通过大田定位试验,研究连续5年紫云英利用后不同化肥施用量对水稻产量和稻谷经济效益及土壤碳、氮含量的影响。试验共设6个处理,处理CK:不施紫云英和化肥(对照);处理CF:不施紫云英,施100%化肥(N、P2O5、K2O施用量分别为150、75、120 kg/hm2);处理A1:紫云英(22 500 kg/hm2,下同)+100%化肥+100%磷肥;处理A2:紫云英+80%氮、钾肥+100%磷肥;处理A3:紫云英+60%氮、钾肥+100%磷肥;处理A4:紫云英+40%氮、钾肥+100%磷肥。结果表明:施肥可以显著提高水稻产量,紫云英利用后化肥的增产效果更为显著,与CF相比,处理A2的早稻产量提高了...

通过连续4年定位大田试验,研究基于紫云英利用下的不同化肥施用方法对水稻产量及稻谷经济效益、氮素累积量以及土壤碳氮含量的影响。结果表明:①在紫云英利用(22 500 kg/hm2)下,与农民习惯施肥处理相比,化肥施用时间适当后移可以提高水稻两季总产量,其中减少20%和40%化肥施用量处理比基肥、分蘖肥、壮籽肥质量比为3∶4∶3处理分别增产2.37%和3.34%,基肥、分蘖肥、壮籽肥质量比为0∶7∶3处理的增产效果次之;②紫云英利用后化肥施用时间适当后移可增加水稻产值,基肥、分蘖肥、壮籽肥质量比为3∶4∶3的处理能增加水稻年平均产值3.0%,基肥、分蘖肥、壮籽肥质量比为0∶7∶3的处理增加年平均产...

以湖北省武汉市紫云英、秸秆还田及不同化肥施用量的12个田间试验为基础,结合添加2%和4%紫云英的室内培养实验,研究紫云英种植还田(MV)、水稻秸秆还田(S)和化肥减施(40%～100%NPK)对水稻土表层土壤(0～20 cm)养分及活性有机碳的影响。结果表明:相比紫云英与秸秆不还田与不施肥的对照(CK)处理,紫云英、秸秆还田下施用40%～100%化肥均能有效提高土壤有机质、碱解氮、颗粒有机碳的含量,增幅分别为3.98%～46.49%、4.46%～35.88%、3.59%～35.77%;单独种植紫云英还田处理土壤的速效磷、速效钾含量降低,在配施秸秆、施用化肥后含量显著增加;土壤各养分含量在80%化肥施用量下最高。与不添加紫云英处理相比,添加2%和4%的紫云英处理均能有效提高土壤pH以及有机质、碱解氮、速效钾、颗粒有机碳的含量,增幅随着紫云英添加量的增加而升高。

【目的】分析紫云英不同还田量下土壤有效硒的释放特征及水稻植株各部位对硒元素的富集规律,为利用紫云英建立富硒水稻的安全生产模式提供理论依据。【方法】设置6个紫云英还田量(13 500、16 500、19 500、21 000、22 500和24 000 kg/hm~2)处理(CT1～CT6),以无紫云英翻压还田为对照(CK),测定各处理在水稻移栽当天、返青期、分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期的土壤有效硒含量及水稻根、茎、叶的全硒含量;收获后测定稻米的全硒含量。【结果】紫云英还田可促进土壤有效态硒释放,各还田处理的土壤有效硒含量均呈先升高后降低的变化趋势,并在分蘖期达峰值,其中CT1～CT6处理的土壤有效硒含量分别为0.437、0.448、0.567、0.604、0.729和0.747 mg/kg,极显著高于CK(PCT5>CT4>CT3>CT2>CT1,且均极显著高于CK。相关性分析结果显示,紫云英还田量与稻米硒含量呈显著正相关(P

为探究化肥氮钾减施配合紫云英秸秆还田对双季稻产量与光合特性的影响。通过田间小区试验,以常规化肥处理(100%化肥)为对照,研究紫云英协同晚稻秸秆还田下早稻减施20%,30%,40%化肥氮和同时减施40%化肥钾对双季稻产量、幼穗分化期倒三叶叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量(SPAD)及早晚稻收获期土壤理化性质的影响。结果表明:不同氮肥减施比例下紫云英协同晚稻秸秆还田均能增强水稻光合作用,提高土壤肥力,增加水稻年产量,且以减施30%化肥氮、40%化肥钾处理(T4)效果较好。与常规施肥处理相比,T4的水稻年产量增加4.5%,早稻稻谷增产6.8%,倒三叶叶片Pn、Gs、Tr和SPAD值分别降低7.8%,23.9%,21.0%,9.5%,Ci提高19.5%;其晚稻稻谷增产2.0%,倒三叶叶片Pn、Gs、Tr和SPAD值分别提高27.0%,55.3%,14.8%,13.4%,Ci降低1.6%;早晚稻收获期土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量均有提高。研究结果,对指导双季稻田紫云英协同晚稻秸秆还田下化肥氮钾减施、水稻增产和地力提升有重要意义。

