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不同比例有机无机氮配施对长期稻麦轮作体系中水稻产量和氮素吸收利用的影响

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土壤通报 2024年第2期55卷 401-411页

作者：王昱杭唐旭姜振辉周家树张少博刘娟李永夫浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江杭州310021

[目的]研究有机无机氮肥配比对南方稻麦轮作体系中水稻产量、氮素吸收利用的影响,以期为实现水旱轮作体系中水稻的高产高效和有机无机肥料的科学配施提供理论基础和科学依据。[方法]依托水稻-冬小麦轮作体系,以常规施氮量(225 kg N hm^(... 详细信息

[目的]研究有机无机氮肥配比对南方稻麦轮作体系中水稻产量、氮素吸收利用的影响,以期为实现水旱轮作体系中水稻的高产高效和有机无机肥料的科学配施提供理论基础和科学依据。[方法]依托水稻-冬小麦轮作体系,以常规施氮量(225 kg N hm^(-2))为基准,在水稻季设置不施肥(CK)、100%化肥氮(CF)、75%化肥氮+25%有机肥氮(25%M)、50%化肥氮+50%有机肥氮(50%M)、25%化肥氮+75%有机肥氮(75%M)以及100%有机肥氮(100%M)6个处理,在第7个轮作周期水稻季分析水稻产量、氮素吸收量、氮素利用效率、氮平衡以及土壤碳氮含量的变化。[结果]相比对照处理,施肥处理提高了水稻的产量和吸氮量。水稻产量和籽粒吸氮量均随着有机肥占比的增加而呈先上升后下降的趋势。25%M处理下水稻产量和吸氮量最高,但与CF处理无显著差异。施肥处理的水稻氮素表观利用率变化范围在29.4%~50.0%之间,偏生产力范围为51.5~57.1 kg kg^(-1)之间,其中以25%M处理下氮素效率最高。相比对照处理,不同施肥处理均降低氮素内部利用率,但不同施肥处理之间无显著差异。与对照相比,CF处理降低了土壤pH,而有机无机肥配施条件下的土壤pH高于CF处理。在不同有机无机肥配施的处理中,提高有机肥占比能显著提高土壤全碳、全氮和无机氮含量。根据灰色关联分析,与稻米产量关联度从高到低的土壤因子依次为:铵态氮、全碳、全氮、硝态氮、pH。[结论]在常规施氮量的条件下,与单施化肥相比,施氮比例为25%有机肥+75%无机肥的配施方案,能够保证水稻籽粒产量、吸氮量和氮素利用效率不下降的前提下,提升土壤碳氮含量和缓解土壤酸化效应。因此,基于南方稻麦轮作体系长期试验的结果,有机无机肥配施处理,相较于纯化肥处理,具有更大的产量优势和减肥潜力。

关键词：有机肥替代水稻产量水稻吸氮量氮素利用效率土壤养分

油菜秸秆还田条件下氮肥运筹对水稻产量和土壤可利用氮的影响

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中国土壤与肥料 2024年

作者：翟思龙张云虹张永吉辛海滨马长青张瑛张永泰江苏里下河地区农业科学研究所江都区农业技术综合服务中心高邮市农业技术综合服务中心

研究油菜秸秆全量还田条件下不同氮肥运筹对水稻土壤可利用氮含量和产量的影响，为油菜秸秆全量还田条件下水稻氮肥运筹提供理论依据。以缘两优968为试验材料，于2022年在江苏扬州开展试验，试验设置油菜秸秆全量还田不施肥（SN0），油... 详细信息

