基于红壤稻田肥力与相对产量关系的水稻生产力评估

【目的】 土壤肥力是水稻产量提升的基础,研究土壤肥力质量指数与水稻产量的量化关系可以为稻田土壤培肥和产量提升提供理论参考。 【方法】 本研究基于位于江西省南昌市进贤县的红壤稻田长期肥料定位试验和县域尺度样点调研,长期试验包括不施肥 (CK)、单施氮肥 (N)、单施磷肥 (P)、单施钾肥 (K)、氮磷肥配施 (NP)、氮钾肥配施 (NK)、氮磷钾肥配施 (NPK)、2倍氮磷钾肥配施 (2NPK) 和有机无机肥配施 (NPKM) 处理,收集1981年、1985年、1989年、1995年、2002年、2005年、2012年和2017年的土壤pH、有机质、有效磷、速效钾和水稻产量;并于2017年在进贤县布置了58个代表性点位,获取土壤pH、有机质、有效磷、速效钾和晚稻产量数据。采用Fuzzy方法对长期试验不同施肥处理的土壤肥力质量指数进行计算,构建和验证土壤肥力质量指数与水稻相对产量的量化关系,并在进贤县进行了验证。 【结果】 在红壤性双季稻田,不同施肥处理显著影响水稻产量和土壤肥力质量指数,与CK处理相比,NPKM、2NPK和NPK处理的年平均产量分别增加了71.6%、59.1% 和36.5%;土壤肥力质量指数分别增加了64.1%、47.3% 和27.7%,且NPKM处理的水稻产量和土壤肥力质量指数分别比NPK处理增加了25.6% 和28.5%;同时,NP和NK处理的水稻产量和土壤肥力质量指数也显著低于NPKM处理,而N、P和K处理的水稻产量和土壤肥力质量指数则与CK没有显著差异。线性拟合方程发现,红壤稻田的土壤肥力质量指数增加0.1个单位,水稻相对产量增加7.2%～22.6%。县域尺度的验证结果表明,基于土壤肥力质量指数预测的水稻相对产量与实际相对产量高度吻合 (R2 = 0.5268,P < 0.01,RRMSE < 25%),表明基于土壤肥力质量指数可较准确地评估该区域的水稻生产能力。 【结论】 在红壤稻田上,化肥配施有机肥是提升土壤肥力质量和水稻产量的关键技术途径,且利用土壤肥力质量指数与水稻相对产量的量化关系可以指导该地区的土壤培肥管理和生产力评估。      

长期不同施肥对红壤性水稻土产量及基础地力的影响

利用长期定位施肥试验并结合盆栽试验,研究长期不同施肥模式对双季稻产量和土壤基础地力的影响,并分析水稻产量和肥料贡献率对土壤不同基础地力的响应。结果表明:长期施用氮磷钾肥(NPK)或氮磷钾肥配施稻草(NPKS)有利于双季稻产量的增加。NPK处理的早稻产量、晚稻产量和年总产量分别较对照(CK)处理增产100.7%、67.0%和81.9%,NPKS处理分别增产113.8%、77.7%和93.7%。CK处理早稻基础地力产量随试验年限的增加呈极显著下降趋势(p0.01),晚稻基础地力产量在试验的前9年随年限增加呈极显著下降(p0.01),之后基本维持稳定。长期施用氮磷钾肥或氮磷钾肥配施稻草有利于土壤基础地力的提升。土壤基础地力产量和基础地力贡献率均表现为NPKSNPKCK。NPK和NPKS处理早稻基础地力产量分别较CK提高38.5%和68.1%,晚稻分别提高25.8%和49.0%。NPK和NPKS处理早稻基础地力贡献率分别较CK提高21.4%和54.9%,晚稻分别提高12.8%和22.8%。无论施肥或不施肥,早晚稻产量均随土壤基础地力产量提高而增加;肥料对早晚稻产量贡献率随基础地力产量提高而极显著降低。土壤有机质、全氮、速效钾是影响土壤基础地力的主要养分因子,土壤全磷、全钾、碱解氮、有效磷对土壤基础地力也产生重要影响。     

