水稻少免耕栽培研究进展

本文综述了水稻免耕栽培的研究进展,综合介绍少免耕对稻田土壤理化性状、土壤微生物以及稻田杂草环境变化的影响,重点分析了少免耕水稻生长发育及产量形成等方面的研究进展,提出了今后水稻免耕栽培技术的研究重点和发展方向,提出了需重点加强研究解决的技术对策。     

估计太湖地区水稻土水分特征曲线的物理-经验方法研究

为寻求适于太湖地区水稻土水分特征曲线估算的简便方法,本文以实测土壤基本性质和土壤水分特征曲线为基础,对13种物理-经验方法估计土壤水分特征曲线的效果进行综合评价。结果表明,基于形状相似性的物理-经验方法预测效果要优于多数分形方法,但均差于基于Kravchenko-Zhang分维方法和B rooks-Corey水分特征曲线方程的孔隙表面分形模型(简称KZBC模型)。物理-经验方法在不同压力水头段对含水量的预测精度有差异,在实际工作中不仅要考虑模型的适用性,还要考虑其适用的压力水头范围。KZBC模型估计土壤水分特征曲线精度最高,实用性也较强,是适用于本研究区水分特征曲线估计的最佳方法。     

水旱轮作条件下免耕土壤主要理化特性研究

采用野外调查取样与室内分析相结合的方法,研究了水旱轮作条件下.不同免耕年限土壤主要理化特性的变化特点.结果表明:(1)水作及早作后.随免耕年限延长土壤容重在免耕7～8年达到最大值,与常规耕作差异显著.长期免耕导致土壤板结;土壤pH值在免耕2～3年显著低于常规耕作.免耕致使土壤酸化.(2)水作及旱作后.免耕土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾均在表层(0-5 cm)富集.(3)水作及早作后,免耕土壤耕层有机质、全氮均高于常规耕作,随免耕年限延长,免耕7～8年时明显下降;旱作后耕层土壤速效氮、速效磷变化特征与有机质和全氮一致,水作后免耕土壤速效氮含量高于常规耕作,但各免耕年限间无显著差异,土壤速效磷在免耕5～6年达到最大值,显著高于常规耕作,后随免耕年限延长变化趋于稳定;水作及旱作后,土壤速效钾在免耕5～6年内.与常规耕作均无显著差异,免耕7～8年达到最大值.水作与旱作相比.各肥力指标均表现为水作高于旱作.     

垄作免耕下紫色水稻土有机碳的分布特征

土壤有机碳的空间分布特征是研究土壤有机碳储量及其动态的重要内容之一。本文从土壤团聚体、剖面和田块等尺度研究了四川盆地紫色水稻土在垄作免耕下有机碳的分布特征。结果表明：紫色水稻土团聚体含碳量在大团聚体（2～0．25mm）中最高，但有机碳总量主要分布在0．25～0．02mm。其次是0．02-0．002mm；垄作免耕下团聚体有机碳主要富集在0—10cm土层的大团聚体（〉0．25mm）中（富集系数〉1．5），而常规平作、水旱轮作和垄作翻耕下，剖面中土壤有机碳含量分布自上而下缓慢降低；实验田表层土壤有机碳含量及相关土壤特性的空间分布呈条带状和斑块状格局，具有明显的空间变异性。土壤有机碳含量在垄作免耕处最高，达30．71g kg^-1，在常规平作处最低，为16．50g kg^-1左右。长期垄作免耕会导致有机碳向土壤表层大团聚体的相对富集及在土壤剖面的层次分异。     

太湖地区主要水稻土的土壤水分参数研究

太湖地区主要水稻土类型的水分参数研究结果表明 ,水稻土 4个土层的土壤水分特征曲线基本一致。土壤的饱和含水量、田间持水量、凋萎系数和土壤有效水的含量均从土壤上层到下层呈降低的趋势 ;土壤的非饱和导水率与负压水头之间呈负相关的指数曲线变化 ,当负压水头达到 10 k Pa时 ,非饱和导水率降低到最小值 ,且基本趋于稳定 ;非饱和土壤水扩散率变化于 1.1× 10 - 3～ 1.886× 10 - 3cm2 / min之间 ,非饱和土壤水扩散率随含水量也呈指数曲线变化。     

