科研产出
紫云英与水稻秸秆联合还田下双季稻田土壤氮磷平衡状况及化肥减施策略
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】稻草还田和冬种绿肥是维持稻田地力和化肥替代的重要方式。通过分析"紫云英–早稻–晚稻"模式各作物季和轮作周年农田土壤养分的平衡,为科学减施化肥提供依据。【方法】微区定位试验在湖南酸性红黄泥和碱性紫潮泥稻田进行了2年。两土壤试验处理一致,包括稻田冬闲（FRR）、冬种紫云英（MvRR）及紫云英与水稻秸秆联合还田（MvRR+St） 3个处理。调查分析了土壤氮磷养分含量,紫云英和双季稻的生物量、氮磷含量及积累量,计算了稻田土壤的表观氮、磷平衡。【结果】两种典型稻田土壤上,紫云英生物量和氮、磷养分含量及积累量均表现为MvRR+St大于MvRR （P> 0.05）。与MvRR相比,MvRR+St未显著影响早、晚稻产量及水稻植株氮、磷积累量,但显著提高了稻田土壤速效磷含量,红黄泥和紫潮泥土壤速效磷含量较MvRR处理分别提高了29.7%和20.9%（P <0.05）。在本研究氮、磷投入水平下,MvRR+St处理轮作周年和早稻季土壤氮、磷均盈余,晚稻季土壤氮亏缺、磷略有盈余且轮作周年和早稻季的紫潮泥盈余量均大于红黄泥。轮作周年氮、磷总盈余量在红黄泥田分别为43.32、31.57 kg/hm2,在紫潮泥田分别为70.28、33.96 kg/hm2;早稻季在红黄泥分别为88.06、21.26 kg/hm2,在紫潮泥分别为134.04、27.95 kg/hm2;晚稻季红黄泥和紫潮泥土壤氮亏缺量分别为29.70、30.02 kg/hm2。【结论】在本研究氮、磷投入水平下,紫云英与水稻秸秆联合还田在两种典型水稻土上均没有进一步提升水稻产量,但轮作周年土壤总氮、磷量为盈余,土壤磷素处于积累状态。土壤氮、磷盈余主要发生在早稻季,而晚稻季土壤氮亏缺、磷基本平衡。因此,紫云英与双季稻秸秆联合还田条件下,应减少早稻季化肥氮、磷投入量,适当提高晚稻氮肥投入量,最终实现双季稻周年氮磷总投入量的适当降低。
关键词： 紫云英 水稻秸秆 联合还田 红黄泥 紫潮泥 氮磷平衡
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氮钾减施下紫云英翻压量对双季稻产量及氮素利用的影响
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：采用11年（2008—2018年）绿肥定位试验,研究氮钾减施20%下紫云英不同翻压量（15 000、22 500、30 000、37 500 kg/hm2）对双季稻产量、氮素利用率及土壤氮素的影响。结果表明:与不施肥相比,施肥处理的早、晚稻产量显著增加,产量可持续指数提高,且减施氮钾20%翻压紫云英处理和单施化肥处理间的11年平均产量和产量可持续指数差异均无统计学意义;通过分析2018年的数据,与当地的常规施肥处理相比,减施氮钾20%翻压紫云英30 000 kg/hm2能显著提高早稻生物量、氮素积累量、化肥氮素吸收利用效率（回收利用效率、农学利用效率、偏生产力）和晚稻稻草生物量、稻谷氮素积累量、总投入氮素吸收利用效率（回收利用效率、农学利用效率、生理利用率、偏生产力）;适量氮钾减施翻压紫云英可提高土壤全氮和碱解氮质量分数,有效提升土壤肥力。在本研究中,氮钾减施20%时翻压紫云英30 000 kg/hm2较适宜。
关键词： 双季稻 紫云英 氮钾减施 产量 氮素利用效应 土壤氮素
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早熟辣椒水旱轮作有机栽培技术
《蔬菜 》 2021
摘要：为了探索、完善长江中下游地区有机辣椒的栽培技术,克服前人在有机辣椒栽培过程中缺乏轮作机制或轮作周期过短、轮作品种单一的缺陷,经多年研究探索出早熟辣椒、水稻、荸荠轮作有机栽培方法,通过合理的选择轮作作物、采用科学的轮作顺序、选用紫云英进行轮作套种以培肥与改良土壤、选择适合有机栽培的各作物品种以及各种配套的栽培技术措施等,解决了辣椒忌连作而有机栽培又必须在有机种植基地上进行这一难以调和的技术难题,在每个轮作周期内、在同一栽培基地中成功进行有机早熟辣椒、水稻和荸荠的生产,确保了经多周期轮作后早熟辣椒、水稻和荸荠有机栽培的高产、稳产。
