耕作方式对紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响

为研究耕作方式对西南地区紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响,以1989年设立的位于西南大学农场的农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内的长期免耕试验田为对象,研究在冬水田平作（DP）、水旱轮作（SH）、垄作免耕（LM）、厢作免耕（XM）和垄作翻耕（LF）5种不同耕作方式下,土壤中总有机碳（TOC）含量、颗粒态有机碳（POC）含量、颗粒态土壤质量分数和颗粒态有机碳分配比在土壤中的分布特点。结果表明,不同的耕作方式主要对表层土壤的TOC、POC分布产生显著影响,其中LM对提高积累TOC和POC贡献最大;0-60 cm土层TOC含量变化范围为7.10～34.45 g/kg,颗粒态土壤质量分数所占比例为30.38%～45.65%,POC含量为1.31～19.39 g/kg,各数值基本变化趋势都是随土壤深度的增加而减小。TOC与POC都可作为评价耕作方式影响紫色水稻土土壤质量变化与固碳能力的有效指标,但相同耕作制度下POC变化幅度更大,对其响应也更为敏感。从TOC和POC的关系来看,不同耕作制度下有机碳的增加与土壤物理保护能力的提高有关,免耕方式有利于有机碳以及颗粒态有机碳的保护和稳定。     

稻秸的不同组分对水稻土微生物量碳氮及可溶性有机碳氮的影响

为探明稻秸(稻草)及其不同组分(腐解稻秸、可溶性有机物和去活稻秸)对红黄泥水稻土微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)含量的影响。通过室内恒温培养试验,研究了长期淹水条件下,添加稻秸及其组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响。结果表明,与对照(S处理)相比,添加稻秸(RS+S处理)、腐解稻秸(DRS+S处理)和去活稻秸(NARS+S处理)均提高了MBC,提高幅度分别为11.17%(p0.01),1.83%和6.25%(p0.05),添加可溶性有机物(DOM+S处理)处理降低了MBC,降低幅度为2.67%;RS+S处理提高了MBN,提高幅度为15.29%,DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均降低了MBN,降低幅度分别为15.19%,3.09%和15.92%。与S处理相比,RS+S、DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均极显著提高了红黄泥DOC(p0.01),提高幅度依次分别为13.33%,10.88%,6.81%和11.41%;RS+S、DRS+S和DOM+S处理均显著提高了红黄泥DON(p0.05),NARS+S处理极显著提高了红黄泥DON(p0.01),提高幅度依次分别为6.96%,10.84%,10.12%和13.41%。与S处理相比,DRS+S和NARS+S处理极显著提高了MBC/MBN,RS+S处理显著降低了MBC/MBN,DOM+S处理对MBC/MBN几乎没有影响;各处理对DOC/DON没有显著影响。稻秸及其不同组分对红黄泥水稻土MBC、MBN、DOC和DON含量的影响基本一致,但影响程度存在差异,稻秸和去活稻秸影响较大。结果可为稻秸及其不同组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响机理提供基础数据,进一步揭示稻田土壤速效养分的来源与转化关系,为农业生产中秸秆的科学利用和稻田土壤肥力定向培育提供科学依据。     

耕作方式对紫色水稻土颗粒态氮的影响

土壤颗粒态氮作为土壤有机氮中的非稳定性部分,对土壤中氮的平衡有着重要的影响,对作物的生长及增产增收也有着重要意义.试验以西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内于1989年设立的长期免耕试验田为研究对象,研究冬水田平作、水旱轮作、垄作免耕和垄作翻耕等耕作方式对土壤颗粒态氮的影响.结果表明,不同耕作方式下土壤全氮及颗粒态氮含量均具有明显的垂直分布特征,由上到下含量逐渐降低.在0-60 cm的土壤深度内,土壤全氮平均含量依次为垄作免耕(1.53g/kg)>冬水田平作(1.50 g/kg)>垄作翻耕(1.31 g/kg)>水旱轮作(1.16 g/kg);颗粒态氮平均含量依次为冬水田平作(0.55 g/kg)>垄作免耕(0.46 g/kg)>垄作翻耕(0.40 g/kg)>水旱轮作(0.35 g/kg).免耕能够增加土壤全氮含量,但无助于颗粒态氮含量的增加.不同耕作方式下的颗粒态土碳氮比大于全土碳氮比,表明颗粒态土壤有机质易被微生物分解,是土壤营养物质的重要来源.     

