不同土壤条件下秸秆还田量对土壤还原性物质及水稻生长的影响

[目的]在不同土壤上研究水稻秸秆还田后还原性物质的形成及其与水稻生长的关系。[方法]在砂壤土(S1)和粉壤土(S2)上进行2年盆栽试验,模拟低(RL)中(RM)高(RH)产量下秸秆全量还田,以秸秆不还田(R0)为对照,测定土壤还原性物质总量、Eh、亚铁离子、锰离子和铵态氮含量,分析水稻分蘖、根系干质量、根系活力和水稻产量等指标。[结果]秸秆还田后生育前期土壤Eh显著降低,还原性物质数量增加,S2的还原性物质高于砂壤土。与对照相比,2021年在移栽后56d之前秸秆还田处理还原性物质总量、铁和锰离子含量分别提高了8.36%~199.64%、1.43%~160.03%和8.43%~57.68%。2022年在移栽后45 d前对应增加了2.95%~163.61%、0.77%~19.74%和3.28%~64.96%。随着秸秆还田量增加,还原性物质总量、铁和锰含量有增加趋势。在移栽后56 d前(2021年)和35 d前(2022年)秸秆还田显著增加了土壤铵态氮含量11.28%~50.67%和10.79%~351.53%。秸秆还田使水稻分蘖期和拔节期的根系干质量降低15.06%~45.80%,秸秆还田显著降低了砂壤土上水稻分蘖期和拔节期的根系活力,在S2土壤上RL和RM增加了拔节期根系活力,RH降低了根系活力。秸秆还田后水稻分蘖数在水稻生育期降低了7.23%~48.44%,干物质积累量降低了3.59%~43.57%。RL和RM处理第二年水稻产量降低不明显,RH处理2年均显著减产。砂壤土中氧化还原电位高于S2,S2还原性物质总量、锰离子含量、铵态氮含量、根系干质量、根系活力、分蘖数、干物质积累量和产量均高于砂壤土。[结论]在本研究条件下,秸秆还田显著增加还原性物质总量,抑制水稻早期生长。黏重土壤上秸秆全量还田引起减产,砂壤土上中低产量下秸秆全量还田不会造成穗数显著降低,因促进大穗形成不会造成显著减产。采取有效措施减少秸秆还田下还原性物质危害是秸秆还田技术优化的重点。

稻秸-紫云英联合还田对水稻光合特性及产量品质的影响

为评价稻秸-紫云英联合还田对水稻光合特性、产量及稻米品质的影响,采用田间随机试验,以不施氮肥为对照(CK),设置常规氮肥(N)、稻秸还田+常规氮肥(RN)、紫云英还田+常规氮肥(MN)、稻秸还田+紫云英还田+常规氮肥(MRN)、稻秸还田+紫云英还田+60%氮肥(MRN60%),共计6个处理。对不同处理下的叶绿素含量(SPAD值)、净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间CO_(2)浓度(intercellular CO_(2)concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)和干物质积累量、产量及稻米品质进行比较。结果表明,与CK相比,N、RN、MN、MRN和MRN60%处理均可显著提高水稻剑叶的SPAD值、Pn、Gs、稻谷产量及稻米糙米率、整精米率和蛋白含量,并显著降低直链淀粉含量。与N处理相比,在光合特性方面,MRN处理剑叶的SPAD值、净光合速率、气孔导度分别显著提高2.36%、5.95%、7.80%;在干物质积累量方面,MRN处理分蘖期、孕穗期、乳熟期的干物质积累量分别显著提高14.77%、3.52%、4.95%;在产量及构成因素方面,MRN处理的有效穗数、穗粒数、稻谷产量分别显著提高7.38%、3.08%、15.96%;在稻米品质方面,MRN处理的整精米率显著提高4.63%,直链淀粉含量显著降低6.54%。与N处理相比,MN处理仅净光合速率显著提高4.75%;MRN60%处理仅直链淀粉含量显著降低7.00%。相关分析结果表明,剑叶SPAD值、Pn和Gs均与有效穗数、穗粒数、产量、糙米率、整精米率呈极显著正相关,与直链淀粉含量呈极显著负相关;SPAD值和Pn与蛋白含量呈极显著正相关;Gs与蛋白含量呈显著正相关。综上,在常规施氮下,稻秸-紫云英联合还田可显著提高水稻剑叶的SPAD值、Pn、Gs等光合指标及水稻产量和蒸煮品质;在60%氮肥施用下,稻秸-紫云英联合还田有利于稳定水稻剑叶光合特性,保持水稻增产和品质特征,可应用于优质水稻生产。

