长期秸秆还田对白浆土物理性质及水稻产量的影响

【目的】明确长期秸秆还田对白浆土土壤物理性质及水稻产量的影响。【方法】开展秸秆还田长期定位试验。试验设置4个处理,分别为对照(CK),单施秸秆(S),秸秆+化肥(SNPK),单施化肥(NPK)。在2005年后连年处理,并于试验处理前和2010年、2015年试验处理期间调查土壤容重、硬度、孔隙、三相组成以及水稻产量。【结果】白浆土长期秸秆还田有利于水稻产量提高,10年产量平均,秸秆还田配施肥料处理水稻产量比对照和秸秆单独还田处理增产275.70%和133.23%,比单施化肥处理增产14.17%。秸秆还田处理水稻产量在还田第5—10年平均产量比第1—5年有增加趋势;长期秸秆还田可以改善土壤物理性质,降低土壤容重、硬度,还田10年后,秸秆还田配施化肥处理土壤容重低于化肥单施、秸秆单施及对照处理,SNPK处理0—20、20—30 cm土层土壤容重与对照相比分别降低6.34%和10.00%,与还田5年后同类处理相比仍呈下降趋势;秸秆还田配施化肥处理土壤硬度10年后在10、20、30 cm土层与处理前相比分别降低为26.87%、5.68%和4.62%,在20—30 cm土层与对照相比差异显著,还田10年与5年后相比有下降趋势,其他处理变化不明显;还田5年后,秸秆还田配施化肥处理在0—20、20—30、30—40 cm土层土壤固相比例与对照相比分别下降8.82%、8.36%和3.65%,还田10年后分别下降10.87%、10.61%和4.67%,10年后要比5年后下降幅度大,秸秆还田配施化肥比秸秆单施和化肥单施处理下降幅度大;长期秸秆还田可以增加土壤有效孔隙的数量,在处理间和年限间差异极显著,还田10年后,在0—20、20—30、30—40 cm土层秸秆还田配施化肥土壤有效孔隙比对照增加28.86%、63.85%和23.40%,在20—30 cm和30—40 cm土层比化肥单施增加12.55%和62.96%,在0—20、20—30、30—40cm土层比秸秆单施增加19.68%、56.52%和24.46%;与还田5年后相比,土壤有效孔隙度均呈现增加的趋势。【结论】长期秸秆还田可以改善白浆土不良物理性状,降低白浆层的容重、硬度,增加土壤总孔隙度和有效孔隙的比例,提高水稻产量。秸秆还田年限越长改善土壤不良物理性质效果越明显。单独进行秸秆还田改善土壤效果不明显,秸秆还田配施肥料处理效果明显;在不同处理上,秸秆还田配施化肥处理既有改土效果,又可提高水稻产量,而单施化肥和单独秸秆还田均达不到此类效果。

白浆型水稻土生物硅肥的应用效果

通过田间试验研究了生物硅肥的施用效果。试验结果表明:生物硅肥可以提高水稻的抗逆性和产量,施硅肥各处理产量均表现为高于对照,平均增产7.3%,在白浆土上每公顷基施150kg生物硅肥处理,增产最高,增产率达15%。

生物炭对白浆土养分含量及水稻产量的影响

白浆土物理结构致密、养分含量及生物学活性低,是典型低产土壤。生物炭具备丰富养分数量,具备提高白浆土养分含量理论基础。试验采用盆栽方式,研究不同作物生物炭对白浆土养分含量及水稻产量影响。结果表明,生物炭增加白浆土各生育时期有机质、速效磷、全氮、全磷含量。在成熟期,BD、BY 有机质含量分别较BCK 增加0.52%、0.78%,BD、BY速效磷含量分别较BCK 增加10.06%、11.80%,BD、BY 全氮含量分别较BCK 增加2.57%、2.06%。在成熟期,BD、BY 净光合速率分别较BCK增加4.25%、0.33%。生物炭可增加水稻产量,水稻秸秆生物炭、玉米秸秆生物炭处理产量分别较对照增加7.00%、5.00%。

