水稻精量节肥防治面源污染高产栽培模式研究

采用二次回归组合设计试验研究水稻栽培精量节肥技术 ,建立了水稻栽培密度、施N量和施P量数字模型 ,该模型寻优结果表明水稻种植密度为 2 0 96 2 8万丛/hm2 、施N素折尿素 379 0 5kg/hm2 、施P素折过磷酸钙4 76 85kg/hm2 时 ,其稻谷理论最高产量可达 92 11 5kg/hm2 。     

水稻无公害高产栽培技术要点

水稻无公害高产栽培是现代水稻种植的一大趋势,是可持续发展理念的代表,要采用现代先进科技来培育水稻,提高无公害高产水稻的栽培量,而且要注重肥料、农药等的选配,以此培植出高产量、无污染的优质水稻。为了提高我国无公害水稻的产量,重点介绍了水稻无公害高产栽培技术。     

巴西旱稻高产栽培数学模型及其应用

应用 “416- A”最优混合设计, 对巴西旱稻进行试验研究, 建立以巴西旱稻产量为目标函数, 以种植密度、施氮量、施磷量、施钾量为决策变量的高产栽培数学模型, 用电子计算机进行分段寻优, 获得巴西 旱稻高、中、低优化栽培方案。1998年在广西大化县进行了巴西旱稻示范101.6hm 2 ,平均产量为3 813.0 kg/hm 2; 验证6.0 hm 2 , 平均产量为4 752.0 kg/hm 2 。而水稻常规栽培产量仅有3 550.5 kg/hm 2 。因此, 每公顷巴西旱稻比常规习惯栽培的水稻增产262.5～1 201.5 kg, 增幅7.4% ～33.8% 。每公顷增加纯收入253.5～504.0 元。     

水稻自然生态应用技术研究

按自然农法原理,进行了麦田套播水稻,麦子秸秆全量还田的技术应用研究。结果表明,水稻麦田套播,麦秸秆全量还田的处理分别比水稻常规手插、水直播、抛秧栽培的每hm2增产737.1,908.7,536.7 kg,农本减少2427,1560,1960.5元/hm2,施N量分别减少208.8,87.9,152.4 kg/hm2。     

氮肥用量和密度对双季稻产量及氮肥利用率的影响

【目的】高量化肥投入不仅不能使作物产量进一步增加,相反还会造成肥料资源的浪费并威胁到生态环境安全,同时导致肥料吸收利用率、农学效率等不断降低。为了明确氮肥用量和移栽密度的相互作用,在田间试验条件下研究了不同氮肥用量和移栽密度组合对江西双季稻产量、产量构成要素及氮肥利用率的影响,以期为双季稻的高产高效栽培技术提供理论基础。【方法】采用裂区试验设计,以氮肥施用量为主区,密度为副区,设4个施氮水平(N 0、135、180和225 kg/hm2,以N0、N135、N180和N225表示)和4种移栽密度(21×104、27×104、33×104、39×104hole/hm2,以D21、D27、D33和D39表示)组合,在水稻成熟期对产量以及产量构成要素进行测定,并分析其吸氮量和氮肥利用率、氮收获指数等指标。【结果】施氮水平和移栽密度对水稻产量具有显著影响;增加移栽密度有助于提高单位面积水稻的有效穗数、稻谷产量和地上部吸氮量;在高施氮量下,水稻氮素积累总量增加,而氮素吸收利用率(REN)、氮素偏生产力(PFPN)、氮素生理利用率(PEN)、氮素内在养分效率(IEN)和氮素收获指数(NHI)降低;氮素农学效率(AEN)则是先升高后降低,而产量并未增加。与其它处理组合相比,施氮量为180 kg/hm2和39×104hole/hm2密度的组合产量最高,早稻和晚稻分别为9823.0和11354.7 kg/hm2,此时早稻和晚稻的氮素吸收率分别为42.4%和47.5%。当施氮量超过180 kg/hm2时产量则不再增加,但产量随着移栽密度的增加而显著增加。【结论】合理氮肥用量和移栽密度可以显著增加水稻单位面积的有效穗数和氮累积量,进而增加水稻产量和氮肥利用率,建议在江西双季稻栽培中采用施氮量为N 180 kg/hm2,栽培密度39×104hole/hm2的组合。     

