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紫云英与稻草还田替代部分化肥对双季稻产量和土壤活性有机碳的影响
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】基于连续4年田间定位试验，探究紫云英与稻草翻压还田替代部分化肥对双季稻产量以及稻田土壤有机碳组分、碳库管理指数的影响。【方法】开展双季稻田间定位试验，测定早、晚稻产量及连续试验4年后的土壤有机碳和土壤高活性、中活性、活性及非活性有机碳含量，计算土壤碳库管理指数。试验设6个处理：（1）冬闲+氮、磷、钾化肥（CF）;（2）翻压紫云英+氮、磷、钾化肥（MV）;（3）冬闲+稻草低量还田+氮、磷、钾化肥（RSl）;（4）冬闲+稻草高量还田+氮、磷、钾化肥（RSh）;（5）翻压紫云英+稻草低量还田+氮、磷、钾化肥（MV+RSl）;（6）翻压紫云英+稻草高量还田+氮、磷、钾化肥MV+RSh)。晚稻收获后，采集0—15 cm耕层土壤，采用重铬酸钾法测定土壤有机碳含量，高锰酸钾氧化法测定土壤高活性（33 mmol·L-1）、中活性（167 mmol·L-1）、活性（333 mmol·L-1）有机碳含量。【结果】等氮磷钾养分投入量下，MV+RSh处理的双季稻产量与CF、RSl处理差异显著，其他处理间水稻产量无显著差异，双季稻总产量RSl处理最高，为13 347 kg·hm-2,MV+RSh处理最低，为11 687 kg·hm-2。连续试验4年后，MV+RSh、RSh、MV+RSl、RSl、MV处理的土壤有机碳含量分别显著增加42.0%、32.9%、29.9%、28.3%、26.3%（P＜0.05）；各处理的土壤活性有机碳含量提高了23.9%—56.4%,MV+RSh、RSh、MV+RSl、RSl、MV处理土壤非活性有机碳含量分别显著增加了37.3%、28.6%、25.8%、24.1%、23.4%（P＜0.05）。相比CF处理，MV+RSh、MV+RSl、MV、RSh、RSl处理下土壤高活性有机碳含量增加了12.3%—27.7%，中活性有机碳含量增加了5.6%—20.0%，活性有机碳含量增加了9.9%—26.3%。翻压紫云英和稻草还田显著提高了土壤碳库管理指数，CF、MV、RSl、MV+RSl、RSh、MV+RSh处理使得土壤碳库管理指数增加了25.5%—61.7%。【结论】连续4年等氮磷钾养分投入下，翻压紫云英、稻草还田替代部分化肥用量可以保证双季稻产量，提高土壤有机碳含量，且有利于增加土壤高活性、中活性、活性及非活性有机碳的含量，皆以MV+RSh处理增加最显著，与仅紫云英还田相比，仅稻草还田对增加土壤有机碳含量贡献更大。综上，在南方双季稻区，在一定替代范围内，紫云英和稻草还田可以减少化肥用量，保证水稻产量。
关键词： 紫云英还田 稻草还田 土壤有机碳 土壤活性有机碳 水稻产量
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翻压紫云英对双季稻产量、镉吸收及转运的影响
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨紫云英在水稻生产中的增产降镉（Cd）效应以及降Cd的生理机制。【方法】5年田间微区定位试验设4个处理:不施任何肥料（CK）、翻压紫云英（GM）、单施化肥（F）和紫云英翻压配施化肥（F+GM）,翻压紫云英的处理冬闲田种植紫云英,作为绿肥在早稻插秧前翻压还田。在双季稻分蘖期、灌浆期和成熟期采集水稻植株样品,分为根、茎叶、籽粒3个部分,测定其Cd含量。【结果】1)与CK相比,F+GM与F处理5年水稻产量显著增加,GM处理从2017年起增产显著;与F处理相比,F+GM处理5年水稻均增产,其中2016与2020年显著增产。2)翻压紫云英对水稻同一部位在不同时期的降Cd效应不同。早稻GM处理根Cd含量在分蘖期、灌浆期和成熟期均显著低于CK,晚稻则无显著差异;早稻的GM处理茎叶Cd含量在灌浆期显著低于CK,晚稻的无显著差异;早稻的GM处理籽粒Cd含量在灌浆期和成熟期均显著低于CK（分别降低85.7%和57.6%）,晚稻的无显著差异。早稻的F+GM处理根Cd含量在分蘖期、灌浆期和成熟期均显著低于F处理,晚稻的则无显著差异;早稻的F+GM处理茎叶Cd含量在分蘖期显著低于F处理,晚稻的无显著差异。3)翻压紫云英下水稻不同时期Cd转运有差异。早稻分蘖期F+GM处理的根–茎叶Cd转运系数显著高于CK与F处理,成熟期GM处理的茎叶–籽粒Cd转运系数显著低于CK,降幅为52.2%;晚稻则无显著差异。4)F+GM和GM处理根与籽粒Cd累积量均较低,其根部累积量显著低于F处理;GM处理早稻籽粒Cd累积量显著低于F处理;而F+GM晚稻茎叶Cd累积量则显著高于CK。F+GM与GM处理籽粒Cd分配比例低于CK与F处理,F+GM处理的茎叶Cd分配比例高于F处理,GM处理的茎叶Cd分配比例高于CK。5)早稻各处理的土壤总Cd含量差异不显著,晚稻则表现为GM处理显著低于CK。早稻的GM与F+GM处理土壤有效Cd含量显著低于CK,晚稻的则无显著差异。【结论】翻压紫云英可增加水稻产量,同时具有较好的降Cd效应。翻压紫云英的降Cd生理机制为:一是可降低土壤有效Cd含量,从而降低水稻Cd含量;二是可降低茎叶–籽粒间的Cd转运系数,减弱向籽粒的转运能力,降低水稻籽粒中Cd的累积,进而生产出Cd含量低于国家安全限量的稻米。
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