长期施肥对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响

【目的】研究长期施用化肥以及化肥与稻草配合施用对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响。【方法】试验土壤采自湖南省望城无机有机肥长期定位试验田小区,各施肥处理为: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】氮磷钾长期平衡施用和化肥与稻草长期配合施用有利于2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体含量增加。与CK处理相比,化肥与稻草长期配合施用处理能提高2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体内的有机碳含量和全氮、可矿化氮含量,同时也显著提高了二者在较大粒径(2～5mm,0.5～2mm)水稳性团聚体内有机碳、全氮和可矿化氮储量。与CK处理相比,NPK长期平衡施用的处理,也能提高大粒径水稳性团聚体(2～5mm,0.5～2mm)内的有机碳、全氮、可矿化氮的含量和储量,但提高的幅度小于化肥与稻草长期配合施用的处理。【结论】水稳性大团聚体对土壤有机碳、氮具有强富集和物理保护作用;化肥和稻草长期配合施用能显著提高大团聚体内有机碳、氮的含量和储量,是改善土壤团粒结构,提升红壤水稻土肥力的有效措施。2～5mm和0.5～2mm粒径团聚体是红壤水稻土有机碳、全氮和可矿化氮的主要载体。

双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响

设CK(不施任何肥)、NK(施氮、钾肥)、NP(施氮、磷肥)、NPK(施氮、磷、钾肥)、NK+PM(施氮、钾肥+猪粪)、NP+RS(施氮、磷肥+稻草)、NPK+RS(施氮磷钾肥+稻草)7个处理,通过25年长期肥料定位试验,研究了双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响.结果表明,长期不平衡施肥处理(NK、NP)土壤各氮素含量增加不明显或出现一定幅度的减少;长期平衡施用化肥的NPK处理,土壤各氮素含量均有增长,与CK处理的差异达到显著或极显著水平;无机、有机肥长期配施处理NK+PM、NP+RS、NPK+RS在单施化肥的基础上进一步提高了土壤中氮素养分的含量.双季稻种植制度下,长期平衡施肥,尤其是无机、有机肥配施能极大地增加红壤性水稻土各氮素养分含量,提高土壤氮素肥力,为水稻的高产、稳产和农业可持续发展提供良好的基础和保障.

控释氮肥对杂交水稻糙米蛋白质品质和氮代谢关键酶活性的影响

以八两优100(杂交早稻)和威优46(杂交晚稻)为材料,研究了施用控释氮肥对稻米蛋白质含量、氨基酸含量及其组分以及叶片和籽粒中硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蛋白水解酶活性的影响。结果表明,八两优100和威优46控释氮肥处理糙米蛋白质、复合蛋白含量均显著或极显著高于尿素处理,其中谷蛋白和谷蛋白/醇溶蛋白比值增幅明显。施控释氮肥的八两优100和威优46糙米氨基酸总量、必需氨基酸和限制性氨基酸含量均较施用尿素的明显提高。在施用尿素和控释氮肥条件下,供试两组合叶片中NRase、蛋白水解酶、GS以及籽粒中的GS活性的动态变化一致。施用控释氮肥有利于功能叶中NRase、GS、蛋白水解酶以及籽粒中的GS活性维持较高水平。控释氮肥对杂交水稻功能叶氮代谢关键酶活性和籽粒中蛋白质合成及氨基酸积累均有明显的调节作用。这可能是控释氮肥能显著提高杂交水稻产量和蛋白质及氨基酸含量的生理原因之一。

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。

控释氮肥对稻田土壤微生物的影响及其与土壤氮素肥力的关系

通过农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外观测试验基地的短期控释氮肥试验,研究了控释氮肥对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤氮素肥力的关系.结果表明,短期施用控释氮肥稻田土壤的细菌、真菌和放线菌数量明显高于不施氮处理;土壤好氧自生固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌的数量比尿素处理低;周年土壤细菌、放线菌数量明显高于尿素处理,真菌数量略低于尿素处理.50%控释氮肥配施有机肥处理土壤中细菌、真菌、放线菌的数量,明显高于尿素和单施控释氮肥处理.控释氮肥配施有机肥,土壤好氧自生固氮菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌的数量均高于控释氮肥和70%控释氮肥处理.施氮处理土壤的好氧和厌氧自生固氮菌的数量低于不施氮处理.土壤中大多数微生物数量与土壤氮素养分含量呈正相关.

