难溶性钾矿开发产品替代氯化钾下水稻钾素吸收特征

在南方稻区通过两季定位试验研究难溶性钾矿开发产品（钾矿）——颗粒硅钙钾肥（颗粒肥）和多元素微孔矿物肥（微孔肥）完全替代氯化钾对水稻产量、经济效益以及钾素吸收利用的影响。通过施用不同量的颗粒硅钙钾肥和多元素微孔矿物肥与施用氯化钾和不施钾对比,分析难溶性钾矿开发产品对水稻产量、经济效益以及钾素吸收的影响。施氯化钾和钾矿使晚稻增产377.2~715.0 kg/hm2,增收568~1616元/hm2,钾矿完全替代氯化钾（100%颗粒肥处理除外）可提高晚稻产投比。施氯化钾和100%钾矿使早稻增产383.1~1339.6 kg/hm2,增收584~3107元/hm2,施50%钾矿处理使早稻减产16.5 kg/hm2和122.9 kg/hm2,钾矿完全替代氯化钾降低早稻产投比。施氯化钾和钾矿可提高水稻的吸钾总量,钾矿完全替代氯化钾降低水稻吸钾总量。钾矿完全替代氯化钾可提高水稻钾素利用率。钾矿完全替代氯化钾能满足晚稻生长需要,而不能够满足早稻生长需求,对早稻的种植应考虑增加钾矿施用量或者与氯化钾的配合施用。     

硅钙镁磷钾肥不同用量对超级稻产量及 磷钾吸收利用的影响

为了探讨硅钙镁磷钾肥在超级稻上施用效果,通过采用田间小区试验,研究了硅钙镁磷钾肥不同用量和习惯施肥磷钾减半（CF2）配合施用对水稻产量磷钾吸收利用及土壤养分含量的影响。结果表明,施用硅钙镁磷钾肥较习惯施肥能够有效提高超级稻产量,随着施用量的增加而增大,比习惯施肥（CF1）增产1.87%-0.65%,比习惯施肥磷钾减半（CF2）增产3.69%-12.63%,施用量1500 kg/hm2（T100）和1875 kg/hm2（T125）产量结果一致。施用硅钙镁磷钾肥通过提高每穗实粒数来提高水稻产量。随硅钙镁磷钾肥施用量增加,水稻秸秆和籽粒磷、钾含量和吸收量不断增加。施用硅钙镁磷钾肥提高土壤有效磷含量、速效钾含量和p H,而对土壤全氮、全磷、有机质和碱解氮含量无明显影响。综合产量、磷钾养分吸收和土壤养分含量结果,硅钙镁磷钾肥用量以1500 kg/hm2（T100）在超级稻上效果最佳。     

种植型微生物菌剂对双季稻植株产量、土壤养分及重金属Cd的影响

为了探明种植型微生物菌剂的稻田生物修复与培肥效应。本研究以"晨奥润泽"种植型微生物菌剂为代表材料,设置0 kg/hm2(CK)、30 kg/hm2、60 kg/hm2、90 kg/hm2、120 kg/hm25个处理,研究种植型微生物菌剂对双季稻耕层土壤养分、重金属Cd及产量的影响。水稻产量伴随"晨奥润泽"用量的增加而增加,有效穗及每穗粒数是其高产的主要因子;"晨奥润泽"能够有效提高土壤的速效养分含量,增强了土壤供肥能力;提高根系中的含氮量、含钾量,促进茎叶中的氮素、钾素往籽粒中进行运转,并显著提高了茎秆中的钾含量,增强水稻抗倒能力;"晨奥润泽"主要通过降低土壤有效Cd来降低水稻对Cd的积累,且表现出伴随"晨奥润泽"施用量的增加而降低的趋势,有利于保障双季稻的安全生产。从节本增效角度出发,"晨奥润泽"的最佳用量在90 kg/hm2左右,早、晚稻较对照分别增产12.9%、12.6%,且具有较好的培肥及生物修复效应。     

