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稻鸭复合系统中氮、磷循环与迁移研究

2019-09-12向继恩隆斌庆吕广动

作物研究 2019年5期
关键词:输入量磷素种养

吴 涛,黄 璜,王 忍,谷 婕,伍 佳,向继恩,隆斌庆,吕广动

(湖南农业大学农学院/南方粮油作物协同创新中心,长沙410128)

现代农业生产中,土壤肥力通常通过化学肥料或者动物粪便等来补充、维持养分,在获得满意的产量的同时,不可避免地对农业生态环境造成了一定的污染[1]。我国氮肥、磷肥使用量大,但利用率低,这就意味着除了部分氮素、磷素被水稻、土壤吸收利用外,大部分通过不同的方式如气态损失、淋溶和地表径流等途径流失到环境中,对水体和大气环境造成污染,如地表水的富营养化、地下水的硝酸盐污染以及温室效应等[2~6]。

稻田生态种养模式是依靠动物间互利共生原理以及复杂的食物网关系,在不施肥、不打农药的前提下,将水稻种植和动物养殖有机结合起来的立体农业种养方式,构成了一个独立的生态系统,系统养分自给自足,从而减少氮磷损失对生态系统的破环[7,8]。本研究从稻鸭复合系统的输出和输入途径出发,测定灌溉和降雨的氮磷输入量以及土壤和水稻植株的氮磷吸收量,分析系统中氮素、磷素的迁移和循环规律,为减少农田系统氮磷流失提供一定的科学依据。

1 试验材料与方法

1.1 供试地点与材料

试验于2017年5~10月在湖南省浏阳市北圣镇乌龙社区科研试验基地一肥力均匀的稻田自然丘块上进行。该地区属于亚热带季风性湿润气候,年平均气温15~18℃,≥10℃年活动积温5000~5800℃,无霜期260~320 d,年降雨量1300~1500 mm。土壤类型为第四纪红色黏土发育的红黄泥水稻土,土壤有机质含量29.68 g/kg,全氮1.21 g/kg,全磷0.61 g/kg,全钾6.36 g/kg,碱解氮114.07 mg/kg,有效磷20.54 mg/kg,速效钾80.56 mg/kg。供试中稻品种为黄华占,鸭品种为绿头野鸭,鸡品种为三黄鸡,鱼品种为鲤鱼,泥鳅品种为大鳞副泥鳅。前茬作物是紫云英。

1.2 试验设计

试验田总面积840 m2,试验共设6个处理和1个对照,每个处理面积为120 m2,每个处理用田埂分为3个小区,小区面积为40 m2。田埂高出水面30 cm,并用塑料膜包被,防止肥水串灌。具体试验设计如表1。

表1 试验设计Table 1 General situation of test treatment

试验区每小区开挖围沟,沟宽40 cm,深30 cm。稻田四周用尼龙网搭建围栏,每隔2 m用木桩固定,木桩插入土中20 cm,高出地面1.8~2.0 m,围栏向内倾斜。在每个处理的任一角落搭建一个鸭棚,供鸭(或鸡)休憩、取食,避免饲料进入稻田土壤和水体,饲料以稻田自然饲料为主,根据稻田饲料实际情况酌情喂食早稻谷粒。严格控制红萍的面积不超过小区面积的1/3,以保障水中供氧均衡。各小区设置独立的进水口和出水口,保证试验的水环境一致且又相互独立,并用80目网过滤,防止鱼和泥鳅逃逸。