耕作制度对紫色水稻土有机碳累积及矿化动态的影响

以稻田长期定位试验为平台,研究常规平作（中稻-冬水田）、垄作免耕（中稻-冬水田）、垄作免耕（中稻-油菜）和水旱轮作（中稻-油菜）4种耕作制度对紫色水稻土有机碳累积及矿化动态的影响。结果表明：实行不同耕作制度均能提高土壤有机碳密度,以垄作免耕（中稻-油菜）最佳。不同耕作制度实施20年后,农田0-10 cm表层土壤有机碳密度已趋于稳定,垄作免耕会提高10-20 cm和20-40 cm土层有机碳密度,而水旱轮作各土层有机碳密度均低于其他耕作处理。不同耕作制度下水稻土中易氧化有机碳数量和有机碳氧化稳定系数差异较大,其中,垄作免耕（中稻-油菜）下水稻土有机碳氧化稳定系数最大。各耕作处理中,土壤有机碳的最大矿化速率差异显著,有机碳矿化率和pH呈显著正相关;在培养期间,垄作免耕（中稻-油菜）的累积矿化量始终显著低于其他处理;常规平作（中稻-冬水田）的总矿化强度最大,垄作免耕（中稻-油菜）最小。     

添加稻草生物质炭对滨海水稻土有机质活性的影响

为明确腐熟稻草、直还稻草与稻草生物质炭3种不同的稻草还田方式对滨海盐渍型水稻土中碳组分的影响,采用为期270d的室内恒温培养试验,研究了施用等碳量的腐熟稻草、直还稻草(指稻草直接还田)与稻草生物质炭对水稻土有机碳累积及其氧化稳定性、土壤水溶性有机碳和微生物生物量碳含量的影响。稻草生物质炭处理显著提高了土壤有机碳累积量及其氧化稳定性,并增加了土壤微生物生物量碳含量,但对水稻土水溶性有机碳含量并无影响。腐熟稻草与直还稻草处理皆可在短时间内提高土壤水溶性有机碳及微生物生物量碳含量,但对土壤碳累积影响较小,腐熟稻草处理甚至会降低土壤抗氧化能力。稻草生物质炭的施用会增加土壤碳的积累,但若长期施用会降低土壤碳库活性,其可与腐熟稻草或直还稻草配施来减少这一问题。     

稻草原位还田对双季稻田土壤理化与生物学性状的影响

于2010-2011年通过大田试验研究等量施肥条件下稻草不同原位还田方式(稻草全量还田、稻草烧灰还田和稻草不还田)对双季稻田土壤理化特性和生物学性状的影响.结果表明:稻草全量还田2年(4季)有利于改善土壤物理性状和提高耕作层土壤有机质、不同形态碳素、碱解氮、速效氮和缓效钾含量.土壤中3大类微生物总量以稻草还田处理大于稻草不还田和稻草烧灰还田,其土壤细菌、真菌的数量增加,而放线菌的数量减少;土壤蔗糖酶活性明显增加,而脲酶和过氧化氢酶活性变化不大.土壤脲酶活性与土壤全氮含量呈显著相关,蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著或极显著相关,过氧化氢酶活性与全氮、碱解氮和速效钾含量呈显著或极显著相关.     

