5年定位试验条件下钾肥用量对双季稻产量和施钾效应的影响

通过5年定位试验（2008~2012年）, 研究不同钾肥施用量对水稻产量、植株钾素含量、钾素积累量、钾肥利用率、土壤钾素含量、钾素平衡和钾肥经济效益的影响。试验施钾量（K2O）从低到高设K0（不施钾）、K1（早稻84 kg/hm2、晚稻105 kg/hm2）、K2（早稻120kg/hm2、晚稻 150 kg/hm2）、K3（早稻156kg/hm2、晚稻195 kg/hm2）和K4（早稻192kg/hm2、晚稻 240kg/hm2）5个处理。5年的试验结果表明, 施钾能显著提高早、晚稻产量,在一定施钾量范围内,水稻产量随施钾量的增加而增加;施钾能促进水稻植株对钾素的吸收和积累,尤其是稻草对钾素的吸收和积累;早、晚稻的钾肥农学效应均以K2处理最高（早稻3.12 kg/kg、晚稻3.70 kg/kg）;钾肥利用率以K1处理最高（早稻41.2%、晚稻76.4%）,并随施钾量提高而降低;不同施钾量对土壤钾素含量有明显影响,土壤速效钾、缓效钾和土壤全钾均随施钾量的增加而增加,且不同处理间土壤速效钾含量差异达极显著水平（P＜0.01）;连续种植5年10季水稻后,K0、K1和K2处理的土壤钾素亏缺（K 127.1kg/hm2、 58.3kg/hm2和10.8kg/hm2）,亏缺量随施钾量的增加而降低; K3和K4处理的土壤钾素盈余（48.0 kg/hm2 和109.2kg/hm2）,盈余量随施钾量的增加而增加。在经济效益上,早、晚稻产投比均以K2处理最高（早稻1.04、晚稻1.27）。综合考虑施钾的增产效应、经济效益和土壤钾素养分平衡等因素,建议该双季稻区早稻施钾量在K2O 120~156 kg/hm2、晚稻施钾量在K2O 150~195kg/hm2范围内较为适宜。     

湖北省早、中、晚稻施钾增产效应及钾肥利用率研究

2006～2009年,在湖北省18个县（市、区）布置多点田间肥效试验,研究在当前生产条件下推荐施用钾肥对早、中、晚稻产量及其构成因素的影响,分析当前水稻生产中的钾肥吸收和利用状况。结果表明,在氮、磷肥的基础上,早、中、晚稻施用钾肥的增产量平均分别为716、679和691 kg/hm2,增产率平均分别为12.6%、9.6%和12.0%,钾肥对产量的贡献率平均分别为10.8%、8.2%和10.3%。说明当前生产条件下,高产水稻生产必须施用钾肥。施钾之所以增产,早稻主要由于单位面积有效穗数增加,中稻主要由于单位面积有效穗数和每穗粒数增加,而晚稻主要由于每穗粒数增加和结实率提高所致。施用钾肥促进了水稻总吸钾量及百千克子粒吸钾量的提高和钾素收获指数的下降。在当前生产条件和推荐施钾量水平下,早、中、晚稻百千克子粒吸钾（K2O）量平均分别为2.96、3.45和2.72 kg,钾肥（K2O）农学利用率分别为9.6、8.2和7.2 kg/kg,偏生产力分别为92.3、101.5和75.4 kg/kg,吸收利用率分别为47.1%、53.8%和46.3%,生理利用率分别为21.1、24.1和23.7 kg/kg,土壤钾素依存率分别为78.0%、83.0%和70.4%。3种类型水稻对钾素的吸收和利用虽有不同,但其吸收的钾都主要来自于土壤,因此改善土壤供钾能力是提高水稻产量和节约钾肥资源的有效措施。     