研究油菜秸秆全量还田条件下不同氮肥运筹对水稻土壤可利用氮含量和产量的影响，为油菜秸秆全量还田条件下水稻氮肥运筹提供理论依据。以缘两优968为试验材料，于2022年在江苏扬州开展试验，试验设置油菜秸秆全量还田不施肥（SN0），油菜秸秆全量还田配施氮肥（SN1），基肥∶分蘖肥∶穗肥 = 2.2∶2.2∶5.6），油菜秸秆全量还田配施氮肥（SN2，基肥∶分蘖肥∶穗肥=2.5∶2.5∶5），油菜秸秆全量还田配施氮肥（SN3，基肥∶分蘖肥∶穗肥=3∶3∶4），油菜秸秆全量还田配施氮肥（SN4，基肥∶分蘖肥∶穗肥 =3.5∶3.5∶3）。于苗期、抽穗期和成熟期分别测定土壤铵态氮、硝态氮、可溶性总氮、脲酶、植株氮素含量和产量等性状。结果表明，与SN0相比，SN1、SN2、SN3、SN4处理水稻产量分别增加15.73%，43.78%，68.05%，43.78%。在苗期油菜秸秆全量还田条件下，随着基肥比例的增加显著提高土壤铵态氮含量，但是显著降低脲酶活性。在抽穗期，SN3处理土壤铵态氮含量和脲酶活性显著高于其他处理，硝态氮含量显著低于其他处理；与SN0相比，SN1、SN2、SN3、SN4处理显著提高水稻整株氮吸收量，增幅分别为37.34%，62.37%，57.65%，19.47%。油菜秸秆全量还田条件下，适当提高基肥比例对水稻产量和氮素吸收有积极效应，当基肥∶分蘖肥∶穗肥=3∶3∶4时，产量和氮肥利用率均处于较高水平。

关键词：油菜秸秆还田氮肥比例土壤氮素水稻产量

不同改性生物炭对稻田氮素损失及水稻产量的影响

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中国环境科学 2024年

作者：衣本骥刘畅韩宏伟张丰陈涛涛孟军迟道才沈阳农业大学水利学院沈阳农业大学国家生物炭研究院农业农村部生物炭与土壤改良重点实验室

为进一步挖掘稻田生态系统生物炭增效、节肥和减排潜力，以无生物炭为对照(CK)，设置玉米秸秆生物炭(B)、酸化生物炭(BpH)、氮负载生物炭(BNH4)、铁改性生物炭(BFe)和钙改性生物炭(BCa)6个处理，通过2年试验，对生物炭阳离子交换量(CEC... 详细信息

为进一步挖掘稻田生态系统生物炭增效、节肥和减排潜力，以无生物炭为对照(CK)，设置玉米秸秆生物炭(B)、酸化生物炭(BpH)、氮负载生物炭(BNH4)、铁改性生物炭(BFe)和钙改性生物炭(BCa)6个处理，通过2年试验，对生物炭阳离子交换量(CEC)、含氧官能团以及其处理下水稻产量、氮素提取、氨挥发、氮素淋失和土壤氮残余等进行了研究。结果表明：与B相比，BpH、BNH4和BFe可显著提升生物炭CEC(53.9%、29.6%和28.2%)，且4种改性处理均可显著提升生物炭-COOH、-OH、C=O、O-H等含氧官能团浓度，增强生物炭吸氮能力。全生育期累积氨挥发在9.1～19.9 kg·hm-2(2021)和8.5～13.7 kg·hm-2(2022)之间，除BNH4降氨效果明显(44.6%)外，其他处理第1年对氨挥发无显著影响；而BCa、BNH4和BFe在第2年均显著降低氨挥发，较CK分别降低33.5%、37.5%和37.8%。4种改性生物炭连续2年，较CK降低氮素淋失19.0%和35.2%(BpH)、15.0%和21.0%(BCa)、11.3%和28.7%(BNH4)、12.6%和29.0%(BFe)。B在第1年对产量无显著影响，但老化1年后增产显著(8.8%)；BpH和BNH4连续2年均有增效，分别增产19.7%和12.2%(2021)，11.5%和5.8%(2022)。2年中，BpH、BCa和BNH4均显著降低了活性氮排放，降幅为23.4%、21.8%和42.3%(2021)和23.5%、30.5%和35.5%(2022)；BFe在第1年提升活性氮排放25.9%；第2年降低35.6%。不同生物炭处理第1年土壤矿化氮残余无显著差异；但BCa、BNH4和BFe第2年增效显著。同时考虑增产、活性氮减排和矿化氮可持续性，BpH和BNH4取得了综合最佳效果，同CK相比，可降低氨挥发23.4%和42.3%(2021)、23.5%和35.5%(2022)，铵态氮淋失18.9%和10.6%(2021)、35.4%和29.0%(2022)，硝态氮淋失15.6%和14.7%(2021)、24.5%和23.4%(2022)，氮素积累提高1.1%和13.4%(2021)、14.8%和4.3%(2022)以及矿化氮残余提高1.3%和15.0%(2021)、12.2%和17.9%(2022)，最终增产19.7%和12.2%(2021)、11.5%和5.7%(2022)。

关键词：不同改性生物炭田面水氨挥发淋溶水稻产量氮素去向

紫云英及氮肥减量下配施生物质炭对土壤理化性质和水稻产量的影响

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江西农业大学学报 2024年第2期46卷 289-301页

