,分别降低了27.8%、15.4%和29.5%、18.8%,主要是由于沼液替代化肥处理显著降低了(P<0.05)稻田N2O排放。就综合温室效应而言,采用沼液替代化肥能够有效降低养殖排泄物稻田施用产生的温室效应。     

水稻品种对稻田CH4和N2O排放的影响

稻田被认为是温室气体甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的重要排放源,推广种植较少温室气体排放的水稻品种是控制稻田温室气体排放的有效措施之一。选取在太湖流域推广种植较多的16个品种为对象,通过研究其CH₄和N₂O排放情况,筛选出该区域内最适宜种植的较低温室气体排放的品种。研究结果表明,水稻的产量与CH₄排放量存在显著的线性正相关关系。在常规灌溉条件下,不管是常规品种还是杂交品种,粳稻的CH₄、N₂O累积排放量和产量都要高于籼稻。与常规品种(粳稻或籼稻)相比,杂交品种的CH₄累积排放量和产量相对较高,但N₂O累积排放量相对较低。常规粳稻中的早玉香粳和秀水134、杂交粳稻中的花优14、秋优金丰和甬优9号以及杂交籼稻中的旱优113、天优华占均具有较高的产量和较低的温室气体排放强度,有较大的推广种植价值。早玉香粳、旱优8号和旱优113为节水抗旱稻,它们在水分缺少的环境下可能会表现出更大的优势。     

水稻秸秆还田对稻田土壤N_2O排放的影响

以湖北省两种典型水稻土壤[咸宁水旱轮作土壤(简称XR)与潜江冬泡土壤(简称QF)]为研究对象,室内培养模拟水稻秸秆还田对土壤N_2O排放的影响。设置了淹水(土水比为1∶1)和土壤充水孔隙度为80%(简称80%WFPS)2种水分条件以及添加1%水稻秸秆(简称S)、1%水稻秸秆+50 mg(N)/kg尿素(简称S+U)和空白对照(CK)3种处理,25℃恒温培养60 d。结果表明,XR土样中,淹水条件下CK、S以及S+U处理后N_2O累积排放通量分别为1.80、0.15和0.42 mg(N)/kg,而80%WFPS条件下相同处理后的N_2O累积排放通量分别为0.065、0.040和0.160 mg(N)/kg;QF土样中,淹水条件下CK、S以及S+U处理后N_2O累积排放通量分别为3.42、0.09和0.22 mg(N)/kg,而80%WFPS条件下相同处理的N_2O累积排放通量分别为4.58、1.55和5.28 mg(N)/kg。土壤轮作模式、水分和秸秆添加方式均导致了不同土壤间N_2O排放的差异,但主要受土壤氧化还原电位(Eh)的影响,其排放通量与Eh呈显著负相关。这表明土壤Eh可能是调节土壤N循环过程的关键因子。     

不同测墒补灌处理对冬小麦产量及光合特性的影响

为了明确测墒补灌对冬小麦产量和干物质积累的影响,以高产优质冬小麦‘烟农999’为材料,试验设置5个水分处理：W0全生育期不浇水,Wck为传统灌溉处理（对照）,W70、W75、W80为测墒补灌处理,于拔节期和开花期分别补灌至土壤相对含水量的70%、75%、80%。结果表明：（1）各处理之间相比较,W75籽粒产量和水分利用效率最高,分别为11438.85 kg/hm ²、25.78 kg/(hm ²·mm),比传统灌溉处理提高了12.12%、21.2%。（2）W75处理开花期和灌浆期的叶面积指数、灌浆期的旗叶净光合速率、开花期干物质转移率、灌浆期营养器官对籽粒的贡献率显著高于其他处理。综合分析,本试验条件下W75是‘烟农999’获得高产高水分利用效率的灌溉方案。     

不同的秸秆还田对土壤理化性质及水稻产量的影响

研究了不同的作物秸秆还田对土壤理化性质及水稻产量的影响。结果表明,秸秆还田对土壤物理性质的影响明显,与单施化肥的对照相比,秸秆还田处理的土壤容重下降。添加了秸秆的处理都比单施化肥的对照稻谷产量高,最多增产500.00 kg/hm~2,增产率为7.62%;添加了秸秆腐熟菌剂的秸秆还田处理均比不添加秸秆腐熟菌剂的秸秆还田处理的稻谷产量高,最多增产438.34 kg/hm~2,增产率为6.62%。化肥+麦秸+腐熟菌剂与化肥+油菜秸+腐熟菌剂的稻谷产量最高。不同的秸秆还田处理都比单施化肥处理的有效穗多。秸秆还田能够改善土壤的物理性质,增加水稻的产量。     

