冬种紫云英与稻草还田对双季水稻产量和土壤性状的互作效应

通过2年田间试验,旨在明确冬种紫云英和稻草还田对双季水稻产量和土壤性状的互作效应。结果表明:稻草还田和冬种紫云英对2013年早晚稻产量均无显著影响,二者亦无显著的互作效应。稻草还田对2014年早晚稻产量无显著影响。稻草还田和冬种紫云英对2014年早稻产量的互作效应接近达到显著水平(P=0.090)。冬种紫云英显著提高了2014年早稻的产量和生物量,但是对晚稻影响不显著。冬种紫云英显著增加了2014年早稻的有效穗数和每穗粒数,对2014年晚稻有效穗数的影响接近达到显著水平(P=0.055)。试验进行2年后,冬种紫云英显著降低了土壤容重,提高了土壤总孔隙度。稻草还田显著提高了土壤pH,而冬种紫云英降低了稻草还田对土壤pH的提升效应。冬种紫云英和稻草还田对土壤有机碳、总氮和碱解氮含量均无显著影响。稻草还田显著增加了土壤速效磷和速效钾的含量,提高了土壤纤维素酶、蔗糖酶、蛋白酶和酸性磷酸酶的活性,但冬种紫云英无显著影响。冬种紫云英和稻草还田对土壤速效磷含量和纤维素酶活性具有显著的协同促进效应。     

减量施肥下紫云英与稻草协同利用对双季稻产量和经济效益的影响

开展连续5年大田定位试验,研究减量施肥下不同紫云英与稻草利用处理对洞庭湖地区紫潮泥双季稻的产量、产量构成因素及经济效益的影响。结果表明,与单施化肥(F100)相比,不同紫云英、稻草利用处理均能促进水稻增产、稳产,其中紫云英与稻草协同利用的增产效果优于紫云英或稻草单独利用,协同利用处理中又以晚稻高茬稻草还田冬种紫云英(F80+HR+A)处理的效果更好。F80+HR+A处理的早、晚稻,5年平均产量较F100分别增产20.2%、11.9%,稻谷纯收益增加13.7%,边际成本报酬率为3.4元/元。早稻株高、每穗实粒数、千粒质量和晚稻株高、有效穗数、每穗实粒数的增加是水稻增产的主要原因。综上所述,晚稻留高茬还田冬种紫云英,不仅可以提高水稻产量,还可以获得较佳经济收益,减少化肥用量。     

稻草还田和冬种绿肥对华南双季稻产量及稻田CH4排放的影响

以常规稻合丰占为材料,开展田间裂区试验,主因素设稻草不还田和全部稻草还田2种处理,副因素设冬闲和冬种绿肥并全部还田2种处理,研究稻草还田和冬种绿肥及其互作对华南双季稻产量和稻田CH4排放的影响,以期为华南双季稻低碳高产栽培提供指导。结果表明:稻草全量还田显著提高水稻产量,平均增产4.8%,主要原因是稻草还田促进水稻的干物质积累,增加了每穗粒数,但稻草还田极显著增加稻田CH4排放量,平均增幅为41.8%;冬种紫云英绿肥显著提高水稻产量,平均增产3.6%,同时稻田CH4排放量也增加,但差异没有达到显著水平。无论是对水稻产量还是稻田CH4排放,稻草还田和冬种绿肥处理之间的互作效应均不显著,表明二者的作用是相互独立的。综合考虑水稻产量和CH4排放的表现,冬种紫云英绿肥可作为华南双季稻低碳高产栽培的重要措施。     