西南地区紫色水稻土颗粒有机质的季节动态

以西南大学试验农场的紫色水稻土试验田为研究对象,探讨颗粒有机质的季节变化。结果表明,在油菜生长季内,颗粒态土质量分数呈现先升高后降低趋势,变化范围为27.38%～32.15%,具有明显的季节变化。颗粒有机碳(POC)与颗粒有机氮(PON)含量具有相同的季节变化趋势,为"U"字形,主要影响因子为TOC、TN及pH值。POC与PON分配比例的季节变化特征大体相似且均较明显,POC分配比例变化范围为24.96%～42.39%,平均值为35.73%,PON分配比例变化范围为17.19%～30.98%,平均值为22.59%。有机质的输入及其矿化分解是造成POC、PON含量及其分配比例变化的主要原因。生长季内POC/PON介于13.96～17.28之间,极显著高于全土碳氮比,表明颗粒有机质更容易被分解和转化。     

秸秆还田地不同水氮条件对水稻产量及土壤肥力的影响

[目的]研究秸秆还田地不同水氮管理对水稻产量、土壤养分以及土壤酶活性的影响,为发展优质、高效生态农业提供理论支持。[方法]通过田间小区试验,设计了3种灌溉方式共9个处理,并设置3个麦秆不还田处理为对照。[结果]施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉模式有利于控制水稻茎蘖量,降低水稻株高,形成合理的群体结构;不同水氮管理对水稻产量构成因素中的每穗总粒数、结实率无显著影响,水稻有效穗数受灌溉措施及施氮量的影响较大,浅湿调控灌溉可以显著提高水稻有效穗数和千粒重,从而提高水稻产量;施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高土壤有机质、全氮、有效磷、有效钾的含量。秸秆还田可以显著提高土壤蔗糖酶活性,降低土壤脲酶活性,而对土壤过氧化氢酶活性无显著影响。秸秆还田地施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉对土壤蔗糖酶活性的提高最为显著,而不同水氮条件对土壤脲酶活性的影响并不显著。[结论]在秸秆还田地,当施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高水稻产量及土壤肥力。     

秸秆覆盖旱作对稻田甲烷排放和水稻产量的影响

为较全面评价秸秆覆盖旱作水稻栽培模式的生态意义,采用田间试验研究了常规淹水（F）、秸秆覆盖旱作（NF-M）和无覆盖旱作（NF-ZM）3种栽培模式稻田甲烷排放、水稻产量及土壤养分的变化规律。结果表明：3种水稻栽培模式的甲烷排放均集中在水稻生育期的前20d;在水稻生育期内,秸秆覆盖旱作稻田甲烷的排放总量为11.12g·m^-2,显著高于常规淹水稻田的7.78g·m^-2和无覆盖旱作稻田的4.23g·m^-2。秸秆覆盖旱作稻田的水稻产量为8.60t·hm^-2,与常规淹水处理没有显著差异,但二者均显著高于无秸秆覆盖旱作处理的6.78t·hm^-2;与常规淹水处理相比,秸秆覆盖旱作还可以提高水稻单株生物量10g以上。秸秆覆盖旱作还可以显著提高稻田表层土壤有机质含量,维持和改善表层土壤养分状况,对实现农业可持续性有重要意义。因此,在水资源缺乏地区,秸秆覆盖旱作是一种值得考虑的替代传统淹水栽培的水稻栽培模式,同时秸秆覆盖旱作还田也是一种值得推广的稻田秸秆管理技术。     

