科研产出
长期施肥对双季稻田根际土壤氮素的影响
《生态环境学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：土壤有机氮含量是评价土壤质量变化的重要肥力指标，土壤氮矿化及其微生物数量易受不同施肥措施的影响。为明确南方双季稻区长期不同施肥模式对根际土壤氮矿化及其微生物数量的影响，以长期（37年）定位施肥试验田为平台，系统分析了不同施肥模式[单独施用化肥（MF）、秸秆还田+化肥（RF）、30%有机肥+70%化肥（OM）和无肥对照（CK）]下双季稻田根际土壤微生物量氮含量、氮素矿化、硝化和氨化速率、氮循环微生物数量的变化特征，及土壤氮转化与理化特性、微生物相关性。结果表明，OM处理根际土壤有机碳、总氮、碱解氮、硝态氮、氨态氮和无机氮含量均显著（P＜0.05）高于RF、MF和CK处理。OM处理根际土壤微生物量氮含量最高，比CK处理增加24.1%。OM处理根际土壤有氧氮矿化率、厌氧氮矿化率和氨化速率均为最高，均显著高于MF和CK处理（P＜0.05）;MF处理根际土壤硝化速率为最高，显著高于RF、OM和CK处理（P＜0.05）。OM处理根际土壤硝化细菌、反硝化细菌和氨化细菌数量均显著高于RF、OM和CK处理（P＜0.05）;RF处理根际土壤固氮菌数量显著高于MF、OM和CK处理（P＜0.05）。RF和OM处理早稻、晚稻产量分别比MF处理增加10.6%、13.4%和10.4%、7.1%。根际土壤有氧氮矿化率、厌氧氮矿化率、硝化速率与土壤pH、硝化细菌、反硝化细菌数量均呈显著正相关（P＜0.05），与土壤有机碳、总氮、碱解氮、氨态氮、无机氮含量均呈显著负相关（P＜0.05）。因此，采取30%有机肥措施有利于增加双季稻田根际土壤氮矿化及其微生物数量，培肥稻田土壤。
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长期不同施肥模式对双季稻田土壤酸中和容量的影响
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探明南方双季稻区长期不同施肥处理下稻田不同耕层（0～10 cm和10～20 cm）土壤酸缓冲性能的变化特征，依托长期（36 a）施肥模式稻田（无肥（CK）、化肥（MF）、秸秆还田+化肥（RF）和30%有机肥+70%化肥（OM））,系统分析长期不同施肥处理下双季稻田0～10 cm和10～20 cm土壤酸中和容量（ANC）、酸缓冲容量（ABC）、酸瞬时缓冲容量（IAC）、铵态氮和硝态氮含量变化特征，及其土壤酸缓冲性能与土壤理化性质之间的相关性。结果表明，MF、RF和OM处理均有利于增加双季稻田0～10 cm和10～20 cm土壤ANC、ABC和IAC,其大小顺序均表现为OM＞RF＞MF＞CK。与CK处理相比，OM处理稻田0～10 cm和10～20 cm土壤ANC和ABC分别增加36.78%,33.18%,18.67%,17.84%,IAC分别增加15.22%,14.02%。稻田0～10 cm和10～20 cm, MF处理土壤铵态氮含量均显著高于OM、RF和CK处理，MF处理分别比CK处理增加48.15%,51.09%;OM处理土壤硝态氮含量均显著高于RF、MF和CK处理，OM处理分别比CK处理增加204.73%,161.94%。各施肥处理稻田0～10 cm土壤ANC、ABC、IAC、铵态氮和硝态氮含量均高于10～20 cm。土壤ANC、ABC、IAC与土壤有机碳、全氮含量、电导率均呈显著的正相关关系；土壤ANC、ABC、IAC与土壤pH值、阳离子交换量均呈极显著的正相关关系。因此，长期采取秸秆还田、30%有机肥配施化肥措施是增强南方双季稻田耕层土壤酸缓冲性能的有效措施。
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长期不同施肥模式对双季稻田土壤酸解有机氮组分的影响
《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确南方双季稻区长期不同施肥模式对稻田不同耕层（0～10和10～20 cm）土壤酸解有机氮组分及其含量的影响，本研究以长期（36年）定位施肥试验田为平台，系统分析了单独施用化肥（CF）、秸秆还田+化肥（RF）、30%有机肥+70%化肥（OM）和不施肥对照（CK）下双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮及其组分氨基酸氮、氨基糖氮、铵态氮和酸解未知氮含量的变化特征及其与土壤全氮、有机碳含量的关系。结果表明：与CK相比，OM和RF处理均显著增加了双季稻田0～10和10～20 cm土壤全氮、碱解氮和有机碳含量。OM、RF和CF处理双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮含量均显著高于CK,分别比CK增加10.7%～42.6%和12.2%～51.5%。