白浆土上不同施硅水平对水稻植株体内氮、磷、钾和硅养分累积动态的影响

采用田间试验,研究了在白浆土上施用生物硅肥对水稻养分吸收利用的影响。结果表明,本试验条件下,氮素、磷素、钾素和硅素的吸收高峰并不同步,氮素和磷素的累积主要集中在分蘖期到抽穗期;钾素和硅素的累积主要集中在两个阶段,一个阶段是从分蘖期到拔节期,另一个是从抽穗期到乳熟期。不同施硅处理之间养分累积量进行比较,氮素和钾素各时期均以Si40处理累积量最大,磷素和硅素各时期均以Si30处理累积量最大。

三江平原草甸白浆土水田氮肥优化研究及应用——以前进农场为例

为草甸白浆土水稻科学施氮提供可靠的技术支撑,在三江平原草甸白浆土上开展了氮肥用量研究的多点试验,根据施肥量—水稻产量对应关系提出草甸白浆土水稻优化施肥技术,并在大面积生产上进行验证。研究结果得出:草甸白浆土上水稻产量与施氮量呈2次曲线关系,随施氮量增加而提高,施氮量为101.50 kg·hm^-2,可得到最高理论产量为8 279.70 kg·hm^-2;施氮量超过101.50 kg·hm^-2后产量则下降;施肥量为97.56 kg·hm^-2,水稻理论产量7 909.43 kg·hm^-2,水稻可取得最大的经济效益;水稻产量与氮素累积量呈2次函数关系,随施氮量增加,植株氮素含量增加,但氮素累积量降低,水稻产量降低与水稻生物产量降低有关。大面积示范证明,草甸白浆土氮素最佳推荐氮肥用量符合农业生产实际,施氮量为100 kg·hm^-2可以达到高产兼高效的生产目标。

秸秆还田及氮肥调控对不同肥力白浆土氮素及水稻产量影响

三江平原是黑龙江省水稻主要种植区,白浆土是主要种稻土壤,在白浆土上开展秸秆还田试验研究,明确白浆土秸秆还田效果,根据土壤肥力水平调控氮素为秸秆还田提出因地制宜的土壤、施肥等管理技术提供参考。该文以白浆土为供试土壤,比较研究不同肥力白浆土上连续秸秆还田及调控氮素对水稻产量及土壤养分变化的影响。结果得出:高肥力土壤连续秸秆还田适合减氮,减氮10%连续3年水稻不减产,增产幅度为0.1%~6.94%,减氮20%以上产量降低,秸秆连续还田增加氮素水稻产量第1年与正常施肥比增产4.47%,第2年水稻产量比对照减产4.02%~31.86%,调氮降低幅度大;中、低肥力土壤秸秆还田水稻产量第1年比对照分别增加1.48%,4.52%,第2年调氮增产幅度会下降;秸秆还田使土壤有机质、氮素含量提高,在高肥力土壤上氮素过高使水稻前期分蘖量增多,水稻有效穗数降低,产量降低,减氮后可以避免土壤氮素过剩,水稻产量提高;中、低肥力土壤秸秆还田有利于增加土壤肥力水平,适当增加氮素可使水稻产量提高。

