加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响,并提出合理进气量的加气灌溉方式,设置6个处理(无秸秆还田不加气灌溉(CK)、小麦秸秆还田不加气灌溉(ST)、小麦秸秆还田+进气量0.3 L/min加气灌溉(SO1)、小麦秸秆还田+进气量0.5 L/min加气灌溉(SO2)、小麦秸秆还田+进气量0.7 L/min加气灌溉(SO3)和小麦秸秆还田+进气量0.9 L/min加气灌溉(SO4))开展水稻盆栽试验,观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明:秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况,微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性,且随着进气量的增加改善效果逐渐增强,当进气量为0.9 L/min时,土壤活性还原性物质含量、Fe ^(2+)含量、Mn ^(2+)含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%;进气量在0.5~0.7 L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育,缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题,促进水稻根系良好生长,利于水稻光合作用的有效性,促进干物质积累,从而提高水稻产量,微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响,推荐使用溶解氧质量浓度为8.06 mg/L的微纳米气泡水(SO3处理)对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。

加气灌溉与秸秆还田对水稻氮磷损失的影响

秸秆还田对于培育地力、提高作物品质与产量具有重要意义,然而在中国南方水稻种植区稻麦轮作耕作方式下,小麦秸秆还田后出现了水稻田面水质恶化的问题。该研究设置不同秸秆还田以及不同进气量的微纳米加气灌溉6个处理,开展水稻盆栽试验,观察分析水稻生育期内稻田水化学指标以及氮磷损失的变化规律。结果表明:水稻田面水与渗漏水中化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)浓度以及氮磷浓度的起伏变化主要受施肥因素影响;秸秆还田条件下水稻田面水COD浓度、总氮(Total Nitrogen,TN)浓度、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)浓度、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)浓度均有所提升,总磷(Total Phosphorus,TP)浓度有所降低;水稻渗漏水COD浓度、NH_(4)^(+)-N浓度在秸秆还田后会有所升高,TN浓度、NO_(3)^(-)-N浓度会有所降低;微纳米加气灌溉有利于降低秸秆还田后稻田水的COD浓度、TN浓度、NH_(4)^(+)-N浓度,其最优去除率可达19%、31%、45%。秸秆还田有利于提高稻田氮磷利用率,但是会增加氮素损失量,微纳米加气灌溉可以有效减少小麦秸秆还田后稻田的氮磷损失量,综合考虑改善稻田水COD浓度、减少氮磷损失以及保证水稻产量,推荐使用0.7 L/min进气量的微纳米气泡水对小麦秸秆还田后的水稻进行灌溉。该研究结果可为秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻灌溉管理提供理论和技术指导。

加气对水稻泡田期田面水质的影响

为解决秸秆还田技术实施后南方稻田泡田期出现的水体恶化问题,模拟秸秆还田后的淹水稻田,采用加气0.5 h和不加气对田面表层水体进行处理,对田面水体中的铵态氮(NH-4-N)、硝态氮(NO--3-N)以及总磷(TP)的含量进行研究。结果表明:加气处理能使淹水条件下的田面表层水NH-4-N和TP浓度峰值分别降低77.4和29.84,且使得NO--3-N和TP浓度较快的上升、并提早出现峰值,同时使淹水初期和后期田面表层水体溶解氧含量保持较高的状态,使水体处于好气环境的时间变长,使淹水稻田面临氮磷污染的风险有所降低,从而利于作物根系生长。研究表明:对秸秆还田后泡田期的稻田进行加气处理能有效提高田面水溶解氧含量,缩短高浓度氮磷的持续时间,从而减轻水质污染的风险。