江西水稻清洁生产理论与技术实践

清洁生产是以实现资源高效利用、物质循环利用、污染物阻断减毒等为目的的生产技术体系,是实现农业绿色可持续发展的重要途径。本文在综合有关清洁生产技术原理的基础上,结合近年来从事水稻清洁生产技术研究和应用的实际,分析了水稻清洁生产技术的背景意义,提出了双季稻清洁生产的概念、原理、控制路径和主要技术,并结合生产实践比较了水稻清洁生产技术的应用效果和前景。     

长期施肥条件下稻田肥料的表观经济效益研究

[目的]研究水稻种植经济效益最高的施肥方式。[方法]以水稻长期定位试验数据为基础,采用Saleque等介绍的方法对各种施肥制度的表观经济收益以及收益率进行评价。[结果]2NPK、NPK以及NP处理所获得的收益明显高于其他处理(P0.05);从投资收益率来说,NP处理由肥料投资所获得的收益率最高,其次为NPK处理,2NPK处理投资收益率较低,仅为NPK处理50%左右。因此,从经济角度讲,现行的推荐施肥方式具有最好的经济回报。[结论]该研究可为生产上水稻施肥提供指导。     

保护地土壤水溶性盐分与土壤酶活性的关系研究

土壤水溶性盐和酶活性是土壤健康的重要指标,可以反映保护地土壤盐渍化趋势与生物学特性。对洛阳近郊李楼乡不同种植年限及不同层次的蔬菜保护地土壤水溶性盐与酶活性进行了研究,结果表明,小麦玉米轮作地和不同种植年限的保护地中土壤水溶性盐总量都在土壤表层积累;保护地土壤的水溶性总盐量在种植年限1～5 a时显著增加,随着种植年限的增加逐渐降低,但仍显著高于小麦玉米轮作地。保护地土壤中过氧化氢酶活性随着土层深度增加而增加,脲酶和蔗糖酶活性有随土层深度增加而减弱的趋势。保护地在一定年限(1～5 a和5～10 a)的蔬菜种植下,其土壤水溶性总盐量与土壤酶活性之间相关性不显著,但随着种植年限的增加,土壤总盐量与脲酶和蔗糖酶活性呈显著正相关。     

长期施肥下红壤旱地解钾菌变化及其驱动因子

在南方红壤区,研究长期施肥下土壤解钾菌的变化规律及其驱动因素,可为该地区土壤钾素资源管理和钾肥合理施用提供理论依据。基于红壤旱地长期定位施肥试验(始于1986年),选取不施肥(CK)、施氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施有机肥(NPKM)处理,分析玉米开花期根际土壤的解钾菌类型和解钾能力及其有机酸和激素含量,并结合玉米根系特性和根际土壤理化性质探讨影响红壤旱地解钾菌变化的关键因子。结果表明:与NPK处理相比,NPKM处理的根长、根表面积、根直径和根体积分别增加了112.3%、174.4%、32.43%和291.5%,根际土壤pH提高了0.67个单位,有机质、非交换性钾和交换性钾分别增加了29.50%、19.34%和53.89%。各施肥处理根际土壤中均存在解钾菌,CK和NP处理的解钾菌均为类芽孢杆菌属,NPK和NPKM处理则均为纤维菌属。与CK处理相比,NP、NPK和NPKM处理下根际土壤解钾菌的解钾效率分别增加了162.4%、139.0%和105.6%,其中NP处理解钾菌的解钾效率最高。偏最小二乘路径模型的结果显示,根系和施肥可同时调控解钾菌的解钾效率。冗余分析(RDA)...     

