稻田冬季培肥对双季稻生长和土壤养分的影响

以中嘉早17号为早稻材料,以湘晚籼12号为晚稻材料,设置稻田冬季养鸡、施用生物炭、养鸡配施生物炭3种处理,以冬季休闲为对照,研究各处理下水稻的生长和产量及其土壤养分变化。结果表明:与对照相比,施用生物炭处理各生育期早稻的分蘖数降低,但二者差异无统计学意义,各生育期晚稻分蘖数显著提高;在双季稻生长的大部分时期,养鸡和养鸡配施生物炭处理双季稻的分蘖数、叶面积指数、干物质量和水稻产量构成均高于对照,双季稻的实际产量显著提高,产量增幅达8.3%~19.1%;养鸡配施生物炭处理双季稻田土壤的全氮、全磷和全钾含量提高。综合分析结果表明,在双季稻田冬季养鸡配施生物炭是一种既能提高水稻产量,又能提高土壤质量的冬闲田利用模式。     

化肥配施土壤改良剂对双季稻产量、经济效益及土壤化学性质的影响

【目的】施用土壤改良剂是我国南方红壤酸性稻田土壤改良的主要方法,研究化肥配施土壤改良剂对双季稻产量、经济效益及土壤化学性质的影响,旨在为我国南方红壤酸性稻田改良及合理施肥提供理论基础和数据支撑。【方法】以水稻品种中嘉早17 和H优518为早稻、晚稻供试材料,通过大田试验,研究化肥配施不同用量(150、300、450、600 kg/hm~2)土壤改良剂对红壤酸性稻田土壤pH值、土壤有效氮磷钾养分、土壤CEC、水稻产量及其构成因素和经济效益的影响。【结果】增施土壤改良剂有利于提高红壤酸性稻田土壤pH和CEC,而对土壤有效氮磷钾养分含量的影响不大。常量施肥条件下,增施土壤改良剂对早稻产量无显著影响,但显著提高了晚稻产量,与单施化肥处理相比增幅为4.0%～5.6%。减施25%化肥条件下,随着土壤改良剂用量增加,早、晚稻产量均呈增加的趋势,但处理间无显著差异。从水稻净收益和产投比来看,早稻减施25%化肥和晚稻常量施肥分别配施150 kg/hm~2土壤改良剂有利于提高周年水稻种植的经济效益。【结论】化肥配施土壤改良剂对我国南方红壤稻田酸化改良有一定效果,而且在一定程度上增加了水稻产量和经济效益。     

紫云英和稻草还田替代部分化肥对水稻产量和土壤理化性质的影响

【目的】研究紫云英和稻草还田替代部分化肥对水稻产量和土壤理化性质的影响,为水稻合理施肥提供科学依据。【方法】以红壤性水稻土为研究对象,以中嘉早17和五优662为早、晚季试验材料,通过田间定位试验,在等量氮磷钾养分施用条件下,研究单施NPK化肥(F)、紫云英(早稻基肥)+NPK化肥(G)、紫云英(早稻基肥)+稻草(晚稻基肥)+NPK化肥(GS)、稻草(早、晚稻基肥)+NPK化肥(S)4个处理对双季水稻产量及其构成因素,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硅和水溶性硅养分含量及容重、总孔隙度、pH、交换性酸、CEC、盐基饱和度的影响。【结果】4个处理早稻产量差异不显著,晚稻产量处理S、GS、G差异不显著,但均显著高于处理F,增幅为9.4%～11.8%(P0.05)。早、晚稻结实率处理S、GS、G较处理F增幅分别为5.4%～8.8%(P0.05)和7.1%～13.9%(P0.05)。土壤容重处理GS、S显著低于处理F、G,而总孔隙度则相反。土壤有机质、碱解氮、有效磷和有效硅含量处理G、GS、S较处理F增幅分别为10.5%～30.4%(P0.05)、18.0%～25.7%(P0.05)、18.0%～37.1%(P0.05)和35.8%～60.2%(P0.05),而速效钾和水溶性硅含量处理间差异不显著。土壤pH值,处理S、GS与G差异不显著,但均高于处理F,增幅分别为7.4%(P0.05)、5.4%(P0.05)和3.7%。交换性酸处理S、GS和G均显著高于处理F,增幅为51.6%～118.0%(P0.05)。CEC由大到小依次为处理S、GS、G、F,而盐基饱和度处理F显著高于处理G、GS和S,增幅为9.2%～17.0%(P0.05)。相关分析表明,土壤有机质、碱解氮和有效磷含量与有效硅含量均呈线性相关,相关系数分别为0.930 9、0.973 2~*和0.991 1~*。土壤pH、交换性酸和CEC与有效硅含量均呈显著线性相关,相关系数分别为0.994 0~*、0.950 9~*和0.989 5~*。【结论】早稻紫云英还田结合晚稻稻草还田替代部分化肥有利于改善土壤理化性质,提高水稻周年产量。     

