低产水稻土改良与管理——理论·方法·技术

图书标准信息

• 作者 周卫 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2014-12
• 版次 01
• ISBN 9787030425317
• 定价 148.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 其他
• 页数 368页
• 字数 524千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 农业重大科学研究成果专著

【内容简介】

该书是公益性农业行业科研专项"南方低产水稻土改良技术研究与示范（2010-2014）"，以及国家水稻产业技术体系土壤培肥岗位专家项目的研究成果。以黄泥田、白土、潜育化水稻土、反酸田、冷泥田等五大类型低产水稻土的改良与产量提升为研究对象，重点阐述了五大类型低产水稻土的养分特征、障碍因素与质量评价方法，从土壤肥力、有机碳组分、土壤酶、土壤微生物多样性等方面研究了低产水稻土改良的有机熟化、厚沃耕层、排水氧化、酸性消减、厢垄除障等途径，从秸秆还田、推荐施肥、缓释肥料、抗逆品种、群体控制等方面论述了低产水稻土产量提升的理论与技术；综合以上研究，提出了低产水稻土改良与产量提升的专有技术、技术模式及规程。本书可供农学、土壤学、植物营养学、肥料学、环境与生态学领域的科研和教学工作者、学生、研究生、农技推广人员以及相关管理部门工作人员阅读和参考。

