科研产出
紫云英和石灰配施对水稻镉吸收的影响
《浙江农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：通过盆栽试验研究了单纯紫云英翻压(GM),以及紫云英与石灰共施(GM0HL)、紫云英+常量石灰晚施(GM5HL)、紫云英+减量石灰晚施(GM5LL)等处理对土壤性状、水稻根表铁膜及水稻对镉吸收转运的影响.结果表明,相较于对照(CK),翻压紫云英可显著(P<0.05)提高土壤有机质含量 2.1~2.7 g·kg-1.相较于GM处理,增施石灰后,土壤pH值显著提高0.38~0.78 个pH单位,且土壤有效态Cd含量显著降低21.71%~41.28%.在紫云英快速腐解末期,增施了石灰的处理(GM0HL、GM5HL、GM5LL),土壤Eh显著高于GM处理.与CK相比,GM0HL、GM5HL、GM5LL 处理在分蘖期的水稻根表铁膜 Fe 含量分别显著下降43.34%、38.82%和29.00%,根表铁膜Cd含量分别显著下降43.72%、35.56%和12.72%.主成分分析的结果显示,土壤pH值和有机质含量是影响水稻Cd吸收的关键因子,提高土壤pH值和有机质含量可以降低土壤Cd有效性,增加水稻根表铁膜厚度和根表铁膜Cd含量,从而抑制水稻对Cd的吸收.在试验条件下,紫云英翻压 5d后减量施用石灰,既可以达到较好的降Cd效果,又能在一定程度上减少Cd污染耕地的治理投入.
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长期施用化肥对南方稻田土壤酸化和盐基离子损失的影响
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]利用长期定位试验评估氮、磷、钾化肥配施对土壤酸化程度、交换性铝产生量和盐基离子损失量的影响,为维持土壤健康生产和农田可持续利用提供依据.[方法]采用始于1984年的肥料长期定位试验,选取不施肥(CK),磷钾肥配施(PK)、氮磷肥配施(NP)、氮钾肥配施(NK)和氮磷钾肥配施(NPK)5个处理,采集每个处理的0-10、10-20、20-40和40-60 cm土层土样,分析土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子总量、交换性盐基离子累积量、酸碱缓冲容量和酸化速率等指标.[结果]经过连续33年不同施肥处理的定向培育后,CK、PK、NP、NK和NPK处理0-20 cm土层pH较试验前分别下降0.82、0.91、1.13、0.8和1.19个pH单位,导致表层土壤明显酸化,酸化速率分别达到了1.10、1.22、1.46、1.13和1.58 kmol·hm-2·a-1.与CK处理相比,NP和NPK处理的0-40 cm土层显著酸化,土壤pH分别下降0.28-0.38和0.35-0.46个单位,土壤交换性酸分别增加了35.5%-110.0%和30.4%-120.5%,特别是交换性铝分别增加56.2%-157.6%和73.7%-189.8%,土壤交换性盐基离子总量分别减少6.3%-14.9%和9.9%-13.2%,盐基饱和度降低2.9-14.9和2.6-15.4个百分点;NK处理的0-20 cm土层略有酸化,土壤交换性酸增加53.5%-55.0%,盐基饱和度降低6.0-7.1个百分点;PK处理的0-60 cm土壤酸化均不明显,土壤交换性酸增加和交换性盐基离子总量减少差异均不显著.[结论]长期施化肥对土壤酸化程度和盐基离子损失量的影响表现出明显差异.其中,NPK和NP长期处理加剧土壤酸化进程,且酸化深度到达40 cm,盐基离子损失量和交换性铝的产生量大幅增加,初步估算施用化肥导致土壤pH降低1个单位,土壤交换性盐基离子的损失量约是土壤交换性酸增加量的一倍左右;长期磷钾配施、氮钾配施对土壤酸化的影响较小,盐基离子损失量和交换性铝增加量相对较少.