用2%~3%的食盐水浸泡3~5 min,对投放前的鱼、鳅苗消毒处理,再将鱼苗投放至田中。注意放养前的水温与稻田的水温相差不超过3℃。一般在水稻插秧后7~12 d左右,待秧苗长出新根系,叶片返青后,将大于2周龄的雏鸭进行放养,每个处理放养2只。放养后,保持厢面水位高度刚好在鸭的脚能够触碰到泥土的高度,随着鸭的生长适当抬高水位。一般待水稻长至20 cm左右放雏鸡,雏鸡以体重大于500 g为最佳,最低不少于200 g,每个处理放2只。试验期间,主要以田间浮游生物、杂草、红萍为食,视情况投喂饲料,以早稻谷粒为主。水稻齐穗期收获鸡、鸭,水稻收割前15 d收获鱼、鳅。收获时鸭平均重1.43 kg,鸡平均重0.94 kg,鱼平均长度达到15 cm,重0.1 kg左右,最长可达20 cm,重0.15 kg;泥鳅平均长度达到9.6 cm。

中稻于5月26日浸种发芽,6月22日移栽插秧,各个小区均采用人工插秧的方式进行移栽,株行距为20 cm×20 cm。水稻的生长发育对水位的要求比较严格,结合水生动物活动所需水位,前期浅水灌溉,高于田面6~8 cm,利于秧苗扎根、分蘖,中期抽穗需大量水分,加深田面水位至12~15 cm,后期灌浆成熟,要经常调整水位,间歇灌溉,一般保持10 cm左右。水产品全部收获后将水放干为收割做准备,9月28日收获。

1.3 测定指标及方法

已有研究指出,稻田系统养分中的氮、磷主要来源于施肥、降雨和灌溉,输出途径主要包括水稻和水产品吸收、土壤固氮吸磷、N2O和NH3气体挥发、地表径流以及下渗淋溶等。土壤固氮量和吸磷量多来自动物的粪便,而挥发和径流流失所占比重较小[9]。本试验致力于输入输出途径的主要因素测试研究。稻鸭复合系统养分中氮、磷的输入主要包括紫云英全量还田氮、磷含量、灌溉水和降雨氮、磷输入量,输出主要包括水稻和水产品输出。

(1)灌溉和降雨氮素、磷素输入量计算。稻田灌溉一段时间后,从进水口采集水样,每月取样1次,测定灌溉水总氮、磷含量;利用PC-2Y自动雨量监测仪收集降雨信息。根据公式(1)和(2)分别计算通过灌溉和降雨输入稻田的氮、磷量。

式中:IN(IP)分别代表通过灌溉输入稻田的氮(磷)含量(kg/hm2);n为灌溉次数;t为灌概时间(S);V为水流量(m3/s);Ci为第i次灌概稻田进水口处田水总氮(磷)浓度(mg/L)。

式中:RN(RP)代表通过降雨输入稻田的氮(磷)含量(kg/hm2);n为降雨次数;V为降雨量(mm);Ci为第i次降雨雨水中总氮(磷)浓度(mg/L);S为小区面积(hm2)。水样采用碱性过硫酸钾氧化—紫外分光光度法测定。

(2)紫云英全量还田N、P含量。供试品种为紫冷艳1号,2016年10月底播种,在4月底随机选取3个1 m2样方,采集地上部鲜样,称重计算小区鲜重,植物鲜样带回实验室在105℃杀青30 min,70℃烘干至恒重,测干物质重,算出含水量,干样用粉碎机磨碎过100目筛,并测定植物样品N、P含量,并计算养分累积量。

(3)土壤全N、全P,碱解N、有效P。分别在整地前1 d(5月28日)、水稻生长中期(8月19日)以及水稻收获后(10月9日),用S形5点采样法,用内径20 mm的土钻采集0~20 cm耕层土壤。经自然阴干之后混匀研磨,过100目筛后装入自封袋备用。土壤全N、全P采用H2SO4-H2O2硝化,用荷兰Skalar公司的连续流动分析仪(SAN++)测定土样的氮元素含量。土壤碱解N采用碱解扩散法测定,土壤有效P采用紫外分光光度法测定。