湖南双季稻种植区不同生产力水稻土肥力特征的研究

通过对湖南省8个双季稻种植区田间采样并结合水稻产量测产,研究了不同生产力水稻土的有机质(全有机质和腐殖质组成)和养分含量状况(全量和有效养分),分析其环境意义。结果表明,湖南省双季稻种植区高产水稻土的有机质、全氮和速效磷含量分别为47.74±11.59 g/kg、2.70±0.72 g/kg和39.8±14.21 mg/kg,均达到非常丰富的水平;中产水稻土的有机质、全氮和速效磷含量也处于丰富水平,与高产水稻土比较,其差异不显著;低产水稻土的上述养分显著低于高产和中产水稻土。高产水稻土的速效钾含量处于中等水平(105.83±22.73mg/kg),中产和低产水稻土速效钾含量处于缺乏和严重缺乏水平。经过长期的培肥,高产水稻土的有机质、全氮和速效磷含量均达到非常丰富的水平,有机质库和磷库均处于丰富水平和盈余状态。高产水稻田土壤的质地一般为壤土和粘壤,固持钾的能力弱,速效钾含量不丰富,应该重视施用化学钾肥、有机肥和稻草还田,保持土壤钾库的平衡和提高。多数中产水稻土的有机质和养分均比较丰富,只要采用最佳的田间管理,可以实现高产水稻土的产量目标。低产水稻土的结构一般都比较差,养分缺乏,应加强改良和培肥管理,提升其土壤肥力。

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).

缺磷型稻田土壤施磷增产效应及土壤磷素肥力状况的研究

在不同缺磷土壤上进行定位试验,研究磷肥效应和土壤磷素的供应状况。试验在红黄泥和河沙泥两种土壤上进行,包括不施肥(CK)、氮钾肥(NK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥加稻草还田(NPK+RS)4个处理。结果表明,施磷能够提高水稻的产量,平均增产率表现为严重缺磷土壤高于中度缺磷土壤、早稻高于晚稻、磷肥与稻草配合施用高于单施磷肥处理;中度缺磷和严重缺磷土壤上施用磷肥能够显著的提高作物产量,尤其在早稻上效果更明显;中度缺磷土壤上施用磷肥早稻平均增产6.3%,晚稻平均增产6.1%;在严重缺磷土壤上施用磷肥,早稻平均增产达到17.9%,晚稻平均增产达到10.5%;磷肥与稻草配合施用的水稻产量提高幅度略高于施用磷肥处理;土壤连续施用磷肥和磷肥与稻草配合施用能够提高土壤有效磷含量,且磷肥与稻草配合施用效果最佳。中度缺磷土壤磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升50.4%,严重缺磷土壤连续两年磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升91.4%。在中度和严重缺磷土壤上施用磷肥或磷肥与稻草配合施用有利于提高水稻产量、磷素吸收量和土壤的供磷能力。

湖南双季稻种植区不同生产力水稻土质量综合评价

【目的】利用非线性评价模型量化不同生产力水稻土的质量变化,为双季稻种植区水稻土的可持续利用提供科学依据。【方法】以湖南省双季稻主产区为试验样区,采用综合评价方法,将土壤质量划分为抗物理退化、养分供应与贮藏、抗生物化学退化和保持作物生产力这4项土壤功能。运用专家小组打分和因子分析相结合的方法,确定各项功能和指标的权重,用非线性评分模型对不同生产力水稻土测定的各项指标进行无量纲(0和1之间)评分。【结果】结果表明,8个试验区高产水稻土具有良好的物理、化学和生物化学质量;中产水稻土的物理质量比较好,但生物化学质量较差;低产水稻土的物理、化学和生物化学质量均较差,主要体现在有机质含量低,养分供应、贮藏能力差。【结论】高产水稻土的总体土壤质量高,对双季稻生长不构成障碍;影响中产水稻土质量的主要因子是养分供应不平衡,采用良好的管理措施可以使其土壤质量在短期内得以提高;低产水稻土的总体质量差,在这类水稻土上需要增加有机肥和无机养分的投入,改善其总体土壤质量。