长期施肥下我国南方不同轮作制度水稻的高产稳产性分析

采用产量可持续性指数(SYI)法,研究了我国稻作系统下8个长期试验点各8个不同肥料处理下水稻产量的稳产高产性特征,其中施肥模式包括氮磷钾化肥(NPK)的不同组合(N、NP、NK、PK、NPK)、全施用有机肥(M)、化肥配施肥有机肥(NPKM)及不施肥(CK)共8个处理。结果表明:不同施肥下水稻的SYI值不同,不施肥和化肥偏施(N、NK和PK)水稻SYI值较低(0.33~0.49),而NP、NPK、M及NPKM处理水稻SYI值较高(0.51~0.64)。不同区域间水稻SYI值(CK或NPK)差异不显著,但不同轮作间差异显著,其中单季稻(0.49)显著高于早稻(0.44)和晚稻(0.47)。水稻各处理的SYI值与其平均产量间呈极显著的正相关关系,而与产量变异系数为显著负相关,表明可以通过提高水稻产量及其稳定性来提高水稻产量的可持续性。因此,施肥是影响水稻SYI值的重要因素,化肥配施及有机无机配施均能获得较高SYI值,维持较高的水稻可持续性,是可推荐的稻田施肥模式。     

长期不同施肥下红壤性水稻土综合肥力评价及其效应

以江西进贤红壤性水稻土长期试验为基础,运用模糊数学及统计学方法进行土壤肥力综合评价及其效应研究,以期达到土壤培肥的目的.结果表明,有机质、速效氮、速效磷、速效钾、物理性粘粒、团聚度和团聚体稳定率为研究区土壤肥力评价最小数据集,由其所得评价结果具有高度代表性和科学性.NPKM的SFI值最大且与其他处理均呈显著差异.NPKM、2NPK、NPK各处理SFI值分别高出对照(CK) 31.3％、13.0％和10.1％.SFI值的时间演变为NPKM处理先增后降,临界年限在第12年,N和CK处理缓降,其它处理缓增.一定范围内,二次曲线较直线更能揭示作物产量与SFI的关系,进一步拟合发现,SFI和作物相对产量间符合“S”型波尔兹曼生长曲线,SFI增至0.60时,相对产量增幅趋零,NPKM处理(SFI=0.688)已属于此;模拟可知,作物产量趋稳时相应施肥年限表现为NPKM (2a) ＜2NPK (8a) ＜NPK (9a) ＜NP (11a) ＜K、NK (13a)＜P(14a)处理.综上,长期平衡施肥(NPKM、2NPK和NPK)明显提高土壤综合肥力,NPKM更为显著,但其现状对作物增产已无效,应减施或不施若干年;长期偏施肥对土壤肥力贡献不力,尤其是长期单施氮反使土壤肥力下降.     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

近30年来典型黑土肥力和生产力演变特征

【目的】 东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地,明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个国家级黑土长期定位试验监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征,为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了黑土有机质 (SOM)、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。 【结果】 与初始监测阶段相比,黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高,土壤速效养分含量增幅明显,2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg,较监测初期的平均值 (17.38 mg/kg) 显著提高了117.1%;土壤速效钾含量也显著升高,2012—2016年速效钾的平均含量 (224.31 mg/kg) 较监测初期 (171.50 mg/kg) 提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势,经过近30年长期施肥,黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明,黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明,影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。 【结论】 在农民习惯施肥管理模式下,近30年黑土肥力和生产力水平整体提高,但持续提升肥力后效不足,同时土壤pH值降低,存在酸化的风险;黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含量,所以黑土耕地培肥应该在平衡配施氮磷钾肥的基础上增加有机物料投入。      

