水稻秸秆养分垂直分布特征与不同留茬高度下还田养分估算

为了明确水稻植株不同层次的秸秆养分特征,科学估算不同留茬高度下稻秸养分还田量,通过在成熟期采集江苏省生产上主推的水稻品种植株,用分层切断法,将秸秆从基部向上依次截取5段长度为5 cm的秸秆,剩余部分为第6段(分别用0~5、5~10、10~15、15~20、20~25和25 cm表示6段秸秆),对穗部单独进行脱粒处理获取穗轴与枝梗,对植株各部分秸秆分别进行烘干称重,并进行养分分析。结果表明:在植株基部0~25cm范围内5个层次秸秆干重占植株秸秆干重的比例都表现为随基部向上依次减少的趋势。水稻秸秆N与P含量呈现出从冠层向下递增的趋势,而秸秆K含量则表现出从冠层向下递减的趋势。江苏省水稻秸秆N、P和K养分总量分别为16.16×10~4、2.81×10~4和30.21×10~4t,不同留茬高度秸秆养分还田量不同,留茬高度为15 cm时,水稻秸秆N、P和K养分还田量分别为6.02×10~4、1.43×10~4和6.78×10~4t。不同稻区秸秆还田时应根据留茬高度及稻谷产量水平进行估算秸秆养分还田量,同时结合其它条件科学制定肥料运筹策略。     

播种量对晚播紫云英生长及养分积累的效应

大田试验条件下,研究了不同播种量(22.5～75.0 kg/hm²)对晚播紫云英生长状况、产草量以及养分积累等的影响。结果表明:随着播种量的增加,紫云英每公顷株数显著增加;播种量在30.0～75.0 kg/hm²范围内单株鲜重和干重随播种量增加而降低;不同处理单株分枝数差异不显著。鲜草和干草产量随播种量的增加呈先增加后减少的趋势,播种量为45.0 kg/hm²的处理产草量最高,鲜草和干草产量分别为48.34 t/hm²和5.70 t/hm²。不同播种量处理的植株地上部碳、氮、磷、钾含量差异不显著,其养分积累量随播种量的增加则先增加后减少,播种量为45.0kg/hm²时紫云英养分积累量最高,继续增加播种量则差异不显著。综上,晚播紫云英的适宜播量为45.0 kg/hm²,即可获得较高的产草量及养分积累量。     

留茬高度对带状留茬间作农田土壤防风蚀效果的影响

针对内蒙古阴山北麓农牧交错带土壤风蚀严重的问题,研究了带状留茬间作的防风蚀效果,通过测定风速、地表粗糙度和土壤风蚀量,揭示不同留茬高度对留茬地和相邻裸露地的防风蚀效果.结果表明,随着留茬高度的增加,作物残茬带近地表风速降低,且留高茬(30 cm)效果最明显;随着测定高度的增加,同一留茬高度对风速的降低程度减小.地表粗糙度随留茬高度的增加而增大,留高茬地(30 cm)和邻高茬裸地的地表粗糙度分别较对照增加了466.67％和126.98％.土壤风蚀量随留茬高度的增加而减少,留高茬地(30 cm)和邻高茬裸地的风蚀量分别较对照减少了90.21％和65.51％.因此,作物残茬既增强了自身带的防风蚀效果,又在一定程度上保护了邻茬裸露带,留茬高度30 cm时防风蚀效果最好,对相邻裸露带的保护作用最明显.     

不同播期对紫云英生长及物质养分积累的影响

在大田试验条件下,设置了自2009年9月25日—11月6日共7个播种时期,研究不同播期对紫云英生长、产量及养分吸收的影响。试验结果表明,紫云英的密度、株高、单株复叶数、表观叶面积和单株重均随播期推迟而下降。鲜草产量随播期推迟显著降低,9月25日播种的鲜草产量最高,达31833 kg/hm2,种子产量则以10月2日播种的最高,为227 kg/hm2。地上部N、P、K、Cu含量均随播期推迟呈下降趋势,10月30日之后播种处理的Fe、Mn含量则显著增加,而不同播期对Ca、Mg、Zn含量无影响。各养分积累量均随播期推迟而下降。研究表明,播期显著影响紫云英生长及物质养分积累,本试验条件下宜在9月下旬至10月上旬期间播种。     