作者：劳洁玉郑铭洁黄永材任震吴家森傅伟军浙江农林大学环境与资源学院/碳中和学院浙江杭州311300 浙江省建德市农技推广中心土壤肥料站浙江建德311600 浙江省建德市新水建设有限公司浙江建德311600

【目的】为减少化学氮肥的使用,通过盆栽试验探究在紫云英还田条件下,氮肥减量配施生物质炭对稻田土壤养分提升、水稻增产的作用,旨在明确在紫云英替代部分氮肥的基础上,更有利于培肥和增产的最佳减氮量和生物质炭添加比例,以期为实际... 详细信息

【目的】为减少化学氮肥的使用,通过盆栽试验探究在紫云英还田条件下,氮肥减量配施生物质炭对稻田土壤养分提升、水稻增产的作用,旨在明确在紫云英替代部分氮肥的基础上,更有利于培肥和增产的最佳减氮量和生物质炭添加比例,以期为实际生产应用提供科学依据。【方法】采用双因素水稻盆栽试验,以冬闲+常规施肥(CK)为空白对照,设置了4个(0.25%、0.5%、1%、2%)生物质炭添加比例,在追肥时设置3个(减氮10%、减氮20%、减氮30%)减氮比例,共设置13个处理组合,每个处理重复4次,共计52盆,生长周期120 d,水稻成熟后比较各处理对土壤理化性质及水稻产量、性状的影响。【结果】在紫云英还田下,减氮30%配施2.0%生物质炭显著提高了土壤pH(P产量最高,与CK相比分别显著增产18.7%(P水稻地上部生物量积累,比CK显著增加了90.04%(P水稻产量的主要土壤环境因子(P0.5)。【结论】紫云英、氮肥减量及生物质炭联合施用的培肥增产效果显著,紫云英还田下减氮20%配施2.0%生物质炭更有利于提升稻田土壤养分含量,减少氮素流失,促进水稻生长增产,但施加过量生物质炭对水稻产量及生物量具有一定的抑制作用,在追肥时减氮30%配施1.0%生物质炭对水稻增产效果最佳。

关键词：紫云英水稻秸秆生物质炭氮肥减量土壤理化性质水稻产量

有机物料还田对稻田土壤细菌群落和水稻产量的影响

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环境科学 2024年

作者：卞清孙波李大明谢祖彬王晓玥中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室江西省红壤及种质资源研究所中国科学院大学

为探明长期有机物料还田下稻田土壤微生物群落结构及功能对水稻产量的影响，依托于40a红壤性水稻土有机肥定位试验，选择不施肥（CK）、施化肥（NPK）、施化肥+紫云英（NG）、施化肥+紫云英+猪粪（NGM）和施化肥+紫云英+稻草（NGS）这5... 详细信息

为探明长期有机物料还田下稻田土壤微生物群落结构及功能对水稻产量的影响，依托于40a红壤性水稻土有机肥定位试验，选择不施肥（CK）、施化肥（NPK）、施化肥+紫云英（NG）、施化肥+紫云英+猪粪（NGM）和施化肥+紫云英+稻草（NGS）这5个处理，开展相关研究。结果表明，有机物料还田显著提高了土壤SOC、TN和TP等养分含量和水稻产量，其中NGM处理影响最大。并且有机物料还田显著改变了微生物群落组成，主要表现为：变形菌门，特别是α-变形菌，以及放线菌门的相对丰度增加，而硝化螺旋菌门的相对丰度减少。PICRUSt2功能预测分析结果表明，有机物料还田增加了编码淀粉（amyA），纤维素（bglX、bglB、endoglucanase）和半纤维素（xylA、xynA）等与易分解碳降解相关的功能基因的丰度，同时也增加了编码脲酶（ureA、ureB和ureC），谷氨酸脱氢酶（gdhA）和谷氨酰胺酶（aspQ）等与有机氮矿化相关的功能基因的丰度。基于随机森林模型分析，影响水稻产量的理化和生物因子包括：TP、SOC、pH、TN、DON、细菌群落组成以及有机碳降解功能基因和有机氮矿化功能基因的相对丰度。PLS-PM结果进一步表明，有机物料还田下，SOC和TP含量的增加通过改变细菌群落结构，特别是增加了α-变形菌和放线菌等富营养型细菌的相对丰度，增加了土壤有机碳、氮分解相关功能基因的相对丰度，促进养分循环，从而提高水稻产量。