基于RCSODS的东南沿海水稻施肥量决策

应用RCSODS模型,根据东南沿海福建稻区8个代表县(市)的土壤理化性状和水稻生长期气温资料,模拟计算了各地稻田的土壤供肥量;结合主栽品种的目标产量和肥料利用率,模拟计算了早晚稻的合理施肥量。结果表明:在研究区域土壤有机质含量与全氮含量适中,磷、钾含量普遍偏低以及土壤偏酸性的情况下,要实现水稻现有水平的目标产量,早稻需施纯氮56.98~231.85kg.hm-2,其中大部分稻田需施133.9~231.85kg.hm-2;需施磷肥(P2O5)73.28~173.57kg.hm-2,其中缺磷稻田需施132.69~173.57kg.hm-2;需施钾肥(K2O)15.41~257.63kg.hm-2。晚稻需施纯氮64.63~237.93kg.hm-2,大部分稻田需施纯氮167.77~237.93kg.hm-2;需施磷肥(P2O5)88.76~176.72kg.hm-2,其中缺磷的稻田应施磷肥(P2O5)155.38~176.72kg.hm-2;需施钾肥(K2O)50.41~315.96kg.hm-2。比较福建稻区的实际施肥量与模拟施肥量,可以看出:目前氮肥施用量总体上比较适宜,而磷肥和钾肥施用量则明显不足。     

湖北省两个生态区水稻施钾效果及农田钾素平衡研究

在湖北省江汉平原和鄂东南丘陵两个典型的生态区布置田间试验,研究K肥施用对水稻产量、经济效益及K素平衡的影响。结果表明,江汉平原生态区水稻产量有随施K量增加而逐渐升高的趋势,与不施K肥处理相比,施K（K2O）187.5 kg/hm2 时增产量最高为3 007 kg/hm2,纯增经济效益4 136 元/hm2;鄂东南丘陵生态区施K效果显著,但各施K水平的差异不大,施K 150 kg/hm2 时水稻的增产量及纯增经济效益最高,分别为1 495 kg/hm2和1 852 元/hm2。江汉平原生态区各施K处理的K肥平均表观利用率为74.6%,低于鄂东南丘陵生态区的98.7%。研究结果还显示,两个生态区的农田K素在种植水稻后均呈负平衡,K肥施用可以缓解土壤K素的亏缺。     

紫云英与水稻秸秆联合还田下双季稻田土壤氮磷平衡状况及化肥减施策略

  【目的】  稻草还田和冬种绿肥是维持稻田地力和化肥替代的重要方式。通过分析“紫云英–早稻–晚稻”模式各作物季和轮作周年农田土壤养分的平衡,为科学减施化肥提供依据。  【方法】  微区定位试验在湖南酸性红黄泥和碱性紫潮泥稻田进行了2年。两土壤试验处理一致,包括稻田冬闲 (FRR)、冬种紫云英 (MvRR) 及紫云英与水稻秸秆联合还田 (MvRR+ St) 3个处理。调查分析了土壤氮磷养分含量,紫云英和双季稻的生物量、氮磷含量及积累量,计算了稻田土壤的表观氮、磷平衡。  【结果】  两种典型稻田土壤上,紫云英生物量和氮、磷养分含量及积累量均表现为MvRR+St大于MvRR (P > 0.05)。与MvRR相比,MvRR+St未显著影响早、晚稻产量及水稻植株氮、磷积累量,但显著提高了稻田土壤速效磷含量,红黄泥和紫潮泥土壤速效磷含量较MvRR处理分别提高了29.7%和20.9% (P < 0.05)。在本研究氮、磷投入水平下,MvRR+St处理轮作周年和早稻季土壤氮、磷均盈余,晚稻季土壤氮亏缺、磷略有盈余且轮作周年和早稻季的紫潮泥盈余量均大于红黄泥。轮作周年氮、磷总盈余量在红黄泥田分别为43.32、31.57 kg/hm2,在紫潮泥田分别为70.28、33.96 kg/hm2;早稻季在红黄泥分别为88.06、21.26 kg/hm2,在紫潮泥分别为134.04、27.95 kg/hm2;晚稻季红黄泥和紫潮泥土壤氮亏缺量分别为29.70、30.02 kg/hm2。【 【结论】 】 在本研究氮、磷投入水平下,紫云英与水稻秸秆联合还田在两种典型水稻土上均没有进一步提升水稻产量,但轮作周年土壤总氮、磷量为盈余,土壤磷素处于积累状态。土壤氮、磷盈余主要发生在早稻季,而晚稻季土壤氮亏缺、磷基本平衡。因此,紫云英与双季稻秸秆联合还田条件下,应减少早稻季化肥氮、磷投入量,适当提高晚稻氮肥投入量,最终实现双季稻周年氮磷总投入量的适当降低。     