【目的】评价紫云英还田条件下化学氮（N）肥减施对水稻光合特性、产量及稻米品质的影响，探明水稻轮作紫云英的化学N肥替代潜力，为生产优质水稻提供科学依据。【方法】开展多年定位试验，设置常规施N（100%N）、紫云英还田配施100%、80%、60%和40% N肥（分别以MV+100%N、MV+80%N、MV+60%N和MV+40%N表示）及不施N肥（对照，CK）6个处理，在水稻抽穗期测定各处理的叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率（P_(n)）、气孔导度（G_(s)）、胞间CO_(2)浓度（C_(i)）和蒸腾速率（T_(r)）等光合指标，在收获期考种测产并检测稻米的品质指标。【结果】与CK相比，紫云英还田配施100%、80%、60%和40% N肥均可显著提高水稻剑叶的SPAD值、P_(n)和G_(s)（P0.05，下同）；在水稻产量及性状方面，MV+100%N处理、MV+80%N处理和MV+60%N处理分别较100%N处理增产12.06%、7.72%和6.64%，但水稻产量及有效穗数、穗长、千粒重和结实率等与100%N处理均无显著差异；在稻米品质特征方面，MV+100%N、MV+80%N和MV+60%N处理稻米的加工品质、外观品质、营养品质与100%N处理均无显著差异，但MV+80%N和MV+60%N处理的稻米蒸煮品质显著高于100%N处理。相关分析结果表明，紫云英还田可通过提高水稻的SPAD值、P_(n)和G_(s)改善水稻产量性状，提高水稻产量，改善稻米的加工品质、蒸煮品质和营养品质。【结论】紫云英还田条件下配施100%、80%、60%和40%N肥均可显著提高水稻剑叶的SPAD值、P_(n)和G_(s)等光合指标和水稻产量，其中紫云英还田配施80%N肥或60%N肥对改善稻米加工品质、蒸煮品质和营养品质的效果均较佳，可在优质水稻生产中参考应用。

采用7年定位大田试验,研究紫云英与化肥配施对双季稻种植制度下水稻产量,产量构成因素,植株氮、钾吸收量及种植体系中氮、钾平衡的影响。结果表明:紫云英与化肥合理配施可提高早、晚稻产量,80%化肥与20%紫云英配施(20%GM)处理的增产效果最佳,早、晚稻两季总产较施100%化肥(100%CF)处理增产8.3%,其次为60%化肥配施40%紫云英(40%GM)处理,增产6.0%;有效穗和每穗实粒数增加是水稻增产的主要原因。紫云英与化肥合理配施可促进早、晚稻对氮素和钾素的吸收,20%GM和40%GM早、晚稻稻谷和稻

依托长期种植翻压紫云英定位试验，探讨豫南稻田在翻压紫云英作绿肥的情况下对后茬作物水稻养分吸收、养分利用效率及产量等方面的影响，并由此确定紫云英鲜草的最佳翻压量。试验设置CK(不施肥)、CF(常规施化肥)以及紫云英鲜草翻压量分别为22.5,30.0,37.5,45.0,52.5,60.0 t/hm~2,共8个处理。结果表明，与CK相比，常规施化肥和翻压紫云英处理分别增加稻谷产量21.72%和19.23%～29.20%(P<0.05)。在所有紫云英翻压处理中，紫云英翻压量为52.5 t/hm~2时，稻谷氮、磷、钾含量和养分吸收量最高，但继续增加翻压量，稻谷养分含量和养分吸收量显著降低(P<0.05)。紫云英翻压量为37.5～60.0 t/hm~2时，水稻地上部氮磷钾素累积量显著高于CK(P<0.05)。与CF相比，紫云英翻压22.5～37.5 t/hm~2显著提高水稻磷、钾素养分利用效率及磷、钾素偏生产力(P<0.05)。因此，在豫南地区，长期紫云英翻压22.5～37.5 t/hm~2时有利于水稻稳产以及增加水稻对氮磷钾素的吸收，提高水稻氮磷钾素养分利用效率。