(4)植株全N、P。在水稻成熟期,每个小区选取3株具有代表性的水稻(边3行不取),人工将穗、茎、叶分离,然后置于70℃恒温烘箱烘3 d,测定水稻植株地上部分(分水稻籽粒、茎和叶)生物量,用微型粉碎机分别将茎、叶和穗粉碎后装入自封袋。测定时分别称取样品0.5 g,采用H2SO4-H2O2法进行硝化,用荷兰Skalar公司的连续流动分析仪(SAN++)测定植株地上部各器官N、P元素含量(表2)。

(5)动物全N、P。在水稻齐穗期(9月4日)收鸭子和鸡,收获前10 d(9月18日)收获泥鳅和鱼,并称重;并随机取每小区的1只鸭和鸡放血屠宰,血毛收集,内脏除去内容物,称得血、毛、头、掌、内脏、肉、皮、骨、油各部分重量,按部位和重量比例每只鸭、鸡采样100 g。泥鳅和鱼样品则随机每小区取3条,宰杀后各部分按比例共取100 g。于105℃烘箱内烘24 h后粉碎过100目筛。鸭、鸡、鱼和泥鳅样品全N、P含量测定方法同植株样。

表2 样品名称、试验指标及检测方法Table 1 Sample name,test index and test method

1.4 计算方法

紫云英全氮(磷)量(kg/hm2)=紫云英干物质重×氮(磷)浓度

水稻吸氮量(kg/hm2)=(籽粒产量×籽粒含氮量+茎产量×茎含氮量+叶产量×叶含氮量)×25

水稻吸磷量(kg/hm2)=(收获后水稻总产量×收获后水稻磷含量-秧苗总量×秧苗磷含量)×10-3

氮(磷)平衡=输出氮(磷)-输入氮(磷)

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2013制图及数据处理,SPSS19.0数据统计软件对数据进行分析,并用Duncan法进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 氮、磷素输入量

2.1.1 灌溉水氮、磷输入量

灌溉水是稻鸭复合系统氮素和磷素重要的来源之一。水稻生长期间稻田灌溉水的总N、总P输入量如表3所示。由于要保障稻鸭复合系统中生物的生存需要,除了CK外,其余处理中,当小区水面高度下降至较低时需及时补水,故灌溉量均大于CK。进水口处取水样测试后,总N的平均浓度为3.36 mg/L,总P的平均浓度为0.42 mg/L,根据公式(1)算出各个处理的总N、总P输入量。处理D最高,输入总氮为27.94 kg/hm2,总磷为3.49 kg/hm2。

表3 不同处理下稻田灌溉水总氮、总磷输入量Table 3 Amounts of total N and total P from irrigation water in different treatments

2.1.2 降雨氮、磷输入量

降雨作为稻田复合系统氮、磷输入的主要途径之一,为系统提供了稳定的养分。水稻生育期间降雨总量为600.8 mm。2017年试验区遭遇特大降雨,6月22日到7月5日之间,降雨量突破历史纪录达到新高,期间降雨量为458.3 mm,占水稻生育期间降雨总量的76.28%。稻鸭复合系统中不同处理的降雨总N平均浓度为5.09 mg/L,总P的平均浓度为0.34 mg/L,由公式(2)可以算出降雨输入稻田系统总N量为34.33 kg/hm2,总P量为2.26 kg/hm2,说明稻田大气沉降N是稻田N素输入不可忽视的重要因素,且总N的输入量明显高出总P的输入量。

2.1.3 紫云英全量还田氮、磷含量

紫云英作为豆科绿肥,还田能够有效提高土壤养分[10]。本次紫云英还田试验中,于4月底盛花期取样,测得鲜草重为34 055.62 kg/hm2,含水量为80.57%,紫云英干物质重为6617.01 kg/hm2。通过单株3次重复试验测得N含量为2.29%,P含量为0.16%,全N总量为151.53 kg/hm2,全P总量为10.59 kg/hm2。

2.2 氮、磷素输出量

稻田生态系统的氮、磷输出途径包括:氨挥发、地表侧渗淋溶、土壤吸收、植株吸收以及水产品吸收。由于条件有限,本研究对于气体挥发及地表侧渗的损失不做研究,仅分析土壤、植株以及水产品的氮磷吸收量。

