冬绿肥品种与播种方式对土壤养分和后茬花生产量及品质的影响

研究品种与播种方式对冬绿肥地上生物量、养分蓄积量、土壤养分和后茬花生产量及品质的影响,为华北冬闲田推广种植冬绿肥提供科学依据。采用裂区设计,以二月兰、黑麦草、小黑麦3个冬绿肥品种为主处理,撒播和条播2种播种方式为副处理开展田间试验。结果表明,从绿肥品种来看,黑麦草地上生物量和养分蓄积量均极显著高于二月兰和小黑麦;翻压后,小黑麦后茬土壤碱解氮含量极显著低于黑麦草和二月兰,黑麦草后茬土壤有机质含量显著高于小黑麦,二月兰后茬土壤有效磷含量显著高于黑麦草;小黑麦后茬花生荚果产量显著低于黑麦草和二月兰。黑麦草后茬花生籽粒蛋白质、脂肪含量最高,分别为23.13%,52.72%。从播种方式来看,条播绿肥地上生物量及养分蓄积量均高于撒播。条播小黑麦地上生物量、氮蓄积量显著高于撒播,磷及钾蓄积量极显著高于撒播。条播黑麦地上生物量、氮磷钾养分蓄积量均极显著高于撒播。翻压后,条播二月兰、黑麦草后茬土壤碱解氮、有效磷含量显著高于撒播。综合分析,华北花生冬闲田以开沟条播种植二月兰、黑麦草为宜。     

槲蕨水提物对3种杂草的化感效应研究

以槲蕨(Drynaria fortunei (Kunze)J.Sm)为供体植物,分别以黑麦草(Lolium perenneL.)、紫花苜蓿(Medicago sativa Linn.)和紫云英(Astragalus sinicus)为受体,研究不同浓度槲蕨水提物对3种杂草种子萌发和幼苗生长的化感作用.取槲蕨新鲜叶制成0.5 g/mL的水提液,分别用浓度为0、0.1、0.25、0.5 g/mL的水提液来培养3种杂草(黑麦草、紫花苜蓿和紫云英)种子,统计种子萌发率及测量幼苗长度.结果表明:不同浓度的槲蕨水提物对黑麦草、紫花苜蓿和紫云英的发芽率及幼苗生长有显著的抑制效应,但不同浓度水提物对不同杂草的影响存在差异,3种杂草对槲蕨水提物敏感性大小顺序为黑麦草＞紫花苜蓿＞紫芸英.说明槲蕨可作为一种生物除草剂资源加以利用.     

不同混作方式绿肥替代部分基施化学氮肥对双季稻产量形成特性的影响

为探索化学氮肥减量配施条件下双季稻田较优的绿肥混作方式,以早稻品种中早39和晚稻品种泰优390为材料,于2016-2017年采用定位试验研究了不同绿肥混作方式(紫云英单作,AS;紫云英与满园花混作,AR;紫云英与黑麦草混作,AL;紫云英与满园花与黑麦草混作,ARL;冬闲处理,CK)与氮肥减量配施对双季早、晚稻产量形成特性的影响。结果表明:各绿肥还田处理绿肥替代化肥氮比例,2016年为28. 98%～39. 68%,2017年为30. 55%～39. 47%,以AS处理较大,AL处理最低。绿肥替代部分基施化肥对水稻分蘖动态无显著影响,但各绿肥还田处理均有较好的增产效果,不同模式间差异明显,2016年早、晚稻均以AS处理增产效果最好(分别较CK增产7. 3%和8. 5%),其次是AR处理(分别较CK增产6. 0%和7. 1%); 2017年早、晚稻均以AR处理增产效果最好(分别较CK增产7. 2%和5. 5%),其次是AS处理(分别较CK增产5. 5%和4. 7%)。绿肥替代部分基施化肥有利于提高水稻灌浆期叶面积指数、叶片SPAD值与干物质积累量,进而提高有效穗数和结实率;各处理在年际间有一定差异,但一般以AS和AR处理表现较好。可见,绿肥替代部分基施化学氮肥有利于提高双季稻产量,且以紫云英单作和紫云英+满园花混作效果较好。     