栽培方式与施磷量对水稻养分累积、分配及磷素平衡的影响

针对宁夏引黄灌区水稻磷肥施用不合理的问题,探索水稻增产与养分高效的磷肥供应与相应的栽培模式之间的关系,以指导该地区水稻生产。通过在宁夏引黄灌区进行的田间试验,研究插秧和直播两种栽培模式下不同供磷水平(P2O50、45、90、135、180 kg/hm2)对水稻产量、不同器官氮磷钾养分含量、累积量及其分配比例、水稻磷肥利用效率及磷素平衡的影响。结果表明:插秧栽培较直播栽培水稻实粒增产15.6%,瘪粒产量降低184.0%。两种栽培方式下,水稻产量随着施磷量增加而增加,插秧栽培增产幅度为64.6%~68.7%,直播栽培增产幅度为24.2%~42.6%。施磷量和水稻籽粒产量之间有极显著的二次曲线关系,插秧水稻最高产量施磷量为158.5 kg/hm2,最佳经济产量施磷量为146.7 kg/hm2,比直播处理降低11.42%、8.9%。与直播处理相比,插秧处理实粒、地上部的氮素累积量分别提高12.3%、12.01%,磷素累积量降低6.39%、2.61%,钾素累积量提高了11.67%、17.87%。直播处理100 kg籽粒氮磷钾消耗比例为1∶0.35∶0.6,插秧处理为1∶0.30∶0.64。插秧处理水稻磷肥利用效率、偏生产力、农学利用效率、生理利用效率较直播处理分别提高了17.4%、8.6%、38.4%、4.6%,两种栽培方式下,当施磷量超过135 kg/hm2后水稻磷素携出量开始下降,施磷处理磷肥表观平衡均表现为盈余。综合考虑提高水稻产量、效益、磷肥当季回收率及维持土壤磷素平衡等因素,在本试验条件下,插秧处理最佳施磷范围为P2O5146.7~158.5 kg/hm2,直播处理为P2O5159.8~176.6 kg/hm2较为适宜。     

海安县农业面源污染的现状及防治措施

近年来随着农业生产和农村经济的快速发展,在带来农村经济发展和农民收入增加的同时,农业废弃物和农用投入品使用量也有大幅度的增加,对农业生态环境及无公害农产品生产的威胁在加大。海安是一农业大县,种植、养殖皆具特色。年种植水稻3.87万hm2,小麦3.67万hm2,油菜0.43万hm2、玉米0.25万hm2、棉花0.09万hm2。年产生秸秆59万t,畜禽粪便年总量达200多万t。农业面源污染主要来源于农作物秸秆、畜禽粪便等农业废弃物和化肥、农药农用投入品等,本文分析了海安农业面源污染现状和防治情况,并提出了应对策略。     

“水稻—大棚草莓”轮作高产栽培技术

为确保粮食安全生产,发展特色效益农业,促进农户稳粮增收,重庆市秀山县清溪场镇农业服务中心发展"水稻—大棚草莓"轮作模式6.67hm2,实现稻谷产量550kg/667m2,草莓产量1250kg/667m2,每667m2产值40000元,纯收入12000元,实现"稳粮增收千万工程"目标。文章介绍了水稻和大棚草莓轮作的高产栽培技术。     

