鄱阳湖地区长期施肥双季稻稻田生态系统净碳汇效应变化特征

以江西省红壤所长期施肥红壤水稻土双季稻农田生态系统为研究对象,利用不同施肥年限作物的产量及土壤有机质含量等测定数据,结合调查获得的生态系统物质和管理投入资料,估算了不同施肥处理双季稻生态系统的碳汇效应和经济效益,并比较了不同施肥年限农田生态系统碳汇效应的变化特征。结果表明：有机肥与无机肥配施处理的净碳汇效应最强为-8.78 tC.hm-2.a-1,不施肥处理的净碳汇效应最弱为-4.86 tC.hm-2.a-1,加倍施加化肥虽提高了系统的净碳汇效应,但是作用不显著;不同施肥年限,相同施肥条件农田的作物固碳量和净碳汇效应没有显著性差异,但是土壤固碳量变化显著,施加有机肥可以维持和提高土壤的固碳能力平均达到0.41 tC.hm-.2a-1,在追求更高作物固碳量同时,提高和维持土壤的固碳能力也是提高农田碳汇效应的有效途径。有机肥与无机肥配施处理的平均经济效益为17 568 CNY.hm-.2a-1,也高于其他施肥处理。因此,适当施加有机肥不仅可以大幅提高农田生态系统的碳汇效应,还可以显著提高农业生产的经济效益,是实现低碳、高值农业的最有效措施之一。     

长期施肥下土壤性质变化及其对微生物生物量的影响

在对长期施用化肥以及与有机肥配施处理的红壤稻田土壤水分特征曲线研究的基础上,考察了土壤性质变化及各种孔隙分布特征,探讨了不同大小孔隙分布和有机碳含量以及微生物生物量的关系。结果表明：长期施用有机肥增加了土壤有机碳含量,提高了土壤保持水分的能力。相比于不施肥处理(通气孔隙度0.121 m3/m3),施用有机肥增加了土壤的通气孔隙(通气孔隙度0.156 m3/m3),施用化肥减少了土壤的通气孔隙(通气孔隙度分别为NK 0.11 m3/m3,NP 0.115 m3/m3,NPK 0.082 m3/m3,2NPK 0.113 m3/m3),长期施用有机肥的土壤中大孔隙度和中孔隙度分别是施用化肥和不施肥处理的 1.45 ~ 1.68倍和1.22 ~ 1.43倍,小孔隙度在0.39 ~ 0.41 m3/m3之间,且所有施肥处理之间无显著差异。通过相关分析表明,土壤有机碳含量与土壤总孔隙度和中孔隙度均极显著相关(P<0.01),与土壤大孔隙度显著相关(P<0.05),土壤微生物生物量碳和呼吸强度与大孔隙度显著相关(P<0.05),说明长期施用有机肥是通过提高土壤有机碳来改善土壤中、大孔隙比例,最终提高土壤总孔隙度,增加土壤大孔隙的数量,有利于土壤微生物的活动的。     