西南黄壤性水稻土长期不同施肥模式下作物产量及氮肥利用率演变特征

为了解西南黄壤性水稻土长期施肥效应,通过连续19年长期定位试验,分析了西南黄壤性水稻土单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、1/2有机肥和1/2化肥配施(0.5MNPK)、全量有机肥和全量化肥配施(MNPK)4种施肥模式对作物产量、氮肥利用率的影响及变化特征。结果表明:长期施用化肥或有机肥可显著增加作物产量,NPK、M、0.5MNPK、MNPK比CK分别显著增产56.2%、57.8%、65.0%、74.0%;各施肥处理氮肥偏生产力(PFP_N)、氮肥内部利用率(IE_N)、氮肥回收利用率(RE_N)、氮肥累积利用率(ARE_N)分别为10.9~20.7kg·kg~(-1)、44.7~53.8 kg·kg~(-1)、13.6%~19.6%、12.0%~16.9%,均以0.5MNPK最高,MNPK最低,高量氮肥施用导致氮肥利用率较低;长期单施化肥处理氮肥利用率随时间保持持平或呈下降趋势,施用有机肥的各处理氮肥利用率随时间呈显著上升趋势,尤其是氮肥累积利用率呈极显著上升趋势。长期施用有机肥尤其是有机无机配施作物产量稳定且氮肥利用率稳步提高。因此,常年高量施氮的黄壤性水稻土可适量减少氮肥用量,相应的进行有机无机肥料的合理配施是提高作物产量和肥料利用率的有效措施。     

红壤旱地长期试验肥力演变及玉米效应研究

采用长期定位试验研究方法,探讨高原旱地红壤施N、NP、NM、NPM和NPK对红壤肥力演变、养分供给能力及玉米的效应。结果表明,N处理8年玉米绝收;NP处理前期比施N增产,长期施用不稳产,至23年绝收;NPM处理玉米产量由试验前10年的4628 kg/hm2,增加到后10年的6875 kg/hm2,增产2247 kg/hm2;在NP基础上施K2O 112.5 kg/hm2的NP+K处理,比施NP增产2264 kg/hm2。说明配施增产效果明显,但长期只施NP会导致其它元素失衡不能稳产。有机肥和NP配施,显著增加土壤有机质含量,红壤28年不施有机肥,有机质含量不下降,年施有机肥30000 kg/hm2,不施化学钾肥,也能维持钾素平衡。长期不施化学钾或有机肥导致钾素枯竭。红壤磷素自然供给能力极低,仅为3.6～15.7%,施磷显著增加速效磷含量,施磷或有机肥提高磷素自然供给能力。NP处理11年不施钾,钾素自然供给能力由35%～68%降低为11.09%～23.2%。     

近30年扬州市耕地土壤肥力变异特征及其驱动因素分析

  【目的】   揭示耕地土壤肥力变异特征及其影响因素,以指导长江中下游粮食主产区农业生产与耕地保育。   【方法】   江苏省扬州市是长江中下游粮食主产区的典型区域,选取扬州市1984年与2014年土壤pH、全氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤综合肥力评价指标,采用内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数,采用GIS和地统计学相结合的方法,确定各项肥力指标和综合肥力指数的时空变异特征和分布格局,通过回归分析探究土壤肥力差异的主控因素。   【结果】   1) 30年间 (1984—2014年) 长江中下游粮食主产区耕层土壤有机质、全氮和有效磷含量分别增加了6.01 g/kg、0.33 g/kg和21.21 mg/kg,速效钾含量降低了9 mg/kg,土壤pH降低了0.77。土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈中等变异性,土壤pH呈弱变异性;2) 30年间耕地土壤肥力指数增加0.31,年度间稳定,呈中等变异性和中等空间自相关性,耕地土壤肥力水平上升明显。耕地土壤肥力等级1984年以Ⅲ级为主、占总耕地面积的73.27%,2014年以Ⅱ级为主、占比76.20%;3) 成土母质、土类、亚类、土壤质地、土地利用方式对长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力变异达到极显著影响 (P < 0.01)。1984年和2014年土地利用方式能够独立解释53.9%和58.0%的耕地肥力演变差异,是长江中下游粮食主产区30年耕地土壤肥力变异最主要影响因素。   【结论】   长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力总的呈增加趋势,肥力等级由1984年的以Ⅲ级为主,提升到2014年的以Ⅱ级为主。土地利用方式是长江中下游粮食主产区 (扬州市) 30年间耕地土壤肥力变异的最主要驱动因素。     

