洞庭湖区典型稻田玉米水稻轮作下土壤—作物系统对施氮措施的响应

【目的】双季稻田水旱轮作后能够提高作物产能降低土壤有机质含量,但水旱轮作后化肥氮素配施不同有机物料对作物产量、氮素利用效率及有机质含量影响的报道较少。【方法】以玉米水稻轮作为研究对象,于2015—2021年在洞庭湖区紫潮泥和红黄泥两种双季稻田上设置不施氮肥(CK)、单施化肥(NPK)、NPK+秸秆还田(NPKS)、NPK+有机肥(NPKM)、NPK+生物炭(NPKB)5种处理,探讨在两种土壤上不同施肥处理的作物产量、养分利用效率和土壤碳氮含量及平衡的变化。【结果】紫潮泥和红黄泥6年试验的平均玉米产量、水稻产量和年总产量分别为5.7、7.3和12.9 t·hm^(-2),三者在紫潮泥中的产量都略高于红黄泥,但差异都不显著。与NPK处理相比,NPKM处理使两种土壤的玉米和水稻平均产量分别显著(P<0.05)提高10.6%、4.20%。在所有处理中,NPKM处理玉米产量最高,为6.0 t·hm^(-2);NPKB处理水稻产量最高,为7.5 t·hm^(-2)。NPKM和NPKB处理的6年平均年总产量分别显著(P<0.05)高于其他处理,但NPKM和NPKB处理间差异不显著。与其他处理相比,NPKM处理显著(P<0.05)提高了玉米水稻的化肥氮素回收率、农学效率和偏生产力,玉米季6年平均值分别为66.3%、39.5 kg·kg^(-1)、56.0 kg·kg^(-1),水稻季6年平均值分别为53.8%,21.9 kg·kg^(-1)、68.6 kg·kg^(-1)。NPKB处理较NPK、NPKS显著(P<0.05)提高了玉米水稻的化肥氮素农学效率和偏生产力,较NPK处理显著(P<0.05)提高了玉米化肥氮素回收率。两种土壤有机碳、全氮含量从第4年(2019年)开始显著下降。与试验开始前(2015年)相比,2021年紫潮泥和红黄泥施氮处理年平均有机碳含量分别下降了1.8、0.7 g·kg^(-1),全氮含量分别下降0.4、0.1 g·kg^(-1);两种土壤NPKM处理的土壤有机碳平均含量下降幅度最小、NPKB处理次之。NPKM处理的碳、氮投入量最高,平均土壤有机碳、全氮损失量最小,分别为0.48 t C·hm^(-2)·a^(-1)、94.7 kg N·hm^(-2)·a^(-1)。【结论】双季稻田水旱轮作后,化肥与有机肥、生物炭配施能提高作物产量和延缓土壤有机质下降,试验期间化肥配施有机肥处理玉米平均产量最高,化肥配施生物炭处理水稻平均产量最高。

长期紫云英还田与化肥配施对土壤团聚体中黏粒矿物组成的影响

在湖南南县长期紫云英-双季稻轮作试验的基础上,选择单施紫云英(MV)、单施化肥(F100)和紫云英配施全量化肥(MV+F100)处理,研究不同施肥处理下土壤大团聚体(>250μm)、小团聚体(53~250μm)、粉黏粒(2~53μm)及<2μm团聚体的黏粒组分(100~2000、25~100 nm)中矿物的类型、含量和分布特征。结果表明,不同处理各粒级团聚体黏粒组分中的矿物组成相似,主要以伊利石和高岭石为主,包含少量蛭石和1.4nm过渡矿物。MV和MV+F100处理中,相比于<2μm团聚体,大团聚体、小团聚体及粉黏粒中100~2000 nm组分高岭石含量有所降低,蛭石含量增加。与MV相比,MV+F100处理明显增加了<2μm团聚体颗粒中伊利石的相对含量,以及各粒级团聚体颗粒中蛭石的相对含量。随着各团聚体黏粒组分由100~2000nm减小至25~100nm,黏粒矿物的类型减少,伊利石的相对含量显著提高,高岭石含量降低且结晶度变差。与F100相比,MV+F100处理中各粒级团聚体100~2000 nm颗粒的硅铝率明显降低,出现脱硅富铝化现象。

