双季稻田改制对作物生长及土壤养分的影响

 【目的】探讨红壤地区双季稻田改制对作物生长及土壤养分变化的影响，为灌溉条件较差稻田种植制度改革提供有效模式。【方法】利用田间定位试验方法，研究了双季稻田改种牧草、水旱轮作及旱作等模式对作物生长、产量和经济效益的影响，并分析了土壤有机质和养分含量的变化。【结果】按各处理生产产品的市场价格进行折算，稻田改制可增加产值、提高产投比。各处理比较，以水旱轮作产值最高，分别比对照、牧草和旱作处理增加34.7%、21.4%和2.2%，且牧草和旱作处理也分别较对照增加了11.0%和31.8%；牧草、水旱轮作和旱作处理产投比值分别比对照高0.9、0.6和0.3。种植牧草对提高土壤有机质和全氮、全磷及速效磷含量有较好效果，但各处理土壤碱解氮、全钾、速效钾的含量均有一定幅度下降，说明在本研究的施肥水平下，有必要增加氮素、特别是钾素养分的投入。【结论】在当前红壤地区双季稻田肥力状况、气候及作物栽培管理条件下，对灌溉条件较差的稻田进行改制是可行的，其中，种植牧草或实行水旱轮作对提高经济效益、提升土壤肥力有较好效果。     

Characteristics of C and N Accumulation in Infertile Red Soil Under Different Rotation Systems

A long-term experiment was conducted at the Ecological Experimental Station of Red Soil, Chinese Academy of Sciences to investigate the characteristics of material cycling and C, N accumulation in infertile red soil under different treatments of rotation systems for 11 years. Plant biomass, amount of organic materials returned to the soil, and budget of nitrogen in soil were obviously different under conventional cultivation, coverage by shrubs ( Lespedeza formosa ), rotation of shrubs ( Lespedeza formosa ) and crops (PeanutBuckwheat). Rotation of shrubs and crops with a combination of rational fertilization would be 75 - 100% of biomass and a similar amount of organic materials returned to the soil compared with that under coverage shrubs, more input than output of nitrogen, high system stability, and increasing crop productivity. With distinct cycling, different treatments of rotation systems influenced discriminatorily soil fertility. Soil organic carbon and nitrogen were respectively less than 7 and 0.6 g kg-1 for conventional cultivation, 9- 11 and 0.6-0.9 g kg-1 for rotation of shrubs and crops, 14 - 16 g kg-1 and more than 1 g kg-1 for coverage by shrubs after 11 years, which represent low, middle and high levels of upland red soil fertility at the current situation. It implied that with cultivation system and fertilization measures, the infertile red soil could have middle to high fertility after about 10 years rational utilization. Comparison of results from different treatments showed that a large loss of organic carbon and nitrogen was caused by soil erosion which resulted in a low level of C and N in upland red soil. It could be suggested that increasing carbon storage in infertile red soil would sequester a great amount of atmospheric CO2 and mitigate the global warming potentially.     

双季稻田冬种对土壤肥力的影响及相关性分析

通过大田试验,对比研究了"冬闲-双季稻"和不同的"冬种-双季稻"种植模式对土壤肥力的影响。结果表明:与冬闲-双季稻种植模式相比,冬种-双季稻种植模式的土壤容重均有一定程度的下降,其中冬种大麦模式的降低幅度最大;所有冬种-双季稻种植模式的土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效钾含量都有一定的增加,但冬种豌豆模式的土壤速效氮和有效磷含量降低了。综合全部指标来看,稻田冬季种植蚕豆模式增加土壤养分含量最明显。     

