[1]陈鑫,刘勤,张刚.太湖地区不同轮作模式对土壤肥力和水稻产量的影响[J].江苏农业学报,2021,(04):874-883.[doi:doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2021.04.009]
　CHEN Xin,LIU Qin,ZHANG Gang.Effects of different crop rotation modes on soil fertility and rice yield in Taihu Region[J].,2021,(04):874-883.[doi:doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2021.04.009]
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太湖地区不同轮作模式对土壤肥力和水稻产量的影响()
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江苏农业学报[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]

卷:
期数:
2021年04期
页码:
874-883
栏目:
耕作栽培·资源环境
出版日期:
2021-08-28

文章信息/Info

Title:
Effects of different crop rotation modes on soil fertility and rice yield in Taihu Region
作者:
陈鑫1; 2; 3; 刘勤1; 3; 张刚1; 3
（1.中国科学院南京土壤研究所，江苏南京210008；2.中国科学院大学，北京100049；3.中国科学院常熟农业生态实验站，江苏苏州215555）
Author(s):
CHEN Xin1; 2; 3; LIU Qin1; 3; ZHANG Gang1; 3
（1.Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China；2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049, China；3.Changshu Agroecological Experimental Station, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215555, China）
关键词:
水旱轮作; 绿肥; 施氮水平; 土壤肥力; 水稻产量
Keywords:
upland crop-rice rotation; green manure; nitrogen application level; soil fertility; rice yield
分类号:
S511.047
DOI:
doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2021.04.009
文献标志码:
A
摘要:
为研究太湖流域长期不同轮作方式和施氮水平对稻田土壤肥力指标、水稻产量的影响，设置了轮作方式（休闲-水稻、小麦-水稻、紫云英-水稻、蚕豆-水稻）和施氮水平（0 kg/hm2、120 kg/hm2、180 kg/hm2、240 kg/hm2、300 kg/hm2）2因素。结果表明，与冬季休闲模式相比，绿肥作物轮作模式稳定了土壤pH，提高了土壤含水量和水稳性微团聚体含量，提高了土壤养分含量和微生物生物量氮含量；同时，施肥水平影响了土壤肥力水平，与绿肥作物轮作不施氮相比，适量施氮（120～240 kg/hm2）优化了土壤物理结构，促使养分含量提升，提高了微生物生物量氮含量。进行周年绿肥作物轮作后水稻产量获得一定提升，且在施氮量为120～180 kg/hm2时水稻产量较高。综上所述，绿肥作物轮作模式有效提高了土壤肥力，降低了最佳施氮量，并使水稻产量显著增加。为兼顾养分利用水平、土壤肥力及环境效益、经济效益，推荐将绿肥作物-水稻轮作模式下稻季施氮量降低至120 kg/hm2左右。
Abstract:
To study the effects of long-term different crop rotations and nitrogen application levels on soil fertility indices and rice yield in Taihu basin, two factors of crop rotation (winter fallow-rice rotation, winter wheat-rice rotation, Chinese milk vetch-rice rotation and broad bean-rice rotation) and nitrogen application level（0 kg/hm2, 120 kg/hm2, 180 kg/hm2, 240 kg/hm2, 300 kg/hm2）were settled. The results showed that, compared with winter fallow mode, green manure crop rotation mode could maintain soil pH, increase soil moisture and improve soil water-stable microaggregates content, while contents of soil nutrients and soil microbial biomass nitrogen was also improved. Meanwhile, soil fertility level was influenced by fertilization level, and compared with green manure crop rotation without nitrogen fertilizer, appropriate application of nitrogen fertilizer (120-240 kg/hm2) improved soil physical structure, thus promoted contents of nutrients and microbial biomass nitrogen. Compared with winter fallow mode, rice yield increased under the mode of successive green manure crop rotations, and rice yield was high under 120-180 kg/hm2 nitrogen applications. In summary, green manure crop rotation mode effectively improved soil fertility, decreased the appropriate nitrogen application and significantly increased rice yield. In consideration of balancing nutrient utilization level, soil fertility, environmental benefits and economic benefits, it is recommended to reduce nitrogen application in paddy fields to 120 kg/hm2 under green manure crop-rice rotation mode.