耕作与施肥措施对江淮地区白土理化性质及水稻产量的影响

针对连续旋耕白土田耕层浅薄、下层土壤黏重紧实、养分分布不均衡等问题,探索适合于白土稻田的耕作与施肥措施,以进一步提高江淮地区白土生产力和水稻产量水平。设置2种耕作方式(旋耕和翻耕)及3种施肥措施(单施化肥、化肥+有机肥、化肥+秸秆还田),通过大田定位试验研究不同耕作方式与施肥措施对白土稻田土壤理化性质、水稳性团聚体分布以及水稻产量的影响。结果表明,相较于旋耕,翻耕降低0—10cm土层土壤养分含量,而使10—20cm土层有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别提高3.2%～8.8%,4.5%～9.2%,5.2%～8.2%和8.3%～17.7%。增施有机肥或秸秆还田使土壤有机质和速效钾含量较单施化肥处理分别提高1.3%～8.6%和4.1%～21.1%。翻耕方式下10—20cm土层土壤容重较旋耕降低14.4%～19.5%,土壤大团聚体比例在0—10,10—20cm土层则较旋耕分别降低3.0%～5.4%和3.5%～9.7%;在翻耕的基础上增施有机肥或秸秆还田土壤容重较单施化肥降低2.1%～6.6%,大团聚体比例则提高2.8%～8.4%。翻耕有利于水稻产量的提高,较旋耕的增产幅度在11.7%～18.0%,增施有机肥或秸秆还田使水稻产量提高1.7%～7.5%。因此,江淮地区连续多年旋耕的白土田进行适宜翻耕结合秸秆还田或增施有机肥可改善0—20cm土层土壤理化性质,有利于水稻产量的提升。

三江平原地区高效施肥对水稻产量及品质的影响

通过试验明确了三江平原土壤养分供应状况及水稻平衡施肥效果。不施氮肥减产26.2%,不施磷肥减产12.1%,不施钾肥减产10.3%,不施锌肥减产24.2%,不施肥减产39.9%。平衡施肥较农民习惯施肥增产20.3%,增收3 294元.hm-2。平衡施肥较农民习惯施肥粗蛋白含量增加0.13个百分点、直链淀粉含量降低0.84个百分点、胶稠度增加1.7 mm,对改善稻米品质有积极作用。

不同施肥方式对白浆土水稻生长发育的影响

针对三江平原白浆土型水稻土生产现状,分析了不同施肥方式即不施肥、底肥等量一次性施入、底肥+1次追肥、底肥+2次追肥和常规施肥对水稻株高、生长发育、产量及经济效益的影响。结果表明:底肥+2次追肥处理的增产效果非常明显。

白浆土施用生物硅肥对水稻养分吸收利用的影响

采用田间小区试验,研究了白浆土施用生物硅肥对水稻养分吸收利用的影响。结果表明,白浆土上施用生物硅肥,可以显著提高水稻植株中氮、磷、钾和硅素养分的含量。在白浆土上以生物硅肥施用量450～600 kg/hm2对水稻养分吸收利用效果较明显。

施肥方式对白浆土水稻SPAD值的影响

针对白浆土水稻的施肥现状及需肥规律,利用SPAD-502叶绿素计诊断水稻氮素营养,明确白浆土水稻施肥与SPAD值之间的关系,为精确诊断白浆土水稻氮素营养状况以及推荐施肥提供理论依据。

三江平原白浆土型水稻土氮磷钾养分平衡的研究

白浆土型水稻土养分平衡研究表明,各试区氮素均有较大增产率,平衡可以有一定盈余,不应有任何赤字。但为了保护土壤肥力及保护环境,各试区氮盈余应加以控制。磷素应达到基本平衡或有少量赤字,钾素允许盈亏率可以有赤字,磷钾应基本保持平衡。养分平衡评价可以看出各试区养分收支情况为氮磷是有盈余的,而钾处于亏缺状态。氮磷钾的实际盈亏率均在允许盈亏范围内,说明氮磷钾养分利用情况比较合理。白浆土型水稻土由于长期重施氮磷肥,钾肥的施用量较小,而使土壤养分状况发生改变。已由以前的缺氮、缺磷、不缺钾,转变为不缺氮,磷有余而钾不足。为使三江平原白浆土型水稻土区水稻生产持续发展,首要的问题是实施平衡施肥的问题,即控制氮肥的投入,减少磷肥的投入,适量补充钾肥。在生产过程中既要充分考虑施肥的有效性,也要考虑对环境的友好性。即在考虑增产增收的同时,要顾及资源的永续利用和保护环境。

