双季稻田改制对作物生长及土壤养分的影响

 【目的】探讨红壤地区双季稻田改制对作物生长及土壤养分变化的影响，为灌溉条件较差稻田种植制度改革提供有效模式。【方法】利用田间定位试验方法，研究了双季稻田改种牧草、水旱轮作及旱作等模式对作物生长、产量和经济效益的影响，并分析了土壤有机质和养分含量的变化。【结果】按各处理生产产品的市场价格进行折算，稻田改制可增加产值、提高产投比。各处理比较，以水旱轮作产值最高，分别比对照、牧草和旱作处理增加34.7%、21.4%和2.2%，且牧草和旱作处理也分别较对照增加了11.0%和31.8%；牧草、水旱轮作和旱作处理产投比值分别比对照高0.9、0.6和0.3。种植牧草对提高土壤有机质和全氮、全磷及速效磷含量有较好效果，但各处理土壤碱解氮、全钾、速效钾的含量均有一定幅度下降，说明在本研究的施肥水平下，有必要增加氮素、特别是钾素养分的投入。【结论】在当前红壤地区双季稻田肥力状况、气候及作物栽培管理条件下，对灌溉条件较差的稻田进行改制是可行的，其中，种植牧草或实行水旱轮作对提高经济效益、提升土壤肥力有较好效果。     

长期施用含硫化肥对水稻产量和养分吸收的影响

1975年开始在湖南祁阳红壤站布置了含硫化肥长期定位试验。3个处理(无硫、低硫和高硫)的施硫量分别为0、112、604 kg hm-2a-1。结果表明:SO42-—S在施硫处理的土壤和植株中都有明显的累积,连续施用含硫化肥24年后,表土中SO42-—S含量增加了158~229%,施硫处理稻草中硫浓度比对照高43~57%,而稻谷中硫浓度在处理问无显著差异;施硫对水稻的短期效应(1~7年)为提高产量和品质,中期效应(8~15年)为无显著作用,而长期效应(16年后)为负面影响,长期施用含硫化肥导致水稻(特别是晚稻)对Mg、Fe、B、Mo等元素的吸收量显著减少,并使高硫处理晚稻稻谷产量显著下降(1990~1997年比1982~1989年平均下降31.6%)。     

长期施肥下红壤旱地CO2、N2O排放特征

摘 要：基于中国农业科学院红壤实验站长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地小麦生长季节不同施肥处理(CK、NP、NPK、NPKM、1.5NPKM)下土壤CO2、N2O排放差异。结果表明,长期不同施肥处理形成不同的土壤肥力以及作物生长的差异是影响土壤呼吸CO2、N2O排放的重要因素,红壤旱地小麦季土壤呼吸CO2、N2O排放具有明显的季节变化特征;在小麦生长季,不同施肥处理之间土壤呼吸CO2、N2O排放通量差异显著,土壤呼吸CO2年累积排放量在8284.02 kg?ha-1～15863.48 kg?ha-1之间,N2O年累积排放量在0.37 kg?ha-1～2.04 kg?ha-1之间。各处理土壤呼吸CO2排放通量的大小变化：1.5NPKM>NPKM>NPK>CK>NP;土壤呼吸N2O平均排放通量大小顺序为1.5NPKM>NPKM>NPK>NP>CK;有机肥的施用显著增加了土壤呼吸CO2和N2O的排放(P<0.05)。土壤呼吸CO2与N2O排放分别与土壤温度和土壤水分显著相关性。     

长期不同施肥对红壤微生物生长影响

研究长期不同施肥对农田生态系统土壤微生物的影响,为合理培肥提供理论支持。依托红壤旱地长期定位试验,取样分析土壤可培养细菌、真菌及防线菌含量。表明有机肥的长期施入增加了土壤可培养细菌、真菌和放线菌的数量。磷肥有助于土壤可培养细菌的生长,氮肥有助于真菌的生长,抑制好气性自生固氮菌的生长。土壤不平衡施肥对土壤微生物的生物量有很大的影响,对好气性纤维素分解菌的生长起抑制作用。施用有机肥有助于改善土壤微生物的生态结构,保持土壤微生物的生态环境,提高农田生态系统生产功能。     

长期不同施肥措施对土壤铜、锌、镉形态及生物有效性的影响

为研究长期不同施肥措施对典型土壤中铜、锌、镉形态分布特征及生物有效性的影响,采用BCR连续提取法测定了黑土、潮土和红壤在20多年不同施肥措施(不施肥、施化肥、化肥有机肥配施)下土壤中Cu、Zn、Cd形态的含量。结果表明,黑土施用磷肥提高了Cu、Zn的酸提取态和氧化物结合态比例,施用有机肥增加了土壤Cu、Zn的酸提取态和有机结合态比例,降低了Cd的有机结合态比例;潮土单施化肥或配施有机肥均能提高酸提取态、氧化物结合态和有机结合态Zn比例;红壤施磷肥提高了Zn的酸提取态和有机结合态比例,施有机肥提高了Cu、Zn氧化物结合态和有机结合态比例。对作物籽粒和秸秆Cu、Zn、Cd浓度与其在土壤中各形态含量作逐步回归分析表明,黑土中Cu、Zn、Cd的生物有效态以酸提取态为主;潮土中Zn、Cd的生物有效态以氧化物结合态和有机结合态为主;红壤中土壤酸提取态、氧化物结合态和有机物结合态Cu、Zn、Cd都具有一定的生物有效性。Cu、Zn、Cd总量和EDTA-可提取态是黑土和红壤重金属形态的主要影响因子。     