确定经济合理施氮量的新方法:基于施氮量与稻米产量效应函数

  【目的】  探究实现水稻高产、优质和氮肥高效的密度与施氮量协同组合。  【方法】  于2018—2019年,在黑龙江省五常市龙凤山乡辉煌村进行田间试验。采用裂区试验方法,以‘五优稻4号’为供试品种。以密度为主区,设置15穴/m2 (D1)和24穴/m2 (D2);以施氮量为副区,设施氮(N）量为0、75、105、135 kg/hm2 4个水平,分别表示为N0、N75、N105、N135处理。在水稻成熟期,测定了植株地上部干物重、稻谷产量、精米产量、精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值等指标;比较了稻谷产量与精米产量确定的施氮量差异。  【结果】  在D1、D2两个密度下,随着施氮量的增加,稻谷产量、地上部干物重、精米产量都呈先升高后降低的趋势,均在N105达到最大值。除D1密度下N105处理的稻谷产量与N135处理差异不显著外,其余均显著高于其他处理,而N135处理的稻谷产量与N75处理无显著差异,但2018年地上部干物重却显著高于N75处理。随着施氮量的提高,精米蛋白质含量呈现增加趋势,精米率和食味值却呈降低趋势。与N0相比,N135处理精米蛋白质含量平均提高了7.58%,精米率和食味值分别平均降低了8.81%和10.24%。N105处理的氮素回收率显著高于N75和N135处理,农学效率、氮肥生理利用率和偏生产力均显著高于N135处理。D2密度下精米蛋白质含量低于D1密度处理,而精米率和食味品质高于D1密度处理,D2密度下的稻谷产量、氮积累量和精米产量均高于D1密度处理,氮积累量和氮肥偏生产力比D1处理平均提高了40.35%和 40.31%,两个密度间氮肥回收率、农学效率和氮肥生理利用率无明显差异。农户直接出售优质米使经济效益提高了7428元/hm2,D2密度使经济效益额外增加了4229元/hm2。施氮量与稻谷产量、精米产量均呈二次曲线关系,依据施氮量与稻谷产量效应函数,确定经济最佳施氮量为96.4～123.7 kg/hm2;依据施氮量与精米产量效应函数,确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2。  【结论】  适度密植(24穴/m2)有利于稻谷产量、氮素吸收量的提高,而不影响食味值和精米率。在本试验水稻适宜密植条件下,基于施氮量和精米产量效应函数确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2,该施氮量的确定方法有利于协同实现稻米高产优质和氮肥减施增效。     

控氮节磷施肥对鄱阳湖区水稻养分吸收及产量的影响

鄱阳湖区是江西主要的水稻产区,以双季稻为主。在双季稻单季高产推荐施肥水平(N∶P2O5∶K2O=180∶90∶150kg/hm2,100%化肥)基础上,进行了化肥减量后与猪粪配施、孕穗期增施氮钾肥、添加肥料增效剂等控氮节磷施肥对水稻养分吸收和产量影响的试验。结果表明,在养分等量条件下,80%化肥+猪粪处理较之100%化肥处理,早晚两季稻谷总量增加93kg/hm2、增长0.74%;化肥减量20%后,在穗期增施N、K养分,或添加肥料增效剂,早稻产量有所增加,晚稻有所减产,但全年稻谷产量基本持平。控氮节磷施肥均能明显提高水稻养分利用率。     

新疆伊犁垦区有机水稻生产养分平衡及氮素污染风险分析

为研究肥料使用过程中养分效率和氮素污染风险,在伊犁河南岸新垦区,针对有机水稻,通过2 a的田间试验,分析有机肥和化肥投入对于水稻产量及构成因子、土壤养分平衡以及养分利用效率的影响。结果表明,有机水稻生产条件下,施用牛羊粪主要通过穗粒数和千粒质量增加水稻产量,而常规水稻生产则通过增加单位面积穗数（分蘖数）和穗粒数。高量有机肥处理对土壤有机质增加显著,不同有机肥水平和化肥处理对全氮都没有显著影响。有机水稻生产中N、P、K养分盈亏量分别在106～678 kg/hm2、26～166 kg/hm2和79.5～627.3 kg/hm2之间。有机水稻N素表观利用效率、农学利用效率分别为低量有机肥处理17.7%、10.6 kg/kg和高量有机肥处理8.7%、4.9 kg/kg。在伊犁地区高量有机肥投入条件下,水稻产量可以达到当地常规生产的80%。高量有机肥可以维持或提高水稻产量,但养分资源利用效率低,潜在的农业面源污染值得重视。该文对新疆伊犁垦区土地开发过程中协调农业生产和水土资源保护具有一定参考意义。     

