稻麦秸秆全量还田的产量与环境效应及其调控

秸秆还田是一项土壤培肥、实现农业可持续发展的重要措施,但稻秆还田经济效益低、增产效应不显著以及一些环境负效应,影响了该措施的推广。本文结合本课题组研究工作,综述了国内外近期的相关研究进展,就稻麦秸秆全量还田的产量效应、秸秆腐解特性与环境效应及其调控进行了分析。研究表明,秸秆还田能提高土壤肥力,增加稻麦产量,且增产效应随还田时间延长而增加;稻季麦秸/油菜秸的腐解率在50%~66%,其N、P、K养分释放率分别为42%~58%、55%~68%和92%~98%;秸秆还田能显著提高农田碳固定、减少径流损失,但也增加了稻田甲烷排放、氨挥发以及渗漏的养分损失。提高秸秆还田效益的调控措施有:增加稻麦前期氮肥施用比例,适当减少总的氮肥、磷肥用量,大幅减少钾肥用量;秸秆尽量在麦季还田、稻季采用湿润灌溉可减少甲烷排放。     

长期施用化肥和秸秆对活性有机质组分的影响

以长期定位试验为基础,分析了长期施用化肥和秸秆对土壤不同组分C、N的影响.结果表明:连续施肥16年后,与CK处理相比,单施化肥使土壤全N、有机C、轻组有机N、颗粒态有机N、碱解N、易氧化有机C分别增加了13.8%,9.4%,38.2%,20.0%,19.7%和26.3%,但并没有增加轻组有机C量和颗粒态有机C量.化肥与秸秆配施后,土壤全N、有机C和不同组分C、N含量都显著大于单施化肥.单施化肥显著降低了土壤有机质、轻组有机质、颗粒态有机质的C/N比,但化肥与秸秆配施后, 其C/N比并没有继续降低.此外,易氧化有机C量与土壤有机C量显著相关,颗粒态有机N量、轻组有机N量、碱解N和土壤全N间也存在显著相关性.     

秸秆还田下氮肥用量对水稻产量及养分吸收的影响

通过田间试验研究了秸秆全部还田条件下不同N肥用量对水稻产量和养分吸收的影响.结果表明,在秸秆还田条件下,施用N肥可以明显提高产量,但并不是越多越好,当N肥用量超过240 kg/hm~2时,水稻产量不再随N肥用量而增加;随着N肥用量的增加,秸秆和籽粒中的N、P含量均与对照处理不同,籽粒中N、P含量分别是秸秆的1.7～2.6倍和1.6～3.5倍,这一比例随N肥用量的增加而减小.秸秆还田下,太湖地区高产水稻田的最佳N肥用量控制在180～240 kg/hm~2,可以获得较高的产量和N肥利用率.     

稻田化肥减量施用的环境效应

在太湖地区宜兴市水稻田采取田间试验与室内分析相结合的方法,研究了适当减少化肥用量(优化施肥)对水稻产量、田面水与渗漏液中氮、磷养分的影响.结果表明:优化与常规两种施肥处理下水稻产量差异不显著,但优化施肥节省22%氮肥,减少30%～40%氮素径流损失,减少32.3%氮素渗漏损失.田面水与渗漏液中溶解性总氮(TDN)浓度与施肥量呈正相关,在施肥后的1～2 d内达到峰值,不同施氮处理TDN浓度在一周内差异显著,以后渐趋一致.施肥后田面水中溶解性总磷(TDP)浓度高达15.7 mg·L-1,整个稻季均高于导致水体富营养化的临界值,存在着污染附近水体的风险;稻田对灌水中的磷有净化作用.适当减少化肥用量、加强稻田水肥管理,是控制农田面源污染的重要措施.     

取蜜巧治螨

取蜜巧治螨取蜜时将脾上的蜜蜂抖掉，把“升华硫”粉倒在报纸上，然后把蜂刷往水里沾一下，再将蜂刷甩干，用蜂刷沾少许的“升华硫”粉，扫去蜂脾上的余蜂，这样做取了蜜又治了螨，可谓一举二得，再加上春、秋断子的多次治螨，使蜂群常年不发生螨害。河南省扶沟县曹里乡王...     

太湖地区麦季氮素淋失特征

通过排水采集器模拟试验,研究了太湖地区不同施肥水平下,麦作期间农田氮素淋洗特点。结果表明,麦季氮素渗漏损失以NO3--N为主,占总氮量的36.2%～99.1%,平均高达82.9%,NO3--N淋洗量随施肥量的增加而增加。不同施肥水平及肥料种类,对于NO3--N淋洗有着不同的影响,在试验的施肥水平下,麦作期间氮素淋失对地下水存在潜在污染。     

