科研产出
长沙水稻主产区土壤肥力现状评价
《湖南农业科学 》 2024
摘要：2023年，从长沙市稻田主产区长沙县、望城区、宁乡市、浏阳市4个县（市、区）的稻田中采集340个土壤样点，测定了土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷与速效钾养分含量。结果表明：（1）长沙水稻主产区的土壤肥力特征差异较大，其中，长沙县、望城区和浏阳市的土壤p H值变异系数最小，属于小变异；4个县（市、区）的有机质、全氮和碱解氮属于中等变异；4个县（市、区）的土壤有效磷及长沙县、浏阳市和宁乡市的速效钾变异系数较大，属于高度变异。（2）4个县（市、区）土壤pH值以二级与三级为主，存在土壤酸化问题。（3）土壤有机质、全氮与碱解氮含量较丰富，有效磷含量一般，速效钾含量普遍偏低。综之，研究区土壤酸化问题依然存在，需进一步调控酸碱度。
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硅肥等量施用对土壤镉生物有效性和水稻吸收镉的影响
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究硅(Si)肥等量施用对水稻不同生育期吸收镉(Cd)和土壤Cd生物有效性的影响,采用5种不同种类的Si肥(Si02用量为225 kg·hm-2)开展田间小区试验.结果表明,随着水稻生育期的延长,水稻根系和茎叶的Cd含量增加;施用Si肥,不同生育期水稻根系、茎叶和籽粒Cd含量平均分别降低14.9%、28.2%和12.2%;硅钙镁铁肥(SiCaMgFe)和水溶Si肥(SiW)处理,籽粒Cd含量分别比对照处理降低21.1%(P<0.05)和21.2%(P<0.05);水稻根表铁膜中Cd含量(DCB-Cd)随着水稻生育期延长而增加,施用Si肥,水稻不同生育期DCB-Cd含量有高有低,DCB-Cd是根系Cd含量的15.8%~42.8%;与对照相比,施用Si肥水稻成熟期土壤可交换态Cd(Exc-Cd)含量平均降低36.4%,其它形态的含量平均增加12.5%~48.2%.水稻全生育期根系Cd与Si呈极显著负相关,与DCB-Cd呈极显著正相关,DCB-Cd与土壤有效态Cd和有效态Si呈极显著负相关,土壤Exc-Cd与Carb-Cd呈极显著负相关,土壤有效态Cd与pH值呈显著负相关.施用相同Si肥用量,SiCaMgFe和SiW处理降低水稻Cd含量的效果好;施用Si肥通过提高土壤pH值和土壤有效Si含量、降低土壤有效态Cd和Exc-Cd含量,促进Exc-Cd向Carb-Cd转移,减少根表铁膜对Cd的吸附,从而减少水稻对土壤Cd的吸收.
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硅肥等量施用对土壤砷赋存形态和水稻吸收砷的影响
《环境科学研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究施用不同种类硅肥对土壤砷(As)的生物有效性和不同生育期水稻As含量的影响,采用含钾(Si1),含钙、镁(Si2),含钙、镁和钾(Si3),含钙、镁和铁(Si4),以及水溶性硅肥(Si5)共 5 种不同种类相同用量的硅肥(SiO2 用量为 225 kg/hm2)开展田间小区实验,分析水稻不同生育期水稻As含量和土壤As含量.结果表明:①Si4 和Si5 处理降低糙米As含量的效果较好,分别比CK处理显著降低 31.3%(P<0.05)和 27.6%(P<0.05).②施用硅肥,水稻分蘖期和拔节期根表铁膜Fe(DCB-Fe)含量高于CK处理,灌浆期和成熟期DCB-Fe含量低于CK处理;施用硅肥处理水稻分蘖期、拔节期、灌浆期和成熟期的DCB-As含量均降低,分别比CK处理降低10.0%、27.0%、20.0%和29.5%.③施用硅肥条件下,与CK处理相比,水稻成熟期土壤非专性吸附态As(Nas-As)、结合态As(Al-As)和残渣态As(Res-As)的含量平均分别降低 15.8%、9.8%和 10.2%,铁结合态As(Fe-As)含量提高 33.0%.④水稻成熟期,根系As含量和土壤有效态As含量影响稻米对As的吸收,土壤有效态硅含量影响水稻根系对As的吸收;整个生育期,水稻根表铁膜As和Fe显著影响水稻根系对As的吸收.施用硅肥条件下,土壤有效态Si含量提高,有效态As含量降低,Fe-As含量增加,成熟期水稻DCB-As含量降低,水稻植株对As的吸收量减少.研究显示,相同用量的硅肥中,硅的有效性高或添加铁素,对降低水稻吸收As的效果更好,可为As污染土壤的水稻安全生产利用提供有效的解决途径.