种植和秸秆还田模式对一季稻产量和产量因子的影响

以籼型常规稻华航38号为材料,设置了T1(CK、不施肥、一季稻+冬闲、稻草移走)、T2(NPK全量、一季稻+紫云英、稻草移走)、T3(NPK全量、一季稻+紫云英、稻草还田)、T4(NP全量、K减半、一季稻+紫云英、稻草还田)、T5(NPK全量、一季稻+冬闲、秸秆全部移走)、T6(NPK全量、一季稻+油菜、秸秆全部移走)、T7(NPK全量、一季稻+油菜、秸秆全部还田)、T8(NPK全量,一季稻+油菜,稻草还田)、T9(NP全量、K减半、一季稻+油菜、稻草还田)共9个种植和秸秆还田方式组合处理,通过2016—2019年定位试验,考察了各处理对一季稻产量和产量形成的影响。结果表明：较不施肥处理,施N、P、K肥在2016和2017年对一季稻产量和地上部分总生物量提升效果不明显;待土壤基础地力耗竭后,2018和2019年分别增产53.65%和21.93%,且均达显著水平(P<0.05);除2018年外,冬种油菜可显著提升水稻产量;秸秆还田或移走处理在水稻产量、株高、地上部分总生物量方面差异均不显著;不同种植模式和秸秆还田方式主要通过调节单位面积有效穗数和每穗总粒数影响产量形成;冬种绿肥+稻草还田条件下,减量施钾50%依然能使一季稻保持稳产。     

绿肥与稻草联合还田对机插双季稻 生长和产量的影响

为明确绿肥与稻草联合还田对机插双季稻生长发育和产量的影响及其机理,以中嘉早17和H优518为试验品种,于2013—2014年进行了不施肥(CK)、不施肥+绿肥还田+稻草还田(CK+GM+RS)、单施化肥(NPK)、化肥+绿肥还田+稻草还田(NPK+GM+RS)机插双季稻大田试验。结果表明,不论CK还是NPK模式下,GM+RS处理均能够促进水稻生长,显著提高机插双季稻的产量;与NPK相比,NPK+GM+RS处理显著增加了早、晚稻的有效穗(增幅1.75%和1.51%)、每穗粒数(增幅1.82%和1.46%)和产量(增幅5.39%和2.56%),显著增加了成穗率(增幅10.44%和2.07%)、总干物质量(增幅5.69%和7.01%)、成熟期叶面积指数(增幅5.10%和7.10%)以及抽穗至成熟期群体生长率(增幅5.21%和4.51%)。综上所述,绿肥与稻草联合还田能够促进机插水稻生长前期分蘖早发,改善生长中后期群体质量,最终显著提高机插双季稻产量。     

秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥 偏生产力的影响

2017—2018年在湖南省双季稻主产区宁乡市开展了秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥偏生产力的影响研究。结果表明:早、晚稻冬种紫云英+秸秆还田处理的水稻植株茎、叶、穗和地上部分干物质积累量、有效穗、产量及氮肥偏生产力均显著高于秸秆还田处理;其中,早、晚稻有效穗数分别增加2.58%、3.18%(2017)和5.22%、6.32%(2018),产量分别提高11.85%、10.07%(2017)和12.42%、10.92%(2018),周年氮肥偏生产力分别提高10.90%(2017)和11.66%(2018)。综上所述,秸秆还田下冬种紫云英有利于提高机插双季稻的干物质积累,水稻产量和氮肥偏生产力。     

秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥偏生产力的影响（英文）

2017—2018年在湖南省双季稻主产区宁乡市开展了秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥偏生产力的影响研究。结果表明:早、晚稻冬种紫云英+秸秆还田处理的水稻植株茎、叶、穗和地上部分干物质积累量、有效穗、产量及氮肥偏生产力均显著高于秸秆还田处理;其中,早、晚稻有效穗数分别增加2.58%、3.18%(2017)和5.22%、6.32%(2018),产量分别提高11.85%、10.07%(2017)和12.42%、10.92%(2018),周年氮肥偏生产力分别提高10.90%(2017)和11.66%(2018)。综上所述,秸秆还田下冬种紫云英有利于提高机插双季稻的干物质积累,水稻产量和氮肥偏生产力。     