工程排水和农业措施改良鄱阳湖区潜育化稻田的效果

【目的】潜育化水稻土存在渍、冷、烂、闭(气)、毒及缺素等障碍因素。开沟排水是改良潜育化稻田最有效的方法,而垄作、湿润灌溉及冬季晒阀等栽培管理措施也具有调控水分、改善土壤结构和氧化还原状况的作用。本文研究开沟排水与农业措施相结合改良鄱阳湖区潜育化稻田的效果,旨在为湖区潜育化水稻土改良提供技术参考。【方法】2012 2013年在鄱阳湖区潜育化双季稻田以工程排水(Ditching Drainage,D-D)为主处理,持续淹水(对照,Continuously Flooded,CF)、垄作(Ridge Culture,RC)、湿润灌溉(Wet Irrigation,WI)、冬季晒阀(Winter Plough,WP)4个农业措施为副处理,通过2年4季的田间试验研究了工程排水与农业措施相结合对鄱阳湖区潜育化稻田水稻产量、土壤还原物质总量及土壤物理化学性质的影响,分析了工程排水及农业措施相结合改良鄱阳湖区潜育化稻田的潜力。【结果】工程排水及优化农业措施可以明显提高水稻产量。工程排水条件下持续淹水、垄作、湿润灌溉和冬季晒阀处理的早晚稻产量分别比对应的无工程排水处理增加12.8%、10.1%、13.3%和13.3%,农业措施中垄作处理的产量最高;其中工程排水与垄作相结合增产效果最明显,每季增产1.11-1.89 t/hm2。受排水造成田内养分流失等因素影响工程排水和农业措施对水稻收获期秸秆和籽粒中的养分含量影响没有明显规律。工程排水显著降低了潜育化稻田0—15 cm土壤还原物质总量,冬季晒阀和垄作处理也显著降低了土壤还原物质总量,工程排水与优化栽培模式相结合降低土壤还原物质总量的作用更明显,其中也以工程排水与垄作相结合作用最好,可减少1.11 1.87 cmol/kg。潜育化稻田耕层土壤还原物质总量随着土壤深度增加而增高。工程排水显著提高了潜育化稻田的土壤阳离子交换量、速效磷、全氮含量,农业措施中垄作对提高土壤养分含量及改善养分供应状况的作用最明显。工程排水还提高了垄作、湿润灌溉和冬季晒阀等农业措施土壤腐殖质碳和富里酸碳含量。【结论】工程排水可以显著降低土壤还原物质总量,提高土壤阳离子交换量、速效磷、土壤全氮含量,垄作、湿润灌溉和冬季晒阀等农业措施也可降低土壤还原物质总量,提高土壤养分含量及改善养分供应状况,其中垄作的作用最明显。因此,在采用工程排水措施改良鄱阳湖区潜育化稻田时,还应采取适当的栽培措施。     

长期施用绿肥对红壤稻田水稻产量和土壤养分的影响

通过对26年长期定位试验结果的统计分析,结果表明:绿肥与化肥长期配合施用有利于水稻稳产增产,减少化肥的使用量,提高化肥NPK养分的农学利用效率达60%以上。26年水稻平均产量以OM3处理(紫云英+猪粪)最高,比CK增产64.47%,比NPK处理增产6.86%;其化肥养分农学效率为16.33kg/kg,比NPK处理化肥养分农学效率高118.9%。绿肥与化肥长期配合施用土壤有机质、全氮和全磷均有所积累,积累的量与肥料施用量及有机肥种类相关,以紫云英+猪粪处理最优。土壤钾素均表现亏缺,土壤全钾和速效钾均低于试验前,亏缺幅度最小的是紫云英+稻草处理,其土壤全钾和速效钾分别比对照高4.28%和13.94%。通过对土壤有机质、全氮、全磷和全钾与水稻产量关性分析,相关系数最高的为土壤全钾(r=0.808**),说明缺钾已成为限制红壤稻田高产的主要肥力因子。     

鄱阳湖地区长期施肥双季稻田生态系统净碳汇效应及收益评估

以江西省红壤所长期施肥红壤水稻土双季稻农田生态系统为研究对象,利用不同施肥处理作物产量及土壤有机质含量等测定数据结合调查获得的生态系统物质和管理投入资料,估算了不同施肥处理（不施肥（CK）、单施氮肥（N）、单施磷肥（P）、单施钾肥（K）、氮磷肥配施（NP）、氮钾肥配施（NK）、氮磷钾配施（NPK）、两倍氮磷钾配施（2NPK）、有机肥与氮磷钾肥配施（NPKM））双季稻生态系统的碳汇效应和经济效益。结果表明,有机肥和化肥配施（NPKM）既提高了系统的作物固碳量又显著增加了土壤的固碳量,使得其净碳汇效应最大,为8．78tC·hm^-2·a^-1;两倍氮磷钾配施（2NPK）系统的净碳汇效应为8．11tC·hm^-2·a^-1,二者均高于氮磷钾配施（NPK）处理的7．03tC·hm^-2·a^-1,不施肥及单施一种或两种无机肥配施系统的净碳汇效应均明显减弱,其中不施肥处理（CK）最小为4．52tC·hm^-2·a^-1,单施N肥比单施P、K肥在提高系统净碳汇效应上作用明显。配施有机肥（NPKM）稻田的作物产量和经济效益也高于无机肥配施处理（NPK和2NPK）,不施肥、单施一种或两种无机肥配施稻田的作物产量和经济效益明显偏低。因此,稻田施用一定量的无机肥是提高稻田生态系统碳汇效应和经济效益的保证,而配施有机肥可以明显提高稻田生态系统的碳汇效应和经济效益。     