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稻田综合种养主要模式及其研究进展
《杂交水稻 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：稻田综合种养作为中国稻作生产的重要组成部分，有着悠久的历史，历经上千年的演变逐步由散养形成了现代种植与养殖的配套技术体系，主要模式已由稻鸭、稻鱼发展为稻虾、稻蟹、稻鳖、稻蛙等多种种养结合模式，并取得较好的社会、生态和经济效益。综述了稻田综合种养的发展历程、应用及其种养模式，以及稻田综合种养下水稻生长及其经济、生态和社会效应，并且从田间工程改造、种养结合技术、产品品牌建设等方面论述了稻田综合种养中存在的问题，认为稻田综合种养的发展要强化政府引导、技术支撑和产业开发等，以期充分挖掘稻田综合种养的生产潜力，助力农业提质增效和绿色可持续发展。
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干湿交替灌溉模式在湖南稻区适用性及其甲烷减排潜力评估
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：减排技术适用性评估的缺失，限制了区域水稻生产精准减碳政策的制定和中国双碳战略相关体系的完善。该研究通过对湖南水稻生产现状分析和干湿交替灌溉甲烷（CH4）减排技术区域适用性评估，力求为湖南水稻主产区提供精准的丰产减排水分管理措施。收集2016—2019年湖南水稻生产数据及各地市多年（1960—2017年）气象数据，利用基于稻田水分平衡模型的干湿交替灌溉技术适用性评估方法并结合地理信息系统工具，评估了该方法在湖南稻区的适用性及其加权CH4减排潜力。结果表明：2016—2019年湖南水稻播种面积略有下降，其中早、晚稻播种面积且单季稻播种面积逐年增加；而水稻单产稳步增加，单季稻4a内年均单产为7259kg/hm~2，比双季早、晚稻分别高21.68%、13.19%。在湖南省地市和县区两级层面上，干湿交替灌溉适用性均具有显著的时间和空间差异，市、县两级层面上，相比早稻和中稻，晚稻更适宜实施干湿交替灌溉。针对水稻生育期，早稻季生长后期干湿交替灌溉适宜性较高，单季稻生长中、后期适宜性更好，而晚稻除分蘖期，其余生育期均适合执行干湿交替灌溉技术。干湿交替灌溉技术在湖南稻区有较大的减排潜力（51.16%），考虑适用性情景的干湿交替灌溉（Alternate Wetting and Drying,AWD）加权减排量达49.36万t，占全国稻田CH4排放的5.54%。在确保稻谷供应的基础上，因时因地制宜的实施动态的干湿交替灌溉精准调控技术，是湖南水稻生产低碳转型高质量发展的关键举措。
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洞庭湖区稻田主要种植模式物质生产及光温资源利用效率的比较
《中国生态农业学报(中英文) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：合理的种植模式可实现作物生长需求和自然资源供给的匹配.比较研究洞庭湖区稻田主要种植模式,可明确该区域优势种植模式,为优化湖区资源配置和建立丰产高效种植模式提供理论依据.2016—2018年,选取4种湖区稻田主要种植模式为研究对象,分析不同模式的干物质生产效率和干物质产能、光温资源利用效率以及经济效益.4种模式中,冬闲-中稻一熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能、有效积温和光能分配率最低,分别为18330 kg?hm?2和27.00 MJ?m?2、70.0%和49.2%,表明湖区冬闲-中稻一熟制模式光温资源利用不充分.而油菜-早稻-晚稻三熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能最高,分别为31525 kg?hm?2和48.22 MJ?m?2,但周年平均生育期为364.5 d,2016—2017年周年有效积温和光能分配率分别达到102.5%和102.6%,表明部分年份油菜-早稻-晚稻三熟制光温资源欠缺,难以满足3季作物需求,且三熟制经济效益最低,两周年平均为8738元?hm?2.冬闲-早稻-晚稻两熟制模式生长季集中于4月上旬至10月中下旬,冬季温光资源浪费,且周年经济效益平均为9009元?hm?2,仅为冬闲-中稻模式的75.3%,油菜-中稻模式的62.3%.油菜-中稻两熟制模式全年时间平均利用率88.9%,周年平均有效积温和光能分配率为86.6%和87.7%,光温资源充足且利用率高,周年经济效益最高,为14468元?hm?2,明显高于其他3种模式.油菜-中稻两熟制模式与其他3种模式综合比较,可充分利用全年光温资源,干物质生产效率和产能较高,也是经济效益最高的种植模式,适宜在洞庭湖区发展.
