不同缓控释肥料减氮对洞庭湖区双季稻田氮流失与作物吸收的影响

本文采用田间试验研究了不同缓控释肥料减氮处理对双季稻田氮流失及水稻吸收氮的影响。结果表明,与常规施氮处理(Urea,纯N用量早稻150kg/hm2,晚稻180kg/hm)2相比,减氮30%的膜包衣尿素处理和减氮30%硫包衣尿素处理NH4+-N的径流损失量分别降低了34.1%(P<0.05)、26.6%(P<0.05),比未减氮复混肥处理减少50.2%(P<0.01)、44.6%(P<0.01);减氮30%膜包衣尿素处理的水溶性非无机氮(包括颗粒吸附态及有机态氮)和总氮径流损失较尿素处理减少29.0%(P>0.05)和26.3%(P>0.05);减N30%的膜包衣尿素处理植株氮的吸收量最高,分别比未减氮复混肥和尿素处理提高了9.3%(P<0.05)和5.5%(P>0.05);不同缓控释肥减氮处理对双季稻的产量没有明显影响,其氮肥农学效率早稻提高12.4%～35.8%,晚稻27.4%～56.6%;氮肥偏生产力早稻提高18.4%～39.14%,晚稻25.7%～46.5%;双季稻氮肥利用率以减N30%的膜包衣尿素处理最高,与不减氮的常规尿素处理相比,早、晚稻最高可提高23.5%和21.1%。

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定有机肥中镉、砷、汞、铅、铬含量

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,比较湿法消解30 min,湿法消解至近干和微波消解等不同前处理方法对有机肥料中镉、砷、汞、铅、铬元素的提取效果,建立了一种基于ICP-MS测定有机肥料多种重金属元素含量的方法。结果表明:湿法消解至近干和微波消解法对有机肥多元素成分分析标准物质(RMH-F001)中5项重金属含量的测试结果均满足标准要求,方法定量值、标准值偏差分别低于6.3%、5.7%;硝酸/过氧化氢体系-微波消解处理下,样品结果稳定性最佳,相对标准偏差为0.8%~6.8%,相对偏差为1.1%~9.0%,相对相差为2.2%~18.0%,加标回收率为99.4%~102.9%。硝酸/过氧化氢体系-微波消解-ICP-MS法可作为有机肥中5项重金属统一化测定的常规方法。

土壤重金属污染修复剂在镉污染稻田中的应用效果

采用田间小区试验,在典型的镉污染稻区长沙县江背镇、北山镇开展了重金属修复剂"镉康"的田间应用效果试验。结果表明,修复剂"镉康"对水稻增产有一定的促进作用,但不同处理间没有显著差异。施用修复剂能够降低水稻各部位对镉(Cd)的积累,降低土壤有效Cd的含量,且随着修复剂用量的增加,降镉的效果越明显。江背镇、北山镇施用量分别达450 kg/hm2、600 kg/hm2时,降镉效果达显著水平。施用修复剂1 500 kg/hm2可使糙米镉含量降低约0.05 mg/kg,同时,土壤有效Cd含量降低0.17 mg/kg(江背镇)和0.64 mg/kg(北山镇)。

有机水溶肥在镉污染稻田中的应用效果研究

采用田间小区试验,在典型的镉污染稻区长沙县北山镇、湘潭县梅林桥镇开展了重金属修复剂"植宝素有机水溶肥料"、"植宝素腐植酸水溶肥料"的田间应用效果试验。结果表明,北山点施用"植宝素有机水溶肥料"处理(ZHW)和"植宝素腐植酸水溶肥料"处理(ZHF)分别比常规施肥处理水稻增产7.77%(P<0.05)和10.22%(P<0.05);湘潭点ZHW和ZHF处理分别比常规施肥处理水稻增产8.60%(P<0.05)和8.59%(P<0.05)。两试验点有机水溶肥的稻米镉含量皆达到食品安全国家标准,北山点ZHW和ZHF处理的稻米镉含量分别比常规施肥下降48.15%(P<0.05)和37.04%(P<0.05);湘潭点则分别下降33.33%(P<0.05)和52.38%(P<0.05),并对水稻吸收积累其他重金属也有一定的抑制效果。