4种黑麦草的产草量及品质比较研究

在中等肥力土壤条件下,采用随机区组试验设计,对引进的一年生、多年生和种间杂交黑麦草3类型共4个品种的生物学性状、产草量和品质进行比较研究。结果表明:二次刈割的株高、叶宽在品种间存在极显著差异,其中一年生黑麦草蓝天堂和特高显著高于多年生黑麦草卓越和种间杂交黑麦草春绿;叶长和分蘖数在4品种间差异不显著;第1次鲜草产量在品种间差异达极显著水平,并以一年生黑麦草蓝天堂最高;第2次刈割鲜重和干重在品种间无显著差异;二次刈割的总鲜重和总干重在品种间差异达显著水平,也以一年生黑麦草蓝天堂最高,并显著超过多年生和种间杂交黑麦草品种。品质分析表明:二次刈割的粗蛋白、粗脂肪和灰分在4品种间差异均不显著,只有第1次刈割的粗纤维和无N浸出物在品种间有显著差异。     

绿肥还田对双季稻根际土壤产甲烷古菌群落结构的影响

利用PCR-DGGE技术及克隆文库构建方法研究,尿素、紫云英鲜草翻压还田、黑麦草鲜草翻压还田和不施氮肥4种处理对双季稻不同生育时期(早稻季:分蘖期,拔节期,成熟期;晚稻季:分蘖期,扬花期,成熟期)稻田根际土壤中产甲烷群落结构的影响。结果表明,双季稻不同取样时期和各处理中产甲烷古菌群落结构稳定且相似,早稻季和晚稻季的优势群落均为甲烷微菌目(Methanomicrobiales)、Rice Cluster I(RC-I)、甲烷鬃菌科(Methanosaetaceae)、甲烷杆菌属(Methanobacterium),但早稻季产甲烷古菌群落的Shannon-Weiner指数(H)和丰富度指数(R)整体低于晚稻季。紫云英和黑麦草鲜草翻压还田处理较尿素处理更为明显地提高了双季稻(一年)稻田根际土壤中产甲烷古菌群落的Shannon-Weiner指数和丰富度指数,但均暂未对产甲烷群落结构产生决定性影响。     

长期稻-稻-紫云英轮作28年对水稻产量及田间杂草多样性影响

为探讨湘南红壤稻田多熟制的增产潜力,不断提高经济效益和土壤肥力,促进农业可持续发展,为生产示范、领导决策提供科学依据,从1982年开始,在湖南祁阳官山坪中国农业科学院红壤站的红壤稻田布置了长期稻-稻-紫云英轮作制度长期定位试验。试验设四个处理,即：稻-稻-紫云英（豆科）、稻-稻-油菜（十字花科）、稻-稻-黑麦草（禾本科）、稻-稻-冬闲。28年研究结果表明：1.长期稻-稻-紫云英轮作能促进水稻增产;2.长期稻-稻-紫云英轮作能够明显的降低田间杂草密度,减少早稻期间田间杂草的种类,但对晚稻时期田间杂草种类的影响不明显。3. 稻-稻-紫云英轮作是一种值得推广的种植模式。     

长期稻-稻-绿肥轮作对水稻产量及土壤肥力的影响

为探讨湘南红壤稻田多熟制增产潜力,不断提高经济效益和土壤肥力,促进农业可持续发展,从1982年开始,对红壤稻田布置了冬种紫云英(T1)、油菜(T2)、黑麦草(T3)翻压还田对水稻产量和土壤肥力影响的长期轮作制度定位试验。30年的研究结果表明：(1)与冬闲(T4)处理相比,绿肥还田能促进水稻增产,其平均增产效果和年均增产率为：T1> T2> T3,且其增产稳定性较好;(2)与T4处理相比,绿肥还田能显著增加土壤有机质含量,其中T1处理下活性有机质含量显著高于其他处理,且在有机质中所占比例最大;(3)与T4处理相比,绿肥还田能提高土壤全氮、碱解氮含量,加速土壤矿化,促进水稻对磷素和钾素吸收,其中,T1处理下土壤全氮、碱解氮含量显著高于其他处理,T2和T3处理显著高于T4处理,T1处理比T2和T3处理更能促进土壤磷素释放与吸收,致使T1处理土壤全磷累积相对缓慢,也更需要补充外界钾素;(4) 稻-稻-紫云英轮作是一种较好的轮作模式。     

