【目的】研究化肥与猪粪和稻草长期配合施用对红壤性水稻土物理性质的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土发育红壤性水稻土(普通简育水耕人为土)上的肥力定位试验,对化学氮、磷和钾肥料及其与猪粪和稻草长期配合施用的7个处理的土壤物理性质进行了评价。【结果】猪粪、稻草与化肥长期配合施用均可显著降低土壤容重和土粒密度,提高孔隙度,猪粪和稻草的效果基本相似。与化肥处理相比,施用猪粪和稻草显著地促进了5—0.5mm水稳性团聚体的形成和提高土壤团聚体稳定性。猪粪和稻草与化肥配施处理耕层土壤持水量也显著高于化肥处理。【结论】猪粪和稻草与化肥长期配合施用能显著降低土壤容重和土粒密度,提高孔...

【目的】研究长期施用氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥和稻草(RS)对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土(分类为普通简育水耕人为土)上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性...

【目的】明确长期秸秆还田对白浆土土壤物理性质及水稻产量的影响。【方法】开展秸秆还田长期定位试验。试验设置4个处理,分别为对照(CK),单施秸秆(S),秸秆+化肥(SNPK),单施化肥(NPK)。在2005年后连年处理,并于试验处理前和2010年、2015年试验处理期间调查土壤容重、硬度、孔隙、三相组成以及水稻产量。【结果】白浆土长期秸秆还田有利于水稻产量提高,10年产量平均,秸秆还田配施肥料处理水稻产量比对照和秸秆单独还田处理增产275.70%和133.23%,比单施化肥处理增产14.17%。秸秆还田处理

【目的】有机粪肥还田是实现废弃物资源循环利用的重要途径之一,大量研究证实,猪粪还田施用可以显著提高土壤肥力和作物产量,但是,由于饲料添加剂含有较高的Cu、Zn、As等重金属元素,再加上养猪业中饲料添加剂的广泛应用,猪粪长期还田也可能导致土壤中重金属元素大量累积,从而威胁土壤质量和粮食安全。因此,利用长期定位探讨和综合评价长期施用猪粪下红壤稻田的生态效益就显得十分重要。【方法】以始于1981年的红壤性水稻土有机肥定位试验为载体,分析了长期施用猪粪30年间红壤稻田的水稻产量和土壤有机碳含量影响,以期明确猪粪对水稻产量的增产幅度和对土壤有机碳的贡献潜力,同时分析不同猪粪施用年限(包括试验前、试验5年...

【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理:不施肥处理(CK),施氮磷钾化肥处理(NPK),施70%化肥+30%有机肥处理(70F+30M),施50%化肥+50%有机肥处理(50F+50M),施30%化肥+70%有机肥处理(30F+70M),于2017年早稻种植前采集耕层(0—20 cm)土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放CO2-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1)和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)土壤有机碳显著高于NPK处理(P30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为:30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量(P>0.05),70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理(P<0.05),分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率(累积矿化量占有机碳总量的比率)变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理(P<0.05);土壤有机碳的周转速率常数(k)与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。

以湖南省长沙典型红壤性水稻土为对象,采用田间定位试验,设置了不施氮(CK)、常规氮肥减半(50%N)、常规全量氮肥(100%N)、猪粪替代50%氮肥(50%N+PM)四个氮肥处理,研究猪粪部分替代化学氮肥对双季稻田土壤活性碳氮含量和水稻产量的影响。2012年结果表明,在早稻整个生长期和晚稻孕穗期以前,50%N+PM与100%N处理相比,其对土壤NH4+-N含量无明显影响,而在晚稻完熟期,50%N+PM处理土壤NH4+-N含量增加了65%。50%N+PM处理在早稻移栽期、晚稻孕穗期、早稻晚稻乳熟期和完熟期较100%N处理显著提高了土壤可溶性有机氮(DON)含量,增幅在50%-102%之间。在整个...

