对稻麦秸秆还田问题的思考

众所周知,秸秆还田是提高土壤肥力与防止秸秆焚烧的一个十分重要途径,同时,秸秆也是宝贵的再生资源,多级利用可以发挥其最大的效益,这是否意味着稻麦秸秆能长期连续全量还田?或秸秆可以全部收集离地?本文以江苏省农业科技自主创新项目阶段性研究成果为基础,结合国内外相关文献资料,通过探讨稻麦秸秆全量还田对产量和土地持续生产力的影响及其环境效应,对稻麦秸秆最大还田量进行了分析,同时讨论了基于维持土地生产力的稻麦秸秆最低还田量问题,旨在为稻麦秸秆还田或收集利用提供参考。研究结果表明,为维持土壤地力的持续提高,一定量的秸秆还田是必要的;稻麦秸秆全量还田对稻麦有增产作用,可减少农田氮、磷径流损失,并能显著提高土壤肥力水平,但麦秸还田会增加稻田温室气体排放;因此,在条件允许下,应避免或减少麦秸还田。     

施用鸡粪稻田土壤氮磷养分淋洗特征研究

通过田间试验,研究了长期施鸡粪稻田不同鸡粪施用量下氮、磷养分淋洗特征及其潜在的环境效应.结果表明,田面水NH 4 -N和NO-3 -N浓度在施鸡粪初期均较高,且施鸡粪增加其浓度.NH 4 -N在30 cm、60 cm、90 cm渗漏液中平均浓度分别为1.05～1.48 mg · L-1、1.08～1.91 mg · L-1和1.02～2.38 mg ·L-1,不同层次之间浓度没有明显差别;同一层次NH 4 -N浓度随鸡粪用量增加而增加.渗漏液NO-3 -N浓度与NH 4 -N浓度值相比,含量略高,沿土壤剖面呈上低下高趋势;施用大量鸡粪能明显增加土壤渗漏液中NO-3 -N含量.稻田田面水总磷浓度在鸡粪施用初期达到最大值,且随着鸡粪用量增加而明显增加;随后逐渐降低;但整个生长季含量均超过0.1 mg · L-1.不同层次渗漏液总磷含量变化差别不大.总磷在水稻生长季前期较平稳,8月初有1显著高峰,磷淋洗量与鸡粪用量明显相关.长期施鸡粪稻田土壤氮、磷具有较高环境风险.     

基于数码相机的水稻氮素营养诊断

作物叶片的颜色与其氮素营养状况密切相关,因此可以用叶片的绿色程度来反映其氮素水平。为了量化水稻叶片颜色特征并建立其与氮素营养状况间的关系,使用数码相机拍摄了不同品种、氮肥用量的水稻叶片图像,并比较了3个图像特征参数色相(H, Hue)、明度(V, Value)、深绿色指数(DGCI)与SPAD值及水稻叶片含氮量的关系。结果表明,H、V、DGCI与SPAD值间存在良好的线性关系,拔节期、孕穗期DGCI和SPAD值间的决定系数分别为0.62**、0.60**。同时,3个特征参数和叶片含氮量间也存在良好的线性关系,孕穗期H、V、DGCI与叶片含氮量间的决定系数分别为0.53**、0.63**、0.59**。利用图像特征参数对水稻进行氮素营养诊断时选择孕穗期较好,3个特征参数中V较稳定,与水稻氮素营养间关系最好。     

基于数码相机的水稻冠层图像分割及氮素营养诊断

利用数码相机对作物进行快速准确的营养诊断,需要对图像中作物冠层部分与非冠层部分进行有效的分割。该文依据绿色植被和土壤在可见光区域反射光谱的差异,提出了根据数字图像绿色通道和红色通道差值的大小设定阈值对图像进行分割的方法。阈值设定为10～20之间时对水稻冠层图像有较好的分割效果,拔节期和孕穗期获得最佳图像分割效果的阈值分别为10与20。分割后图像中提取的特征参数与SPAD值、叶片含氮量等指标间具有良好的相关关系,其中红光标准化值NRI与两者间的相关系数达到-0.87和-0.65。该方法能准确地分割水稻冠层图像,且简便易行,对绿色植被的图像分割具有普适性,有较高应用价值。     

苏南村镇河道疏浚底泥农用对水稻生长、产量及品质的影响

随着人们对农村环境污染的重视以及农村河道底泥疏浚工程的不断增加,疏浚底泥的处置也成为一个日益严峻的问题。本研究以江苏省常熟市辛庄镇河道疏浚底泥为研究对象,通过盆栽试验研究了4种底泥农用对水稻生长、产量及品质的影响。结果表明,底泥种植的水稻株高、穗数、生物量和籽粒产量均低于普通土壤,水稻生物量、产量与底泥碱解氮含量呈显著正相关(0.585*、0.556*),与底泥可溶性盐含量呈极显著负相关(–0.914**、–0.897**),与底泥Eh呈极显著正相关(0.887**、0.857**)。通径分析表明,底泥可溶性盐和Eh是影响水稻生长和产量的主要限制因子。稻米重金属平均富集因子顺序为Zn(0.23)Cu(0.09)=Cd(0.09)Cr(0.005)Ni(0.0025)Pb(0.0017),逐步回归分析表明稻米重金属的积累与土壤有效态重金属、pH和有机质有关。稻米单一重金属目标风险系数值均小于1,其顺序为:CuZnCdPbNiCr,而稻米重金属复合目标风险系数值大于1,表明食用该类底泥栽种的稻米可能存在潜在健康风险,并且成人食用稻米的重金属复合目标风险系数值高于儿童。     

秸秆还田配施氮肥对稻田增产及田面水氮动态变化的影响

针对我国南方稻田氮素流失污染严重问题,为明确高产稻田秸秆还田下氮肥施用效应,采用田间试验,研究秸秆全量还田下不同氮肥用量对水稻产量及稻田田面水氮素动态变化的影响,以期为长江下游径流易发地区探寻兼顾产量与环境效益的秸秆还田配施氮肥措施。结果表明:(1)秸秆还田下配施氮肥可显著提高水稻产量,但当氮肥用量过高则增产效应降低,连续秸秆还田4年以上可以发挥秸秆部分替代氮肥的增产效应;(2)稻田田面水总氮TN、NH₄⁺-N在每次施肥后1～2 d达到峰值,之后迅速下降至相对低浓度水平,施肥后一周内是氮素径流损失的风险期,秸秆还田可有效降低水稻生育前期稻田田面水TN浓度,但同时一定程度增大了可溶性有机氮(DON)的流失潜力;(3)秸秆还田下搭配减氮施肥(SN1)较推荐氮肥(SN2)与常规施肥(SN3)可分别减少25%、40%氮肥用量,同时可分别降低田面水中9.6%、20.8%TN含量(P <0.05),是兼顾产量与环境效益的最佳措施。因此,推荐长江中下游径流易发的水稻种植区,对秸秆长期全量还田,配施氮肥用量180～225 kg·hm^–2