论文部分内容阅读
硫和氯是作物生长发育所必需的营养元素,以SO42-、Cl-等有效形态被作物吸收,对水稻等作物的生长发育具有重要作用。然而,硫、氯元素常伴随化肥进入土壤,以至于很多研究者往往忽视这两种元素对作物的影响。由于水稻对硫、氯需要量相对较少,短期试验往往达不到研究的需要,本研究拟利用中国农业科学院祁阳红壤实验站在稻田开展了34年(1975~2009年)的长期定位试验,分析长期施肥33年后(2008年)0~20 cm耕层及20~100cm剖面土壤性质的变化,和施肥34年(2009年)后土壤-水稻养分吸收动态、水稻生长发育、产量和品质的变化,及稻田杂草对土壤养分含量的响应等方面内容,研究含硫与含氯化肥长期施用后对土壤肥力变化及水稻生长的影响,为评价含硫与含氯化肥对农业生态环境的长期影响、水稻土培育及合理施肥技术的发展具有重要的理论和实践价值。本文主要研究结果如下: 1)施用含硫与含氯化肥33年后,各处理0~20耕层土壤有机质、全氮、全磷、全钾相比基础土样含量都有一定的累积,有机质增加5.5~17.7%,全氮增加25.9~35.1%,全磷增加148.1~248.8%,全钾增加54.4~87.3%。其中SO42-处理土壤有机质含量显著高于Cl-处理。SO42-处理相比Cl-处理土壤容重降低,通气性较好;0~100cm土壤剖面中,SO42-处理土壤有效磷含量显著高于Cl-处理。 2)施用含硫化肥33年,SO42-处理和Cl-+SO42-处理的SO42--S含量分别比基础土增加高出75.7%、22.9%,由于硫的干湿沉降及灌溉水的带入等,Cl-处理土壤SO42--S含量无明显变化。施用含氯化肥33年后,Cl-处理土壤Cl-有一定累积,比基础土增加20.1%,SO42-处理则由于土壤淋失及作物带走等比基础土显著减少。SO42-和Cl-都是致酸离子,其在土壤中的累积会造成土壤的酸化,长期施用含硫化肥(尤其SO42-处理)更易造成耕层土壤酸度增加,pH下降。 3)施肥34年后,SO42-和Cl-+SO42-处理促进早、晚稻生育期间各部分(根、茎鞘、叶片和穗)对氮、磷、硫元素的吸收和累积。硫素向穗部的转移和累积有利于穗部含硫氨基酸的合成,提高了糙米粗蛋白的含量。施用含氯化肥促进了晚稻各部分对钾的吸收,及增加稻草对氯的吸收和累积。 4)施用34年后,相比Cl-处理,SO42-处理和Cl-+SO42-处理水稻分蘖数显著增加,有利于有效穗的形成,促进了水稻各部分干物质的累积,从而使产量增加。早稻SO42-处理和Cl-+SO42-处理分别比Cl-处理增产29.2%和29.0%;晚稻产量分别比Cl-处理增产16.8%和7.9%。 5)施肥34年后,Cl-处理土壤碱解氮含量较高,有利于鸭舌草等湿生杂草的生长,其杂草种类也多于SO42-处理和Cl-+SO42-处理;SO42-处理和Cl-+SO42-处理土壤及溶液中速效磷含量显著增加,致使稻田中浮萍大量生长,其生物量显著高于Cl-处理。