遮阴对不同品种紫云英生长及物质养分积累的影响

盆栽条件下研究遮阴对弋江种、信阳种和浙紫5号3个不同品种紫云英生长及物质养分积累的影响,为"水稻-紫云英套播"选择适宜紫云英品种提供依据。试验结果表明,遮阴提高了紫云英出苗数,但幼苗死亡率则随遮阴度的增加而升高。生长前期,紫云英株高随遮阴度的增加而增加,而单株复叶数、表观叶面积、叶绿素含量(SPAD值)均随遮阴度的增加而减小;随生育进程的推进,各指标在处理间的差异缩小。不同遮阴程度对3个品种鲜草产量产生明显影响,不遮阴和遮阴40%时弋江种产量最高,遮阴75%时浙紫5号的产量最高。植株碳含量随遮阴度增加有下降趋势,而氮、磷、钾含量呈上升趋势。不同遮阴条件下品种间的养分积累量也存在差异,不遮阴处理的碳、磷、钾积累量以弋江种最高,氮积累量以信阳种最高,遮阴40%的碳、磷、钾积累量最高的是浙紫5号,氮积累量最高的是弋江种,遮阴75%时各养分积累量均以浙紫5号最高。综合考虑鲜草产量和养分积累量,高产稻田套播紫云英应优选浙紫5号。     

稻茬-紫云英联合还田对水稻土表层水可溶性碳氮的影响

紫云英是南方稻田广泛种植利用的冬季绿肥,但利用不当可能带来养分流失的风险。研究探讨了稻茬-紫云英联合还田对水稻土表层水可溶性碳氮的影响,旨在为紫云英的合理利用、农业面源污染的科学防控提供理论依据和技术支撑。以江西省最典型的红壤性水稻土和冲积性水稻土为研究对象,布置精准控制水稻盆栽试验,设4个处理:不施用稻茬和紫云英(CK)、紫云英单独还田(MV)、低量稻茬和紫云英联合还田(LSMV)、高量稻茬和紫云英联合还田(HSMV),各处理施用等量化肥。结果表明:在红壤性水稻土上,MV处理表层水中的可溶性有机碳(DOC)、可溶性总氮(DTN)和可溶性有机氮(DON)含量急剧增加,三者最高时分别达到414.3     

紫云英还田量对稻田土壤微生物数量及活度的影响

采用田间小区试验,进行了紫云英不同翻压量对水稻不同生育期的土壤微生物数量和微生物活度的影响研究。结果表明,紫云英还田显著提高土壤微生物数量。以紫云英22 500 kg.hm-2配施当地大田化肥用量70%处理的土壤微生物数量最多;紫云英还田使土壤好气性细菌、真菌数量增加,放线菌数量减少。在早稻分蘖盛期好气性细菌,真菌数量升到最大,放线菌数量降到最低;紫云英翻压还田能提高微生物活度。以紫云英22 500 kg.hm-2配施当地大田化肥用量70%处理的微生物活度最强。     

播种量对紫云英生长及物质养分积累的影响

大田试验条件下研究了不同播种量对紫云英(Astragalus sinicus L.)生长及物质养分积累的影响。试验设7 个处理, 播种量为7.5~52.5 kg·hm^-2。试验结果表明, 随播种量增加, 紫云英出苗数显著增加, 单株分枝数、单株复叶数和单株重均呈下降趋势。紫云英鲜草产量随播种量增加而增加, 播种量为7.5~30.0 kg·hm^-2 范围内增产幅度较大, 而播种量>30.0 kg·hm^-2 时, 若继续增加播种量则增产幅度减小。紫云英种子产量随播种量的增加呈先升高后降低的趋势, 播种量为15.0 kg·hm^-2 时种子产量最高。播种量对紫云英养分含量影响较小,但显著影响养分积累量, C、N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 积累量均随播种量增加而增加。紫云英翻压做绿肥的适宜播种量为30.0 kg·hm^-2, 而若以收获种子为目的则播种量以15.0 kg·hm^-2 为宜。     

