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典型稻作區土壤肥力時空變化與提升原理 版權信息
- ISBN：9787030707925
- 條形碼：9787030707925 ; 978-7-03-070792-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
典型稻作區土壤肥力時空變化與提升原理 本書特色
適讀人群 ：土壤學、農學、生態學、環境科學等領域的科技工作者和高校師生，各級農業部門該書針對不同稻作區提出了相應的培肥技術模式，對于不同稻作區土壤可持續培肥和管理具有重要的指導意義。
典型稻作區土壤肥力時空變化與提升原理 內容簡介
本書主要針對我國典型稻作區農田土壤肥力與生產力協同關系缺乏系統研究的突出問題，基于各稻區長期定位試驗和典型區域的調查數據，由點到面，開展稻田土壤肥力時空變化和有關肥力提升原理的研究。全節系統歸納了我國典型稻作區水稻土的肥力特征和內涵，重點從施肥和耕作的角度介紹了我國典型稻作區水稻土的肥力時空演變規律，并結合土壤有機質、氮磷鉀和微生物等土壤肥力指標變化及土壤綜合肥力評價方法等方面深入分析稻田肥力提升的原理，針對不同稻作區提出了相應的培肥技術模式，對于不同稻作區土壤可持續培肥和管理具有重要的指導意義。 本書可供土壤學、農學、生態學、環境科學等領域的科技工作者和高校師生參考，也可供各級農業部門參考。
典型稻作區土壤肥力時空變化與提升原理 目錄
目錄
**章 高產稻田及土壤肥力評價進展 1
**節 高產稻田的分布與特征 1
第二節 稻田土壤肥力評價指標和評價方法進展 8
第三節 高產稻田培肥耕作的主要措施 15
參考文獻 20
第二章 典型稻作區稻田土壤肥力空間變化特征 28
**節 西南水旱輪作稻區土壤肥力空間變化特征 28
第二節 長江中游雙季稻區土壤肥力空間變化特征 40
第三節 長江中下游雙季稻區土壤肥力空間變化特征 59
第四節 長江中下游水旱輪作稻區土壤肥力空間變化特征 78
第五節 北方（東北）一熟稻區土壤肥力空間變化特征 90
第六節 中國典型稻區土壤肥力空間變化特征 107
參考文獻 116
第三章 典型稻作區稻田土壤肥力時間演變與評價 120
**節 西南水旱輪作稻區土壤肥力時間演變與評價 120
第二節 長江中游雙季稻區土壤肥力時間演變與評價 147
第三節 長江中下游雙季稻區土壤肥力時間演變與評價 165
第四節 長江中下游水旱輪作稻區土壤肥力時間演變與評價 188
第五節 長江中下游單季稻區土壤肥力時間演變與評價 190
第六節 北方（東北）一熟稻區土壤肥力時間演變與評價 198
第七節 中國典型稻區土壤肥力時間演變 211
參考文獻 221
第四章 高產稻田土壤肥力提升原理 226
**節 西南水旱輪作區土壤磷素組分與平衡 226
第二節 雙季稻田的土壤基礎地力變化 234
第三節 雙季稻田土壤微生物量碳氮變化特征 242
第四節 秸稈還田下施氮調節碳氮比對土壤氮素和有機質的影響 245
第五節 真菌在土壤團聚體粒徑中的分布和對不同耕作方式的響應 252
第六節 長期施肥下水稻土磷素組分與土壤化學性質的關系 259
第七節 長期施肥下水稻土碳、氮、磷化學計量比驅動不同磷形態轉化 266
第八節 雙季稻田長期施用有機肥對土壤細菌群落結構的影響 278
參考文獻 282
第五章 高產稻田土壤肥力可持續管理 292
**節 主要稻區土壤肥力時空變化驅動因子 292
第二節 高產稻田土壤肥力可持續管理途徑 296
第三節 基于肥力評價的土壤培肥耕作技術 298
參考文獻 305
