紫云英利用后减施化肥对水稻产量和产值及土壤碳氮含量的影响

通过大田定位试验,研究连续5年紫云英利用后不同化肥施用量对水稻产量和稻谷经济效益及土壤碳、氮含量的影响。试验共设6个处理,处理CK:不施紫云英和化肥(对照);处理CF:不施紫云英,施100%化肥(N、P2O5、K2O施用量分别为150、75、120 kg/hm2);处理A1:紫云英(22 500 kg/hm2,下同)+100%化肥+100%磷肥;处理A2:紫云英+80%氮、钾肥+100%磷肥;处理A3:紫云英+60%氮、钾肥+100%磷肥;处理A4:紫云英+40%氮、钾肥+100%磷肥。结果表明:施肥可以显著提高水稻产量,紫云英利用后化肥的增产效果更为显著,与CF相比,处理A2的早稻产量提高了7.7%,处理A3的水稻产量基本持平;紫云英利用后适当减少化肥用量可以增加水稻产值,与CF相比,处理A1的水稻产值增加了5.92%,处理A2的水稻产值的增加效果次之,增加了4.08%;处理A4提高水稻土壤有机碳和全氮含量的效果明显优于处理CF,A2处理的土壤有机碳、全氮含量比CF显著降低。综合以上研究结果,认为翻压紫云英可以代替部分化肥,增加水稻产量,减少生产成本,提高养分利用效率。     

紫云英利用后减施化肥对水稻产量、产值及土壤碳氮含量的影响（英文）

通过大田定位试验,研究连续5年紫云英利用后不同化肥施用量对水稻产量和稻谷经济效益及土壤碳、氮含量的影响。设6个处理,处理CK:不施紫云英和化肥(对照);处理CF:不施紫云英,施100%化肥(N、P2O5、K2O施用量分别为150、75、120 kg/hm2);处理A1:紫云英(22 500 kg/hm2,下同)+100%化肥+100%磷肥;处理A2:紫云英+80%氮、钾肥+100%磷肥;处理A3:紫云英+60%氮、钾肥+100%磷肥;处理A4:紫云英+40%氮、钾肥+100%磷肥。结果表明:施肥可以显著提高水稻产量,紫云英利用后化肥的增产效果更为显著,与CF相比,处理A2的早稻产量提高了7.7%,处理A3的水稻产量基本持平;紫云英利用后适当减少化肥用量可以增加水稻产值,与CF相比,处理A1的水稻产值增加了5.92%,处理A2的水稻产值增加效果次之,增加了4.08%;处理A4提高水稻土壤有机碳和全氮含量的效果明显优于处理CF,A2处理的土壤有机碳、全氮含量比CF显著降低。     

等量紫云英翻压后不同化肥施用量对水稻的产量、经济效益和土壤碳氮含量的影响

通过大田定位试验,研究连续5年紫云英利用后不同化肥施用量对水稻产量和稻谷经济效益及土壤碳、氮含量的影响。处理 CK：不施紫云英和化肥（对照）;处理CF：不施紫云英,施100%化肥（N、P2O5、K2O施用量分别为150、75、120 kg/hm2,下称“单施化肥处理”）; 处理A1：紫云英＋100%化肥;处理A2：紫云英＋80%化肥;处理A3：紫云英＋60%化肥;处理A4：紫云英＋40%化肥。结果表明：施肥可以显著提高水稻产量,紫云英利用后化肥的增产效果更为显著。与处理CF相比,处理A2早稻产量显著提高7.7%;处理A3水稻产量基本持平。紫云英利用后适当减少化肥用量处理可以增加水稻产值,与CF相比,处理A1能增加水稻产值5.92%,处理A2增加水稻产值效果次之,增加4.08%。处理A4提高水稻土壤有机碳和全氮的效果明显优于单施化肥;A2处理土壤有机碳、全氮含量相比CF显著降低。综合比较以上结果,认为翻压紫云英可以代替部分化肥,增加水稻产量,减少生产成本,提高养分利用效率。     