不同品种紫云英在湖北省不同生态区的生长及物质养分积累比较

大田试验条件下,比较不同品种紫云英在湖北省单季稻区(洪湖)和双季稻区(黄陂)的差异,为不同区域适宜品种的选择提供依据。不同品种在洪湖的单株分枝数、单株复叶数均高于黄陂,而株高、表观叶面积均低于黄陂。不同品种在同一生态区的干物质量存在差异,洪湖以丰城青杆种最高,达1 914 kg/hm2,黄陂以弋江种最高,达1 864 kg/hm2。相同品种在不同生态区的产量也存在差异,大桥种、余江大叶种、丰城青杆种、粤肥2号的产量表现为洪湖高于黄陂,而其余品种则低于黄陂。不同生态区紫云英养分积累量存在差异,洪湖丰城青杆种的碳、氮、钾积累量最高,弋江种的磷积累量最高,黄陂弋江种的各养分积累量均最高。单季稻区应优选丰城青杆种,双季稻区优选弋江种。     

机收水稻留茬地紫云英双圆盘开沟撒播组合作业机设计

为解决机收水稻地留茬对紫云英机械化播种的影响,针对目前紫云英开沟、播种环节独立作业时存在的作业质量不高、生产效率低等问题,该文研制了适用于机收水稻留茬地的紫云英开沟撒播机。设计了撒播高度可调装置,根据田间稻茬留量情况将撒播部件升降至适当位置;研制了紫云英专用排种轮和定量匀播装置,实现精量播种的同时提高撒播均匀性;采用双圆盘式开沟组件,确定圆盘直径为900 mm,测得平均开沟深度为22.3 cm,平均开沟宽度为31.2 cm,田间试验测定开沟宽度、深度变异系数均小于6%,满足紫云英种子生长期间的排水要求。通过多因素试验和回归分析,得出机具前进速度、排种轮转速、匀种圆柱直径等因素对撒播效果有显著影响,方差分析可知影响紫云英出苗率和播种均匀性变异系数的主次因素均为:排种轮转速匀种圆柱直径机具前进速度;影响排种量一致性变异系数的主次因素依次为:匀种圆柱直径机具前进速度排种轮转速;确定影响紫云英开沟撒播机撒播质量的因素最佳参数组合为:机具前进速度4.6 km/h,排种轮转速44 r/min,匀种圆柱直径6 mm。通过田间试验验证,最优参数组合条件下紫云英出苗率为95.87%,排种量一致性变异系数12.7%,播种均匀性变异系数8.07%,与模型预测优化结果的相对误差均小于3%,验证了所建模型与优化参数的合理性;与已有紫云英播种方式相比,本文所设计的双圆盘开沟撒播组合作业机作业效率可达1 hm~2/h,优于人工撒播作业效率0.1～0.125 hm~2/h、手摇撒播作业效率0.2～0.3 hm~2/h和机动喷播作业效率0.5～0.8 hm~2/h,低于无人机飞播作业效率3～4 hm~2/h,在撒播质量和组配方式上也明显优于其他播种方式,具有较好的推广应用前景。     

晚播对紫云英生长、养分积累和根际微生物的影响

大田条件下,依据水稻收获时间设置3个晚播播期(10月30日、11月10日和11月20日)。对不同播期处理下紫云英生长状况、鲜草产量、养分积累量以及根际微生物等影响进行研究。结果表明,播期显著影响紫云英的生长及物质养分积累。随着播期的推迟,紫云英的株高、密度、单株复叶数、单株鲜重、单株干重均呈下降趋势。鲜草产量随播期推迟显著降低,10月30日播种的鲜草产量最高,达19 006.35 kg/hm2。不同播期植株地上部C、N、P、K含量差异不显著,积累量则随播期的推迟而显著降低。播期显著影响紫云英根际土壤微生物量,根际土壤中的细菌、真菌、放线菌数量均随播期的推迟而显著减少。本试验条件下,11月10日以后播种的紫云英鲜草产量、养分积累量等指标均显著低于10月30日播种的处理。晚播紫云英播期控制在11月之前可获得较高的产草量和养分积累,取得较好的还田效果。     