紫云英与化肥减施对土壤颗粒中黏粒矿物组成与转化的影响

为了探讨紫云英与不同比例化肥减施下,土壤纳米颗粒中黏粒矿物的组成与转化,以湖南省南县长期紫云英还田(MV)与100%、80%、60%和40%(F100、F80、F60和F40)4个比例化肥配施的长期定位试验为对象,将土壤分为4个粒级(>2000、2000~450、450~100、100~25 nm)的颗粒,研究黏粒矿物在不同粒级颗粒中的分布特征和转化规律。结果表明,①土壤颗粒由>2000 nm减小至100~25 nm,2000~450和450~100 nm颗粒中伊利石的相对含量降低8%~11%,100~25 nm颗粒中1.4 nm过渡矿物和蛭石极少甚至消失,游离铁和非晶质氧化铁的含量增加,在100~25 nm颗粒中最高。②紫云英与化肥减施下,化肥配施量80%前后矿物的转化出现明显差异。化肥从100%降至80%,高岭石的相对含量增加,增幅为14.1%~51.2%,而伊利石的相对含量降低,降幅为3.6%~11.7%;继续降低化肥配施量,高岭石的相对含量却降低,降幅为13.7%~28.8%,而伊利石的相对含量增加,增幅为2.6%~18.5%。③紫云英还田下随着化肥配施量的降低,游离铁的含量无明显变化规律,而非晶质铁的含量在所有粒径中均先显著提高后降低,在MV+F80处理100~25 nm颗粒中达到最高为9.45 g/kg。综上,紫云英配施减量化肥与土壤颗粒中高岭石、伊利石和非晶质铁转化有明显关系,以化肥减施20%处理影响效果最显著。

硝化抑制剂对湖南紫潮泥田紫云英-稻秸还田后水稻产量及镉吸收的影响

研究紫云英-水稻制度下,稻秸还田和硝化抑制剂对水稻生长和镉(Cd)吸收的影响,为湖南双季稻田基于绿肥的稻米安全生产措施提供理论支撑。池栽微区试验设4个处理:紫云英(GM)、紫云英+化肥(GF)、紫云英+稻秸+化肥(GRF)、紫云英+稻秸+化肥+硝化抑制剂(GRFD)。分析了不同措施下的水稻产量与养分积累、稻米Cd吸收、土壤肥力及土壤Cd有效性和形态。相比GRF处理,GRFD处理早稻籽粒和稻秸产量分别增加7.0%和12.2%。GRFD处理下,早稻籽粒氮、磷、钾养分累积量较GRF处理分别增加5.5%、10.1%、6.8%。GF、GRF、GRFD处理早稻籽粒Cd含量较GM处理分别降低64.8%、67.3%、66.8%。GRFD处理早稻可溶性有机碳和可溶性有机氮含量,相比GRF处理分别降低41.2%和8.0%。GRFD处理早稻和晚稻土壤有效态Cd含量,相比GRF处理分别降低70.9%和66.0%,相比GF处理分别降低80.2%和61.4%;GRFD处理晚稻土壤可氧化态Cd含量相比GRF处理增加了52.6%,表明紫云英-稻秸-硝化抑制剂联合利用通过将土壤Cd转变为难以被水稻吸收的形态而降低其有效性。随机森林与相关性表明,早、晚稻速效钾与有效磷在限制水稻吸收Cd中均起到了关键作用。在紫云英-稻秸联合还田条件下,配施硝化抑制剂可提高水稻产量、促进水稻养分吸收,同时通过增加土壤速效钾和有效磷含量,进而减少水稻对Cd的吸收。

