耕作方式和氮肥对稻田CH_4排放的影响及与土壤还原物质间的关系

探讨不同耕作方式下氮肥调节对稻田CH4排放及与土壤还原物质间的关系。通过田间试验研究水稻在常耕与免耕2种耕作方式、3种施氮量(N0、N1、N2)和2种施氮方式(F1、F2)条件下,稻田CH4排放的动态变化规律。结果表明:各处理CH4排放通量均呈双峰曲线变化规律,峰期分别出现在分蘖期和抽穗期,拔节前稻田CH4排放占水稻全生育期排放量的75.12%。免耕能显著降低稻田CH4排放,氮肥极显著地促进稻田CH4排放。重施基蘖肥有利于降低免耕稻田CH4的排放,重施穗肥有利于降低常耕稻田CH4的排放。耕作方式和施氮方式对稻田CH4排放的互作效应显著,其中免耕和重基蘖肥搭配能极显著降低稻田CH4排放。耕作方式和氮肥调节对稻田CH4排放的影响与稻田土壤还原物质总量、活性还原物质量及Fe2+含量的变化密切相关。

水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响

通过探索水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响,为该模式下水稻水分管理和土壤改良提供科学依据。在水稻直播和机插两种种植方式下,分别设置以水稻分蘖后期和成熟期两次重晒田等措施为主的水分优化管理处理、以水稻分蘖后期和成熟期两次轻晒田等措施为主的水分常规管理处理,于湖北省潜江市采用田间定位试验开展研究。结果表明,在水稻直播和机插条件下,水分优化管理相对于常规管理平均增产率分别为8.5%和9.4%,增产效果均达到显著水平。相对于常规管理,水分优化管理对水稻有效穗数和每穗粒数的正效应大于结实率和千粒质量。水稻分蘖后期,水分优化管理相对于常规管理0~10 cm土层亚铁含量下降40.8%~41.8%,0~20 cm土层还原性物质总量下降45.1%~46.4%;与分蘖后期相比,水稻收获后0~20 cm土层亚铁和还原性物质总量总体呈下降趋势。由此表明,稻虾共作模式下分蘖后期和成熟期两次重晒田等水分优化管理措施能够显著增加水稻产量,缓解土壤潜育化程度。

不同改良剂对冬水田水稻产量、养分吸收和土壤还原性物质总量的影响

针对冬水田影响水稻生长的土壤障碍因子,研究了不同土壤改良剂对冬水田水稻产量、养分吸收和土壤还原性物质总量的影响。两年试验结果表明:所有处理中鸡粪和硅钙肥增产效果较好,2011年较对照分别增产11.3%和10.7%,2012年较对照分别增产9.4%和13.0%;在还原性物质总量上,鸡粪处理较对照增加5.7%,在一定程度上提高了土壤有害物质增加的风险,不宜长期在冬水田中施用,而硅钙肥处理则比对照降低19.6%。石灰的效果不稳定,可能与两年遇到的极端天气(第一年严重干旱,第二年涝灾)有关,其效果还需要继续验证;锌肥的效果较差。因此,对长期淹水、地势较低的冬水田来说,硅钙肥是比较理想的土壤改良剂,施用后能保证水稻健壮生长和获得高产。

低湖区潜育性稻田施用钾肥的效应及对土壤氧化还原性状的影响

低湖区潜育性稻田施钾试验的结果表明，施用钾肥能明显改善低湖田潜育化土壤的氧化还原性状，土壤还原物质总量、活性还原物质含量及Ｆｅ２＋含量均比对照明显降低，因而减轻了土壤中亚铁等还原性物质对水稻的毒害。