与CF和CK相比，OM和RF处理显著提高了双季稻田0～10和10～20 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、酸解未知氮和氨基糖氮含量。不同施肥处理稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮和非酸解性氮含量大小顺序均表现为OM＞RF＞CF＞CK。各施肥处理稻田0～10 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、氨基糖氮和非酸解性氮含量均高于10～20 cm土壤。土壤酸解有机氮含量与土壤全氮、有机碳含量均存在极显著的正相关关系。综上，RF和OM处理有利于增加双季稻田0～10和10～20 cm土壤有机氮含量，增强稻田土壤供氮能力，提高土壤肥力。
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长期不同施肥模式对南方双季稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的影响
《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：施肥措施与稻田生态系统净碳汇效应、经济收益的关系密切.本研究以长期(35年)定位施肥试验田为平台,分析了单独施用化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和无肥对照(CK)4种不同施肥模式对我国南方双季稻田耕层土壤固碳速率、碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响.研究表明:不同施肥处理双季稻田耕层土壤碳库变化范围为216.02~866.74 kg·hm-2·a-1,OM处理土壤碳年变化量显著高于MF、RF和CK处理;双季稻田土壤固碳速率为51.5~650.7 kg·hm-2·a-1,表土碳密度为55.64~78.42 t·hm-2,各施肥处理高低顺序均为OM>RF>MF>CK.各施肥处理双季稻田生态系统水稻的碳吸收为4.42~9.32 t C·hm-2·a-1,其高低顺序为OM>RF>MF>CK;与MF处理相比,OM和RF处理稻田土壤净碳汇量分别提高了 27.6%和13.6%.各施肥处理双季稻田生态系统的碳成本物质投入变化范围为1.49~2.17 t C·hm-2·a-1,年经济收益变化范围为1.30×103~7.83×103元·hm-2·a-1,其高低顺序为RF>OM>MF>CK;OM、RF和MF处理双季稻田生态系统经济效益的净收益均显著高于CK处理.总之,长期施用有机肥、秸秆还田配施化肥措施均有利于增加双季稻田土壤固碳速率、碳汇效应和经济收益,是提高南方双季稻田土壤有机碳贮量的施肥模式.
关键词： 水稻 双季稻田 施肥模式 生态系统 碳汇 经济收益
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控释尿素减施对稻田CH_4和N_2O排放及经济效益的影响
《生态环境学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：通过控释尿素(CRU)替代普通尿素(CU),是实现农业生产化肥"减施增效"及其使用量零增长目标的有效途径之一。选取环洞庭湖典型双季稻(Oriza sativa L.)连作区,设置100%氮CU(农民习惯施肥方式,CU)、100%氮CRU(1.0CRU)、减氮10%CRU(0.9CRU)、减氮20%CRU(0.8CRU)和减氮30%CRU(0.7CRU)共5个处理,通过静态暗箱采气、气相色谱法检测,研究CRU减氮施用对双季稻田CH_4、N_2O排放及稻作经济效益的影响。结果表明:减氮10%—30%CRU处理早稻的CH_4、N_2O排放总量和全球增温潜势(GWP)比CU处理分别减排18.8%—28.7%、15.7%—28.6%、18.4%—28.7%,晚稻的分别减排27.1%—39.5、17.5%—25.0%、25.5%—37.1%;与CU处理相比,0.8CRU和0.7CRU处理显著减少双季稻田CH_4排放总量的23.1%、33.5%和N_2O排放总量的21.9%、26.9%,0.9CRU、0.8CRU和0.7CRU处理分别有效降低GWP的21.7%、22.9%、32.5%和温室气体排放强度的33.0%、29.5%、36.4%;1.0CRU、0.9CRU处理连续4年显著增产(3.75%—18.05%),年均增产幅度分别为12.03%和11.20%;CRU处理双季稻生长季平均增加经济收益2 124.1yuan·hm~(-2),且以0.9CRU处理最高。综合考虑控释尿素施用后的环境及经济效益,减氮20%CRU是一种适宜在环洞庭湖典型双季稻区推广的氮肥有效管理模式。
关键词： 温室气体排放 经济效益 控释尿素 减量施肥 双季稻田
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控释尿素减施对双季稻田土壤剖面养分分布特征的影响