赤泥施用量对Cd污染稻田水稻产量和土壤生物性状的影响

采用盆栽试验方法,以不施赤泥为对照,分析不同赤泥施用量对Cd污染稻田水稻产量和土壤生物性状的影响.结果表明,施适宜用量赤泥能提高水稻有效穗和促进水稻生长,实现水稻增产,与不施赤泥处理相比,RM-2处理(0.5%赤泥)的水稻株高、有效穗、结实率和水稻产量分别提高了3.40%,4.20%,3.87%和6.86%.从分蘖期到成熟期,施用赤泥处理各生育期的水稻土微生物量碳、氮明显高于对照RM-0处理的.其中,RM-2处理(0.5%赤泥)各时期水稻土微生物量C(SMBC)、微生物量N(SMBN)都明显高于RM-0处理的(P<0.01).施用赤泥处理的稻田土壤细菌、真菌和放线菌数量多数情况下高于对照RM-0处理的.RM-2处理土壤细菌、真菌和放线菌菌群数量多数情况下高于其他处理的.RM-2处理土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性和过氧化氯酶活性均为最高,分别比RM-0处理的提高了10.5%,32.4%和15.9%,且两处理间差异均达到显著水平(P<0.05).与RM-0处理相比,施用赤泥各处理pH和阳离子交换量均有不同程度增加,但有机质的变化不明显.0.5%(W/W)的赤泥施用量较其他施用量有利于改善Cd污染水稻土生物性状,提高土壤肥力,增加水稻产量.     

不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量及酶活性的影响

通过大田试验研究了不同小麦秸秆还田量（0、1500、3000、4500、6000kg.hm-2）对水稻生长、土壤微生物量及酶活性的影响。结果表明：秸秆还田后,水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于秸秆不还田（对照）,但是未全部达到显著性差异;50%秸秆还田处理增产效果最显著（P〈0.05）,与对照相比,理论增产10.2%,实际增产9.0%;秸秆还田处理显著增加了土壤全氮和速效氮含量,对土壤有机质、有效磷和速效钾含量影响不显著;50%秸秆还田处理对微生物量碳、氮的提高作用最明显（P〈0.05）,分别较对照提高46.0%和90.0%;25%和50%秸秆还田显著提高了土壤脲酶活性（P〈0.05）;25%、50%和75%秸秆还田土壤过氧化氢酶活性较对照提高9.3%、12.1%和8.5%（P〈0.05）;与对照相比,50%秸秆还田土壤蔗糖酶活性提高20.3%（P〈0.05）。鉴于秸秆还田对作物产量和土壤肥力的长期效应以及对土壤微生物生理代谢影响的复杂性,合理秸秆还田量的选择还需进行长期定位试验研究。     

Grain Yield,Yield Components,Soil Fertility,and Biological Activity under Organic and Conventional Rice Production Systems

A field experiment was conducted for 2 years on a clayey Vertisol to compare the organic and conventional methods of rice farming. Two main plot treatments were with and without plant protection and four subplot treatments were (1) control (CON); (2) inorganic fertilizers (CF); (3) organics (OF), and (4) inorganics + organics (integrated nutrient management, INM). The organics were green manure, paddy straw, and poultry manure. After 2 years, the main plot effects were not significant in terms of crop productivity though there was a reduction in soil biological parameters. Increase in grain yield was larger with inorganics and INM as compared to the organics because of the higher panicle number. However, organics increased the microbial populations, biomass carbon, nitrogen, enzyme activities, and soil fertility as compared to inorganics. Thus, organics improved the nutrient availability by influencing the soil biological activity although it did not reflect in greater yields.     

长期减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨减量化施肥对水稻产量及土壤肥力的影响,对巢湖流域连续10年减量化施肥和秸秆还田定位试验后的水稻产量、土壤有机质、有效氮磷钾、有效铜锌铁锰含量及土壤酶活性进行了测定和分析。结果表明:长期减氮30%或减磷50%处理对水稻产量无明显降低作用,减量+秸秆还田有增产作用,但增产不显著;减氮30%或减磷50%会降低土壤中有机质含量,增加土壤中速效钾、碱解氮含量,减磷50%土壤中的有效磷含量显著降低,减量+秸秆还田会增加土壤中的有机质、速效钾、碱解氮、有效铜锌铁锰含量,对有效磷的增加效果不显著;较不施肥相比,施肥能够明显提高土壤的酶活性,减少氮磷肥会一定程度地降低土壤中的酶活性,减量+秸秆还田对脲酶的增加效果不明显,但会显著增加土壤中性磷酸酶和蔗糖酶活性;土壤酶活性与水稻产量及土壤养分含量之间呈显著或极显著正相关关系。综合考虑减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响,可提出在巢湖流域实施减量化施肥+秸秆还田处理来代替高产施肥。     