双季稻最佳磷肥和钾肥用量与密度组合研究

【目的】为明确磷肥、钾肥用量和移栽密度对双季稻的施用效果,在田间试验条件下研究了不同磷肥用量、钾肥用量和移栽密度组合对江西双季稻产量、产量构成要素及磷肥和钾肥利用率的影响。【方法】本研究采用裂区试验设计研究了不同施磷量和移栽密度、不同施钾量和移栽密度对双季稻产量、磷肥和钾肥利用率的影响。磷肥用量和移栽密度试验中,设4个施磷水平(P2O5 0、60、90、120 kg/hm2,以P0、P60、P90和P120表示)和4种移栽密度(21×104、27×104、33×104、39×104 穴/hm2,以D21、D27、D33和D39表示)组合。钾肥用量和移栽密度试验中,设4个施钾水平(K2O 0、90、120、150 kg/hm2,以K0、K90、K120和K150表示),密度设置同磷肥试验。在水稻成熟期对产量以及产量构成要素进行测定,并分析其磷素和钾素的吸收量和利用率等指标。【结果】磷肥与密度试验中,同一施磷水平下,早稻产量和地上部磷素吸收量随着移栽密度的增加而增加,当施磷量超过60 kg/hm2时,产量和磷素吸收量不再随密度增加而显著增加,磷素吸收利用率(REP)、磷素农学效率(AEP)和磷素偏生产力(PFPP)逐步降低,以P60D39处理组合的产量和磷素吸收利用率最高,分别为5303.9 kg/hm2和24.4%,AEP为29.4 kg/kg; 晚稻则以施磷量在60 kg/hm2和33×104 穴/hm2密度组合的产量和磷素吸收利用率最高,分别为7246.9 kg/hm2和42.4%,AEP为36.2 kg/kg。钾肥与密度试验中,早稻的钾素吸收量随着施钾量的增加而增加,施钾量在120 kg/hm2和39×104 穴/hm2密度组合的处理产量和钾素吸收利用率(REK)最高,分别为6376.3 kg/hm2和67.2%,此时钾素农学效率(AEK)为15.6 kg/kg; 晚稻则以施钾量在90 kg/hm2和33×104 穴/hm2密度组合的处理产量和REK最佳,分别为7025.6 kg/hm2和74.0%,AEK为21.7 kg/kg。【结论】合理的磷肥、钾肥用量和移栽密度可以显著增加水稻单位面积有效穗数和养分累积量,进而增加水稻产量和肥料利用率,但过高的磷肥和钾肥施用会抑制产量的进一步增加。建议本研究区域的早稻采用施磷量在60 kg/hm2、施钾量120 kg/hm2和39×104穴/hm2的密度组合,而晚稻采用施磷量60 kg/hm2、施钾量90 kg/hm2和33×104 穴/hm2的密度组合。     

双季稻秸秆还田下减施钾肥对水稻生长和产量的影响

探明秸秆还田和减施钾肥对水稻生长和产量的影响,为双季稻稻作区秸秆还田和钾肥的合理运用提供理论依据,2018 ～ 2019 年在江西进行了2 年试验,早稻和晚稻均按不同施钾量设6 个处理。秸秆还田结合减施钾肥,对植株的生长性状影响不明显;减施钾肥,水稻穗数、粒数略有下降,在生产上减少10% 到30% 的施钾量,对水稻实际产量无明显影响。减施钾肥在一定程度上减少秸秆和籽粒中全氮、全钾的含量,而对全磷含量影响不大,植株的吸钾量有所减少,但钾素稻谷生产效率和农学钾素利用效率有增加的趋势。     

