科研产出
减施20%化肥下绿肥翻压量对江西双季稻产量及氮素利用的影响
《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】种植绿肥是实现化肥减施的重要措施，研究稻田系统中不同绿肥翻压量对土壤供氮及主作物水稻吸氮规律的影响，以期为江西双季稻区合理利用紫云英，提高水稻产量提供理论依据。【方法】田间试验位于江西双季稻区。在早稻氮磷钾肥用量减施20%条件下，设置冬种并翻压紫云英鲜草15000 （G1F80）、22500（G1.5F80）、30000 （G2F80）、37500 （G2.5F80） kg/hm~2，以及冬闲且水稻不施化肥对照（CK）、冬种紫云英水稻不施化肥（GM）和冬闲常规施肥(F100)共7个处理。分析了水稻产量、植株吸氮量、氮肥利用率，以及水稻生育期土壤无机氮含量，并分析了土壤性状和水稻产量、植株吸氮量之间的关系。【结果】与F100相比，G1F80处理早稻产量显著增加11.64%;G2F80处理晚稻产量显著增加7.81%;G1F80、G1.5F80和G2F80处理双季稻总产量分别显著增加5.79%、5.38%和7.17%。其余不同紫云英翻压量处理的产量相比F100均未降低。冬种紫云英配施80%化肥可显著提高早稻稻谷吸氮量、早稻当季氮肥利用率和早稻氮肥偏生产力，提高早稻和晚稻收获期土壤全氮和有机质含量，提升土壤肥力水平。早稻孕穗期、早稻收获期和晚稻收获期，G2.5F80处理土壤铵态氮含量均显著高于F100处理，且为各处理中含量最高。从早稻孕穗期到早稻收获期，不同紫云英翻压量处理氮素累积速率均为正值，水稻植株吸氮量增加，而冬闲常规施肥处理氮素累积速率为负值，水稻吸氮量降低。在水稻生育期，紫云英翻压量小于22500 kg/hm~2时，水稻植株吸氮量随翻压量增加而增加，而翻压量大于22500 kg/hm~2时，水稻植株吸氮量明显降低。土壤速效钾含量对水稻产量和吸氮量的贡献率最大，对早稻产量和早稻吸氮量的贡献率分别为35.17%和40.16%，对晚稻产量和吸氮量的贡献率分别为21.22%和25.22%，对双季稻产量和吸氮量的贡献率分别为34.83%和27.86%。【结论】在减施常规量20%化肥条件下，种植翻压适量紫云英可提高早稻稻谷吸氮量，促进水稻增产。翻压高量紫云英有利于培育土壤碳库和氮库，提高土壤供氮能力。综合各项分析，在江西双季稻区紫云英翻压量为30000 kg/hm~2时效果最好。
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长期施用猪粪和化肥对稻田土壤Cu、Zn和Cd含量及有效性的影响
《农业环境科学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为研究有机肥与化肥处理下稻田土壤Cu、Zn、Cd含量之间的差异,并探明关键影响因子,本研究利用持续了35 a的长期定位试验,分析了土壤重金属全量及有效态、土壤理化性质和水稻产量,并利用多种统计分析方法研究了猪粪组和化肥组土壤Cu、Zn和Cd与土壤理化指标之间的关系.结果表明:与对照(不施肥)相比,长期施用猪粪使土壤Cu、Zn、Cd全量和有效态含量分别提高了134%~239%、57%~124%、58%~171%和191%~380%、285%~811%、61%~184%,并显著提升了土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)及氮磷养分含量;而化肥处理对土壤重金属全量及有效态含量无显著影响,对土壤理化指标的提升相对较小.冗余分析(RDA)发现,猪粪组土壤全氮(TN)、CEC和速效磷(AP)分别解释了重金属方差变异的89.1%、6.4%和2.0%,化肥组土壤pH和全磷(TP)分别解释了方差变异的45.0%和22.2%,达到显著水平.进一步通过偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析发现,猪粪对重金属有效态的贡献远大于化肥,主要通过影响土壤重金属全量和CEC从而影响重金属有效性,其路径系数分别为0.6217和0.2953,均达到显著水平.猪粪组土壤重金属与理化指标之间由于"同源"关系呈显著正相关,而化肥组两者的关系受水稻生长活动等因素影响较大.研究表明,长期施肥可以通过调控土壤理化指标等影响重金属有效性,施用猪粪进行稻田土壤培肥的同时,需要注意土壤重金属的累积风险.