不同种植制度对土壤质量的影响

[目的]探讨由大田作物转变为大棚蔬菜生产过程中土壤性状变化及其可能对环境产生的不利影响。[方法]于2007～2009年跟踪调查了上海崇明主要种植制度（露地轮作、温室轮作和温室单作）下农户施肥、灌溉及作物生长状况,并分析了土壤质量的变化。[结果]不同种植制度显著影响土壤质量。与露地轮作相比,温室栽培下过量有机肥和无机肥的投入显著提高了土壤中有机碳、矿质氮、有效磷和可交换钾的含量。温室单作和温室轮作分别导致土壤pH下降0.6和0.4,而露地土壤pH变化不大。同时,温室栽培土壤中EC值、NO3-和Cl-含量均显著高于露地轮作土壤,且随种植年限的增加有增加的趋势,而露地土壤盐分变化不明显。[结论]农户缺乏科学的田间管理指导、一味追求短时期内的高产、过量的施肥灌溉及高复种指数是导致温室土壤严重盐渍化的主要原因。     

不同种植制度对土壤质量的影响

[目的]探讨由大田作物转变为大棚蔬菜生产过程中土壤性状变化及其可能对环境产生的不利影响。[方法]于2007～2009年跟踪调查了上海崇明主要种植制度（露地轮作、温室轮作和温室单作）下农户施肥、灌溉及作物生长状况,并分析了土壤质量的变化。[结果]不同种植制度显著影响土壤质量。与露地轮作相比,温室栽培下过量有机肥和无机肥的投入显著提高了土壤中有机碳、矿质氮、有效磷和可交换钾的含量。温室单作和温室轮作分别导致土壤pH下降0.6和0.4,而露地土壤pH变化不大。同时,温室栽培土壤中EC值、NO3-和Cl-含量均显著高于露地轮作土壤,且随种植年限的增加有增加的趋势,而露地土壤盐分变化不明显。[结论]农户缺乏科学的田间管理指导、一味追求短时期内的高产、过量的施肥灌溉及高复种指数是导致温室土壤严重盐渍化的主要原因。     

湖南省不同种植制度农田土壤肥力长期演变特征北大核心CSCD

明确不同种植制度农田肥力长期演变特征可为选择合适种植制度以提升耕地质量提供参考依据。以湖南省12个国家和省级农田长期定位试验点的种植制度试验为研究对象,选择当地习惯施肥条件下的水稻—水稻—黑麦草(RRR)、水稻—水稻—紫云英(RRC)、水稻—水稻—大麦(RRB)、水稻—水稻—冬闲(RRW)和水稻—水稻—油菜(RRO)5种双季稻模式,烤烟—水稻(RT)、水稻—冬闲(RW)、水稻—油菜(RO)和水稻—绿肥(RG)4种一季稻模式,棉花—油菜(CR)、大豆—红薯(SS)和玉米—萝卜(MR)3种旱作模式,研究其土壤基础肥力指标和综合肥力的演变趋势。结果表明,双季稻模式有机质含量高于旱作模式,长期习惯性施肥条件下,除RRO、RT和RW有机质含量下降外,其余均有上升。RRW、RRO、RT和RW全氮含量相对较高但均有下降,其余则均有增加。RRO和RG碱解氮含量下降明显,而旱作模式均呈增加趋势。RRO和RRW速效磷含量下降明显,而旱作模式年均增加约1.23~4.76 mg/kg。双季稻模式速效钾含量均有下降,而一季稻和旱作模式除RT和MR增加外呈下降趋势或无明显变化。双季稻模式综合肥力下降,而一季稻和旱作模式均有上升。研究表明,湖南省不同种植制度农田肥力变化差异较大,双季稻模式应控氮重钾,一季稻模式应减施氮磷,旱作模式应培肥地力和控施磷肥。     