**章 高產稻田及土壤肥力評價進展 1
**節 高產稻田的分布與特征 1
第二節 稻田土壤肥力評價指標和評價方法進展 8
第三節 高產稻田培肥耕作的主要措施 15
參考文獻 20
第二章 典型稻作區稻田土壤肥力空間變化特征 28
**節 西南水旱輪作稻區土壤肥力空間變化特征 28
第二節 長江中游雙季稻區土壤肥力空間變化特征 40
第三節 長江中下游雙季稻區土壤肥力空間變化特征 59
第四節 長江中下游水旱輪作稻區土壤肥力空間變化特征 78
第五節 北方（東北）一熟稻區土壤肥力空間變化特征 90
第六節 中國典型稻區土壤肥力空間變化特征 107
參考文獻 116
第三章 典型稻作區稻田土壤肥力時間演變與評價 120
**節 西南水旱輪作稻區土壤肥力時間演變與評價 120
第二節 長江中游雙季稻區土壤肥力時間演變與評價 147
第三節 長江中下游雙季稻區土壤肥力時間演變與評價 165
第四節 長江中下游水旱輪作稻區土壤肥力時間演變與評價 188
第五節 長江中下游單季稻區土壤肥力時間演變與評價 190
第六節 北方（東北）一熟稻區土壤肥力時間演變與評價 198
第七節 中國典型稻區土壤肥力時間演變 211
參考文獻 221
第四章 高產稻田土壤肥力提升原理 226
**節 西南水旱輪作區土壤磷素組分與平衡 226
第二節 雙季稻田的土壤基礎地力變化 234
第三節 雙季稻田土壤微生物量碳氮變化特征 242
第四節 秸稈還田下施氮調節碳氮比對土壤氮素和有機質的影響 245
第五節 真菌在土壤團聚體粒徑中的分布和對不同耕作方式的響應 252
第六節 長期施肥下水稻土磷素組分與土壤化學性質的關系 259
第七節 長期施肥下水稻土碳、氮、磷化學計量比驅動不同磷形態轉化 266
第八節 雙季稻田長期施用有機肥對土壤細菌群落結構的影響 278
參考文獻 282
第五章 高產稻田土壤肥力可持續管理 292
**節 主要稻區土壤肥力時空變化驅動因子 292
第二節 高產稻田土壤肥力可持續管理途徑 296
第三節 基于肥力評價的土壤培肥耕作技術 298
參考文獻 305
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典型稻作區土壤肥力時空變化與提升原理 節選
**章 高產稻田及土壤肥力評價進展 “民以食為天，國以糧為本”，中國是世界上人口*多的發展中國家，始終對糧食安全問題給予高度關注。中國如何在其有限的土壤資源上生產足夠的食物，一直是世界關注的熱點問題之一。要以占世界不足 10%的耕地養活占世界 24%的人口始終是我國土壤及農業科學工作者面臨的挑戰。提高單產是解決糧食安全問題的唯一途徑，但作物高產的前提條件必須是種植超高產品種的土壤具有提供實現目標產量所必需的營養和水分等物質基礎。因此，開展提供土壤肥力質量和土地生產力的研究，為優質超高產新品種提供適宜的土壤條件是現代土壤學研究的*要任務（曹志洪和周健民等，2008）。 **節 高產稻田的分布與特征 一、高產稻田的概念和特點 水稻是中國主要糧食作物之一，據統計， 2016年中國水稻播種面積 3.02×107 hm2，僅次于印度。 2008年中國水稻總產量達 2.07×l08 t，占世界總產量的 28%，居世界之*（FAO，2009；中華人民共和國國家統計局， 2017）。同時，水稻土是我國糧食生產的一類重要土壤類型，面積大，分布廣，高、中、低產水稻土分別占土壤總面積的 10%、58%和 32%，其中我國南方地區的高產水稻土面積約為 252萬 hm2（周衛， 2014）。從水稻土肥力評價看，高產水稻田多集中于平原圩區與河谷盆地。