大麦-双季稻轮作体系有机物料与化肥配施对大麦资源利用效率及产量的影响

大麦(Hordaum vulgar L.)-双季稻轮作是长江中游典型的三熟种植制度。以开展34年的长期定位试验为平台,研究大麦-双季稻轮作模式里不同有机物料与化肥配施对冬季作物大麦光热水资源利用率、氮磷钾养分资源利用率及产量的影响,以期为资源高效利用与大麦稳产增效的大麦-双季稻轮作模式施肥管理提供理论依据和数据支撑。结果表明:(1)有机肥氮替代60%化学氮处理(NPK+HOM)的光能生产效率、积温生产效率、水分生产效率比化肥氮磷钾+水稻秸秆处理(NPK+straw)分别提高了0.04 g MJ^(-1)、0.28 kg℃^(-1)d^(-1)hm^(-2)、0.08 kg m^(-3),增幅分别为10.5%、9.4%、9.6%(P<0.05);(2)有机肥氮替代30%化学氮处理(NPK+LOM)N、P、K养分偏生产力比NPK+straw处理分别提高了22.5%、23.4%、23.5%(P<0.05),K素收获指数较NPK+straw处理提高了36.7%(P<0.05),而NPK+LOM和NPK+HOM处理的NPK养分偏生产力和N素收获指数差异不显著;(3)大麦产量的稳定性与可持续性分析表明,NPK+straw处理有利于大麦稳产;(4)NPK+HOM处理能提高土壤肥力。综合来看,NPK+HOM处理在大麦光热水资源利用率和土壤培肥上优于其他施肥结构;NPK+LOM处理在大麦NPK养分资源利用率上优于其他施肥结构;NPK+LOM和NPK+HOM处理均能提高大麦产量。对大麦-双季稻轮作模式,秸秆还田结合有机肥与化肥配施调控大麦资源利用率与产量的协同提高是今后重要研究任务之一。

长期双季稻绿肥轮作对水稻产量及稻田土壤有机质的影响

以中国农业科学院红壤实验站1982年布置的长期定位试验为研究对象,分析了长期双季稻绿肥轮作体系下水稻产量变化趋势、稻田土壤有机质变化特征及土壤活性有机质组成。结果表明,绿肥作物与双季稻轮作种植后,水稻产量显著高于冬闲对照,绿肥作物紫云英、油菜和黑麦草处理年平均水稻产量(1982—2008年)分别为10.8 t.hm-.2a-1,10.2 t.hm-.2a-1和10.0t.hm-.2a-1,较冬闲对照分别提高27.2%,20.5%和18.1%。试验前期(1982—1993年)种植绿肥作物各处理之间水稻产量无显著差异,试验开展11a后(1994—2008年)种植紫云英处理水稻产量显著高于油菜和黑麦草处理。长期双季稻绿肥轮作土壤有机质随年份显著增加,双季稻紫云英轮作土壤有机质积累速度最快,年增加0.31 g/kg,双季稻黑麦草次之,土壤有机质年增加0.28g/kg,双季稻油菜轮作土壤有机质年增加0.26g/kg。种植绿肥作物紫云英稻田土壤活性有机质显著高于其它处理。种植绿肥作物各处理土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳和土壤微生物量氮含量均显著高于冬闲对照。其中黑麦草和紫云英处理土壤微生物量碳含量及微生物熵显著高于油菜和冬闲对照处理。在湘南红壤丘陵双季稻区,种植绿肥作物对提高水稻产量、增加土壤有机质、提高土壤有机质活性具有重要意义,绿肥选择上以紫云英对水稻产量和稻田土壤培肥综合效果最好。

