Continuous applications of biochar to rice: Effects on grain yield and yield attributes

Biochar is considered as a beneficial soil amendment for crop production. However, limited information is available on the effects of continuous applications of biochar on rice. In this study, a fixed field experiment was conducted in the early and late rice-growing seasons from 2015 to 2017. Grain yield and yield attributes with a widely-grown rice cultivar Zhongzao 39 were compared, with and without applications of biochar in each season. The results showed that grain yield initially decreased with biochar applications in the first three seasons due to decreases in grain weight and harvest index. Although there were further relative decreases in grain weight and harvest index for rice that was supplied with biochar in the fourth to sixth seasons, grain yield was increased(by 4–10%) because of increases in sink size(spikelets per m2) and total biomass. The increased sink size in rice whose soil had been supplied with biochar in the fourth to sixth seasons was achieved by increasing panicle size(spikelets per panicle) or number of panicles, or both. Our study suggests that the positive effects of biochar application on rice yield and yield attributes depend on the duration of biochar application. Further investigations are needed to determine what are the soil and physiological processes for producing yield responses associated with ongoing applications of biochar. Also, it should be evaluated the performance of biochar application combined with other management practices, especially those can increase the grain weight and harvest index in rice production.     

逐年全量秸秆炭化还田对水稻产量和土壤养分的影响

为探究逐年全量秸秆生物质炭化还田模式对水稻产量及土壤养分的影响,在浙北一处中产单季稻田连续开展4年(2013—2016)的田间试验。试验包含三个处理:CK:对照(无任何水稻秸秆或生物质炭还田);RS:水稻秸秆全量还田(8 t·hm~(-2)·a~(-1));RSB:全量水稻秸秆炭化还田(2.8 t·hm~(-2)·a~(-1))。收获期测定水稻株高、籽粒产量、土壤pH、阳离子交换量(CEC)、总碳(TC)、总氮(TN)、有效态营养元素P、K、Ca、Mg、Zn、Al、Fe和Mn含量,并在此基础上探究全量秸秆炭化还田对水稻产量和土壤养分的影响机制。结果表明:RSB能显著提高水稻株高和籽粒产量(P0.05),且增幅大于RS;RSB能明显提高土壤TC、TN、有效态P、K、Ca、Mg含量,降低过量有效态Al、Fe、Mn含量;RSB对土壤养分的提高更大程度上是由于秸秆生物质炭间接增强了土壤C、N元素及速效养分的累积;RSB增产的关键因素是土壤TC、TN、有效态K、Mg含量的提高以及有效态Al含量的降低。逐年全量秸秆生物质炭化还田持续增产增肥效果显著,是稻田生态系统极具潜力的秸秆资源利用模式。     

富硒叶力肥对水稻产量与品质的影响

本试验以水稻为材料,在大田栽培的条件下,富硒叶力肥设置全量全次、全量减次、减量减次3个施肥处理,以清水作为对照,研究了叶面喷施富硒叶力肥对水稻质量和产量的影响．结果表明：每公顷施用9000g,于孕穗抽穗扬花期和灌浆中期分2次施用可以提高水稻产量和出米率．虽然施用富硒叶力肥对产量增加不显著,但是可以提高水稻的质量,整精米率显著提高,垩白率降低,蒸煮品质增加．因此,施用富硒叶力肥能显著地提高水稻的整精米率和富硒水平,减少水稻的垩白率,提高稻米品质．     

茶叶有机无机复混专用肥效应研究

田间试验研究茶叶施用有机无机复混专用肥的效应,结果表明, 本试验筛选出的两种磷钾均衡型有机无机复混专用肥,茶叶产量提高9.11%和12.6%,增值8.1%和10.5 %,明显改善茶叶品质,水浸出物、茶多酚、咖啡碱等有效物质含量明显提高.     

