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长期绿肥还田对江西双季稻田系统生产力与抗逆性的影响研究

作　者: 王莉
导　师: 张卫建
学　校: 南京农业大学
专　业: 生态学
关键词: 绿肥还田稻田生产力抗逆性长期试验江西
分类号: S511.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

江西是我国南方典型的双季稻产区,在我国水稻生产中占有十分重要的地位。培肥是提高和保障作物产量的重要措施,但长期大量施用无机肥容易导致土壤退化、肥力下降及面源污染等问题。增加绿肥、厩肥、秸秆等有机肥料的投入不仅可以改善土壤结构、提高土壤有机质含量、保障作物高产稳产,而且可以减少无机肥的投入、降低环境污染的风险。因此,比较分析长期绿肥还田对双季稻田系统的生产力和抗逆性的影响,探讨双季稻田绿肥等有机肥的科学培肥方案,对促进我国南方双季稻田生产力提升和保障国家粮食安全具有重要的理论意义和实践价值。本研究以江西进贤红壤研究所28年(1981-2008年)长期肥料定位试验为基础,结合4年的养分耗竭试验研究,具体分析比较了无肥(CK)、常量绿肥(GM)、高量绿肥(2GM)、绿肥配施厩肥(G-F)、绿肥配施厩肥稻草(G-F-S)和化肥(NPK)6个不同培肥处理下的稻田生产力及其变化趋势、收获指数和肥料利用率之间的差异,研究了长期绿肥还田下稻田系统生产力变异系数和产量可持续指数等相关参数,并结合养分耗竭试验阶段生产力的下降速率和最终生产力情况分析,阐明了长期不同绿肥还田对江西双季稻田生产力和抗逆性的综合影响。本研究主要结果如下：1.长期不同绿肥还田措施下稻田系统的生产力均高于无肥处理,其中G-F和G-F-S处理的历年平均产量分别较CK处理增产64.8%和68.5%,其增产效果均比绿肥处理(GM、2GM)和NPK处理好,且差异显著。而长期绿肥培肥处理与NPK处理增产效果差异不大；NPK处理的氮、磷肥利用率明显高于G-F和G-F-S处理,但又比绿肥处理(GM.2GM)氏。NPK处理的全年产量和生物量年际波动比较小稳产性较好,但其历年的全年平均产量是呈下降趋势(-4.9 kg hm-2 y-1),而各绿肥肥培肥处理则呈上升趋势,且NPK处理的全年产量可持续性不如各绿肥培肥处理好。4年的耗竭试验表明,同等不施肥条件下,不同绿肥培肥处理的产量下降速率从小到大依次为GM< NPK< 2GM< G-F-S< G-F,从4年的耗竭试验结果分析得出,长期常量绿肥还田形成的稻田系统的耐瘠力最强,NPK处理次之。2.不同绿肥还田处理下,绿肥及其他有机肥的施用量并非越多越好,2GM处理其增产效果与GM处理差异不显著,二者稻田系统生产力的稳定性和可持续性也相当,但GM处理其产量递增趋势大于2GM处理,且长期常量绿肥培肥(GM)形成的稻田系统耐瘠能力也比2GM处理强,差异达显著水平,因此,绿肥还田配施化肥以适量为宜。而G-F和G-F-S处理的增产效果高于GM处理,其产量和生物量可持续性都比GM处理好,但G-F和G-F-S处理双季稻产量递增趋势并没有得到提高,其产量和生物量变异系数与绿肥培肥相当,而其稻田系统耐瘠力反而不如GM处理。3.适量绿肥与化肥合理配施,同样能达到维持水稻持续稳产高产的效果,GM处理不仅提高了水稻的氮磷钾肥利用率,还提升了稻田系统的生产力和抗逆性。同时,GM、2GM处理的增产效果与NPK处理无差异,但绿肥还田的N、P、K肥施用量却较NPK处理分别减少了90.0 kg hm-2、9.9 kg hm-2和72.0 kg hm-2。尽管G-F和G-F-S处理虽比GM处理增产效果,但相比之下,GM处理肥料的投入量减少了,肥料利用率大大提高了,这不仅节约了资源和生产成本,降低了环境污染的风险,还进一步达到改善生态环境、节能减排的良好效果。这也进一步证明了江西双季稻产区采用适量绿肥配施化肥是一条增收节支、节能减排的重要途径。

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摘要 6-8ABSTRACT 8-11第一章引言 11-21 1.1 研究背景与意义 11-12 1.2 国内外研究进展 12-18 1.2.1 长期不同培肥措施对稻田生产力的影响 12-14 1.2.2 长期不同培肥措施对稻田系统抗逆性的影响 14-17 1.2.3 绿肥还田对稻田系统的综合影响 17-18 1.3 研究内容与思路 18-21 1.3.1 研究目的 18 1.3.2 研究内容 18-19 1.3.3 研究方案 19-20 1.3.4 技术路线 20-21第二章材料与方法 21-25 2.1 试验地概况 21 2.2 试验设计 21-23 2.2.1 长期田间定位试验设计 21-22 2.2.2 养分耗竭试验设计 22-23 2.3 测定指标与方法 23-24 2.4 数据统计分析 24-25第三章结果与分析 25-43 3.1 长期绿肥还田对双季稻田生产力及其稳定性的影响 25-33 3.1.1 对双季稻田系统生产力变化趋势的影响 25-29 3.1.2 对双季稻田产量与生物量的影响 29-31 3.1.3 对双季稻田系统生产力稳定性的影响 31-33 3.2 长期绿肥还田对双季稻田耐瘠力的影响 33-37 3.2.1 对养分耗竭阶段生产力水平的影响 33-36 3.2.2 对养分耗竭阶段产量、生物量变化趋势的影响 36-37 3.3 长期绿肥还田对水稻氮素收获指数和肥料利用率的影响 37-43 3.3.1 长期绿肥还田对氮素收获指数的影响 37-38 3.3.2 长期绿肥还田对肥料利用率的影响 38-43第四章讨论 43-49 4.1 长期绿肥还田对双季稻田系统生产力的影响 43-44 4.2 长期绿肥还田对双季稻田系统生产力稳定性的影响 44-45 4.3 长期绿肥还田对双季稻田系统耐瘠力的影响 45-46 4.4 长期绿肥还田对双季稻田系统肥料利用率的影响 46-49第五章结论与展望 49-51 5.1 结论 49 5.2 存在的问题与展望 49-51参考文献 51-59致谢 59-61附:攻读硕士学位期间发表论文 61

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