为确定农田畜禽粪便的安全消纳量，在成都平原稻麦轮作条件下，研究施用猪粪后土壤全磷（ＴＰ）、有效磷（Ｏｌｓｅｎ–Ｐ和Ｍｅｈｌｉｃｈ３–Ｐ）、水溶性磷（ｃａ ｃｌ２–Ｐ）的累积特征，评估磷的淋失风险。结果表明：随猪粪施用量的增加，土壤全磷含量呈逐渐增加的趋势，土壤Ｏｌｓｅｎ–Ｐ含量和Ｍｅｈｌｉｃｈ３–Ｐ含量在１００％猪粪ｎ处理后快速增加，增幅分别为２１．８７～９０．５８、５３．２５～２６２．８２ Ｍｇ／ｋｇ，ｃａ ｃｌ２–Ｐ含量在１００％猪粪ｎ水平后急剧增加，增幅为０．１８～２．４０Ｍｇ／ｋｇ；在稻麦轮作体系下，土壤Ｏｌｓｅｎ–Ｐ含量和Ｍｅｈｌｉｃｈ３–Ｐ含量流失的临界值分别为５０、１２５ Ｍｇ／．．．

采用田间小区试验,设不施肥、化肥、猪粪堆肥代替10%、20%、30%化肥、猪粪代替20%化肥、沼肥代替20%化肥和稻草代替10%化肥8个处理,研究猪粪堆肥与化肥配施对水稻产量及氮素利用率的影响。结果表明:猪粪堆肥与化肥配合施用能够显著增加水稻每穗籽粒数和实粒数,提高水稻籽粒产量,促进水稻养分的累积,提高水稻氮素利用率;早稻产量以猪粪堆肥代替20%化肥处理最高,为5 662.4 kg/hm2,较化肥处理增产8.5%;晚稻产量以猪粪堆肥代替10%化肥处理最高,为6 301.7 kg/hm2,猪粪堆肥代替10%、20%、30%化肥处理分别比化肥处理增产12.5%、11.6%和5.8%;早晚稻氮肥利用...

通过田间试验,研究猪粪堆肥与化肥不同配施方式对水稻生产力、养分累积和氮肥利用率的影响。结果表明,与当地习惯施肥相比,施氮量减少15%(204 kg·hm-2)、12.5%(210 kg·hm-2)和10%(216 kg·hm-2)的情况下,有机无机肥配施[PMCF2(猪粪堆肥6 000 kg·hm-2+50%NPK)、PMCF1(猪粪堆肥3 000 kg·hm-2+70%NPK)和PMC1(猪粪堆肥有机无机复混肥1 800 kg·hm-2)]的水稻产量(8 807～9 634 kg·hm-2)与单施化肥的水稻产量(9 162 kg·hm-2)相当。猪粪堆肥与化肥不同配施方式均能显著影响不同生育...

通过长期定位肥料试验,研究了不同施肥对红壤性水稻土微生物生态特征的影响.结果表明,有机无机肥料配合施用均能明显增加土壤中细菌和放线菌数量,减少真菌数量;N,P,K肥配合稻草还田对提高土壤微生物活度的效果显著;有机无机肥料配合施用对提高土壤微生物生物碳和生物氮量的作用显著,并可降低土壤微生物碳氮比.

【目的】通过对土壤细菌数量和多样性的研究,揭示长期不同施肥制度对土壤微生物生态的影响规律,为中国稻田土壤科学施肥、维护健康土壤微生物生态系统及农业可持续发展等方面提供重要理论和实践依据。【方法】采用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和实时定量(real-time)PCR方法,研究湖南省望城县施用化肥(NPK)和秸秆还田(NPKS)对水稻土细菌群落结构及其多样性和数量的影响。【结果】T-RFLP分析结果表明红壤性水稻土细菌的优势类群为变形菌(150 bp;相对丰度33%—37%)和放线菌(67 bp;相对丰度20%—25%),施肥对土壤细菌群落结构及其多样性产生了显著影响。典范对应分析...