关键词： 稻田 种植模式 干物质生产效率 干物质产能 光温资源利用效率 经济效益
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等养分投入下冬种紫云英比秸秆还田更有效抑制稻田CH4的产生和排放
《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]比较冬种紫云英和水稻秸秆还田对稻田甲烷(CH4)产生、排放的影响,探究冬种紫云英的节肥效应和CH4减排机制.[方法]田间试验在湖南省农业科学院高桥试验基地进行,种植制度为单季超级稻'晶两优华占'.田间试验设置1个不施肥对照(CK)和5个等氮磷钾养分施肥处理:单施化肥(CF)、化肥+水稻秸秆全量还田(S)、化肥+紫云英全量还田(M)、化肥+秸秆和紫云英全量还田(MS)、化肥+秸秆和紫云英全量还田+熟石灰(MSC).在水稻分蘖初期(2021年6月21日),采用密闭式静态暗箱监测稻田CH4排放通量,通过底座侧面的接口采集田面水溶存CH4,同时每个小区按"S"形随机取0-20 cm 土层土壤样品,一份用于测定理化性质,一份用于室内甲烷产生潜力和甲烷氧化潜力培养试验.[结果]1)田间试验中,供试稻田CH4排放通量范围为5.70~26.65 mg/(m2·h),虽然处理间差异未达显著水平,施肥处理的CH4 排放通量均高于CK,S、MS、MSC处理的CH4排放通量又高于CF处理,在施肥处理中以M处理的CH4排放通量最低.与S处理相比,M处理减少了 13.78%的化肥氮量,折合尿素24.46kg/hm2,CH4排放通量降低了 12.50%.供试稻田田面水溶存CH4浓度范围为70.02~163.58 mg/kg,以MSC处理最高,其田面水溶存CH4浓度比其他处理平均提高了30.68%.2)室内培养试验中,M处理的SOM和总碳含量分别比S处理提高了 7.60%和7.55%,DOC含量降低25.99%.M处理的CH4产生潜力和CH4氧化潜力均最低,分别比其他5个处理平均降低61.04%和7.56%,比S处理降低83.16%和5.36%.M处理的乙酸发酵产CH4途径比例比其它5个处理平均降低52.52%,比S处理降低53.49%.[结论]冬种并翻压紫云英可替代部分化肥投入,不仅减少了水稻生育早期土壤中的有效态氮,还减少了土壤中的可溶性有机碳含量,因而比秸秆还田更有效地促进稻田增碳和减少CH4排放.紫云英全量还田处理主要抑制了乙酸型产甲烷过程.
关键词： 稻田 紫云英翻压 秸秆还田 甲烷减排 乙酸发酵途径
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稻田绿肥种植开沟装置的研发和应用
《湖南农业科学 》 2022
摘要：绿肥紫云英是喜湿怕渍型作物,开沟是稻田紫云英栽培的重要环节之一,在保证紫云英出苗率、提高紫云英产量和提高土壤肥力等方面发挥关键作用.传统绿肥种植技术中稻田人工开沟存在劳动强度大、成本高、效率低等问题,而目前市面上常用的开沟机存在沟形不稳、撒土不匀、开沟质量不佳的缺点.针对现有装置的不足,该研究改进了与旋耕机、拖拉机等配套的碎土抛撒开沟机装置,并对其效果进行了测试,结果表明:改进后的装置具有排水沟成型好、土块细碎、撒土均匀、土壤覆盖厚度以及抛土幅宽适宜的优点,有效地解决了稻田绿肥种植开沟降渍的问题;另外,改进后的开沟装置可通过变换传动轴的型号与旋耕机、拖拉机、收割机等进行连接,匹配机型更广,实现了一机多用.
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不同施肥模式下稻田土壤氮组分及微生物多样性研究进展
《中国农学通报 》 2022 CSCD
摘要：有机氮是土壤中氮的主要存在形式，土壤氮矿化、氮素有效性与有机氮组分关系密切，明确土壤有机氮组分对氮矿化的贡献，有利于为采用科学合理的田间管理措施提供理论依据。不同的施肥模式是影响稻田土壤氮组分及微生物多样性较为关键的因素之一。因此，本文从不同施肥方式对稻田土壤氮素形态和矿化作用特征、土壤氨氧化菌和硝化及反硝化菌群功能基因数量变化、土壤氮素转化微生物活性和胞外酶、土壤氮素转化微生物群落结构多样性等方面展开了相应的讨论，提出有机无机肥配施有利于提高稻田土壤有机氮组分的微生物利用性、土壤的氮供给，采用有机无机肥配施是提高稻田土壤肥力的有效管理措施。
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