硅钙镁磷钾肥用量对油菜产量及磷钾吸收利用的影响

为探讨硅钙镁磷钾肥在油菜上施用效果,于2013—2014年在安徽省通过采用田间小区试验,研究了硅钙镁磷钾肥不同用量与习惯施肥磷钾减半(CF2)配合施用对油菜产量、磷钾吸收利用及土壤养分含量的影响。结果表明,施用硅钙镁磷钾肥较习惯施肥能够有效提高油菜产量,且随着施用量的增加而增大,比习惯施肥(CF1)增产4.0%~20.8%,比习惯施肥(CF1和CF2)磷钾减半(CF2)增产10.2%~28.0%。施用硅钙镁磷钾肥通过提高每荚粒数来增加油菜产量。油菜籽粒磷、钾含量和吸收量随硅钙镁磷钾肥施用量增加而不断增大,用量达到1500 kg/hm2(T100)高于农民习惯施肥处理。施用硅钙镁磷钾肥能够有效提高土壤p H、有效钙和有效镁含量,而对土壤有机质和碱解氮含量无明显影响。硅钙镁磷钾肥合理施用可以明显提高油菜产量、磷钾养分吸收和收获后土壤养分含量,硅钙镁磷钾肥用量以1500 kg/hm2(T100)在油菜上施用效果最佳。     

施用不同品种硅钙钾镁肥对香蕉产量、品质及土壤养分的影响

[目的]为改善香蕉蕉园土壤酸化和硅、钙、镁养分水平,提高香蕉产量和品质。[方法]在大田试验条件下研究了不同品种硅钙钾镁肥对香蕉产量、品质及土壤pH和养分含量的影响。[结果]与习惯施肥相比,施用750 kg/hm2硅钙钾镁肥能显著提高香蕉产量,不同品种的硅钙钾镁肥增产率为3.82%～5.64%,但品种之间的产量差异不显著。施用硅钙钾镁能增加果指长,并使果肉中维生素C、可溶性糖和可溶性固形物含量均有一定程度的提高。施用硅钙钾镁肥可使收获期土壤pH值比对照处理提高0.34～0.72个单位,有效缓解土壤pH下降,并显著提高土壤有效钙和有效镁的含量。[结论]综合比较,以灰粉状硅钙钾镁肥在香蕉上的田间应用效果较好。     

营养调节剂和纳米硅降低烟叶重金属铅镉含量及提高其含钾量的研究

为了探讨营养调节剂(NR)和纳米硅(N-Si)对降低烤烟重金属铅(Pb)、镉(Cd)和提高钾含量的作用,在2009—2010年对烤烟施用NR提高烟叶钾含量研究取得成果的基础上,采用大田试验研究了NR和N-Si配合施用对烤烟重金属Pb、Cd及钾含量的影响。结果表明：(1)NR与N-Si配施能显著降低土壤DTPA提取的可吸态Pb、Cd含量,有效减少烤烟对土壤中Pb、Cd的吸收,从而降低烟叶中Pb、Cd的含量;烟叶中Pb、Cd含量均以施NR 46.02 kg/hm2、N-Si 45.00 kg/hm2的处理5含量最低;与不施NR、N-Si的处理1相比,上中下部烟叶Pb含量分别减少了53.4%、30.2%、39.4%;Cd含量分别减少了46.8%、49.7%、54.6%。(2)NR与N-Si配施能显著提高烤烟烟叶钾含量,其中以处理5效果最优,较处理1上中下部叶分别增加了61.4%、42.1%、56.6%,上、中部叶均达到优质烟叶(3%)的含钾量标准。     