施用生物质炭对桃园土壤肥力及黄桃产量和品质的影响

为探究不同原料生物质炭对桃园土壤肥力和黄桃产量的影响,以黄桃果园为研究对象,设置当地习惯施肥（CK）与分别配施 20 t·hm^-2水稻秸秆生物质炭（RB）、小麦秸秆生物质炭（WB）、杉木生物质炭（FB）4种处理,通过田间试验研究了不同处理对土壤理化性质、土壤胞外酶活性、各生育时期叶片及果实养分含量、黄桃产量及品质的影响。结果表明：不同生物质炭处理下土壤有机质含量显著增加,而铵态氮、硝态氮和有效磷含量均显著降低,其中WB处理较CK处理显著增加了土壤pH、阳离子交换量和全氮含量,增幅分别为6.7%、15.4%和17.6%。生物质炭施用显著提高了土壤酶活性,归一化酶活性显著增加80.0%~96.0%。不同生物质炭施用对土壤肥力影响不同,WB处理可显著提高土壤肥力指数17.8%。除RB处理较CK显著降低硬核期果实氮含量外,WB和FB处理均促进了植株地上部对养分的吸收,相较于CK,WB处理显著提高成熟期叶片钾含量、膨大一期果实磷含量以及膨大一期和硬核期果实钾含量;FB处理显著提高了膨大二期叶片磷含量、成熟期叶片钾含量,以及膨大一期果实氮、磷含量和成熟期果实磷含量。WB处理黄桃单果质量降低了12.7%,可滴定酸含量降低了13.8%,但黄桃总产量、可溶性糖含量及糖酸比无显著变化。研究表明,生物质炭施用可通过提高土壤pH、有机质含量和土壤酶活性来改善土壤肥力,促进植株地上部养分吸收,但短期内对黄桃产量和品质的影响较小。     

水溶性有机肥料对水稻产量和镉吸收的影响

采用土壤盆栽试验研究水溶性有机肥料对水稻抗氧化酶活性及镉吸收的影响。结果表明:施用水溶性有机肥料可提高稻谷产量,显著降低水稻孕穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、灌浆期超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性;降低稻米镉含量,降低率为2.9%~21.5%,提高稻草镉含量,提高率为26.8%~99.1%。以750倍稀释液喷施增产幅度最大,达43.1%,基施(0.16 m L·kg~(-1))配合喷施(750倍稀释液)处理稻米降镉率最高。     

施生物炭与有机肥对白浆土土壤酶活性的影响

为探讨施生物炭和有机肥对白浆土土壤酶活性的影响,以白浆土为试验土壤进行施生物炭（C₁：施生物炭15000kg·hm^-2、C₂：施生物炭30 000 kg·hm^-2）与有机肥（OM）的定位试验,监测施用后3 a肥效,采集土壤测定β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AP）活性。结果表明,在白浆土上施生物炭和有机肥连续3 a均增加了玉米产量,但从经济效益分析施生物炭仍为负效益,施有机肥为正效益。3 a后仅C₂显著增加了有机质含量,其他处理下有机质和全氮含量增加均不显著。与常规处理相比,C₁仅显著提高了BG酶活性,提高了82.2%,对其他3种酶活性提高均不显著,C₂可显著提高4种酶活性23.1%~47.9%;施有机肥可显著提高AP和LAP酶活性。施生物炭30 000 kg·hm^-2对白浆土土壤改良效果较好,其后效可维持3a以上,但经济效益仍为负。因此实际生产中还应以施用有机肥培肥土壤为重,对于出现严重减产的地块可以考虑通过施用生物炭一次性改良土壤。     

油枯替代无机基肥对水城烤烟产量及品质影响

探索了油枯替代无机基肥后对烤烟产量及品质的影响。结果表明,使用油枯作为基肥与使用烤烟专用复混肥作基肥相比,烤烟大田生育期延长,田间农艺性状、经济性状较差。其烟叶产量、产值分别较对照减少40.0%、42.1%,烟叶烟碱、总糖含量提高,烟叶化学协调性降低,但使用油枯提高了烟叶的钾含量,有利于改善烟叶的燃烧性。     