参考文献/References:

[1］QIAO J, YANG L Z, YAN T M, et al. Nitrogen fertilizer reduction in rice production for two consecutive years in the Taihu Lake area[J］. Agriculture Ecosystems & Environment, 2012,146（1）: 103-112.
[2］王德建，林静慧，孙瑞娟，等. 太湖地区稻麦高产的氮肥适宜用量及其对地下水的影响[J］.土壤学报，2003，40（3）:426-432.
[3］钱晨晨，黄国勤，赵其国. 中国轮作休耕制度的应用进展[J］.农学学报，2017，7（3）:37-41.
[4］CREWS T E, PEOPLES M B. Legume versus fertilizer sources of nitrogen: ecological tradeoffs and human needs[J］. Agriculture Ecosystems & Environment,2004,102（3）:279-297.
[5］袁嫚嫚，刘勤，张少磊，等. 太湖地区稻田绿肥固氮量及绿肥还田对水稻产量和稻田土壤氮素特征的影响[J］.土壤学报，2011，48（4）:797-803.
[6］胡安永，刘勤，孙星，等. 太湖地区不同轮作模式下的稻田氮素平衡研究[J］.中国生态农业学报，2014，22（5）:509-515.
[7］高菊生，曹卫东，李本荣，等. 充分利用冬闲稻田大力发展绿肥生产[J］.耕作与栽培，2009（2）:1-2,12.
[8］杨旭燕，何玲，何文寿. 绿肥油菜翻压还田对土壤肥力及玉米产量的影响试验[J］.吉林农业，2019（3）:56-57.
[9］黄涛，汪辰卉，徐力斌，等. 紫云英连续两年还田对水稻产量及土壤肥力的影响[J］.上海农业科技，2016（1）:103-104,139.
[10］CAI S Y, PITTELKOW C M, ZHAO X, et al. Winter legume-rice rotations can reduce nitrogen pollution and carbon footprint while maintaining net ecosystem economic benefits[J］. Journal of Cleaner Production,2018,195:289-300.
[11］刘金山，戴健，刘洋，等. 过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响[J］.植物营养与肥料学报，2015，21（1）:112-120.
[12］乔俊，颜廷梅，薛峰，等. 太湖地区稻田不同轮作制度下的氮肥减量研究[J］.中国生态农业学报，2011，19（1）:24-31.
[13］HE H B, LI W X, ZHANG Y W, et al. Effects of Italian ryegrass residues as green manure on soil properties and bacterial communities under an Italian ryegrass （Lolium multiflorum L.）-rice （Oryza sativa L.） rotation[J］. Soil & Tillage Research,2020,196: 104487.
[14］SHARMA P, LAOR Y, RAVIV M, et al. Green manure as part of organic management cycle: effects on changes in organic matter characteristics across the soil profile[J］. Geoderma,2017,305:197-207.
[15］高菊生，黄晶，杨志长，等. 绿肥和稻草联合还田提高土壤有机质含量并稳定氮素供应[J］.植物营养与肥料学报，2020，26（3）:472-480.
[16］钱晨晨，王淑彬，杨滨娟，等. 紫云英与氮肥配施对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响[J］.中国生态农业学报，2017，25（4）: 563-571.
[17］TEJADA M, GONZALEZ J L, GARCIA-MARTINEZ A M, et al. Effects of different green manures on soil biological properties and maize yield[J］. Bioresource Technology,2008,99（6）:1758-1767.
[18］牛小霞，牛俊义. 不同轮作制度对定西地区农田杂草群落的影响[J］.干旱地区农业研究，2017，35（4）:223-229.
[19］鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M］.北京:中国农业科技出版社，2000.