稻田冬种绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨冬季种植绿肥作物改良土壤的生态作用, 以冬闲连作为对照, 通过连续8年的定位试验研究了冬种绿肥(紫云英、油菜和黑麦草)收获后翻压还田对后作水稻产量及土壤肥力的影响。结果表明: 连续8年冬种绿肥期间, 冬种绿肥各处理的水稻平均产量均高于冬闲对照, 但不同处理增产效果有所不同, 其中紫云英 早稻 晚稻处理增产效果最明显, 为10.48%, 其次是油菜 早稻 晚稻处理(7.31%), 黑麦草 早稻 晚稻处理的增产效果较差, 仅为5.76%。紫云英 早稻 晚稻处理的土壤pH和碱解氮含量最高, 与其他处理相比, pH增加0.58%~1.37%, 碱解氮增加6.59%~35.35%。黑麦草 早稻 晚稻处理的土壤有机质、有效磷、速效钾含量和C/N在各处理中最高, 分别较其他处理高2.99%~4.98%、19.25%~31.05%、16.97%~22.15%和0.97%~6.61%。相关性分析结果表明, 水稻产量与每穗颖花数、结实率、千粒重及土壤碱解氮、有效磷极显著相关(P<0.01), 与每穗粒数、有机质、速效钾显著相关(P<0.05), 而与穗长、有效穗数及土壤pH和C/N相关不显著; 水稻产量各构成要素与土壤养分之间的关系极为密切。综合来看, 稻田冬种绿肥有利于增加水稻产量和改善土壤肥力。     

太湖地区绿肥还田与无机氮追肥配施的环境效应分析

通过太湖地区绿肥还田与不同用量的无机氮追肥配施小区试验,研究了水稻苗期、分蘖期和抽穗期田面水氮素不同形态的变化特征、径流损失及水稻产量。结果表明:绿肥还田后,水稻苗期田面水中总氮浓度出现先减小后增加的变化,总氮浓度增加的原因主要是有机氮浓度的增加,而无机氮浓度先升后降;分蘖肥和穗肥施用后,田面水氮素浓度随施肥量的增加而升高,田面水总氮和有机氮在施肥后第1天达到最大,随后快速下降,而无机氮在施肥后则经历了一个先升后降的变化过程;随着施肥量的增加,稻季氮素径流损失不断增大,无机氮是氮素径流损失的主要形态,且径流水中无机氮以铵态氮为主,故应将铵态氮作为农田排水污染检测的主要指标;绿肥还田模式下,施用氮素基肥可大大提高田面水的氮素含量,增加氮素流失风险,而不施氮素追肥或者过量减施均可影响作物的产量。绿肥还田,稻季配施140 kg hm-2无机氮追肥,可减少48%无机氮肥投入,降低38.5%氮肥流失率,实现水稻产量效应和环境效应的协调,是水体污染严重地区值得尝试的一种农作方式。     

Changes in natural 15N abundance in paddy soils under different,long-term soil management regimes in the Tohoku region of Japan

Abstract

Long-term temporal changes in natural ¹⁵N abundance (δ¹⁵N value) in paddy soils from long-term field experiments with livestock manure and rice straw composts, and in the composts used for the experiments, were investigated. These field experiments using livestock manure and rice straw composts had been conducted since 1973 and 1968, respectively. In both experiments, control plots to which no compost had been applied were also maintained. The δ¹⁵N values of livestock manure compost reflected the composting method. Composting period had no significant effect on the δ¹⁵N value of rice straw compost. The δ¹⁵N values increased in soils to which livestock manure compost was successively applied, and tended to decrease in soils without compost. In soils to which rice straw compost was successively applied, the δ¹⁵N values of the soils remained constant. Conversely, δ¹⁵N values in soils without rice straw compost decreased. The downward trend in δ¹⁵N values observed in soils to which compost and chemical N fertilizer were not applied could be attributed to the natural input of N, which had a lower δ¹⁵N value than the soils. Thus, the transition of the δ¹⁵N values in soils observed in long-term paddy field experiments indicated that the δ¹⁵N values of paddy soils could be affected by natural N input in addition to extraneous N that was applied in the form of chemical N fertilizers and organic materials.     