水稻产量对双季稻-不同冬绿肥轮作及环境的响应

双季稻和冬季绿肥轮作体系是实现南方稻区水稻高产、稳产可持续发展的重要措施。为探讨水稻产量对双季稻-不同冬季绿肥轮作及环境的响应特征,以开始于1982年的双季稻-不同冬季绿肥(稻-稻-紫云英,R-R-MV;稻-稻-油菜,R-R-RP;稻-稻-黑麦草,R-R-RG;稻-稻-冬闲,R-R-WF)的长期定位试验为平台,采用产量变异系数(CV)、产量可持续指数(SYI)及AMMI模型对影响双季稻稻谷总产量稳定性的双季稻-不同冬季绿肥轮作、环境和二者互作进行分析,研究稻谷产量对长期双季稻-不同冬季绿肥轮作的响应特征。结果表明:双季稻-不同绿肥轮作稻谷产量变异系数随试验时间延长逐渐降低,与其他绿肥轮作模式相比,稻-稻-紫云英轮作能够减小产量变异系数。早稻和晚稻均以稻-稻-紫云英处理的SYI值最高,分别为0.58和0.59。双季稻-不同绿肥轮作与年际间环境的互作(F×E)平方和占总平方和的2.3%,达到了显著差异(P=0.012 5)。双季稻-不同绿肥轮作方式和交互作用对水稻产量的影响相对较小,影响水稻产量变化的主要因素是年际气候因子变化,稻-稻-紫云英轮作更能积极适应气候因子的变化。综合以上分析结果,认为稻-稻-紫云英轮作是该区域双季稻高产和稳产的理想轮作制度。

“双季稻-花椰菜”轮作丰产优质栽培模式主要技术措施与效益分析

简述了"双季稻-花椰菜"轮作丰产优质栽培模式的种植计划、主要技术措施、效益与风险分析。

长期秸秆还田下土壤铵态氮的吸附解吸特征

【目的】研究长期秸秆还田对不同轮作区域耕层和亚耕层的土壤铵态氮(NH4+)的吸附、解吸特征差异,通过Langmuir等温吸附方程拟合得到NH4+最大吸附量(qmax)和吸附系数(b),分析长期秸秆还田对不同土壤NH4+的吸附、解吸特征差异及影响因素。【方法】2015年10月水稻收获后,在湖南望城(稻–稻轮作)、江西进贤(稻–稻轮作)、重庆北碚(稻–麦轮作)三个长期定位试验点(25年)采集不施肥(CK)、长期施用化肥(NPK)和长期秸秆还田配施化肥(NPKS)三个处理、0—20 cm和20—40 cm两个土层的土样,进行土壤NH4+的吸附–解吸室内试验,吸附试验为添加不同浓度的NH4Cl溶液振荡、离心后,测定滤液NH4+浓度;解吸试验采用吸附试验后的土壤样品,经无水乙醇淋洗至无NH4+后,再加入0.01 mol/L的KCl溶液振荡、离心后测定滤液NH4+浓度。【结果】长期秸秆还田对不同试验点土壤NH4+吸附–解吸特征的影响差异较大。处理间的差异主要表现在耕层土壤。当平衡溶液NH4+浓度<400 mg/L时,不同试验点耕层和亚耕层处理间差异均不明显;当平衡溶液浓度>400 mg/L时,处理间耕层土壤对NH4+吸附表现出差异,其中望城试验点土壤对NH4+的吸附表现为CK>NPK>NPKS,北碚试验点则表现为CK>NPKS>NPK,且北碚试验点的紫色土对NH4+的吸附显著高于望城和进贤试验点的红壤性水稻土。进贤试验点不同处理间差异不明显,且土壤对NH4+的吸附量最低。通过相关性分析发现,qmax和土壤p H、阳离子交换量CEC呈显著正相关,而与土壤有机质和全氮含量呈显著负相关;b与土壤性质的相关性与qmax则相反。从土壤对NH4+的解吸曲线来看,耕层和亚耕层土壤对NH4+的解吸在各试验点不同处理间均表现为差异不显著,其中望城和进贤试验点的红壤性水稻土NH4+的最大解吸量高于其吸附量,而北碚试验点的紫色土NH4+的最大解吸量(541.89~742.38 mg/kg)则远低于其吸附量(1003.83~2014.79mg/kg)。【结论】长期秸秆还田对不同土壤NH4+的吸附–解吸作用影响不同,对于土壤吸附位点较多且钾离子含量丰富的紫色土而言,长期秸秆还田有利于土壤对氮的吸附;而对于土壤偏酸性的红壤性水稻土而言,长期秸秆还田则可能因为增加了土壤有机质含量而减少了土壤对铵态氮的吸附位点,从而降低了土壤对氮的吸附保持能力。