2.2.1 土壤氮、磷输出量

土壤作为稻田生态系统的重要组成部分,在系统养分循环与迁移中扮演着不可或缺的角色。土壤可吸收稻田水面及水产品粪便中的营养元素,亦可将这些元素转换释放出来供给水稻生长发育。由表4可知,水稻种植中期即8月19日所测土壤中,与CK相比,其余处理的全N含量全部呈现上升趋势,全N平均增幅达到32.98%~52.13%,其中以B处理的全N含量最高,A处理次之,C处理增幅最小,且B、A、F、E、D处理均与CK达到显著性差异(p<0.05),说明稻鸭复合种养模式下不同处理的全N含量显著高于常规稻作;而本底值虽然未与处K达显著性差异(p>0.05),但CK的全N含量显著降低。土壤全P含量上,不同种养模式的处理相比较于CK均呈现上升趋势,各处理全P含量由高到低依次为B>F>C>D、E>A>CK,平均增幅为7.55%~45.28%,各处理与CK均达显著性差异(p<0.05),土壤全P增加明显;且CK与本底值也达到显著性差异(p<0.05),降幅较大。

水稻收获后所测土壤中,与CK相比,其余处理的土壤全N含量差异明显,均呈现上升趋势,高于水稻生育中期的平均含量(1.33 g/kg),平均增幅为11.97%~25.64%,以B处理最高,A处理次之,B、A、F、D、E处理以及C处理均与CK呈显著性差异(p<0.05),全N增幅显著;CK与本底值亦呈显著性差异(p<0.05),说明土壤常规稻作全N降幅明显。土壤全P中,与水稻生育中期相比(8月19日),C处理和F处理出现下降现象,其余则继续上升;与CK相比,除了C处理与之持平外,其余处理均呈现上升趋势,平均增幅为8.77%~38.60%,以B处理最高,D处理次之,B、D、F处理均与CK达显著性差异(p<0.05),而CK土壤全P含量虽然低于本底值,但相差幅度不大,与本底值差异不显著(p>0.05)(表4)。

表4 不同处理下不同时期土壤全氮、全磷含量 g/kgTable 4 Content of total nitrogen and total phosphorus in soil under different treatments

稻鸭复合种养模式对土壤速效养分的影响如表5所示。试验开始前共重复取本底值土样3份,其中有效P平均含量为20.54 g/kg,碱解N平均含量为114.07 g/kg。在水稻中期(8月19日)所测试的土壤中,相比较于CK,其余处理的碱解N含量均呈现增加趋势,以B、C、F、D、E处理增幅明显,分别增加25.01%、23.40%、22.96%、13.61%、4.24%,且5个处理与CK均达到显著性差异(p<0.05),而A处理增幅较小,与CK差异不显著(p>0.05)。有效P含量方面,稻鸭复合种养下的不同处理均高于CK,其中,B处理增幅最大,为24.01 g/kg,A处理次之,增幅最小的是D处理,仅为0.94 g/kg,A、B、C、E、F处理均与CK呈显著性差异(p<0.05),说明这5个处理的有效P含量较高。而CK与本底值也构成显著性差异(p<0.05),表明在本底值的基础上,CK的有效P消耗较快。

水稻收获后对土壤的测试结果显示:相比较于水稻生育中期(8月19)各处理碱解N平均值106.59 g/kg,收获后各处理土壤碱解N含量平均值为115.56 g/kg,增加8.97 g/kg,增幅为8.42%;与CK相比,其余处理土壤碱解N含量明显较高,以E处理含量最高,F处理次之,最小的是D处理,其中,E处理与CK构成显著性差异(p<0.05),其余处理虽然碱解N含量高于CK,但是差异不大。相比较于水稻生育中期(8月19)各处理有效P平均值16.33 g/kg,收获后各处理有效P含量平均值为17.63 g/kg,增加1.30 g/kg,增幅为7.96%;与CK相比,各处理的有效P含量均呈现增加趋势,其中以B处理含量最高,A处理次之,F处理含量最小,A、B、C、D、E和F处理均与CK达显著性差异(p<0.05),同时,CK与本底值也构成了显著性差异(p<0.05)。