关键词：红壤性水稻土有机物料还田细菌群落结构功能基因水稻产量

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减氮配施生物炭对土壤肥力和水稻产量的影响

农业机械学报 2024年

作者：刘慧焦岩窦婉毓张文龙裴巍东北农业大学文理学院农业农村部农业水资源高效利用重点实验室东北农业大学工程学院

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥，这不仅导致氮肥利用率低，还破坏了土壤质量；减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂生物炭能否补偿减氮带来的负面影响，本研究采用盆栽试验，设置常规施氮... 详细信息

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥，这不仅导致氮肥利用率低，还破坏了土壤质量；减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂生物炭能否补偿减氮带来的负面影响，本研究采用盆栽试验，设置常规施氮(氮肥施用量110kg/hm2，CK)、减氮10%(C1)及减氮10%条件下配施2.5%(C2)和5%(C3)生物炭4个处理，探讨在减少氮肥使用条件下生物炭对土壤肥力及水稻产量的补偿效应及机制。结果表明：减氮10%对土壤综合肥力无显著影响，施加生物炭可有效地提高土壤肥力，且添加5%生物炭对土壤肥力的提升效果优于添加2.5%生物炭。减氮10%导致水稻产量显著降低，而生物炭的施加可一定程度补偿减氮造成的减产，其中添加2.5%生物炭对水稻产量的补偿效果优于添加5%生物炭，但仍未恢复到常规施氮水平。采用结构方程探究减氮和施加生物炭条件下水稻产量的驱动因素，结果表明，减氮配施生物炭通过改变土壤pH值、全钾含量、铵态氮含量和硝态氮含量，进而直接或间接影响水稻产量，其中铵态氮和硝态氮是主要的调控因子，其不仅直接影响水稻产量，还可通过调控每穗粒数、有效穗数和千粒质量间接影响水稻产量的形成；pH值和全钾含量对水稻产量有负面效应。本研究可为东北黑土区水稻种植业化肥减量和生物炭的高效利用提供科学依据。

关键词：水稻产量土壤肥力减氮生物炭结构方程模型

控释尿素释放周期对水稻产量和氮肥利用的影响

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江苏农业学报 2024年第5期40卷 827-834页

作者：刘梦竹王锐冯源王坤庭糜凯亮邢志鹏张洪程张海鹏农业农村部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

为研究不同释放周期的控释尿素对水稻产量形成及氮素利用的影响,以南粳9108为材料,在总施氮量为270 kg/hm^(2)的条件下,以不施氮(N0)和施用普通尿素(CK)为对照,探讨普通尿素分别搭配释放周期为60 d、80 d、100 d、120 d的4种控释尿素处... 详细信息

为研究不同释放周期的控释尿素对水稻产量形成及氮素利用的影响,以南粳9108为材料,在总施氮量为270 kg/hm^(2)的条件下,以不施氮(N0)和施用普通尿素(CK)为对照,探讨普通尿素分别搭配释放周期为60 d、80 d、100 d、120 d的4种控释尿素处理(分别记作T1处理、T2处理、T3处理、T4处理)对水稻产量、茎蘖数、干物质积累量及氮肥利用率的影响。结果表明,与单纯施用普通尿素相比,普通尿素搭配控释尿素处理的水稻产量均有显著提高。普通尿素搭配适宜释放周期的控释尿素处理可以增加水稻植株的茎蘖数、叶面积指数,促进干物质与氮素积累,获得较高结实率。与释放周期为120 d的控释尿素相比,释放周期为100 d的控释尿素的氮素释放量更加匹配水稻不同生长发育时期所需的氮素量,氮肥利用率较高。由此可见,普通尿素搭配适宜释放周期的控释尿素能够提高水稻产量和对氮肥的利用率。

关键词：水稻产量控释尿素释放周期氮肥利用率

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海南岛典型水稻土施硅肥对水稻产量与品质的影响

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热带作物学报 2024年第1期45卷 87-96页

作者：吕烈武郭玉莲龙笛笛吴治澎海南省土壤肥料总站海南海口571500 海南大学热带作物学院海南海口570228

针对海南岛典型水稻土有效硅含量严重不足的现状,合理制定硅肥施用量成为当务之急。以海南岛5种典型成土母质(玄武岩、海相沉积物、河流冲积物、砂页岩、花岗岩)发育水稻土为研究对象,开展水稻硅肥肥效的田间小区试验;分析不同硅肥处理... 详细信息