有机肥氮替代化肥氮比例对单季稻产量、土壤养分及氮素吸收的影响

在等氮量投入条件下,通过田间试验,探讨有机肥替代化肥氮比例对水稻产量、土壤养分和氮素吸收的影响。采用连续2年田间定位试验,设置不施氮处理(CK),单施化肥处理(F),有机肥替代20%化肥氮处理(M1)、替代40%化肥氮(M2)、替代60%化肥氮(M3)5个处理。结果表明：有机肥替代化肥氮比例为20%～40%可维持水稻的增产稳产,比不施氮处理产量平均增加33.10%～40.36%,比单施化肥处理产量平均增加0.84%～6.34%;有利于水稻茎叶、籽粒的养分吸收,提高水稻氮素累积量;土壤有机质和氮磷钾的养分含量明显高于单施化肥处理。因此,对于北方单季稻区而言,有机肥氮占总氮量的20%～40%比例较为适宜。     

紫云英替代化肥对土壤养分和水稻产量的影响

采用大田小区试验,设置冬闲+不施肥(0GM+0CF)、冬闲+常规化肥(0GM+100%CF)、紫云英+常规化肥(GM+100%CF)、紫云英+92%化肥(GM+92%CF)、紫云英+84%化肥(GM+84%CF)、紫云英+76%化肥(GM+76%CF)、紫云英+68%化肥(GM+68%CF)和紫云英+60%化肥(GM+60%CF)8个处理,分析紫云英替代不同比例化肥对土壤养分、水稻产量、水稻养分含量和养分偏生产力等指标的影响。结果表明,与常规化肥相比,紫云英替代32%化肥处理的土壤有机质、全氮、养分偏生产力显著上升。紫云英替代40%化肥处理,水稻籽粒磷含量显著降低,养分偏生产力和水稻秸秆氮含量显著提高。紫云英替代32%和40%化肥处理水稻均无显著减产。综合水稻产量和土壤养分指标,紫云英替代32%化肥生产单季水稻效果最佳。     

紫云英和稻草还田替代部分化肥对水稻产量和土壤理化性质的影响

【目的】研究紫云英和稻草还田替代部分化肥对水稻产量和土壤理化性质的影响,为水稻合理施肥提供科学依据。【方法】以红壤性水稻土为研究对象,以中嘉早17和五优662为早、晚季试验材料,通过田间定位试验,在等量氮磷钾养分施用条件下,研究单施NPK化肥(F)、紫云英(早稻基肥)+NPK化肥(G)、紫云英(早稻基肥)+稻草(晚稻基肥)+NPK化肥(GS)、稻草(早、晚稻基肥)+NPK化肥(S)4个处理对双季水稻产量及其构成因素,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硅和水溶性硅养分含量及容重、总孔隙度、pH、交换性酸、CEC、盐基饱和度的影响。【结果】4个处理早稻产量差异不显著,晚稻产量处理S、GS、G差异不显著,但均显著高于处理F,增幅为9.4%～11.8%(P0.05)。早、晚稻结实率处理S、GS、G较处理F增幅分别为5.4%～8.8%(P0.05)和7.1%～13.9%(P0.05)。土壤容重处理GS、S显著低于处理F、G,而总孔隙度则相反。土壤有机质、碱解氮、有效磷和有效硅含量处理G、GS、S较处理F增幅分别为10.5%～30.4%(P0.05)、18.0%～25.7%(P0.05)、18.0%～37.1%(P0.05)和35.8%～60.2%(P0.05),而速效钾和水溶性硅含量处理间差异不显著。土壤pH值,处理S、GS与G差异不显著,但均高于处理F,增幅分别为7.4%(P0.05)、5.4%(P0.05)和3.7%。交换性酸处理S、GS和G均显著高于处理F,增幅为51.6%～118.0%(P0.05)。CEC由大到小依次为处理S、GS、G、F,而盐基饱和度处理F显著高于处理G、GS和S,增幅为9.2%～17.0%(P0.05)。相关分析表明,土壤有机质、碱解氮和有效磷含量与有效硅含量均呈线性相关,相关系数分别为0.930 9、0.973 2~*和0.991 1~*。土壤pH、交换性酸和CEC与有效硅含量均呈显著线性相关,相关系数分别为0.994 0~*、0.950 9~*和0.989 5~*。【结论】早稻紫云英还田结合晚稻稻草还田替代部分化肥有利于改善土壤理化性质,提高水稻周年产量。     

