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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竹炭有机肥对水旱作物生长发育及镉积累的影响
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为筛选适合镉污染农田水旱作物的有机肥,选择湖南典型镉污染农田土壤,通过室内培养试验研究竹炭有机肥对水稻、小白菜两类作物生长发育和镉积累的影响.结果表明:适量增施竹炭有机肥显著增加水稻、小白菜生物量,施用量为 0.66 g/kg时,水稻生物量相比CK增加97%,同时水稻根系、茎叶中镉含量分别下降38.8%和18.8%,小白菜株高相比CK有所增加,小白菜镉含量下降 34%.竹炭有机肥施用量平均每增加 0.5 g/kg,土壤pH增加 0.1 个单位,同时土壤有效镉含量随有机肥施用量增加呈降低趋势,1.33 g/kg处理下土壤有效镉含量降幅为 9.2%.竹炭有机肥和氧化钙复配处理有效降低水稻镉积累量,在旱地农田的施用方式有待改良.研究表明适量增施竹炭有机肥能提高作物产量,降低镉在土壤—水旱作物系统中的迁移效率,能有效降低作物镉的积累量.
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不同县域水稻产量变化的关键土壤肥力因素分析
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤肥力是影响水稻产量的重要因素，研究土壤理化性质和水稻产量的关系有助于优化不同区域水稻生产和科学培肥。该研究基于县域研究尺度，选取了中国东北的方正县、长江中游的宁乡市和长江中下游的进贤县，分析水稻绝对产量、相对产量和可持续产量指数，并探讨不同区域影响水稻产量的关键肥力因素。结果表明：由于稻作模式不同，宁乡市的两季水稻产量（9 414.89 kg/hm2）显著（P<0.05）高于方正县的一季稻产量（8 224.31 kg/hm2）和进贤县的晚稻季产量（5 691.38 kg/hm2），但方正县的水稻相对产量均值（89.88%）显著（P<0.05）高于宁乡市（73.84%）和进贤县（65.67%），且方正县的可持续产量指数也相对较高（0.86），显示出该县域在产量和稳定性方面的优势；依据相对产量划分的低、中、高产水平的分析表明，高产水平下方正县、宁乡市、进贤县的土壤肥力指标和综合肥力指数较高。不同县域影响相对产量的主要肥力因子不同，方正县、宁乡市、进贤县水稻可持续产量指数变化的关键肥力因素分别是土壤有效磷（贡献度为8.68%）、碱解氮（贡献度为12.92%）、有机质（贡献度为15.37%）。在后续的水稻生产中，建议方正县重点关注土壤有效磷的管理，宁乡市和进贤县则应注重提升土壤碱解氮和有机质含量。
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淹水培养下紫云英对紫潮泥锌有效性及形态转化的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：采用90 d的紫云英室内培养试验，探究了石灰性水稻土紫潮泥锌（Zn）有效性及形态转化对不同紫云英添加量的响应。结果表明：添加紫云英促进了紫潮泥中难以被植物吸收利用的矿物残渣态锌（Min-Zn）和氧化锰结合态锌（OxMn-Zn）、潜在有效的碳酸盐结合态锌（Carb-Zn）向易被植物吸收利用的松结有机态锌（Wbo-Zn）和交换态锌（Ex-Zn）转化，从而提高紫潮泥Zn的生物有效性。在整个研究期间，紫潮泥Zn平均转化比率T1处理（添加1.50 t/hm2紫云英）最低（-116.40%）,T2处理（添加2.25 t/hm2紫云英）最高（-19.57%）。到试验结束，添加紫云英处理均提高了紫潮泥Zn转移因子，T2处理最高（1.56%）；降低了Zn分配指数，T2处理最低（96.9%）；表明紫潮泥土壤Zn向有效态组分发生了转化。不同紫云英添加量处理中，紫潮泥Zn有效性和形态转化之间存在差异，2.25 t/hm2紫云英添加量最有利于紫潮泥Zn有效性的提高。研究结果将为以种植紫云英绿肥为手段提高紫潮泥Zn的有效性提供科学依据。
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绿肥、秸秆和石灰联用对红壤性水稻土酸度特征和水稻产量的影响