白浆土种水稻对土壤磷素形态转化及其有效性的影响

本文探讨了白浆土种水稻对土壤磷素形态转化及其有效性的影响。结果表明：草甸白浆土、潜育白浆土的表层以磷酸铁为主，占无机磷的３５５－４９．９％．土壤含水量与速效磷呈正相关．ｒ值为０．８９。淹水６０天，土壤速效磷比灌水前净增５２．５－６４．４ｍｇ／ｋｇ。土壤施入新鲜有机质；可以促使土壤磷素有效化。淹水白浆土速效磷主要来源于磷酸铁盐。

白浆型水稻土生物硅肥生理效应的研究

采用田间试验以基肥和返青肥两种施肥方式,施生物硅肥量为0、150、300、450、600、750 kg hm-2六个水平,研究了白浆型水稻土不同生物硅肥施用量对水稻生理指标的影响。结果表明,适宜的生物硅肥施用量(450 kg hm-2)对水稻叶片叶绿素含量有显著的影响,可使叶绿素的含量提高9.6%,从而延缓了水稻功能叶片的光合功能期;水稻叶片的保护酶(CAT、POD)在施用生物硅肥后可维持较高的活性或受到抑制程度较低,使所受膜脂过氧化程度(MDA的含量)相对较低,生物硅肥施用量为450 kg hm-2时水稻叶片的CAT、POD活性达最大值,MDA的含量达到最低值,这说明施用生物硅肥促进了膜脂脱氧化作用,延缓功能叶片的衰老;施用生物硅肥后提高了植株干物质的合成与积累,促进了可溶性糖向淀粉的转移和碳水化合物的运输,协调了源、库关系。在本试验中,生物硅肥施用量为450 kg hm-2效果最好,施肥效果各处理表现为:Si3>Si4>Si5>Si2>Si1>Si0,各处理间差异达到极显著,两种施肥方式做基肥的要比返青肥的效果好。

氮肥调控对白浆土水稻产量效益及氮肥利用效率的影响

在黑龙江省白浆土高中低肥力区设置水稻氮肥用量、施用次数及比例的田间小区试验,研究不同施氮方式对白浆土水稻产量效益及肥料利用效率的影响。结果表明,氮肥对水稻生长发育具有显著的影响。与氮肥一次性基施相比,采用适宜的氮肥用量与施肥方式水稻平均增产8.9%,增收1356元hm-2,增加农学效率5.1 kg kg-1。从水稻产量、效益及氮肥偏生产力和农学效率等方面综合考虑,白浆土水稻高产高效的氮肥施用方式是:在满足磷钾肥的基础上,中低肥力区氮肥用量应控制在130～165 kg hm-2,高肥力区氮肥用量应不超过130 kg hm-2,氮肥施用方式为40%N基肥+40%N分蘖肥+20%N穗肥三次施用。

三江平原草甸白浆土种稻后土壤理化性质变化

土壤质量变化与更新是农业发展和土壤管理的判断准则.白浆土是三江平原主要水田土壤,但旱田改水田后缺乏对其土壤质量变化规律的研究.本研究以不同种稻年限白浆土为调查对象,探讨其土壤理化性质演变特征.结果表明:白浆土种稻后,耕层(厚16～23 cm)和犁底层(厚6～8 cm)土壤有机碳、还原物质总量增加,耕层深度随种稻年限增加呈逐渐增加趋势,犁底层无明显变化,心土层(厚20 cm)与旱田无显著差异;土壤中Fe^(2+)和Mn^(2+)有向下迁移现象,但只迁移到犁底层;耕层和犁底层土壤固相比率比种稻前增加,犁底层固相比率由47.8%增加到70.0%,容重由1.22 g·cm^(-3)增加到1.77 g·cm^(-3),土壤孔隙总量降低,微孔隙比例增加,白浆土种稻后有黏粒淋溶淀积现象.白浆土种稻后,土壤物理和化学性质的变化特征与水稻土的演变规律既有一致性,又有其特殊性.