不同氮钾水平对水稻干物质累积、转运及产量的影响

为探求不同氮钾水平对水稻光合产物累积、转运和产量的影响,设置3个不同氮水平(低氮105 kg·hm-2,中氮150 kg·hm-2,高氮195 kg·hm-2),且每个氮水平下设置4个不同钾水平(不施钾,低钾60 kg·hm-2,中钾105 kg·hm-2,高钾150 kg·hm-2),在田间条件下研究水稻关键生育期干物质的累积特征、花前花后干物质转运、产量及其构成因素。结果表明,随施氮水平提高,水稻干物质快速累积持续期延长,水稻干物质累积量随之增加;且水稻叶片干物质转运量和产量均先增加后降低,在中氮条件下最大,分别为938和7 998 kg·hm-2。随施钾水平提高,水稻干物质最大累积速率先增加后降低,使得水稻干物质累积量先增加后降低,在中钾条件下最大,水稻干物质最大累积速率为236 kg·hm-2·d-1,干物质累积量为14 215 kg·hm-2;水稻茎鞘干物质转运量随施钾水平提高而提高,高钾条件下最大,茎鞘转运量达到1 704 kg·hm-2。水稻产量随施钾水平提高先增加后无明显变化,在中钾条件下最大,为7 780 kg·hm-2。从整体看,中氮高钾处理水稻产量最高,达到8 353 kg·hm-2。综合分析,本地区适宜的氮钾肥用量分别为150和105～150 kg·hm-2。     

沿江平原稻麦轮作系统维持钾素平衡和作物高产的钾肥运筹研究

在安徽沿江平原的稻麦轮作试验结果表明,施用钾肥可明显增加稻麦产量,但过多施用钾肥,产量呈现下降;除最高施钾处理外,水稻的钾肥效率也随施钾量的增加而提高,小麦则呈现相反的趋势。稻麦施钾收益差异与钾肥效率变化趋势一致;水稻和小麦地上部钾吸收量随着施钾量的增加,也呈上升趋势。水稻和小麦各处理籽粒氮、磷吸收量均高于秸秆,而秸秆钾吸收量明显高于籽粒;随着钾肥投入的增加,水稻和小麦钾吸收量也明显呈上升趋势,水稻收获后各处理钾素均出现亏缺,但随着施钾量的提高,钾素亏缺程度减轻;小麦施钾(K2O)117 kg/hm2以上时,农田钾素出现相应盈余。水稻或稻麦合计,钾肥利用率均随着施钾量增多呈明显下降趋势。从保证稻麦高产高效,维持土壤钾素肥力考虑,水稻施钾(K2O)156 kg/hm2、小麦施钾117 kg/hm2可作为类似生产条件农区的钾肥推荐用量。     

不同施钾量对砂质潮土冬小麦产量、钾效率及土壤钾素平衡的影响

在砂质潮土上通过田间试验研究了不同施钾量对冬小麦产量、钾素积累量、钾效率和土壤钾素平衡的影响,结果表明:砂质潮土施用钾肥能明显提高冬小麦产量,增产率为7.9%～27.7%;冬小麦植株钾素积累量随施钾量的增加而增加,拔节到灌浆期植株钾积累量增加较多;钾生理效率、钾素吸收效率、钾肥效率和钾肥当季回收率均随施钾量的增加而减少,钾效率和钾收获指数则呈先增后减趋势,以施K2O150kghm-2最佳;钾肥用量应达到K2O150kghm-2以上才能维持土壤钾素肥力;从钾肥增产增收效应、钾效率、土壤钾素平衡等多方面综合考虑,以施钾量150kghm-2效果最好,与不施钾处理相比可增产1462.2kghm-2,K2O每kg增产8.25kg,增收1069元hm-2,钾肥当季回收率为41.6%,并实现土壤速效钾的平衡。     

施氮和不同品种水稻对紫色水稻土钾素形态的影响

通过盆栽试验研究了施氮水平和不同品种水稻对四川盆地 3种典型紫色水稻土 5种钾形态的影响以及各种土壤钾形态对水稻钾素营养的贡献。结果表明 ,4个紫色水稻土供钾能力均属中下水平 ,全钾含量为 1.29%～2.62% ,其中矿物钾量平均占 96.82% ,速效钾和非交换性钾仅平均占 0.62%和 2.56% ,土壤供钾能力以中性紫色水稻土 石灰性紫色水稻土 酸性紫色水稻土。施氮 (N 0～ 150mg/kg)促进 4个紫色水稻土钾素的释放 ,提高水稻对非交换性钾和矿物钾的吸收利用 ,使矿物钾和非交换性钾的贡献占植株吸钾的 80.3% ,速效钾仅为 19.7%。中性紫色土供试 4个品种水稻的吸钾能力为开优 5号 汕优 63Ⅱ优 6078引佳 1号。施氮后4个品种水稻吸自非交换性钾和矿物钾量平均占植物吸钾量的 66.9% ,以施中氮 (N 150mg/kg)时植株吸钾量最高 ;而低氮或高氮水平都不利于植物对钾的吸收和土壤钾的释放     

