科研产出
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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长期不同耕作方式与秸秆还田对稻田镉生物有效性的影响
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以湖南省典型双季稻区的土壤-水稻系统为研究对象,通过长期田间连续定位试验,研究不同耕作方式和秸秆还田对土壤-水稻系统镉生物有效性的影响。试验采用随机区组设计,共设4个处理:翻耕+秸秆不还田（CT）;翻耕+秸秆还田（CTS）;旋耕+秸秆还田（RTS）;免耕+秸秆还田（NTS）。结果表明:NTS处理增加了土壤阳离子交换量,降低了粉粒的比例。NTS处理土壤总镉和离子交换态镉含量分别为（0.48±0.01）mg·kg-1和（0.39±0.01）mg·kg-1,与CTS和RTS处理均无显著差异,但显著高于CT处理。NTS处理早稻和晚稻糙米总镉含量分别高达（0.30±0.04）mg·kg-1和（0.60±0.07）mg·kg-1,超过0.20 mg·kg-1的国家食品安全标准（GB 2762—2017）,且显著高于其他处理。水稻糙米中总镉含量和土壤总镉、碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉含量显著正相关。研究表明,耕作强度越弱土壤中镉的生物有效性越高,秸秆还田相对于不还田处理增加了镉的生物有效性。耕作方式和秸秆还田通过影响土壤镉生物有效性进而影响水稻镉含量,免耕秸秆还田增加了土壤和水稻糙米中的镉,带来了镉超标的安全问题。
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化学肥料减施技术研究进展
《现代农业科技 》 2020
摘要：化学肥料在我国农业发展过程中起着不可替代的作用,但也带来了环境的污染及一系列农产品质量安全问题.本文综述了国内外化学肥料减施技术的研究现状,对我国实施化肥"零增长"行动提出了展望.
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双季稻区不同土壤耕作模式对水稻干物质积累及产量的影响
《华北农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为探明双季稻区不同土壤耕作模式下双季水稻干物质积累及产量的变化,以紫云英-双季稻大田定位试验为平台(设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种土壤耕作处理),于2016-2017年取样,应用常规试验方法系统分析了不同处理条件下早稻和晚稻干物质积累及产量的变化.结果表明,早稻和晚稻各个主要生育期,各处理水稻LAI大小顺序均表现为CT>RT>NT>RTO.早稻和晚稻各个主要生育期,水稻植株的群体根系和地上部总干质量及茎、叶、穗群体干质量均表现为CT>RT>NT>RTO.早稻和晚稻齐穗期和成熟期,根系干质量占总干质量的比例均表现为CT>RT>NT>RTO;齐穗期和成熟期,茎的比例均以RTO处理最高;苗期和分蘖期,叶比例均以NT和RTO处理最大,CT处理最小;早稻和晚稻的成熟期,穗的比例分别以RT和NT处理最大.不同处理早稻和晚稻产量大小顺序均表现为CT>RT>NT>RTO,2个不同年份CT、RT和NT处理早稻产量分别比RTO处理增加733.3,534.1,300.5 kg/hm~2和731.1,556.9,276.2 kg/hm~2;晚稻产量分别比RTO处理增加582.5,399.8,282.9 kg/hm~2和717.6,558.9,345.1 kg/hm~2.总的来说,土壤翻耕和旋耕结合秸秆还田的综合措施水稻干物质总量大而且分配合理,有利于改善产量构成因素,增加水稻产量.
关键词： 水稻 双季稻区 土壤耕作模式 秸秆还田 干物质 产量
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秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥偏生产力的影响
《湖南农业科学 》 2019
摘要：2017—2018年在湖南省双季稻主产区宁乡市开展了秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥偏生产力的影响研究。结果表明:早、晚稻冬种紫云英+秸秆还田处理的水稻植株茎、叶、穗和地上部分干物质积累量、有效穗、产量及氮肥偏生产力均显著高于秸秆还田处理;其中,早、晚稻有效穗数分别增加2.58%、3.18%(2017)和5.22%、6.32%(2018),产量分别提高11.85%、10.07%(2017)和12.42%、10.92%(2018),周年氮肥偏生产力分别提高10.90%(2017)和11.66%(2018)。综上所述,秸秆还田下冬种紫云英有利于提高机插双季稻的干物质积累,水稻产量和氮肥偏生产力。
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添加不同外源氮对长期秸秆还田土壤中氮素转化的影响