這是自然因素與人為培肥措施共同作用的結果，其共同的特點是田塊平整、高低適中、渠系配套、灌排合理，還具有土壤肥沃、耕層養分豐足、土體構型均勻、協調水氣能力強、土壤疏松、耕性較好、供肥保肥能力強和抗逆性強等特點（徐琪，1998；黃光忠，2012）。 從土體構型來看，高產稻田的土體構型一般為 A-P-W1-W2-C型、A-P-W-C型或 A-P-W-G型（上海市農科院土保所土壤組， 1978）。深、軟、松、肥的耕作層（ A）：深度達 15～ 20 cm，暗棕色，容重低，孔隙度高，同時具有深而不陷、軟而不爛、肥而不膩、爽而不漏等特點；緊實適度的犁底層（ P）：犁底層不松不緊，厚度為 5～ 8 cm，灰棕色，塊狀結構，具有一定的托水保肥性能；水、氣協調的潴育層（ W）。斑紋層及埋藏較深的淀積層（Bs）和潛育層（ Br），其厚度可達 50 cm以上，有垂直裂縫可以透水，有小孔隙可以透氣，這是高產稻田爽水的重要原因。 從土壤物理性狀來看，高產稻田應該有適宜的土壤質地。高產水稻土的質地一般以重壤*適宜，中壤和輕黏壤次之。這類土壤質地不僅使土壤保持有一定的通氣透水性和保水保肥性，而且具有較好的供肥性和生產性能。其＜ 0.001 mm黏粒的含量為 15%～ 30%，黏粒含量為 15%～ 25%*好，在粉砂中粗、中、細互相搭配，粗粉砂含量不宜超過 40%（費槐林， 2001），同時有良好的土壤結構。結構良好的稻田，泡水犁耙時，土塊易碎成水穩性微粒，泥質綿軟；干后整地時，土塊易碎成水穩性團粒，土質疏松。這樣的土壤結構既便于耕作，以利于水稻等作物的生長，同時也是協調水、肥、氣、熱的重要基礎。 從土壤化學性狀來看，高產稻田具有適量而協調的土壤養分，高產稻田一般含有較高的有機質含量，雙季稻的土壤有機質一般為 2%～ 4%，單季稻的土壤有機質一般為 2%～3.5%；土壤全氮含量為 0.14%～ 0.30%，全磷 0.10%～ 0.20%，陽離子代換量＞ 10 cmol/kg，鹽基飽和度為 70%～ 90%（費槐林，1995）。 作物產量是土壤肥力、氣候條件及人為管理措施等因素的綜合表現（孫永健等， 2014）。前人研究中，一般將水稻產量的等級按如下標準劃分：單季水稻產量高于 9000 kg/hm2為高產水稻土，6000～ 9000 kg/hm2為中產水稻土，低于 6000 kg/hm2為低產水稻土（周衛，2014）。然而，在具體的水稻種植中，受外界因素的影響，往往出現土壤肥力等級與水稻產量不匹配的問題，因此，本研究綜合作物產量和土壤肥力綜合評價指標體系，構建了土壤肥力指數與水稻產量的模型，并通過模型驗證，將高產稻田定義如下：某一區域全部田塊連續三年的水稻產量高低排序中前 25%的稻田即為高產稻田。 高產稻田具有如下特征：排灌設施良好，土壤無明顯退化趨勢和障礙因子（水稻周年產量：北方一熟稻區＞ 10 500 kg/hm2；西南水旱輪作稻區丘陵區＞ 9000 kg/hm2、平原區＞ 10 500 kg/hm2；長江中游和長江中下游雙季稻區丘陵區＞ 14 250 kg/hm2、平原區＞ 15 000 kg/hm2；長江下游水旱輪作稻區丘陵區＞ 8250 kg/hm2、平原區＞ 9750 kg/hm2）（表 1-1）。 表1-1 我國各稻區高產稻田土壤性狀及主要培肥措施 由表 1-1可知，我國北方一熟稻區、西南和長江下游水旱輪作稻區、長江中游和中下游雙季稻區高產水稻土肥力特征主要表現為：耕層厚度基本維持在＞ 12 cm，大都在 15 cm以上；土壤容重在 0.9～ 1.3 g/cm3；土壤綜合肥力指數（ IFI）＞ 0.7，在 0.7～ 0.8范圍內；土壤有機質和全氮含量高，微生物量碳含量豐富，土壤 pH適中。 