[20］BROOKES P C, LANDMAN A, PRUDEN G, et al. Chloroform fumigation and the release of soil-nitrogen - a rapid direct extraction method to measure microbial biomass nitrogen in soil[J］. Soil Biology & Biochemistry, 1985,17（6）:837-842.
[21］高嵩涓，曹卫东，白金顺，等. 长期冬种绿肥改变红壤稻田土壤微生物生物量特性[J］.土壤学报，2015，52（4）:902-910.
[22］夏永秋，颜晓元. 太湖地区麦季协调农学、环境和经济效益的推荐施肥量[J］.土壤学报，2011，48（6）:1210-1218.
[23］HU A Y, TANG T T, LIU Q. Nitrogen use efficiency in different rice-based rotations in southern China[J］. Nutrient Cycling in Agroecosystems,2018,112（1）:75-86.
[24］严奉君，孙永健，马均，等. 秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响[J］.植物营养与肥料学报，2015，21（1）:23-35.
[25］廖育林，鲁艳红，谢坚，等. 紫云英配施控释氮肥对早稻产量及氮素吸收利用的影响[J］.水土保持学报，2015，29（3）:190-195,201.
[26］刘小粉，刘春增，潘兹亮，等. 施用绿肥条件下减施化肥对土壤养分及持水供水能力的影响[J］.中国土壤与肥料，2017（3）:75-79.
[27］谢志煌，李彦生，于镇华，等. 秸秆还田与作物氮素利用关系研究[J］.土壤与作物，2016，5（4）:261-268.
[28］张霞，张育林，刘丹，等. 种植方式和耕作措施对土壤结构与水分利用效率的影响[J］.农业机械学报，2019，50（3）:250-261.
[29］赵士诚，曹彩云，李科江，等. 长期秸秆还田对华北潮土肥力、氮库组分及作物产量的影响[J］.植物营养与肥料学报，2014，20（6）:1441-1449.
[30］张永春，汪吉东，沈明星，等. 长期不同施肥对太湖地区典型土壤酸化的影响[J］.土壤学报，2010，47（3）:465-472.
[31］张亦涛，刘宏斌，王洪媛，等. 农田施氮对水质和氮素流失的影响[J］.生态学报，2016，36（20）:6664-6676.
[32］杨丽娟，李天来，周崇峻. 塑料大棚内长期施肥对菜田土壤磷素组成及其含量影响[J］.水土保持学报，2009，23（5）:205-208.
[33］王伟妮，鲁剑巍，何予卿，等. 氮、磷、钾肥对水稻产量、品质及养分吸收利用的影响[J］.中国水稻科学，2011，25（6）:645-653.
[34]王昂，戴丹超，马旭洲，等. 稻蟹共作模式对土壤微生物量氮和酶活性的影响[J].江苏农业学报，2019，35(1):76-84.
[35]张琳瑶，杜祥运，刘大翔，等. 不同修复模式边坡土壤微生物量季节动态——以向家坝工程扰动区为例[J]．江苏农业科学，2019，47(13)：320-324.
[36]陈浩，魏立本，王亚麟，等. 烤烟不同种植施肥模式对土壤养分、酶活性及细菌多样性的影响[J].南方农业学报，2019, 50(5):982-989.
[37]魏猛，唐忠厚，张爱君，等.长期不同施肥对潮土微生物量碳、氮的影响[J]. 江苏农业科学，2020，48(22）：307-310.
[38］RAHEEM A. 绿肥还田对双季稻系统温室气体排放及其相关土壤微生物的影响[D］.北京:中国农业科学院，2020.
[39］刘威. 冬种绿肥和稻草还田对水稻生长、土壤性质及周年温室气体排放影响的研究[D］.武汉:华中农业大学，2015.

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[1]田伟,胡金霞,李刚,等.耕作方式与绿肥种植对玉米产量和土壤质量的影响[J].江苏农业学报,2017,(06):1272.[doi:doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2017.06.011]
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[2]王琳,管永祥,陈震,等.不同种类绿肥养分积累比较及其对水稻产量的影响[J].江苏农业学报,2020,(05):1139.[doi:doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2020.05.010]
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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2020-12-17基金项目：国家重点研发计划（2017YFD0200604）；国家自然科学基金（31400464）作者简介：陈鑫（1995-），男，浙江绍兴人，硕士研究生，主要从事土壤养分及土壤微生物变异等相关研究。（E-mail）chenxin@issas.ac.cn通讯作者：刘勤，（E-mail）qliu@issas.ac.cn
更新日期/Last Update: 2021-09-06