^(60)Co-γ射线辐照对紫云英生长及利用的影响

为探究^(60)Co-γ射线对紫云英(Astragalus sinicus)种子的诱变效应,明确适合紫云英翻压利用及生长的辐照剂量,本研究以紫云英种子为试验材料,采用不同^(60)Co-γ射线辐照剂量[0(CK)、300、500、700 Gy]处理种子,观察比较紫云英的养分吸收特性、发芽率和田间生长状况。结果表明,辐射处理可提高紫云英盛花期的氮(N)含量,500 Gy处理盛花期N含量最高。在等N投入量下,与CK相比,500 Gy处理的翻压量可减少2063 kg·hm^(−2),便于机械翻压操作。与CK相比,辐照处理的出苗数、株高等多项指标均呈降低趋势,高辐照剂量700 Gy处理的鲜草产量和种子产量均显著降低(P<0.05),500 Gy处理的各项指标与CK最为接近,且相差较小。综上,用500 Gy的^(60)Co-γ射线辐照紫云英种子,提高了单位质量的氮素含量,便于盛花期轻简翻压利用。

紫云英-赤泥联合修复对中轻度镉污染稻田土壤性质和水稻产量的影响

通过盆栽试验,研究了紫云英(Astragalus sinicus L.,CMV)-赤泥(RM)联合修复对中轻度镉污染稻田土壤性质和水稻产量的影响。结果表明,在水稻不同生育期,联合修复法CMV-RM1和CMV-RM2处理的土壤p H值增幅均低于RM1和RM2处理。在整个生育期内,CMV-RM1和CMV-RM2处理的pH值高于对照,差异均达显著水平(P<0.05),但CMV-RM1与CMV-RM2处理间差异不显著。不同时期CMV-RM1和CMV-RM2处理的土壤有机质、阳离子交换量、碱解氮含量均较其它处理高,但CMV-RM1与CMV-RM2处理之间差异不显著。与对照、单纯添加赤泥处理(RM1、RM2)以及翻压紫云英处理CMV相比,CMV-RM2、CMV-RM1处理的株高、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重、产量均高于其他处理,但CMV-RM2、CMV-RM1处理之间差异均不显著。因此,与单独添加赤泥或单纯翻压紫云英修复相比,CMV-RM联合修复是修复镉污染酸性水稻土的一种经济、高效、可重复的修复方法。从既达到修复效果,又尽可能减少化学修复剂使用量上考虑,建议采用CMV-RM1处理。