赤泥对Cd污染稻田水稻生长及吸收累积Cd的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田(潮泥田)水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4948kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3000kg·hm-2的处理水稻增产12.4%(P<0.05),水稻根Cd降低22.0%(P<0.05),糙米Cd(0.14mg·kg-1)降低40.8%(P<0.01),并达到国家粮食卫生标准(GB2715—2005);当赤泥施用量增至9000kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%(P<0.01),有效态Cd含量降低24.9%(P<0.05),水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%(P<0.01)、54.5%(P<0.01)和69.9%(P<0.01)。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。

赤泥、石灰对Cd污染稻田改制玉米吸收积累Cd的影响

利用Cd污染稻田改制玉米的大田试验,研究了施用赤泥、石灰对玉米吸收积累Cd的影响。结果表明,施用赤泥、石灰对春玉米、秋玉米产量无显著影响,但与施用石灰相比,施用赤泥能显著增加玉米产量和生物量;施用赤泥、石灰皆显著提高了土壤pH值、显著降低了土壤有效态Cd含量,减少了玉米对Cd的吸收积累;春玉米、秋玉米施用赤泥后其籽粒Cd含量分别比对照降低了27.5%和21.1%,施用石灰后则分别降低了26.4%和31.1%;施用赤泥、石灰皆抑制了玉米对Cd的富集和转运,且赤泥抑制玉米茎、叶、籽粒富集Cd的能力优于石灰,但石灰阻控玉米由茎向籽粒及叶片中转运Cd的能力优于赤泥。大田试验结果还表明,稻田改制玉米结合赤泥、石灰等钝化剂的施用可能是一条实现Cd污染农田安全可持续利用的有效途径,也利于保障国家粮食安全和农产品质量安全。

秸秆还田对双季稻产量及氮磷径流损失的影响

为探索减少稻田氮磷流失的有效耕作措施,以南方典型黄壤双季稻田为研究对象,采用田间长期定位观测试验,研究了连续7 a（2008—2014年）秸秆还田（RFS）替代38.7%的N、40.8%的P2O5和42.7%的K2O晚稻化肥投入与常规化肥（RF）处理对双季稻产量、地表径流中ρ（TN）、ρ（NH4＋-N）、ρ（NO3--N）、ρ（TP）、ρ（DP）（DP为溶解态总磷）的影响.结果表明：与常规化肥处理相比,秸秆还田处理不仅可从源头上减少晚稻化肥投入,还可降低稻田径流液中氮、磷养分含量,分别使TN和TP流失量减少12.6%、9.7%;氮流失主要以DIN（可溶性无机氮）为主,DIN/TN（DIN输出量在TN输出量中所占比例）为66.2%-70.8%;磷流失主要以DP（可溶性磷酸盐）为主,DP/TP（DP输出量在TP输出量中所占比例）为60.1%-65.9%;秸秆还田处理下早稻较常规化肥处理有增产趋势,增幅为4.5%-10.1%,晚稻有减产风险,但减产差异不显著,平均减幅为6.3%.因此,秸秆长期还田是一种秸秆资源有效利用和节肥增效减失的耕作方式.

洞庭湖地区长期施肥条件下双季稻田生态系统净碳汇效应及收益评估

以农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外观测试验站的长期定位肥力效应试验稻田为研究对象,利用历年作物产量、凋落物固碳和农田CO2排放等观测资料及生态系统的物质和管理投入等调查资料,估算了年碳汇平衡和经济收益,以及不同施肥处理的固碳速率、潜力及表土碳密度。结果表明,不同施肥处理下年碳汇量介于0.82～4.70tC.hm-2.a-1,增施有机肥(猪粪、稻草)的处理NPK+RS、NK+PM和NP+RS的碳汇量分别是相应的仅施化肥处理NPK、NK和NP的1.1、1.7和1.4倍。不同处理生态系统物质投入的碳成本介于0.03～0.65tC.hm-2.a-1,人工管理的碳成本介于1.42～1.48tC.hm-2.a-1,年经济收益介于1.17×103～8.71×103CNY.hm-.2a-1,有机肥配施的经济效益是单施化肥的1.1～1.6倍。不同施肥处理固碳速率介于25.83～51.98kg.hm-2.a-1,不同施肥处理表土碳密度介于29.21～43.24t.hm-2,增施有机肥能够提高土壤固碳速率和表土碳密度。与单施化肥相比,有机无机配施处理的生态系统生产力较高,也表现出较高的碳汇效应和经济收益,是促进土壤固碳减排的一项重要措施。