秸秆还田下氮肥用量对稻田养分淋洗的影响

通过田间试验,研究秸秆还田配施氮肥对稻田土壤养分淋洗的影响。结果表明,随氮肥用量增加,田间渗漏水中NH4+-N、NO3--N、全氮浓度随之增加;与秸秆未还田相比,秸秆还田降低了田面水与渗漏水中NH4+-N、NO3--N的浓度;秸秆还田下各处理30cm土层渗漏水中全氮和NO3--N浓度最高,其浓度范围分别为1.09~12.76mg·L-1和0.76~3.74mg·L-1;全磷浓度范围为0.02~0.79mg·L-1,田面水中全磷浓度随施氮量增加而增加,30cm渗漏水中全磷浓度大于60cm渗漏水。氮肥用量180kg·hm-2时,施肥后5~10d内30cm、60cm渗漏水中的养分以NH4+-N为主,其后均以NO3--N为主。氮肥与秸秆配合施用,可降低田面水和渗漏水中的氮磷浓度,改善肥料利用效率。     

15N标记秸秆在太湖地区水稻土上的氮素矿化特征研究

采用室内恒温培养试验研究了在太湖地区乌栅土和黄泥土上添加15N标记秸秆后,秸秆15N在矿质氮、微生物氮和不同粒径土壤组分中的分配情况,并应用氮同位素库稀释法测定了秸秆在两种土壤上的氮总矿化速率。结果表明:两种土壤添加秸秆后,土壤矿质氮量在7～28 d之间迅速下降,微生物氮在前7 d逐渐升高,随后维持稳定。随着秸秆的分解,秸秆15N进入矿质氮库和微生物氮库,矿质15N在第7天时最高,占添加秸秆15N的9.24%～12.3%,微生物15N在第14天时最高,占添加秸秆15N的21.3%～40.5%,随后矿质15N和微生物15N量均下降。在培养的第7～28天之间,矿质15N和微生物15N出现下降,可能存在秸秆氮的损失。培养56 d时,10.5%～13.3%的秸秆15N进入土壤53μm～2 mm组分,24.5%～26.5%进入2～53μm组分,30%进入<2μm组分,有5.7%～14.9%的秸秆氮损失掉,仍有15.4%～29.1%的秸秆未分解,秸秆在乌栅土上分解的更多,但损失也更多。添加秸秆后0.5 d时,秸秆在乌栅土和黄泥土上的氮总矿化速率分别为1.61 mg kg-1d-1和1.48 mg kg-1d-1;56 d时,秸秆在乌栅土和黄泥土上的氮总矿化速率分别为0.26 mg kg-1 d-1和0.36 mg kg-1 d-1。     

太湖地区稻麦高产的氮肥适宜用量及其对地下水的影响

通过田间定位试验与土壤渗漏仪 (Lysimeter)模拟试验 ,研究太湖地区稻麦生产中氮肥过量施用带来氮肥利用率低与环境污染问题 ,探讨本区稻麦高产与减少氮肥淋洗的适宜氮肥用量。初步试验结果表明 ,氮肥适宜用量随着稻麦产量的提高而增加 ,本区两种主要土壤水稻、小麦高产的氮肥适宜用量(以N计 )分别为 2 2 5～ 2 70kghm- 2 与 1 80～ 2 2 5kghm- 2 ;适宜的氮肥用量使单位面积的有效穗数和每穗的结实颖花数均高 ,因而产量高。氮素的淋洗以NO- 3 N为主 ,主要发生在麦季与泡田插秧初期 ,其含量随着施氮量的增加而增加 ,每hm2 施N 2 2 5kg的模拟试验 ,麦季渗漏液的NO- 3 N浓度在 5 4～ 2 1 3mgL- 1,有60 %的样次超过污染标准 (NO- 3 N 1 0mgL- 1) ;田间试验 ,麦季施N量在 2 70～ 31 5kghm- 2 范围内 ,地下水NO- 3 N浓度在 1 9～ 1 1 0mgL- 1,有 2 0 %的样次接近 ,1 0 %的样次超过污染标准。长期NO- 3 N渗漏累积 ,势必对地下水构成潜在威胁。     

苏南典型村镇河网区沉积物重金属与营养盐污染评价

采集江苏省常熟市某镇34个河网表层沉积物样品,分析了其中全氮(TN)、全磷(TP)、有机质(OM)以及重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn,同时对沉积物重金属和营养盐的污染特征和来源进行了研究。结果表明:杨园镇河网表层沉积物重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的平均含量分别为15.7、6.11、162、124、0.55、86.3、72.5、370 mg·kg-1,分别是江苏省土壤背景值的1.6、46.9、2.1、5.5、1.9、3.2、2.8、5.9倍,TN、TP平均含量分别为2541、1299 mg·kg-1,河网区沉积物重金属Cd、氮磷污染严重且空间分布差异明显。采用地累积指数和沉积物质量基准评价了河网表层沉积物重金属污染及相应生物毒性效应,表明Cd的污染程度最强,并且发生生物毒性效应的几率很高。采用有机指数和有机氮评价河网沉积物有机碳氮污染状况,有机指数平均为0.98,处于Ⅳ级,有机碳污染严重;有机氮平均为0.24%,处于Ⅳ级,有机氮污染严重。相关性分析和因子分析表明沉积物中重金属和营养盐主要来自工业废水和生活污水的排放,建议通过优化产业布局、强化源头防治和深化污水处理以防控和削减该地区水体重金属危害。