长期施用含硫与含氯肥料对水稻产量及其构成要素的影响

 【目的】研究长期施用含硫酸根、氯离子的肥料对南方红壤水稻产量及其构成要素的影响。【方法】统计分析长期施用含硫酸根、氯离子肥料的稻田耕层土壤中SO42-、Cl-含量变化及其与早、晚水稻产量的关系。【结果】长期施用含SO42-肥料,SO42--S含量在土壤中表现为前期上升,后期下降,其含量变化与早、晚稻总产量呈显著负相关。长期施用Cl-、Cl-+SO42-、SO42-肥料,3个处理早稻和晚稻历年平均产量分别为5 738.9、5 657.5、5 633.8 kg?hm-2和4 831.9、4 603.8、4 557.0 kg?hm-2,以施Cl-处理产量最高。施SO42-处理15年后水稻产量下降迅速,显著低于施Cl-处理,至2000年后又平缓上升,各处理之间无显著差异。施氯处理土壤SO42--S含量维持在26.50 mg?kg-1左右,未出现缺硫现象。【结论】在南方红壤丘陵区水田上长期施用含硫肥料易导致土壤SO42--S过量累积,对水稻生长存在一定风险,施用含氯肥料效果要好于含硫肥料。     

施氮量和移栽密度对双季杂交稻干物质生产及氮肥利用率的影响

【目的】研究施氮量和移栽密度对双季杂交稻干物质生产及氮肥利用率的影响。【方法】以株两优819为早稻材料、泰优398为晚稻材料,设置3种施氮量水平(早稻分别为0、120、150 kg/hm²,晚稻分别为0、150、225 kg/hm²)、3个移栽密度(早稻分别为13.3 cm×16.7 cm、13.3 cm×20.0 cm、16.7 cm×20.0 cm,晚稻分别为16.7 cm×20 cm、16.7 cm×23.3 cm、16.7 cm×26.7 cm)。【结果】增施氮肥能显著提高水稻干物质量的积累,移栽密度对干物质量影响较小,早晚稻干物质量在成熟期均以N3M1处理最高,其中早稻干物质量比其他处理增加8.81%～110.24%,晚稻较其他处理增加9.12%～117.12%。早稻N2M2处理氮肥吸收利用率最高达60.73%,晚稻N2M3处理氮肥吸收利用率最高达63.20%。增施氮肥不能显著提高对产量的贡献率,对晚稻收获指数影响也较小;早晚稻增施氮肥能显著提高水稻总氮累积量,早稻增幅为67.50%～77.03%,晚稻增幅为73.18%～115.1...     

施用生物炭对分次施氮砖红壤N_2O排放的影响

【目的】探讨添加生物炭对先后2次施氮砖红壤N_2O排放的影响,为生物炭还田施氮技术提供科学依据。【方法】利用室内培养试验,按砖红壤风干土质量的0、1%和2%水平添加生物炭,各处理先后2次施入等量氮,施氮后观测土壤N_2O排放及土壤理化性质变化。【结果】土壤pH、阳离子交换量(CEC)和土壤有机碳、速效磷、速效钾和全氮含量随着生物炭添加量的增加而增加。第1次施氮后,生物炭添加促进土壤硝化作用,显著降低施肥后土壤NH_4~+-N含量(P0.05),增加土壤NO_3~--N含量。相比对照,添加生物炭显著降低第1次施氮后N_2O排放(P0.05),降低幅度随生物炭用量增加而增加。第2次施氮,生物炭反而促进N_2O排放。综合2次施氮后N_2O的排放总量,相比对照,添加生物炭仍显著降低N_2O排放。【结论】施用生物炭显著改善土壤肥力,提高土壤保肥性能和减轻酸化程度。配合水分管理,可有效实现N_2O减排。     