【作者简介】

第1 章 总 论水稻土是我国粮食生产的一类重要土壤资源?因环境条件不良或土壤自身存在障碍因素，我国约有1.15 亿亩①低产水稻土，占全国水稻土总面积的32%(NY/T 309，1996;中国农业统计年鉴编委会，2012)?低产水稻土增产潜力巨大，若将现有1 亿亩的低产水稻土亩产由平均300~400kg 增加到400~500kg，则能够新增100 亿kg 粮食，对保障我国新增500 亿kg 粮食目标的实现意义重大?低产水稻土障碍因素有粘?沙?瘠?冷?毒和酸等，主要低产水稻土类型包括:①华中双季稻区黄泥田?该类土壤熟化程度不高，土质粘重或粉沙粒含量高，缺乏有机质，酸性大，易板结，透水性差?②华中单季稻区白土?该类土壤漂洗严重，养分贫瘠，粘粒含量少，粗粉沙含量高，易淀浆板结，保肥供肥性差?③沿湖稻区潜育化水稻土?该类土壤深水久灌，经常处于还原状态，通气性差，供肥缓慢，秧苗易发僵或坐蔸，产量比正常水稻产量低一半以上?④华南稻区反酸田?该类土壤酸度高，还原性毒物多，土质粘，耕性差，磷缺乏?⑤西南梯田稻作区冷泥田?该类土壤水多渍害?土壤质地粘重，通气性差，干旱季节漏水漏肥，春季土温低?以上障碍因素是水稻产量进一步提升的瓶颈，低产水稻土改良与培肥研究迫在眉睫?为此，在公益性行业(农业)科研专项“南方低产水稻土改良技术研究与示范”和国家水稻产业技术体系的支持下，围绕4 方面的内容开展了研究:①低产水稻土资源管理和质量评价技术，包括低产水稻土分布特征?土壤养分的空间变异?五大类低产水稻土障碍因素与质量评价;②低产水稻土改良共性关键技术，包括黄泥田改良的有机熟化技术?白土改良的厚沃耕层技术?潜育化水稻土改良的排水氧化技术?反酸田改良的酸性消减技术?冷泥田改良的厢垄除障技术，以及低产水稻土改良制剂研究;③低产水稻土产量提升关键技术，包括秸秆还田技术?推荐施肥技术?缓释肥料技术?抗逆品种应用及群体控制技术等;④低产水稻土改良与产量提升技术集成与示范，包括低产水稻土改良专有技术?技术模式和技术规程研究，以及在华中双季稻区黄泥田?华中单季稻区白土?沿湖稻区潜育化水稻土?华南稻区反酸田?西南梯田稻区冷泥田改良与产量提升的集成示范?通过研究，构建一整套适合我国不同稻区特点的低产水稻土的土壤改良与水稻产量提升的核心技术体系与配套技术模式，全面提升我国亿亩低产水稻土综合生产能力，为低产水稻土改良与产量提升提供理论基础与技术途径?1.1 低产水稻土养分特征与质量评价水稻土是我国南方最主要的耕作土壤类型，面积大，分布广，其中高?中?低产水低产水稻土改良与管理 理论?方法?技术稻土分别占水稻土壤总面积的10%?58%和32%?广西?广东?江西?福建?海南及云南是我国南方低产水稻土的主要分布区，除重庆及江苏外，浙江?湖北?湖南?贵州?四川?安徽等省均有少部分低产水稻土分布?我国南方低产水稻土总面积为7 662 980hm2(约1.15 亿亩，2010 年农业部数据)，主要涉及406 个区(县)?其中，黄泥田?白土?潜育化水稻土?反酸田和冷泥田五大低产类型水稻土面积分别约为 42.46 万 hm2?6.67 万hm2?326.66 万hm2?6.34 万hm2 和66.47 万hm2?其他低产水稻土类型主要有:沉砂田?胶泥田?渗育型水稻土?砂漏田?石灰泥田?淹育型水稻土?矿毒田等，面积分别为101.8 万hm2?52.6 万hm2?49 万hm2?32.5 万hm2?17.7 万hm2?7.5 万hm2 和0.14 万hm2?我国南方水稻土养分总体特征为有机质和全氮含量高;碱解氮和有效锌明显高于临界水平;土壤pH 整体表现为下降趋势，尤其是东南稻区土壤酸化明显;西南稻区大面积为低磷区域(10mg/kg);速效钾?阳离子交换量(CEC)和有效硅均表现为东南低?西南高，东南稻区水稻土缺钾明显，有效硅含量偏低(Liu et al.，2014a)?黄泥田土壤质量评价的最小数据集包括全氮?速效钾?有效硅?微生物量碳和丛枝菌根真菌(AMF)?整个黄泥田研究区域，土壤速效磷?有效硅和有效锌均表现为盈余，速效钾则表现为亏缺?较低水平的有机质?速效钾?有效硅及耕性不良是低产黄泥田的主要产量限制因子(Liu et al.，2014b)?