关键词： 长期施肥 稻田 铜 锌 镉 有效性 偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析
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红壤区旱地和水田土壤磷素状况及其流失风险
《中国土壤与肥料 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：红壤一般偏酸且铁铝富集,磷与铁、铝形成Fe-P、Al-P,降低了红壤磷的有效性。施磷提高红壤供磷能力,但是未被作物利用的磷积累在土壤中,对水体环境构成威胁。研究红壤磷素状况对于提高作物产量和保护环境具有重要意义。已有很多关于红壤磷素状况方面的报道,但是很少将红壤磷素状况与水体磷进行关联分析。在典型红壤区江西省余江县布点采集了旱地和水田土样各54份,周边水样24份,分析了土壤有效磷（Olsen-P和Bray-P）含量、水溶性磷（CaCl2-P）含量和水样总磷含量。结果表明,以Olsen-P为指标,11%的旱地和39%的水田土壤缺磷,61%的旱地和39%的水田土壤磷适合作物生长,11%的旱地和11%的水田土壤处于高磷状态。以Bray-P为指标,11%的旱地和33%的水田土壤缺磷,6%的旱地和33%的水田土壤磷适合作物生长,77%的旱地和6%的水田土壤处于高磷状态。Olsen-P、Bray-P与CaCl2-P三者之间具有极显著相关关系,对Olsen-P与Ca Cl2-P、Bray-P与CaCl2-P分别进行回归分析,求得土壤磷流失突变点的Olsen-P和Bray-P含量分别为56.31和118.4 mg·kg-1。依据这两个标准,水田土壤有效磷均未超过磷流失突变点,旱地土壤Olsen-P和Bray-P超过突变点的样品比例分别为50%和33%。水田周边排水沟渠水的总磷含量均低于《地表水环境质量标准》Ⅱ类水标准。总之,调查的红壤区水田土壤整体较为缺磷、磷流失风险低,旱地土壤有效磷含量和磷流失风险都较高。
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不同改良剂对土壤Cd活化和稻米Cd吸收的阻控效果（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2021
摘要：通过Cd污染环境(土壤Cd含量为1.0 mg/kg)下早稻晚稻种植盆栽试验，比较了有机肥(猪粪、生物黑炭)单施以及与碱性改良剂(石灰、牡蛎壳粉)配施对土壤Cd活化和稻米Cd吸收的阻控效果,并探讨了土壤有效Cd与水稻籽粒Cd之间的相关关系。结果表明：与CK (不添加改良剂)相比,施用改良剂后早稻和晚稻的籽粒产量分别提高了15.52%～36.01%和12.02%～27.28%，籽粒Cd含量分别降低了24.76%～64.53%和4.93%～58.32%，籽粒Cd累积量分别降低了22.27%～51.76%和33.84%～46.95%(单施猪粪处理除外)；其中，生物黑炭的降Cd效果显著优于猪粪，配施牡蛎壳粉的降Cd效果优于石灰处理；早稻和晚稻收获后,施用改良剂后土壤有效Cd含量分别比CK降低了35.00%～65.88%和30.93%～68.57%。进一步分析发现,土壤有效Cd含量与水稻籽粒Cd含量可以用线性方程进行较好地拟合(R2>0.70, P <0.05)。这表明有机肥与碱性改良剂配施可以通过钝化土壤有效Cd来快速降低水稻籽粒Cd含量，且生物黑炭与牡蛎壳粉配施的效果较好。
关键词： Cd污染土壤 有机肥 碱性改良剂 水稻 籽粒 降Cd效果
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基于土壤肥力质量综合指数评价化肥与有机肥配施对红壤稻田肥力的提升作用