稻蟹共作对土壤理化性质及土壤酶活性的影响

为探究稻蟹共作对土壤理化性质及土壤酶活性的影响,采用水泥池模拟稻田环境的方法,对比研究了稻蟹共作与水稻单作模式7个土壤理化指标和4个土壤酶活性的差异。结果表明:与稻田单作相比,稻蟹共作对土壤容重、土壤含水率和土壤还原性物质总量均有显著影响(P<0.05);稻蟹组的总有机碳略高于稻田组,但总氮略低于稻田组;稻蟹组与稻田组的Eh存在极显著差异,两组之间差异达20.95%;稻蟹组和稻田组土壤粒径机械组成均为粉粒>粘粒>粗细砂粒,粉粒占比均超过80%,且两组之间存在显著差异(P<0.05);随着土壤深度的增加,稻田组的四种酶活性均呈显著下降趋势;稻蟹组的脲酶、纤维素酶和蔗糖酶活性变化与稻田组一致,呈显著下降趋势,但其酸性磷酸酶没有变化。可见,稻蟹共作系统由于河蟹的引入,降低了土壤容重,提高了土壤含水率,改良了土壤,其水稻根系分布较多的10~15 cm底层土壤显示了较强的土壤酶活性,促进了水稻对稻蟹共作系统中碳、氮等元素的高效利用。因此,稻蟹共作系统既有利于水稻生长,又有利于河蟹养殖,可以作为一种生态种养模式在江苏地区推广应用。

稻田土壤还原性物质特征及与甲烷排放的关联性分析

以南方稻田土壤的定位试验为研究对象,选取其中的五种不同施肥(无肥、化肥、猪粪+化肥、鸡粪+化肥、稻草+化肥)处理,监测了水稻生长期间土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质、亚铁(Fe2+)含量、土壤Eh值和甲烷(CH4)排放的动态变化,分析还原性物质与CH4排放的关系。结果表明,水稻生长前期稻田CH4排放通量、土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质和Fe2+含量均较高,并随水稻生长呈逐渐下降的趋势;而土壤Eh在水稻整个生育期介于-238至118 mv之间,且为水稻生长前期低,后期高。施用有机肥后的土壤活性还原性物质和Fe2+含量比化肥处理平均分别增加了13%和11%,而土壤Eh值则低于无肥和化肥处理。相关分析表明,CH4排放通量与土壤中活性还原性物质、Fe2+均呈极显著正相关关系,而与土壤Eh呈极显著负相关关系。通过逐步回归分析进一步表明,土壤中Fe2+含量显著影响稻田CH4排放,控制稻田土壤中Fe2+含量有利于稻田CH4的减排。

不同改良剂对冷泥田水稻产量、养分吸收和土壤还原性物质总量的影响

我们针对冷泥田土壤障碍因子,在不改变现有耕作方式的基础上,研究不同土壤改良剂对冷泥田水稻产量、养分吸收和土壤还原性物质总量的影响。两年试验的结果表明:鸡粪和硅钙肥增产效果较好,2011年较对照分别增产11.26%和10.74%,2012分别增产9.40%和13.02%;而在还原性物质总量上,鸡粪较对照增加5.69%,硅钙肥则降低19.59%。因此,硅钙肥是比较理想的土壤改良剂,应用于冷泥田改良,既能保证水稻产量,又能显著降低毒性还原性物质总量。

麦秸还田对水稻生长的影响

麦秸还田对稻谷成苗和稻苗分蘖有一定的影响 ,还田量越大 ,成苗率越低。麦秸还田对水稻产量的影响主要原因是分蘖成穗数少。麦秸还田的稻苗植株干重和N、P、K含量高于不还田 ,这就表明 ,麦秸适量还田或通过干湿交替 ,使群体变化不受影响 ,则可提高水稻产量。水稻拔节前测定的数据表明 ,土壤还原性物质的含量较高 ,Eh的变化范围在 - 94mV～ 54mV 。

不同灌溉方式和秸秆还田对水稻生长的影响

通过盆栽试验,研究在淹水和干湿交替两种灌溉方式下,秸秆翻耕还田和覆盖还田对水稻生长的影响及其原因。结果表明:淹水灌溉条件下秸秆还田使土壤pH降低,还原性有毒物质累积,降低土壤通气性,导致水稻根系泌氧能力降低,黑化程度增加,同时顶三叶叶面积降低、夹角变大,从而影响水稻生长后期的株高、干物质积累和物质转运;干湿交替灌溉能够有效缓解秸秆还田的负面影响,增加水稻后期干物质积累量和产量;两种灌溉方式下的覆盖还田方式在水稻根系活力、干物质积累量和产量等方面都优于翻耕还田。