不同种类生物质炭及施用量对水稻生长及土壤养分的影响

通过盆栽方式进行水稻秸秆炭、水稻谷壳炭、果木木炭等3种生物质炭比较试验,每盆土壤15kg,参照大田用量模式设置了5、10、20、40t/hm2 4个秸秆炭水平,20、40t/hm2 2个谷壳炭与木炭水平,研究不同处理对水稻生长及土壤养分的影响。结果表明,3种生物质炭在一定范围内都能促进水稻干物质积累和产量形成,以秸秆炭效果最好。不同秸秆炭施用量比较,干物质量和产量呈先增后降趋势,在20t/hm2时达到最高,生物量较不施炭对照提高51.45%,谷粒产量增加72.55%。施用谷壳炭以40t/hm2效果较好,产量提高60.52%。施用20t/hm2木炭有提高地上部生物量与产量的作用,但增加至40t/hm2则明显降低。适量施用生物质炭能够增加土壤中速效氮磷钾和总养分含量,以秸秆炭效果最好,谷壳炭次之,木炭最差。木炭的碳含量高达74.28%,过量施用显著降低土壤速效氮磷钾含量,对水稻生长不利。     

减氮配施生物炭对水稻生产力及土壤细菌群落组成的影响

为研究氮肥减量及配施生物炭对稻田作物生产力和土壤微生物区系及功能代谢的影响,通过田间定位试验,设置不施氮（CK）、常规施氮（N100）、减氮20%(N80)、减氮20%配施生物炭（N80BC）、减氮40%(N60)、减氮40%配施生物炭（N60BC）6个处理。结果表明：减氮配施生物炭处理不会降低水稻作物的产量,但可显著提高土壤pH和有机碳（TOC）含量。土壤微生物测序结果表明,不同处理对土壤细菌α多样性指数没有显著影响。变形菌（Proteobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、酸杆菌（Acidobacteria）、放线菌（Actinobacteria）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）是水稻土中优势微生物类群（门水平）。N60BC处理的变形菌、芽单胞菌、放线菌的相对丰度分别比N100处理高36.8%、40.7%和11.3%;在属水平上,N60BC处理的鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）、马赛菌属（Massilia）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）的相对丰度分别比N100处理高68.6%、54.0%和49.2%。KEGG分析结果表明,与N100处...     

化肥减氮及有机肥配施对水稻产量及土壤养分含量的影响

本文旨在研究等磷、钾量条件下,化肥减氮及有机肥不同用量配施对水稻产量及土壤养分的影响,试验共设6个处理,分别为T1∶80%N+20%有机肥;T2∶80%N+40%有机肥;T3∶70%N+60%有机肥;T4∶70%N+80%有机肥;T5∶60%化肥+100%有机肥;CK：100%N+0,对水稻生育期株高、群体动态、产量、构产因子以及秋季土壤养分含量进行分析,结果表明：1化肥减氮20%时,不会对水稻造成明显减产,且当有机肥配施量为500kg·mu-2时,水稻籽粒产量最高,为775.19kg·mu-2,比CK增产17.20%;2有机肥的施用能提高水稻基本苗,对水稻穗长有显著提高效果,对空秕率影响较大,对枝梗数影响最小;3化肥减氮+有机肥配施可以提高土壤肥力,增加土壤有机质含量,提高土壤碱解氮、速效钾含量。     

不同施氮水平下旱作水稻土壤无机氮的动态变化及其吸氮特征

田间条件下用半腐解稻草覆盖后对旱作水稻进行了氮肥不同用量 0 (N0 ) ,90 (N90 ) ,15 0 (N150 ) ,2 10 (N2 10 )和2 70 (N2 70 )kg·hm-2 试验 ,研究了施氮后土壤中无机氮 (NH4 -N、NO3 -N)的动态变化及水稻吸氮特征。结果表明 ,不同施氮水平下旱作水稻土壤速效氮以硝态氮为主 ,水稻的产量以N2 10 处理最高 ,水稻的植株含氮量及氮素的累积主要发生在生长发育的中期 ,氮肥的表观利用率也以N2 10 处理最高 ,随着氮肥用量的增加水稻对土壤氮的依存率逐渐降低     