湖南双季稻田不同氮磷施用量的径流损失

研究双季稻田不同施肥量处理的氮磷降雨径流损失规律,对于指导双季稻合理施肥、保护水环境具有重要的现实意义。本研究采用田间试验结合径流小区监测方法,对湖南双季稻田不同氮、磷施用量的径流损失进行了研究。结果表明,单次径流事件中径流水的氮、磷含量随施肥量的增加而增大;基肥和追肥后10d内发生的3次径流事件中径流水的氮磷含量较高,其中总氮含量最高达10.880mg.L-1,总磷含量最高为0.202mg.L-1;铵态氮和硝态氮是稻田总氮径流损失的主要形态,水稻生长前期以铵态氮为主,后期则以硝态氮为主;可溶性磷占总磷比例为11.0%~94.0%;整个双季稻期间不同施肥量处理的总氮流失量为3.710~7.290kg.hm-2,流失系数为1.870%~3.771%,总磷流失量为0.200~0.320kg.hm-2,流失系数为0.327%~0.966%;氮、磷流失量与其施用量存在极显著的线性正相关,相关系数分别为0.978和0.997。氮、磷流失系数随氮、磷施用量增加而下降。适当减少双季稻田氮磷施用量能有效控制稻田的氮磷径流损失量,减小对地表水质的威胁。

湖南典型双季稻田氨挥发对施氮量的响应研究

选择湖南典型双季稻田为对象,采用密闭室连续抽气法研究了不同施氮量下的氨挥发损失。结果表明,稻田氨挥发总量随施氮量增加而显著增加,在当地农民习惯施肥水平(早稻150 kg/hm2、晚稻180 kg/hm2)下,早稻氨挥发损失氮量占施氮量的39.8%,晚稻则达46.9%,双季稻平均氨挥发损失率达43.7%。氨挥发通量与田面水的NH+4-N浓度和pH之间均存在极显著的正相关关系。可见,氨挥发是该区域稻田氮素损失的最主要途径之一。

不同稻草还田模式下双季稻土壤有机碳及碳库管理指数研究

研究双季稻不同稻草还田模式下土壤总有机碳、活性有机碳及碳库管理指数的变化,对稻田合理利用稻草资源和稻田土壤固碳具有重要意义.本文通过3 年田间定位试验,研究了双季稻无草＋翻耕＋冬季免耕休闲（CK）、双季稻草焚烧还田＋翻耕＋冬季免耕休闲（BST）、双季稻稻草覆盖免耕＋冬季高桩免耕（SNTH）、双季稻稻草覆盖免耕＋冬季深埋（SNTB）和双季稻稻草还田＋翻耕＋冬季稻草翻埋（STB）5 种周年稻草还田模式对不同层次土壤有机碳、活性碳以及碳库管理指数的影响,旨在探明双季稻田稻草高效碳管理模式,结果表明：无论是翻耕还是免耕,稻草还田均能显著提高耕层0-15 cm 土壤有机碳和活性有机碳含量;稻草覆盖免耕显著增加0-5 cm 土壤有机碳、活性有机碳以及土壤碳库管理指数,而双季稻稻草覆盖免耕结合冬季翻埋稻草则有利于土壤有机碳在5-15 cm 积累,弥补因稻草覆盖免耕有机碳在整个耕层累积的不足.因此,认为稻田免耕覆盖稻草＋冬季翻埋稻草是适合双季稻田的周年稻草还田增碳的技术模式.