湖南省几种稻田土壤微生物区系的研究

对湖南省3个国家水稻工程基地的7种水稻土微生物区系的分析结果表明,7种水稻土中3类微生物总数依次为黄沙泥>紫沙泥>河沙泥>紫泥田>红黄泥>潮沙泥>黄泥田,特殊生理群的微生物数量也以河沙泥和紫沙泥等通气性好、质地好的土壤中最多,而黄泥田和红黄泥等紧实土壤中微生物数量较少。农业生产中要因土壤类型采取相应的农业技术措施。     

中国洞庭湖区稻田土壤氮素淋溶损失的系统研究

A two-year lysimeter study was conducted to study the effects of different fertilizers and soils on nitrogen leaching loss in a double rice cropping system by considering three major types of paddy soils from the Dongting Lake area. The results showed that N concentration in the leachate did not differ significantly among the treatments of urea, controlled release N fertilizer and pig manure and that all these fertilizers produced higher total nitrogen (TN) concentrations in the leachate compared to the case where no fertilizer was applied. The TN leaching loss following urea treatment accounted for 2.28%, 0.66%, and 1.50% of the amount of N applied in the alluvial sandy loamy paddy soil (ASL), purple calcareous clayey paddy soil (PCC), and reddish-yellow loamy paddy soil (RYL), respectively. Higher TN loss was found to be correlated with the increased leachate volume in ASL compared with RYL, and the lowest TN loss was observed in the PCC, in which the lowest leachate volume and TN concentration were observed. Organic N and NH4+ -N were the major forms of N depleted through leachate, accounting for 56.8% and 39.7% of TN losses, respectively. Accordingly, soil-specific fertilization regimens are recommended; in particular, the maximum amount of fertilizer should be optimized for sandy soils with a high infiltration rate. To avoid a high N leaching loss from rice fields, organic N fertilizers such as urea or coated urea should primarily be used for surface topdressing or shallow-layer application and not for deep-layer application.     

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。     

不同施氮量下北方稻田一次与分次施氮对水稻产量的影响

设计了适量和过量总施氮量下的一次和分次施氮的田间试验,研究了不同施肥方式对山西半干旱地区肥力水平较低的盐渍型水稻土水稻产量的影响。结果表明,适宜氮量(N198kghm-2)下,水稻插秧前基肥一次性施氮较分三次在不同生育期施氮稻谷平均增产达10%;但过量施氮下,一次性基肥施氮较分三次施用平均减产6.6%。总施氮量小于适宜施氮量时,基肥一次性施氮较分三次施用平均增产则达到30%。插秧前基肥一次性施氮与基肥和分蘖初期分两次施氮相比,稻谷产量无明显差异。这说明插秧前和分蘖初期是该地水稻的有效施肥期。在不施磷肥或磷肥做基肥一次施用而氮肥分次施用的情况下,基肥氮磷施用比例也影响所施用氮肥的肥效;因此,就所试验的肥力较低的盐渍型水稻土来说,可以实行在减量施氮下的插秧前基肥一次性施氮,而不需要追施氮肥,并且在施P2O5130kghm-2的条件下,总施氮190kghm-2即可满足高产,因而可以减少习惯施氮量的1/3。     