二、高產稻田地域分布 劉玉等（ 2012）定量分析了 1998年以來中國糧食生產的時空演變特征，發現糧食總產量較高的區域集中在東北平原、黃淮海平原、成都平原和江漢平原等。在此基礎上，本研究按照水稻種植的分布區域劃分為北方（東北）一熟稻區、西南稻區、長江中游（中下游）雙季稻區、長江中下游水旱輪作稻區等典型稻作區域。各典型稻作區域的高產稻田地域分布特點有所不同。 （一）北方（東北）一熟稻區 東北地區水稻種植集中分布在西北部、中部和南部的平原地區，主要種植區為三江平原、松嫩平原、遼河平原，基本沿松花江、遼河分布。該區域的水稻產量整體呈現出由西南向東北逐漸降低的趨勢，而高產水稻田則主要分布在遼寧省遼河平原中西部稻區、吉林省松花江流域、東遼河流域、大柳河流域和圖們江流域稻區，以及黑龍江省松嫩平原、中部平原及牡丹江流域稻區。這些區域的地勢較為平坦，適合機械化作業，土壤肥沃，土層深厚，水資源豐厚，主要農作區≥ 10℃年積溫為 2200～ 3600℃，全年雨量豐沛，周期均衡，年平均降水量為 400～ 1000 mm（曹丹等，2018；王曉煜，2018）。 從土壤類型來看，該區域的土壤多為由草甸土、沼澤土、白衆土、鹽堿土等發育而成的水稻土，大部分為養分含量較高的黑土、黑鈣土和草甸土，土壤有機質含量相對較高，土壤中含有較為豐富的氮、磷、鉀及各種微量元素（徐德海，2016）。 （二）西南稻區 西南稻區主要包括四川、重慶、貴州、云南等 4省（直轄市），水稻的種植格局以成都平原為主。重慶的水稻土多分布在海拔 1500 m以下的河谷階地、丘陵、平壩及溶蝕槽壩內，分屬于 3個亞類，即淹育型水稻土、潴育型水稻土和潛育型水稻土，且以肥力較高的淹育型水稻土為主，占水稻土的 80%以上。其中，高產水稻土主要分布在渝西丘陵區和渝中低山丘陵區、河谷平壩及淺丘地帶，海拔低，水熱條件優越，宜種性廣，土地墾殖指數、復種輪作指數和農業生產水平較高。河谷平壩淺丘地區平均氣溫為 17.5～ 19.0℃，海拔 400～ 600 m地區為 16.5～ 17.5℃，海拔 600～ 800 m地區為 14.5～ 16.5℃，大部分地區年平均降水量在 1000～ 1200 mm（袁天鳳， 2007）。從不同區域來看，重慶市稻田的水稻基礎地力產量從高到低依次為渝東北＞渝西＞渝中＞渝東南，而高產稻田的土壤（ 33個樣本）pH為 6.3，有機質含量為 28.7 g/kg，堿解氮、有效磷和速效鉀的含量分別為 136 mg/kg、 13 mg/kg和 105 mg/kg（梁濤等， 2018）。重慶渝西和渝中地區有機質含量較高的土屬主要是暗紫色水稻土、礦子黃泥水稻土、礦子黃泥土。渝西地區高產稻田主要分布在海拔 400 m以下、坡度 15°以下的平緩坡區域，地勢平緩，屬于川東平行嶺谷區。該區氣溫高，熱量豐富，年日照時數在 1000 h以上，年均氣溫為 18.6℃，無霜期*長可達 350天；年降水量大多在 980～ 1200 mm，年降水日數一般在 140～ 160天。渝中地區高產稻田主要分布在海拔 500 m以下，土壤類型以紫色土和水稻土為主。該區氣溫較高，熱量較為豐富，年日照時數為 1200～ 1400 h；年均氣溫 18℃，極端*低氣溫一般不低于 -4℃；年降水量集中在 1230～ 1302 mm，年降水日數多為 150～ 160天。渝東南地區高產的秀山縣等地區年日照時數為 1100～ 1200 h，無霜期 270～ 300天；年均氣溫 17.4℃，極端氣溫不低于 -4℃；年降水量 1100～ 1200 mm，年降水日數多在 150～ 160天；土壤類型以黃壤為主，還有部分紅壤（梁濤，2017）。 