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养分专家系统在双季稻中的应用和评价
《中国土壤与肥料 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为合理评估养分专家(NE)系统在双季稻区的化肥减施效果,本研究于2014～2016年在江西省进贤县开展了3年6季的田间试验,并分析了NE系统与农民习惯(FP)处理、当地农技部门的测土配方推荐施肥(ST)处理下水稻产量、氮磷钾养分吸收量、化肥施用量和肥料偏生产力变化。结果表明:1)NE处理可以显著提高早、晚稻的籽粒产量和养分吸收量(除了2014年)。2015和2016年,NE处理的早、晚稻产量分别比FP处理增加了15.17%～32.74%和14.33%～19.25%;早、晚稻氮素吸收量分别比FP处理增加了25.16%～33.21%和22.09%～26.82%,磷素吸收量增加了27.45%～29.57%和27.02%～38.60%,钾素吸收量增加了16.59%～22.34%和14.24%～16.21%。2)与FP处理相比,3年间NE处理的早、晚稻季氮肥用量分别降低了24.86%～29.15%和28.15%～34.43%,磷肥的降幅分别为15.97%～37.05%和31.72%～44.75%,钾肥的降幅分别为60.35%～66.22%和72.29%～74.02%。3)与FP处理相比,3年间NE处理的早、晚稻氮肥偏生产力分别提高了53.26%～83.41%和48.77%～81.86%,磷肥偏生产力分别增加了57.97%～76.31%和66.24%～115.83%,钾肥偏生产力分别增加了113.25%～156.13%和160.88%～206.00%。因此,NE系统可以在双季稻实现化肥减施增效的目标。
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长期施肥下红壤旱地的固碳效率
《土壤 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：红壤旱地的有机碳含量普遍较低,通过外源添加有机肥是增加土壤有机碳含量的重要手段。本研究以红壤旱地长期肥料试验为基础,研究了不同施肥处理的土壤有机碳含量和储量的变化规律,并进一步探讨碳投入与玉米产量及土壤碳储量的量化关系。结果表明:施用有机肥可以大幅提升红壤旱地的有机碳含量,氮磷钾+有机肥(NPKM)和有机肥(OM)处理在27年间的增加速率分别为0.08 g/(kg·a)和0.06 g/(kg·a),有机碳储量的增加速率分别为0.24t/(hm~2·a)和0.16 t/(hm~2·a);与不施肥(CK)处理相比,NPKM和OM处理的土壤有机碳含量分别增加了51.5%和42.0%,有机碳储量则分别增加57.1%和45.7%。进一步分析表明,有机碳投入量与土壤有机碳储量变化速率之间存在显著的正相关关系(R~2=0.971 5,P<0.001),且线性拟合方程(y=–0.158+0.086x)表明,双季玉米种植下红壤旱地的固碳效率为8.6%,当有机碳投入量为1.84 t/(hm~2·a)时,红壤旱地的有机碳储量保持平衡。因此,施用有机肥是提高红壤旱地有机碳储量的有效途径,固碳效率和土壤有机碳平衡点则可以有效指导红壤旱地有机肥的管理措施。
关键词： 土壤有机碳 红壤旱地 长期施肥 有机碳投入量 拟合方程
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不同有机培肥模式下双季稻田碳汇效应与收益评估