少免耕模式对冬小麦生育后期光合特性的影响

小麦开花后光合性能对产量具有十分重要的作用。为了研究少免耕耕作体系对冬小麦光合作用的影响,采用了4种土壤耕作模式(常规耕作秸秆还田、旋耕秸秆还田、缺口圆盘耙耕秸秆还田、免耕秸秆覆盖)在山东龙口进行了田间试验,测定了小麦开花后旗叶的光合参数、荧光动力学参数和叶绿素含量的变化。结果表明：开花后常规耕作模式的光合速率(P_n)高于旋耕还田和耙耕还田两种少耕模式,但两种少耕模式特别是耙耕还田模式的旗叶叶片衰老晚于常规还田模式,在籽粒灌浆末期仍然保持较高的叶绿素含量、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P),叶片有效光合时间和光合功能持续期长,有利于籽粒的充实。研究表明旋耕还田模式和耙耕还田模式可以在该地区应用,而免耕覆盖模式则不适宜。     

少免耕对晚稻土生物活性影响的研究

为探明少免耕对土壤生物学特征的影响,制定合理的耕作制度培肥土壤,进行了33％稻草总重量覆盖少免耕对晚稻土生物活性影响的定位试验研究。结果表明：晚稻分蘖盛期土壤纤维素酶活性表现为免耕〉翻耕〉少耕,木聚糖酶活性、过氧化氢酶活性为少耕〉免耕〉翻耕,脲酶活性、蛋白酶活性为翻耕〉少耕〉免耕,硝化作用强度为免耕〉少耕〉翻耕,微生物活度、氨化作用强度为少耕〉翻耕〉免耕。在晚稻收获期,土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性、木聚糖酶活性表现为少耕〉免耕〉翻耕,微生物活度、蛋白酶活性、纤维素酶活性、氨化作用强度、硝化作用强度表现为翻耕〉少耕〉免耕。少免耕能够在一定程度上改善土壤生物性状,且覆盖少量稻草时少耕能够在一定程度上促进稻草分解,有利于水稻生长。     

水稻土发生层的吸附解吸特性及其与水分状况的关系

本文研究了太湖流域不同的水分状况水稻土剖面的主要发生层对铵和磷的吸附一解吸特性，探讨了发生层间表面性质的差异及其与水分状况的关系。     

稻草还田免耕抛秧对水稻土剖面形态特征的影响

为探讨免耕抛秧栽培对土壤剖面形态特征的影响,分别对连续2年和7年结合稻草还田的常耕和免耕试验的土壤剖面进行了研究。结果表明,常耕对土壤剖面形态特征影响不明显。免耕改变了耕作层亚层的剖面形态特征,且表层土壤疏松和pH值变小;水稻根系向土壤表层集中和裂隙出现部位增高。普通免耕形成的耕作层构型是Aa1-Aa2-Aa3,疏松表层较薄、亚表层有变坚实的趋势。稻草还田免耕形成的耕作层构型是O-Aa1-Aa2-Aa3,鳝血斑的数量增加、土壤颜色加深、疏松和体积质量降低。以稻草还田免耕抛秧形成的土壤剖面协调土壤肥力效果最好。     

太湖地区水稻土复合胶体的特性

太湖地区是我国水稻高产地区之一.在长期耕种利用下,土壤肥力发生了很大变化.为了不断提高土壤肥力,水稻土的培肥研究十分重要.近年来,我国开展了太湖地区水稻土的研究,取得了一定的成果.熊毅等在总结群众经验的基础上提出,爽水性是肥沃水稻土的标志,而耕层出现鳝血斑和青泥条,可分辨水稻土的肥瘦.陈家坊和姚贤良等则很强调土壤通气孔隙对水稻高产的重要.此外,也有研究水稻土的质地和氮素营养等.但以往的研究很少联系复合胶体特性与水稻土肥力的关系.本文着重探讨有机质的复合与团聚作用,及其对水稻土肥力特性的影响,为土壤培肥提供依据.     