北方酸性水稻土上氮磷硅肥配施对水稻产量影响的研究

用盆栽的方法,采用三因素五水平D-饱和优化设计,以采自于辽宁东部的酸性水稻土为供试土壤。对氮、磷、硅肥用量与水稻产量之间的关系进行研究,建立了水稻产量函数模型;结果表明,氮、磷、硅肥均能显著地影响水稻产量,其作用大小依次为氮肥>磷肥>硅肥,获得最高产量的施肥方案N、P2O5和SiO2分别为0.248、0.129和0.0001g/kg土。     

耕作方式和秸秆还田对直播稻田土壤有机碳及水稻产量的影响

研究了直播稻田在不同耕作方式和秸秆还田下土壤有机碳(SOC)和水稻产量的变化。结果表明,秸秆还田能够显著增加SOC含量,耕作方式可显著影响土壤有机碳的垂直分布。SOC含量与水稻籽粒产量存在显著的正相关关系(R2=0.712 9**,n=6),SOC含量与土壤全氮(TSN)之间有显著的正相关性(R2=0.860 9**,n=43)。秸秆还田能够促进土壤有机碳的增加,稳定直播稻田系统的生产力,实现粮食安全和生态环境安全的双赢。     

红壤性水稻土上钾肥运筹对烤烟产量和品质的影响

利用田间小区试验研究了南方红壤性水稻土上K肥用量及基追肥比例对烤烟的施用效果。试验结果表明:相同追肥比例下,烟叶产量、产值为施K(K2O)量270 kg／hm2最高,315 kg／hm2最低;总N和烟碱含量随K肥用量增加而极显著减少(r=-0．99***,r=-0．97***,P<0．001)。相同K肥用量下,烟叶产量基追肥比3:7 最高,5:5最低:上等烟比例、均价、产值、烟叶含K量随追肥比例增加而显著提高。因此,在速效K含量为130 mg／kg的红壤性水稻土上,选择适当的K肥用量,增加追肥比例,能更好发挥K肥的施用效果,提高烟叶含K 量,改善烟叶品质。本试验以施K量270 kg／hm2,基追肥比例3:7为最优组合。     

长期深窄沟排水对冷浸田土壤脱潜特性及水稻产量的影响

冷浸田为江南稻区广泛分布的一种中低产田。以福建省顺昌县持续运行约30年的石砌深窄沟为监测平台,通过田间土壤速测与室内检验,研究长期深窄沟排水对离沟不同距离冷浸田土壤脱潜特性及水稻产量的影响。结果表明:冷浸田经过长期深窄沟排水,在离沟25 m范围内,与典型冷浸田(离沟75 m位点)土壤相比,土壤Eh提高幅度为288.2%~323.4%,土壤水分下降幅度为7.5%~36.2%,土壤还原性物质总量、Fe~(2+)、Mn~(2+)等含量均有不同降低,并表现为离沟越近,提高或降幅越大的趋势。开沟后0~25 m范围内,土壤p H降低0.13~0.69个单位,土壤微生物生物量碳、氮分别提高66.0%~99.0%、77.0%~275.1%,土壤有效养分含量提高,土壤耕性得到明显改善,离沟15 m以内位点可以实现机耕。开沟后,25 m范围内作物产量可提高6.6%~20.7%,且离沟越近增幅越大。在冷浸田特殊的环境下,土壤还原强度大小是制约作物产量的主要因素。长期开沟排水促进了土壤有机质矿化,增强了土壤微生物活性,产量提升明显。从综合改造效果看,距沟15~20 m以内对土壤理化性质改良与产量提升效果较为明显。     