稻草和紫云英协同还田下钾肥施用量对水稻产量及土壤供钾能力的影响

[目的]水稻生产对钾素的需求量大,研究稻草和紫云英协同还田条件下不同施肥处理对水稻产量和土壤钾素形态变化的影响,旨在保障我国南方水稻的高产和土壤钾素高效利用。[方法]不同轮作模式钾肥定位试验位于中国农业科学院红壤实验站内(始于2016年)。试验处理包括不施肥和冬闲(CK)、氮磷钾肥和冬闲(F)、氮磷钾肥和冬种紫云英(CM)、氮磷钾肥配合稻草还田和冬种紫云英(RCM)、氮磷减钾50%配合稻草还田和冬种紫云英(50%KRCM)。在试验第3年(2019年)于水稻收获后调查分析水稻产量和钾素含量,以及耕层土壤中速效钾和缓效钾含量,计算水稻钾素吸收量、钾素生理效率和钾素表观平衡,并进一步探讨水稻产量和钾素各指标之间的相关性。[结果]与CK处理相比,紫云英轮作显著提高水稻年产量,增幅以RCM、50%KRCM较高,分别为59.4%和59.7%。两者协同还田和紫云英单独还田均可显著提高有效穗数,相比化肥冬闲处理(F),增幅为53.1%~63.3%,在稻草和紫云英协同还田下,减钾对水稻产量构成因素的影响不明显。和F处理相比,RCM、50%KRCM处理显著提高了土壤速效钾和缓效钾含量,增幅分别为87.6%、41.1%和14.0%、12.1%,紫云英单独还田(CM)可显著提高土壤速效钾含量,对缓效钾含量的影响不显著。与RCM处理相比,50%KRCM处理的土壤速效钾含量显著降低了24.8%,缓效钾含量没有显著变化。和CK处理相比,RCM处理显著提高了稻谷含钾量,增幅为6.7%,4个施肥处理均显著提高了稻草和稻谷吸钾量,钾素表观平衡均表现为盈余,RCM和50%KRCM处理的钾素盈余量高于CM处理,但50%KRCM处理的钾素盈余量比RCM处理降低了119.7 kg/(hm^(2)·a)。钾素盈余量与土壤速效钾含量变化呈显著正相关,钾素盈余量每增加1 kg/(hm^(2)·a),土壤速效钾含量提高0.25 mg/kg。施肥降低了钾素生理效率,CM、RCM和F处理的钾素生理效率比CK降低了10.3%~15.5%。土壤速效钾含量、植株总吸钾量、钾素表观平衡和水稻产量之间均显著正相关,植株总吸钾量每增加1 kg/hm^(2),水稻产量提高30.5 kg/hm^(2),钾素表观平衡每增加1 kg/(hm^(2)·a),水稻产量提高9.5 kg/hm^(2)。[结论]稻草和紫云英协同还田可增加水稻有效穗数进而提高稻谷产量,增加钾素盈余量可提高土壤速效钾和缓效钾含量,两者协同还田提升水稻产量和土壤供钾能力的作用优于紫云英单独还田。稻草和紫云英协同还田条件下减少钾肥施用量,显著降低钾素盈余量,但没有降低土壤钾素的供应能力,因此,可适当减少钾肥的施用量。