寒地水稻对生物硅肥的生理效应

采用田间试验以基肥和返青肥两种施肥方式,施生物硅肥量为0kg/hm2、150kg/hm2、300kg/hm2、450kg/hm2、600kg/hm2、750kg/hm2六个水平,研究了白浆型水稻土不同生物硅肥施用量对水稻生理指标的影响。结果表明,适宜的生物硅肥施用量(450kg/hm2)对水稻叶片叶绿素含量有显著的影响,可使叶绿素的含量提高9.56%,从而延缓了水稻功能叶片的光合功能期;水稻叶片的保护酶(CAT、POD)在施用生物硅肥后可维持较高的活性或受到抑制程度较低,使所受膜脂过氧化程度(MDA的含量)相对较低,生物硅肥施用量为450kg/hm2时水稻叶片的CAT、POD活性达最大值,MDA的含量达到最低值,这说明施用生物硅肥促进了膜脂脱氧化作用,延缓功能叶片的衰老;施用生物硅肥后提高了植株干物质的合成与积累,促进了可溶性糖向淀粉的转移和碳水化合物的运输,协调了源、库关系。在本试验中,生物硅肥施用量为450kg/hm2效果最好,施肥效果各处理表现为:Si3>Si4>Si5>Si2>Si1>Si0,各处理间差异达到极显著,两种施肥方式基肥的要比返青肥的效果好。     

超级稻晚稻氮磷钾养分需求特征研究

为提高超级稻晚稻产量和肥料利用效率及指导相应缓/控释肥等新型肥料研发,研究了氮钾养分不同优化运筹技术下超级稻晚稻吸肥特征和土壤供肥特征及晚稻产量和氮磷钾利用效率变化。结果表明,与常规施肥处理相比较,氮钾优化运筹处理均提高了稻谷产量、有效穗数量、千粒质量、氮磷钾利用效率及水稻群体单株干物质累积量和氮磷钾累积量,其中,优1处理(氮钾基追比为基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶3∶2)的稻谷产量和氮磷钾利用效率最高,其稻谷实际产量、有效穗数量、千粒质量、氮肥利用效率、磷肥利用效率、钾肥利用效率、干物质累积量、氮素累积量、磷素累积量、钾素累积量较常规施肥处理分别依次提高了5.3%,17.3%,3.4%,30.4%,21.2%,28.4%,4.4%,15.0%,4.2%,12.9%,并且,优1处理的土壤碱解氮含量和速效钾含量在晚稻整个生育期内的变幅较其他施肥处理小,变化曲线波动较为平缓,说明其氮钾的利用量和利用效率较其他处理高,氮钾适量适时的供应,也协同促进了晚稻对磷素的吸收,提高了磷素利用效率。前述试验现象均表明该处理的氮钾养分运筹下水稻对氮磷钾养分的吸收特征和相应土壤养分供应特征更吻合超级稻晚稻的养分需求特性。研究结果为超级稻晚稻化肥减施增效及相应缓/控释肥等新型肥料的研发提供了理论依据和实践基础。     

施氮水平对优质稻产量、品质及稻米Hg、As、Cd含量的影响

以优质稻桂小占为材料,通过田间小区试验的方法,研究了空白,低肥（75 kg/hm2）、中肥（150 kg/hm2）、高肥（225 kg/hm2）4种施氮量对水稻产量、稻米品质和食用安全性（稻米Hg、As、Cd含量）的影响。结果表明,当施氮量低于150 kg/hm2时,随着施氮量的增加,水稻有效穗数显著增加,从而显著提高水稻产量,而当施氮量超过150 kg/hm2时,增产效果不显著。随着施氮水平的提高,出糙率、精米率、整精米率和蛋白质含量也逐渐增加,而垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量和胶稠度则有所降低。其中出糙率、精米率、整精米率在高肥、中肥、低肥3种施肥处理下差异不显著,但均显著高于不施肥处理。中肥、高肥水平下的垩白粒率、垩白度无显著差异,并均显著低于低肥处理。蛋白质含量、直链淀粉含量和胶稠度在不同施氮水平间的变化最大,各肥料处理间的差异均达到显著水平。施氮量的提高对稻米中Hg含量的影响不明显,但可导致As、Cd含量的升高,其中稻米Cd含量在高肥与中肥水平下的差异显著,As含量在各施氮水平处理间均存在显著性差异。在此试验条件下,适量的增施氮肥,有利于优质稻获得高产并将稻米品质提升到较高水平;通过降低施肥量可减少稻米对As、Cd的吸收和积累,提高食用安全性。在优质稻栽培过程中应适量增加氮肥,施氮水平以不超过150 kg/hm2为宜。     