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。     

紫云英翻压量对豫南地区单季稻养分吸收和水稻产量的影响

依托长期种植翻压紫云英定位试验，探讨豫南稻田在翻压紫云英作绿肥的情况下对后茬作物水稻养分吸收、养分利用效率及产量等方面的影响，并由此确定紫云英鲜草的最佳翻压量。试验设置CK(不施肥)、CF(常规施化肥)以及紫云英鲜草翻压量分别为22.5,30.0,37.5,45.0,52.5,60.0 t/hm²,共8个处理。结果表明，与CK相比，常规施化肥和翻压紫云英处理分别增加稻谷产量21.72%和19.23%～29.20%(P<0.05)。在所有紫云英翻压处理中，紫云英翻压量为52.5 t/hm²时，稻谷氮、磷、钾含量和养分吸收量最高，但继续增加翻压量，稻谷养分含量和养分吸收量显著降低(P<0.05)。紫云英翻压量为37.5～60.0 t/hm²时，水稻地上部氮磷钾素累积量显著高于CK(P<0.05)。与CF相比，紫云英翻压22.5～37.5 t/hm²显著提高水稻磷、钾素养分利用效率及磷、钾素偏生产力(P<0.05)。因此，在豫南地区，长期紫云英翻压22.5～37.5 t/hm     

化肥减施下紫云英不同翻压量对双季稻产量及养分利用效率的影响

为了探索紫云英替代化肥的可行性和适宜翻压量,利用连续11 a田间定位试验,共设置7个处理,分别为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)及60%化肥施用量条件下将紫云英翻压量设15.0(GM_(15.0)),22.5(GM_(22.5)),30.0(GM_(30.0)),37.5(GM_(37.5)) t/hm~2 4个水平,研究化肥减施下不同紫云英翻压量对双季稻产量、氮磷钾积累量、氮磷钾利用率及土壤肥力的影响。结果表明:与CK相比,施肥处理均能显著增加早晚稻及全年两季籽粒产量(P0.05),增幅分别为79.1%～91.1%,44.8%～50.7%,56.8%～64.7%。单施紫云英可显著增加水稻产量(P0.05),与CK相比,早晚稻及全年两季籽粒产量增幅分别为23.9%,12.4%,16.4%。60%化肥与不同量紫云英配施处理早晚稻及全年两季籽粒产量与常规施肥相比差异不显著,紫云英翻压量为15.0～30.0 t/hm~2时,早晚稻及全年两季籽粒产量均随紫云英翻压量的增多而提高,当紫云英翻压量多于30.0 t/hm~2时,则呈下降趋势。在所有的化肥配施紫云英处理中,早晚稻籽粒氮、磷、钾养分积累量均以翻压紫云英30.0 t/hm~2时最高。与常规化肥相比,紫云英与化肥配施可提高氮、钾肥回收利用率、农学效率和偏生产力。与CK相比,各施肥处理均不同程度地提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量。紫云英翻压量为22.5～30.0 t/hm~2时,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量均显著高于常规化肥处理(P0.05)。因此,在本试验施用60%化肥条件下长期翻压紫云英有利于促进水稻增产及水稻氮、磷、钾素的吸收,提高双季稻氮、磷、钾养分利用效率及土壤肥力。     

紫云英和稻草还田免耕抛栽对水稻产量和土壤肥力的影响

【研究目的】研究紫云英和稻草还田免耕抛栽对水稻产量和土壤肥力的影响,为南方稻区免耕抛秧栽培技术的推广应用提供参考。【方法】2007-2008年在连续两年双季稻免耕抛栽定位试验的基础上,以翻耕抛栽处理为对照,探讨紫云英和稻草还田免耕抛栽对土壤物理性状、养分、土壤酶活性、土壤微生物和水稻产量的影响。【结果】连续免耕两年以后,免耕水稻产量低于翻耕处理,施用有机肥能够提高水稻单位面积的有效穗数和每穗粒数,从而提高水稻产量;随着稻田免耕时间的延长,土壤物理性状变差,紫云英和稻草还田可以降低土壤容重,改善土壤孔隙性;免耕稻田的土壤养分在表层土壤富集,紫云英和稻草还田对提高翻耕处理土壤养分的效果更明显;脲酶,过氧化氢酶、多酚氧化酶、过氧化物酶的活性均与土壤全氮含量呈极显著相关;土壤微生物总量免耕处理小于翻耕处理,免耕土壤细菌的数量增加,而放线菌和真菌的数量减少,施用有机肥后三大类微生物数量均有所增加。【结论】紫云英和稻草还田可以提高水稻产量,降低土壤容重,改善土壤孔隙性,缓解长期免耕导致的土壤板结,有利于土壤养分含量和土壤酶活性的提高,改善微生物的生存环境。     

