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运用大田定位、典型调查等方法，探讨了红壤地区双季稻田改制对土壤理化性质的影响。通过连续3年的田间定位试验，探讨了红壤双季稻田(稻-稻-紫云英)改制为牧草、水旱轮作(亚麻或洋葱-中稻)和旱作(高粱或玉米-马铃薯)后，土壤剖面构型、团粒结构及土壤有机质、氮磷钾养分、腐殖质组成、磷组分及作物产量、经济效益等的变化：利用田间试验和取样调查的方法，研究了稻田冬季利用方式对土壤理化性质的影响，并比较了不同种植制度下土壤理化性质的差异；利用盆栽试验方法，开展了土壤添加不同物料后理化性质的变化。通过上述研究，获得了如下结果：
(1)对水资源供应不足的双季稻田改制，可较大幅度提高经济效益。连续3年的稻田改制试验结果表明，按各处理所生产农产品的市场价格折算，从稻-稻-紫云英种植模式改制为牧草、水旱轮作和旱作种植模式后，可增加农作物的产值、提高产投比。不同处理比较，水旱轮作产值最高(183735.6yuan·hm-2)，分别比稻-稻-紫云英、牧草和旱作处理提高34.7％、21.4％和2.2％；而牧草和旱作处理也分别较稻-稻-紫云英(136412.1yuan·hm-2)提高11.0％和31.8％；牧草、水旱轮作和旱作处理产投比值分别比稻-稻-紫云英(1.4)高0.9、0.6和0.3。
(2)双季稻田改制3年后，呈现出土壤耕层加厚、水稳性结构商增加的良好发展态势。本研究中对连续3年稻-稻-紫云英、牧草、水旱轮作和旱作4种种植模式处理后土壤剖面层次的观察结果，与试验前比较，旱作处理耕层厚度增加了4cm、犁底层厚度减少2cm、耕层土壤湿筛＞2mm粒级团粒的含量提高了6.94％、耕层土壤湿筛法平均重量粒径增加0.37mm、耕层土壤水稳性结构商是试验前的1.78倍，且耕层土壤腐殖酸碳和富里酸碳含量分别提高0.15和0.49g·kg-1；水旱轮作处理的耕层土壤水稳性结构商较高(95.86)、养分含量变幅小；稻-稻-紫云英模式除有机质含量增加(1.3g·kg－1)和耕层土壤水稳性结构商降低(8.82)较大外，其余指标变化不大；而在种植牧草时，耕层厚度增加2cm、过渡层厚度增加9cm、耕层土壤水稳性结构商增加1.39、犁底层土壤有机质和全磷含量分别增加9.4g·kg-1和0.15g·kg-1，但耕层土壤有机质和全钾含量分别下降5.6g·kg-1和2.8g·kg-1，是所有处理中下降幅度最大的。
(3)红壤双季稻田改制3年后，耕层土壤Ca8-P和Fe-P的含量有较大幅度提高。稻-稻-紫云英、牧草、水旱轮作和旱作4种种植模式耕层土壤磷组分含量比较，以牧草种植模式土壤Ca8-P含量最高(11.9mg·kg-1)，分别比稻-稻-紫云英、水旱轮作和旱作种植模式提高41.67％、29.35％和33.71％，且水旱轮作和旱作种植模式分别较稻-稻-紫云英(8.4mg·kg-1)提高9.52％和5.95％；以旱作种植模式土壤Fe-P含量最高(128.1mg·kg-1)，分别比稻-稻-紫云英、牧草和水旱轮作种植模式提高28.10％、22.58％和10.91％，且牧草和水旱轮作种植模式分别较稻-稻-紫云英(100.0mg·kg-1)提高4.50％和15.50％。
