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Effect of Organic Amendment Combined with Moderate Deep Ploughing on Productivity Improvement of Hilly Reclaimed Rice Field
WANGFeng, ZHUShijun, YINGHong, CHAIWeigang, DAIYaolu, YUANQing, JINShuquan
Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (9) : 91-98.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effect of Organic Amendment Combined with Moderate Deep Ploughing on Productivity Improvement of Hilly Reclaimed Rice Field
To solve the practical problems in the existing “non-grain” cultivated land improvement technology, such as high cost and poor regional suitability, a field experiment was carried out in the typical “non-grain” reclaimed rice field in the hilly area of eastern Zhejiang Province. The effects of different organic amendments and combinations (T1: biochar based fertilizer, T2: potassium fulvic acid, T3: organic fertilizer + biochar based fertilizer, T4: organic fertilizer + potassium fulvic acid), and tillage depth (D: deep tillage with 20 cm, S: shallow tillage with 15 cm) on topsoil properties, rice yield and economic benefits were analyzed. The results showed that the application of different organic amendments could significantly increase the yield of rice, among which T4 and T3 had the best effects, especially under the condition of deep ploughing. Compared with the conventional control (S-CK), they could increase the yield by 3.7 t/hm2 (48.8%) and 3.4 t/hm2 (44.5%) respectively, and the economic benefit reached 2391-3101 yuan/hm2 in the current season. Deep ploughing decreased soil pH by 0.2 units on average, but significantly increased soil organic matter (SOM), total nitrogen (TN), alkali-hydro nitrogen (AN), available phosphorus (AP) and cation exchange capacity (CEC). Among them, the SOM in D-T4 and D-T3 increased by 11.5% and 11.3%, respectively, compared with S-CK. The correlation analysis showed that rice yield was significantly positively correlated with agronomic characters (effective panicle, panicle length, spikelet per panicle and seed setting rate) and soil fertility indexes (SOM, TN, AN, AP, AK and CEC) (P<0.01). Therefore, the organic amendments combinations of organic fertilizer and biochar based fertilizer or potassium fulvic acid, with moderate mechanical deep ploughing, can simultaneously achieve tillage layer reconstruction and directional fertilizer cultivation, and promote soil improvement efficiency in reclamation area. This technology has great potential to be popularized in the “non-grain” reclaimed rice field in hilly areas.
“non-grain” cultivated land / tillage layer reconstruction / tillage depth / soil amendment / rice yield
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近年来,工商资本下乡、土地流转、种植结构调整导致我国耕地“非粮化”现象普遍,直接威胁“18亿亩耕地保护红线”和国家粮食安全。“非粮化”耕地大致分为耕层剥离型和耕层未剥离型两类,前者原有耕层破坏、犁底层缺失,后者可能存在酸化、盐渍化等障碍问题,二者均不同程度地降低土壤肥力,不利于粮食可持续生产。国内外学者针对退化土壤改良做了大量研究,包括客土换土、障碍因子消减、生物培肥等措施,然而针对“非粮化”土壤的整治尚无系统研究成果。本文利用国家统计年鉴数据,结合文献分析,对我国耕地“非粮化”现状及改良、复耕、培肥关键技术进行系统总结,并指出未来的发展方向。
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周成云, 郑铭洁, 章明奎, 等. 水田长期改建苗圃后土壤性状的变化研究[J]. 浙江农业科学, 2021, 62(6):1071-1075.
