科研产出
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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不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为从根本上禁止稻草焚烧,促进稻草还田,本研究依托自主研发的稻草粉碎均匀抛撒装置,通过大田试验与野外模拟试验,以目前水稻收获的常规模式稻草不粉碎条带还田（T1）及中度粉碎条带还田（T2）为对照,设置稻草粉碎条带还田模式（T3）及稻草粉碎均匀抛撒还田模式（T4）,研究不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响。结果表明:稻草抛撒均匀度及还田密度随着粉碎程度的增加而显著增加,稻草还田厚度则呈显著减少趋势。T4的稻草平均长度为5.320cm,分别仅为T1、T2的13.6%、36.8%;稻草抛撒均匀度为87.4%,较T1、T2分别增加49.7个和42.0个百分点;稻草还田厚度为2.720cm,仅为T1、T2的22.1%、27.8%;稻草还田密度为17.620kg·m-3,较T1、T2分别增加88.3%、17.3%。在稻草条带还田（T1、T2、T3）模式下,粉碎程度越高,含水率下降越慢,燃烧时间越长,燃烧率越低,燃烧速率越慢,灰分越高,燃烧越不充分。T4通过稻草均匀抛撒虽可加速稻草含水率的下降,但燃烧时间、燃烧率及灰分仅分别为0.3min、6.0%、1.7%,均显著低于其他处理,几乎未燃烧。表明稻草粉碎均匀抛撒还田条件下无法燃烧,有利于从根本上实现秸秆禁烧。
关键词： 稻草焚烧 稻草还田 稻草粉碎 均匀抛撒 燃烧特性 灰分
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适宜双季稻稻草还田的多功能联合作业装置
《湖南农业科学 》 2020
摘要：双季稻稻草还田难是南方双季稻区机械化生产过程中遇到的难题之一.双季稻生产具有季节性紧、稻草还田量大、耕作难的特点,尤其早稻收获、晚稻整地和晚稻插秧3大作业环节紧密衔接,环环相扣.采用传统机械作业时,水稻收获和稻草还田需分开进行,费时费力.针对现有技术的不足,对联合收割机进行改进和加装配套装置,改进的联合作业装置具有一次完成水稻收获、稻草粉碎、稻草全田均匀抛散、腐秆剂或根瘤菌喷洒、绿肥种子撒播或肥料撒施的多种功能,通过早晚稻不同的利用方式,有效解决了双季稻稻草还田难的问题.
关键词： 双季稻 稻草还田 收割机改型 水稻收获 联合作业装置
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秸秆还田下减氮增密对双季稻田土壤氮素库容及氮素利用率的影响
《中国生态农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为推动传统稻作技术向资源节约型与环境友好型方向转型,本研究在稻草还田基础上设置不施氮常密(Tl)、常氮常密(T2)、常氮增密(T3)、减氮常密(T4)、减氮增密(T5)5种双季稻栽培模式,研究稻草还田下减氮增密对双季稻田土壤氮素库容及氮素利用率的影响.结果表明:稻草还田下,减氮增密(基肥减施总氮量的20%,增加密度27.3%)的0~10 cm、10~20 cm的土壤全氮含量及库容量与常氮常密无显著差异,但碱解氮含量分别显著降低15.6%、8.8%,碱解氮总库容量显著降低10.7%.与常氮常密相比,减氮增密可显著降低双季稻田的土壤氮素表观盈亏量,氮素损失量及损失率分别显著降低51.7%及15.5个百分点;早、晚稻的氮素农学利用率分别显著增加33.6%、23.0%,吸收利用率分别显著增加5.9个百分点、6.3个百分点,生理利用率分别显著增加16.3%、3.7%.表明稻草还田下短期内的减氮增密不会显著降低土壤的全氮库容,但会显著降低土壤的碱解氮库容,可显著降低氮素损失,提高氮素利用率.
关键词： 稻草还田 双季稻 减施氮肥 增加密度 氮素库容 氮素利用率
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减氮增密对机插双季稻生物学特性及周年产量的影响
《核农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为推动稻草焚烧、高氮低密等传统稻作技术向资源节约型与环境友好型方向转型,在稻草还田下设置:常氮常密(T1)、常氮增密(T2)、减氮常密(T3)、减氮增密(T4) 4种双季机插栽培模式,研究减氮增密对机插双季稻生物学特性及周年产量的影响.结果表明,稻草还田下,T4通过早、晚稻基肥减施总氮量的20%,增密27. 3%,显著提高了成穗率、有效穗及结实率(P<0. 05),早、晚稻成熟期的群体干物质重较T1仅分别减少3. 3%、1. 3%,早稻产量较T1增加1. 6%,晚稻仅降低0. 5%,周年产量增加0. 4%.稻草还田下,早、晚稻T4的生育期较T1缩短2 d,有利于保障晚稻适龄机插;早、晚稻的个体SPAD及净光合速率(Pn)均随着施氮量的减少或密度的增加而降低,但群体叶面积衰减率、群体表观转运率、SPAD衰减率及Pn衰减率则表现出相反的规律,以T4最低.综上,稻草还田下减氮增密虽然抑制了机插双季稻的个体生长,但提高了抽穗期至成熟期群体光合物质的生产及转运能力,增加了产量库容量而获得高产,为双季稻区机插栽培技术的发展转型提供了一定的理论依据.