长期施肥对水田和旱地土壤微生物群落结构、活性碳氮及酶活性的影响

为明确长期施肥对水田和旱地土壤微生物群落结构、活性碳氮含量及酶活性的影响,于2009年在浙江省东阳玉米研究所试验站进行了田间定位试验。试验由6个处理3次重复随机排列组成:水田无肥区(PCK),水田常规施肥区(PCF),水田测土配方施肥纯化肥区(PSTF),水田测土配方施肥化肥+有机肥区(PSTF+OF),旱地常规施肥区(DCF),旱地测土配方施肥化肥+有机肥区(DSTF+OF)。于2015年分析测定土壤养分、微生物生物量和群落结构。结果表明,与不施肥处理相比,施肥处理显著(P<0.05)提高土壤有效磷和速效钾含量,降低pH值。不同施肥处理对水田和旱地土壤的可培养细菌与放线菌数量无显著影响,仅PSTF+OF处理显著(P<0.05)提高土壤可培养真菌的数量。测土配方施肥+有机肥处理(PSTF+OF和DSTF+OF)显著(P<0.05)提高水田和旱地土壤的微生物量碳、氮含量。各处理对土壤纤维素酶活性无显著影响,但测土配方施肥+有机肥处理(PSTF+OF和DSTF+OF)显著(P<0.05)提高了土壤脱氢酶和过氧化氢酶的活性。总体来看,化肥和有机肥长期配合施用,可有效提高土壤肥力。     

水旱轮作与土壤肥力

水旱轮作是具有中国特色的种植制度,在我国农业生产中占有十分重要的地位.本文以营养元素锰为例,针对水旱轮作中出现的土壤肥力及植物营养问题进行了论述,并提出了进一步研究的方向和相应的防治对策.     

稻田不同轮作模式的后效研究

对稻田年内水旱轮作及连作的后效应进行了研究。结果表明：年内水旱轮作可增加晚稻有效穗、结实率和实粒数,能显著地提高后作晚稻产量,经冬种、冬闲再连作的水稻则表现不明显。     

水稻－绿肥轮作对滩涂土壤肥力的影响

[目的]提高沿海滩涂土壤肥力,促进农业可持续发展。[方法]在稻田布置了连续3年的冬种紫云英、蚕豆翻压还田,研究水稻-绿肥轮作对滩涂土壤肥力的影响。[结果]与冬闲处理相比,绿肥还田能增加土壤有机质,提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。经过3年的稻-绿肥轮作,紫云英对土壤肥力的提升效果优于蚕豆,紫云英区土壤有机质和全氮分别提高了16.13%和14.81%。[结论]稻-紫云英轮作是一种较好的轮作模式。     

填闲大豆秸秆还田对黄瓜连作土壤化学指标的影响

以连作黄瓜土壤为研究对象,夏季休闲期设定接种与非接种根瘤菌还田处理,主栽作物时期设定传统施肥、75%施肥、50%施肥裂区试验,系统研究不同处理对土壤速效养分的影响。结果表明,夏季填闲大豆显著增加不同土层pH,降低土壤可溶性盐浓度和速效氮质量分数,且接种优于非接种处理;接种还田50%施肥处理增加秋冬茬土壤pH,降低电导率效果显著;接种还田50%施肥处理黄瓜拉秧期显著增加速效钾质量分数;黄瓜结瓜初期接种还田75%、50%施肥以及非接种还田50%施肥显著增加速效氮质量分数。0~20cm土壤速效磷质量分数显著高于其他土层,填闲非接种大豆增加显著,黄瓜初瓜期和拉秧期接种大豆还田下传统施肥显著增加0~20cm土壤速效磷质量分数。总之,填闲大豆可有效降低夏季休闲期土壤电导率和表层速效氮累积,增加土壤pH,接种根瘤菌大豆还田75%、50%施肥可提供秋冬茬作物较高的速效氮养分。     

基于秸秆还田麦稻连作全年定位减量施肥试验的化肥减量增效研究

为了研究秸秆全部还田对减施化肥、增加经济效益的影响,开展了为期一年的麦-稻轮作秸秆全部还田化肥减量试验。试验设五个处理,分别是：秸秆不还田+常规施肥100%,秸秆还田＋常规施肥100%、90%、80%、70%。试验结果表明,秸秆还田区土壤容重下降,土壤有机质和全氮含量高于秸秆不还田区;随着秸秆还田次数的增加,土壤中缓效钾含量增加,有效磷含量下降;秸秆还田有助于提高粮食产量、减少化肥施用量、提高经济效益。配合作物秸秆资源化利用,调整施肥结构,水稻土麦-稻全年连作区种植作物,可以适度减少化肥用量(10%左右),对促进耕地质量提升,化肥减量增效具有一定的现实意义。     