有机无机肥配施对潜育化水稻土的改良效应

为探索潜育化水稻土改良培肥措施,采用田间试验研究了工程排水条件下有机无机肥配施对潜育化低产水稻土的改良效应。结果显示:有机无机肥配施增加了早、晚稻的有效分蘖数。在早稻齐穗期,与CK和NPK处理相比,有机无机肥配施的叶绿素(SPAD值)均显著增加。有机无机肥配施显著增加了晚稻的产量,与NPK处理相比,产量增加了10.0%~23.7%;其中早稻配施紫云英、晚稻配施猪粪处理产量最高。在工程排水基础上,配施有机肥处理在早、晚稻收获时耕层土壤还原物质总量分别比单施化肥处理减少了15.0%~25.3%和32.5%~37.5%。这表明,在工程排水条件下,配施一定的有机肥可以明显提高潜育化稻田水稻产量,降低表层土壤还原物质总量,对改良潜育化水稻土有明显作用。     

基于模糊数学（Fuzzy）法的中国水稻土肥力质量近30年的时空变化特征

基于农业农村部在我国主要稻区的长期定位监测数据（1988—2017年）,采用模糊数学（Fuzzy）法对水稻土肥力质量进行评价,并结合地统计学和机器学习,阐明我国水稻土肥力质量时空变化特征及其影响因素。近30a来全国稻区土壤肥力质量呈显著上升趋势（P<0.05）,从前期（1988—1999年）至中期（2000—2009年）和从中期至近期（2010—2017年）,全国稻田土壤肥力指数（SFI）分别平均增加了6.9%和17.7%。各稻区SFI阶段性变化特征存在差异,西南和长江中游稻区呈前慢后快的显著上升趋势（P<0.05）,华南和长江三角洲（长三角）稻区呈前快后稳的上升趋势,东北稻区呈前降后升的变化趋势。近期全国稻田SFI呈现北高南低、东高西低的分布特征,SFI超过全国平均值（0.61）的区域占50.2%。与中期相比较,近期全国稻区SFI总体呈上升趋势,SFI增加的区域占69.3%。各稻区在前期和中期（东北稻区的中期除外）均表现为土壤有机质和全氮影响SFI变化的相对重要性占比（19.4%～60.3%）远大于其他指标（0.1%～13.3%）。至近期,所有稻区各指标影响SFI变化的相...     

中国水稻相对产量差时空变异及其对氮肥的响应

【目的】通过分析2004—2019年间中国水稻相对产量差的时空变异特征、驱动因素以及不同地力水平下相对产量差对氮肥的响应,为实现水稻增产和氮肥合理施用提供理论依据。【方法】数据来源于2004—2019年间农业农村部耕地质量监测保护中心设置在全国主要稻区的408个监测点,包括东北地区24个、长三角地区110个、长江中游地区138个、西南地区56个、华南地区80个。以各监测点施肥区与不施肥区水稻产量之差代表由肥料投入及由此引起的土壤性质改变所贡献的相对产量,利用高产农户统计法获取最高相对产量(HRY)和平均相对产量(ARY),HRY和ARY之差为相对产量差(G_RY)。根据不施肥区产量,将各区域土壤地力划分为低、中、高3个水平,结合随机森林模型探讨不同区域G_RY的主要驱动因素,计算不同地力水平下GRY与氮肥用量的关系。【结果】2004—2019年间,全国水稻HRY为4.98～6.86 t/hm2,ARY为3.06～3.47 t/hm2,GRY为1.92～3.41 t/hm2。不同区域相比,HRY和GRY均是西南(水稻–其他作物轮作)>长三角(...     