二次翻耕起垄与稻草还田对土壤养分和烟叶产质量的影响

为探讨二次翻耕起垄与稻草还田两种栽培措施及其相互作用对土壤养分和烟叶产质量的影响,以烤烟品种K326为试验材料,按照两种不同翻耕起垄方式(一次性翻耕起垄和先翻耕晒垡再二次翻耕起垄)与是否稻草还田进行随机区组设计,在湖南宜章县烤烟种植区进行田间试验,分析比较各处理间的土壤养分和烟叶产质量差异。结果表明,与一次性翻耕起垄(T1+T2)和无稻草还田(T1+T3)相比,二次翻耕起垄(T3+T4)和稻草还田(T2+T4)能显著增加土壤有机质含量,提高烟叶糖碱比、氮碱比以及烟叶产量、产值和生产效益,并且两者表现出显著的相互作用;此外,二次翻耕起垄还能显著提高烟叶总糖和还原糖含量,并显著降低烟碱含量,使得糖碱比和氮碱比更趋合理。在感官评吸方面,稻草还田能显著提高烟叶感官评吸质量。从生产效益上分析,由于二次翻耕增加了生产成本,对于基础地力较好的砂质土壤,开展一次性翻耕起垄结合稻草还田可获得更好的经济效益。研究结果为湖南烟稻轮作区烤烟种植提供了科学参考依据。

不同添加剂处理对水稻秸秆营养成分及发酵品质的影响

试验研究不同添加剂处理对水稻秸秆营养成分及发酵品质的影响,旨在提高水稻秸秆的利用率。试验以水稻秸秆为青贮原料,各试验组分别添加1.0 g/kg酶制剂、2.0 g/kg菌制剂及1.0 g/kg酶制剂+2.0 g/kg菌制剂,对照组不添加添加剂,每组设置4个重复。青贮60 d后,取样检测各组水稻秸秆青贮的感官指标、营养成分、发酵品质及瘤胃营养物质降解率。结果表明,对照组水稻秸秆青贮感官总分为13分,为2级尚好,而酶制剂、菌制剂及菌酶制剂处理的水稻秸秆青贮感官评定均较好,达到1级优良。与对照组比较,试验2组和试验3组的水稻秸秆青贮的干物质和总可消化养分含量升高(P<0.05),试验3组水稻秸秆青贮的粗脂肪含量升高(P<0.05),酸性洗涤纤维含量降低(P<0.05);试验1组、试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的中性洗涤纤维含量降低(P<0.05),可溶性碳水化合物含量升高(P<0.05),相对饲喂价值增加(P<0.05)。与对照组比较,试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的乙酸和总挥发性脂肪酸浓度升高(P<0.05),试验1组、试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的pH值降低(P<0.05),试验3组水稻秸秆青贮的氨态氮浓度降低(P<0.05)。与对照组比较,试验1组、试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的粗蛋白、中性洗涤纤维及干物质的降解率均得到提高(P<0.05)。研究表明,水稻秸秆经酶制剂、菌制剂、菌酶复合处理后,可以改善青贮饲料的感官评价,增加水稻秸秆青贮的营养成分含量,提高瘤胃营养物质的降解率,菌酶复合处理的效果优于酶制剂和菌制剂处理。