不同典型作物种植模式和土壤类型农田养分含量现状分析

[目的]通过了解云南不同典型作物种植模式、土壤类型、土壤质地对土壤肥力质量的影响,正确识别和评估农田土壤肥力质量,为当地精准施肥提供更科学的依据。[方法]采用问卷调查、田间土壤采集与室内分析相结合的方法。[结果]不同种植模式以蔬菜-休闲和蔬菜-蔬菜轮作模式土壤肥力最高,土壤养分含量达到或接近极丰富水平,然后依次是水稻-蔬菜、水稻-休闲、水稻-春玉米,玉米-休闲种植模式土壤肥力最低。不同土壤类型以石灰性土肥力最高,土壤主要养分基本上达到极丰富水平或丰富水平,然后依次是新积土、黄壤和水稻土,红壤肥力最低。不同土壤质地,砂壤土、轻壤土和中壤土肥力大小相当,重壤土肥力相对较低。同时,研究区域土壤速效钾含量处于中等及以下水平,有效硼含量在临界值以下,其他主要养分指标基本上达丰富或极丰富水平。[结论]不同种植模式、土壤类型、土壤质地下土壤养分含量均有一定的差异性。因此,确定最佳施肥量时,既要考虑土壤自身养分含量现状,又要充分考虑不同种植模式、土壤类型和土壤质地对土壤养分含量的影响。     

江苏省沿海地区棉花-水稻轮作研究

针对江苏沿海地区连作障碍现状,进行了棉花-水稻轮作耕作模式研究。结果表明棉花-水稻轮作可以改善土壤理化性状,大幅度地提高土地产出率,旱改水第一茬水稻比连作水稻增产17．5％,1hm^2农田纯收益增加2736元;同时减少农药使用,减轻农业面源污染,具有明显的经济和生态效益。     

近35年红壤稻区土壤肥力时空演变特征—以进贤县为例

【目的】明确红壤稻区典型县域农业生产中土壤养分的变化特征以及当前土壤肥力水平,为红壤稻田土壤培肥改良提供依据。【方法】通过数据收集和野外采样分析得到江西省进贤县1982年、2008年和2017年3个时期稻田耕层土壤属性的数据,统一选取土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾作为土壤综合肥力评价指标,首先对3个时期各项肥力指标进行常规统计和差异性分析,采用主成分分析找出不同时期肥力差异的关键因子并确定权重,通过隶属度函数得到各项肥力指标的隶属度值,将各项肥力指标的权重和隶属度值加乘得到土壤综合肥力指数,最后结合土壤各项肥力指标和综合肥力指数的GIS空间分布图探究该区域稻田土壤肥力时空演变特征。【结果】1982—2017年进贤县稻田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均呈不同程度的上升趋势,土壤pH呈下降趋势。1982、2008和2017年3个时期进贤县土壤pH的平均值分别为5.9、5.1、4.8,年均下降0.03个单位;35年来土壤pH整体由西部向东南和西北下降速率逐渐减低,2017年99%的稻田土壤处于酸性水平（4.5—5.5）。35年间稻田土壤有机质含量的平均值由28.1 g·kg^-1上升至36.8 g·kg^-1,1982—2008年和2008—2017年土壤有机质年均增加速率分别为0.21和0.31 g·kg^-1,2017年土壤有机质含量在30—40 g·kg^-1之间的稻田占比达94%,1982—2017年土壤有机质整体由东北向西南上升速率逐渐降低。1982—2017年土壤有效磷含量的平均值由7.0 mg·kg^-1上升至32.1 mg·kg^-1,2017年进贤县以土壤有效磷含量在20—40 mg·kg^-1的稻田为主,占比75%。1982—2017年稻田土壤速效钾累积缓慢,1982—2008年和2008—2017年土壤速效钾年均增加速率分别0.58和0.53 mg·kg^-1,2017年进贤县稻田土壤速效钾含量平均值为73.2 mg·kg^-1。稻田土壤碱解氮在1982—2008年和2008—2017年两个阶段增长均呈先快后慢的趋势,前后两个阶段的年增长速率分别为1.24和0.29 mg·kg^-1,1982—2017年进贤县土壤碱解氮含量东南地区上升速率高,西北地区上升速率低。1982、2008和2017年进贤县稻田土壤综合肥力指数的平均值分别为0.43、0.50和0.55。3个时期稻田土壤肥力指标综合得分分别为：碱解氮有效磷>pH>速效钾>有机质（1982年）;pH>有效磷>速效钾>有机质>碱解氮（2008年）;速效钾>有效磷>pH>碱解氮>有机质（2017年）。【结论】经过35年的长期耕作,进贤县稻田土壤肥力得到改善。当前进贤县稻田土壤仍存在碱解氮过量、速效钾亏缺、土壤酸化严重等问题。土壤碱解氮、pH和速效钾分别为1982年、2008年和2017年3个时期造成进贤县稻田土壤肥力空间分布差异性的关键因素。     