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】准确评价有机肥料提高农田土壤肥力的效果,是正确选择土壤培肥措施的基础。通过比较两种土壤肥力质量综合指数的计算方法评价有机肥培肥效果的可行性。【方法】3年田间定位试验（2015—2017）在长江中下游的红壤双季稻田进行。共设7个处理:不施肥（CK）,等氮磷钾投入量下的单施化肥（CF）和一半化肥氮配施一半的牛粪（+CM）、猪粪（+PM）、鸡粪（+ChM）、绿肥（+GM）与秸秆（+SR）。在2017年晚稻收获后,采集耕层土壤样品,分析土壤理化性状和土壤生物学性状。筛选用于评价土壤肥力的指标,用雷达图分析稻田土壤肥力水平的制约因素,采用土壤肥力质量综合指数（I F I）评价不同有机肥料的培肥效果。【结果】1)团聚体结构、pH、有机质3个指标属于弱变异性,其余指标属于中等强度变异,以有效锌、有效磷以及酸性磷酸酶的变异系数较大,对施肥处理的响应比较灵敏;2)由隶属度值制成的雷达图显示,土壤阳离子交换量（CEC）、速效钾与全磷含量是制约稻田土壤肥力水平最主要的3个因子;3)运用全量数据集与最小数据集计算的肥力指数IFI均表明,相对于不施肥CK,6个施肥处理均可以显著提高土壤肥力指数IFI,5个有机无机肥配施处理的IFI均显著高于单施化肥处理,且+PM与+ChM处理的IFI指数显著高于+CM与+GM处理;在全量数据集下,+SR处理的IFI指数显著高于+CM与+GM处理,而在最小数据集下,3个处理间差异不显著;4)全量数据集的土壤肥力质量综合指数IFITDS和最小数据集的土壤肥力质量综合指数IFIMDS均与双季稻总产量呈极显著正相关关系。【结论】基于全量数据集和基于最小数据集的土壤肥力质量综合指数(IFITDS、IFIMDS)均可客观表征土壤肥力质量。依据该指标,化肥配施猪粪提高土壤肥力的效果最佳,其次是配施鸡粪或秸秆,最低是配施牛粪或紫云英绿肥。
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中国稻作区土壤速效钾和钾肥偏生产力时空变化
《土壤学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：基于农业农村部布置在全国的水稻土监测样点（1988—2017）,分析不同稻作区水稻土的速效钾、钾肥偏生产力和钾素表观平衡的时空变化趋势。在30 a间,东北区水稻土速效钾含量显著高于长江三角洲（长三角）、长江中游、华南和西南地区。随试验年限的延长,除了长江中游的水稻土速效钾为先增加后稳定的趋势外,东北、长三角和华南区的水稻土速效钾含量均呈现出先稳定后增加的趋势,而西南区的水稻土速效钾含量则无显著变化。线性拟合方程表明,土壤速效钾含量每增加10 mg·kg–1,30 a间东北、长三角、长江中游、华南的钾肥偏生产力提升幅度分别为0.31、1.51、0.26和0.49 kg·kg–1。除西南区域外,其他区域的钾素表观平衡与土壤速效钾含量均存在显著的正相关关系（P<0.05）。因此,1988—2017年,全国尺度上水稻土的速效钾含量呈增加趋势,但不同稻作区土壤速效钾含量及年均增幅则差异较大。土壤速效钾含量的增加显著促进了水稻钾肥偏生产力的提升,而长期进行水稻种植导致的钾素表观盈余则进一步有利于土壤速效钾含量的提升。
关键词： 土壤速效钾 水稻土 区域 钾肥偏生产力 钾素表观平衡
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土壤改良和灌溉方式对水稻水分利用及光合特性的影响
《中国农村水利水电 》 2021 北大核心