紫云英还田减量施用化肥对水稻产量的影响

通过大田试验研究了翻压紫云英、不同化肥减量水平对水稻生长、产量的影响,结果表明：紫云英翻压后,若不配合施用化肥,后茬水稻产量、经济效益降低;在翻压紫云英、化肥减量40%～60%的条件下,后茬水稻产量、经济效益高于单施化肥处理,其中紫云英＋60%化肥处理水稻产量、经济效益最高,与纯化肥处理相比,水稻增产6.3%,经济效益...     

太湖流域不同施氮水平对水稻产量和土壤氮素的影响

试验结果表明,太湖地区稻麦两熟制水稻产量与施氮量呈二次曲线关系,可用方程y=-0.00002x~2+0.0095x+9.0384(r=0.993~(**))来描述,当施氮量为237.5 kg/hm~2时,可获得最高理论产量10.17t/hm~2.不同生育时期植株的干物质积累量和氮素的积累量都随着施氮水平的增加而增大;氮肥表观利用率、生理利用率和农学利用率都随着施氮量的增加而降低;高肥处理432 kg/hm~2和540 kg/hm~2成熟期植株干物质积累量和氮素的积累量都较高,但因大量氮素滞留在茎鞘中而导致产量不高.土壤各层全氮含量随着深度的增加而减小;随着施氮量的增加,0～60cm各层土壤全氮含量增大,而60～100 cm各层变化趋势不明显;但当施氮量较高(大于324 kg/hm~2)时,土壤氮素累积与下渗,土壤各层全氮含量提高,易造成氮肥奢侈吸收与氮肥污染.     

紫云英与化肥配施对双季稻产量及氮钾平衡的影响

采用7年定位大田试验,研究紫云英与化肥配施对双季稻种植制度下水稻产量,产量构成因素,植株氮、钾吸收量及种植体系中氮、钾平衡的影响。结果表明:紫云英与化肥合理配施可提高早、晚稻产量,80%化肥与20%紫云英配施(20%GM)处理的增产效果最佳,早、晚稻两季总产较施100%化肥(100%CF)处理增产8.3%,其次为60%化肥配施40%紫云英(40%GM)处理,增产6.0%;有效穗和每穗实粒数增加是水稻增产的主要原因。紫云英与化肥合理配施可促进早、晚稻对氮素和钾素的吸收,20%GM和40%GM早、晚稻稻谷和稻草的氮素、钾素积累量均较100%CF的高。100%CF、20%GM和40%GM的氮素表观平衡为盈余。所有处理的钾素表观平衡均呈亏缺状态,其中40%GM的钾素亏缺量最大,其次为20%GM。综合考虑作物产量效应、养分吸收利用及土壤肥力维持,在该区域双季稻种植体系中,紫云英所积累的氮、钾素量可替代20%~40%的化学氮、钾素量。     

Application of Chinese milk vetch affects rice yield and soil productivity in a subtropical double-rice cropping system