(4)利用田间试验方法，对油菜、紫云英、冬闲、冬翻、冬泡5种稻田冬季利用方式的研究结果表明，不同利用方式对土壤通气状况、团粒结构、水稳性团聚体绢成等均具有较大影响。油菜、紫云英、冬翻、冬泡利用方式与冬闲利用方式相比较，冬泡利用方式最有利于改善通气状况和大粒径团聚体的形成，其耕层土壤孔隙度(62.3％)、干筛＞2mm粒级团粒的含量(84.75％)和湿筛＞2mm粒级团粒的含量(80.16％)最高，较冬闲利用方式提高8.2％、12.5％和16.4％；紫云英利用方式最有利于土壤水稳性团聚体的形成、改善土壤结构，其耕层土壤湿筛平均重量粒径(4.14mm)和水稳性结构商(254.87)较高，较冬闲利用方式提高6.4％和54.7％；冬翻和冬泡利用方式较有利于土壤水稳性团聚体的形成、改善土壤结构，其耕层土壤水稳性结构商(231.5和194.68)较高，较冬闲利用方式提高40.5％和18.2％；冬泡利用方式最有利于有机质、全氮、碱解氮和速效钾的累积，其耕层土壤有机质(37.7g·kg-1)、全氮(1.14g·kg-1)、碱解氮(127.6mg·kg-1)和速效钾(70.0mg·kg-1)最高,较冬闲利用方式分别提高27.8％、9.6％、26.1％和27.3％。
(5)通过对长期实行单一种植方式大田的调查结果表明，西瓜-稻-冬闲、稻-稻-冬泡、稻-稻-冬翻、稻-稻-油菜、水稻改种豆科牧草、水稻改种禾本科牧草种植制度与稻-稻-冬闲种植制度相比较，水稻改种禾豆科牧苴种植制度通气状况最好，其犁底层土壤孔隙度(56.7％)最高，较稻-稻-冬闲种植制度提高39.0％；稻-稻-冬泡种植制度最有利于土壤水稳性团聚体的形成、改善土壤结构，其耕层土壤湿筛>2mm粒级团粒的含量(55.67％)、湿筛平均重量粒径(2.96mm)和水稳性结构商(308.19)最高，较稻-稻-冬闲种植制度提高16.5％、13.8％和157.9％；稻-稻-冬泡种植制度最有利于有机质和Fe2+的累积，其耕层土壤有机质含量(54.4g·kg-1)、犁底层士壤有机质含量(51.3g·kg-1)、耕层土壤Fe2+含量(226.33mg·kg-1)和犁底层土壤Fe2+含量(379.08mg·kg-1)较高，较稻-稻-冬闲种植制度提高73.8％、146.6％、127.4％、741.4％和2241.4％。
(6)通过对长期定位试验的调查结果表明，稻-稻-紫云英(长期试验)、稻-稻-黑麦草(长期试验)、稻-稻-油菜(长期试验)和稻-稻-冬闲(长期试验)相比较，稻-稻-黑麦草(长期试验)种植制度有利于大粒径水稳性团聚体的形成，其耕层土壤湿筛＞2mm粒级团粒的含量(52.47％)最高，较稻-稻-冬闲(长期试验)提高6.6％；稻-稻-紫云英(长期试验)种植制度有利于Ca2-P的累积，其耕层土壤Ca2-P含量(83.2mg·kg-1)较高，较稻-稻-冬闲(长期试验)提高20.4％。
(7)利用盆栽试验方法，研究了不同物料对水稻生长、土壤团聚体等性质的影响。研究结果表明，单一添加化肥(水稻-紫云英)时水稻分蘖盛期地上部干重(44.9/盆)较CK处理增加幅度最大，提高65.1％；添加稻秸+化肥下实粒重(52.0g/盆)较CK增加幅度最大，提高83.1％；添加化肥(玉米-油菜)下土壤孔隙度较CK增加幅度最大，提高10.5％；添加稻秸+化肥有利于大粒径水稳性团聚体的形成，其土壤湿筛＞2mm粒级团粒的含量(55.25％)最高，较CK处理增加幅度最大，提高27.4％；；不添加物料(CK)有利于土壤结构改善和水稳性团聚体形成，土壤水稳性结构商(106.89)最高，为添加化肥(水稻-紫云英)的2.32倍。
研究结果表明，在当前红壤地区双季稻田肥力状况、气候条件及作物栽培管理条件下，对灌溉条件较差、不能满足双季稻生产对水供应要求的稻田进行改制不仅是可行的、也是十分必要的。根据本研究的结果，建议在相应地区优先考虑改制为旱作或水旱轮作。