配施有机肥对潜育化水稻土的培肥效果

为探索潜育化水稻土的培肥措施,通过田间试验研究了有机无机肥配施对潜育化低产水稻土产量和土壤养分有效性的影响。结果显示:连续2季施用有机肥后,潜育化水稻土产量显著提高,以早稻配施紫云英-晚稻配施猪粪处理的产量最高。添加有机肥降低了潜育化水稻土耕层土壤p H值。早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的有机质提高明显,比NPK处理提高了15.22%;早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的潜育化水稻土全氮含量比单施化肥处理提高4.19%;早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的潜育化水稻土有效磷含量提高最多,比NPK处理提高了4.92%;相比于NPK处理,早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的土壤速效钾含量比两季均单施化肥处理提高了13.2%。因此,潜育化水稻土适当配施有机肥可以提高土壤养分有效性,增加水稻产量,可以作为培肥改良潜育化水稻土的参考方法。     

高温复合菌系WSC-6预处理稻秆对沼气生产的影响

为提高稻秆在沼气生产中的水解酸化效率,寻求复合菌系WSC-6生长的廉价氮源,降低稻秆酸化水解的运行成本,该试验利用高温复合菌系WSC-6,以未经处理的稻秆为碳源,分别以新鲜猪粪和干猪粪为氮源,对稻秆进行生物预处理。研究结果表明,高温复合菌系WSC-6对新鲜猪粪中的氮源利用更充分,总氮利用率达到81.5%,对稻秆的降解率也高于干猪粪,稻秆的总质量损失率达到48.3%,纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别达到67.3%、79.3%和27.9%。在稻秆的生物预处理中,无论采用哪种氮源方式,反应系统的pH值都在6.5～8.2之间变化,不会产生酸化现象。以新鲜猪粪代替蛋白胨作为稻秆生物预处理的氮源,既降低了稻秆生物预处理的运行成本,又消除了猪粪造成的环境污染,这对沼气的工业化生产具有重要的应用价值。     

不同施肥管理对红壤性水稻土有机碳、氮形态的影响

A long-term experiment beginning in 1981 in Jinxian County of Jiangxi Province, subtropical China, was conducted in a paddy field under a double rice cropping system with four different fertilization regimes, including 1) no fertilizer as control (CK), 2) balanced chemical N, P, and K fertilizers (NPK), 3) organic manure using milk vetch and pig manure in the early and late rice growing season, respectively (OM), and 4) balanced chemical fertilizers combined with organic manure (NPKM). Samples (0-17 cm) of the paddy field soil, which was derived from Quaternary red clay, were collected after the late rice harvest in November 2003 for determination of total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) and fractions of organic C and N. Results showed that TOC and TN in the NPKM and OM treatments were significantly higher than those in other two treatments (CK and NPK). Application of organic manure with or without chemical fertilizers significantly increased the contents of all fractions of organic C and N, whereas chemical fertilizer application only increased the contents of occluded particulate organic C (oPOC) and amino acid N. In addition, application of organic manure significantly enhanced the proportions of free particulate organic carbon (fPOC) and oPOC in total C, and those of amino sugar N and amino acid N (P < 0.01) in total N. In contrast, chemical fertilizer application only increased the proportions of oPOC and amino acid N (P < 0.05). There were no significant differences in either contents or proportions of soil organic C and organic N fractions between the NPKM and OM treatments. These indicated that organic manure application with or without chemical fertilizers played the most significant role in enhancing soil organic C and N quantity and quality in the paddy field studied.     

Changes in the N Recovery Process from 15N-Labeled Swine Manure Compost and Rice Bran in Direct-Seeded Rice by Simultaneous Application of Cattle Manure Compost

The N recovery from ¹⁵N-labeled swine manure compost and rice bran with or without simultaneous application of unlabeled cattle manure compost was examined in a paddy field with direct-seeded rice during a 1-year period (1 crop season). In all the ¹⁵N-labeled materials including (¹⁵NH₄)₂SO₄, the processes of N recovery from the ¹⁵N materials by rice plants were different between the plots with and without application of cattle manure compost. At the tillering stage, the N recovery rates from the ¹⁵N materials in the plots with application of cattle manure compost were significantly lower than those in the plots without application of cattle manure compost. These recovery rates, however, became close and no significant differences were observed at the maturity stage. Thus, simultaneous application of cattle manure compost could impede the N recovery from swine manure compost, rice bran as well as (NH₄)₂SO₄.     