《中国生态农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：本研究基于1981年开展的有机肥长期定位试验,研究了不同有机肥种类、用量和施用方式对稻田生态系统碳排放、系统碳固定与净碳汇的影响,并对各处理经济效益进行了比较,为实现农业低碳、高值、高效生产提供理论参考。本研究所选取的有机肥处理包括:不施肥对照(CK);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M1);早稻施用两倍绿肥紫云英30 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M2);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2和猪粪15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M3);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2+晚稻施用猪粪15 t·hm-2和冬季稻草覆盖4 500 kg·hm-2(M4);长期施用化肥(NPK)等5个处理。每5年于晚稻收获后采集土样测定土壤有机碳含量,并测定每年的早晚季水稻产量与生物量,用于估算系统收益与碳收支(5年平均)。结果表明:与不施肥对照相比,各施肥处理水稻产量均显著提高(P<0.05),增幅为30.88%~96.52%,且随着施肥年限的增加,M4处理增产作用最大。长期施用有机肥显著提高红壤稻田土壤固碳能力,且有机肥用量增加系统土壤固碳能力增强,M2、M3、M4处理土壤固碳量显著高于M1、NPK和CK处理;稻田植株固碳量也显著提高(P<0.05),M4和M3最高,双季稻植株固碳量为6.76~8.83 t(C)·hm~(-2)·a~(-1)。长期施用有机肥下稻田系统净碳汇显著增加,与对照相比施肥处理(M1、M2、M3、M4、NPK)系统净碳汇增加1.43~3.93 t(C)·hm~(-2)·a~(-1),系统碳汇效应显著(P<0.05)。同一处理不同施肥年限由生产活动所引起的碳排放量保持不变,系统净碳汇量差异主要表现在系统固碳量上,其变化趋势与水稻产量变化趋势基本一致。长期施用有机肥显著降低了化肥投入,稻田生态系统经济效益显著增加(P<0.05),并以M4处理最高,达25 683.7$·hm~(-2)·a~(-1)。综上结果表明:长期施用有机肥显著提高双季稻田碳汇效应与经济效益(P<0.05),绿肥紫云英与猪粪和秸秆配施稻田生态系统碳汇效益与经济效益较单施绿肥紫云英优势明显。
关键词： 双季稻田 有机培肥模式 产量 固碳量 碳汇效应 经济效益
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不同改良剂材料对双季稻田砷污染阻控的影响
《生态与农村环境学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：探讨比表面积大、孔隙多和吸附性强的生物黑炭和生物源石灰(牡蛎壳粉)配施对酸性水稻土砷(As)污染的阻控效果,从而为该区域土壤的As污染治理提供技术参考。通过盆栽试验,比较不同有机肥(猪粪和生物黑炭)与石灰(矿物源石灰和牡蛎壳粉)配施对As污染水稻土[w(As)为40 mg·kg-1]的阻控效果,分析了土壤有效As含量,水稻秸秆、籽粒和大米中As含量的变化,并探讨了土壤有效As含量与水稻As吸收的量化关系。结果表明:与CK处理相比,猪粪配施矿物源石灰及牡蛎壳粉条件下土壤w(有效As)降低29.1%~57.0%,生物黑炭配施矿物源石灰及生物石灰条件下土壤w(有效As)下降35.1%~65.9%;而土壤w(有效As)的降低进一步阻控了水稻秸秆、籽粒和大米中As累积。其中,生物黑炭配施牡蛎壳粉处理的效果最好,其秸秆、籽粒和大米中w(As)分别降低67.6%~68.5%、66.6%~67.8%和76.0%~76.9%。进一步分析发现,土壤有效As含量与水稻As吸收量可以用指数方程较好地拟合(R2>0.75,P<0.01)。因此,对于酸性水稻土,生物黑炭和牡蛎壳粉可以通过降低土壤有效As来快速阻控水稻秸秆、籽粒和大米对As的吸收,但当土壤w(有效As)小于30 mg·kg-1时,施用改良剂降低土壤As含量的效果不明显。
关键词： 水稻土 土壤As污染 生物黑炭 牡蛎壳 土壤有效As
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基于冠层归一化植被指数预测双氰胺配施后的芝麻产量