太湖水稻土中的芳基硫酸酯酶活性

选取了 1 2个太湖地区的水稻土表土及其剖面 ,分析芳基硫酸酯酶活性变化。耕作层芳基硫酸酯酶活性平均为PNP 1 60 μgg- 1h- 1。大多数土壤其酶活性在PNP 1 0 0～ 2 0 0 μgg- 1h- 1之间。最低值和最高值分别为PNP 75 ,31 5 μgg- 1h- 1。犁底层土壤芳基硫酸酯酶活性明显低于耕作层 ,60 %的土壤其酶活性低于PNP 5 0 μgg- 1h- 1。犁底层酶活性与耕作层酶活性之间没有相关性。土壤芳基硫酸酯酶活性与土壤有机碳有显著正相关 (R2 =0 .5 33) ;与土壤pH关系较为复杂 ,在pH小于 5 .2时 ,随pH升高 ,酶活性增加 ,大于 5 .2时 ,酶活性则明显下降。除个别土壤外 ,大多数土壤芳基硫酸酯酶活性沿剖面下降 ,在大于 60cm的土层中基本上没有芳基硫酸酯酶存在。不同土壤芳基硫酸酯酶活性的剖面分布有所不同。根据酶活性变化下降趋势 ,其剖面分布基本上可以归结为四个类型。     

太湖地区主要水稻土的大孔隙特征及其影响因素研究

土壤孔隙是土壤中水分与空气存在的场所,是植物根系与微生物的生活空间.土壤的孔隙特征是土壤的一项重要的物理性质,它对土壤肥力有多方面的影响.孔隙性质良好的土壤能够满足作物对水分和空气的需求,有利于养分的调节、合理供给以及作物的正常生长.但土壤是一个复杂的多相体系,其内部存在着形态各异、大小不同的孔隙.而土壤大孔隙是土壤中水分和空气的主要通道,它的存在可以导致土壤优先水流和溶质优先迁移的产生,并是水分和化学物质快速、远距离运移的主要甚至可能是唯一的途径.大孔隙流是发生在土壤大孔隙中的一种水分流动现象,它可以导致土壤水分的快速非平衡流动,使降水或灌溉水及其溶质（养分、盐分、污染物等）不能与绝大部分土体充分地相互作用,而是“直接”快速流出土体或补给地下水.因此,研究太湖地区主要水稻土的大孔隙特征及其影响因素对提高农田水分的利用效率、开展节水农业等具有十分重要的科学意义;同时对研究该地区化学氮肥和农药的施用量逐年递增,且淋溶流失极为严重,加剧地下水的污染等问题也有重要的实际意义.     

渗育性水稻土渗滤液中的磷组分研究

本试验在太湖地区长江岸边砂质渗育性(漏水型)水稻土上进行,研究在麦稻轮作条件下连续两年施用不同磷肥(每季P 0、30、70、150和300 kg hm-2),稻季各层次土壤溶液中(30、60和90 cm)磷的组分,以探讨磷素在剖面中垂直纵向移动的规律。结果表明:施肥处理在施肥初期提高了30 cm处土壤溶液中溶解磷浓度,对60 cm处溶解磷浓度影响不大,对90 cm处溶解磷浓度没有影响。各处理60 cm和90 cm处土壤溶液中溶解磷的浓度几乎全部超过水体富营养化磷的阈值,故在研究该地区水体富营养化时,要注意渗漏磷排放可能的贡献。特别应指出的是,除6月13日对照处理外,各处理90 cm处土壤溶液中的磷均以溶解有机磷为主,占总溶解磷的56%~100%,表明有机磷(外源加入或内源残留的)比无机磷对环境的潜在威胁将更大。     

模拟酸雨对太湖地区水稻土铜吸附—解吸的影响

以太湖地区三种典型的水稻土（黄泥土、白土、乌泥土）为例，利用模拟-培养试验，着重研究模拟酸雨对土壤的铜吸附解吸能力的影响，研究结果表明：与未淋溶土壤相比，经模拟酸雨淋溶的三种土壤对铜的吸附量有所增加，随着淋溶液pH的降低，增幅减小：易解吸态铜的解吸量则随淋溶液pH的降低而增大，模拟酸雨降低了土壤对重金融污染的缓冲能力；虽然黄泥土、乌泥土对铜的吸附量远大于白土，但模拟酸雨对乌泥土的吸附-解吸能力的影响速度也大于白土。     