白土质量评价的最小数据集包括脱氢酶?全氮?pH?有机质和 AMF?整个白土研究区域，土壤速效磷?有效硅和有效锌含量均表现为盈余，土壤速效钾则表现为亏缺?较浅耕层(小于 12cm)及较低水平有机质?全氮?速效钾是低产白土主要产量限制因子(Liu et al.，2014c)?潜育化水稻土质量评价的最小数据集包括全氮?速效钾?微生物量碳?β-葡糖苷酶?总细菌和 AMF?整个潜育化水稻土研究区域，土壤碱解氮和速效磷表现为盈余，速效钾则表现为亏缺?较高Fe2+?Mn2+?S2–含量，以及较低水平速效钾和微生物活性是低产潜育化水稻土的主要产量限制因子?反酸田土壤质量评价的最小数据集包括微生物量碳?有效锌?pH?有效硅和全氮?整个反酸田研究区域，土壤速效磷和有效锌均表现为盈余，土壤速效钾和有效硅则表现为亏缺?较高硫含量(0.2%~3%)?较低的pH，以及较低的有效硅是低产反酸田的主要障碍因素?较低水平的pH?有效硅?全氮和微生物量碳被认为是低产反酸田的主要产量限制因子(Liu et al.，2014d)?冷泥田质量评价的最小数据集包括全氮?总细菌?磷酸酶?速效磷和 AMF?整个冷泥田研究区域，碱解氮?有效硅和有效锌表现为盈余，速效磷则表现为严重亏缺?较高Fe2+?Mn2+含量，较低土温，较低水平的有效养分是低产冷泥田的主要产量限制因子?第1 章 总 论 ?3?1.2 低产水稻土改良理论与技术1.2.1 黄泥田改良的有机熟化理论与技术通过研究绿肥?畜禽粪肥(猪粪)?秸秆等碳量的有机肥对湖北黄泥田水稻产量?土壤肥力?土壤有机碳组分?土壤酶活性及土壤微生物多样性的影响，发现配施猪粪和秸秆处理明显增加了土壤团聚体的稳定性，显著提高了土壤总有机碳含量，而绿肥和猪粪处理显著提高了土壤中可溶性有机碳含量?施用有机肥土壤重组有机碳由松结合态向稳结合态和紧结合态转化，其显著降低了松结合态有机碳比例，提高了稳结合态有机碳比例，各处理中以猪粪处理紧结合态有机碳含量最高?有机肥处理不同程度地提高了富里酸碳?胡敏酸碳及残留在土壤中的胡敏素碳含量，以及胡敏酸和富里酸的比值?猪粪处理显著提高了硫酸酯酶?脲酶和β-纤维二糖苷酶活性，绿肥处理显著提高了脲酶和硫酸酯酶活性，秸秆处理显著提高了 α-葡糖苷酶活性?绿肥和猪粪处理，土壤真菌含量增加，细菌/真菌下降，土壤放线菌含量下降?主成分分析表明，施用绿肥和猪粪对黄泥田微生物群落结构的影响类似?聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)结果显示，黄泥田土壤优势细菌为变形细菌属的鞘氨醇单胞菌，真菌的优势菌群为长孢被孢霉真菌和踝节菌属真菌;施用化肥使细菌和真菌多样性降低;施用绿肥和秸秆降低了细菌的多样性，但是有利于提高真菌的多样性?施用有机肥增产显著，其中猪粪处理产量增加效果最好，其次为绿肥和秸秆?1.2.2 白土改良的厚沃耕层理论与技术通过研究深耕结合施用等碳量的有机肥?畜禽粪肥?秸秆?绿肥对安徽白土水稻产量?土壤肥力?土壤有机碳组分?土壤酶活性及土壤微生物多样性的影响，发现与浅10cm比较，深耕20cm 提高了5~2mm?2~1mm?1~0.5mm 粒级团聚体所占比例，显著提高了白土有机碳?无机氮?速效磷?水溶性碳?富里酸碳含量及松结合态有机碳?紧结合态有机碳含量?连续3 年深耕显著提高了白土磷酸酶?硫酸酯酶?β-纤维二糖苷酶?β-木糖苷酶?α-葡糖苷酶和酚氧化酶活性?深耕下白土磷脂脂肪酸(PLFA)总量?真菌数量?放线菌数量及真菌/细菌提高，改善了微生物的生存环境，提高了白土的生态缓冲能力?与深耕配施化肥相比，深耕配施有机肥降低了>5mm 粒径团聚体所占的比例，提高了小粒径团聚体所占的比例?畜禽粪肥和秸秆处理显著提高了土壤pH?配施3 种有机肥，土壤有机碳?铵态氮?速效磷?速效钾?CEC 均有提高，其中，畜禽粪肥处理显著提高了白土速效磷含量，秸秆处理显著提高了白土速效钾含量?配施3 种有机肥，土壤腐殖质含量?水溶性碳?胡敏酸碳?松结合态有机碳含量?胡敏酸/富里酸(HA/FA)均有所提高;秸秆处理显著降低了富里酸碳含量，并显著提高了HA/FA 和土壤稳结合态有机碳所占比例，提高了土壤有机碳的活化度?3 种有机肥均可以显著提高β-葡糖苷酶及脲酶活性;畜禽粪肥处理显著提高了白土β-纤维二糖苷酶?