《中国油料作物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为在合适的生育期利用芝麻冠层的归一化植被指数(NDVI)预测芝麻产量,调查相同氮肥条件下不同双氰胺(DCD)施用量对关键生育期(苗期、初花期、盛花期和终花期)的芝麻冠层NDVI影响和产量变化,探讨不同生育期冠层NDVI与相同氮肥下DCD施用量之间的关系,构建NDVI预测产量的模型。结果表明:芝麻各生育期NDVI均表现出随DCD用量的增加而先增后降的趋势,苗期和盛花期以D3(占氮肥3%的DCD)、D5(占氮肥5%的DCD)和D7(占氮肥7%的DCD)较高,比D0(不添加DCD)增加6.2%~24.8%;终花期则以D5、D7和D10(占氮肥10%的DCD)较高,比D0增加了47.2%~103.1%。在添加DCD条件下,不同生育期芝麻冠层NDVI值与产量的拟合方程不一。结合方差分析发现,盛花期和终花期的冠层NDVI值与芝麻产量间为极显著正相关(p<0.01),对数方程y=ln(0.258 7+6.968 7x)和y=ln(0.894 1+3.998 8x)可以用来预测芝麻产量。验证试验发现,根据终花期冠层NDVI计算出的产量预测值和实测值之间的差异更小(RMSE<10%,RRMSE<25%)。因此,采用终花期冠层NDVI建立的模型对芝麻产量具有较好的预测性和普适性。
关键词： 芝麻 冠层归一化植被指数 产量预测 双氰胺(DCD)
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双季玉米种植下长期施肥改变红壤氮磷活化能力
《水土保持学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了系统研究南方丘陵区红壤氮磷养分活化程度对长期施肥和玉米连作模式的响应规律,研究选取江西进贤红壤旱地双季玉米长期试验的不施肥(CK)、氮肥(N)、磷肥(P)、氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、2倍氮磷钾配施(HNPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)等处理,分析其27a内(1986—2013年)土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷和氮磷活化度的时间序列变化,并研究了土壤氮磷的增加速率以及土壤有机碳与氮磷活化度的相互关系。结果表明,各处理对氮磷活化度的提升效果存在明显差异。试验27a间,施氮处理对氮活化度的提升效果在60.25%~105.35%之间,以NPK处理为最高,HNPK和NPKOM次之;施磷处理对磷活化度的提升效果在2.29~15.40倍之间,以NPKOM处理为最高,HNPK和P处理次之。NPKOM处理对碱解氮和速效磷的提升作用在所有处理中均为最高。施肥处理提升氮磷活化度的主要原因是提升了碱解氮和有效磷。与试验前相比,连续27a施肥后,NPKOM处理的土壤全氮和全磷仅增加了25.02%和145.16%,而碱解氮和全磷则分别增加了131.46%和38.39倍,导致氮磷活化度分别增加了85.14%和15.40倍。土壤氮活化度与土壤有机碳不存在线性关系,而磷活化度则表现出随土壤有机碳含量增加而逐渐增加的趋势,且土壤有机碳含量与磷素活化度呈显著的正相关关系(R~2=0.264 1,P<0.05)。因此,在红壤旱地双季玉米种植模式中,有机无机肥配施是提升土壤氮磷养分含量和氮磷活化度的重要措施,磷的活化程度明显高于氮,但速效氮磷养分的大幅增加也可能导致环境风险。
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长期不同施肥模式红壤性水稻土磷素变化