摘要：为恢复峡江水利枢纽抬田工程稻田的生产能力,进行了大型综合测坑模拟试验。设置2种灌溉方式,即淹水灌溉（F1）和间歇灌溉（F2）,设置4种土壤改良方式,即无改良措施（Y1,CK）、土壤改良剂（Y2）、生物有机肥（Y3）、绿肥还田+早稻秸秆腐蚀剂（Y4）,共组合为8个处理,研究不同土壤改良和灌溉方式对双季稻产量、水分利用效率及光合特性的影响。结果表明:同一灌溉方式下,与Y1（CK）处理相比,Y4处理能提高穗粒数、产量和叶面积指数,且显著高于其他2种改良方式;在早稻时期,Y4处理水分生产率、降水利用率及灌水利用效率均最高。同一土壤改良方式下,F2处理相较于F1处理,在穗粒数、产量、抽穗开花期叶面积指数、水分生产率和灌水利用效率等指标均有提高;在晚稻时期,F2处理光合指标参数均高于F1处理。从土壤改良方式和灌溉方式交互作用来看,F2Y4处理产量、抽穗开花期叶面积指数、水分生产率和灌水利用效率均最高。F2Y4栽培方式可为实现峡江水利枢纽抬田区稻田高产稳产、水分高效利用提供技术支持。
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不同改良剂对土壤Cd活化和稻米Cd吸收的阻控效果
《湖南农业科学 》 2021
摘要：通过Cd污染环境（土壤Cd含量为1.0 mg/kg）下早稻晚稻种植盆栽试验,比较了有机肥（猪粪、生物黑炭）单施以及与碱性改良剂（石灰、牡蛎壳粉）配施对土壤Cd活化和稻米Cd吸收的阻控效果,并探讨了土壤有效Cd与水稻籽粒Cd之间的相关关系。结果表明:与CK（不添加改良剂）相比,施用改良剂后早稻和晚稻的籽粒产量分别提高了15.52%～36.01%和12.02%～27.28%,籽粒Cd含量分别降低了24.76%～64.53%和4.93%～58.32%,籽粒Cd累积量分别降低了22.27%～51.76%和33.84%～46.95%（单施猪粪处理除外）;其中,生物黑炭的降Cd效果显著优于猪粪,配施牡蛎壳粉的降Cd效果优于石灰处理;早稻和晚稻收获后,施用改良剂的土壤有效Cd含量分别比CK降低了35.00%～65.88%和30.93%～68.57%。进一步分析发现,土壤有效Cd含量与水稻籽粒Cd含量可以用线性方程进行较好地拟合（R2>0.70,P<0.05）。这表明有机肥与碱性改良剂配施可以通过钝化土壤有效Cd来快速降低水稻籽粒Cd含量,且生物黑炭与牡蛎壳粉配施的效果较好。
关键词： Cd污染土壤 有机肥 碱性改良剂 水稻 籽粒 降Cd效果
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沼液施用对土壤及农产品中重金属含量的影响
《安徽农业科学 》 2021
摘要：为研究沼液施用对土壤和农产品重金属累积的影响,以水稻和皇竹草为供试材料,在江西省不同地区设计试验,分析沼液施用对土壤和农产品中重金属的影响。结果表明,Hg未被检出,Zn、Cu、Cd、Cr、Pb和As均被检出,其中Zn、Cu含量最高,且均未超出NY/T 2596—2014中相应的限量值。土壤和农产品重金属结果表明,水稻种植土壤中,Hg潜在风险最高,其次是Cd、As、Cu、Zn,而Cr、Pb的潜在风险最低;需监测沼液长期施用对土壤中Cd、As、Cu、Zn的累积情况;皇竹草种植土壤中,Pb和Zn的潜在风险较高,其次是As和Cd,而Hg、Cr和Cu的潜在风险较低;沼液中Zn含量较高,需监测沼液长期施用对土壤中Zn的影响;对于糙米和皇竹草,Hg未被检出,Zn、Cu、Cd、Cr、Pb和As均被检出,其中Zn含量最高分别为17.844～23.073和9.665～35.913 mg/kg;其次是Cu分别是2.638～3.323和2.816～9.392 mg/kg; Cr、As、Pb和Cd的含量相对偏低;皇竹草中重金属受沼液施用的影响,且与土壤重金属含量存在正相关性。
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