表5 不同处理下土壤速效养分的含量变化 g/kgTable 5 Changes in the content of soil available nutrients under different treatments

2.2.2 水稻氮、磷输出量

稻鸭复合系统中养分的迁移循环的主要目的之一就是保障水稻获得充足的养分。由表6可知,系统中养分迁移至水稻各部分的量,与CK相比,茎秆部分各处理的总N含量均明显增加,依次表现为:D>C>F>E>A>B,增幅19.45%~42.21%,其中,D、C处理与CK达显著性差异(p<0.05),其余处理虽呈现增加趋势,但未与CK达显著性差异(p>0.05),增幅不明显;总P吸收量上,与CK相比,除了B处理外,其余处理吸收量均增加,平均增幅为17.04%,其中D处理增幅最大,平均吸收量达到3.14 g/kg,高出CK 0.91 g/kg,增幅达到40.81%,达显著性差异(p<0.05)。B处理平均吸收量相比较于CK下降0.01 g/kg,降幅0.45%,差异不明显,A、B、C、E、F处理均未与CK达显著性差异(p>0.05)。

与处理CK相比,叶片总N含量除A处理外,其余处理均呈现增加趋势,尤以D、C、F和B处理增幅较 大,分 别 增 加 36.74%、33.22%、35.96%、39.45%,均与CK达显著性差异(p<0.05),而A处理则出现下降现象,平均值降低0.06 g/kg,降幅0.39%,差异不大。叶片总P含量方面,与CK相比,除了A处理外,其余处理均呈现上升趋势,平均总P吸收量达到2.33 g/kg,增幅为10.10%~25.25%,尤以D处理最高,B处理次之,两者均与CK达显著性差异(p<0.05);其他处理则增幅不明显,未与CK达显著性差异(p>005);A处理相比较于理CK平均吸收总P量降低0.18 g/kg,降幅9.09%,差异较大。

谷粒总N含量上,各个处理表现差异较大,与CK相比,有增有减,仅D处理的吸收量大于CK,平均增加0.37 g/kg,增幅2.41%,两者差异不显著。除了D处理外,其余处理相比较于CK均表现出不同程度的下降,平均下降幅度为1.69%~23.39%,尤其以A、B处理两者下降幅度最大,均与CK达显著性差异(p<0.05);而在谷粒总P含量上,与CK相比,稻鸭复合种养模式下的不同处理吸收总P量均低于常规稻作,平均低0.31%~23.53%,A、B和C处理均与CK达显著性差异(p<0.05),表明三者的谷粒总P含量与常规稻作差距明显。

水稻输出总量方面,各处理间差异显著。CK的总N输出量为216.77 kg/hm2,显著低于F处理的281.27 kg/hm2、D处理的280.00 kg/hm2和C处理的270.99 kg/hm2(p<0.05),虽然A、B、E处理的总N输出量也高于CK,但是相差不大,差异不显著(p>0.05);稻鸭复合种养模式下的不同处理相比较于常规稻作,平均输出量提高0.78%~29.76%,说明稻鸭、稻鱼等共作模式套养萍能够促进水稻吸N。而水稻输出总P量上,相较于CK,各处理的吸P量均得到提升,呈现显著上升的趋势,平均增加22.28%~48.79%,以D 处理最高,达到17.82 kg/hm2,F处理次之,C处理提升幅度最小。A、B、C、D、E、F处理与CK均达到显著性差异(p<0.05)。说明稻田中水生动物的活动以及红萍的作用,抑制了杂草的生长,减少了稻田中藻类及其他微生物等对N、P的吸收,极大地提高了水稻的吸收量。