不同施氮量下紫云英与稻草协同利用对双季稻的产量效应

通过连续2 a田间试验,研究不同施氮量条件下,晚稻低茬收割冬种紫云英与稻草协同利用(SM1)和晚稻高茬收割冬种紫云英与稻草协同利用(SM2)2种模式对双季水稻产量及水稻生长性状的影响。结果表明:紫云英与稻草协同利用有利于提高双季水稻产量;不施肥条件下,2016年和2017年紫云英与稻草协同利用较不利用紫云英、稻草不还田早稻平均增产24.6%,晚稻平均增产26.4%;晚稻高茬收割冬种紫云英与稻草协同利用模式(SM2)较晚稻低茬收割冬种紫云英与稻草协同利用模式(SM1)更有利于早、晚稻稻谷产量的提高;在施氮50%、常规施氮和施氮150%条件下,2 a早稻稻谷产量SM2模式较SM1模式分别增产11.1%、7.2%和5.7%,晚稻分别增产6.2%、10.6%和3.5%;SM2模式增产因素主要是促进了水稻株高、穗长、有效穗数和每穗实粒数的提高。在50%、100%和150%施氮量下,SM2模式的双季稻周年生产净收益较SM1分别提高11.3%、13.2%和6.4%。     

双季稻产量和肥料效益对减量施肥下紫云英与稻草协同利用的响应

利用田间小区定位试验,研究了减施20%化肥下紫云英与稻草协同利用对洞庭湖地区紫潮泥双季稻的产量、产量构成因素、经济效益以及肥料利用效率的影响。结果表明:连续6年紫云英与稻草协同利用均可提高水稻产量,晚稻留高茬冬种紫云英(80%F+HRMv)处理的增产效果最佳,6年平均产量较单施全量化肥(100%F)增产11.2%;株高、每穗实粒数、有效穗数、千粒重的增加是水稻增产的主要原因;经济效益上,紫云英与稻草协同利用虽增加了农业支出,但提高了经济产值,收益高于100%F,其中80%F+HRMv纯收益最高,增收17.2%;紫云英与稻草协同利用还可有效提高肥料利用效率,其中80%F+HRMv效果最优,早、晚稻表观利用率分别提高106.1%、24.9%,农学利用率分别提高89.4%、38.3%。综合产量和肥料效率来看,晚稻留高茬还田冬种紫云英,不仅可以提高水稻产量,增加水稻经济收益,还可以减少化肥用量,提高肥料利用效率。     

双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对水稻生物学特性和产量的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后水稻生物学特性和产量经济性状的变化,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用田间小区试验方法,研究冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、免耕直播油菜-双季稻、免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)残茬还田对水稻生物学特性和产量经济性状的影响。结果表明:冬季覆盖作物残茬还田后,早、晚稻分蘖期至成熟期,各处理植株根系、茎、叶干质量均高于对照,但与对照均无显著差异;早稻齐穗期和成熟期,免耕直播紫云英-双季稻处理穗干质量均显著高于对照和其它处理;晚稻齐穗期和成熟期,免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理穗干质量显著高于对照和其它处理。早稻有效穗分别比对照增加31.45,37.30,15.25,28.60万/hm2,结实率分别增加4.83%、12.29%、11.35%和8.39%,千粒质量分别增加0.87,0.31,0.54,0.93 g,产量分别增加420.70,424.72,282.76,317.25 kg/hm2;晚稻有效穗分别比对照增加30.20,33.55,13.45,36.90万/hm2,结实率分别增加2.38%、5.03%、1.56%和6.05%,千粒质量分别增加0.63,0.72,0.38,0.78 g,产量分别增加248.28,427.60,179.32,455.18 kg/hm2。在双季稻田种植冬季覆盖作物,采用冬季覆盖作物残茬还田可促进水稻生长发育和干物质积累,改善水稻产量构成因素,有利于水稻产量的增加。     