稻草还田免耕抛秧对土壤剖面氮、磷、钾含量的影响

【目的】探讨稻草还田免耕对稻田土壤剖面氮、磷和钾的影响。【方法】对连续2年和7年结合稻草还田常耕抛秧和免耕抛秧试验的水稻土剖面氮、磷、钾进行了研究。【结果】免耕表层0-4（5）cm土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于常耕土壤。稻草还田免耕0-4（5）cm土壤的全钾含量显著高于常耕土壤,速效钾含量与稻草还田常耕差异不明显,但显著高于普通常耕土壤。免耕5-20 cm层土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮和速效磷含量低于常耕土壤。普通免耕Aa层（耕作层）土壤速效钾含量显著低于常耕土壤。免耕的Ap层（犁底层）、W层（潴育层）和C层（母质层）碱解氮和速效钾含量高于常耕土壤。【结论】稻草还田免耕抛秧协调土壤氮、磷和钾的效果比普通免耕好,有利于土壤肥力的提高,稻草还田免耕抛秧是稻田免耕栽培的发展方向。     

不同耕作方式对土壤钾素容量和强度关系的影响

为了探索通过改进耕作方式来提高土壤供钾能力的途径,本文以重庆市北碚区22年的稻田长期垄作免耕定位试验为对象,通过钾素容量和强度(Q/I)法研究了常规平作、冬水免耕、垄作免耕、厢作免耕、垄作翻耕5种不同耕作方式对土壤供钾能力的影响,并研究了不同耕作方式下土壤速效钾、缓效钾、全钾的含量变化。结果表明:各处理的土壤供钾强度(AR0K)和供钾容量(-ΔK0)在原始土基础上存在不同程度的降低,而土壤钾位缓冲容量(PBCK)和交换自由能(-ΔG)在原始土基础上存在不同程度的增加;在单作中,常规平作比冬水免耕有利于提高AR0K和-ΔK0,而常规平作的PBCK和-ΔG值均低于冬水免耕;在水旱轮作中,垄作免耕比厢作免耕和垄作翻耕有利于提高土壤AR0K和-ΔK0以及PBCK值,而垄作免耕的-ΔG值低于厢作免耕和垄作翻耕。与试验前相比,各处理的土壤速效钾和缓效钾以及全钾均有所降低,水旱轮作的土壤速效钾和缓效钾比单作处理的下降幅度相对较大;垄作免耕的全钾下降幅度最小,有利于维持土壤全钾水平。土壤供钾参数(AR0K、-ΔK0、PBCK、-ΔG)结合土壤速效钾和缓效钾以及全钾,可以很好的评价土壤供钾能力。在单作中,常规平作在提高土壤供钾能力方面优于冬水免耕;在水旱轮作中,垄作免耕在提高土壤供钾能力方面优于厢作免耕和垄作翻耕。     