紫云英与稻草还田替代部分化肥对双季稻产量和土壤活性有机碳的影响

【目的】基于连续4年田间定位试验,探究紫云英与稻草翻压还田替代部分化肥对双季稻产量以及稻田土壤有机碳组分、碳库管理指数的影响。【方法】开展双季稻田间定位试验,测定早、晚稻产量及连续试验4年后的土壤有机碳和土壤高活性、中活性、活性及非活性有机碳含量,计算土壤碳库管理指数。试验设6个处理:(1)冬闲+氮、磷、钾化肥(CF);(2)翻压紫云英+氮、磷、钾化肥(MV);(3)冬闲+稻草低量还田+氮、磷、钾化肥(RSl);(4)冬闲+稻草高量还田+氮、磷、钾化肥(RSh);(5)翻压紫云英+稻草低量还田+氮、磷、钾化肥(MV+RSl);(6)翻压紫云英+稻草高量还田+氮、磷、钾化肥MV+RSh)。晚稻收获后,采集0—15 cm耕层土壤,采用重铬酸钾法测定土壤有机碳含量,高锰酸钾氧化法测定土壤高活性(33 mmol·L^(-1))、中活性(167 mmol·L^(-1))、活性(333 mmol·L^(-1))有机碳含量。【结果】等氮磷钾养分投入量下,MV+RSh处理的双季稻产量与CF、RSl处理差异显著,其他处理间水稻产量无显著差异,双季稻总产量RSl处理最高,为13347 kg·hm-2,MV+RSh处理最低,为11687 kg·hm^(-2)。连续试验4年后,MV+RSh、RSh、MV+RSl、RSl、MV处理的土壤有机碳含量分别显著增加42.0%、32.9%、29.9%、28.3%、26.3%(P<0.05);各处理的土壤活性有机碳含量提高了23.9%—56.4%,MV+RSh、RSh、MV+RSl、RSl、MV处理土壤非活性有机碳含量分别显著增加了37.3%、28.6%、25.8%、24.1%、23.4%(P<0.05)。相比CF处理,MV+RSh、MV+RSl、MV、RSh、RSl处理下土壤高活性有机碳含量增加了12.3%—27.7%,中活性有机碳含量增加了5.6%—20.0%,活性有机碳含量增加了9.9%—26.3%。翻压紫云英和稻草还田显著提高了土壤碳库管理指数,CF、MV、RSl、MV+RSl、RSh、MV+RSh处理使得土壤碳库管理指数增加了25.5%—61.7%。【结论】连续4年等氮磷钾养分投入下,翻压紫云英、稻草还田替代部分化肥用量可以保证双季稻产量,提高土壤有机碳含量,且有利于增加土壤高活性、中活性、活性及非活性有机碳的含量,皆以MV+RSh处理增加最显著,与仅紫云英还田相比,仅稻草还田对增加土壤有机碳含量贡献更大。综上,在南方双季稻区,在一定替代范围内,紫云英和稻草还田可以减少化肥用量,保证水稻产量。

长期紫云英还田与化肥配施下水稻土团聚体中铁氧化物的演变规律

铁氧化物是土壤团聚体重要的胶结物质,其主要存在于土壤黏粒中。为探索紫云英还田并配施化肥下土壤团聚体中铁氧化物的变化规律及其在不同粒级黏粒组分中的富集特点,以湖南省南县长期紫云英还田的水稻土为研究对象,选择单施紫云英(MV)、单施化肥(F100)、紫云英配施全量化肥(MV+F100)和紫云英配施80%化肥(MV+F80)4个处理,通过湿筛和离心分离土壤团聚体(>250、53~250和2~53μm)和黏粒(<2μm),测定不同处理土壤团聚体及其黏粒中铁氧化物的含量,并分析它们与团聚体稳定性的关系。结果表明:(1)与MV和F100相比,紫云英与全量化肥配施增加了>250μm粒级团聚体的含量,降低了53~250μm粒级团聚体含量,团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别提高了8.2%~20.5%和4.1%~8.5%。(2)与MV相比,紫云英与化肥配施显著提高了各粒级团聚体、2~53μm团聚体黏粒和自由态黏粒非晶质铁的含量(12.7%~55.6%,52.4%~54.9%和45.9%~48.6%),降低了>250和53~250μm团聚体非晶质铁的富集率(32.8%~36.8%和17.2%~28.4%)。而与F100相比,2~53μm团聚体和团聚体黏粒非晶质铁的含量以及富集率均显著降低(3.5%~21.3%、29.2%~30.4%和10.9%~26.9%)。(3)>250μm团聚体含量与团聚体黏粒的非晶质铁含量、铁的活化度呈极显著正相关,与团聚体黏粒的游离铁含量、非晶质铁的富集率呈显著正相关。团聚体的MWD和GMD与>250μm团聚体含量呈极显著正相关,而与<2μm团聚体含量呈极显著负相关。>250、2~53μm团聚体黏粒和自由态黏粒的游离铁是团聚体MWD和GMD最重要的影响因子。紫云英与化肥配施,能够提高团聚体黏粒铁氧化物的含量,促进>250μm团聚体的形成,从而增强团聚体的稳定性。

