近年來，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所肥料及施肥技術(shù)團(tuán)隊(duì)綠肥小組牽頭，在南方稻區(qū)研發(fā)提出豆科綠肥紫云英-稻草共同利用技術(shù)（圖1），為破解中晚稻草全量還田難題、實(shí)現(xiàn)稻田養(yǎng)分資源高效利用、推動(dòng)稻田清潔化生產(chǎn)提供了經(jīng)濟(jì)易行的解決方案。通過系統(tǒng)研究，在紫云英-稻草協(xié)同促進(jìn)水稻增產(chǎn)與土壤提質(zhì)、稻田養(yǎng)分資源高效利用、綠肥調(diào)控稻田土壤甲烷減排等效應(yīng)與作用機(jī)制上取得創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果分別在《Bioresource Technology》、《Soil & Tillage Research》、《Geoderma》、《European Journal of Soil Science》、《Crop Science》和《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》等國內(nèi)外知名期刊上發(fā)表。同時(shí)，基于該技術(shù)的后續(xù)研究還獲得2020年國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助。
圖1 紫云英-稻草共同利用技術(shù)模式田間表現(xiàn)
紫云英是我國南方稻區(qū)普遍種植的豆科綠肥，在稻田冬閑期種植紫云英，能夠充分利用光、水、熱等資源；同時(shí)利用其生物固氮作用增加土壤氮輸入，降低后茬作物氮肥投入，提高作物產(chǎn)量。稻草是來源廣泛的有機(jī)養(yǎng)分資源，隨著我國機(jī)械化水平的提高，稻草直接還田率持續(xù)增加。但稻草具有較高的C/N比，直接還田后，降解緩慢，往往導(dǎo)致土壤微生物對氮素的短暫固定，短期內(nèi)易引起植物缺氮，繼而影響作物生長。為此，綠肥小組結(jié)合南方稻區(qū)實(shí)際生產(chǎn)情況，創(chuàng)新提出了紫云英-水稻高留茬全量還田技術(shù)，研究明晰了該技術(shù)的綜合效應(yīng)、提出了該技術(shù)的作用機(jī)制。
研究表明，紫云英與稻草協(xié)同利用較單獨(dú)利用短期內(nèi)即可進(jìn)一步增加水稻產(chǎn)量、提高化肥利用率，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、土壤酶及微生物等指標(biāo)大幅改善，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化（Zhou et al., 2020, Soil & Tillage Research; Yang et al., 2019 , Crop Science; 周國朋等， 2017, 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)）；紫云英-稻草協(xié)同利用驅(qū)動(dòng)秸稈碳、氮協(xié)同釋放，促使秸稈殘?bào)w在腐解期間保持相對穩(wěn)定且較低的C/N比，同時(shí)提高參與秸稈腐解的相關(guān)酶活性和有關(guān)微生物群落豐度，促進(jìn)秸稈腐解及秸稈養(yǎng)分資源利用（Zhou et al., 2021, Bioresource Technology）；紫云英-稻草協(xié)同利用可通過降低稻田土壤中產(chǎn)甲烷古菌與甲烷氧化細(xì)菌群落豐度比（ mcrA / pmoA ）和提高Type I與Type II型甲烷氧化細(xì)菌群落豐度比來實(shí)現(xiàn)稻田土壤甲烷減排，提出了紫云英配合半量稻草還田的減排增效途徑（Zhou et al., 2020, Geoderma; Zhou et al., 2020, European Journal of Soil Science）。相關(guān)研究為我國南方稻田紫云英、稻草資源綜合利用和水稻清潔、輕簡化生產(chǎn)提供了新思路和技術(shù)支撐，為今后深入研究提供了新方向。
圖2 紫云英-稻草協(xié)同效應(yīng)與機(jī)制
論文連接：
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.124215
https://doi.org/10.1016/j.still.2019.104499
https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114071
https://doi.org/10.1111/ejss.12930
https://doi.org/10.2135/cropsci2018.07.0427
https://doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.23.020
地區(qū)：
魯公網(wǎng)安備 37060202000128號