江西省不同地市化肥用量分析及对农业产值的贡献

为指导江西省不同地市的化肥减施增效行动,结合《江西统计年鉴》分析了2012—2014年江西省不同地市的年均化肥用量,并量化了化肥用量与农业产值的相关关系.结果表明,在江西省范围内,氮、磷、钾肥年均用量大体呈现出赣州和宜春明显高于其他城市.同时,氮、磷、钾肥均呈现出南昌、九江、赣州、吉安、宜春、抚州和上饶在全省占比较高,...     

长期施肥下三种旱作土壤有机碳含量及其矿化势比较研究

[目的]通过研究长期施肥下旱作农田土壤有机碳含量和有机碳矿化势的变化及其影响因素,以期明确影响土壤有机碳贮存的可控因素,为进一步增加土壤有机碳贮存和农田可持续利用提供理论依据.[方法]选取黑龙江省、河南省和江西省的黑土、潮土和红壤长期定位试验的不施肥处理(CK)、单施化肥处理(CF)和有机肥化肥配施处理(MCF),测定...     

鄱阳湖地区长期施肥双季稻田生态系统净碳汇效应及收益评估

以江西省红壤所长期施肥红壤水稻土双季稻农田生态系统为研究对象,利用不同施肥处理作物产量及土壤有机质含量等测定数据结合调查获得的生态系统物质和管理投入资料,估算了不同施肥处理(不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、单施钾肥(K)、氮磷肥配施(NP)、氮钾肥配施(NK)、氮磷钾配施(NPK)、两倍氮磷钾配施(2N...     

肥料运筹对晚稻产量及根系和叶片衰老进程的影响

为了解施肥对水稻生长和衰老进程的影响,通过肥料运筹田间试验,研究晚稻产量及根系和叶片衰老的变化规律。结果表明,不施肥处理及缺N处理在整个生育进程中根系伤流量及叶绿素含量均低于其他处理,且生育后期衰老速率快于其他处理,有机无机肥配施(NPK+OM)处理在整个生育进程中根系伤流量及叶绿素含量均保持最高水平,且后期衰老速率明显慢于其它处理;不施肥或偏施肥处理水稻产量显著低于氮磷钾配施处理;NPK+OM处理产量最高为7.55 t/hm2,比不施肥(CK)处理增产35.51%;水稻叶绿素含量衰减率与根系伤流衰减率呈极显著正相关(P<0.01);水稻产量与根系伤流量和叶绿素含量衰减率呈极显著负相关。这一结果表明：氮磷钾配施,尤其是氮磷钾配施有机肥有助于延缓杂交水稻的衰老进程,对提高杂交水稻产量作用明显。     

不同有机培肥方式对红壤性水稻土磷素的影响

基于红壤性水稻土有机肥长期定位试验,分析了红壤双季稻种植模式下,不施肥、NPK、紫云英+猪粪+化肥、紫云英+猪粪+秸秆+化肥、紫云英+秸秆+化肥处理耕层土壤全磷、Olsen-P、磷素有效性和磷素利用率35年的变化特征,以及Olsen-P与水稻产量的响应关系。结果表明:不施肥处理土壤全磷含量显著降低,有效磷含量及磷素有效性略微下降。配施猪粪显著提高全磷、Olsen-P含量和磷素有效性,但显著降低磷肥利用率,增加磷的环境污染风险。化肥配合紫云英及稻草还田处理土壤全磷、有效磷含量以及磷素有效性保持稳定,但显著提高磷肥利用率。Olsen-P的产量农学阈值为16.36 mg kg-1。