绿肥配施氮肥对双季稻产量和养分吸收的影响

基于2016年的田间定位试验,在冬闲(F)和冬种绿肥(G)2种模式下,探究不同施氮量(N0:不施氮;N50:减氮50%;N100:常规氮;N150:增施氮50%)对双季稻产量、养分吸收特征及氮素利用率的影响,以期为南方稻区绿肥利用和氮肥施用提供科学理论依据。结果表明,与冬闲模式相比,冬种绿肥模式提高4种不同氮水平下的早晚稻产量,其中早、晚稻稻谷产量平均增产8.0%,5.7%。2种模式下的早稻产量随施氮量增加均呈现出先增加后降低的趋势,而晚稻则呈现上升的趋势。冬种绿肥模式同样提高植株地上部氮(N)、磷(P)和钾(K)素积累量和氮肥偏生产力。随施氮量的增加,这2种模式的早晚稻养分收获指数和氮肥利用率大多呈下降趋势,高量氮肥处理(N150)降低早稻地上部K素的积累量。早晚稻稻谷产量与水稻N、P和K素积累量存在显著正相关,2种模式下的高氮处理(N150)K素吸收的降低与其早稻产量下降相关联。结合稻谷产量与施氮量拟合分析、养分吸收利用等多方面效应,综合考量,冬闲模式下,早稻季氮肥适宜施用范围为150.0~170.3 kg/hm^(2),冬种绿肥模式下,早稻季氮肥适宜施用范围为75.0~122.8 kg/hm^(2)。因此,在我国南方双季稻区,冬种植绿肥还田,可提高水稻对N、P和K素的吸收量,早稻季可以实现氮肥减施,且不降低双季稻产量,对于实现水稻高效生产具有实际意义。

再生稻田间管理和养分运筹研究进展

再生稻是一种在不需要犁田栽秧的情况下短时间内再收获一季的高效特殊稻作模式,具有省时、省工、省肥、环保、高效、精简等优点,对提高粮食产量、确保粮食安全、提高稻田综合效益具有重大意义。详述了再生稻的发展进程和研究现状,总结并分析了再生稻品种、收获期留茬高度、水分管理、植物生长调节剂、养分运筹(促芽肥、出苗肥、硒肥)等对再生稻产量和质量的影响。提出了“绿肥+”、“全程机械化+”再生稻的创新综合田间管理稻作模式以改善稻田土壤环境、提高种植农户收入和实现再生稻的绿色现代化生产。展望了再生稻的发展趋势,以期为再生稻的发展和推广应用提供参考和借鉴。

紫云英和秸秆替代部分化肥对双季稻产量、养分含量及土壤综合肥力的影响

基于连续4年田间定位试验,探讨了紫云英和秸秆替代部分化肥对双季稻产量、土壤综合肥力和植株养分含量的影响。试验设置6个等养分投入处理:①冬闲+氮、磷、钾化肥(CF);②冬闲+秸秆低量还田+氮、磷、钾化肥(RSL);③冬闲+秸秆高量还田+氮、磷、钾化肥(RSH);④紫云英+氮、磷、钾化肥(MV);⑤紫云英+秸秆低量还田+氮、磷、钾化肥(MV+RSL);⑥紫云英+秸秆高量还田+氮、磷、钾化肥(MV+RSH)。结果表明:早稻季,将有机物料替代比例控制在20%以内,水稻产量保持稳定;当替代比例达到39%及以上时,水稻产量显著降低。晚稻季,与CF处理相比,其余各处理提高了土壤有机质和全氮含量,其中,以RSH处理提升效果最为明显,分别提高了11.15%和7.64%。与RSH处理相比,MV+RSH处理土壤综合肥力指数提高了8.5%。与CF处理相比,MV和RSH处理显著提高了水稻籽粒磷、钾含量。综上可知,等养分投入条件下,利用2500kg/hm^(2)秸秆替代20%化肥在保证水稻稳产的同时可提高土壤肥力;紫云英与秸秆联合利用能显著改善土壤肥力状况,但该模式下替代化肥的比例过高在短期内可能有减产的风险。