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】秸秆还田能够改变土壤中各活性氮库的含量与比例,进而影响土壤氮素供应能力。本文研究了长期秸秆还田条件下添加不同外源氮对土壤中不同形态氮素的影响,旨在明确长期秸秆还田土壤活性氮库的含量差异。【方法】长期定位施肥试验点位于湖南省望城县(112°80′N、28°37′E,海拔高度100 m)。试验开始于1981年,供试土壤为第四纪红色黏土发育的水稻土,轮作制度为稻—稻—冬闲。2014年晚稻收获后,采集单施化肥和长期秸秆还田配施化肥两个处理的耕层土壤样品,开展室内培养试验。每个土壤样品设置灭菌和不灭菌两组主处理,在主处理下设:对照(CK)、添加尿素(N 150 kg/hm2,U)、添加秸秆(N 150 kg/hm2,S)和添加尿素和秸秆(N 300 kg/hm2,U+S)四个副处理,4次重复。在25℃下恒温培养5、10、20、30、50、90、130天时,分析土壤铵态氮、硝态氮、微生物氮和可溶性有机氮含量。【结果】1) U、S和U+S处理均显著提高土壤铵态氮和硝态氮含量,高低顺序为U> U+S> S> CK。非灭菌条件下,U处理的土壤铵态氮含量较其他处理高出90.8%～288%。2)灭菌后土壤铵态氮长期维持在较高水平,其向硝态氮转化过程受阻。在培养90天内,土壤硝态氮、微生物氮和可溶性有机氮含量均处于较低水平。3)而不灭菌条件下,各处理土壤硝态氮均在培养50天后迅速增加,至培养结束土壤硝态氮达最大值(117.43～243.17 mg/kg)。4)土壤微生物氮和可溶性有机氮分别于培养20天(106.72～244.01 mg/kg)和30天(95.76～140.63 mg/kg)时达到最大值。5)至培养结束,灭菌条件下长期NPKS土壤中U+S处理可溶性有机氮显著高于其他处理,较U和S处理分别提高51.55%和29.96%。【结论】添加不同外源氮有利于提高长期秸秆还田土壤中活性有机氮的含量,尤其是添加秸秆和尿素处理,能够显著提高土壤氮素的供应能力。
关键词： 秸秆还田 土壤氮素转化 无机氮 微生物氮 可溶性有机氮
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秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥 偏生产力的影响
《湖南农业科学 》 2019
摘要：2017—2018年在湖南省双季稻主产区宁乡市开展了秸秆还田下冬种紫云英对机插双季稻产量及氮肥偏生产力的影响研究.结果表明:早、晚稻冬种紫云英+秸秆还田处理的水稻植株茎、叶、穗和地上部分干物质积累量、有效穗、产量及氮肥偏生产力均显著高于秸秆还田处理;其中,早、晚稻有效穗数分别增加2.58%、3.18%(2017)和5.22%、6.32%(2018),产量分别提高11.85%、10.07%(2017)和12.42%、10.92%(2018),周年氮肥偏生产力分别提高10.90%(2017)和11.66%(2018).综上所述,秸秆还田下冬种紫云英有利于提高机插双季稻的干物质积累,水稻产量和氮肥偏生产力.
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秸秆还田对双季稻产量及氮磷径流损失的影响
《环境科学研究 》 2016 EI 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：为探索减少稻田氮磷流失的有效耕作措施,以南方典型黄壤双季稻田为研究对象,采用田间长期定位观测试验,研究了连续7 a(2008—2014年)秸秆还田(RFS)替代38.7%的N、40.8%的P2O5和42.7%的K2O晚稻化肥投入与常规化肥(RF)处理对双季稻产量、地表径流中ρ(TN)、ρ(NH4+-N)、ρ(NO3--N)、ρ(TP)、ρ(DP)(DP为溶解态总磷)的影响.结果表明:与常规化肥处理相比,秸秆还田处理不仅可从源头上减少晚稻化肥投入,还可降低稻田径流液中氮、磷养分含量,分别使TN和TP流失量减少12.6%、9.7%;氮流失主要以DIN(可溶性无机氮)为主,DIN/TN(DIN输出量在TN输出量中所占比例)为66.2%~70.8%;磷流失主要以DP(可溶性磷酸盐)为主,DP/TP(DP输出量在TP输出量中所占比例)为60.1%~65.9%;秸秆还田处理下早稻较常规化肥处理有增产趋势,增幅为4.5%~10.1%,晚稻有减产风险,但减产差异不显著,平均减幅为6.3%.因此,秸秆长期还田是一种秸秆资源有效利用和节肥增效减失的耕作方式.
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长期不同耕作与秸秆还田对土壤养分库容及重金属Cd的影响
《应用生态学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：于2005—2013年在湖南宁乡双季稻田开展免耕秸秆还田(NTS)、翻耕秸秆还田(CTS)、翻耕秸秆不还田(CT)、旋耕秸秆还田(RTS)4种不同耕作方式与秸秆还田试验,分析不同耕作方式与秸秆还田对土壤养分含量、养分库容量及重金属Cd的影响,为稻田合理耕作与重金属Cd污染修复提供理论依据.结果表明:耕作措施与秸秆还田主要影响0~10 cm耕层土壤性状;长期翻耕和旋耕提高了土壤养分含量,增强了土壤通气性,但耕层变浅,养分库容降低,土壤Cd含量显著偏高,水稻植株地上部分富集Cd能力相对较低;长期免耕增加了表层土壤容重,土壤养分含量较低,但养分库容相对较高,水稻植株地上部分富集Cd能力较强;秸秆还田显著增加了土壤养分含量和阳离子交换量,增加了耕层深度和土壤养分库容量,增强了土壤的保肥能力,但同时也将秸秆中富集的Cd重新归还到稻田土壤中,不利于土壤Cd的转移修复.因此,长期单一耕作方式和长期秸秆还田均存在一定弊端,需改进耕作和秸秆还田方式,如实行翻耕、旋耕与免耕相结合的土壤轮耕或深松耕,以及减少秸秆还田量或实行秸秆轮还,在改善土壤肥力的同时,实现土壤污染的有效修复.
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秸秆还田对土壤质量与作物生长的影响研究进展
《土壤通报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：在提倡低碳、高效和生态农业的需求下,秸秆还田作为一项有效的生态农业措施得以大力推广。本文在介绍了秸秆还田的基本方式后,结合近年来国内外秸秆还田的研究成果,综合阐述了秸秆还田对土壤理化性质、土壤肥力质量、土壤微生物与酶活性、土壤碳平衡、土壤温室气体排放、土壤与作物重金属含量、作物产量及其构成等影响,进一步揭示了秸秆还田在农业生态系统中及其重要的现实意义,可为当前我国新的农业生产模式下,秸秆还田技术的进一步深入发展提供参考依据。
关键词： 秸秆还田 土壤理化性质 微生物与酶活力 土壤碳平衡 农田温室气体 产量构成
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