四川省水稻主要分布于 26°01′N（攀枝花市）～ 32°52′N（青川縣、廣元市一帶），97°26′E～ 110°12′E范圍內的盆地平壩和丘陵地區，該范圍內水稻面積占全省水稻總面積的 85%左右（孫園園等， 2015）。而水稻生長季熱量資源和日照資源以盆地東南部*豐富，由東南向西北遞減（彭國照和邢開瑜， 2017），東部盆地屬于亞熱帶濕潤氣候，冬暖，春早，夏熱，秋雨，生長季長（龐艷梅，2016）。 四川成都平原高產水稻土一般為重壤型，耕層厚度 15～ 20 cm，物理性黏粒含量為 46%～55%，很少有黏質土。土壤容重1.27～1.36 g/cm3，總孔隙度52%，毛管孔隙度49%，非毛管孔隙度 3%。有機質含量較高，平均達26.3 g/kg，全氮1.8 g/kg，堿解氮為137 mg/kg，有效磷 15 mg/kg，全鉀 2.78%，速效鉀 45 mg/kg，pH 6.5～ 7.5，陽離子代換量 0.91 cmol/kg（黃光忠，2012）。 云南省內，水稻生產在單產水平和種植面積等方面具有綜合優勢的州（市）為楚雄市、景洪市、大理市、麗江市、普洱市、文山市、蒙自市等（段永華等， 2016）。土壤類型以紅壤、棕壤和紫色土為主（李婭娟和何曉濱， 2014）。潘麗媛等（ 2016）研究得出云南永勝縣濤源鄉超高產水稻土肥力性狀表現為： pH 7.84，土壤有機質含量 17.9 g/kg，全氮 1.3 g/kg，全磷 0.7 g/kg，全鉀 6.9 g/kg，堿解氮 102 mg/kg，有效磷 56 mg/kg，速效鉀 143 mg/kg。 貴州省高產稻田的土壤有機質和速效養分含量大致分別為：有機質 49.0 g/kg，全氮 2.5 g/kg，堿解氮 194 mg/kg，有效磷 24 mg/kg，速效鉀143 mg/kg，耕層土壤容重0.96 g/cm3，總孔隙度 61.9%，土壤質地以黏壤為主，土壤養分緩沖性能好（滕飛龍等，2008）。 （三）長江中游（中下游）雙季稻區 長江中游（中下游）雙季稻區包括湖南、湖北、江西三省。前期研究表明，湖北省荊州市、孝感市、武漢市一線的江漢平原，湖南省益陽市、岳陽市、常德市和懷化市等，江西省景德鎮市、南昌市、贛州市等地區具有熱量、日照、降水同步增加的趨勢，氣候變化特點呈暖濕化，光、熱、水同季且同步增加，有利于雙季稻產量及產量潛力的增加（艾治勇，2012）。該地區中，高產稻田主要分布在低海拔沖積湖積平原、低海拔沖積平原、低海拔河流低階地、低海拔湖積平原等低海拔平原類型的地貌上。土壤類型主要以潮土和水稻土為主，地勢平坦，土質較好，肥力水平也較高，基本上都能滿足灌溉排水。 湖南省高產稻田土壤主要分布在海拔 40～ 90 m的丘陵谷地和沖積平原，地勢低平、開闊。其主要成土母質有河流沉積物、第四紀紅色黏土和石灰巖風化物。土壤肥力水平高
典型稻作區土壤肥力時空變化與提升原理 作者簡介
張衛建，男，中國農業科學院作物科學研究所研究員，作物耕作與生態創新團隊首席專家。1999年畢業于南京農業大學，獲得農學博士學位。2001～2003年在美國Nonh Carolina State Unjversity開展土壤生態博士后合作研究。2006年入選教育部“新世紀很好人才”，現為農業農村部保護性耕作專家組成員，國務院學位委員會學科評議組（作物學組）成員，國家“十三五”重點研發計劃項目首席專家，中國耕作制度學會副理事長，中國農學會立體農業分會委員和中國生態學學會農業生態專業委員會委員，世界銀行和聯合國糧食及農業組織（FAO）農田生態咨詢專家，The Crop Journal副主編。
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