生物黑炭还田对晚稻CH_4和N_2O综合减排影响研究

利用静态箱法测定了稻草直接还田和生物黑炭还田对湖南晚稻CH4和N2O排放的影响。结果表明,与单施化肥处理相比,添加稻草和生物黑炭处理的CH4排放量分别增加了24.70%(P<0.05)和6.32%,而N2O的排放量分别降低了37.08%(P<0.05)和37.61%(P<0.05);生物黑炭CH4排放量较稻草还田减少了14.74%(P<0.05)。按100年统计稻田CH4和N2O的综合增温潜势(GWP)表明,单位产量的GWP由大到小顺序为稻草(RS),不施肥(CK),黑炭(BC),化肥(CF)。综上说明,生物黑炭还田能保持晚稻产量稳定,减少了当季晚稻CH4和N2O的排放,具有一定的生态环境效益。

典型双季稻田施磷流失风险及阈值研究

通过3年(2011—2013年)的双季稻田间小区试验,探明了不同施磷量对双季稻产量、土壤磷素积累、磷素流失风险的影响,并确定了土壤收支平衡的施磷阈值。研究结果表明:连续3年不同施磷量处理水稻早、晚季产量为5474~5552 kg·hm^(-2)和7096~7521 kg·hm^(-2),过量施用磷肥对水稻产量无显著增产效果,反而有减产的风险。施用磷肥后,土壤Olsen-P含量显著提高。田面水TP平均浓度与土壤中Olsen-P呈显著正相关关系;施磷后田面水磷素动态能用指数模型(Y=C_0·e^(k/t),k>0)拟合,即随着磷肥施用量增加,田面水磷素流失风险增加。结合水稻产量效应、土壤磷素表观平衡和磷素环境风险,推荐研究区域早、晚稻施磷阈值分别为(48.53±7.07)kg P_2O_5·hm^(-2)和(56.87±7.90)kg P_2O_5·hm^(-2)。

稻草还田方式对双季稻田耕层土壤有机碳积累的影响

选择南方典型双季稻田,研究不同的稻草还田方式对土壤不同层次有机碳的积累、表土碳密度、C/N比值及水稻产量的影响。结果表明,不同的稻草还田和耕作处理对水稻产量无显著影响;不同稻草还田处理的土壤有机碳和C/N均随土层加深而减小;3个稻草还田处理0-5 cm土层土壤有机碳质量分数显著高于不还田对照,其中,以高桩免耕处理最高,比无草翻耕处理提高13.8%（P〈0.01）;5-10 cm土层表现为高桩翻耕处理显著高于其他处理,增加幅度为1.39-1.66 g kg-1;10-15 cm为翻耕处理（包括稻草不还田和还田）显著高于各免耕处理;稻草翻耕处理（0-15 cm）的耕层有机碳密度显著高于其他处理。因此,南方双季稻田采取稻草翻耕还田方式有利于增加土壤有机碳汇。

典型双季稻田基施碳酸氢铵和尿素的氨挥发损失研究

采用密闭室连续抽气法研究了湖南典型双季稻田,尿素和碳酸氢铵基施后的氨挥发特征。结果表明,基施碳酸氢铵(NC)稻田初始氨挥发强度和氨挥发总量大于基施尿素(UR)稻田。早稻季NC处理稻田氨挥发排放量为45.19 kg·hm-2,损失率达30.12%,UR处理氨挥发排放量为32.93 kg·hm-2,损失率达21.95%;晚稻季NC处理稻田氨挥发排放量为70.91 kg·hm-2,损失率达31.93%,UR处理氨挥发排放量为61.78 kg·hm-2,损失率达27.04%。基施尿素能够显著降低稻田氨挥发排放,减少氮素损失。

稻田施用磷肥的土壤镉污染风险初步评价

选择含镉量较高的磷肥,通过不同用量对水稻吸收积累镉的影响及其平衡分析,以期合理评价磷肥含镉量对稻田土壤的镉污染风险,并获得区域土壤镉含量背景下施用磷肥含镉阈值。结果表明:等磷用量下施用高镉磷肥后水稻籽粒及秸秆镉含量比低镉磷肥显著升高,而水稻籽粒及秸秆中镉含量随高镉磷肥施用量的增加而逐渐降低;进一步分析稻田土壤镉平衡表明,在水稻秸秆不还田、半还田、全还田3种方式下,稻田土壤镉平衡时镉容许带入量分别为14.13、9.39、3.50 kg/hm2,基于磷肥用量1 500 kg/hm2·a下,磷肥镉最高容许含量分别为9.42、6.26、2.34 mg/kg。综合当前国内主要磷肥产品含镉现状显示,国产磷肥对稻田土壤基本不构成镉污染风险,但应加强对进口磷肥与复合肥含镉量的控制。