小龙虾扰动下水稻秸秆腐解及养分释放和表面结构变化特征

为探究持续泡水条件下小龙虾参与水稻秸秆腐解过程与特征,完善稻虾模式水稻秸秆还田技术、实现秸秆资源的高效利用及农田可持续发展,采用自制尼龙网箱法,在稻虾环沟模式的养殖沟内,以不养虾为对照,模拟研究小龙虾扰动下水稻秸秆的腐解特性、养分释放特征及其表面微观结构变化特点。结果显示,无论是否有小龙虾参与,水稻秸秆各时段平均腐解率表现出快—慢—快—慢—快的特点;150d及以前,有虾处理与无虾处理各时段腐解量、累计腐解率和各时段平均腐解率差异均不显著,180d及以后各指标均表现为有虾处理显著高于无虾处理,至210d时,有虾处理水稻秸秆累计腐解率达85.67%,比无虾处理高出12.35百分点。秸秆养分累积释放率均表现为K>P>N;150 d及以后,有虾处理N累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,180 d及以上,有虾处理P累积释放率和总养分累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,至210 d,有虾处理K累积释放率表现出高于无虾处理的趋势。120d及以后,有虾处理的秸秆表面结构受破坏程度明显大于无虾处理。结果表明,稻虾环沟模式下,小龙虾扰动能增加中后期水稻秸秆表面微观结构的受破坏程度,促进后期水稻秸秆腐解和养分释放。

秸秆全量还田下施氮量对秸秆降解及相关胞外酶活性的影响

该试验采用尼龙网袋原位培养法,研究了冷凉区稻田秸秆全量还田下不同施氮水平(110、120、130、140、150 kg·hm^(-2))的水稻秸秆降解特征以及相关胞外酶活性变化特征。结果表明:在秸秆全量还田但施氮量不同的条件下,水稻秸秆在还田前期(0~20 d)和中后期(71~104 d)的降解率较快,此时秸秆残余物中可溶物质的占比大幅度减少,木质素等物质含量在秸秆残余物中的占比增加;在东北冷凉区水稻生育期内,0~15㎝还田秸秆平均降解率约为55%,15~30㎝还田秸秆平均降解率约为50%;与碳相关胞外酶(αG、βG、CBH、βX)活性普遍高于其他功能胞外酶,且秸秆降解胞外酶活性普遍在中后期(71~104 d)升高。研究表明东北冷凉区水稻秸秆全量条件下,施氮量140kg·hm^(-2)时秸秆降解率的综合效应最好,最佳秸秆还田深度为0~15 cm。

夏季闲置大棚利用杏鲍菇菌渣栽培草菇技术

利用夏秋季蔬菜大棚空闲期,以杏鲍菇菌渣90%、干稻草10%为原料栽培草菇,每667 m2大棚产草菇约700 kg,按照上海批发市场20元/kg收购价计,除去成本,净产值约9700元,既提高了蔬菜大棚棚歇期土地利用率,草菇种植后菌渣直接还田还可改良土壤,减少化肥使用,是一种实现农业废弃物循环利用、经济和生态效益显著的绿色种植模式。从设施选择、季节安排、品种选择、培养料制作、铺料播种、覆膜、覆土、发菌管理、出菇管理、病虫害防控等方面详述该套技术。

外源秸秆对污染土壤氧化还原过程水分散性胶体态重金属的影响

土壤胶体尤其是水分散性胶体,作为一种重要的污染物载体,在重金属吸附、迁移以及生物吸收过程起着重要作用。通过土壤培养试验探讨了外源添加水稻秸秆在氧化还原波动条件下如何影响土壤液相中及水分散性胶体中重金属的分布。结果表明,外源秸秆增加厌氧过程液相中溶解性有机碳(DOC)、砷(As)、铁(Fe)、锰(Mn)、钙(Ca)、钾(K)、硅(Si)、铝(Al)、镁(Mg)等浓度,降低了厌氧过程氧化还原电位(Eh)及铜(Cu)、铅(Pb)等浓度,提高了好氧过程Pb浓度。利用非对称流场流分馏-紫外可见-电感耦合等离子体-质谱联用技术(AF4-UV-ICP-MS),测得水分散性胶体颗粒主要分布在0.3~3 kDa、3~40 kDa和130 kDa~450 nm三个粒径范围,各粒径颗粒的组成有所差异,主要含有机质、无机黏土矿物和铁矿物等。外源秸秆促进液相中Fe和As由胶体态向溶解态转化,促进镉(Cd)和Cu由溶解态向胶体态转化。本研究有助于揭示农业活动影响重金属迁移转化及有效性的界面机制。