红壤长期不同施肥对玉米氮肥回收率的影响

为阐明长期不同施肥下玉米氮肥回收率的变化特征,揭示影响红壤玉米氮肥回收率的关键土壤因素,为红壤氮肥合理施用和提高氮肥回收率提供科学依据,在湖南红壤上连续观测了18年不施肥,施氮、磷、钾化肥,化肥配施有机肥和单施有机肥条件下玉米氮肥回收率的变化特征及其原因。结果表明,与施用化肥相比,玉米的子粒产量和植株氮素积累量在化肥配施有机肥下分别增加了61.5%和63.1%。氮、磷、钾化肥施用8年后,玉米氮肥回收率呈显著下降趋势,年平均下降速率达3.34个百分点;而化肥配施有机肥下氮肥回收率以每年1.24个百分点的速率显著增加;单施有机肥下氮肥回收率保持持平并略有上升。土壤pH、全氮和有机质含量均与氮肥回收率呈显著线性正相关,其中土壤pH对氮肥回收率的影响最明显。在土壤pH 4.5～6.3范围内,红壤pH每降低1个单位,玉米氮肥回收率下降10.9%。长期施用化肥的土壤pH以每年0.06的速率下降;单施有机肥尽管可缓解土壤酸化,但玉米产量较低,而化肥配施有机肥能同时抑制土壤酸化和提高玉米产量及氮肥回收率。因此,化肥配施有机肥具有明显的增产和保肥效果,是红壤上农业生产可持续性的施肥模式。     

长期不同施肥对红壤碳氮储量的影响

利用20年长期肥料定位实验,研究了不同施肥条件下土壤全氮在0~20 cm、20~40 m、40~60 cm层次中分布特征。结果表明,不同施肥处理土壤全氮含量、C/N比值均以0~20 cm土壤层次中最高,随着土壤层次加深而出现下降。长期不同施肥处理后土壤全氮储量高低趋势为:有机肥料区组>化学肥料平衡施用区组>化学肥料不平衡施用区组,有机肥料和有机无机肥料配合施用效果最为显著。长期不同施肥,土壤碳氮比(C/N)无显著差异,长期施用有机肥料,土壤有机碳和土壤全氮数量同步上升,土壤C/N比值保持稳定。有机肥料与化学肥料配合施用能够提高土壤碳氮库容,是维持土壤肥力的最优施肥方式。     

长期施用含氯化肥对水稻生长和养分吸收的影响

已持续26年的湖南祁阳红壤站长期肥料试验的水稻植株样品被用来研究长期施用含氯化肥对水稻的养分吸收和水稻生长的影响。结果表明：长期施用含氯化肥已显著减少水稻吸收P、Ca、Mn、Cu、Si,并抑制Cu、Zn、Si和P向籽粒运输,导致水稻结实率降低,倒伏率提高。     

SO^2—4吸附特征研究

通过对４种土壤母质发育的８个土壤的ＳＯ＾２－４吸附研究发现：土壤最大吸附量与土壤的酸度呈负相关,与有机质呈正相关。砂性母质发育的ＳＯ＾２－４吸附能力明显弱于粘性母质发育的土壤。在粘性母质红壤系列中,阳离子交换量与ＳＯ＾２－４吸附呈显著负相关。     

几种施肥模式对红壤氮素形态转化和pH的影响

【目的】为合理施用氮肥减缓红壤酸化,研究不同施肥措施下红壤酸度与氮矿化的关系。【方法】采用室内恒温培养试验研究不同施氮模式（不施肥（CK）,20 mgN•kg-1（25%N）,40 mgN•kg-1（50%N）,80 mgN•kg-1（100%N,尿素,常规施氮量）,160 mgN•kg-1（200%N）,100%N加化学磷肥（100%N+P）,100%N+P加化学钾肥（100%N+PK）,100%N+PK加玉米秸秆（100%N+PKS）,70%N+PK配施30%有机氮（70%N+PK+30%M）,50%N+PK配施50%有机氮（50%N+PK+50%M）,30%N+PK配施70%有机氮（30%N+PK+70%M）和100%有机氮（100%M,猪粪））下红壤中NH4+-N、NO3--N和pH的动态变化,并分析相关关系。【结果】与CK相比,各施肥处理均提高了土壤NO3--N、硝化潜势（Np）,且尿素氮施用量越大其增幅越大,随有机氮替代尿素氮比例增加其增幅减小。Np最大的是200%N处理（335.62 mg•kg-1）;其次为100%N（152.48 mg•kg-1）、100%N+P（153.36 mg•kg-1）、100%N+PK（148.17 mg•kg-1）和100%N+PKS（148.62 mg•kg-1）处理;而100%N+PKS处理硝化速率k（0.039 d-1）显著低于100%N、100%N+P和100%N+PK处理（k分别为0.051、0.051和0.054 d-1）。各施肥处理土壤NH4+-N和pH均呈先增加,后逐渐下降趋于稳定的变化趋势。培养结束后,与CK相比,土壤pH随尿素氮施用量的增加而显著降低,200%N处理降幅最大,下降了0.92个pH单位;而有机氮替代尿素氮能缓解红壤pH降低。土壤pH与NH4+-N含量呈极显著正相关,而与NO3--N含量和Np之间存在极显著负相关。【结论】施用尿素氮能促进红壤（pH 5.7）硝化作用,加速土壤pH降低,施氮量是影响红壤酸化的主要原因之一;配施玉米秸秆能降低红壤硝化速率,减小NO3--N累积;有机氮替代尿素氮能降低硝化潜势,从而减小红壤酸化的风险。