为了探明长期施肥对红壤稻田土壤性质及晚稻产量与品质的影响,以期为南方红壤稻田优质高产协同提升目标下的土壤高效培肥提供理论依据。依托始于1982年的长期定位试验,考察了有机肥(M)、化肥氮磷钾配施有机肥(NPKM)、化肥氮磷钾(NPK)、化肥氮钾配施有机肥(NKM)、化肥氮磷配施有机肥(NPM)、化肥磷钾配施有机肥(PKM)、不施肥(NF)对稻田土壤养分含量、酶活性、阳离子交换能力、籽粒产量构成与稻米品质的影响。结果表明:与NF处理相比,各施肥处理均可不同程度提高土壤有机碳及氮磷钾含量,增强脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和纤维素酶活性,提升土壤阳离子交换能力,进而提高水稻籽粒产量;进一步比较稻米品质指标发现,施肥可不同程度提高精米率、整精米率、直链淀粉和蛋白质含量,降低垩白粒率和垩白度,使胶稠度变长。其中,以NPKM处理对土壤有机碳、养分及酶活提升效果相对较好,导致该处理籽粒产量最高,其加工、外观、食味和营养品质亦相对更优。由此可见,有机肥与化肥氮磷钾平衡配施不仅能改善土壤理化性状、培肥土壤,而且可协同提升籽粒产量与稻米品质。

【目的】研究长期施用化肥以及化肥与稻草配合施用对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响。【方法】试验土壤采自湖南省望城无机有机肥长期定位试验田小区,各施肥处理为:CK(不施肥)、NP(施氮磷肥)、NPK(施氮磷钾肥)、NP+RS(施氮磷肥和稻草)和NPK+RS(施氮磷钾肥和稻草)。【结果】氮磷钾长期平衡施用和化肥与稻草长期配合施用有利于2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体含量增加。与CK处理相比,化肥与稻草长期配合施用处理能提高2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体内的有机碳含量和全氮、可矿化氮含量,同时也显著提高了二者在较大粒径(2～5mm,0.5～2mm)水稳性团聚体内有机碳、...

【目的】研究基于长期定位试验,探索长期不同施肥下红壤性水稻土不同土层活性有机质(labile organic matter(LOM))和碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)变化特征,为红壤性水稻土碳库的合理管理提供依据。【方法】选取进贤红壤长期定位试验站4个典型施肥处理:(1)不施肥(CK);(2)单施化肥(NPK);(3)在NPK的基础上早稻施绿肥,晚稻施猪粪和稻草冬季还田(NPKSM);(4)在NPK的基础上早稻施绿肥,稻草冬季还田(NPKS),测定并分析0—10、10—20、20—40及40—60 cm土层土壤高活性有机质(HLOM)、中活性有机质(MLOM)、低活性有机质(LLOM)、非活性有机质(NLOM)含量以及CPMI变化特征。【结果】不同处理土壤有机质(SOM)含量均随土层加深而降低,施肥处理相对CK均明显提高了不同土层的SOM;在0—20 cm土层,SOM含量表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK,且均以NPKSM处理最高,达到43.47g·kg~(-1)(10—20 cm)和45.09 g·kg~(-1)(0—10 cm);在20—60 cm土层,NPKSM和NPKS处理相较于CK显著提高了土壤有机质含量,但两者之间差异不显著。除NPK处理外,各处理土壤可溶性有机碳(DOC)含量随土层的加深显著降低。NPKSM和NPKS处理相较于NPK和CK,显著提高了耕层(0—20 cm)土壤DOC的含量,其中NPKSM处理最高,为35.93 mg·kg~(-1)。施肥处理比CK处理提高了土壤HLOM、MLOM、LLOM含量,相同处理相同土层表现为LLOM>MLOM>HLOM,其中NPKSM和NPKS显著提高了各LOM组分含量,且随土层的加深无明显犁底层效应,这可能与活性有机质随水分下渗相关。其中,各施肥处理土壤HLOM、MLOM均随土层加深呈先升高后下降趋势,NPKSM和NPKS处理HLOM含量在20—40 cm土层中达到最高,分别为5.31和5.49 g·kg~(-1);各处理MLOM均在10—20 cm土层中达到最高,以NPKSM处理含量最高,为10.62 g·kg~(-1);而土壤LLOM含量随土层的加深而逐渐降低,在0—20 cm土层中以NPKSM处理含量最高,达到18.52 g·kg~(-1)(0—10 cm)和15.93 g·kg~(-1)(10—20 cm)。不同长期施肥处理提高了土壤各LOM组分的比例及碳库管理指数,在0—10 cm表层土中,NPKS和NPKSM处理相较于CK,总活性有机质比例分别提高了27.9%和29.48%,MLOM占比分别提高了7.21%和7.72%,HLOM占比分别提高了5.10%和4.96%。以不施肥处理为参照,各施肥处理碳库管理指数均大于100,且以NPKSM和NPKS处理提高效果最好,有助于提高红壤性水稻土肥力。相较于CK,单施化肥一定程度上提高了表层土壤有机质、活性有机质、可溶性有机碳及碳库管理指数。耕层(0—20 cm)土壤中3种活性有机质两两之间呈极显著正相关关系(P≤0.01),且与总有机质、全氮、可溶性有机碳及水稻产量均呈现显著正相关(P≤0.05)。【结论】不同施肥处理土壤有机质和低活性有机质均随土层加深而降低。NPKSM处理提高土壤有机质及活性有机质含量的效果最佳,并能显著提高0—20 cm土层土壤高活性有机质和碳库管理指数,NPKS次之;而在20—60 cm土层中,NPKS处理对提高中活性有机质和碳库管理指数效果最明显。