《土壤学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：长期耕作和施肥加快了红壤性水稻土壤酸化，为研究绿肥、秸秆还田和石灰联用对水稻土壤酸度特征及水稻产量的影响，基于2016年开始的长期定位微区试验，探究不施肥（CK）、化肥（F）、化肥+紫云英+稻草还田（GRF）、化肥+紫云英+稻草还田+石灰（GRFL）处理对水稻产量、红壤性水稻土壤不同形态酸、土壤盐基离子及土壤酸碱缓冲容量的影响，解析土壤酸碱缓冲容量、交换性酸、有机质及交换性盐基离子之间的相关性。连续7年的微区试验结果表明，与F处理相比，GRF处理的早、晚稻产量分别提高了19.9%和5.1%,7年平均增产率分别为12.8%和5.9%;GRFL处理的早、晚稻产量分别提高了23.4%和14.2%,7年平均增产率分别为11.1%和8.9%。CK、F和GRF处理早、晚稻土壤pH均呈逐年下降的变化趋势，而GRFL处理早、晚稻土壤pH呈先上升后下降的变化趋势，下降幅度最小，且一直处于较高水平。同时，与F处理相比，GRF与GRFL处理显著提高了早、晚稻土壤交换性K+、交换性盐基离子总量和酸碱缓冲容量，GRF与GRFL处理间无显著差异，但GRFL处理各指标均有提高的趋势。相关分析表明，pH与交换性酸、交换性H+呈极显著负相关（P<0.01），与酸碱缓冲容量、交换性Na+、交换性Mg2+、交换性盐基离子总量呈极显著正相关（P<0.01）；土壤酸碱缓冲容量主要与交换性酸、交换性H+、交换性Na+和交换性Mg2+有关，水稻产量与土壤酸度性质和养分作用有关，就本研究而言，土壤酸度性质的影响最大。研究结果表明，翻压绿肥、秸秆还田可有效缓解稻田土壤的酸化并提高水稻产量，增施石灰可增强其效果，交换性酸、交换性H+、酸碱缓冲容量、交换性Na+、交换性Mg2+、交换性盐基离子总量是影响土壤pH的主要因素。
关键词： 绿肥 石灰 秸秆 水稻 长期定位微区试验 土壤酸度特征
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连续施用镉砷同步钝化剂的稻米镉砷含量降低效果分析(英文)
《农业科学与技术(英文版) 》 2023
摘要：选择湖南典型镉砷复合污染稻田，通过2018—2020年连续3 a的大田定位试验对10个镉砷同步钝化产品进行效果验证，为镉砷同步钝化产品连续施用的持续效果及镉砷复合污染稻田产品的选择提供参考。结果表明：10个钝化剂产品均具有同步降低稻米镉砷含量的效果，但不同钝化剂的稻米降镉、降砷效果不同，稻米降镉效果最好的是T9处理，3 a平均稻米降镉率为52.42%；其次是T4和T3,3a平均稻米降镉率分别为42.62%和40.96%；稻米降砷效果最好的为T7和T4处理，3 a平均稻米降砷率分别为34.15%和33.32%；整体上，钝化剂降低稻米镉含量的效果高于降砷的效果，且钝化剂的连续施用对稻米降镉和降砷皆具有一定的累加效应；另外，连续施用3 a钝化剂在一定程度上提升了土壤的p H值，且2018—2020年稻米镉含量皆与土壤p H值呈显著负相关，表明施用钝化剂提升了土壤p H值，并抑制了水稻对镉的吸收积累。综合考虑认为，T4、T8、T7和T10处理的钝化剂产品适用于镉砷复合污染土壤的修复治理，T9等其他处理的钝化剂产品适用于单镉污染耕地的修复治理。
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稻田养鱼模式综述
《生态学杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：稻田养鱼作为我国稻作生产的重要组成部分,开启了水稻种植与水产动物养殖相结合的典范,有着悠久的发展史和明显的经济、生态与社会效益,现已广泛应用于不同稻作生态区域中.本文综述了稻田养鱼的发展历史、分布区域、主要模式,以及稻田养鱼模式下经济效益、水稻产量、生长特性、土壤生态环境、水体生态环境、生物多样性和温室气体排放等相关基础研究,同时稻田养鱼也存在研究不够深入、种养技术不规范、重视养殖、水稻适应性品种少、养殖密度大等问题.从稻田养鱼的技术培训、种稻为主、适应性水稻品种筛选、控制水体污染等方面提出了发展见解,以期充分挖掘稻田养鱼模式的生产潜力,为农业提质增效和绿色可持续发展提供理论支撑.