Green manure can be used as a substitute for chemical fertilizer without reducing rice yield. We studied the responses of soil fertility and rice yield to different combinations of Chinese milk vetch(CMV; Astragalus sinicus L.) and chemical fertilizer in a subtropical double-rice cropping system. Our goal is to reduce chemical fertilizer use and decrease environmental contamination. Compared with the recommended rate of chemical fertilizer(CF), both early-and late-rice yields in the two treatments supplied with 15 and 22.5 Mg CMV ha–1 plus 60% CF(represented as 60 A and 60 B, respectively) showed no significant differences while the two treatments supplied with 30 and 37.5 Mg CMV ha–1 plus 60% CF(represented as 60 C and 60 D, respectively) showed significantly higher values. The sustainable yield index(SYI) values in the 60 C and 60 D treatments with double-rice croppong system were significantly higher than those in other treatments(P0.05). Early-rice yield showed a significant positive relationship with the Chinese milk vetch incorporation rate. The coefficients increased annually from 2009 to 2013 and then decreased in 2014. Soil organic matter increased over time by the end of the experiment in all of the treatment groups. Soil organic matter in 60 A, 60 B and 60 C showed no significant difference compared with that in CF, while soil organic matter in 60 D was significantly higher than that in CF. The slopes of soil organic matter and total nitrogen over six years were the highest in 60 C and 60 D. The soil total nitrogen content in 60 A, 60 B, 60 C and 60 D was higher than that in CF, but the differences were not significant(P0.05). Therefore, a relatively high Chinese milk vetch incorporation rate(≥30 Mg ha–1) was more effective in improving the productivity and sustainability of paddy soil. The decreased coefficients of early-rice yield and the Chinese milk vetch incorporation rate in 2014 implied that the benefits of soil fertility and rice yield created by Chinese milk vetch input may decline after five years under a continuously high rate of Chinese milk vetch incorporation.     

Substitution of chemical fertilizer by Chinese milk vetch improves the sustainability of yield and accumulation of soil organic carbon in a double-rice cropping system

The double-rice cropping system is a very important intensive cropping system for food security in China. There have been few studies of the sustainability of yield and accumulation of soil organic carbon(SOC) in the double-rice cropping system following a partial substitution of chemical fertilizer by Chinese milk vetch(Mv). We conducted a 10-year(2008–2017) field experiment in Nan County, South-Central China, to examine the double-rice productivity and SOC accumulation in a paddy soil in response to different fertilization levels and Mv application(22.5 Mg ha~(–1)). Fertilizer and Mv were applied both individually and in combination(sole chemical fertilizers, Mv plus 100, 80, 60, 40, and 0% of the recommended dose of chemical fertilizers, labeled as F100, MF100, MF80, MF60, MF40, and MF0, respectively). It was found that the grain yields of double-rice crop in treatments receiving Mv were reduced when the dose of chemical fertilizer was reduced, while the change in SOC stock displayed a double peak curve. The MF100 produced the highest double-rice yield and SOC stock, with the value higher by 13.5 and 26.8% than that in the F100. However, the grain yields increased in the MF80(by 8.4% compared to the F100), while the SOC stock only increased by 8.4%. Analogous to the change of grain yield, the sustainable yield index(SYI) of double rice were improved significantly in the MF100 and MF80 compared to the F100, while there was a slight increase in the MF60 and MF40. After a certain amount of Mv input(22.5 Mg ha~(–1)), the carbon sequestration rate was affected by the nutrient input due to the stimulation of microbial biomass. Compared with the MF0, the MF100 and MF40 resulted in a dramatically higher carbon sequestration rate(with the value higher by 71.6 and 70.1%),whereas the MF80 induced a lower carbon sequestration rate with the value lower by 70.1% compared to the MF0. Based on the above results we suggested that Mv could partially replace chemical fertilizers(e.g., 40–60%) to improve or maintain the productivity and sustainability of the double-rice cropping system in South-Central China.     

减量施肥下紫云英与稻草协同利用对双季稻产量和经济效益的影响

开展连续5年大田定位试验,研究减量施肥下不同紫云英与稻草利用处理对洞庭湖地区紫潮泥双季稻的产量、产量构成因素及经济效益的影响。结果表明,与单施化肥(F100)相比,不同紫云英、稻草利用处理均能促进水稻增产、稳产,其中紫云英与稻草协同利用的增产效果优于紫云英或稻草单独利用,协同利用处理中又以晚稻高茬稻草还田冬种紫云英(F80+HR+A)处理的效果更好。F80+HR+A处理的早、晚稻,5年平均产量较F100分别增产20.2%、11.9%,稻谷纯收益增加13.7%,边际成本报酬率为3.4元/元。早稻株高、每穗实粒数、千粒质量和晚稻株高、有效穗数、每穗实粒数的增加是水稻增产的主要原因。综上所述,晚稻留高茬还田冬种紫云英,不仅可以提高水稻产量,还可以获得较佳经济收益,减少化肥用量。     