机械化稻草全量还田对水稻产量和土壤碳库管理指数的影响

通过设置不施肥、单施化肥、稻草烧灰还田+化肥和稻草全量还田+化肥4个处理的大田定位试验,在氮、磷和钾养分相等条件下研究稻草全量还田对双季水稻产量和土壤碳库管理指数的影响。结果表明,晚稻稻草全量还田有利于提高翌年早稻产量,较单施化肥与稻草烧灰还田相比,增幅3.4%～4.3%,而晚稻产量稻草全量还田处理与单施化肥基本持平,却显著低于稻草烧灰还田处理;与单施化肥和稻草烧灰还田相比,稻草全量还田提高了土壤不同形态碳素含量和碳库管理指数,活性碳、矿化碳和碳库管理指数分别提高了5.93%～7.87%、27.14%～67.55%和11.41%～21.49%。相关分析表明,土壤碳库管理指数与双季早、晚稻产量呈显著抛物线关系(r=0.982 9*和r=0.982 8*)。     

基于AMMI模型评价长期定位施肥对双季稻总产量稳定性的影响

【目的】研究长期不同施肥对双季稻产量演变和稳定性的影响。【方法】以25年定位施肥试验为平台,采用AMMI模型对影响双季稻总产量稳定性的施肥处理、环境和二者互作进行分析。【结果】（1）施肥处理与环境互作（F×E）平方和占方差分析总平方和的9.78%,达到了极显著差异水平（P＜0.01）,AMMI模型的交互效应主成分（IPCA）前三项累计解释了88.46%的互作平方和,其稳定性参数（Di值）与Shukla变异系数和变异系数的相关系数分别为0.97和0.83,均达到了极显著相关。（2）均衡施化肥可以有效提高双季稻产量和产量稳定性,在等量养分条件下配施有机肥进一步提高了其产量和产量稳定性,其中在产量方面,配施30%、50%和70%有机肥处理较均衡施化肥处理（NPK）分别提高6.15%、3.88%和7.75%;在稳定性方面,分别提高25.91%、59.78%和29.31%。【结论】AMMI模型很好地解释了施肥处理与环境的互作效应,是评价长期施肥条件下双季稻产量稳定性的有效方法。根据分析结果得出,有机无机肥配施是该区域双季稻高产和稳产的最佳施肥措施,其中等比例配施有机无机肥在产量相对较高的条件下（与均衡施化肥处理相比）稳定性最好;30%有机肥配施70%化肥和70%有机肥配施30%化肥两个处理在稳定性相对较好的情况下产量最高、适应性最强。     

稻草及其循环利用后的有机废弃物还田效用研究

【目的】研究稻草及其循环利用后的有机废弃物还田对稻田土壤肥力、生态及经济效益的影响,为稻草等有机废弃物资源化再利用提供理论依据。【方法】以无肥(O)和纯施化肥(CK)为对照,设置稻草、菌渣、牛粪、沼渣与减量化肥配施处理(NPK+S、NPK+FD、NPK+CD和NPK+BD),研究4种有机废弃物还田对土壤理化性质、CH4和N2O排放、水稻产量及经济效益的影响。【结果】4种有机废弃物还田均可一定程度地降低土壤容重、增加孔隙度及提高土壤团聚体的稳定性,提高土壤有机质、速效养分的含量,从而提高了土壤肥力水平;有机废弃物与减量化肥配施处理与CK处理相比,早稻略有减产,晚稻略有增产且实际收入也有所增加,但差异均不显著,而产投比却明显高于CK处理;有机废弃物还田处理能不同程度地增大稻田CH4排放,其中NPK+S处理增幅最大,NPK+FD、NPK+BD处理较小,但均能显著降低N2O的排放;有机废弃物还田可以减少10%—20%氮、磷、钾化肥用量,同时处理有机废弃物6250—22500kg·hm-2,节约能源的同时又减小了环境污染威胁。【结论】兼顾生产、经济、生态环境等效益,建议在南方双季稻种植区采用稻草循环利用后的菌渣、沼渣与化肥减量配施还田。     