表6 不同处理下水稻地上部分植株的氮、磷含量以及输出总量Table 6 Total N and total P content and rice output of the plant on the ground part of rice under different treatments

2.2.3 水产品氮、磷输出量

如表7所示,D处理水产品总N量和总磷量均为最高,A处理水产品总N量和总P量均为最低,各处理总N含量从高到低依次为:D>F>E>C>B>A,总P含量依次从高到低为:D>F>C>E>B>A。水产品总N含量中,D处理与A、B和C处理均达到显著性差异(p<0.05),F处理与A、B处理达显著性差异(p<0.05),说明各处理中水产品的吸N量相差较大;水产品总P含量中,D处理与A处理有显著性差异(p<0.05)。

表7 不同处理下水产品氮、磷输出量 kg/hm2Table 7 Different treatment of nitrogen and phosphorus output of sewer products

2.3 稻鸭复合系统氮素平衡

稻鸭复合系统中的N素平衡分析如表8所示。各个不同处理中N素输出与输入量均不相同,在各个处理中,紫云英N输入量是输入途径的绝对支撑,所占比例为71.52%~72.76%,而降雨和灌溉输入的N素则相对较少。输出路径上,水稻吸收N量成为最大的输出源,由于CK只有初级生产,其输出途径只有水稻吸收。除了CK外,A、B、C、D、E、F处理水稻吸收N素占总输出N量的比例分别为96.21%、96.22%、96.50%、95.93%、95.72%、96.14%,可见,稻鸭复合种养模式下,水稻对稻田N素的吸收能力显著提高。稻田N素平衡等于稻田总的N素输出减去总的N素输入。表2~6可知,各个处理的氮素系统内输出均大于系统外输入,当农田输出氮总量与输入氮总量之差为正值,即△N=N输出-N输入≥0,则表明农田系统的氮呈现为“亏缺”状态,此时土壤中没有氮累积,氮的损失量相对较小,不产生环境污染。各个处理中的△N均为正值,说明绿肥还田处理CK以及稻鸭复合种养模式的不同处理均有效的提高了N素利用率,而与CK相比,其余稻鸭系统下的不同处理的△N值高于CK,以F和D处理最为显著,最低的为A处理。

表8 稻鸭复合系统氮素平衡 kg/hm2Table 8 Nitrogen balance in rice-duck complex system

2.4 稻鸭复合系统磷素平衡

如表9所示,各个处理中的P素输入量、输出量各不相同,但总体上差异不大。紫云英还田全P量是P素输入源的主要途径,所占比例为65.13%~66.98%,灌溉水输入磷量平均所占比例为19.23%~21.22%,降雨输入磷量所占比例为13.41%~13.79%。输出途径上,水稻输出占主要因素,平均占P素输出总量的95%以上。稻田磷素平衡上,A、C、E处理同CK一样,△P值为负数,说明稻田中磷素尚有盈余。而B、D和F处理的△P值为正数,表明稻田磷素处于不足状态。各处理的△P值均高于CK,尤以D处理最高,说明稻鸭复合系统稻田中的磷素得到了充分利用。