减量化肥配施紫云英对稻田土壤碳、氮的影响

以11 a(2008—2018年)长期定位试验为对象,研究了减施40%化肥下紫云英不同翻压量对双季稻产量及土壤活性有机碳、氮(DOC+MBC、DON+MBN)的影响,以探讨紫云英替代化肥的可行性和适宜翻压量。试验设置CK(不施紫云英和化肥)、GM_(22.5)(单施紫云英22.5 t·hm~(-2))、100%CF(常规施肥)和减施40%化肥(60%CF)条件下将紫云英翻压量设为15、22.5、30、37.5 t·hm~(-2)4个水平,共7个处理。于2018年晚稻收获后采集土壤样品,分析土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)。结果表明:与常规施肥相比,减施40%化肥下各紫云英不同翻压量处理早稻及全年两季稻谷产量持平或略有增加,且均随紫云英翻压量增多而提高。紫云英翻压量为15～30 t·hm~(-2)时,晚稻稻谷产量随紫云英翻压量的增多而提高,当紫云英翻压量多于30 t·hm~(-2)时,则呈下降趋势。除翻压紫云英15 t·hm~(-2)外,其他紫云英与化肥配施处理晚稻稻谷产量与常规施肥相比无显著差异;与常规施肥相比,紫云英与化肥配施均不同程度地提高了土壤MBC、MBN、DOC、DON含量。紫云英翻压量为15～22.5 t·hm~(-2)时,土壤MBC、MBN、DOC、DON均随紫云英翻压量增加而增加,当翻压量多于22.5 t·hm~(-2)时呈下降趋势;MBC/SOC和MBN/TN均随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的趋势,MBC/SOC在60%CF+GM_(22.5)处理最高,MBN/TN以60%CF+GM_(30)处理最高。DOC/SOC和DON/TN均在60%CF+GM_(15)处理最高;相关分析结果表明,土壤MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC、DON+MBN与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)呈极显著正相关(P0.01)。土壤各活性有机碳、氮与早、晚稻及全年两季稻谷产量均呈极显著正相关(P0.01)。综合考虑双季稻的产量效应及土壤培肥效果,在本试验条件下或与该试验区域气候特点和种植制度类似的南方水稻主产区,在减少40%化肥条件下,紫云英翻压22.5～30 t·hm~(-2)较为适宜。     

硼钼肥对紫云英产量及养分积累的影响

通过田间试验,探讨了硼钼肥对紫云英生长、产量及养分积累的影响,结果表明：氮磷钾肥可提高紫云英干、鲜产量,而在开花前配合喷施硼钼肥可有效增加紫云英干、鲜产量;喷施硼钼肥处理的干草产量比不施肥的增加54．7％和56．2％,地上部的氮、磷、钾积累量分别增加56．2％、167．8％和60．9％。     

紫云英翻压条件下氮肥运筹对双季稻产量和肥料利用率的影响

在早稻-晚稻-紫云英轮作模式下,研究连续3年（2011-2013年）紫云英翻压还田下氮肥运筹对水稻增产效果、肥料利用率及经济效益的影响。本研究通过田间小区试验分析比较了紫云英翻压（G）下5种不同施氮模式（氮肥按照基肥/蘖肥/穗肥比例100/0/0、70/30/0、70/0/30、50/50/0、50/30/20分别设置G₁、G₂、G₃、G₄、G₅处理）及单施化肥配合氮肥运筹50/30/20比例（F₁）和不施肥处理（CK）共7种处理,对早、晚稻产量、产量稳定性及肥料利用率的影响。试验结果表明,在早稻施肥处理中,相同氮肥运筹G₅的早稻产量、产量稳定性和可持续性比F₁分别提高7.77%、33.47%和3.89%。在不同氮肥运筹之间,G₅和G₃均具有较高的早稻产量及产量稳定性。在晚稻中,G₅晚稻产量显著高于F₁,但产量稳定性和可持续性较差;对比5个氮肥运筹,G₅具有较高的晚稻产量和产量稳定性。相同氮肥运筹下,G₅的化肥偏生产力和化肥农学效率均高于F₁,整个轮作周期里分别提高9.35%和22.60%。折算经济效益,早稻各个处理之间经济收益相差不大,晚稻在G₅的施肥方式下经济效益最高。综合水稻产量、产量稳定性以及肥料利用率,在紫云英翻压条件下G₃和G₅分别是早稻和晚稻的最佳施肥方式。     