2BFGK-12型稻茬麦集秸旋耕施肥播种机设计与试验

针对长江中下游稻麦轮作区小麦播种作业时,存在抢季节耕种农机配套性差、土壤黏重以及秸秆还田难等问题,创制“稻茬麦秸秆行间集覆还田宽窄行种植”技术模式,此模式具有行间集秸、条带旋耕、集中施肥、洁区播种以及对行镇压等技术特征,通过建立秸秆行间集覆运动的力学模型,设计绞龙式秸秆行间集秸装置、开沟旋耕一体式装置、集中施肥装置、浮动覆土板以及对行镇压器等关键部件,研制一种稻茬麦洁区旋耕施肥播种机。田间试验结果表明,秸秆行间集覆还田与宽窄行种植结合有效提高稻茬麦种床整地质量,洁区洁净度87.69%,小麦窄行平均行距为148 mm,宽行行距平均为304 mm,行距变异系数为5.36%,平均播深为33 mm,播深合格率为95.76%,晾籽率为0.98%,碎土率为86.01%。施肥方式为耕前集中施肥,平均施肥深度为65 mm,施肥深度合格率为94.63%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为198 mm,满足排水要求。试验田实际产量为8 059.2 kg/hm^(2),高出平均产量20%以上,油耗较对比机型降低31.24%。为稻茬麦绿色低碳保护性耕作技术模式提供农机支撑,促进农机农艺高效快速融合。

水稻秸秆青贮品质影响因素及青贮饲料品质评定体系介绍

青贮饲料是反刍动物生产中重要的粗饲料来源。它与反刍动物的生长以及牧场的经济效益息息相关。随着近年来青贮饲料原料的增加,以往的青贮饲料评价略有不足,难以准确评价不同原料青贮饲料的体系。青贮原料理化性质不同,不同的发酵条件都会对青贮品质产生不同的效果。本文通过收集整理国内外近年来发表的文献,以水稻秸秆为例,总结了青贮原料特性、不同青贮添加剂对水稻秸秆青贮饲料品质的影响,以及青贮饲料的品质评价体系,以供相关研究参考。

硝化抑制剂对湖南紫潮泥田紫云英-稻秸还田后水稻产量及镉吸收的影响

研究紫云英-水稻制度下,稻秸还田和硝化抑制剂对水稻生长和镉(Cd)吸收的影响,为湖南双季稻田基于绿肥的稻米安全生产措施提供理论支撑。池栽微区试验设4个处理:紫云英(GM)、紫云英+化肥(GF)、紫云英+稻秸+化肥(GRF)、紫云英+稻秸+化肥+硝化抑制剂(GRFD)。分析了不同措施下的水稻产量与养分积累、稻米Cd吸收、土壤肥力及土壤Cd有效性和形态。相比GRF处理,GRFD处理早稻籽粒和稻秸产量分别增加7.0%和12.2%。GRFD处理下,早稻籽粒氮、磷、钾养分累积量较GRF处理分别增加5.5%、10.1%、6.8%。GF、GRF、GRFD处理早稻籽粒Cd含量较GM处理分别降低64.8%、67.3%、66.8%。GRFD处理早稻可溶性有机碳和可溶性有机氮含量,相比GRF处理分别降低41.2%和8.0%。GRFD处理早稻和晚稻土壤有效态Cd含量,相比GRF处理分别降低70.9%和66.0%,相比GF处理分别降低80.2%和61.4%;GRFD处理晚稻土壤可氧化态Cd含量相比GRF处理增加了52.6%,表明紫云英-稻秸-硝化抑制剂联合利用通过将土壤Cd转变为难以被水稻吸收的形态而降低其有效性。随机森林与相关性表明,早、晚稻速效钾与有效磷在限制水稻吸收Cd中均起到了关键作用。在紫云英-稻秸联合还田条件下,配施硝化抑制剂可提高水稻产量、促进水稻养分吸收,同时通过增加土壤速效钾和有效磷含量,进而减少水稻对Cd的吸收。

