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黄泥田是我国南方广泛分布的一种低产水稻土,其具有土壤酸性强、有机质缺乏、速效养分含量低等特点,这使水稻产量长年维持在一个中低水平。在我国人口逐年增长与耕地面积不断减少的矛盾下,提高土地粮食单产,特别是挖掘中低产田的增产潜力变得尤为重要。本文以金衢盆地典型中低产黄泥田为研究对象,通过化肥与不同有机物料配施培肥效应对比、一次性基施新型缓/控释氮肥品种筛选以及不同栽培方法和施肥模式田间试验,开展以下三个方面的研究:(1)中低产黄泥田土壤肥力关键限制因子消减与地力提升机理;(2)不同稻作体系水稻产量和氮素利用效率协同提高实现途径;(3)不同栽培方法和氮肥管理模式下水稻生长发育过程和产量形成特征。取得的主要研究结果如下:1.与单施化肥相比,连续5年化肥与有机肥配施不仅显著提高了单季稻产量(6.6%～11.2%),还明显改善了土壤肥力状况,显著提高了土壤有机质、全氮和微生物量碳含量。其中化肥与牛粪配施效果最佳,5年平均产量最高(9.66 t hm-2),而且该条件下土壤有机质、全氮、有效磷和pH增幅最大,土壤容重较单施化肥处理明显降低。2.化肥与牛粪配施处理0-5 cm、5-10 cm和10-20 cm层土壤总有机碳(TOC)、高锰酸钾氧化有机碳(KMn04-C)和微生物量碳(MBC)均为最高。土壤碳库管理指数(CMI)、KMnO4-C和MBC适合作为敏感指示因子来评估耕层土壤碳库最初变化,而可溶性有机碳(DOC)不适合作为土壤质量变化的早期指示指标。施肥对于下层土壤颗粒态有机碳(POC)影响不明显。总体来讲,化肥与牛粪搭配施用是最有效提高中低产黄泥田土壤碳库的管理模式。3.与单施化肥相比,化肥与牛粪配施处理0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm和20-30 cm土层的土壤pH值分别显著提高0.23、0.16、0.29和0.27个pH单位(P<0.05)。化肥与菇渣、紫云英和秸秆配施方式的土壤pH提高不明显。牛粪长期施用可以提高各层土壤盐基离子含量,其中以Ca2+、Mg2+增加最为显著。目前每年120kg hm-2K2O投入量不能达到养分平衡,各处理土壤速效钾含量较试验前均有显著的降低。长期施用牛粪可以降低土壤中交换性酸和交换性Al3+含量。综上所述,化肥与牛粪配施是缓解黄泥田酸性的最佳施肥方式。4.Acidobacteria和Proteobacteria为黄泥田水稻土中微生物优势类群。土壤有机碳含量高低对土壤微生物群落多样性的影响最大。连续5年化肥与有机物料配施提高了土壤耕层有机碳含量,进而增加了土壤细菌物种数和群落多样性,其中以化肥与牛粪配施效果最为明显。此外,化肥与牛粪配施提高了Rhizobium相对丰度,可能改变了土壤氮素的生物地球化学过程。5.不同稻作体系下应采用不同的施肥模式。与农户传统分施尿素(PU 100%)相比,早、晚稻上一次性基施生化抑制尿素(NPU 100%)5年平均显著增产9.7%和9.5%,氮肥利用率显著提高10.3和8.8个百分点,而单季稻上两种施肥模式在产量和氮肥利用率上没有明显差异。早稻上一次性基施全量硫磺树脂双包膜尿素(SPCU)效果不明显,晚稻和单季稻上施用SPCU能显著增产和提高氮肥利用率。早、晚稻和单季稻上硫磺树脂双包膜尿素和普通尿素掺混后一次性基施均较农户传统分施尿素增产和提高氮肥利用率。6.在传统手栽和模拟机插两种栽培方式下,一次性基施控释BB肥四年平均籽粒产量较农户习惯施肥分别显著提高7.7%(9.9 vs.9.2 t hm-2)和5.2%(9.9 vs.9.5 t hm-2)(P<0.05)。在直播栽培方式下,平均四年产量一次性基施控释BB肥较农户习惯施肥减产3%(8.2 vs.8.5 t hm-2),这可能是由于控释BB肥养分释放不能够与直播稻养分吸收同步。平均两种氮肥管理方式,传统手栽和模拟机插方式较直播稻四年平均增产14.0%和16.1%(P<0.05)。这主要是由于移栽稻提高了水稻抽穗后叶片SPAD,叶面积指数(LAI)和叶面积持续期(LAD)。