鄱阳湖流域典型区限制水稻产量的土壤因素分析

影响作物生产的土壤因素会随着耕作管理措施的变化而改变,研究目前条件下影响作物生产的主要土壤因素并分析其变化的原因,可以为作物的生产和管理提供重要决策支撑。本文以江西省鄱阳湖流域进贤县作为典型研究区,在全县范围内布点采样分析,获取51组土壤属性数据和野外水稻测产数据,采用主成分分析法,用主成分表征研究区内主要土壤因子,并与水稻产量之间进行相关性分析,获得了影响水稻产量的主要因子。结果表明:钾素因子、物理结构因子与水稻产量之间达到显著相关水平,相关系数分别为0.325(P0.05)、0.411(P0.01),成为当前研究区内水稻产量的主要限制因子;淹水条件下,土壤酸化对水稻生产的影响并不明显,但其导致的钙、镁等盐基离子流失可影响作物产量;稻田排灌体系的完善可以减弱土壤潜育化作用对水稻生长的影响。     

施肥结构对冷浸田土壤肥力及水稻生长的影响

冷浸田因长期受冷泉水浸渍,土体封闭,难以通气与氧化,土壤溶液Eh下降,有效养分低,水稻产量低。本研究通过田间小区试验和动态取样与室内测定,探求了单质化肥、稳定性肥、复合肥配施生鸡粪和熟鸡粪等施肥方式对冷浸田土壤肥力及水稻生长的影响。结果表明:与单质化肥处理比较,复合肥与熟鸡粪配施处理土壤松结态腐殖质占重组腐殖质的比例提高10.8%,紧结态腐殖质占重组腐殖质的比例降低15.5%,土壤有机质和活性有机质含量分别提高8.9%和4.0%,土壤阳离子交换量提高10.2%,早稻土壤细菌数和微生物活性分别提高390.0%和13.0%;同时土壤磷酸铝盐和磷酸钙盐含量分别提高40.0%和28.0%,且磷酸铝盐和磷酸钙盐占无机磷总量的比例提高,闭蓄态磷占无机磷总量的比例降低,促使土壤中难溶性磷向易溶性磷转化,提高土壤有效磷含量;最终早稻磷、钾吸收量分别提高14.0%和127.0%,早、晚稻产量分别增加11.0%和8.0%。由此得出,有机无机平衡施肥是适合于冷浸田土壤培肥、水稻增产的施肥方式。     

长期不同供磷水平下南方黄泥田生产力及磷组分特征

红壤性水稻土磷素易受铁、铝等固定而有效性低,过量施用磷肥则产生磷素淋失风险,研究不同供磷水平下黄泥田生产力、磷库平衡及磷组分特征,可为磷素高效管理提供依据。本研究基于福建黄泥田连续30年的供磷定位试验,研究连续30年3个供磷水平下[不施磷肥(CK)、30 kg(P_2O_5)·hm~(-2)(P1)、60 kg(P_2O_5)·hm~(-2)(P2)]水稻(1987—2004年为双季稻,2005年始种植单季稻)产量演变规律,并于试验的第31年分析土壤有效磷、全磷、无机磷库与有机磷库组分变化。结果表明,连续30年施用磷肥,与CK相比,早稻、晚稻与单季稻历年平均产量P1处理分别提高64.9%、37.0%与19.9%, P2处理分别提高67.0%、41.2%与20.4%,差异均显著。不同稻作制度下黄泥田磷肥的增产效果为早稻晚稻单季稻。与P1处理相比,P2处理第31年土壤有效磷含量提高190.5%,全磷含量提高32.4%,差异均显著;Al-P、Fe-P、Ca-P含量与无机磷含量均显著提高,Al-P、Fe-P占无机磷比重分别提高2.12个百分点与4.40个百分点,但O-P比重降低9.45个百分点,差异均显著。施磷肥总体提高了活性有机磷(LOP)与中等活性有机磷(MLOP)含量,降低了高稳定性有机磷(HSOP)含量,P2处理表现尤为明显;增施磷肥, LOP与MLOP占有机磷比重增加, HSOP比重降低。籽粒或秸秆产量与Al-P、Fe-P、Ca-P、MLOP、LOP含量呈显著正相关。综上,黄泥田连续30年施磷肥增产效果明显, P1与P2处理的产量无显著差异,但P1处理呈现磷表观亏缺。增施磷肥提高了无机磷Al-P、Fe-P、Ca-P比重,有机磷组分呈现由活性较低的形态向活性较高的形态转化趋势。每茬60 kg(P_2O_5)·hm~(-2)可维持磷素养分表观平衡并保持适宜的有效磷水平。     