采用盆栽试验,研究水稻田土壤施用不同类型除草剂后对紫云英养分吸收利用和土壤微生物种群以及土壤酶活性的影响。结果表明:与不施用除草剂(CK)相比,施用乙草胺和吡嘧磺隆后均显著增加土壤中细菌和放线菌的数量,降低紫云英植株中含磷量;施用吡嘧磺隆后显著降低紫云英植株中氮、钾含量和土壤中真菌数量以及紫云英干物质累积量;施用乙草胺后主要影响土壤中多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性;施用吡嘧磺隆后则主要影响土壤中脲酶活性。结论:在本试验条件下,与施用除草剂吡嘧磺隆相比,施用乙草胺能为紫云英作物提供更适宜的土壤微生态环境,从而有利于其吸收利用土壤养分。

【目的】探究绿肥混播对稻田土壤N_2O的减排效果和机制，筛选既高产稳产，又减排的适合南方双季稻区发展应用的绿肥混播种植模式。【方法】比较不同紫云英与油菜混播比例（单播紫云英（CK1）、单播油菜（CK2）)、3/4紫云英+1/4油菜（3/4M+1/4R）、1/2紫云英+1/2油菜（1/2M+1/2R）、1/4紫云英+3/4油菜（1/4M+3/4R））对稻田N_2O排放规律及相关功能基因的影响。【结果】（1）作物种类影响N_2O排放。各处理的N_2O排放规律基本一致，其中冬作季N_2O排放主要集中在冬季绿肥的盛花期，早晚稻季主要集中在水稻的分蘖、灌浆和成熟期。总体来看，稻田N_2O排放主要集中在水稻季，早稻季的N_2O排放量低于晚稻季；2018年稻田N_2O排放通量总体比2019年高。（2）各处理的早稻N_2O累积排放量差异均不显著。连续两年单播处理的N_2O累积排放量低于混播各处理，其中2019年处理CK1最低，处理3/4M+1/4R的N_2O周年累积排放量在各混播处理中最低。（3）整体来看，晚稻土壤的amo A-AOA和amoA-AOB基因拷贝数比早稻要高，amo A-AOA基因拷贝数比amo A-AOB高1—2个数量级。晚稻的土壤nirS、nir K、nosZ基因拷贝数比早稻要高，其中nir S基因拷贝数比nir K和nosZ高1—2个数量级。紫云英与油菜混播提高了土壤amo A-AOA和amoA-AOB基因丰度，amoA-AOA基因为优势功能基因，而且提高了土壤nir S、nir K、nosZ基因丰度，nirS基因占主导地位。反硝化基因拷贝数比硝化基因拷贝数高1—3个数量级，反硝化作用对N_2O排放贡献更大。【结论】“3/4紫云英+1/4油菜-早稻-晚稻”种植模式在保证高产和高肥力的情况下，N_2O排放量相对较低，是较理想的种植模式。

【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。

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/hm~2)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/hm~2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/hm~2较适宜。

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/hm~2)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/hm~2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/hm~2较适宜。

为明确豫南稻区减肥、高产、稳产的最佳施肥方式,以11 a长期定位试验为平台,设不施肥(CK)、单施化肥(100%F)、22 500 kg/hm~2紫云英+80%化肥(G+80%F)、22 500 kg/hm~2紫云英+60%化肥(G+60%F)、22 500 kg/hm~2紫云英+40%化肥(G+40%F)共5个处理,分析水稻产量年际变化趋势、变异系数(CV)、可持续性指数(SYI)及基于AMMI模型的施肥处理、环境及二者交互作用的特征,综合评价长期紫云英配施减量化肥对水稻产量稳定性的影响。结果表明:施肥显著增加水稻年均产量,单施化肥较不施肥增产21.26%,紫云英配施减量化肥较不施肥增产19.55%～23.25%,以G+60%F处理水稻年均产量最高;施肥降低水稻产量变异系数,以G+40%F处理变异系数最小,其次为G+60%F处理;紫云英配施减量化肥处理可持续性指数高于单施化肥和不施肥。AMMI模型能较好地解释施肥处理与环境的互作效应,是评价长期定位施肥条件下水稻产量稳定性的有效方法,其稳定性参数(D_i)大小为:CK>G+80%F>100%F>G+60%F>G+40%F。综合考虑水稻高产、稳产及减肥效益,以22 500 kg/hm~2紫云英配施60%化肥处理效果最佳。