硅钙钾镁肥不同用量对土壤养分及烟叶品质的影响

以NC102品种为试材,在大田条件下,设置硅钙钾镁肥不同用量梯度处理(CK、T0、T750、T1125、T1500),系统取样并进行各指标测定,研究硅钙钾镁肥这种新型土壤调理剂对烟田土壤养分及烟叶品质的影响,探讨硅钙钾肥在改良酸化土壤中的作用,以期为修复土壤环境、改善烟草生长、提高烟叶质量,指导烟叶优质生产管理提供依据。试验结果表明： T1125(即硅钙钾镁肥1125kg/hm2)处理效果最好,土壤pH升高0.3个单位,叶片钾含量提高0.3个百分点、产值增加达272.78元、均价提高1.5元、上等烟比例提高3.0个百分点。     

紫云英翻压对稻田土壤镉有效性及水稻镉积累的影响

为了研究翻压紫云英对重金属污染土壤中Cd的有效性及水稻Cd吸收积累的影响,以当地传统施肥为对照,在大田条件下研究了添加紫云英对水稻生物产量、Cd含量和土壤p H值、有效Cd含量的影响。结果表明:翻压紫云英对水稻生长起到了促进作用,与单施化肥相比,所有紫云英处理的水稻地上部生物产量均有提高,平均增产率为11%。同时,水稻的Cd含量均有下降,稻谷Cd含量平均降低23.8%,稻草Cd含量平均降低50.2%,水稻Cd积累量平均降低了40.8%。翻压紫云英提高了土壤的p H值,降低了土壤Cd的生物有效性,相关分析表明,土壤有效Cd含量与p H值呈极显著负相关,而水稻Cd积累与土壤有效Cd含量呈显著正相关。本研究表明,在Cd污染稻田土壤上,应避免单施化肥,选用紫云英为代表的绿肥作物配合化肥施用,既能提高水稻产量,还能一定程度上降低土壤Cd活性和水稻Cd积累。     

氮硅互作对水稻营养和产量的影响

为氮硅合理配施提供充分的理论依据,通过小区试验研究了氮硅互作对水稻营养与产量的影响。结果表明,施硅可明显增加穗实粒数与千粒重,而施氮可明显增加有效穗数,氮硅配施可以提高水稻产量。增施硅肥可明显提高土壤有效硅含量,而施氮明显降低了土壤有效硅含量。施氮对水稻各时期氮磷钾含量提高有促进作用,而施硅则影响不显著。说明氮硅配施具有相互平衡作用,中氮水平下(180 kg/hm2)配施SiO2 30 kg/hm2水稻营养较为均衡,产量最高。     