稻田冬种绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨冬季种植绿肥作物改良土壤的生态作用, 以冬闲连作为对照, 通过连续8年的定位试验研究了冬种绿肥(紫云英、油菜和黑麦草)收获后翻压还田对后作水稻产量及土壤肥力的影响。结果表明: 连续8年冬种绿肥期间, 冬种绿肥各处理的水稻平均产量均高于冬闲对照, 但不同处理增产效果有所不同, 其中紫云英 早稻 晚稻处理增产效果最明显, 为10.48%, 其次是油菜 早稻 晚稻处理(7.31%), 黑麦草 早稻 晚稻处理的增产效果较差, 仅为5.76%。紫云英 早稻 晚稻处理的土壤pH和碱解氮含量最高, 与其他处理相比, pH增加0.58%~1.37%, 碱解氮增加6.59%~35.35%。黑麦草 早稻 晚稻处理的土壤有机质、有效磷、速效钾含量和C/N在各处理中最高, 分别较其他处理高2.99%~4.98%、19.25%~31.05%、16.97%~22.15%和0.97%~6.61%。相关性分析结果表明, 水稻产量与每穗颖花数、结实率、千粒重及土壤碱解氮、有效磷极显著相关(P<0.01), 与每穗粒数、有机质、速效钾显著相关(P<0.05), 而与穗长、有效穗数及土壤pH和C/N相关不显著; 水稻产量各构成要素与土壤养分之间的关系极为密切。综合来看, 稻田冬种绿肥有利于增加水稻产量和改善土壤肥力。     

长期施肥对双季稻产量变化趋势、稳定性和可持续性的影响

研究长期施肥对双季稻产量变化趋势、稳定性和可持续性的影响。采用线性回归、稳定性方差和可持续性指数等方法对长期施肥定位试验获取的双季稻产量数据进行分析。结果表明:(1)与偏施化肥处理相比,均衡施NPK化肥处理提高了双季稻产量、产量稳定性和可持续性,在等氮量条件下配施30%、50%和70%有机肥较NPK处理进一步提高产量6.15%、3.88%和7.75%,稳定性25.91%、59.78%和29.31%,配施30%有机肥较NPK处理提高可持续指数8.57%;(2)处理间整体表现出初始产量越高,产量的年变化量越小。施NK处理产量随时间呈下降趋势,其他处理均为上升趋势,其中不施肥和施PK处理变化显著,年变化量最大,分别为108.0和142.3 kg hm-2 a-1,NPK处理最小,为23.74 kg hm-2 a-1,有机无机肥配施处理间表现为随有机肥配施比例增加而产量年变化量显著增大的变化趋势。综上可见,有机无机肥配施有利于双季稻高产稳产,可有效维持系统可持续性,以70%化肥配施30%有机肥效果最佳。     

Changes of soil organic carbon and its fractions in relation to soil physical properties in a long-term fertilized paddy