稻秸还田提高我国南方典型稻田冬绿肥产量和养分积累

  【目的】  提高冬绿肥的产量和养分积累量有利于轮作系统中主作物的高产稳产和光、温、养分资源的高效循环利用。研究稻秸还田对冬季豆科绿肥生长和养分积累及土壤性状的影响,为稻田豆科绿肥的高产栽培及稻秸资源化利用提供指导。  【方法】  在广西、四川和安徽,分别以盐渍水稻土、紫色土和黄棕壤为供试土壤,进行相同处理的豆科绿肥盆栽试验,供试品种均为当地主栽品种。稻秸添加量设 3个水平:0、3000、6000 kg/hm2 (S0、S1、S2),每个稻秸添加水平下设两个施氮水平:0和45 kg/hm2 (N0、N45),共包括6个处理。于豆科绿肥盛花期采集植株和土壤样品,测定鲜草产量和土壤理化性状。  【结果】  与稻秸不还田且不施氮肥处理(RS0N0)相比,盐渍水稻土、紫色土和黄棕壤上稻秸还田与氮肥配施处理的绿肥鲜草产量分别提高了63.0%～66.0%、35.2%～53.8%和103.6%～117.1%,植株氮累积量分别提高了19.1%～41.5%、43.7%～67.2%和65.1%～70.5%,磷累积量分别提高了12.1%～68.9%、31.4%～57.3%和37.9%～45.3%,钾累积量分别提高了22.0%～58.7%、30.7%～35.0%和89.2%～102.9%。在盐渍水稻土、紫色土,稻秸还田(S1、S2)均可提高绿肥鲜草产量和氮磷钾养分积累量,配合施氮没有进一步提高鲜草产量和氮磷钾养分积累量;而在黄棕壤与秸秆半量还田相比,稻秸全量还田降低了绿肥产量,但在一定程度上增加了绿肥地上部养分积累量,稻秸还田配合施用氮肥则显著增加了绿肥的产量和地上部养分积累量。盐渍水稻土稻秸还田与氮肥配施处理(RS1N45和RS2N45)提高了土壤有效磷含量;黄棕壤土壤有效磷含量、土壤速效钾含量随稻秸添加量增加先下降后上升,与不施肥对照相比,3种土壤上稻秸与氮肥配施处理均显著提高了土壤无机氮含量。偏最小二乘法路径模型分析表明,稻秸还田及土壤类型对豆科绿肥鲜草产量和地上部氮、磷、钾的累积量均有极显著正影响(P < 0.01),氮肥处理仅对豆科绿肥鲜草产量有极显著正影响(P < 0.01)。  【结论】  稻秸还田不同程度地促进了豆科绿肥对土壤速效养分的吸收,提高了豆科绿肥鲜草产量和地上部氮磷钾累积量。在肥力较高的盐渍水稻土和紫色土上,稻秸全量还田可显著增加豆科绿肥的鲜草产量,维持土壤有效养分,无需配合施用氮肥。在肥力较低的黄棕壤上,全量还田(6000 kg/hm2)需配施氮肥才可充分发挥稻秸还田的增产效果,缓解土壤中有效养分含量的下降。     

不同有机培肥模式下双季稻田碳汇效应与收益评估

本研究基于1981年开展的有机肥长期定位试验,研究了不同有机肥种类、用量和施用方式对稻田生态系统碳排放、系统碳固定与净碳汇的影响,并对各处理经济效益进行了比较,为实现农业低碳、高值、高效生产提供理论参考。本研究所选取的有机肥处理包括:不施肥对照(CK);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M1);早稻施用两倍绿肥紫云英30 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M2);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2和猪粪15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M3);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2+晚稻施用猪粪15 t·hm-2和冬季稻草覆盖4 500 kg·hm-2(M4);长期施用化肥(NPK)等5个处理。每5年于晚稻收获后采集土样测定土壤有机碳含量,并测定每年的早晚季水稻产量与生物量,用于估算系统收益与碳收支(5年平均)。结果表明:与不施肥对照相比,各施肥处理水稻产量均显著提高(P0.05),增幅为30.88%~96.52%,且随着施肥年限的增加,M4处理增产作用最大。长期施用有机肥显著提高红壤稻田土壤固碳能力,且有机肥用量增加系统土壤固碳能力增强,M2、M3、M4处理土壤固碳量显著高于M1、NPK和CK处理;稻田植株固碳量也显著提高(P0.05),M4和M3最高,双季稻植株固碳量为6.76~8.83 t(C)·hm~(-2)·a~(-1)。长期施用有机肥下稻田系统净碳汇显著增加,与对照相比施肥处理(M1、M2、M3、M4、NPK)系统净碳汇增加1.43~3.93 t(C)·hm~(-2)·a~(-1),系统碳汇效应显著(P0.05)。同一处理不同施肥年限由生产活动所引起的碳排放量保持不变,系统净碳汇量差异主要表现在系统固碳量上,其变化趋势与水稻产量变化趋势基本一致。长期施用有机肥显著降低了化肥投入,稻田生态系统经济效益显著增加(P0.05),并以M4处理最高,达25 683.7$·hm~(-2)·a~(-1)。综上结果表明:长期施用有机肥显著提高双季稻田碳汇效应与经济效益(P0.05),绿肥紫云英与猪粪和秸秆配施稻田生态系统碳汇效益与经济效益较单施绿肥紫云英优势明显。     