氮肥及其与秸秆配施在不同肥力土壤的固持及供应

【目的】在有机物料和无机氮肥的配施条件下,研究氮素在土壤中的固持与释放过程,以期达到土壤供氮与作物需氮相一致的目的。【方法】以长期定位试验不同施肥处理土壤（不施肥,NF;施用氮磷钾化肥,NPK;厩肥与化肥配施,MNPK）为研究对象,采用盆栽试验研究化学氮肥及其与秸秆配施在不同肥力土壤中的固持与供应。【结果】与未施氮肥（对照）相比,单施尿素对NF处理土壤小麦籽粒产量无显著影响,而显著提高了NPK和MNPK处理土壤小麦籽粒产量;MNPK处理土壤氮肥利用率（67%）显著高于NPK（56%）和NF（19%）处理土壤。与施用氮肥处理相比,秸秆与尿素配施显著降低了小麦产量和氮素利用率,但MNPK处理土壤小麦产量及氮肥利用率（11%）仍显著高于NPK处理（7%）;秸秆与尿素配施降低了当季小麦对施入氮素的吸收利用,小麦收获时不同施肥处理土壤有79%-88%施入的氮素未被吸收利用。【结论】有机肥与化肥长期配施在协调土壤氮素供应,提高作物产量及氮肥利用率方面具有突出作用。     

长期施用含氯化肥对稻-麦轮作体系土壤生物肥力的影响

【目的】氯是植物必需的微量营养元素,但是含氯化肥（氯化钾和氯化铵）中氯离子含量和盐指数都较高,关于长期施用含氯化肥对土壤肥力影响的研究较少,尤其对土壤生物肥力的影响未见报道。论文旨在明确长期施用含氯化肥土壤微生物群落结构和酶活性的变化,探明含氯化肥对土壤生物肥力的影响机理,为含氯化肥的科学施用和土壤肥力的保育提供依据。【方法】利用已开展22年的紫色土肥力与肥料效益长期定位试验,采集含氯处理（含氯化肥配合稻草还田,(NPK)Cl+S）与不含氯处理（NPK+S）、以及不施肥对照（CK）和单施化肥（NPK）的土壤,采用磷脂脂肪酸法（PLFA）研究土壤微生物群落结构,并分析含氯化肥对土壤微生物量、种类及土壤酶活性和作物产量的影响。【结果】长期施用含氯化肥显著降低了土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性,与等养分的不含氯处理（NPK+S）相比,含氯化肥(NPK)Cl+S稻季土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性分别降低为不含氯处理（NPK+S）的35.7%、18.0%、69.8%,麦季土壤分别降低为不含氯处理的31.6%、24.5%、75.6%。主成分分析表明,脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶作为土壤生物活性的综合评价指标优于酸性和中性磷酸酶、硝酸盐还原酶。PLFA分析表明,含氯处理微生物量和种类最低,比等养分不含氯处理PLFA生物量降低24.7%,比对照降低43.2%;施用含氯化肥显著影响了土壤微生物的组成及数量,G+细菌显著降低,对真菌和放线菌影响较小;微生物种群量的减少与含氯处理土壤pH降低和酶活性下降有关。长期施用含氯化肥作物产量有降低的趋势,含氯处理比等养分的不含氯处理水稻季产量和周年产量22年平均下降6.8%、3.3%。【结论】长期施用双氯化肥（氯化钾和氯化铵）引起了土壤微生物群落结构改变及土壤生物活性降低,并表现出一定的减产趋势。建议不要长期施用双氯化肥,尤其要避免长期施用氯离子含量高的氯化铵。     