关键词： 化肥 长期定位试验 稻田 土壤PH 土壤酸化 交换性盐基离子
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我国水稻的肥料贡献率时空变化及影响因素
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】从全国尺度上解析近30年（1988—2017）水稻产量的肥料贡献率变化及其影响因素，为水稻可持续生产和肥料的科学施用提供理论依据。【方法】基于全国稻作区耕地质量监测数据（338个点位），分析不同稻作模式、种植区域、气候条件和土壤质地的水稻肥料贡献率年际变化，并结合随机森林模型探讨各因素对水稻肥料贡献率变化的相对贡献。【结果】在施肥区和不施肥区水稻品种和栽培技术相同的条件下，近30年全国水稻的肥料贡献率整体呈现前20年逐渐升高，近10年趋于平稳的特征，总体变化幅度为41.20%—51.89%，但不同稻作模式存在差异，单季稻、双季稻和水稻-其他作物轮作的水稻肥料贡献率分别为38.58%—55.49%、41.96%—51.05%和42.34%—53.43%。不同区域的水稻肥料贡献率在近30年的平均值表现出西南（55.82%）＞长江中游（46.73%）＞华北（46.27%）＞东北（45.90%）＞华南（45.83%）＞长江下游（44.25%）。结合施肥年限和水稻肥料贡献率的拟合方程发现，东北、华北、西南、长江中游、长江下游和华南的水稻肥料贡献率达到稳定的施肥年限分别为15.2、18.5、19.0、15.3、15.3和14.5 a。不同气候条件也显著影响水稻的肥料贡献率，其中，亚热带季风气候（49.23%）＞温带季风气候（45.90%）＞热带季风气候（34.57%）。不同土壤质地的水稻肥料贡献率则表现出黏土（43.25%—64.80%）＞壤土（40.65%—48.46%）＞砂土（26.20%—45.98%）。随机森林模型显示，氮肥和磷肥是调控水稻肥料贡献率变化的主要因素，同时，无霜期、年均降雨、年均温度、钾肥及土壤有机质含量也是影响水稻肥料贡献率的关键指标。【结论】在1988—2017年，全国稻作区的水稻肥料贡献率整体呈现前期逐渐增加后期趋于平稳的趋势，且稻作模式、区域、气候和土壤质地条件均影响水稻肥料贡献率的年际变化。氮肥和磷肥对水稻肥料贡献率变化的影响较大。相比其他土壤肥力指标，土壤有机质是影响水稻肥料贡献率变化的关键土壤肥力因子。
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钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】阐明钙离子与硫化氢相互作用缓解水稻铝毒害的分子和生理机制。【方法】以Kasalath为试验材料，选取0μmol/L和30μmol/L AlCl3,0.1 mmol/L和0.5 mmol/L CaCl2,0.2μmol/L NaHS和100μmol/L硫化氢清除剂亚牛磺酸（HP）作为处理浓度，将种子置于30℃培养箱中黑暗培养24 h后取水稻根系，通过测定水稻根系伸长量、总铝含量、细胞汁液中铝含量、质外体中铝含量、细胞壁中铝含量、果胶含量、果胶甲酯酶活性以及OsSTAR2、Os NRAT1和Os FRDL4相对表达量，探究钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制。【结果】铝胁迫下，相较于0.1 mmol/L CaCl2处理，0.5 mmol/L CaCl2处理显著提高了水稻根系伸长量、硫化氢含量、总钙含量和细胞质中钙含量，显著降低了水稻根系的总铝含量，细胞液、质外体和细胞壁中的铝含量。铝胁迫下，硫氢化钠预处理后，水稻根系的伸长量在两种钙浓度下均显著增加，水稻的根尖铝含量、根系总铝含量、细胞液中铝含量、质外体中铝含量和细胞壁中铝含量在两种钙浓度下均显著降低，OsSTAR2和Os FRDL4相对表达量在两种钙浓度下均显著提高，Os NRAT1相对表达量在两种钙浓度下均显著降低。铝胁迫下，添加HP则呈现相反的结果。【结论】铝胁迫下，钙离子通过增加水稻根系硫化氢的生成，降低水稻根系对铝的吸收和积累，最终缓解铝对水稻根系伸长的抑制作用。