太湖地区主要土壤中的固定态铵及其有效性

测定了太湖地区主要土壤中固定态铵的储量和表土的固铵能力,并通过盆栽试验研究了它们的有效性。土壤的固定态铵含量和表土的固铵能力因母质而异,长江冲积物发育的土壤最高,次为黄土状物质的,第四纪红色粘土的最低。各土壤0—20厘米土层中的固定态铵总量平均占全氮总量的18.5%,0—100厘米土体中占34%。各土壤“固有的”固定态铵的有效性差异较大,视土层等的不同,在0—13%间。“新固定”的来自肥料或土壤有机质矿化释出的铵则很高,一般均能被当季作物完全吸收利用。渍水条件并不能提高固定态铵的有效性。讨论了铵的固定作用在土壤氮素肥力中的意义;指出,由于铵的固定作用和不同土壤的固铵能力各异,常用的淹水培育法所得到的土壤氮素矿化量值不但一般偏低,而且难于进行相互比较。     

太湖地区水稻土优势反硝化细菌的数量、组成与酶活性

本研究结果表明太湖地区主要水稻土中反硝化细菌常在百万/克干土以上,占细菌总数的50—80%。同一类型土壤中,肥力高者含菌数多于肥力低者。各类土壤中反硝化细菌数与细菌总数呈显著正相关。其优势种中,以巨大芽孢杆菌、荧光假单胞菌和施氏假单胞菌等出现的机率最高,占反硝化细菌的10—50%;地衣芽孢杆菌及坚强芽孢杆菌等出现的机率较少。具有使NO₃^-还原为N₂O的菌株和使N₂O还原为N₂的菌株,分别占供试菌株的67%和56%;使¹⁵NO₃^-异化还原为¹⁵NH₄⁺的菌株占供试菌株的92%,其中以蜡质芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的这种能力特别强。     

太湖地区渗育性水稻土径流中磷组分的研究

本试验于 2 0 0 2年在太湖地区渗育性水稻土上进行 ,研究不同施磷水平下 (P 0、30、70、15 0和30 0kghm-2 )麦稻轮作中土壤径流磷的损失。研究结果表明 :在麦稻轮作期间 ,除最高施磷处理P 30 0kghm-2的径流磷损失达到P 0 75kghm-2 外 ,其余各施肥处理与对照无显著差异。虽然径流损失的磷最多也不足施磷量的 0 1% ;但径流中溶解磷浓度均已超过水体富营养化磷浓度的阈值 ( 0 0 2mgL-1) ,故农田径流携带的磷长期进入水体也会加重水体富营养化。径流携带的磷以产生第一次径流时为最多 ;径流磷中以颗粒磷为主占总磷的 6 0 %以上 ;溶解磷则在 4 0 %以下 ,而溶解磷中以有机磷为主 ,除P 30 0kghm-2 处理外 ,其余处理的径流中溶解有机磷占总溶解磷的 5 2 0 %～ 76 2 %之间。因此 ,仅测定溶解的无机磷作为溶解磷组分 ,必将低估径流溶解磷的数量及其贡献 ;施肥未增加当季径流中溶解有机磷的浓度     

太湖地区黄泥土的粘闭对作物生长的影响

本试验是以太湖地区两种不同质地的黄泥土为对象,通过盆栽和田间小区试验,研究了粘闭土壤和团聚土壤对水稻生长的影响,并对粘闭土壤回旱后,如何减轻对旱作物生长的危害做了初步探索。其结果表明:土壤粘闭对水稻生长的影响与水位和渗漏等因素密切相关,在淹水不渗漏的盆钵条件下,粘闭土壤对水稻生长的效果优于团聚土壤,特别是对于粘质黄泥土更是如此。但是这种优势在田间自然条件下,由于渗漏以及其它因素的参与,又可能被模糊。粘闭土壤不利于旱作物生长的主要原因是粘闭土壤回旱后,适于作物生长的土壤湿度、通气以及机械强度难以协调。减轻粘闭土壤对旱作物生长的危害,首先考虑通过耕作来恢复土壤结构,但在较高的含水量(大于塑限)时,应以排水增加通气为主,而不能指望通过机械耕作来调节,因为机具的作用只能导致土壤的进一步粘闭。较为适中的措施是免耕结合排水。     

水稻土的氧化还原过程及其与水稻生长的关系

水稻土的主要特点是在一年之中有季节性的淹水和落干,而各种水稻土的干湿程度和时间都有不同,因而影响土壤性质发生复杂的变化。在这些性质中,氧化还原状况是变化最剧烈而指示最明显的性质,并且直接或间接影响水稻的生长。为此,作者等从1954年起,开始了这方面的研究工作,下面是关于几个主要简题的筒单概括。