表9 稻鸭复合系统磷素平衡 kg/hm2Table 9 Phosphorus balance in rice-duck complex system

3 讨论

3.1 稻鸭复合系统中不同种养模式下的氮素迁移与循环

氮素的迁移和循环是提高稻田生态系统养分利用率的重要途径之一。不同研究者对稻田复合种养系统中的N输入量与N输出量的高低结果表现不一,有的得出系统N输出大于N输入[11],有的则认为N输入大于N输出[12,13]。本研究中,在稻鸭复合系统下的不同处理中,各个处理的N素输入量总体上相差不大。但是在N素输出方面,各个处理普遍高于对照,而水产品输出N量相差不大,因此水稻吸N量的高低成为差异存在的决定因素。由表7和表3可知,各处理吸N量高于CK主要是由于茎和叶方面的N含量显著较高,以及干物质重上高于CK,而谷粒上含量和干物重相差不大。这说明,稻鸭复合种养能够提高水稻茎、叶的N含量和干物质重量,而对谷粒的N含量提升却不尽相同,这与前人研究的结论相同[7]。输入系统的N素,绝大部分被水稻吸收,而由于次级生产者的存在,抑制了杂草和藻类的生长,捕食稻田生态系统中的微生物,然后再通过排泄粪便的形式归还稻田,为水稻生长发育提供充足的养分,致使水稻吸N量高于没有次级生产者的对照。同时,相比CK,各处理土壤全N含量和碱解N含量明显增加,表明稻鸭复合种养模式有效地提高了氮素利用率。而与本底值相比,CK的全N含量和碱解N含量明显降低,而其余处理的全N含量增加,碱解N含量有增有减,说明稻鸭复合种养模式能够有效维持土壤肥力,充分发挥土壤固氮能力,减少氮素流失对环境造成的破坏。

3.2 稻鸭复合系统中不同种养模式下的磷素迁移与循环

磷素是生物必须的营养元素之一,磷素在系统内循环利用有利于减少P素流失,P素含量的高低决定了土壤肥力和土壤生产力。众多学者对稻田P素的迁移和循环路径做出了大量研究,认为P素输出量大于P素输入量[12]。本研究中,△P的值正负参半,各处理在磷素输入总量相差不大的基础上,表明不同处理下P素的利用率差异较大,其中水稻吸收磷量成为磷素输出的决定因素,而水稻吸磷量中,虽然茎、叶的P素高于CK,但谷粒的P含量均低于CK,说明稻鸭复合种养模式能够提升水稻茎叶P含量,但降低了谷粒的P含量,导致稻田系统P素平衡中结果不一。土壤吸磷也是P素迁移循环的路径之一。土壤全P反映了土壤中P素的储备量,是潜在的肥力,而有效P直接影响作物对土壤P素的吸收利用,表明土壤供P能力。本研究中,水稻收获后土壤全P含量较水稻生育中期得到有效提升,这是由于次级生产者的加入,其田间活动翻耕泥土,有效地促进了土壤对全P的吸收,跟CK相比,稻鸭复合种养模式下各处理的土壤全P含量均高于对照,动物的排泄物参与系统养分循环,促进了土壤吸收。同时,土壤有效P较CK均得到提升,但与本底值相比有所降低,说明稻鸭复合种养能够提高土壤有效P的吸收量,但总体上由于P素输入较低,系统供P不足,稻田系统土壤有效P含量降低,存在缺P状况。

3.3 红萍参与下的稻鸭复合种养对氮、磷素迁移与循环的影响

本研究中,B、D、F处理均套养红萍,可以看出红萍参与下的稻鸭复合种养模式对稻田系统氮、磷迁移和循环影响较大。水稻收获后,养萍的3个处理的土壤全N、全P含量均高于不养萍的,两两相比,土壤全N上B处理比A、D处理比C、F处理比E处理分别高出0.68%、2.29%、3.70%,土壤全P上,分别高出21.54%、22.81%、6.45%,说明套养萍能够提升土壤全N、全磷含量。而土壤速效养分方面,与不养萍相比,养萍处理中仅B处理的碱解N含量和有效P含量高于不养萍的A处理,其余两个养萍处理反而降低,但总体上没有太大差异,表明套养萍对土壤速效养分的影响不大。水稻植株方面,养萍与不养萍的处理相比,虽然茎的N、P含量表现不一致,但叶和谷粒的全N、全P含量上,养萍处理均高于不养萍处理,因此总体上养萍处理植株地上部分的全N、全P含量较高,养萍促进了水稻对稻田系统的N素、P素吸收。同时,养萍处理一定程度上增加了小区水产品的全N、全P的含量,提高了系统中养分利用效率。

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