双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后稻田的甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放特征,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用静态箱-气相色谱法,对冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻、翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)的稻田进行监测,以分析不同覆盖作物残茬还田对稻田CH₄和N₂O排放的影响。结果表明,冬季覆盖作物还田后,各处理早、晚稻田CH₄排放量均明显高于冬闲-双季稻(对照)。早稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和免耕直播黑麦草-双季稻,分别达20.713 g m^-2和16.068 g m^-2;晚稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和翻耕移栽油菜-双季稻,分别为60.421 g m^-2和48.666 g m^-2。各处理早、晚稻田N₂O总排放量均显著高于冬闲-双季稻,免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻和翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理的早稻田N₂O总排放量分别比对照增加265.00%、320.00%、275.00%和65.00%,晚稻田分别比对照增加157.89%、113.16%、134.21%和42.11%。稻田CH₄和N₂O综合温室效应总和表现为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻>翻耕移栽油菜-双季稻>免耕直播黑麦草-双季稻>免耕直播紫云英-双季稻>冬闲-双季稻,冬季覆盖作物还田明显提高稻田CH₄和N₂O排放。     

绿肥轮作对早稻生长动态及氮素吸收利用的影响

综合评价南方稻区不同冬季绿肥种植下水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。比较不同冬季绿肥紫云英、油菜、黑麦草及混播绿肥对后作水稻产量、生长动态及氮素吸收利用的变化。结果表明：（1）处理紫云英—早稻—晚稻(MV-R-R)的早稻产量分别比黑麦草—早稻—晚稻(RG-R-R)、油菜—早稻—晚稻(RP-R-R)、混播绿肥—早稻—晚稻(MS-R-R)高6.61%、3.29%及0.78%。（2）在分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮率均是处理MV-RR达到最大,较其他处理平均分别高9.68%、19.72%、6.23%和8.66%。在分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量均是处理MV-R-R最高,处理RP-R-R最低。（3）处理MV-R-R在分蘖期至孕穗期、孕穗期至抽穗期及抽穗期至成熟期各处理的吸收量较其他处理平均分别高出21.81%、68.73%和286.5%,且绿肥轮作条件下水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例均以抽穗至成熟期最小,最大值所处的生育阶段则是分蘖前。因此,MV-R-R处理具有较高的增产潜力,有利于提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环。     

稻田紫云英与黑麦草混播的增肥增粮效应的初步研究

近几年来,晚粳田套播紫云英,由于晚粳稻长势好,成熟迟,稻肥共生期长,大面积绿肥生长较差、产量低,部分田甚至变为空白,引起杂草增多,无效耗费地力。同时,随着节粮型养殖业(如养羊、鹅、鱼等)的发展,优质青饲料的来源不足。针对上述现状,从1986年起,我们进行了稻田紫云英与黑麦草混播种植     

多花黑麦草幼穗分化进程对种子生产性状的影响

多花黑麦草幼穗分化进程对穗部性状和种子产量有显著影响。幼穗分化的天数与每穗种子粒数是极显著正相关。播种愈早，幼穗分化天数愈多，种子产量愈高。南京地区留种的多花黑麦草的最佳播期8月20日19月10日。二棱期是多花黑麦草通过春化阶段的形态标志，也是幼穗能否分化完全的转折点。单棱至护颖分化期是影响种子粒数最关键的时期。     

冬种绿肥对早稻病虫草发生及产量的影响

研究不同冬种绿肥对后茬早稻病虫草发生和产量的影响,为南方稻区种植模式的筛选提供技术支持。以马铃薯、油菜和紫云英为绿肥植物,以冬闲田处理作对照,研究冬种绿肥翻压后早稻病虫草发生变化特征及产量变化趋势。结果表明,不同冬种绿肥翻压后,对水稻病虫草发生种类无影响,主要病虫草害均为纹枯病、二化螟、稻纵卷叶螟、鸭舌草和稗草,而对纹枯病、鸭舌草和稗草发生程度有显著影响,对二化螟和稻纵卷叶螟发生量无显著影响。在水稻孕穗期,纹枯病株发病率表现为马铃薯—水稻油菜—水稻冬闲田—水稻紫云英—水稻处理,至黄熟期表现为冬闲田—水稻马铃薯—水稻油菜—水稻紫云英—水稻处理;鸭舌草和总草密度均以冬闲田—水稻紫云英—水稻马铃薯—水稻油菜—水稻,而稗草则以冬闲田—水稻油菜—水稻马铃薯—水稻紫云英—水稻。冬种绿肥对水稻有效穗数、穗粒数和结实率无显著影响,但可显著提高千粒重,从而提高水稻产量。在病虫草发生初期,选用适当的农药可有效控制冬种绿肥翻压后早稻病虫草发生,提高水稻产量。在江西红壤稻区,冬种绿肥可抑制纹枯病和杂草发生,提高水稻产量;绿肥选择上以紫云英对水稻产量和病虫草害控制综合效果最好。     