Soil organic carbon (SOC) has an important role in improving soil quality and sustainable production. A long-term fertilization study was conducted to investigate changes in SOC and its relation to soil physical properties in a rice paddy soil. The paddy soils analyzed were subjected to different fertilization practices: continuous application of inorganic fertilizers (NPK, N–P–K = 120–34.9–66.7 kg ha⁻¹ yr⁻¹ during 1967–1972 and 150–43.7–83.3 kg ha⁻¹ yr⁻¹ from 1973 to 2007), straw based compost (Compost, 10 Mg ha⁻¹ yr⁻¹), a combination of NPK + Compost, and no fertilization (control). Soil physical properties were investigated at rice harvesting stage in the 41st year for analyzing the relationship with SOC fraction. Continuous compost application increased the total SOC concentration in plough layers and improved soil physical properties. In contrast, inorganic or no fertilization markedly decreased SOC concentration resulting to a deterioration of soil physical health. Most of the SOC was the organo-mineral fraction (<0.053 mm size), accounting for over 70% of total SOC. Macro-aggregate SOC fraction (2–0.25 mm size), which is used as an indicator of soil quality rather than total SOC, covered 8–17% of total SOC. These two SOC fractions accumulated with the same tendency as the total SOC changes. Comparatively, micro-aggregate SOC (0.25–0.053 mm size), which has high correlation with physical properties, significantly decreased with time, irrespective of the inorganic fertilizers or compost application, but the mechanism of decrease is not clear. Conclusively, compost increased total SOC content and effective SOC fraction, thereby improving soil physical properties and sustaining production.     

不同施肥方法对双季稻区水稻产量及氮素流失的影响

为保障粮食安全,减少稻田生态系统氮肥投入,提高氮肥利用率和减少氮素流失成为重要的农业和环境措施。本研究在位于湖南岳阳的农业部岳阳农业环境科学观测实验站开展为期1年的早稻、晚稻田间试验,比较了不施肥(T_1)、尿素常规施肥(T_2,施N 280 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、控释肥常规施用(T_3,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、高量控释肥侧条施用(T_4,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 138 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、中量控释肥侧条施用(T5,施N 180 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120kg·hm~(-2))及低量控释肥侧条施用(T6,施N 140 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))下氮肥的养分利用率、作物产量及氮素流失情况,以期为稻田氮素合理利用提供理论依据。研究结果表明,控释肥侧条施用可有效提高水稻的产量和氮肥利用率,减少面源流失。1)在减少稻田秧苗数量和氮肥施用量的条件下,T_4处理的水稻早晚稻产量分别比T_2处理增加13.17%和4.72%,与T_3处理相比亦分别增加7.27%和1.74%;2)侧条施肥处理有效降低了稻田氮素流失量,年氮流失量为0.466~0.673 kg×hm~(-2),比常规施肥处理降低地表径流氮流失量3.54%~29.36%;3)侧条施肥有效提高了氮肥利用率,T_4处理的氮肥利用率分别是T_2、T_3处理的1.70倍和1.22倍。因此,采用合适的施肥方式、配施适量控释氮肥可获得较高的产值和收益。高量控释肥侧条施用(T_4)是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。     

长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤有效养分影响

利用中国农业科学院红壤实验站开始于1982年的水稻长期定位试验,研究长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤速效氮、磷、钾含量的动态变化(1982—2011年)特征。29年研究结果表明:长期有机无机肥配施(NPKM)能提高水稻产量,培肥地力。长期施用化肥(NPK)导致水稻产量降低。稻谷产量随着施肥量的增加而增加。在等氮投入情况下,增施化学磷肥的增产效应要高于化学钾肥,且早稻表现尤为明显;长期单施有机肥和单施化肥对稻谷产量的影响没有显著差异。随着施肥时间的延长,各处理水稻产量差异越显著。各施肥处理土壤碱解氮增加速率表现为慢-快-慢三个阶段,有机肥的施用相较单施化肥,能够显著提高土壤碱解氮含量(p0.05)。土壤有效磷的累积主要与化学磷肥的施用有关,各施肥处理土壤有效磷历年平均含量变化趋势为:NPKM、NPM、PKMNPKM、NKM(p0.01);土壤速效钾以有机肥和化学钾肥配施的处理(NPKM、NKM、PKM)增加最快,单施化学肥料的处理(NPK)增加最慢。随着氮、磷施用量的增加,土壤中氮、磷素出现盈余,但NPKM处理相比其他处理能够有效降低盈余量;各处理土壤中钾素均表现为亏缺状态,红壤性水稻田至少每年应补充投入钾素200 kg hm-2才能基本维持土壤钾素平衡。     