稻草覆盖和香根草篱联合调控红壤坡耕地土壤团聚体粒组碳钾分配规律

土壤有机碳可以通过影响土壤矿物钾释放以及解钾菌特性而对土壤钾素产生影响,本文基于稻草覆盖和香根草篱控制红壤坡耕地水土流失长期定位试验,通过对比常规管理(CK)、稻草覆盖(S)、稻草覆盖+香根草篱(S+V)处理,研究稻草覆盖及香根草篱措施对土壤主要化学性质的影响,并分析土壤团聚体粒组分布及碳和钾在土壤团聚体粒组中的分配规律。结果表明,在所有处理中,S+V处理的土壤pH、有机碳、全钾和速效钾含量显著较高,与CK处理相比,S+V处理的土壤pH提高了0.23,有机碳、全钾和速效钾含量分别提高了6.52%、11.60%和11.49%。不同处理下土壤团聚体粒组分布无显著差异,所有土壤团聚体粒组中均以>0.25 mm土壤团聚体粒组的比例最高。与CK处理相比,S和S+V处理的>2 mm土壤团聚体粒组有机碳含量分别提高了9.42%和40.03%。与CK处理相比,S+V处理下>2 mm、0.25～0.053 mm和<0.053 mm土壤团聚体粒组中全钾含量分别提高了3.67%、4.92%和5.14%。同时,S+V处理下>2 mm和<0.053 mm土壤团聚体粒组中速效钾...     

中国稻作区土壤速效钾和钾肥偏生产力时空变化

基于农业农村部布置在全国的水稻土监测样点(1988—2017),分析不同稻作区水稻土的速效钾、钾肥偏生产力和钾素表观平衡的时空变化趋势.在30 a间,东北区水稻土速效钾含量显著高于长江三角洲(长三角)、长江中游、华南和西南地区.随试验年限的延长,除了长江中游的水稻土速效钾为先增加后稳定的趋势外,东北、长三角和华南区的水...     

长期施肥红壤性稻田和旱地土壤有机碳积累差异

  【目的】  提高土壤有机碳水平对提升农田生产力有重要意义。基于长期定位施肥试验,比较施肥影响下相同成土母质发育的红壤性稻田和旱地土壤的总有机碳 (TOC) 及其组分的积累差异,以深入理解红壤有机碳的固持及稳定机制。  【方法】  稻田和旱地长期施肥试验分别始于1981和1986年,包含CK (不施肥对照)、NPK (施氮磷钾化肥) 和NPKM (有机无机肥配施) 3个处理,在2017年晚稻和晚玉米收获后,采集两个试验上述处理的耕层 (0—20 cm) 土样,通过硫酸水解法分离土壤活性与惰性有机碳,测定并计算土壤中TOC及其组分的含量及储量,并利用Jenny模型拟合试验期间耕层土壤TOC含量的变化动态,估算土壤固碳潜力。  【结果】  与CK相比,长期施肥可提高稻田和旱地土壤各有机碳组分的含量,且NPKM处理的效果优于NPK处理。相比于稻田土壤,施肥对旱地土壤各有机碳组分含量的提升更加明显。NPK和NPKM处理下,旱地土壤活性有机碳组分Ⅰ、活性有机碳组分Ⅱ、惰性有机碳含量的增幅分别是稻田土壤的2.7、2.7、5.8倍和2.0、1.4和2.5倍。不论施肥与否,稻田土壤TOC的固存量和固存潜力均显著高于旱地土壤。施肥促进土壤固碳,在稻田和旱地土壤上,NPKM处理的TOC固存量分别是NPK处理的1.7和25.5倍,TOC固存潜力则分别是NPK处理的1.4和5.8倍。长期不同施肥均显著提高稻田和旱地土壤年均碳投入量,线性拟合方程表明,随碳投入量增加,土壤活性有机碳储量的累积对稻田、旱地土壤TOC储量累积的贡献率分别达64.7%、44.6%。不同处理间稻田与旱地土壤活性有机碳 (包括活性有机碳组分Ⅰ与活性有机碳组分Ⅱ) 含量的差异可解释其TOC含量差异的52.9%～60.0%。  【结论】  与施氮磷钾化肥相比,有机无机肥配施可更好的促进土壤固碳,且在旱地土壤上的促进作用比在稻田土壤上更为明显。与稻田土壤相比,旱地土壤各有机碳组分含量的变化对长期施肥的响应更敏感,且在施氮磷钾化肥条件下表现更为明显。红壤性稻田和旱地土壤TOC积累的主要贡献组分分别为活性有机碳和惰性有机碳。红壤植稻虽有利于有机碳固持,但红壤性稻田土壤的活性碳占比较高,可能易因不当管理而发生损失。