有机物料对稻田土壤团聚体及有机碳分布的影响

通过连续5年定位试验,以紫云英、秸秆和商品有机肥等有机物料还田的稻田土壤为对象,研究有机物料还田后不同物理分组下土壤组成特点和有机碳变化特征。结果表明,稻田土壤团聚体主要分布在2~0.25mm与0.25~0.053mm粒级,团聚体颗粒有机碳含量随着粒径的减小而减少。有机物料还田可提高0.25~0.053mm和0.053mm粒级团聚体有机碳的含量,紫云英、秸秆、商品有机肥等有机物料可通过提高土壤微团聚体有机碳含量而增加土壤碳库。有机物料施用增加土壤轻组组分颗粒含量,减少重组组分颗粒含量,有助于土壤轻组组分的形成。稻田土壤轻组颗粒有机碳含量与0.25mm和0.053mm团聚体颗粒有机碳含量呈显著相关,与2~0.25mm团聚体颗粒有机碳含量呈极显著相关。稻田土壤施用紫云英、秸秆和商品有机肥等有机物料,可有效提高土壤微团聚体和轻组成分颗粒含量,增加土壤微团聚体和轻组有机碳含量,改变稻田土壤有机碳库组成特征。     

长期施肥对稻麦轮作紫色土有机碳组分及酶活性的影响

为了探明西南地区长期不同施肥处理对稻麦轮作紫色土有机碳组分和碳循环相关水解酶活性的影响,依托重庆北碚29年稻麦轮作紫色土长期定位试验,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、有机无机配施(NPKM)、秸秆还田配施含氯化肥[(NPK)clS]和秸秆还田配施无机肥(NPKS)5个处理,测定土壤各组分有机碳含量及与土壤碳...     

Effects of Nitrogen Management on Soil Nitrogen Content and Rice Grain Yield in Double Cropping Rice Production Area with Continuous Full Amount of Straw Returning

ABSTRACT

In order to formulate a nitrogen (N) management strategy under continuous full amount of straw returning (CFSR) for double cropping rice production, long-term (2013–2016) paddy field experiments were conducted in double cropping rice production area in the Jiangxi province, China. Five N fertilizer treatments under CFSR were tested, that is, (i) no N fertilizer application (CK); (ii) conventional N fertilizer application (165kg N ha^?1 and 195 kg N ha^?1 in early and late rice variety with the ratio of basal dressing to topdressing as 6:4, respectively) (CNF_6:4); (iii) recommended N fertilizer application (135 kg ha^?1 N and 165 kg ha^?1 N in early and late rice variety with the ratio of basal dressing to topdressing as 4:6, 6:4, and 8:2, respectively) (RNF_4:6, RNF_6:4, and RNF_8:2). Nitrogen fertilizer treatments under CFSR had 5.70% and 8.93% higher soil total nitrogen (TN), 1.32% and 0.80% higher available nitrogen (AN), 16.55% and 22.94% higher NH₄⁺-N, and 13.10% and 7.93% higher NO₃^--N than CK treatments in early and late rice variety, respectively. There were no differences in soil TN, AN, NH₄⁺-N, and NO₃^--N contents between CNF6:4 and RNF6:4 treatments, while CNF6:4 treatment showed higher or significantly higher soil N contents than RNF4:6 and RNF8:2 treatments. N fertilizer treatment under CFSR showed 88.9% and 43.20% higher grain yield and 62.15% and 42.52% higher panicle numbers than CK treatments in early and late rice variety, respectively. Compared with CNF6:4, RNF treatments did not significantly reduce grain yield and yield components in early and late rice variety, respectively, except for RNF8:2. Compared with RNF6:4 and 8:2, RNF4:6 showed higher rice grain yield, while no obvious differences in yield components were obtained among all RNF treatments. We concluded that N fertilizer under CFSR was helpful to improve soil N contents and double rice grain yield and panicle numbers. Appropriate reduction of N application (18% and 15% reduction in early and late rice variety, respectively) on the basis of adjusting ratio of basal dressing to topdressing as 4:6 and 6:4 did not significantly reduce soil TN and double rice grain yield and yield components, especially, the 40% basal N dressing and 60% N topdressing was beneficial to increase double rice grain yield under CFSR.