秸秆还田与耕作方式对双季稻土壤团聚体及碳氮含量的影响

为探讨南方双季稻区秸秆还田与不同耕作方式结合对土壤团聚体组成及土壤有机碳、全氮含量的影响,在湖南双季稻区开展了主区为秸秆还田(S1)与不还田(S0),副区为免耕(NT)、浅旋耕(RT)、深耕(TT)的大田裂区试验。结果表明,与其他处理相比,S1+TT处理下0~10 cm土层早、晚稻的土壤大团聚体质量分数分别显著(P<0.05)提高1.70%~9.03%、4.48%~30.53%;10~20 cm土层土壤团聚体的平均质量直径和几何平均直径显著高于除S0+TT外的其他处理,在早稻上二者分别提高了7.23%~18.67%和4.35%~10.77%,在晚稻上二者分别提高了5.06%~23.88%和4.94%~23.19%;早稻10~20 cm土层(除S1+NT处理外)、晚稻0~10 cm土层的全氮含量分别显著提高13.04%~23.81%、10.14%~40.74%;早、晚稻10~20 cm土层和早稻0~10 cm土层的土壤有机碳含量分别显著提高4.36%~26.70%、3.83%~21.71%、3.86%~10.92%。综上,在双季稻区秸秆还田搭配深耕可以提高土壤团聚体的稳定性,及土壤有机碳、全氮含量,有利于促进土壤耕作层团聚体结构稳定,提高土壤质量。

不同秸秆配方对双孢蘑菇‘申K6’性状的影响

为探讨不同秸秆配方对双孢蘑菇(Agaricus bisporus)‘申K6’农艺性状和商品性状的影响,配制培养料A(54%麦秸秆、41.5%鸡粪、4.5%石膏)和B(52%麦秸秆、22%鸡粪、20%稻秸秆、6%石膏),分别测定一次、二次和三次发酵料的pH、含水量、氮含量、灰分含量、碳氮比、纤维素含量、半纤维素含量和木质素含量,以及子实体的单菇重、菌盖直径、菌盖厚度、菌柄直径、菌柄长度、产量、表面亮度、褐变指数、总颜色变化和硬度等指标。结果表明:在同一发酵阶段,培养料B的含水量和灰分含量均低于A,且B的一次发酵料和三次发酵料与A相比有显著性差异;在同一发酵阶段,培养料B的纤维素含量高于A,其中B的三次发酵料与A相比有显著性差异;培养料B的一次发酵料半纤维素含量与A相比有显著性差异;利用培养料B栽培的子实体菌盖直径、菌盖直径与菌柄长度比值和表面亮度均高于A,组间有显著性差异;利用培养料B栽培的菌柄长度和总颜色变化均低于A,组间有显著性差异;利用培养料B栽培的子实体总产量为33.62 kg·m^(-2),高于A的28.10 kg·m^(-2),组间有显著性差异。利用稻、麦秸秆栽培的双孢蘑菇子实体形态、色泽和抗褐变能力均优于仅用麦秸秆栽培的子实体。