不同品种紫云英对镉污染土壤水稻生长累积效应的研究

旨在研究不同品种紫云英绿肥对镉污染地区水稻生长及土壤质量的影响。结果表明,与2个对照组相比,翻压紫云英显著提高了土壤溶液pH,降低Eh(P<0.01),也使土壤有效态镉的含量显著降低,减少了水稻在生长过程中对镉的累积,以‘湘紫3号’紫云英品种效果最为明显,与单施化肥处理相比,土壤有效镉含量降低了21.9%,植株稻草镉含量降低了39.1%,稻谷镉含量降低了43.5%,在4个品种中降幅均为最大值。不同品种紫云英翻压均能促进水稻的生殖生长,能有效提高水稻的产量,各处理间水稻的农艺性状指标和产量指标均无显著性差异。因此,选择降镉效果最佳的‘湘紫3号’紫云英品种,能够更好地降低农作物对镉的吸收,提高产品的安全性。     

紫云英配施减量化肥对水稻产量稳定性的影响

为明确豫南稻区减肥、高产、稳产的最佳施肥方式,以11 a长期定位试验为平台,设不施肥(CK)、单施化肥(100%F)、22 500 kg/hm~2紫云英+80%化肥(G+80%F)、22 500 kg/hm~2紫云英+60%化肥(G+60%F)、22 500 kg/hm~2紫云英+40%化肥(G+40%F)共5个处理,分析水稻产量年际变化趋势、变异系数(CV)、可持续性指数(SYI)及基于AMMI模型的施肥处理、环境及二者交互作用的特征,综合评价长期紫云英配施减量化肥对水稻产量稳定性的影响。结果表明:施肥显著增加水稻年均产量,单施化肥较不施肥增产21.26%,紫云英配施减量化肥较不施肥增产19.55%～23.25%,以G+60%F处理水稻年均产量最高;施肥降低水稻产量变异系数,以G+40%F处理变异系数最小,其次为G+60%F处理;紫云英配施减量化肥处理可持续性指数高于单施化肥和不施肥。AMMI模型能较好地解释施肥处理与环境的互作效应,是评价长期定位施肥条件下水稻产量稳定性的有效方法,其稳定性参数(D_i)大小为:CKG+80%F100%FG+60%FG+40%F。综合考虑水稻高产、稳产及减肥效益,以22 500 kg/hm~2紫云英配施60%化肥处理效果最佳。     

喷施水杨酸缓解镉对黑麦草毒害作用的研究

为了研究水杨酸缓解重金属镉对黑麦草的毒害作用,采用盆栽模拟方法测定喷施外源水杨酸后在镉胁迫处理下黑麦草的生理指标的变化情况。研究结果表明：喷施100、200和300 mg/L 3种浓度水杨酸对镉胁迫下黑麦草叶绿素含量没有显著影响,但能够提高黑麦草叶片中重要的渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量,其中200 mg/L浓度水杨酸对脯氨酸的提高作用显著高于其他浓度;喷施水杨酸也能够显著提高SOD、POD、CAT等多种抗氧化酶的活性,降低电解质渗透率和丙二醛含量,各浓度之间作用程度差异不显著,200和300 mg/L浓度的作用更大一些。上述生理指标的测定说明喷施水杨酸可以缓解镉对黑麦草的毒害作用。     

紫云英和秸秆还田对土壤团聚体及有机碳分布的影响

为了研究紫云英和秸秆还田下土壤团聚体及有机碳的分布特征。选取湖北省荆州市水稻—紫云英轮作定位试验,通过湿筛和密度分级的方法研究团聚体和有机碳。结果表明：各粒级团聚体含量以>5 mm为主(57.08%~80.01%),紫云英和秸秆还田增加>5 mm团聚体的含量与团聚体的稳定性。紫云英还田配施化肥(NPK+G)和紫云英和秸秆还田配施化肥(NPK+G+S)处理显著增加5~2、2~0.25 mm团聚体中有机碳的含量。团聚体内以矿物结合态有机碳为主,不同处理均提高团聚体内矿物结合态有机碳及微团聚体内细颗粒有机碳的含量,降低粗颗粒有机碳的含量。相比于对照(CK),紫云英和秸秆还田提高了团聚体的稳定性,并促进了团聚体内细颗粒有机碳的积累。