关键词： 稻草还田 机插双季稻 减氮增密 生物学特性 周年产量
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不同镉污染消减措施对水稻-土壤镉累积的影响
《生态环境学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：研究稻草还田/离田、清洁水灌溉与沉降截源等途径对水稻-土壤系统镉(Cd)累积的影响,对指导南方稻田土壤Cd污染治理、农业生产及粮食安全具有重要意义.采用田间微区试验,针对稻田Cd污染的主要输入和输出途径,设置稻草离田(T1)、清洁水灌溉+稻草离田(T2)、沉降截源+稻草离田(T3)3个Cd污染消减措施处理,并以稻草还田(CK)为对照,探究不同生育期的土壤和水稻各部位中Cd的分布与累积.结果表明,早稻和晚稻CK处理稻谷生物量分别为4770 kg·hm?2和3912 kg·hm?2,与CK处理相比,3种消减措施处理早稻和晚稻稻谷生物量均有所下降,T1处理分别下降了1.6%和2.8%,T2处理降低了17.8%和6.5%,T3处理降低了10.5%与37.6%;不同生育期水稻籽粒、茎叶和根中Cd含量相对CK处理均有不同程度降低;T1~T3处理糙米Cd累积量较CK处理下降了19.7%~55.2%,茎叶中Cd累积量较CK处理下降了11.8%~37.1%,根系中Cd累积量较于CK处理下降了3.4%~52.0%,处理间均达到显著水平(P<0.05);成熟期不同处理间土壤pH值在4.44~5.21之间,不同消减措施处理土壤有效态Cd含量较CK处理早稻分别降低6.4%、5.4%和6.6%,晚稻分别下降6.4%、12.3%与8.3%,均无显著性差异(P<0.05).由此说明3种Cd污染消减措施通过控制水稻-土壤系统Cd源输入和稻草Cd返还途径,使得水稻植株各部位Cd累积量、稻田土壤有效态Cd含量均呈现降低趋势,有利于南方稻田Cd污染防控和水稻安全生产.
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早稻稻草还田方式对晚稻产量及钾素吸收利用的短期效应
《农业现代化研究 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了探明早稻稻草的高效还田方式,采用大田试验,研究了不同早稻稻草还田方式对晚稻产量、钾素农学效应、植株吸钾量和钾素利用率的影响,为南方稻田晚稻生产中如何利用早稻稻草提供指导。结果表明:稻草焚烧(SI)或稻草覆盖(SM)还田提高了钾素农学效应、产值、增产值和产投比,稻草覆盖(SM)还田还提高了吸钾总量和钾素利用率。通过计算农田钾素表观平衡,发现除稻草留高桩(HN)处理外的所有处理都出现了钾素亏缺,稻草全部焚烧(SI)、稻草留高桩部分焚烧(HI)和稻草覆盖(SM)处理钾素亏缺量小于稻草不还田(AK)处理。综合考虑产量、经济效益和钾素利用率等因素,南方双季稻区早稻稻草覆盖还田是最优的还田方式,对减少晚稻化学钾肥投入具有重要作用。
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不同稻草还田模式下双季稻土壤有机碳及碳库管理指数研究
《生态环境学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：研究双季稻不同稻草还田模式下土壤总有机碳、活性有机碳及碳库管理指数的变化,对稻田合理利用稻草资源和稻田土壤固碳具有重要意义。本文通过3年田间定位试验,研究了双季稻无草+翻耕+冬季免耕休闲(CK)、双季稻草焚烧还田+翻耕+冬季免耕休闲(BST)、双季稻稻草覆盖免耕+冬季高桩免耕(SNTH)、双季稻稻草覆盖免耕+冬季深埋(SNTB)和双季稻稻草还田+翻耕+冬季稻草翻埋(STB)5种周年稻草还田模式对不同层次土壤有机碳、活性碳以及碳库管理指数的影响,旨在探明双季稻田稻草高效碳管理模式,结果表明:无论是翻耕还是免耕,稻草还田均能显著提高耕层0~15 cm土壤有机碳和活性有机碳含量;稻草覆盖免耕显著增加0~5 cm土壤有机碳、活性有机碳以及土壤碳库管理指数,而双季稻稻草覆盖免耕结合冬季翻埋稻草则有利于土壤有机碳在5~15 cm积累,弥补因稻草覆盖免耕有机碳在整个耕层累积的不足。因此,认为稻田免耕覆盖稻草+冬季翻埋稻草是适合双季稻田的周年稻草还田增碳的技术模式。
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不同稻草还田模式下双季稻田周年CH_4排放特征及温室效应
《农业环境科学学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：采用静态箱-气相色谱法对南方双季稻田稻季无草翻耕冬季休闲(CK)、周年稻草焚烧还田翻耕(BST)、稻季稻草覆盖免耕冬季高桩(SNTH)、稻季稻草覆盖免耕冬季翻埋(SNTB)和稻季稻草翻耕还田冬季稻草翻埋(STB)5种稻草还田模式下双季稻田周年CH4排放进行观测,分析双季稻田周年CH4排放特征及其温室效应,旨在探索双季稻田CH4减排最佳的稻草还田方式及土壤耕作调控技术模式。结果表明:早、晚稻季CH4排放总量分别占全年CH4排放总量的43.9%和52.1%,冬闲季CH4排放比例很小,仅为4.0%;稻草还田显著增加了周年CH4排放总量(P<0.05),增加幅度为25.9%~92.8%(P<0.05),与STB处理相比,SNTH处理和SNTB处理均能显著降低CH4排放(P<0.05);不同稻草还田处理周年CH4温室效应大小顺序为:STB>BST>SNTB>SNTH>CK。可以看出,双季稻田稻季稻草覆盖免耕还田、冬季翻埋稻草还田或留桩还田能显著减缓因稻草直接还田CH4排放引起的温室效应,在南方双季稻区是一项可行的CH4周年减排的稻草还田调控技术模式。
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