超级稻田碳氮库管理指数在等养分不同有机物料处理下的动态变化

为比较等养分条件下不同有机物料还田对稻田土壤碳氮库管理指数的影响,揭示水稻不同生育期碳氮库管理指数动态变化及其与产量和收获指数的关系,在湖南省长沙市,选择超级稻种植系统为研究对象进行大田试验。共设置5个等养分投入处理,分别为单施化肥(F)、化肥+水稻秸秆全量还田(FS)、化肥+紫云英全量还田(FM)、化肥+秸秆、紫云英全量还田(FMS)、化肥+秸秆、紫云英全量还田+熟石灰(FMS+Ca),并在水稻5个不同生育期(移栽返青期、分蘖期、孕穗期、灌浆期、成熟期)采集土样,测定土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、总氮(TN)、可溶性总氮(TDN)含量,计算碳库管理指数(CPMI)、氮库管理指数(NPMI)。结果表明:不同处理下的CPMI整体动态变化趋势为移栽返青期降低后缓慢回升,在水稻生育末期紫云英-秸秆联合还田处理FMS(87.18)和FMS+Ca(80.59)的CPMI显著高于F处理(62.53)和FS处理(62.64)(P<0.05);NPMI在分蘖期与成熟期出现了两次急剧下降,并在水稻生育末期FMS+Ca处理(57.58)的NPMI显著高于F处理(45.64)和FS处理(42.70)(P<0.05);与F处理相比,有机无机配施(FS、FM、FMS)处理下作物产量提高了2.19%~2.94%;水稻灌浆期的CPMI与产量和收获指数均呈显著正相关关系。研究表明,紫云英还田代替部分化肥施用能在保证产量的基础上扩容稻田土壤碳氮库,紫云英-秸秆联合还田对提升水稻不同生育期CPMI、NPMI的综合效果最佳。

长期施用化肥和稻草对红壤水稻土肥力和生产力持续性的影响

【目的】研究长期施用氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥和稻草(RS)对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土(分类为普通简育水耕人为土)上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性和土壤肥力难以维持。稻草还田对水稻具有显著的增产作用,27年54季的稻草还田配合化肥处理的平均水稻产量比仅施化肥的NP和NPK处理分别增产12.2%和6.7%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年提高。【结论】稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功能,稻草可替代部分化学钾肥。

长期施钾对红壤水稻土水稻产量及土壤钾素状况的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年（19812-007）施用钾肥对水稻产量和土壤钾素状况的影响。本试验选择了其中5个处理：CK（不施肥）、NP（施氮、磷肥）、NPK（施氮、磷、钾肥）、NP＋RS（施氮、磷肥和稻草）和NPK＋RS（施氮、磷、钾肥和稻草）。结果表明,施钾能明显提高水稻产量,施钾肥的NPK和NPK＋RS处理27年的早稻平均产量分别比NP和NP＋RS处理增加15.2%和10.9%;晚稻增产17.2%和9.1%;在27年54季水稻种植期间,不同施肥处理早、晚稻产量的变化趋势不同。CK、NP处理的早、晚稻产量随时间的推移呈负变化趋势,而NPK、NP＋RS和NPK＋RS处理的早、晚稻产量呈正变化趋势。施钾的NPK和NPK＋RS处理不同土层中土壤全钾、缓效钾和速效钾含量均高于NP和NP＋RS处理的相同土层;除NPK＋RS处理外,其它各处理表观钾平衡均为负值,其中CK和NP处理钾的负平衡值最大。长期施用钾肥能提高水稻产量和维持土壤钾素肥力。