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紫云英与双季稻秸秆协同利用影响稻田土壤钾循环与平衡
《草业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：稻草还田和冬种绿肥是维持稻田地力和化肥替代的重要方式之一.本研究以在湖南酸性红黄泥和碱性紫潮泥两种典型稻田土壤上进行了2年的紫云英-双季稻定位试验为对象,分析紫云英和双季稻秸秆协同利用对稻田土壤K循环的影响.两土壤试验处理一致,包括稻田冬闲(FRR)、冬种紫云英(MvRR)及冬种紫云英与水稻秸秆协同利用(MvRR+St)3个处理.结果表明:与冬闲和冬种紫云英相比,紫云英与水稻秸秆协同利用未影响红黄泥土壤各形态钾的含量,但显著提高紫潮泥土壤速效钾和非交换性钾的含量,其中紫潮泥土壤水溶性钾、非特殊吸附钾及特殊吸附钾的含量较冬种紫云英处理分别提高了134.0%、93.0%、73.4%;两种典型稻田土壤上紫云英与水稻秸秆协同利用显著提高下茬作物紫云英的全K含量及吸K量,且紫云英的吸K量为紫潮泥>红黄泥;两种典型稻田土壤上冬种紫云英与水稻秸秆协同利用均未影响早、晚稻产量及籽粒K积累;在稻田各种植季和周年目前的K投入水平下,两种典型稻田土壤上冬种紫云英与水稻秸秆协同利用处理均存在K盈余(红黄泥K盈余量为401.15 kg·hm-2、紫潮泥K盈余量为403.42 kg·hm-2),说明冬种紫云英与水稻秸秆协同利用能减少双季稻生产中的化学钾肥投入量.综上所述,紫云英和双季稻秸秆协同利用有益于稻田土壤的K循环与平衡.
关键词： 紫云英 水稻秸秆 协同利用 红黄泥 紫潮泥 K循环
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化肥减施下紫云英不同翻压量对水稳性团聚体及双季稻产量的影响
《华北农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了探究不同紫云英翻压量对土壤水稳性团聚体及其有机碳、全氮含量与分布、水稻产量的影响。在减量氮、钾肥20%条件下,设置CK（不施化肥、紫云英）、F100（常规施肥）和翻压紫云英15 000（GM1）,22 500（GM2）,30 000（GM3）,37 500 kg/hm2（GM4） 6个处理。结果表明:与CK和F100处理相比,减量施用氮、钾化肥20%并翻压不同量紫云英均能增加土壤水稳性大团聚体中1.000～2.000 mm,0.500～1.000 mm粒级的占比。减量施用氮、钾化肥20%条件下翻压不同量紫云英对团聚体平均重量直径（MWD）和平均几何直径（GMD）无显著影响。减量施用氮、钾化肥20%,翻压不同量紫云英均显著（P<0.05）提高了水稳性团聚体1.000～2.000 mm,0.500～1.000 mm粒级中水稳性团聚体有机碳和全氮含量的占比,同时也提高了1.000～2.000 mm粒级养分贡献率。4个减量施肥翻压紫云英处理中以减量施用氮、钾化肥20%翻压紫云英30 000 kg/hm2处理的早、晚稻和全年水稻产量最高,较CK分别增加了99.4%,51.5%,68.2%,较F100处理分别增加了5.4%,2.9%,3.9%。综合考虑对土壤1.000～2.000 mm,0.500～1.000 mm粒级水稳性团聚体分布、团聚体中有机碳和全氮分布和双季稻产量的影响,在本试验中减量施用氮、钾化肥20%翻压紫云英30 000 kg/hm2较适宜。
关键词： 紫云英 减施氮、钾化肥 水稳性团聚体 有机碳 全氮 水稻产量
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紫云英季土壤固氮微生物对外源碳氮投入的响应