紫云英及氮肥减量下配施生物质炭对土壤理化性质和水稻产量的影响

【目的】为减少化学氮肥的使用,通过盆栽试验探究在紫云英还田条件下,氮肥减量配施生物质炭对稻田土壤养分提升、水稻增产的作用,旨在明确在紫云英替代部分氮肥的基础上,更有利于培肥和增产的最佳减氮量和生物质炭添加比例,以期为实际生产应用提供科学依据。【方法】采用双因素水稻盆栽试验,以冬闲+常规施肥(CK)为空白对照,设置了4个(0.25%、0.5%、1%、2%)生物质炭添加比例,在追肥时设置3个(减氮10%、减氮20%、减氮30%)减氮比例,共设置13个处理组合,每个处理重复4次,共计52盆,生长周期120 d,水稻成熟后比较各处理对土壤理化性质及水稻产量、性状的影响。【结果】在紫云英还田下,减氮30%配施2.0%生物质炭显著提高了土壤pH(P<0.01)与CK相比提高了12.02%;减氮20%配施2.0%生物质炭对土壤有机质(SOM)、有效磷(AP)、速效钾(AK)含量均具有极显著提升作用(P<0.01),显著提升了土壤全氮含量(P<0.05),比CK分别增加了38.8%、107.2%、25.4%、24.9%;减氮20%配施0.5%生物质炭时碱解氮含量显著提升了49.6%(P<0.01)。紫云英还田下减氮30%配施1.0%生物质炭时产量最高,与CK相比分别显著增产18.7%(P<0.01)。施加低量生物质炭(0.25%生物质炭)更有利于水稻地上部生物量积累,比CK显著增加了90.04%(P<0.01)。相关性分析表明,土壤有机质、有效磷、速效钾是提升水稻产量的主要土壤环境因子(P<0.05、r>0.5)。【结论】紫云英、氮肥减量及生物质炭联合施用的培肥增产效果显著,紫云英还田下减氮20%配施2.0%生物质炭更有利于提升稻田土壤养分含量,减少氮素流失,促进水稻生长增产,但施加过量生物质炭对水稻产量及生物量具有一定的抑制作用,在追肥时减氮30%配施1.0%生物质炭对水稻增产效果最佳。

纳米气泡水与沼液联合浸泡对水稻秸秆厌氧产气性能的影响

文章以水稻秸秆为研究对象,采用4种浸泡溶剂(去离子水、纳米气泡水、沼液、纳米气泡水联合沼液)对水稻秸秆进行5 d厌氧预处理,研究了不同浸泡预处理对挥发性脂肪酸含量、木质纤维素含量以及甲烷产率的影响。结果表明:纳米气泡水和沼液浸泡均促进了水稻秸秆的水解过程;纳米气泡水联合沼液组的处理效果最为突出,挥发性脂肪酸含量达到了6470 mg/L,纤维素和半纤维素降解率分别达到了12.1%和23.7%,最大累积甲烷产率提高了19.5%。

紫云英压青结合稻秸还田对水稻的节肥增效作用

【目的】紫云英压青结合稻秸还田是降低化肥用量、提高肥料利用率的绿色有效措施。在福建灰(黄)泥田多地开展田间试验,以验证该措施的有效性。【方法】田间试验分别在福建沙县、顺昌县、浦城县进行,沙县供试水稻为头茬再生稻,顺昌和浦城为单季稻。所有试验均设置5个处理:不施肥(CK)、100%常规化肥(100%CF)、80%常规化肥(80%CF)、种植翻压紫云英+80%常规化肥(CMV+80%CF)、稻秸还田+种植翻压紫云英+80%常规化肥(RS+CMV+80%CF)。在水稻成熟期,调查产量和产量经济性状,分析氮磷钾养分积累量,并计算水稻产量的变异系数和可持续指数。【结果】与100%CF处理相比,CMV+80%CF和RS+CMV+80%CF处理三地稻谷平均产量和稻秸平均产量增加不显著,但在沙县稻秸产量显著增加33.7%和26.1%。100%CF处理对产量的贡献率较80%CF处理增加了2.74个百分点;CMV+80%CF、RS+CMV+80%CF处理对水稻产量的贡献率较80%CF处理分别提高了7.73%、11.30%,三地RS+CMV+80%CF处理稻谷平均产量比CMV+80%CF处理提高3.9%。各处理间水稻产量变异系数表现为RS+CMV+80%CFCMV+80%CF>100%CF>80%CF,翻压紫云英、紫云英与稻秸联合还田均有利于水稻持续性高产稳产,且紫云英与稻秸联合还田的效果明显高于紫云英单独翻压。翻压紫云英、紫云英与稻秸联合还田均有利于水稻氮、磷、钾养分的累积,与100%CF处理相比,CMV+80%CF处理的平均氮、磷、钾养分回收率分别增加了19.1、20.1、29.5个百分点,RS+CMV+CMV+80%CF处理分别增加了19.3、8.8、30.6个百分点,RS+CMV+80%CF处理的氮、钾养分回收率高于CMV+80%CF处理。RS+CMV+80%CF处理的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力最大,较100%CF处理分别增加了76.38%和8.99%。【结论】无论再生稻还是单季稻,在减施化肥用量20%的条件下,紫云英压青结合稻秸还田有利于水稻稳产和产量的可持续性,同时提高养分回收率,增强节肥增效作用,可作为灰黄泥田水稻绿色高效生产的管理制度。