紫云英翻压对水田土壤可溶性有机氮及生化性质的影响

以亚热带红泥砂田为研究对象,在15℃和25℃条件下,利用淹水培养法模拟水田土壤紫云英翻压还田,研究其对土壤可溶性有机氮(SON)、酶活性及微生物量碳、氮的影响。结果表明:15℃和25℃条件下翻压紫云英后土壤SON含量总体呈先上升后下降并趋于平稳的变化规律,分别于培养15 d和10 d达到峰值,比未翻压紫云英处理提高138.11%和84.20%。两种温度条件下翻压紫云英均显著提高土壤SON含量、脲酶、蛋白酶和谷氨酰胺酶活性以及微生物量碳和氮。土壤SON含量与脲酶、蛋白酶、谷氨酰胺酶、微生物量碳和氮呈显著或极显著正相关。翻压紫云英后水田土壤SON的迁移及其环境风险应引起充分关注。     

连年翻压紫云英对稻田土壤养分和微生物学特性的影响

【目的】紫云英（Astragalus sinicus L.）是南方稻区主要的冬种绿肥作物。本研究通过紫云英-化肥配施比例不同对水稻产量、 土壤养分和微生物学特性的影响探讨化肥的合理施用量,以期最大限度地减少化肥投入。【方法】紫云英水稻长期轮作定位试验始于2009年,试验设5个处理,对照（不施紫云英和化肥,CK）,全量化肥（100%F）,紫云英18000 kg/hm2+全量化肥（MV+100%F）,紫云英18000 kg/hm2+60%化肥（MV+60%F）,单施紫云英18000 kg/hm2（MV）。每个处理3次重复,小区面积15 m2。2012年10月份于水稻收获后采集土壤样品, 测定水稻产量、 土壤养分、 微生物量碳氮、 可培养微生物数量和土壤酶活性。【结果】1）与单施化肥相比,在翻压紫云英的条件下,化肥减量40%,对水稻产量没有影响,紫云英可替代部分化肥,达到减少化肥用量,保持产量的目的。2）不同施肥制度对土壤养分含量有一定的影响。与100%F处理相比,化肥结合翻压紫云英和单施紫云英处理能够提高土壤有机质和全氮含量; 施肥模式对土壤全磷和全钾含量无显著影响。与100%F处理相比, MV+100%F处理土壤的有效氮含量显著提高; 与100%F处理相比,MV和MV+60%F处理的速效磷含量显著减少; 100%F处理的土壤速效钾含量最高。不同施肥模式对土壤pH无显著影响。3）100%F、 MV+100%F处理的细菌数量较CK分别增加了102.3% 、 138.8%,而MV+60%F和MV处理与CK无显著差异,说明细菌对土壤养分有很强的依赖性。单施化肥或单施紫云英都不利于真菌和放线菌的生长,而化肥与翻压紫云英配合能显著提高其数量。4）相关性分析可以看出,细菌数量与土壤有效氮、 速效钾、 速效磷含量呈显著或极显著正相关; 真菌和放线菌的数量与铵态氮含量呈显著或极显著正相关,说明氮、磷、钾养分对土壤细菌数量的影响较大,而真菌和放线菌的数量主要受NH+4-N的影响。5) 与100%F处理相比,化肥配施紫云英可以显著提高微生物生物碳量（SMBC）和微生物生物氮量（SMBN）的含量。6) 除了过氧化氢酶,转化酶、 脲酶和酸性磷酸酶总体表现为紫云英与化肥混施大于单施化肥或紫云英。7)土壤酶活性、微生物生物量与土壤氮素的相关性最强。土壤转化酶、脲酶和酸性磷酸酶与水稻产量呈显著或极显著正相关,说明转化酶、脲酶和酸性磷酸酶活性的大小可作为衡量水稻产量多少的依据之一。【结论】MV+60%F处理在保证水稻产量的同时能够减少40%的化肥用量,是一种高效节能的培肥模式。单施化肥不利于土壤有机质、 全氮和有效氮的积累,同时不利于微生物的生长和酶活的提高。MV+60%F 培肥模式有利于改良土壤的生物学性状,值得推广并有待今后进一步观察验证。     

Effect of intercropping on crop yield and chemical and microbiological properties in rhizosphere of wheat (Triticum aestivum L.), maize (Zea mays L.), and faba bean (Vicia faba L.)