长期有机培肥对红壤有机碳组分及水稻产量的影响

【目的】以40年红壤长期有机培肥试验为研究平台,探究长期施用紫云英、猪粪及秸秆还田对稻田土壤有机碳组分、土壤微生物量及水稻产量的影响。【方法】设置6个处理:不施肥处理(CK)、化肥处理(NPK)、早稻施绿肥紫云英处理(M1)、早稻施绿肥紫云英和早稻施猪粪处理(M2)、早稻施绿肥紫云英和晚稻施猪粪处理(M3)、早稻施绿肥紫云英和晚稻秸秆还田处理(M4)。于2020年晚稻收获前采集耕作层(0～20 cm)土壤样品,测定土壤有机碳组分、微生物量碳氮等肥力指标。【结果】(1)长期有机培肥处理提高了水稻产量,较不施肥处理CK相比,绿肥紫云英添加猪粪的M2、M3处理早稻产量,分别提高1.4、1.25倍,晚稻产量则分别提高0.59、0.65倍;绿肥紫云英添加猪粪的M2、M3处理早稻产量,较化肥NPK处理分别提升18.1%、10.6%,晚稻产量分别提升15.7%、20.0%。(2)长期有机培肥处理提高了各形态土壤有机碳组分含量,早稻绿肥紫云英+猪粪的M2处理较不施肥CK处理显著提高易氧化性有机碳、游离态颗粒有机碳、可溶性有机碳含量(P0.05),且有机碳各组分含量均高于化肥NPK处理,其中游离态颗粒有机碳含量M2处理(0.97 g·kg~(-1))显著高于NPK处理(0.68g·kg~(-1))(P0.05);化肥NPK处理和有机培肥处理(M1、M2、M3、M4)土壤微生物量碳较不施肥CK处理相比提高了22.1%～58.9%,早稻绿肥紫云英+猪粪的M2处理土壤微生物量碳含量(231.2 mg·kg~(-1))最高且提升最为明显(P0.05)。(3)长期有机培肥提高了游离态颗粒有机碳和可溶性有机碳的分配比例,且早稻施绿肥紫云英+猪粪M2处理效果明显;易氧化性有机碳是红壤有机碳的主要存在形式;土壤有机碳与易氧化性有机碳、游离态颗粒有机碳及可溶性有机碳呈极显著正相关关系(P0.01)。(4)长期有机培肥提高了全氮、碱解氮等养分指标,产量与速效磷、有机碳、全氮、速效氮、可溶性有机碳极显著相关(P0.01),与全磷、游离态颗粒有机碳、易氧化性有机碳显著相关(P0.05)。【结论】长期有机培肥通过提升红壤肥力水平,调增可溶性有机碳含量,促进水稻稳产增产,尤其是紫云英添加猪粪处理模式具有较好的应用潜力。     

冬种紫云英与稻草还田对双季水稻产量和土壤性状的互作效应

通过2年田间试验,旨在明确冬种紫云英和稻草还田对双季水稻产量和土壤性状的互作效应。结果表明:稻草还田和冬种紫云英对2013年早晚稻产量均无显著影响,二者亦无显著的互作效应。稻草还田对2014年早晚稻产量无显著影响。稻草还田和冬种紫云英对2014年早稻产量的互作效应接近达到显著水平(P=0.090)。冬种紫云英显著提高了2014年早稻的产量和生物量,但是对晚稻影响不显著。冬种紫云英显著增加了2014年早稻的有效穗数和每穗粒数,对2014年晚稻有效穗数的影响接近达到显著水平(P=0.055)。试验进行2年后,冬种紫云英显著降低了土壤容重,提高了土壤总孔隙度。稻草还田显著提高了土壤pH,而冬种紫云英降低了稻草还田对土壤pH的提升效应。冬种紫云英和稻草还田对土壤有机碳、总氮和碱解氮含量均无显著影响。稻草还田显著增加了土壤速效磷和速效钾的含量,提高了土壤纤维素酶、蔗糖酶、蛋白酶和酸性磷酸酶的活性,但冬种紫云英无显著影响。冬种紫云英和稻草还田对土壤速效磷含量和纤维素酶活性具有显著的协同促进效应。     