针对海南岛典型水稻土有效硅含量严重不足的现状,合理制定硅肥施用量成为当务之急。以海南岛5种典型成土母质(玄武岩、海相沉积物、河流冲积物、砂页岩、花岗岩)发育水稻土为研究对象,开展水稻硅肥肥效的田间小区试验;分析不同硅肥处理下水稻产量、品质及其相关的生理生化与农艺学指标。结果表明:对于玄武岩和花岗岩发育的水稻土,相较于空白对照,T_(2)与T_(3)施硅肥量均显著提高水稻产量及其相关的水稻茎蘖数、分蘖数、有效穗数、结实率、千粒重、根系活力、叶绿素、粗纤维素含量等指标水平,且稻米的精米率、垩白度、直链淀粉含量等品质特征也达到较好水平;综合推荐玄武岩水稻土最佳施硅肥量为750~950 kg/hm^(2)(有效态SiO_(2)为187~238 kg/hm^(2)),花岗岩水稻土合理施硅肥量为625~935 kg/hm^(2)(有效态SiO_(2)为156~234 kg/hm^(2))。对于海相沉积物、河流冲积物和砂页岩发育的水稻土,相较于空白对照,T_(2)与T_(3)施硅肥量均明显增加水稻分蘖数及根系活力、叶绿素、粗纤维素含量等指标;水稻产量在T_(2)施硅肥量时最高且品质也达到较好,继续提高施硅肥量(T_(3))水稻产量及其相关农艺学指标提高不明显,甚至个别指标出现下降趋势;综合推荐海相沉积物和河流冲积物水稻土施硅肥量为560 kg/hm^(2)(有效态SiO_(2)均为140 kg/hm^(2))为宜,砂页岩水稻土施硅肥量为750 kg/hm^(2)(有效态SiO_(2)为187 kg/hm^(2))为宜。因此,本研究揭示了海南岛典型水稻土施硅肥效应,为制定海南水稻土施硅肥标准以及水稻高效施硅技术的示范与推广提供科学基础。

关键词：海南岛典型水稻土硅肥施用量水稻产量水稻品质

拔节期喷施纳米锌对水稻产量、品质和籽粒锌含量的影响

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江苏农业学报 2024年第6期40卷 961-968页

作者：陈振玲王锐陈洁浦佳玲杨艳菊张洪程张海鹏江苏省作物栽培生理重点实验室/农业农村部长江流域稻作技术创新中心/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

针对稻米锌含量普遍较低的现状,本研究以南粳9108为材料,通过拔节期不同用量(0 kg/hm^(2)、0.2 kg/hm^(2)、0.4 kg/hm^(2)、0.6 kg/hm^(2)、0.8 kg/hm^(2)、1.0 kg/hm^(2))的纳米锌悬浊液叶面喷施试验,分析喷施纳米锌对水稻产量、品质... 详细信息

针对稻米锌含量普遍较低的现状,本研究以南粳9108为材料,通过拔节期不同用量(0 kg/hm^(2)、0.2 kg/hm^(2)、0.4 kg/hm^(2)、0.6 kg/hm^(2)、0.8 kg/hm^(2)、1.0 kg/hm^(2))的纳米锌悬浊液叶面喷施试验,分析喷施纳米锌对水稻产量、品质及籽粒锌含量的影响。结果表明,拔节期喷施高剂量(0.8~1.0 kg/hm^(2))的纳米锌悬浊液可显著提高水稻每穗粒数、结实率和千粒重;纳米锌施用量为1.0 kg/hm^(2)时,水稻较不施纳米锌处理(CK)增产3.9%,效果显著。与CK相比,拔节期喷施0.8~1.0 kg/hm^(2)纳米锌能显著提高稻米糙米率、精米率和整精米率,降低稻米垩白粒率和垩白度。施用纳米锌对稻米食味值、崩解值和回复值等存在正向影响,而对蛋白质含量和直链淀粉含量整体无显著影响。喷施纳米锌能够显著提高水稻籽粒锌含量,促进锌在可食用部位的富集,提高锌的生物利用率。因此,拔节期喷施0.8~1.0 kg/hm^(2)纳米锌悬浊液有利于提高水稻籽粒锌含量,实现水稻优质丰产。

关键词：纳米锌水稻产量稻米品质叶面喷施锌生物利用率