不同母质土壤-水稻系统Cd吸收累积特征及差异

通过选取土壤有效态镉(Cd)含量相近、母质不同的水稻土河沙泥(河流冲积物发育)和紫泥田(紫色砂页岩母质发育),添加不同浓度的外源Cd(0,0.5,1,2,5mg/kg)模拟Cd污染稻田土壤进行盆栽试验,研究不同母质稻田土壤Cd胁迫条件下水稻不同生育期对Cd吸收累积的差异,并推算出土壤Cd环境安全临界值。结果表明,水稻生育期2种土壤有效态Cd含量均在分蘖期最高,河沙泥有效态Cd含量平均为0.47mg/kg,紫泥田平均为0.36mg/kg,同一外源Cd水平下,河沙泥土壤有效态Cd含量高于紫泥田。对河沙泥而言,随着外源Cd浓度的增加,水稻总生物量呈现先增加后下降的趋势,当外源Cd浓度为1mg/kg时达到最大生物量,为47.11g/pot;而紫泥田水稻生物量呈现逐渐增加的趋势,但各处理间差异不显著(P0.05)。2种土壤中水稻糙米、谷壳、茎叶、根Cd含量均随外源Cd浓度的增加而增加,整体分布特征为根茎叶谷壳糙米,且河沙泥高于紫泥田;河沙泥水稻平均Cd累积量为51.71μg/pot,紫泥田平均Cd累积量为42.56μg/pot,2种土壤成熟期水稻Cd累积量对比分蘖期分别增加1.45,1.07倍。回归分析表明,河沙泥和紫泥田稻米Cd超标的土壤Cd安全临界值分别为2.03,3.14mg/kg。水稻对Cd的吸收累积特征及土壤Cd安全临界值因土壤母质不同而存在显著差异。     

长期施用化肥和稻草对红壤性水稻土非交换性钾释放动力学的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年(1981-2007)施用化肥和稻草对红壤性水稻土非交换性钾释放特征及其动力学的影响.本试验选择了其中5个处理:CK(不施肥)、NP(施氮、磷肥)、NPK(施氮、磷、钾肥)、NP+RS(施氮、磷肥和稻草)和NPK+RS(施氮、磷、钾肥和稻草).结果表明,长期施用钾肥和稻草的条件下,各处理土壤中非交换性钾的释放均存在2个不同的阶段:即第一阶段(1～14 h)表现为直线上升阶段,第二阶段(14～796 h)为缓慢增长阶段.5个处理中,长期不施钾处理(CK和NP)的土壤非交换性钾累积释放量较低,分别为62.22和56.12 mg/kg,长期施钾处理(NPK、NP+RS和NPK+RS)的土壤非交换性钾累积释放量较高,分别为67.52、64.41和75.33 mg/kg.施稻草处理(NPK+RS和NP+RS)的土壤非交换性钾释放量明显高于相应不施稻草处理(NPK和NP)的土壤,这可能与长期施用稻草促使土壤矿物钾中的一部分向非交换性钾转化有关.用抛物线扩散、零级反应、一级反应和Elovich方程模拟土壤非交换性钾的释放动力学结果表明,Elovich方程能比较好地模拟5个处理土壤非交换性钾的释放动力学.分段直线方程能更好地描述土壤非交换性钾释放的机制.