《植物营养与肥料学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究红壤性水稻土长期不同施肥模式下耕层土壤有效磷含量与全磷含量的变化特征,以及有效磷含量与累积磷盈亏的关系,分析不同形态磷肥对土壤磷素有效性影响的差异,找出最有效的红壤性水稻土磷素培肥施肥方式。【方法】供试土壤取自1981~2012年在江西进行的红壤双季稻稻田长期定位试验。试验自始至终保持水分、农药等日常田间管理与当地习惯相同,统一水稻品种并定期更换。试验设5个处理:施氮钾肥(NK);氮磷钾化肥(NPK);两倍氮磷钾化肥(NPK2);早稻氮磷钾化肥配施紫云英,晚稻氮磷钾化肥配施猪粪(NPKM);长期不施肥(CK)。分析了耕层土壤有效磷含量和全磷含量计算了有效磷增量与累积磷盈亏的相互关系。【结果】试验32年后对照土壤磷年均亏缺22.7 kg/hm2,有效磷含量在低水平下维持平衡;NK处理磷素年均亏缺27.9kg/hm2,显著高于不施肥处理,全磷含量缓慢降低32年累计降低了8.6%,有效磷含量呈持平趋势。NPK、NPK2、NPKM处理土壤磷素均有盈余,年均盈余量分别为33.3、39.0、41.0 kg/hm~2,全磷含量分别增加了32.1%、89.4%、165.1%,有效磷含量分别增加了2.2、6.9、15.3倍,年上升速率分别为0.30、1.18、1.79 mg/kg,有效磷增量与累积磷盈余呈显著正相关。NPK化肥配施有机肥处理不仅提高土壤有效磷及全磷的含量,还显著提高磷素有效性。水稻产量增加量随累积磷投入量和有效磷的增加而增加,前期增加较快后期增加较慢,有效磷含量具有明显的拐点,其值超过20 mg/kg后产量就增加缓慢。【结论】红壤性水稻土在双季稻种植模式下,长期不施磷肥处理土壤全磷含量缓慢降低,有效磷含量可维持低水平下的平衡。施磷处理土壤全磷含量,有效磷含量以及磷素有效性均呈上升趋势且无机磷肥与有机磷肥配施处理上升最快。无机磷肥与有机磷肥配合施用在提高土壤全磷含量的同时也提高磷素的有效性。土壤有效磷超过20 mg/kg后相对产量提高缓慢。氮磷钾化肥与有机肥配合施用是提高耕层土壤磷素库容和提高磷素活化能力的有效措施。
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过氧化钙及硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果研究
《植物营养与肥料学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】潜育化水稻土是我国最主要的低产水稻土类型,长期渍水导致的土壤缺氧及活性还原物质过度积累是其最主要特征,这严重影响了水稻的根系发育和产量提高。本研究以鄱阳湖区潜育化稻田土壤为对象,通过田间试验研究过氧化钙和硅钙肥单施或配施对潜育化稻田土壤的改良效果,旨在为探索潜育化稻田的轻简化改良方法提供理论依据。【方法】田间试验于2012 2013年在鄱阳湖区潜育化双季稻田进行,试验设单施化肥(T1)、化肥+硅钙肥(T2)、化肥+过氧化钙(T3)和化肥+硅钙肥+过氧化钙(T4)4个处理。通过2年4季的田间试验研究了过氧化钙和硅钙肥单施或配施对鄱阳湖区潜育化稻田水稻产量、土壤还原物质总量及土壤物理化学性质的影响,分析了过氧化钙和硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果和应用前景。【结果】过氧化钙和硅钙肥单施或配施均可以提高潜育化稻田的水稻产量,二者配施每季可以提高水稻产量1.06 t/hm22.06 t/hm2,并可促进磷、钾养分向籽粒转移。施硅钙肥对土壤还原物质总量没有明显影响,而施过氧化钙可以显著降低土壤还原物质总量,二者配施可以减少耕层土壤还原物质总量1 cmol/kg以上。随着土层的加深,土壤还原物质总量呈增加的趋势。硅钙肥与过氧化钙配施可以明显提高小于10 mm的中小团聚体的含量。施硅钙肥或过氧化钙对土壤养分含量没有明显影响,但二者配施可以明显提高土壤有机碳、速效磷的含量,但对腐殖质碳、速效钾和全氮含量影响不明显。【结论】施用硅钙肥可以提高潜育化稻田的水稻产量,但对土壤还原物质总量没有明显影响。施用过氧化钙既可以提高水稻产量,又可以降低潜育化稻田的潜育化程度。而硅钙肥和过氧化钙配施不仅可以明显提高水稻产量、降低潜育化稻田的潜育化程度,还可以改善土壤养分供应状况和土壤结构。因此,施用过氧化钙和硅钙肥可以作为改良鄱阳湖区潜育化稻田土壤的一种参考方法。
关键词： 潜育化稻田 过氧化钙 水稻产量 还原物质总量 土壤养分
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