长期施肥稻田土壤基础地力和养分利用效率变化特征

【目的】研究长期不同施肥措施对土壤基础地力和氮磷钾养分吸收利用效率的影响,探明土壤基础地力和氮、磷、钾养分吸收利用效率的相互关系。【方法】采集双季水稻种植制度下33年长期定位施肥试验的不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施稻草(NPKS)3个处理的土壤,设置施肥与不施肥盆栽试验,监测水稻产量、土壤基础地力产量和基础地力贡献率、水稻氮磷钾养分吸收量、氮磷钾养分利用效率,分析氮、磷、钾利用效率对土壤基础地力贡献率的响应。【结果】早晚稻土壤基础地力产量和基础地力贡献率三个处理土壤大小顺序均为NPKS>NPK>CK,NPKS处理土壤早晚稻两季平均基础地力产量和基础地力贡献率较CK处理土壤分别增加113.8%和93.7%,NPK处理分别增加100.7%和81.9%。在同一施肥水平条件下,早、晚稻均以土壤基础地力较高的NPKS处理氮、磷、钾肥偏生产力,土壤养分依存率,氮、磷、钾素收获指数较高,氮、磷、钾肥回收利用率,肥料农学效率,肥料对产量的贡献率则较低。回归分析表明,氮、磷肥回收利用率,氮、磷、钾肥农学效率,氮、钾素生理利用率均随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著降低;氮、磷、钾肥偏生产力,氮、磷、钾素土壤依存率随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著提高。【结论】长期施氮磷钾肥或长期氮磷钾肥配施稻草均能提高土壤基础地力,以长期氮磷钾肥配施稻草的效果更显著。在较高基础地力土壤上生产,可以在保证作物高产稳产的情况下实现减量化施肥,实现农业生产的可持续性。

紫云英配施控释氮肥对早稻产量及氮素吸收利用的影响

通过田间小区试验,研究减量尿素或控释氮肥配施紫云英对早稻产量、农艺性状、植株干物质积累量、氮素养分吸收利用及土壤氮素养分的影响。结果表明:在减氮量20%和40%条件下,尿素或控释氮肥配施紫云英均能促进早稻稻谷增产,其中80%尿素配施紫云英和60%控释氮肥配施紫云英处理的稻谷产量较100%尿素处理分别增产7.5%和6.7%,但稻草产量均低于100%尿素处理。有效穗数、千粒重和每穗实粒数的增加是稻谷增产的主要原因。100%尿素处理早稻前期生长旺盛,而减量尿素或控释氮肥与紫云英配施对水稻植株生长的促进作用主要在水稻生长中后期。100%尿素处理的干物质积累量、水稻植株全氮含量、氮素养分积累量在水稻生长前期均较高,水稻生长中后期80%尿素配施紫云英和60%控释氮肥配施紫云英处理的氮素养分持续供应的优势得到体现。适当降低氮肥用量,减量尿素或控释氮肥配施紫云英有利于提高化肥氮素利用效率。氮肥利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮收获指数均以60%控释氮肥与紫云英配施处理最高。控释氮肥和紫云英在水稻生长中后期释放了较多的氮素营养,提高了水稻生长中后期土壤碱解氮含量。

长期施用钾肥和稻草对红壤双季稻田土壤供钾能力的影响

以红壤双季稻区长期定位施肥试验(1981―2012年)为基础,研究了长期施用化肥和稻草对双季稻集约化种植下水稻产量、作物吸钾量和土壤供钾能力的影响。结果表明,施钾能增加水稻稻谷和稻草的产量;水稻从土壤中的吸钾量随钾肥施用量的增加而显著增加,年平均吸钾量顺序为NPK+RS(施氮磷钾化肥+稻草)>NPK(施氮磷钾化肥)>NP+RS(施氮磷化肥+稻草)>CK(不施任何肥料)>NP(施氮磷化肥);长期不施用或施用不足量钾肥(CK、NP、NP+RS)会导致耕层土壤速效钾、缓效钾和全钾数量的亏缺。长期施用钾肥和稻草不仅有利于土壤伊利石含量的增加,而且有利于晶格不良伊利石向晶格良好伊利石的方向发展;施钾能增加土壤黏粒中的游离伊利石和伊利石的含量,长期施用钾肥和稻草会使土壤黏粒中的蛭石向伊利石转化。土壤钾素的容量-强度(Q/I)曲线参数可以解释长期施用钾肥和稻草处理土壤供钾能力强是由于这些处理的活性钾(-ΔK°)量高、专性吸附钾位(Kx)多、有效钾强度(AReK)强、紧吸持K+量多,而潜在缓冲容量(PBCK)、吉布斯自由能(-ΔG)和阳离子交换系数(KG)较长期不施钾肥处理低。综上,在施氮磷肥的基础上,配施钾肥和稻草还田不仅能提高水稻高产、稳产的能力,而且对促进水稻对钾的吸收量、增强土壤的钾吸持能力、保持农田钾素平衡以及提高土壤供钾能力有重要作用。