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天然富硒土壤施用生石灰对稻米微量元素积累的影响
《现代农业科技 》 2023
摘要：利用富硒土壤资源生产天然富硒稻米，是增加人们膳食硒摄入量的重要途径，而建立天然富硒水稻栽培技术体系是富硒稻米生产的基础。本研究在江西省丰城市的天然富硒农田设置不同生石灰施用量试验，分析其对水稻品种象牙占和美香占稻米中微量元素硒、锌、铁和锰含量的影响。结果表明，施用生石灰显著提高了象牙占和美香占稻米的硒含量，生石灰施用量为1 500 kg/hm~2时，2个品种的稻米硒含量分别达0.203 mg/kg和0.189 mg/kg，较不施生石灰对照分别增加78.1%和90.9%。此外，施用生石灰对稻米锌、铁含量没有明显影响，但降低了锰含量，在生石灰施用量为1 500 kg/hm~2时，2个品种稻米锰含量分别降低15.7%和26.4%。因此，施用生石灰可作为我国南方酸性天然富硒土壤提高稻米硒含量的一项技术措施。
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施用金属盐对土壤养分和水稻Cd吸收的影响研究
《江西农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】金属离子与镉（Cd）的拮抗作用是减少水稻对Cd吸收的有效措施，探究增施金属元素对水稻Cd的影响机制，并筛选合适的金属盐阻控材料，减少水稻对Cd的吸收，揭示水稻不同部位Cd含量与多种拮抗元素间的相关性，对实现Cd污染稻田的轻简化治理具有重要的意义。【方法】以品两优华占为试验对象，通过向土壤中施加CaCl2、MnCl2、MgCl2、ZnCl2 4种金属盐，对处理前后土壤化学性状、有效态养分和有效态Cd含量以及收获后水稻秸秆、谷壳和糙米中Cd、Ca、Mn、Mg、Zn等元素含量进行了测定，进一步分析了各元素之间的相关性。【结果】施用金属盐会提高土壤中对应元素的有效态含量，其有效态含量增幅Ca＞Mn＞Mg＞Zn，增幅分别为添加量的203%、141%、96%和6.3%。金属盐添加后土壤中的DTPA可提取态Cd的含量没有显著性差异（P＞0.05）；添加CaCl2后，Cd从秸秆-谷壳、秸秆-糙米的转移系数分别增加54.5%和降低29.6%；添加MnCl2后，Mn从秸秆-谷壳、秸秆-糙米的转移系数分别下降23.0%和38.5%;ZnCl2的施用使Zn元素从秸秆-谷壳的转移系数增加了44.6%；所有处理对Mg元素的转移系数没有显著影响。多因素线性回归分析表明，土壤中有效锰和有效锌含量与水稻秸秆、谷壳和糙米中的Cd含量呈显著负相关，偏回归系数分别为-3.466**、-3.71**、-2.815*和-2.318**、-3.804**、-2.465*，土壤中交换性钙含量与水稻谷壳Cd含量呈显著正相关，偏回归系数为2.591*。【结论】通过向土壤中施入Zn2+、Mn2+和Mg2+，提高有效锌、有效锰和交换性镁，水稻Cd含量存在下降趋势。但由于交换性镁与Cd的相关性不显著且土壤颗粒对Zn2+存在强烈的吸附作用，影响了土壤有效锌的增加，因此增施含锰肥料是降低水稻Cd含量的有效措施。
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红壤丘陵区稻田土壤剖面肥力特征及其与产量的关系