《水土保持学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探讨双季稻田控释尿素施用对养分在土壤剖面的垂直分布与迁移的影响,通过长期田间定位试验,研究比较普通尿素(U)和控释尿素(CRU)减施稻田剖面的养分累积和分布。结果表明:随着土层深度的增加,土壤全氮、NO_3~-—N、有机质、全磷、速效磷和全钾含量呈下降趋势,NH_4~+—N含量先下降后升高,速效钾含量呈上升趋势,土壤pH升高且趋于稳定。施肥会降低0—20cm土层pH和速效钾含量。与U处理相比,0—20cm土层CRU处理全氮含量提高7.72%~19.45%,且随着施N量的增加呈上升趋势;40—60cm土层CRU处理NH_4~+—N含量降低6.99%~19.23%。施用CRU可以有效降低土层NH_4~+—N向下淋溶,提高0—40cm土层全氮和NO_3~-—N含量,避免土壤N素流失。施用CRU对不同深度土层有机质、速效磷、全磷、速效钾、全钾和pH的影响不显著,但减量过大会导致有机质降低。CRU减量10%~20%处理显著提高双季稻成熟期N、P、K的吸收量。相关分析表明,不同用量控释尿素处理早、晚稻成熟期N、P、K吸收量与籽粒产量均呈显著正相关。总之,CRU处理有效地控制N素向下淋溶,减少因N肥施用带来的潜在面源污染,而CRU减施可更好地维持和提高土壤的养分水平和肥力,促进养分累积,实现生态与经济效益的双赢。
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冬季覆盖作物秸秆还田对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响
《生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：微生物群落功能多样性是土壤质量变化重要的指标,不同作物类型的秸秆还田措施对土壤微生物群落功能多样性具有明显的影响。以位于双季稻主产区不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式大田定位试验田为研究对象,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),应用Biolog-GN技术开展黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、油菜-双季稻(Ra)和马铃薯-双季稻(Po)种植模式条件下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对双季稻田根际土壤微生物功能多样性影响的研究。研究结果表明,早稻和晚稻成熟期,与CK处理相比,冬季覆盖作物秸秆还田处理增加了稻田土壤碳源平均颜色变化率(AWCD),以Po处理AWCD均为最高,均显著高于Ry和CK处理。不同冬季覆盖作物秸秆还田处理土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,早稻成熟期,Po处理的Richness、Shannon和McIntosh指数均为最高,其次为Ry、Mv和Ra处理,CK处理最低;晚稻成熟期,各处理的Richness、Shannon和McIntosh指数大小顺序均表现为Po>Ra>Mv>Ry>CK。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各冬季覆盖作物秸秆还田处理根际土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类和糖类物质,不同处理间碳源利用类型有差异。冬季覆盖作物秸秆还田措施有利于提高双季稻田根际土壤微生物对碳源的利用能力、物种丰富度和均匀度。
关键词： 水稻 冬季覆盖作物 双季稻田 根际土壤 群落功能多样性
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冬季覆盖作物秸秆还田对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2018
摘要：微生物群落功能多样性是土壤质量变化重要的指标,不同作物类型的秸秆还田措施对土壤微生物群落功能多样性具有明显的影响。以位于双季稻主产区不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式大田定位试验田为研究对象,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),应用BiologGN技术开展黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、油菜-双季稻(Ra)和马铃薯-双季稻(Po)种植模式条件下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对双季稻田根际土壤微生物功能多样性影响的研究。