施钾对湖南主要双季稻区钾肥效应及钾素平衡的影响

研究了不同施肥处理(在丘陵双季稻区和洞庭湖双季稻区分别施以0,112.5,150.0,187.5 kg/hm^2的K_2O)对水稻单产和钾肥效应及钾素平衡的影响.结果表明,洞庭湖双季稻区稻田中缓效钾和全钾含量均较高,土壤供钾能力强,土壤中钾基本上能够满足水稻对钾素营养的需要,能够获得较高的单产,施钾效果不显著.在2类双季稻区土壤上施用氮肥的增产效果明显大于施用钾肥的.由差值法测得,丘陵双季稻区和洞庭湖双季稻区早稻NPK_1,NPK_2,NPK_3处理的平均钾素利用率分别为28.8%,43.0%,晚稻NPK_1,NPK_2(1-1),NPK_3处理的分别为44.4%,26.5%.在每季水稻施钾量(施K_2O)为112.5,150.0,187.5 kg/hm^2的条件下,钾素平衡处于亏缺状态,但钾素的亏缺随钾肥用量的增加而降低(洞庭湖双季稻区的NPK_3处理出现了钾素盈余).

氮肥施用量与莴苣产量和品质及氮肥利用率的关系

为研究莴苣高产、优质、低污染、高氮肥利用率的合理氮肥施用量,采用盆栽试验与15N标记示踪技术,分析了氮肥施用量与莴苣产量和品质及氮肥利用率的关系.根据试验结果,将每1kg土的氮肥施用量x(g)与每盆莴苣的产量y(g)拟合成回归方程为y=104.21+2476.31x-5181.97x2,表明莴苣产量随氮肥施用量的增加呈先增加后下降的变化趋势.每1kg土的合理氮肥施用量为0.1750～0.2125g.适宜的氮肥施用量能改善莴苣品质,降低氮肥损失,提高氮肥利用率.

长期施用化肥和稻草对红壤性水稻土钾素固定的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年(1981-2007年)施用化肥和稻草对红壤水稻土钾素固定及其影响因素的影响。本试验选择了其中5个处理:CK(不施肥)、NP(施氮、磷肥)、NPK(施氮、磷、钾肥)、NP+RS(施氮、磷肥和稻草)和NPK+RS(施氮、磷、钾肥和稻草)。结果表明,在加入外源钾浓度0.4～4.0g/L的范围内,土壤固钾量均随着加入外源钾浓度的增加而增大。5个施肥处理的固钾能力存在差异,与试前土壤相比,长期不施钾(CK和NP)处理土壤的固钾能力增强,长期施钾肥或稻草(NPK、NP+RS和NPK+RS)处理土壤的固钾能力降低,长期施用钾肥和稻草是影响土壤固钾能力的重要原因,施钾量高的处理土壤的固钾能力低。在高强度稻-稻种植条件下,水稻作物从土壤中带走大量的钾。长期不施用钾肥,会导致土壤钾素的严重耗竭,此后施入的钾则会被土壤固定,导致钾肥对当季作物的有效性降低。当土壤中钾含量相对较高时,施入钾肥则不易被吸附固定。如果施入的钾不能及时被作物吸收利用,则极易被淋失。长期施用钾肥和稻草后,土壤速效钾和缓效钾含量增加,土壤的固钾能力降低;另外,长期施用钾肥和稻草引起土壤K+饱和度的增加,也使土壤的固钾能力降低。