《植物营养与肥料学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究不同产量稻田土壤肥力的剖面特征,明确调控作物产量的关键环境因子,以提高低产田、稳定高产田的粮食产量,实现"藏粮于地"的国家战略目标.[方法]试验在江西进贤进行,稻田年产量>15000 kg/hm2、12000~15000 kg/hm2 和<10000 kg/hm2 的地块分别代表高产、中产和低产土壤,选取高、中、低产量稻田样点各 3 个,采集耕作层、犁底层和潴育层土壤样品,测定耕作层厚度、容重、土壤紧实度、pH、阳离子交换量(CEC)、有机质含量、全量和有效氮磷钾含量、微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)等,并对土壤剖面性质和水稻产量进行线性相关分析和随机森林分析.[结果]1)高产田耕作层最厚,在 16 cm左右,而低产田在13 cm左右,高产田耕作层土壤容重最小,为 1.09 g/cm3,而低产田为 1.21 g/cm3,高产田犁底层厚度和紧实度均最高,低产田最低.2)高、中、低产田土壤pH、碳氮磷养分含量和微生物生物量均表现为高产田>中产田>低产田,在土壤剖面上具有明显的"表聚"特征.高产田耕作层土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和有效磷含量分别为 38.82 g/kg、2.33 g/kg、198.54 mg/kg、0.81 g/kg和 33.04 mg/kg,而低产田耕作层分别为 29.75 g/kg、1.89 g/kg、158.71 mg/kg、0.62 g/kg和 23.51 mg/kg.高产田耕作层土壤MBC和MBN含量分别为 929.2、42.5 mg/kg,而低产田分别为 533.6、30.8 mg/kg.3)在 3 个产量水平稻田土壤中钾素含量均随土层深度增加而增加,在低产田表现尤其明显,低产田耕作层全钾含量为8.12 g/kg,但母质层为10.77 g/kg.4)相关性分析和随机森林分析结果表明,水稻产量与耕作层土壤pH、有机质、全量和有效氮磷钾含量、微生物生物量碳氮以及微生物生物量碳氮比、耕作层厚度均呈显著正相关,这些变量可以解释水稻产量变化的 53.7%,其中,微生物生物量碳、微生物生物量碳氮比和耕作层厚度是影响作物产量最重要的环境因素,其解释能力分别为 9.2%、8.7%和 7.9%.[结论]耕作层厚度和耕作层微生物生物量是调控水稻产量的关键环境因素.相比低产田,高中产田耕作层厚,耕作层土壤容重低、有机质含量高,供肥保肥能力强.因此,增加耕作层厚度和提高微生物生物量是改良中、低产田的关键.
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不同碳氮比猪粪沼渣堆肥及其产品对水稻种子萌发的影响
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：以猪粪沼渣为原料,木屑为辅料,进行工厂化堆肥试验.试验设置初始碳氮比(C/N)分别为13、17、21和25的4个处理(B1、B2、B3和B4),研究堆肥过程中温度、水分、有机碳和全氮含量及C/N的动态变化,比较不同处理堆肥产品性质差异及对水稻种子萌发及生长的影响.结果表明,B1处理最晚进入高温期,B4处理最早开始降温,4个处理的高温期分别持续24、36、27和24 d.堆肥过程中,B1和B2处理含水量总体较高.不同处理有机碳含量和C/N总体呈下降趋势,全氮含量则在堆肥前期总体上升而在中后期有一定程度下降.堆肥产品的有机质含量、EC值和铵态氮含量随着初始C/N的增大呈增加趋势,而氮、磷、钾含量及pH则随C/N增大而降低.除B1处理外,其余处理堆肥产品在有机质和总养分含量及酸碱度上均符合国家标准.堆肥产品的水稻种子萌发试验结果显示,B3处理种子活力指数、幼苗芽长、芽鲜重、总鲜重、芽干重和总干重最高,较去离子水对照分别高77.3%、70.7%、125.1%、44.9%、115.3%和15.3%.综合考虑堆肥过程、堆肥产品品质及产品的促生效果,以猪粪沼渣和木屑进行堆肥生产有机肥,初始C/N设定为21最为适宜.