α-葡糖苷酶?氨基肽酶和过氧化物酶活性;秸秆处理显著提高了几丁质酶?β-木糖苷酶?α-葡糖苷酶的活性;绿肥?4? 低产水稻土改良与管理 理论?方法?技术处理显著提高了磷酸酶?硫酸酯酶?β-纤维二糖苷酶?酚氧化酶和过氧化物酶活性?3 种有机肥处理，白土微生物量碳?微生物量氮均有不同程度的提高，畜禽粪肥处理显著提高了微生物量碳含量?畜禽粪肥和秸秆处理显著提高了白土PLFA 总量?主成分分析显示，绿肥处理中分布更多的不饱和脂肪酸多为革兰氏阴性菌和真菌的标记脂肪酸，秸秆处理中分布更多的羟基化脂肪酸多为好氧菌的标记脂肪酸，有机肥的处理中土壤微生物群落更为丰富?PCR-DGGE 结果显示，白土改良措施对土壤真菌群落结构影响大于细菌群落，秸秆处理下真菌群落变化最大，畜禽粪肥处理对细菌群落影响较大?深耕及配施有机肥处理，白土真菌多样性指数均有所提高，白土细菌的优势菌群分别为嗜碱节细菌属?酸杆菌门?硝化螺菌科?节杆菌属?梭状芽胞杆菌属?深耕及配施畜禽粪肥?秸秆?绿肥，增产显著(吴萍萍等，2014)?1.2.3 潜育化水稻土改良的排水氧化理论与技术通过研究工程排水和无工程排水条件下，持续淹水?垄作?湿润灌溉和冬季晒垡对江西潜育化水稻土水稻产量?土壤肥力?土壤有机碳组分?土壤酶活性及土壤微生物多样性的影响，发现与无工程排水处理相比，工程排水条件下各处理提高了大粒径团聚体所占比例和团聚体的稳定性，显著降低了土壤还原物质总量及Fe2+?Mn2+含量，并显著提高了土壤全氮?速效磷和速效钾含量及磷酸酶?β-葡糖苷酶?β-纤维二糖苷酶?β-木糖苷酶?α-葡糖苷酶和亮氨酸氨肽酶活性?除持续淹水处理外，工程排水条件下各处理，细菌?放线菌含量均显著增加;持续淹水?垄作?湿润灌溉处理的土壤酶活性较高?微生物群落结构类似，显著不同于冬季晒垡处理?工程排水+垄作处理对提高潜育化稻田氧化还原电位(Eh)的作用更为明显，土壤总有机碳?水溶性碳?胡敏素碳?速效磷?速效钾含量较其他3 个处理均显著增加，富里酸碳含量略有降低;冬季晒垡?湿润灌溉处理的速效磷?速效钾含量较持续淹水处理也显著增加?无工程排水+垄作处理，总有机碳?速效磷含量?速效钾含量?水溶性碳含量和胡敏素碳含量均显著高于持续淹水处理?无论是在工程排水条件下还是在无工程排水条件下，垄作处理都更有利于大粒径团聚体的形成，土壤还原物质总量较其他3 个处理均显著降低，并且Fe2+?Mn2+含量较持续淹水处理均明显降低;垄作处理下HA/FA 最大，土壤腐殖化程度增强;湿润灌溉和冬季晒垡均有降低G+/G–的趋势?同时，β-葡糖苷酶?β-纤维二糖苷酶?乙酰氨基葡糖苷酶?β-木糖苷酶?α-葡糖苷酶和亮氨酸氨肽酶活性在工程排水+冬季晒垡处理下显著低于其他3个处理;上述胞外酶在无工程排水+湿润灌溉处理下具有较高的活性，其他 3 个处理差异较小?PCR-DGGE 结果显示，真菌群落结构在工程排水和无工程排水之间差异较为明显，而细菌在工程排水和无工程排水之间差异较小;工程排水处理下土壤细菌Shannon多样性指数增加，真菌Shannon 多样性指数降低?工程排水+垄作处理显著增加了尾柄孢壳属真菌数量?相关性分析表明，土壤Eh 与总有机碳?水溶性碳?胡敏酸碳及HA/FA呈显著正相关，与富里酸碳及土壤还原物质总量呈显著负相关?冗余分析表明，土壤总氮?有机碳?水

【目录】

《低产水稻土改良与管理：理论·方法·技术》系统总结了公益性行业(农业)科研专项“南方低产水稻土改良技术研究与示范”(2010～2014)、国家水稻产业技术体系稻田培肥岗位，以及中国农业科学院科技创新程项目的研究成果。以黄泥田、白土、潜育化水稻土、反酸田、冷泥田五大类低产水稻土的改良与产量提升为研究目标，重点阐述了五大类低产水稻土的养分特征、障碍因素与质量评价方法，从土壤肥力、有机碳组分、土壤酶活性、土壤微生物多样性等方面论述了低产水稻土改良的有机熟化、厚沃耕层、排水氧化、酸性消减、厢垄除障等的理论与技术，从秸秆还田、推荐施肥、缓释肥料、抗逆品种、群体控制等方面阐明了低产水稻土产量提升的理论基础与技术途径；综合前人及以上研究，提出了低产水稻土改良与产量提升的专有技术、技术模式及技术规范。