适当化肥配施有机肥减少稻田氮磷损失及提高产量

为了减少稻田氮磷损失量,并有效利用畜禽固废物,该研究在广东省东江上游典型农业集水区,开展田间不同施肥方式（不施肥、常规施肥、配方施肥1～3）氮磷损失监测及不施肥处理的室内土柱模拟试验。不施肥、常规施肥、配方施肥1～3的肥料施用量分别为：碳铵0、750.0、510.0、472.5、510.0 kg/hm2;磷肥0、375.0、255.0、255.0、236.25 kg/hm2;尿素 0、225.0、172.5、156.0、172.5 kg/hm2;有机肥：0、0、1162.5、1162.5、1162.5 kg/hm2。通过室内土柱试验,获取不施肥小区氮磷地表径流及淋溶流失量,并结合不施肥小区的田间监测数据（土样、水样、植株样等）,测算出水稻生长季固氮量为31.54 kg/hm2。采用元素守恒的方法,综合考虑氮磷淋溶、流失、氨氮挥发、氮素干湿沉降以及水稻固氮等多方面的影响,构建稻田系统氮、磷损失模型,分别计算出5种不同施肥方式的氮磷损失量。研究表明,配方施肥1、2、3较常规施肥,氮、磷损失量减幅分别为7.7%～30.0%、61.2%～70.8%;氮、磷农学利用率增幅分别为24.6%～84.4%、12.8%～78.9%;实现节支增收分别为2 716元/hm2、-2 169元/hm2、-1 646元/hm2。配方施肥方案可有效减少农田氮磷损失量,其中配方施肥1经济效益、环境效益俱佳,可作为常规施肥的替代方案。该研究综合考虑了整个稻田系统中氮、磷的输入与输出,定量评估不同施肥方式的氮磷损失量、农学利用率及其经济环境效益,可为稻田氮磷损失综合防控提供参考。     

绿肥压青对粉垄稻田土壤微生物量碳和有机碳累积矿化量的影响

绿肥压青还田是调控现代集约化稻田土壤逆境的重要手段,为评估绿肥压青下粉垄耕作对稻田土壤微生物量碳和土壤有机碳累积矿化量的影响,设置早稻粉垄耕作与常规耕作2种耕作模式,不施肥和同等肥力条件下施化肥、单倍绿肥配施化肥和双倍绿肥配施化肥4种施肥处理,晚稻免耕常规施用化肥,开展双季稻周年大田应用试验。结果表明:单倍绿肥压青下,粉垄耕作能提高稻田土壤微生物量碳含量,可达常规耕作的2倍,能有效增加微生物对土壤碳素的利用率。增加绿肥压青量会提高粉垄耕作稻田土壤有机碳累积矿化量和矿化潜力,与施用化肥相比,单倍绿肥压青下早晚稻分别增加1.6%～32.8%和0.6%～16.6%,双倍绿肥压青下分别增加58.6%～70.9%和29.6%～38.4%。粉垄单倍绿肥压青会降低免耕晚稻齐穗期、收获期土壤呼吸强度,较常规耕作分别降低33.4%和38.7%,较粉垄耕作其他处理降低8.5%～31.4%。单倍绿肥压青下粉垄稻田土壤代谢商较常规耕作累积降低65.5%,与常耕相比,粉垄双倍绿肥压青和粉垄单一化肥的土壤代谢商分别累积增加20.3%和159.2%,粉垄双倍绿肥压青可有效缓解土壤代谢商的提升。微生物量碳含量与有机碳矿化激发效应呈负相关,绿肥压青还田下相关系数达0.44;累积矿化量和代谢商呈极显著正相关,粉垄耕作下相关系数达0.59。可见,绿肥粉垄耦合的模式可作为一种增加稻田土壤微生物量碳含量、减少部分生育时期土壤呼吸强度,增强土壤碳库稳定性及碳固持的重要调控技术措施。