In this study, we investigated crop yield and various chemical and microbiological properties in rhizosphere of wheat, maize, and faba bean grown in the field solely and intercropped (wheat/faba bean, wheat/maize, and maize/faba bean) in the second and third year after establishment of the cropping systems. In both years, intercropping increased crop yield, changed N and P availability, and affected the microbiological properties in rhizosphere of the three species compared to sole cropping. Generally, intercropping increased microbial biomass C, N, and P availability, whereas it reduced microbial biomass N in rhizosphere of wheat. The rhizosphere bacterial community composition was studied by denaturing gradient gel electrophoresis of 16S rRNA. In the third year of different cropping systems, intercropping significantly changed bacterial community composition in rhizosphere compared with sole cropping, and the effects were most pronounced in the wheat/faba bean intercropping system. The effects were less pronounced in the second year. The results show that intercropping has significant effects on microbiological and chemical properties in the rhizosphere, which may contribute to the yield enhancement by intercropping.     

土壤重金属污染植物修复的紫云英调控研究

有机调控是植物修复土壤重金属污染的有效措施之一,为研究绿肥--紫云英的调控效果,实验于2004年3-12月选取江西省贵溪市冶炼厂周边受重金属污染的大田进行研究.结果表明,紫云英处理显著降低土壤重金属浓度和土壤综合污染指数,下降幅度与CK比呈极显著差异:除土壤Zn、Cd浓度和土壤重金属多因子综合污染指数的下降幅度显著低于有机试剂处理,其他与有机试剂处理均无显著差异;紫云英处理与“紫云英 有机试剂“的交互作用处理相比,土壤重金属浓度和土壤综合污染指数的下降幅度无显著差异.海洲香薷对Cu、Zn、Pb、Cd都有不同程度的富集,富集系数评价表明,紫云英处理、有机试剂处理及其交互作用处理与CK相比,海洲香薷对重金属元素的富集有显著提高,紫云英处理对植物富集重金属的影响介于有机试剂处理与其交互作用处理之间.     

不同减量氮肥配施紫云英对田面水氮磷流失及水稻生长的影响

为指导水稻田合理施肥,防治稻田面源污染,试验开展了不同氮肥减施比例对紫云英—水稻轮作体系下稻田田面水氮磷流失的影响研究。2020年在浙江建德开展田间小区试验,设置冬闲(CK)和冬种紫云英(CT)2个处理,并在冬种紫云英基础上设置4个减氮比例,分别为0(CT0),10%(CT1),20%(CT2),30%(CT3),共5个处理,每个处理重复3次。在水稻移栽施肥后开始稻田田面水样品采集(包括施肥2周内的连续采样以及2周后相隔7,14,28天的间隔采样),测定田面水氮磷浓度;于水稻成熟后采集土壤和植物样品,测定土壤理化性状以及水稻生长性状和产量。各处理田面水总氮、可溶性氮、铵态氮以及总磷、可溶性磷均在施肥后第1天达到峰值,总氮在基肥后4天内降幅明显,为最大值的4.2%~9.1%,可溶性磷在施基肥5天内降至最大值的4.7%~13.7%。采样期内,CK处理田面水总氮、可溶性氮、总磷和可溶性磷的平均浓度分别为48.87,36.82,0.82,0.64 mg/L,CT0、CT1、CT2、CT3的总氮平均浓度分别为CK的93.9%,78.1%,79.7%,69.7%;可溶性氮平均浓度分别为CK的95.1%,84.1%,85.7%,73.2%;总磷平均浓度分别为CK的90.9%,76.9%,96.2%,81.3%;可溶性磷平均浓度分别为CK的79.4%,73.8%,87.3%,68.7%。与CK相比,CT2、CT3显著提高土壤有效磷含量,增加幅度分别为61.7%和37.0%。比较冬闲处理,翻压紫云英使水稻株高增高0.7%~3.5%,有效穗数增加7.0%~15.2%,水稻增产0.4%~4.9%。与冬闲处理相比,冬种紫云英配合不同比例氮肥减施均能降低稻田田面水氮磷流失风险,其中以30%氮肥减量效果最好;紫云英配合减氮施肥措施能够提升土壤有效磷、全氮含量和水稻产量,其中均以紫云英配合20%减氮施肥效果最好。综合稻田田面水氮磷流失风险、土壤肥力以及水稻产量,紫云英配合20%减氮施肥是较为适合该地区的种植方式。     