【目的】土壤肥力是红壤性稻田水稻丰产的基础。明确不同肥力对红壤性水稻土作物产量和氮肥利用效率的影响,为红壤性稻田土壤培肥和合理施肥提供科学依据。【方法】选取质地相似的不同肥力水平的红壤性水稻土进行盆栽试验(以土壤有机质的高低代表土壤肥力的高低),利用~(15)N同位素示踪技术研究不同肥力水平(F_L、F_M和F_H分别代表低肥力、中肥力和高肥力,其低、中、高肥力土壤的有机质含量分别为19.9、29.6、38.9 g·kg~(-1))和氮肥水平(N_0、N_(150)和N_(225)分别代表施氮量为0、150和225 kg·hm~(-2),共9个试验处理,分别为F_LN_0、F_LN_(150)、F_LN_(225)、F_MN_0、F_MN_(150)、F_MN_(225)、F_HN_0、F_HN_(150)和F_HN_(225))对水稻产量及其构成、氮肥吸收及其去向的影响。【结果】提升土壤肥力和施氮均能显著提高水稻的有效穗数、产量和总吸氮量。与N_0相比,F_L、F_M和F_H在N_(150)处理下的增产率分别为63%、40%、17%,而在N_(225)处理下的增产率分别为89%、55%和23%。在中、低肥力土壤上,增施氮肥能显著提高水稻产量,而F_HN_(150)和F_HN_(225)处理之间产量无显著差异。~(15)N示踪结果表明,相同施氮量条件下,水稻植株对肥料氮素和土壤氮素的吸收量均随土壤肥力的提高而增加。但是,水稻植株总吸氮量中来自土壤氮素的比例随土壤肥力的提高而增加,而来自肥料氮素的比例则随之降低。增施氮肥会增加水稻吸收肥料氮素的比例,降低其吸收土壤氮素的比例。F_L、F_M和F_H土壤水稻的平均氮肥回收率分别为42%、48%和52%,平均氮肥残留率分别为20%、23%和28%,平均氮肥损失率分别为38%、29%和20%。F_LN_(225)氮肥回收率显著高于F_LN_(150),F_M两个施氮量氮肥回收率无显著差异,而F_HN_(225)的氮肥回收率显著低于F_HN_(150)。提升土壤肥力能显著提高土壤微生物量氮、铵态氮和固定态铵的含量。【结论】提升土壤肥力能显著提高红壤性水稻土的水稻产量以及化肥氮的回收率和残留率,而降低氮肥损失率。在低肥力土壤上适当增加施氮量有利于增加产量和氮肥回收率;而在高肥力土壤上适当降低施氮量在保证较高水稻产量的同时,能够提高氮肥回收率、降低氮肥损失。