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化肥减氮配施对洞庭湖区双季稻产量和田面水氮磷流失风险的影响
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究化学氮肥减量配施稳定水稻产量,提高氮肥利用率,减少氮磷流失风险,为洞庭湖双季稻区化肥减量施用提供科学依据.[方法]采用大田小区试验,设置不施氮肥(CK)、常规施肥(CF)、减氮20%配施硼硅肥(0.8CF+B/Si)、有机肥替代20%化学氮肥(0.8CF+0.2OM)、有机肥替代20%化学氮肥配施氮肥增效剂(0.8CF+0.2OM+N-serve)、有机肥替代20%化学氮肥配施硼硅肥和氮肥增效剂(0.8CF+0.2OM+B/Si+N-serve)共6个处理,研究化肥减氮配施对双季稻产量、氮肥利用率和田面水氮磷流失风险的影响.[结果]有机肥替代处理早稻产量较CF均有一定下降,而晚稻产量提高2.02%~5.03%.田面水中总氮、铵态氮、硝态氮浓度随着氮肥施用量的增加而上升,氮素流失风险也增大.与CF处理相比,化肥减氮配施处理早晚稻季田面水总氮、铵态氮和硝态氮浓度分别降低8.08%~35.05%、5.88%~34.22%和5.02%~18.06%,有效降低田面水氮素流失风险,其中以0.8CF+0.2OM+N-serve处理效果最好.施氮肥后一周是氮素流失的高风险时期,随后各处理田面水氮素浓度差异变小且流失风险降低.不施氮肥处理的早、晚稻田面水磷素浓度低于其他处理,而配施硼硅肥处理高于其他处理,田面水中磷素的流失风险增大.此外,配施有机肥、氮肥增效剂对磷素减排效果不明显.施磷肥后9 d左右是磷素流失的关键时期,之后各处理磷素浓度趋于一致且变化平稳.[结论]有机肥替代氮肥对双季稻增产存在一定滞后性;氮肥增效剂与有机肥同时施用会削弱其延缓氮肥转化的效果,影响养分吸收.化肥减氮配施是降低双季稻田面水氮素流失的有效方法,但配施硼硅肥会提高田面水磷素含量,应根据田间水肥管理酌情施用.
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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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杂交稻和常规稻对复合污染稻田土壤砷镉提取效果差异研究
《环境科学研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为实现对稻田土壤砷（As）、镉（Cd）污染的同步移除，利用根箱试验，选取代表性杂交稻（HR）和常规稻（CR）品种作为修复材料进行提取.为了评估种植HR和CR对土壤As、Cd的提取效果，以未种植水稻土壤作为对照（CK），利用孔隙水采集器在其全生育期内采集并监测土壤水溶态As、Cd浓度的变化；分别在水稻分蘖期、成熟期采用梯度扩散薄膜技术（diffusive gradients in thin-films,DGT）原位实时测定根际土壤剖面有效态As、Cd浓度；收获时利用分级提取法分析土壤As、Cd赋存形态及总量变化，并分析植株各部位的As、Cd累积量.结果表明：水稻生长能够有效消耗土壤中生物有效态As、Cd，且HR较CR表现出更高效的As、Cd同步富集能力.水稻成熟期，种植HR的土壤中DGT-As（扩散梯度薄膜提取态As）浓度较种植CR和CK处理分别下降69%和71%,DGT-Cd（扩散梯度薄膜提取态Cd）浓度分别降低35%和58%;HR和CR收获后土壤总As含量分别减少8%和1%，总Cd含量分别减少31%和14%;HR对土壤As、Cd的单株去除量分别为CR的1.2和4.5倍；每年种植两季HR对土壤As、Cd的移除率分别为CR的1.2和4.3倍.研究显示，种植HR对As、Cd具有更高效的提取能力，可优先作为修复材料对稻田土壤生物有效态As、Cd进行专性提取减量，为As、Cd复合污染稻田土壤清洁提供了一条有益路径；但还需结合水分优化管理、施加促溶剂等方式形成修复链，进一步提高修复效率，缩短修复年限.
关键词： 杂交稻（HR） 常规稻（CR） 提取 砷（As） 镉（Cd） 水稻土
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