化肥减量配合紫云英还田对双季稻产量及氮肥利用率的影响

旨在明确化肥减量条件下不同紫云英还田量对亚热带双季稻区早、晚稻产量及氮肥利用率的影响。以双季稻种植模式为研究对象,设置2个不同的减肥量处理配施不同的紫云英还田量,观察紫云英连续还田下不同处理对双季稻产量和养分利用率的影响。结果表明:与常规施肥处理(100%F)相比,20%减肥量各处理的早稻产量均得到显著提高,增产幅度为5.0%～13.2%;40%减肥量条件下,配施15 000～22 500 kg/hm~2紫云英早稻产量不减产,而配施30 000～37 500 kg/hm~2紫云英后早稻产量有显著提高,增产幅度为5.4%～8.5%。各减肥配施紫云英处理的晚稻产量均随紫云英还田量的增加而升高(P0.05)。各减肥配施紫云英处理早稻化学氮肥的农学利用率、偏生产力及回收率均较常规施肥处理显著提高,但晚稻的氮肥利用率无显著差异。将紫云英还田输入的氮纳入总氮素投入后,早稻总氮素的农学利用率和回收率均随紫云英还田量的增加而降低;与100%F相比,各减肥配施紫云英处理的农学利用率未显著降低,但紫云英还田量达到37 500 kg/hm~2及以上时会导致早稻的氮素回收率显著降低。各紫云英还田处理土壤全氮含量均高于100%F(P0.05),且土壤速效氮含量均显著高于100%F处理(P0.05)。亚热带双季稻种植模式下,长期紫云英还田配合减量施肥对早、晚稻产量和氮肥利用率均产生正面效应,且能提高土壤有机质含量和全氮含量,土壤速效氮含量显著高于常规施肥处理。因此,适量紫云英还田配施化肥除可减少化肥用量外,也是亚热带双季稻区兼顾提升稻米产量和培肥土壤的有效技术。本试验条件下,化肥减量40%配合22 500～30 000 kg/hm~2紫云英的配比综合效果较好。     

控释氮肥与尿素配施对单季稻产量及氮素利用率的影响

为探讨控释氮肥与尿素配合一次性基施对水稻产量及其氮肥利用效率的影响效应,通过田间小区试验研究了不同比例控释氮肥(CRNF)与尿素(UR)配施对水稻干物质积累、产量构成,以及氮肥表观、农学和生理利用率等的影响。结果表明：配施10%~80% CRNF较常规施氮(T1)处理,分别提高水稻籽粒干物质量和产量3.7%~13.9%和1.4%~13.4%;较全量施用CRNF(T6)处理,提高水稻籽粒干物质和产量6.3%~16.7%、2.8%~16.6%。一次性基施40%CRNF +60%UR(T4)较一次性基施全量CRNF显著提高水稻籽粒吸氮量24.2%,差异显著(P<0.05),氮肥表观利用率、农学利用率、生理利用率及氮肥偏生产力也处于较高水平。在本试验条件下,一次性基施40%CRNF +60%UR既提高了水稻产量和氮肥利用率,又减少了劳动投入,可在实际生产中推广应用。