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析不同外源有机物料(稻草、葡萄糖)及氮素投入对紫云英季土壤固氮微生物的调控作用,为我国南方紫云英-水稻轮作体系中秸秆还田及化肥减施增效提供支持。【方法】采用盆栽试验,共设7个处理,即CK(对照,不添加有机物料和氮)、稻草等量添加并配施不同量氮素(分别表示为Rs、RsN1和RsN2,对应C/N比分别为66、25和13);等秸秆碳量添加葡萄糖并配施不同量氮素(即Glc、GlcN1、GlcN2)、调整C/N比与秸秆添加相应处理保持一致。采集紫云英快速生长期土壤样品,利用Illumina Miseq PE300高通量测序和绝对定量PCR技术分析固氮功能基因nifH及固氮微生物群落特征。【结果】单独添加外源秸秆或葡萄糖处理的土壤C/N与对照无明显差异,但增施氮肥后C/N比呈下降趋势,GlcN2处理土壤C/N显著低于对照;对于土壤速效养分,Rs和RsN1处理土壤NO3--N含量与CK类似,但RsN2处理明显增加了60%;而添加葡萄糖处理土壤NO3--N含量整体较高(增幅为35%—79%);稻草单独添加或与氮素配施对土壤速效磷含量无明显影响,添加葡萄糖处理则显著降低其含量,降幅为16%—24%,但不同氮水平之间无明显差异。不同处理土壤nifH基因拷贝数为80.4×106—140.5×106 g-1土,稻草和葡萄糖添加处理nifH基因拷贝数较CK呈增加趋势,而增施氮素后有所下降。外源碳、氮添加导致固氮微生物α-多样性较CK整体降低,但α-多样性对氮素的响应因碳源种类而异,即稻草添加后增加氮素供应(RsN1和RsN2)处理土壤固氮微生物物种数目和Chao 1指数较Rs显著降低,降低幅度分别为6%—11%和13%—15%,而添加葡萄糖后增施氮肥则对α-多样性有一定促进作用。PCoA结果显示土壤固氮微生物群落结构主要因碳源种类差异而聚集为不同组别,受氮水平供应的影响相对较小。属水平上不同物种对外源碳、氮添加的响应存在明显差异:慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)相对丰度最高,而外源碳、氮添加后较CK明显降低,且稻草添加处理的降低幅度(12.3%—19.7%)小于葡萄糖添加处理(31.6%—40.5%);第二优势菌属(地杆菌,Geobacter)对碳源添加的响应趋势与Bradyrhizobium相反,与CK相比,葡萄糖添加处理Geobacter相对丰度的增加幅度(170%—270%)明显大于秸秆添加处理(25.0%—54.6%)。同时,多元回归树、RDA及相关性分析表明土壤固氮微生物丰度、多样性和群落结构组成主要受土壤NO3--N和速效磷的影响较大。【结论】氮素供应对固氮微生物多样性和群落结构的调控作用受碳源种类(或秸秆和葡萄糖中碳源有效性差异)影响;同时,不同碳源添加后造成土壤速效磷含量的差异也可能是影响紫云英季土壤固氮微生物群落组成的重要环境因子。
关键词： 固氮微生物 水稻秸秆 葡萄糖 氮 紫云英 nifH
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减施化肥下紫云英翻压量对土壤团聚体及铁锰氧化物的影响
《中国土壤与肥料 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以湖南省南县长期紫云英-双季稻轮作的土壤为对象,在化肥减量20%和40%,紫云英翻压量15、?22.5、30、37.5?t·hm-2?4个水平下,研究减量化肥与翻压不同量紫云英的土壤团聚体中铁锰氧化物的变化及与团聚体水稳性的关系.结果表明:(1)与对照[紫云英翻压(MV)和施用100%化肥(F)处理]相比,减施20%和40%化肥配施紫云英增加了>0.25?mm团聚体的含量,降低了<0.25?mm团聚体的含量;减施化肥下紫云英翻压量在15和22.5?t·hm-2时团聚体稳定性提高8.91%~45.45%.(2)与对照相比,减施化肥20%紫云英翻压量为15~30?t·hm-2时,土壤团聚体的游离铁锰含量随着翻压量的增加呈现下降的趋势,但非晶质、络合铁锰含量分别显著提高7.70%~72.31%和10.75%~58.53%.(3)相关性与通径分析显示,化肥减施与紫云英翻压下土壤团聚体稳定性主要取决于铁氧化物的含量;而在铁氧化物中,非晶质与络合态铁对团聚体稳定性的提高起直接作用.
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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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