为了解在水田上改建苗圃对土壤质量的影响,在浙江省内同时采集了水田起源的不同类型苗圃表层土壤与剖面分层土壤,以长期种植水稻农田为对照(水田),分析土壤含水量、水稳定性团聚体、容重、饱和导水率、有机碳、微生物生物量碳、活性有机碳、有效磷、速效钾和pH等指标,探讨水田长期改用苗圃后对表层和深层土壤性状的影响。研究把苗圃分为加土型(加土种植,增加地面高度)、减土型(带土移苗,降低地面高度)和常规型(种植过程中地面高度无明显变化)3种情况。结果表明,水田改建苗圃后,表层土壤有机碳、微生物生物量碳、有效磷、速效钾和水稳定性团聚体含量普遍下降,活性有机碳/有机碳的比例也逐渐变低,土壤有机碳和水稳定性团聚体含量的下降以加土型和减土型更为明显。减土型和常规型苗圃的表层土壤饱和导水率明显低于水田,土壤容重却明显高于水田;常规型苗圃表层土壤酸度大于水田;加土型苗圃表层土壤砾石含量明显高于水田。对代表性常规型苗圃剖面土壤的鉴定表明,水田改为苗圃后,整个土壤剖面含水量呈现下降趋势,对丘陵区土壤(黄筋泥田)深层土壤含水量下降的影响大于对平原区土壤(青紫泥田和淡涂泥田)的影响;深层土壤有机碳和活性有机碳也呈下降趋势。水田长期改用苗圃可引起土壤质量的退化,对表层和深层土壤性状均有影响。
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“非粮化”生产是我国耕地利用的一种典型现象,中国作为全球人口第一大国,保证高而稳定的粮食产量对于我国粮食安全和可持续发展至关重要,“非粮化”整治是稳住我国粮食安全基本盘的重要措施。本文阐述了我国的“非粮化”现状和“非粮化”整治存在的问题。根据“非粮化”生产对耕地的破坏程度,从种养结合、绿色农业角度出发,探究畜禽粪肥在“非粮化”整治耕地质量恢复中的潜力,提出科学施用途径,展望畜禽粪肥在“非粮化”整治中的应用前景。
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为了深入了解耕作措施对稻田耕层土壤的作用效果，笔者在前人研究结果的基础上综述了免耕、翻耕等不同耕作方式对稻田土壤物理性质包括容重、孔隙度、团聚体、水分、温度，土壤化学性质如氮、磷、钾、有机质和微量元素含量以及土壤生物学特性包括微生物、酶活性的影响，分析了不同稻作措施的优缺点。最后对稻田耕层的合理调控提出因地制宜，依据当地的气候、土壤条件、栽培模式选择合理的耕作方式；合理轮耕，免耕、翻耕和旋耕交替运作；配施绿肥和有机肥；推行节水稻作模式等建议。
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胡心意, 傅庆林, 刘琛, 等. 秸秆还田和耕作深度对稻田耕层土壤的影响[J]. 浙江农业学报, 2018, 30(7):1202-1210.
为了解耕作深度与秸秆还田对稻田耕层土壤酶活性和微生物群落结构的影响,2016年同时在兰溪和金华两地开展油菜秸秆还田与不同耕作深度的稻作田间试验,探讨浅耕(耕深10~12 cm)无秸秆还田、浅耕油菜秸秆还田、深耕(耕深18~20 cm)无秸秆还田和深耕油菜秸秆还田等4个处理对土壤养分含量、土壤酶活性和土壤磷脂脂肪酸(PLFA)组成及土壤微生物群落结构的影响。结果表明,秸秆还田能增加土壤碱解氮和有效磷等含量,但耕深和秸秆还田对土壤pH、速效钾和有机质含量均无显著影响。秸秆还田可提高稻谷产量,而耕深对稻谷产量无明显影响。与浅耕无秸秆相比,深耕或秸秆还田可提高耕层土壤磷酸酶和β-葡糖苷酶的活性,但对生物多样性香农(Shannon)指数无显著影响。秸秆还田可提高土壤磷脂脂肪酸总含量、细菌PLFA含量和真菌PLFA含量,而增加耕深会降低土壤真菌PLFA含量。秸秆还田结合适宜的耕作深度可有效提高稻田土壤养分、酶活性和微生物生物量,改善土壤肥力,进而提高水稻产量。
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