施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和 痕量温室气体排放的变化

【目的】研究生物质炭对连续两年稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的影响,为合理施用生物质炭而促进水稻生产可持续的低碳发展提供科学依据。【方法】选择成都平原稻田,2010年布设了施氮与否（0与240 kg N•hm-2）下生物质炭土壤施用（0、20、40 t•hm-2）试验,连续两年观测土壤性质、水稻产量、土壤CH4和N2O排放的变化。【结果】施氮肥条件下,生物质炭连续两年对主要土壤肥力性质表现出改善效应,提高了土壤有机碳、全氮含量和pH,同时降低土壤容重,但对水稻产量影响不显著。生物质炭对CH4排放的影响依氮肥施用而异。不施氮肥下,施用生物质炭提高当季土壤CH4排放（20 t•hm-2用量时）,但次年无影响。施用氮肥下,不同用量生物质炭对土壤CH4排放无显著影响,仅40 t•hm-2用量时次年CH4排放有所增加;生物质炭对不施氮肥土壤当季N2O排放无显著影响,并降低次年的排放。然而,施氮肥下,生物质炭连续两年显著降低了土壤N2O的排放,其降幅高达66%。施氮肥条件下,连续两年生物质炭处理降低稻田痕量温室气体的综合温室效应及其水稻生产的碳强度,特别是40 t•hm-2的高用量下。【结论】在连续两年内,稻田采用生物质炭配施氮肥的管理措施对改善土壤性质和稳定水稻产量具有持续效应,高用量生物质炭(40 t•hm-2)显著降低稻田CH4和N2O痕量温室气体排放的综合温室效应和水稻生产的碳强度,且在连续两年内具有稳定的持续性。因此,在当前稻田管理措施下,生物质炭施用量为40 t•hm-2可实现稻田稳产和固碳减排的目标。     

石灰用量对水稻油菜轮作区土壤酸度、土壤养分及作物生长的影响

【目的】我国南方稻油轮作区土壤酸化趋势日趋严重,降低了作物产量。研究酸性土壤施用石灰对土壤养分及作物生长的影响,明确土壤速效养分、产量与作物养分吸收量对土壤pH的响应关系,为水田两熟区酸化土壤改良提供理论依据。【方法】2015—2018年在江西进贤县选择pH 4.5的水稻土,以熟石灰作为酸性土壤改良剂,开展田间定位试验。通过实验室模拟,计算出获得不同土壤pH情况下的熟石灰用量,试验设6个土壤pH梯度,分别为4.5、5.0、5.6、6.3、6.8、7.3,2015年匀地一年,为保证各处理土壤pH与匀地一年后实测pH基本一致,以一年为周期用熟石灰进行定量调整。【结果】（1）随着石灰用量和土壤pH的增加,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势、交换性钙、交换性镁含量显著增加,土壤速效钾、有效磷含量显著降低;（2）随着石灰用量和土壤pH的增加,作物产量呈先增加后降低的趋势。土壤pH 6.4时（相当于6 145 kg·hm ^-2熟石灰用量）油菜产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了202.2%;土壤pH 6.8时（相当于7 474 kg·hm ^-2熟石灰用量）,水稻产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了61.2%。油菜、水稻产量降低50%时的酸害阈值分别为4.7、4.2;（3）土壤pH显著影响作物养分吸收量。随着熟石灰用量的增加,油菜氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势。2016—2018年油菜氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为59.5%—181.4%、36.2%—188.8%、65.7%—198.9%;水稻氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势,在pH 6.8左右水稻氮磷钾吸收量最大。2016—2018年水稻氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为11.1%—88.6%、13.5%—68.5%、9.7%—66.1%。【结论】施用熟石灰的情况下,随着土壤pH升高,土壤速效氮、交换性钙镁等含量增加,提高了产量,促进了作物对氮磷钾养分的吸收。在本试验条件下,稻油轮作区酸性土壤（pH 4.5）施用熟石灰的最佳用量为6 500 kg·hm ^-2左右,改良土壤的目标为pH 6.5左右,可获得我国南方稻油轮作区的作物稳定高产。