硒肥与钝化材料组配对土壤Cd钝化及稻米Cd消减效果

为了探讨不同硒肥施用方式联合钝化材料对土壤镉钝化和稻米镉消减的效果,采用盆栽试验的方式,选用亚硒酸钠作为硒肥,钙镁磷肥和硅藻土作为钝化材料,设置基施硒肥+钙镁磷肥+硅藻土和叶面喷施硒肥+钙镁磷肥+硅藻土2种方式,研究其不同用量对镉污染酸性稻田土壤修复与安全利用的影响。结果表明：随着施用量的增加,稻米产量增加,基施硒肥产量略高于叶面喷施硒肥,产量差为 2.115 g/pot,与对照(CK)相比,基施0.28%钙镁磷肥+0.12%硅藻土+0.004‰硒(T3)能够提高1.68倍的稻米产量;随着施用量的增加,pH升高,有效Cd降低,有机质与CEC变化不大;基施硒肥与叶面喷施硒肥处理对土壤pH、有机质与CEC差异不显著,但基施硒肥处理有效Cd含量略低于叶面喷施硒肥处理,T3对土壤Cd的钝化效果最佳;随着基施硒肥用量的增加,稻米Cd含量降低,随着叶面喷施硒肥用量的增加,稻米Cd含量先降低后升高,基施硒肥处理对稻米Cd的消减程度强于叶面喷施硒肥处理,相差 0.021 mg/kg,与对照(CK)相比,T3处理稻米Cd降低0.063 mg/kg。可见,硒对调控稻米镉累积具有重要作用,且基施硒肥强于叶面喷施。综上所述,基施0.28%钙镁磷肥+0.12%硅藻土+0.004‰硒对土壤Cd钝化与稻米Cd消减的效果最佳,值得在镉污染稻田推广应用。     

连年规模稻鸭共养对稻田土壤性状、稻米产量及品质的影响

为探讨连年规模化稻鸭共养对稻田土壤性状、水稻产量及品质的影响,设置连续10年（2010—2019年）大田规模化稻鸭共养和常规水稻高产栽培的2组处理,调查研究了稻田土壤养分含量、水稻产量结构、稻米品质、重金属含量以及农药残留等指标,进行对比试验。结果表明：与常规水稻种植相比,多年稻鸭共养后土壤容重降低5.65%,0~10 cm耕层土壤中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别增加了8.71%、14.29%、9.68%和8.34%,提升了稻田土壤肥力;稻鸭共养的水稻穗粒数、结实率和千粒重分别提高了11.3%、2.9%和3.2%,有利于形成大穗,但有效穗减少使水稻产量降低16.4%;稻鸭田稻米的糙米率和精米率分别提高了4.8%和3.6%,垩白粒率和垩白度显著下降,蛋白质含量提高7.5%,直链淀粉含量和胶稠度与常规田差异不显著,总体来说稻米品质得到了改善;稻鸭田土壤重金属元素含量及稻米中重金属元素含量、农药残留均符合绿色标准。因此,连年稻鸭共养能够改善土壤性状,提高土壤肥力,提升稻米品质,但有效穗的减少使水稻产量显著降低。     

潢川地区紫云英绿肥翻压对土壤肥力、水稻产量及经济效益的影响

为研究潢川地区紫云英翻压还田与化肥减量配施对土壤肥力、水稻产量及经济效益的影响。本试验分别在潢川县伞陂镇和黄寺岗镇两个具有代表性的试验点进行田间小区试验,共设6个处理,以筛选出紫云英还田与化肥的最佳施肥配比。紫云英与不同量的化肥配施,均能明显提高土壤有机质、容重及土壤中氮、磷、钾等养分的有效性,同时对水稻的株高、穗长、亩穗数等经济学性状也有明显提升作用。且紫云英翻压与100%常规施肥配施,稻谷产量最高,紫云英翻压与80%常规施肥配施的处理稻谷产量次之。同时,紫云英翻压与100%、80%、60%常规施肥配施,其经济效益均高于常规施肥,尤其是紫云英翻压与80%常规施肥配施的处理,产投比最高,其次是紫云英翻压与100%常规施肥配比。综合考虑稻谷产量、总经济效益、产投比及化肥减量投入来看,紫云英翻压与80%常规施肥配比为最优组合。     