稻田氨挥发及控制技术研究进展

我国南方稻田氮素损失严重,其中氨挥发损失在南方稻田中占有很高的比重。综述了稻田氨挥发的现状与规律,损失途径与机理,对控制氨挥发的农田施肥管理措施进行了探讨,为实现现代农业高产、构建高效的技术体系、保障农业环境安全提供科学依据。

不同有机肥对稻田温室气体排放及产量的影响

为研究有机肥施入稻田对温室气体排放的影响,设置猪粪、鸡粪和稻草分别与化肥混施处理,利用静态箱法-气相色谱仪监测稻田甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放通量并进行分析。研究结果表明,化肥处理(CF)CH_4季节排放为202.1、279.9和332.5 kg/hm^2,与猪粪(PM)无显性差异,明显低于鸡粪(CM)和稻草(RS)处理;CF处理N_2O排放总量最高,与有机肥处理无显著性差异;CH_4季节排放通量与土壤Eh值呈极显著负相关关系,与土壤温度呈极显著正相关关系;肥料中不同活性有机碳质量分数为18.4~114.5 g/kg,肥料中被167 mmol/L高锰酸钾氧化的有机碳(ROC167)与稻田CH_4排放总量呈显著正相关关系(相关系数为0.872,P<0.05);施有机肥第三年水稻平均产量比CF处理增加14.3%(P<0.05);不同有机肥中,以PM处理的增温潜势和温室气体排放强度最小,与不施肥和CF处理无显著性差异,猪粪的ROC167含量低,能较好的协调环境与产量之间关系,是值得推荐的有机肥种类。

有机肥等碳施用对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响（英文）

为研究有机肥等碳施入稻田对温室气体排放的影响,设置猪粪、鸡粪和稻草分别与化肥混施处理,利用静态箱法-气相色谱仪监测稻田甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放通量并进行分析。结果表明,化肥处理(CF)CH_4季节排放总量为271.47 kg/hm^2,猪粪(PM)、鸡粪(CM)和稻草(RS)处理的CH_4排放分别比CF处理增加50.61、260.22和602.82 kg/hm^2;CF处理N_2O排放为1.22 kg/hm^2,PM、CM和RS处理的N_2O排放分别比CF处理减少23.6%(P<0.05)、31.7%(P<0.05)和30.9%(P<0.05);CH_4季节排放通量与土壤Eh值呈极显著负相关关系,与土壤温度呈极显著正相关关系;肥料中被167 mmol/L高锰酸钾氧化的有机碳(ROC_(167))显著影响稻田CH_4排放,与稻田CH_4总量的相关系数为0.872(P<0.05)。施有机肥处理水稻平均产量比CF处理增加6.8%;不同有机肥中,以PM处理的增温潜势和温室气体排放强度最小,与不施肥和CF处理无显著性差异。可见,猪粪能较好的协调环境与产量之间的关系,并含有低含量的ROC_(167),是值得推荐的施肥方式。

“田师傅”土壤调理剂应用于湖南Cd污染稻田的效果研究（英文）

采取湖南典型Cd污染的大田试验,研究"田师傅"系列土壤调理剂对水稻生长的影响及降低水稻吸收积累Cd的效果。结果表明,"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施皆可促进水稻生长,提高水稻产量,并显著降低稻米Cd含量。北山点"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施的稻米Cd含量分别比常规施肥下降37.63%(P<0.05)、32.59%(P<0.05)、27.95%(P<0.05);湘潭点则分别下降54.36%(P<0.05)、50.19%(P<0.05)、45.22%(P<0.05),皆达到食品安全国家标准,且"田师傅"系列调理剂的降Cd效果为土壤调理剂>土壤调理剂与土壤调理菌剂两者混施>土壤调理菌剂;与施用石灰降低水稻对Cd的吸收相比,施用"田师傅"系列土壤调理剂还抑制了稻草中的Cd向稻米中转运;"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施皆可有效改良土壤酸性,提高土壤p H,并在一定程度上降低土壤有效态Cd含量。