氨基酸螯合微肥对小麦和后作水稻产量及品质的影响

在江苏如皋高沙土麦稻轮作的大田生产条件下研究氨基酸螯合微量元素肥料对作物产量及品质的效应。结果表明,氨基酸螯合微肥能明显增加小麦穗数和每穗粒数等生物性状。5个施肥处理的小麦产量高低依次为:NPK 氨基酸螯合微肥(NPK AM)、NPK 无机微肥 氨基酸粉(NPK IM A)、NPK 氨基酸粉(NPK A)、NPK 无机微肥(NPK IM)、NPK。方差分析结果表明:小麦产量NPK AM处理与NPK处理达极显著差异(P<0.01),与其他3处理达显著性差异(P<0.05)。5个施肥处理的小麦蛋白质含量的高低依次为:NPK AM、NPK A、NPK IM A、NPK IM、NPK,统计结果显示,NPK AM与NPK IM之间的差异达显著水平,而NPK AM与NPK之间的差异达极显著水平。结果还显示,氨基酸螯合微肥增加了土壤中的有效态锰、锌的含量,对后作水稻显示稳定的后效。     

长期施用化肥和稻草对红壤水稻土肥力和生产力持续性的影响

 【目的】研究长期施用氮（N）、磷（P）、钾（K）化肥和稻草（RS）对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土（分类为普通简育水耕人为土）上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性和土壤肥力难以维持。稻草还田对水稻具有显著的增产作用,27年54季的稻草还田配合化肥处理的平均水稻产量比仅施化肥的NP和NPK处理分别增产12.2%和6.7%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年提高。【结论】稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功能,稻草可替代部分化学钾肥。     

Long-term effect of fertilizer application on rice yield,potassium uptake in plants,and potassium balance in double rice cropping system

A 27 years field experiment was conducted on a Fe-Accumli Stagnic Anthrosol to evaluate the effects of long-term application of fertilizer, pig manure (PM), and rice straw (RS) on rice yield, uptake, and usage efficiency of potassium, soil K pools, and the nonexchangeable K release under the double rice cropping system in South Central China. Common cropping pattern in the study was early rice-late rice-fallow (winter). The field treatments included CK (no fertilizer applied), NP, NK, NPK, and NK + PM, NP + RS, NPK + RS. The pig manure and rice straw was applied in both the early rice and late rice cropping season. The ranking order of 27 years average annual grain yield were the CK<NK<NP<NK + PM<NP + RS<NPK<NPK + RS treatments. The negative yield change trends were observed in the CK and NP and NK treatments of unbalanced nutrient application in the case of omitted-K and P-omitted. The positive yield change trends were observed in balanced applications of NPK and combined application of fertilizer (NPK) with pig manure (NK + PM) or rice straw (NP + RS and NPK + RS). The application of K fertilizer (NPK) increased grain yield by 56.7 kg·hm⁻²·a⁻¹ over that obtained with no K application (NP). The combined application of pig manure with fertilizer (NK + PM) increased by 82.2 kg·hm⁻² per year compared with fertilizer application alone (NK). The combined application of rice straw with fertilizer (NP + RS and NPK + RS) increased on the average of 34.4 kg·hm⁻² per year compared with fertilizer application alone (NP and NPK). In all fertilizer, pig manure and rice straw combinations, K uptake change trends in rice plants of the early rice was positive except for CK and NP treatments. The results showed that the total removal of K by the rice plants exceeded the amounts of total K applied to the soil in all treatments, which showed a negative K balance. This ranged from 106.3 kg·hm⁻²·a⁻¹ in CK treatment to 289.6 kg·hm⁻²·a⁻¹ in the NPK + RS treatment. Continuous annual application of 199.2 K kg·hm⁻² to rice resulted in an accumulation (58 kg·hm⁻²) of exchangeable K (1 mol NH₄OAc extractable K) in 0–45 cm soil depth over the study period, despite the higher average annual uptake of K by the system (225.7 kg·hm⁻²). However, nonexchangeable K increased substantially from 1090 kg·hm⁻² to 1113 kg·hm⁻² and 1140 kg·hm⁻² in the 0–45 cm soil layer in NPK + RS and NPK treatments after 27 years of the continuous double rice cropping system, respectively. Thus, long-term rational application of K fertilizer may increase sustainable K fertility of the continuous double rice cropped system.