施钾对缺钾稻田土壤钾肥效应及土壤钾素状况的影响

在缺钾红黄泥和紫潮泥稻田土壤上进行了施钾对钾肥效应及土壤钾素状况的研究。结果表明,施钾均有利于水稻产量的提高,增产率表现为严重缺钾土壤>中度缺钾土壤、晚稻>早稻、紫潮泥>红黄泥;水稻的吸钾量随钾肥用量的增加而增加,但土壤钾素亏缺量随钾肥用量的增加而减少,除紫潮泥高量钾处理(施K2O187.5kg/hm2)钾素有盈余外,其它处理钾素平衡均为负平衡;在中度缺钾的红黄泥和紫潮泥及严重缺钾的红黄泥上,早稻NPK0(0.0)和NPK1(112.5)2处理速效钾含量较试验前下降,NPK2(150.0)和NPK3(187.5)2处理速效钾含量较试验前有所增加,晚稻收获后4个处理的速效钾含量较试验前均下降;早、晚稻4个处理的缓效钾含量均比试验前低,且随施钾量的增加而下降的量减少,连续4季施钾土壤速效钾和缓效钾含量均比试验前低,连续4季施钾虽可缓解缓效钾下降程度,但没有提高土壤速效钾含量水平。为提高缺钾稻田土壤钾素肥力,发挥钾肥的最大增产效应,在稻—稻复种制中,应采取"早稻轻,晚稻重"的施钾分配原则,且应连续施用。

长期施用化肥、猪粪和稻草对红壤水稻土化学和生物化学性质的影响

2005年和2007年分别从望城县已建立27年的肥力定位试验田内采集土壤样品,测定土壤有机碳(TOC)、全N、速效N、速效P、微生物生物量碳、氮(Cmic、Nmic)及土壤呼吸和酶活性,研究长期施用化肥、猪粪和稻草对土壤化学和生物化学性质的影响.结果表明:长期施用化肥、猪粪和稻草处理的土壤pH值与试验前相比均有所下降,电导率(EC)变化不大.化肥与猪粪、稻草配施处理的TOC、全N、速效N、速效P、土壤呼吸、Cmic、Nmic和酶活性均高于不施肥(CK)和单施化肥处理;化肥与猪粪、稻草配施处理的水稻产量也高于单施化肥处理.在研究期间,NK化肥与猪粪、NPK化肥与稻草配施处理的Cmic/TOC大于相应的单施化肥处理.各处理土壤生物化学性质与TOC和养分含量呈正相关(P<0.01).猪粪、稻草与化肥长期配合施用能显著改善土壤化学和生物化学性质,提高土壤质量和土壤肥力.

长期施肥对双季稻区红壤性水稻土质量的影响及其评价

为量化27年连续施用化肥及其与猪粪、稻草配施处理对双季稻区土壤质量的影响,选择土壤容重、最大持水量、孔隙度、标准化平均质量直径、pH、阳离子交换量、有效养分、土壤有机质、微生物生物量碳、土壤酶和作物生产力等项目作为评价指标,并根据不同指标所具有的功能归纳为:抗物理退化的能力、养分供应和贮藏的能力、抗生物化学退化的能力、保持作物生产力的能力4项功能,以这4项功能为基础划分土壤质量指数(SQI).结果表明:SQI等级范围为0.544(CK)～0.729(施氮磷钾肥+稻草处理).与施氮磷钾肥(NPK)处理土壤相比,长期非均衡施肥的PK、NP、NK处理土壤质量发生了退化.土壤缺磷和缺钾是限制水稻生产力的主要因素,即使每年施用30t.hm-2猪粪或4.2t.hm-2稻草也不能达到满足高产水稻所需要的土壤磷、钾含量水平.长期施用石灰对红壤水稻土质量的提升效果不明显.在南方红壤水稻种植区,氮、磷、钾与有机肥配施是提升土壤质量的最佳措施.

湖南双季稻种植区不同生产力水稻土的物理性质

在湖南省东部、中部和西北部8个水稻主产县采集了24个不同生产力水稻土样品,测定了土壤物理性质和黏土矿物组成参数,包括土壤容重、土粒密度、孔隙度、田间持水量、水稳性团聚体、平均质量直径、标准化质量直径、团聚体破坏率、田间持水量、有机碳、有机胶结物质、无机胶结物质和黏土矿物等指标,以研究湖南省双季稻种植区不同生产力水稻土物理性质的差异.结果表明:高产水稻土(>14000kg·hm-2)的容重小于1.2g·cm-3,总孔隙度大于50%,通气孔隙度多数大于4%,0.5～5mm水稳性团聚体含量多数在20%以上.高产水稻土与中产水稻土(10000～13500kg·hm-2)之间的多数物理性质无显著差异,但与低产水稻土(<10000kg·hm-2)的差异显著,说明中产水稻土只要在良好的管理条件下可以转变为高产水稻土;而低产水稻土的物理性质较差,应重视这类水稻土的改良.