秸秆锌在红壤稻田的转化与利用机理研究

Rice is the second largest food crops in the world. Clarifying the relationship between the transformations of different forms of zinc from straw returned and the soil zinc supply plays a key role in improving the effectiveness of zinc in the soil, ensuring the normal growth and development of rice and abundant zinc content in grains, which benefits to human health. A field experiment will be conducted in a double-cropping paddy field, in southern China, a red soil region. And the different forms of zinc will be analyzed by isotope traces methods year by year. First, the depletion status of zinc library after long-term (34 years) fertilization will be analyzed, and distribution of six forms of soil zinc and the rule of corrosion, transformation and reuse of rice straw will be studied. Subsequently, the mechanism of transformation and reuse of Zinc after returning to the field will be revealed. The results of the study have important practical significance for balanced fertilization, improving the quality of cultivated land and realizing the sustainable use of farmland.

水稻是世界第二大粮食作物，探明双季稻轮作体系中秸秆进入土壤后不同形态的锌转化与土壤供锌能力间的关系是提高土壤有效锌含量，保证双季稻正常生长发育、提高籽粒锌含量以及保障人体健康的基本前提。因此，本项目拟以我国南方红壤性水稻土为研究对象，通过调查分析长期定位试验的稻田土壤中锌库的消耗现状以及不同锌组分变化情况，运用同位素示踪技术研究秸秆还田在不同时间和不同数量上对土壤中六种形态锌的分布的影响，深入揭示秸秆中的锌在还田后的腐解规律以及土壤锌的转化与再利用机制。研究结果对于平衡施肥、提高耕地质量、实现农田可持续利用具有重要的实践意义。

水稻是世界第二大粮食作物，全世界有一半以上的人口以水稻作为主食。双季稻集约化种植条件下，农民长期缺少施锌肥的习惯，造成稻田土壤锌的消耗和亏缺。因此本项目通过定位试验，查明农田土壤供锌能力及作物对土壤锌的吸收需求能否长期保持平衡，搞清红壤性稻土锌形态分布，秸秆锌形态转化及生物有效性，以及影响秸秆锌转换的限制因素和影响机理，揭示秸秆腐解对土壤供锌能力和土壤锌肥力持续的作用，对于评价水稻秸秆全量还田对双季稻体系中土壤供锌能力提升的意义重大。结果表明：(1)在20年里，土壤全锌含量由137.0～176.5mg/kg降低为48.7～58.4mg/kg，降幅高达46.3～68.4%,平均每年土壤全锌降低3.8～4.4mg/kg。土壤有效锌含量由7.34～11.58mg/kg降低为3.20～4.88mg/kg，降幅高达50.8～70.9%，平均每年土壤有效锌降低0.4～0.7mg/kg。(2)双季稻地上部每年从土壤中吸收大量的锌，总量高达每年209.7g/hm2～646.1g/hm2，水稻植株累积的锌主要分布在水稻茎秆中，茎秆中累积的锌占到地上部累积锌的66.9%～83.1%。(3)早晚稻秸秆还田对提高土壤中有效锌含量具有显著作用，连续还田有助于维持土壤较高的有效锌含量，早稻半量还田与晚稻全量还田处理对提高土壤有效锌活化系数效果更好。(4)连续秸秆还田对于增加稻田耕层土壤交换态锌和松结有机态锌具有显著的作用，而对其它形态的锌作用并不明显，土壤中锌的形态对水稻产量、秸秆生物量和籽粒锌含量产生影响。