Discrepancy in Response of Rice Yield and Soil Fertility to Long-Term Chemical Fertilization and Organic Amendments in Paddy Soils Cultivated from Infertile Upland in Subtropical China

From 1990, over 17 years field experiment was carried out in paddy field cultivated from infertile upland to evaluate the response of rice productivity, soil organic carbon (SOC), and total N to long-term NPK fertilization or NPK combined with organic amendments. The field trials included NPK (N, P, K fertilizer), NPKRS (NPK combined with rice straw), NPK2RS (NPK combined with double amount of rice straw), NPKPM (NPK combined with pig manure) and NPKGM (NPK combined with green manure) and the cropping system was rice-rice {Oryza sativa L.) rotation. Annual rice yield, straw biomass, and harvesting index increased steadily with cultivation time in all treatments. Average annual rice yield from 1991 to 2006 was ranged from 7 795 to 8 572 kg ha-1 among treatments. Rice yields in treatments with organic amendments were usually higher than that in treatment with NPK. Contents of SOC and total N also increased gradually in the cultivation years and reached the level of 7.82 to 9.45 and 0.85 to 1.03 g kg-1, respectively, in 2006. Soil fertilities in treatments with chemical fertilization combined with organic amendments were relatively appropriate than those in treatment with NPK. There was obvious discrepancy between cumulative characters of rice yield and soil organic fertility in newly formed paddy field. Compared with relatively high rate of crop productivity improvement, cumulative rates of SOC and total N were much lower in our study. SOC and total N contents were still less than half of those in local highly productive paddy soils after 17 years cultivation in subtropical China. Present work helps to better understand the development of infertile paddy soils and to estimate the potential of yield improvement in this region.     

聊城市小麦玉米连作田土壤肥力现状分析

为了更好地了解小麦、玉米连作田土壤肥力状况,以聊城市小麦、玉米连作田土壤样本为试材,测定土壤中的硝态氮、有效磷、速效钾、有机质含量以及pH值,并对检测结果进行分析。结果表明：调研区域内土壤硝态氮、有效磷、速效钾均值分别为37.75、23.34、198.34 mg/kg,有机质、p H均值分别为10.50 g/kg、8.22;调研区域内土壤氮、磷、钾养分较为丰富,有机质缺乏,土壤呈碱性。建议聊城市小麦、玉米连作田根据土壤养分状况改变施肥方式,控制化学肥料的投入量并适当增施有机肥以改善土壤理化性质,促进土壤可持续利用。     

不同施肥措施对黄泥田土壤养分及水稻产量的影响

为农业有机废弃物的合理科学利用提供参考,在湖北省孝昌县单季稻区利用田间试验研究6种施肥措施对黄泥田土壤肥力及水稻产量的影响。结果表明:不同施肥措施对黄泥田土壤有效磷与速效钾含量的影响显著,对有机质、全氮及碱解氮含量的影响不明显。在6种施肥措施中,以化肥+畜禽粪肥配施黄泥田土壤的有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量最高,分别为23.06 g/kg、1.34 g/kg、111.66mg/kg、30.77mg/kg和148.33mg/kg,且有效磷和速效钾含量显著高于其他施肥措施(P0.05);稻谷和稻草产量也最高,分别为9 638.38kg/hm~2和11 118.39kg/hm~2,也显著高于其他施肥措施(P0.05);水稻的综合农艺性状好。因此,在黄泥田水稻生产过程中,采用化肥和畜禽粪肥配施可有效培肥其土壤,提高水稻产量。