研究结果表明,早稻和晚稻成熟期,与CK处理相比,冬季覆盖作物秸秆还田处理增加了稻田土壤碳源平均颜色变化率(AWCD),以Po处理AWCD均为最高,均显著高于Ry和CK处理。不同冬季覆盖作物秸秆还田处理土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,早稻成熟期,Po处理的Richness、Shannon和McIntosh指数均为最高,其次为Ry、Mv和Ra处理,CK处理最低;晚稻成熟期,各处理的Richness、 Shannon和McIntosh指数大小顺序均表现为Po>Ra>Mv>Ry>CK。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各冬季覆盖作物秸秆还田处理根际土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类和糖类物质,不同处理间碳源利用类型有差异。冬季覆盖作物秸秆还田措施有利于提高双季稻田根际土壤微生物对碳源的利用能力、物种丰富度和均匀度。
关键词： 水稻 冬季覆盖作物 双季稻田 根际土壤 群落功能多样性
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长期不同施肥模式对双季稻田土壤养分及水稻产量的影响
《华北农学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为探明不同施肥处理对双季稻田土壤养分和水稻产量的影响,以湖南宁乡长期定位试验为平台,应用常规试验分析方法系统分析了定位长达31年5种施肥处理(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥+70%化肥、60%有机肥+40%化肥和无肥)对双季稻田土壤养分和水稻产量的影响。结果显示,长期有机无机肥配施均有利于改善土壤养分含量。有机肥配施化肥处理明显增加了稻田土壤有机质含量,以60%有机肥处理增加效果为最高;30%和60%有机肥处理均有利于增加土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量,与化肥和无肥处理均达显著差异(P<0.05);不同处理间土壤全钾含量和p H值均无显著性差异。有机无机肥连续配施有利于增加水稻产量;早稻产量以60%和30%有机肥处理为最高,分别比无肥处理增加97.67%和95.01%;晚稻产量以秸秆还田和30%有机肥处理为最高,分别比无肥处理增加103.64%和93.97%。相关性分析结果表明,土壤有机质与土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷均具有极显著的正相关(r=0.993**,0.971**,0.950**,0.950**),与土壤速效钾具有显著的正相关(r=0.802*)。有机肥与化肥配合施用有利于培肥土壤和获得较高的水稻产量。
关键词： 双季稻田 长期施肥 有机无机肥配施 土壤养分 水稻产量
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连续施肥对不同肥力稻田土壤基础地力和土壤养分变化的影响
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究双季稻种植制度下,连续3年施肥与不施肥对不同肥力土壤基础地力产量、基础地力贡献率、土壤氮磷钾表观平衡和土壤养分变化的影响,为不同肥力土壤基础地力培育及土壤肥力维持和提升提供参考。【方法】从32年长期施用不同肥料定位试验的不施任何肥料(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施稻草(NPKS)处理采取土壤,分别代表3种不同肥力水平,设置连续3年施肥与不施肥处理的盆栽试验,监测双季水稻产量、土壤基础地力产量、基础地力贡献率和土壤氮磷钾养分的变化。【结果】在试验期间,不同肥力土壤的早晚稻基础地力产量、基础地力贡献率均表现为:NPKS处理土壤>NPK处理土壤>CK处理土壤,且随着试验年限的延长,不同肥力土壤之间的差异呈逐渐缩小趋势,到试验第3年,不同肥力土壤之间的差异变得不显著。无论施肥或不施肥,初始肥力越高的土壤经3年6季水稻种植,由作物收获带走的氮、磷、钾养分越多。不同肥力土壤在连续施肥条件或不施肥条件下,肥力养分变化规律存在较大差异,这种差异与水稻种植体系中养分输入-输出平衡状况有一定关系。【结论】初始肥力越高的土壤如果连续不施肥,其基础地力下降得越快。因此,对于地力水平较低的土壤应注重合理施肥,培育和提高农田土壤肥力和基础地力;地力水平较高的土壤也应注意高效合理补充养分,以维持土壤较高的肥力水平和持续生产力。
关键词： 双季稻田 不同肥力 土壤基础地力 土壤养分 连续施肥
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