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秧龄和基土比对机插大钵体毯状苗晚稻群体质量和产量的影响
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明秧龄和基土比对机插大钵体毯状苗晚稻群体质量和产量的影响,确定机插晚稻的适栽秧龄和基质育秧技术,该研究以常规籼稻穗香农占的大钵体毯状苗为研究对象,设置3种秧龄(25、30和35 d)和3种复合基质与自然土配比(基土比1:1、2:1和纯基质),解析秧龄、基土比对秧苗素质、机插质量、群体质量和产量及其构成因素的影响.结果表明,基土比1:1和2:1处理的容重显著高于纯基质,含水量、孔隙度、pH值、有机质和速效营养元素则显著低于纯基质处理;基土比1:1处理的基质总孔隙度为57.21%,速效氮含量为223.62 mg/kg,纯基质处理的基质速效氮含量为331.25 mg/kg,均不在适宜秧苗生长范围内.基土比2:1处理的秧苗素质、群体质量和产量及其构成因素均优于其他两种处理.秧龄35 d和基土比2:1处理的盘根力最大,为73.19 N,秧龄30 d和纯基质处理的成苗率、基本苗数和相对均匀合格率较好,以上两种处理的漏插率、漂秧率、伤秧率和翻秧率均不具有优势,但均符合机插秧要求.秧龄越长,秧苗素质越好,越有利于壮秧的形成.基土比2:1处理的适栽秧龄为35 d,移栽后各时期群体茎蘖数、有效分蘖数、分蘖成穗率、地上干物质积累量、收获指数均优于短秧龄处理,说明长秧龄秧苗更有利于机插晚稻高产群体构建.秧龄35 d处理的实际产量分别比秧龄25和30 d处理显著高42.5%、19.4%,湿谷含水率分别显著低2.67、1.29个百分点,籽粒成熟度好,有效穗数与实际产量的相关系数最大,为0.971,有效穗数的提升是长秧龄处理获得高产的主要原因.采取两次化控时,机插大钵体毯状苗晚稻的适栽秧龄和基质育秧技术为秧龄35 d和基土比2:1.研究结果可为南方双季稻区机插大钵体毯状苗晚稻育秧及提高其机械化种植水平提供参考.
关键词： 水稻 产量 秧龄 基质 机插晚稻 大钵体毯状苗 群体质量 理化性质
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土壤有机质含量对红壤性稻田残留氮在团聚体内分布的影响
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：化肥氮的残留及其分布对后季作物氮素供给和氮素损失均有重要影响。通过在田间试验中设置15N标记微区，在相同施氮量（150 kg/hm~2）条件下，明确低有机质、中有机质和高有机质红壤性稻田化肥氮的残留量及其在不同粒径土壤团聚体中的分布。结果表明：与低有机质土壤相比，中有机质和高有机质土壤大团聚体（0.25～2 mm）的比例较高，而粘粉粒（＜0.053 mm）的比例较低。不同粒径团聚体的全氮含量均随土壤有机质含量的提高而显著升高。在相同氮肥投入下，化肥氮在中有机质和高有机质土壤中的残留量较低有机质土壤显著增加，增幅分别为60.08%和93.93%。与低有机质土壤相比，高有机质土壤中的残留氮在大团聚体、微团聚体（0.053～0.25 mm）和粘粉粒中的含量分别显著增加了76.58%、108.32%和110.85%。土壤残留氮主要分布在大团聚体中（42.87%～46.81%）。随土壤有机质含量的升高，残留氮在大团聚中的比例有所下降，而在粘粉粒中的比例有所升高，但均未达显著水平。因此，培肥地力不仅能够提高土壤大团聚体的比例，促进土壤团粒结构的形成，还有利于土壤对残留氮的固持，从而降低红壤性稻田的氮素损失。
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