有机肥和无机肥配施对双季稻产量及氮肥利用率的影响

为了研究洞庭湖区双季稻田不同有机、无机肥配施对双季稻产量及氮肥利用率的影响,设置不施肥处理(WF)、不施氮处理(WN)、纯化肥处理(CF)、猪粪代替20%化肥氮肥处理(ZF)、猪粪堆肥代替20%化肥氮肥处理(DF)、沼渣沼液代替20%化肥氮肥处理(ZYF),在湖南洞庭湖区进行大田试验。结果表明:①有机、无机肥配施较单施化肥可有效提高水稻的株高、有效穗数,结实率和千粒质量,从而提高水稻的子粒产量;②4个施氮处理(CF、ZF、DF、ZYF)与不施氮处理(WN)和不施肥处理(WF)的全年双季稻产量差异极显著,4个施氮处理之间的差异无统计学意义,处理CF、ZF、DF、ZYF比处理WN分别增产53.03%、48.35%、55.65%、48.49%,其中,处理DF的产量和增产率最高,年产量达14 039.80 kg/hm2,处理CF的次之,达13 803.43 kg/hm2;③年平均氮肥利用率以处理DF的最高,达20.23 g/kg,较处理CF、ZF、ZYF分别提高了11.46%、12.64%和14.04%。有机、无机肥配施能有效提高双季稻的产量和氮肥利用率,其中以处理DF的效果较好。     

配施紫云英对不同类型水稻土溶解性有机碳氮淋溶及损失的影响

为探讨配施紫云英对不同类型稻田土壤溶解性有机碳（Dissolved organic carbon,DOC）和溶解性有机氮（Dissolved organicnitrogen,DON）含量的影响程度,阐明稻田土壤DOC和DON的淋溶特性,本研究以亚热带3种典型水稻土（黄泥田、灰黄泥田和灰泥田）为研究对象,通过田间试验,探讨等氮磷钾条件下单施化肥（CK）和紫云英配施化肥（cmv）处理对不同水稻土DOC和DON的动态变化、淋溶特性及损失的影响。结果表明,不同土壤类型水稻土DOC和DON的淋溶特性有所不同。3种供试水稻土中,灰泥田水稻土DOC淋溶损失量最大,其CK处理DOC淋溶损失量较灰黄泥田和黄泥田分别显著提高24.09%和72.15%,cmv处理淋溶损失量较灰黄泥田和黄泥田分别显著提高16.53%和40.55%;而黄泥田水稻土DON淋溶损失量最大,其CK处理淋溶损失量较灰黄泥田和灰泥田分别显著提高18.93%和37.01%,cmv处理3种不同类型水稻土DON淋溶损失量无显著差异。配施紫云英可显著降低水稻土DON的淋溶损失量,每季水稻中cmv处理黄泥田、灰黄泥田和灰泥田DON淋溶损失量较CK处理分别降低了24.67%、14.88%和13.54%;黄泥田cmv处理DOC较CK处理提高了19.19%,而灰黄泥田和灰泥田2种施肥处理无显著差异。供试稻田中DOC和DON在土层间的淋溶具有一定的延迟性,且DOC的延迟时间大于DON。灰色关联分析表明,在土壤性质中有机质是影响水稻土DOC淋溶损失的重要因素,孔隙度是DON淋溶损失的重要影响因素。不同类型水稻土DON的淋失早于DOC,且DON在黄泥田中淋溶损失较高,而DOC在灰泥田中淋溶损失较高;在等氮磷钾的条件下,配施紫云英可减少水稻土DON的淋溶损失,而低肥力水稻土DOC的淋溶损失量有所增加。