双季稻区6种不同稻田土壤类型对晚稻产量及稻米品质的影响

研究双季稻区6种不同土壤类型对晚稻产量及稻米品质的影响,可为指导不同地域的水稻优质生产提供重要参考。本文以6年定位试验为基础,研究了南方双季稻区6种不同土壤类型晚稻产量及稻米品质的变化。结果表明,在6种不同土壤类型中,各处理优质晚稻的有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重和产量均无明显差异。垩白大小与穗干重之间呈显著的正相关。水稻产量以红黄泥田最高,达7570.46 kg/hm2,大小顺序为红黄泥田>河沙泥>灰泥田>麻沙泥>紫泥田>黄泥田。红黄泥田和紫泥田有利于提高优质晚稻的出糙率、精米率;灰泥田和河沙泥田有利于提高稻米的整精米率;黄泥田有利于提高稻米的胶稠度、蛋白质,降低垩白米率、垩白大小和直链淀粉含量。上述结果说明,黄泥田种植水稻有利于改善稻米品质。     

稻草还田免耕抛秧对土壤剖面氮、磷、钾含量的影响

【目的】探讨稻草还田免耕对稻田土壤剖面氮、磷和钾的影响。【方法】对连续2年和7年结合稻草还田常耕抛秧和免耕抛秧试验的水稻土剖面氮、磷、钾进行了研究。【结果】免耕表层0-4（5）cm土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于常耕土壤。稻草还田免耕0-4（5）cm土壤的全钾含量显著高于常耕土壤,速效钾含量与稻草还田常耕差异不明显,但显著高于普通常耕土壤。免耕5-20 cm层土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮和速效磷含量低于常耕土壤。普通免耕Aa层（耕作层）土壤速效钾含量显著低于常耕土壤。免耕的Ap层（犁底层）、W层（潴育层）和C层（母质层）碱解氮和速效钾含量高于常耕土壤。【结论】稻草还田免耕抛秧协调土壤氮、磷和钾的效果比普通免耕好,有利于土壤肥力的提高,稻草还田免耕抛秧是稻田免耕栽培的发展方向。     

控释肥和覆草旱种对晚稻稻田CH4和N2O排放的影响

【目的】明确覆草旱种和控释肥对稻田CH4和N2O排放通量、累积排放量、温室效应及排放强度的影响,探讨稻田温室气体减排的有效措施,为水稻的科学栽培提供理论依据。【方法】采用田间试验,用静态箱法采集气体,研究常规水田(对照)、覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4和N2O日排放通量的变化规律及稻田CH4和N2O的累积排放量、温室效应和排放强度的变化。【结果】常规水田CH4排放主要集中在苗期、分蘖初期和最大分蘖期,持续时间为35d;覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4排放则主要集中在苗期和分蘖初期,持续时间均为15d,二者的CH4累积排放量显著低于常规水田,仅为常规水田的20.00%和17.98%。常规水田仅在烤田期有少量N2O排放;覆草旱种稻田N2O排放集中在最大分蘖期,持续时间为10d,累积排放量显著高于常规水田;覆草旱种控释肥稻田N2O排放集中在分蘖初期,持续时间为7d,累积排放量与常规水田无显著差异,但显著低于覆草旱种稻田。覆草旱种对稻田CH4和N2O的全球增温潜势和排放强度无影响,但覆草旱种结合施用控释肥能显著降低稻田CH4和N2O的增温潜势和排放强度,与常规水田相比分别减少了77.66%和76.47%。【结论】覆草旱种配施控释肥是明显减少稻田温室效应的有效措施,是一种科学的水稻种植模式。     

高产土壤条件下双季杂交稻施磷效应研究

为完善双季稻超高产栽培技术体系,以湖南省醴陵市高产稻田土壤－河沙泥为供试土壤,杂交早稻Ｖ４０２和杂交晚稻Ｖ６４４为供试作物,对不同施磷水平的杂交稻和土壤效应进行了研究。结果表明,在高产土壤条件下,施磷仍能促进水稻提早分蘖,增大水稻生育前期的干物质纱量和对氮、磷、钾的吸收量,但对水稻中、后期的干物质积累和氮、磷、钾的吸收无促进作用。施磷处理水稻－生中地上部干特总量稻谷产量与不施磷处理无明显差异。施磷     

水稻秸秆全量还田模式下小麦高产增效创建示范

探索水稻秸秆全量还田技术下实现小麦单产7 500 kg/hm2的措施,指出镇压可有效改善土壤的理化性状,提高小麦的出苗率;不同秸秆还田方式下,以小麦秸秆还田出苗数最高,秸秆不还田次之。