旱直播栽培方式下硅调理剂施用对土壤理化性状和水稻产量影响研究
作者单位：天津农学院
学位级别：硕士
导师姓名：卢树昌;肖建中
授予年度：2020年
摘 要：水稻属于喜硅作物,硅对水稻的发育生长有着不可替代的作用,天津地区属于缺水型城市且大部分农业耕地属于盐碱地,故本试验选用水稻旱直播的栽培方式通过添加硅调理剂并设置不同的施用量来探究其对土壤性状、氮磷运移及稻谷产量的变化规律,以及比较旱直播栽培方式与常规移栽方式下施用硅调理剂对产量、氮磷养分运移、盐分离子运移、养分吸收情况的影响。本文以锦稻201为试验材料,选用大田试验的方式,通过硅调理剂全部基施的方法,硅调理剂分别按0、45、90、135 kgSiO/hm四种施用量来进行试验,然后分别在水稻关键生育时期收集并测定各层土壤指标,并在水稻成熟时进行水稻样品的收集,来进行稻谷产量比较。研究结果如下:(1)添加硅调理剂可以显著改善土壤物理性状,改良土体结构。添加不同施用量的硅调理剂之后,可以发现在水稻成熟期时,土壤容重范围在1.35-1.38 g/cm,较空白处理下的1.44 g/cm有显著改善效果,降低率在4.44%-6.35%。施用量为135 kg/hm时对水稻成熟期的田间持水量以及表层土壤中通过粒径分布表征的分形维数改善最为显著。(2)添加硅调理剂对表层土壤的化学性状改善效果同样具有积极作用。成熟期时,当施用量为135 kg/hm时土壤的有效硅含量较不施用处理相比显著增加20.90%。土壤全硅表现与土壤有效硅含量无明显关系,表现为施用量为90 kg/hm时土壤全硅含量增加最为显著,含量为616.18g/kg。施用量为135 kg/hm的处理对原本处于碱性土壤的pH值改善效果最显著,但同时这种处理也会提高其土壤含盐量。添加硅调理剂对全氮数值影响没有达到显著影响,135 kg/hm时能显著提高土壤碳氮比以及有机质和硝态氮的数值,分别较空白处理增加19.53%、32.25%以及164.74%。铵态氮表现则为施用量为90 kg/hm时对含量提高最为显著。在对土壤磷素指标的影响上来看,在低施用量的45kg/hm时,其含量增加最为显著,该处理下的具体表现为:总磷较空白处理提高9.97%,有效磷较空白处理含量提高24.87%,水溶性磷含量较空白处理提升43%,无机磷形态分级中Ca2-p、Ca8-p、Al-p、Ca10-p也均为施用量为45kg/hm的处理含量最高,Fe-p的表现为施用硅调理剂可以显著增加其含量,但与施用量之间没有显著关系,同时当施用量为45、90 kg/hm时降低了土壤Ca10-p含量占比,转而提高Ca8-p和Fe-p含量占比,促进石灰性土壤中非有效磷源转换为缓效磷源。(3)同样施加硅调理剂之后也会影响着土壤的生物性状。可以看出,当施用量为135kg/hm时对土壤中脲酶活性、土壤微生物量碳、氮含量提升最多,分别增加了74.26%、88.59%和29.02%。对土壤碱性磷酸酶表现出在45 kg/hm和135 kg/hm的施用量时活性提升显著,分别提升21.30%和19.42%。(4)添加硅调理剂还会影响土壤离子及氮磷养分的运移,通过分析水稻成熟期较孕穗期时各层次土样状况可以得出,氮磷运移方面表现为施用135 kg/hm硅材料对土壤中硝态氮运移抑制明显;90 kg/hm、135 kg/hm两种施用量,可以有效防止有效磷往深层运移。在旱直播栽培方式下与常规移栽栽培两种方式下均表现出,施硅调理剂较不施硅调理剂的处理,显著增加生物量、产量、硅养分吸收量以及抑制磷素往深层方向运移的效果,但存在着施用硅调理剂会加剧盐分离子往深层转移的现象;另一方面通过两种栽培方式的比较,相同硅处理下旱直播栽培的氮吸收量较少,但是在氮、磷养分运移、盐分离子运移上的运移程度要小于常规移栽栽培方式,而且在经济效应上表现较为突出。综合全文来看,在旱直播栽培方式下添加硅调理剂可以显著改善土壤结构,利于养分转化,效果最好的是中、高量的施用量,对土壤理化性状的改善和水稻产量的提高有积极方向的作用,并且与此同时还可以降低土壤养分往深层运移的风险。此外旱直播栽培方式在产量、总生物量上与常规移栽栽培无明显差异,而且较常规移栽栽培相比,在氮、磷养分迁移风险及经济效益方面表现更为突出。
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