秸秆还田与氮肥施用对稻田温室气体排放的影响

秸秆还田与氮肥施用是农田生态系统中碳氮元素的两大主要补给途径,其在调控稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放以及水稻产量方面具有重要作用。以往的研究主要关注秸秆还田或氮肥施用单因素对稻田温室气体排放的影响,而双因素互作对甲烷和氧化亚氮排放的影响尚未明确。同时,在秸秆还田条件下如何进行合理的氮肥施用鲜有深入研究。本研究基于3个氮肥处理(0、180、360 kg N/hm^(2))和3个秸秆还田处理(0、2.25、3.75 t/hm^(2))进行多年水稻田间定位试验,研究结果表明:CH_(4)季节累积排放随秸秆还田量增加而增加,与施氮量无显著正相关关系;N_(2)O季节累积排放随施氮量增加而增加,与秸秆还田量无显著正相关关系;秸秆还田对于产量的影响具有不确定性,两年均在秸秆不还田+不施氮处理(S0N0)出现最低产量,2021与2022年最低产量分别为5740.64和4903.75 kg/hm^(2)。2021与2022年最高产量分别在秸秆不还田+高氮(S0N_(2))和高量秸秆还田+高氮(S2N_(2))出现,分别为10938.48和10384.83 kg/hm^(2)。同时,本研究发现在低量秸秆还田条件下,在碳足迹(CF, Carbon Footprint)方面,施氮量为251 kg N/hm^(2)时碳足迹达到最低点,为1.01 kg C/kg;而在生态经济净收益(NEEB, Net Ecosystem Economic Benefits)方面,施氮量为294 kg N/hm^(2)时生态经济净收益达到最高点,为11778.15元/hm^(2)。为协同生态经济净收益与碳排放,在低量秸秆还田(S1)下,配合251—294 kg N/hm^(2)的施氮量为最优施肥方案。研究结果为指导稻田温室气体减排、实现稻田碳中和以及农田管理提供了理论支撑,为实现水稻的高产稳产与低碳生产科学依据。

水稻秸秆营养穴盘成型机的设计与降解性能研究

水稻秸秆营养秧盘是以稻草粉、牛粪为原料,采用气动成型原理实现秧盘成型的水稻营养秧盘,具有原料易得、可降解、可自养和改良土壤理化性状等优点。为此,对水稻营养秧盘的结构进行分析,改进了水稻秸秆营养穴盘成型机的设计,探讨了水稻秸秆营养秧盘对水稻生长影响及其降解性能。在黑龙江前哨农场开展水稻秸秆营养秧盘(XS)与塑料水稻育秧盘(CK)对比田间试验,探究不同水稻育秧盘对水稻秧苗素质、水稻产量及自身降解特性的影响。试验结果表明:与塑料育秧盘(CK)相比,采用水稻秸秆营养秧盘可以提高水稻出苗率、株高、茎基宽,显著提升水稻秧苗生物量、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量及产量;在保障水稻生长的同时,水稻秸秆营养秧盘降解效果明显,移栽到田间120天后,降解率达到84.79%。研究结果可为水稻秸秆营养秧盘的推广提供前提条件和理论基础。