地膜覆盖与肥料种类对寒地水稻产量和品质的影响

为探究地膜覆盖与肥料种类对寒地水稻产量与稻米品质形成产生的效应,以‘吉农大738’和‘吉粳525’为试材,在每个品种下均设置2种栽培模式:地膜覆盖(M)和露地(NM);2种肥料处理:有机肥(F₀)和化肥(F₁),于2020年在吉林省长春市九台区进行大田试验,测定水稻的产量、收获指数和品质等指标。结果表明:1)在有机肥条件下,2个品种覆膜处理较露地处理增产1.39%~7.40%;化肥条件下增产2.98%~3.30%。在露地条件下,化肥处理较有机肥处理增产23.19%~26.44%;在覆膜条件下,增产21.62%~25.13%。2)地膜覆盖和化肥的施用均提高了拔节期至成熟期的干物质积累量。地膜覆盖处理的收获指数较露地处理提高2.45%~8.17%;有机肥处理的收获指数较化肥处理提高3.06%~6.66%。3)地膜覆盖处理的糙米率、精米率和蛋白质含量较露地处理分别提高1.07%~2.84%、1.11%~1.74%和9.34%~20.81%,改善了稻米的加工品质和营养品质;地膜覆盖处理的热浆黏度和消减值较露地处理分别降低0.20%~5.62%和2.27%~12.54%,改善了RVA谱特征值。有机肥处理的蛋白质含量、食味值、峰值黏度和崩解值较化肥处理分别提高9.34%~26.38%、1.27%~4.70%、1.73%~14.74%和1.96%~32.02%,改善了营养品质、食味品质和RVA谱特征值;有机肥处理的垩白粒率和垩白度较化肥处理分别降低5.85%~58.94%和7.04%~71.65%,改善了外观品质。综上,地膜覆盖(M)配合施用化肥(F₁)处理增产效果最佳,较其他处理增产2.98%~30.62%,且糙米率和精米率最高;地膜覆盖(M)配合施有机肥(F₀)处理的食味品质、外观品质、营养品质和RVA谱特征值较其他处理改善效果最佳。     

商品有机肥对水稻生长、产量及稻米品质影响

以上海目前正在推广的商品有机肥为研究对象,以有机无机结合施肥的方式,围绕高产、优质、安全的生产目标,通过田间小区试验,表明在一定量的氮化肥条件下,增施商品有机肥对水稻有显著的增产作用。土壤肥力中等地区,水稻田以基施商品有机肥4500~6000 kg/hm2,再施氮化肥225~255 kg/hm2为宜,从而大幅度地降低氮化肥的用量;通过对稻米品质和土壤分析,明确了增施商品有机肥可提高稻米品质,改善土壤理化性状。     

氮肥减量配施有机肥对苹果产量品质及土壤生物学特性的影响

为改善当前苹果园不合理施肥现状,探究适合苹果园提质增效的施肥方案,以红富士苹果为试材,设置常规施肥、优化减氮、有机肥替代25%氮肥、有机肥替代50%氮肥4个处理,其中后3个处理的总施氮量一致,为常规施肥的一半,试验连续进行两年后测定果实产量、品质、土壤微生物量碳氮以及土壤酶活性。结果表明:优化减氮处理产量与常规施肥差异不显著,氮肥偏生产力是常规施肥的2倍以上;有机肥替代50%氮肥处理的产量最高,比常规施肥处理增加5.4%。优化减氮处理和有机肥替代氮肥处理的果实可溶性糖和糖酸比均显著高于常规施肥;施用有机肥的处理可滴定酸显著低于施化肥处理,糖酸比相反;有机肥替代50%氮肥处理的品质最佳,可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比分别比常规施肥高1.8%、2.7%、16.9%。土壤微生物量碳氮、土壤酶活性与土层深度及有机肥的施用有关,特别是在20～40 cm土层深度,有机肥替代氮肥处理的土壤微生物量碳氮、土壤β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶活性均显著高于常规施肥处理,且两两之间呈显著或极显著正相关关系。因此,在陕西省苹果园可以推荐常规施氮量减少一半的情况下用有机肥替代50%氮肥,以节省化肥、增加产量、改善品质、提升土壤质量,促进果园的可持续发展。     

餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响

为探讨餐厨垃圾堆肥对水稻生长、产量及土壤养分含量的影响及其在水稻田的合理施用提供理论依据,以不施肥为对照,在等氮的条件下,设置了化肥、餐厨垃圾生化一体机处理尾料堆肥化产品(餐厨堆肥)、猪粪有机肥及鸡粪有机肥4个处理,测定水稻不同发育时期生长指标、产量及土壤养分含量的变化。结果表明:餐厨堆肥、化肥处理都能显著增加水稻株高、地上部生物量和产量,其中,餐厨堆肥处理水稻产量最高达9 379.63 kg/hm²,较对照、猪粪有机肥处理显著提高,分别增产19.40%和12.95%;此外,水稻考种结果显示,餐厨堆肥处理水稻有效穗数和每穗粒数高于其余各处理组,千粒重和结实率略低于猪粪、鸡粪有机肥处理,但均无显著差异;土壤数据测定结果显示,餐厨堆肥处理在土壤有机质和土壤速效氮的提升上优于猪粪、鸡粪有机肥,土壤有机质含量较猪粪、鸡粪有机肥处理分别提升19.87%和11.64%,土壤速效氮含量从分蘖期至黄熟期均高于其余各施肥处理,且在分蘖期、抽穗期、黄熟期显著高于猪粪有机肥处理。综上,餐厨堆肥可以确保水稻的生长和产量,且在土壤有机质和速效氮的提升上优于猪粪有机肥,具备推广和应用的潜力。     

有机无机肥配施对黑土酶活性及作物产量的影响

通过对嫩江县试验田0～20 cm土壤的测定和分析,探讨了有机无机肥配施对黑土酶活性和作物产量的影响。结果表明,有机无机肥配施有利于提高土壤酶活性,不同比例的有机无机肥配施均可使黑土过氧化氢酶、脲酶、转化酶活性增加,以有机无机肥配施1 1处理最佳;有机无机肥配施能有效提高作物产量,其处理N3M3作物产量最高。     

化肥配施炭醋材料对烟草生长和产量与品质的影响

以烟草K 326为试验材料,通过一年两点试验研究了化肥配施炭醋材料对烟草生长的影响。结果表明,在常规化肥基础上减量施肥,不利于烟草生长,产量、品质有下降趋势。在相同化肥施用量基础上配施炭醋材料,提升了烟叶的农艺性状、经济性状和品质。减量化肥配施炭醋材料较常规施肥烟叶的产量、产值、上等烟比率分别提高了7.28%~26.29%,15.11%~49.61%,5.90%~42.70%。化肥减量20%配施炭醋材料较常规施肥已有增产提质的效果。     

稻秆全量还田减量施肥对土壤养分及莴苣产量的影响

在水稻秸秆全量还田条件下,研究不同化肥用量对土壤养分及后季莴苣产量的影响,结果表明：稻秆还田处理与单施100％化肥处理相比,土壤碱解氮、有效磷含量平均增幅分别为5.04％、6.32％;土壤速效钾含量平均增幅19.35％,差异达显著水平.稻秆还田、减量施肥有利于提高莴苣株高、增加茎直径,显著提高莴苣产量;NP肥各减10％,K肥减30％、40％与单施100％化肥处理的莴苣产量相当.     

滨海盐土肥盐耦合对水稻产量及肥料利用率的影响

采用田间试验,研究上虞涂区低盐和高盐水平下氮磷施用量对水稻产量及肥料利用率的影响。结果表明,水稻成熟期时,田面水排干后0-40 cm土层含盐量显著上升。试验区土壤基础肥力贫瘠,低盐对照区和高盐对照区水稻产量仅为1 260和520 kg·hm-2。稻谷产量随N、P施用量的增加而提高。在产量构成中,有效穗数受N、P的影响最大。其中,最佳经济N、P施用量在低盐水平（1.0～2.0 g·kg-1）下分别为281.8和107.5 kg·hm-2,而高盐水平下（2.0～4.0 g·kg-1）分别为344.9和161.3 kg·hm-2,低盐和高盐区最高产量分别达到6 530和5 030 kg·hm-2。水稻谷草比随N、P施用量的增加而略有下降。N、P肥利用率在低盐水平下分别为33.9%～58.2%和51.2%～61.8%,而高盐水平下分别为25.1%～38.0%和31.0%～43.2%。