水稻秸秆生物炭对江汉平原麦区小麦养分吸收和产量的影响

旨在探明水稻秸秆生物炭施用量和施用时期对江汉平原稻茬麦养分吸收、土壤养分含量以及产量的影响。选择江汉平原典型潮土稻麦轮作区,以基施化肥但不施生物炭处理为对照,设置小麦播种前基施、返青拔节期追施以及两个时期同施不同剂量的生物炭等处理,采用比色法和火焰光度计法测定了不同处理小麦籽粒、植株茎叶和土壤的氮、磷、钾含量,并比较了籽粒产量的变化。结果表明,施用生物炭促进了小麦籽粒和植株茎叶对氮、磷、钾元素的吸收,增加了地上部分氮、磷、钾养分吸收总积累量,且以基施及追施13500 kg/hm²生物炭处理最高,较对照处理籽粒总氮、磷、钾分别提高了20.3%、17.8%和12.4%,茎叶总氮、磷、钾分别提高了11.9%、34.5%和13.9%,氮、磷、钾总积累量显著增加18.2%、24.0%、13.7%(P<0.05);施用生物炭后土壤pH升高、有机质和速效磷含量增加,小麦株高增高,结实率和千粒重增大。施用水稻秸秆生物炭对于改善土壤和提高小麦产量具有一定促进作用。     

土壤镉含量影响水稻产量与稻穗镉累积分配的品种间差异

以谷粒镉（Cd）积累能力不同的3个晚稻品种（天优华占、星2号和湘晚籼13号）为材料,在人为设置的3个土壤Cd含量条件下,研究土壤镉含量提高对水稻产量与稻穗镉累积分配特性的影响及其品种间差异。结果表明：（1）土壤Cd含量提高使水稻产量下降,在添加1.0mg/kg Cd时各品种均显著减产,以天优华占降幅最大;土壤Cd含量提高对水稻产量构成因素的影响具有品种间差异,但其使各品种产量下降的主要原因基本一致,即主要由有效颖花数、结实率与收获指数下降导致。（2）稻穗与谷粒各部分Cd含量均随土壤Cd含量提高而显著提高,但并不呈直线增长趋势,3个品种的提高幅度表现天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（3）稻穗Cd累积量随土壤Cd含量提高而显著提高,品种间稻穗Cd累积量呈天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（4）稻穗Cd主要累积在实粒中,但实粒Cd所占比例随土壤Cd含量提高呈下降趋势,3个品种实粒Cd所占比例呈星2号>天优华占>湘晚籼13号趋势。可见,土壤Cd含量提高对水稻产量与稻穗Cd累积分配的影响具有明显的品种间差异,Cd污染程度不同的稻田应因地制宜选择水稻品种。     

晚稻全生育期Cd的迁移转化规律及预测模型研究

为探讨晚稻全生育期Cd的迁移转化规律及预测模型,采用长沙市望城区大田试验土壤-水稻Cd点对点数据,对水稻4个典型生育期（苗期、分蘖期、灌浆期和成熟期）及不同部位（根、茎叶及籽粒）Cd的吸收、累积和分配差异进行研究。结果表明,同一生育期各部位Cd含量和富集能力均为根>茎叶>籽粒,且根部明显高于其他部位,不同生育期差异显著,具体为成熟期>灌浆期>分蘖期>苗期;Cd转运能力为土-根>根-茎叶>茎叶-籽粒>根-籽粒,籽粒Cd大部分来自于茎叶的转移,且分蘖期转运能力显著高于其余生育期;Cd积累量和分配差异为茎叶>根>籽粒,且分蘖期和成熟期远大于苗期和灌浆期;土壤pH和有效态镉(ACd)含量是影响水稻Cd吸收的主控因子,pH为负效应,有效态镉为正效应,分蘖期茎叶Cd含量受其影响最大,是控制Cd进入籽粒的关键时期。可利用分蘖期土壤pH和有效态镉含量预测成熟期籽粒Cd含量,最优预测模型为lgCd_{成熟期籽粒}=0.158-0.099pH_分蘖期+0.261lgACd_分蘖期。研究结果可为中国长株潭地区稻田土壤Cd污染风险评估和管控提供理论依据和数据支撑。