不同水稻品种混作养鸭对土壤养分动态的影响

鸭稻共作和水稻混种均可产生良好的生态效应,但能否将两项技术结合起来,即通过不同水稻品种混种与稻田养鸭的叠加,进而产生"1+12"的生态效应和生产效益,是一项值得加以实践和探讨的课题。为探明多品种水稻混作养鸭这类复合生物多样性利用模式的应用可行性,本试验设置了水稻单作常规种植(施药施肥)、水稻单作养鸭、水稻单作空白对照(不养鸭不施肥药)、水稻品种混作常规种植(施药施肥)、水稻品种混作养鸭和水稻品种混作空白对照(不养鸭不施肥药)6种种植模式开展田间试验,研究不同水稻品种混作养鸭对土壤养分动态和稻米品质的影响。结果表明:种植双季稻后,水稻品种混作养鸭处理下土壤有机质含量显著高于其他种植模式。早晚季水稻生长期间水稻品种混作养鸭处理的土壤全氮含量低于水稻品种混作常规种植处理,但均显著高于其他处理;水稻品种混作养鸭处理的土壤碱解氮含量较其他处理显著提高。各处理土壤速效磷含量以水稻单作空白对照处理的最高,总体上,混作处理比单作处理平均土壤速效磷含量高。种植双季稻后,水稻品种混作养鸭种植模式的土壤全钾和速效钾含量均高于其他处理。水稻品种混作养鸭处理的稻米出糙率、精米率、直链淀粉含量和胶稠度较其他处理高,且垩白粒率较其他处理低。综合表明,水稻品种混作养鸭模式更有利于改善田间土壤养分状况,提高稻米的品质,故此模式可为优质健康稻米生产提供新途径。     

4种典型土壤上玉米产量潜力的实现程度及其因素分析

土壤条件是否或在多大程度上限制了我国玉米产量潜力的实现是亟需回答的科学问题。本文选择我国4个玉米主产区的典型土壤(黑龙江黑土、陕西黑垆土、河南潮土和四川紫色土)进行了实证研究。结果表明:不同土壤条件下玉米产量潜力的实现程度不同,黑龙江852农场、陕西长武、河南温县与四川简阳4个试验点在设定的高产栽培管理条件下获得的产量分别为10.7 t.hm 2、14.1 t.hm 2、9.2 t.hm 2与6.7 t.hm 2,分别实现了当年光温水条件下该栽培体系产量潜力的92%、104%、84%与78%。相关分析表明,土壤容重与产量潜力实现程度呈显著负相关,根干重密度与产量潜力实现程度呈显著正相关。土壤物理(容重)与肥力(有机质含量)条件对玉米根系的生长和产量潜力的实现有显著影响。对土壤容重和有机质含量分析表明,黑龙江852农场黑土土壤容重适中,土壤有机质含量高,耕层有机质为69.3 g.kg 1,陕西长武黑垆土土壤容重最小,耕层容重为1.15 g.cm 3,土壤质地为壤质土,两地的土壤条件有利于根系生长,玉米根量较大,0～40 cm横向分布广泛,有利于产量潜力的实现,分别实现92%和104%产量潜力;河南温县潮土10 cm以下土壤容重大,尤其10～20cm的犁底层容重最大为1.53 g.cm 3,土壤有机质含量较低,四川简阳紫色土土壤有机质含量较低,整个土体容重较高,并且土壤黏重,两地的土壤性状不利于根系生长,分别实现了产量潜力的84%和78%。因此,应根据各主产区的土壤状况进行针对性的土壤改良与培肥,为实现玉米产量潜力与大面积均衡增产奠定基础。