水分管理对镉轻度污染农田水稻镉积累的影响

【目的】研究镉轻度污染农田水稻适宜的水分管理模式。【方法】采用盆栽试验,分别设置水稻全生育期湿润灌溉(CK)、全生育期淹水(T1)、拔节期(T2)、孕穗期(T3)、抽穗扬花期(T4)、灌浆乳熟期(T5)、蜡熟期(T6)开始淹水7个处理,对水稻不同器官镉积累差异以及土壤氧化还原电位、根际土壤溶液水溶性镉质量分数变化进行研究。【结果】土壤氧化还原电位与水溶性Cd呈极显著正相关(p<0.01),淹水后土壤的氧化还原电位(Eh)显著降低,土壤还原性增强,淹水时间越长氧化还原电位越低,其中T1处理最低可降至-159.78mV,淹水后根际土壤溶液中水溶性Cd也迅速下降,T3处理下降最多,为75.0%。不同水分管理模式下水稻糙米含镉量均未超过食品安全国家标准规定的限量值(GB2762—2017)。与CK相比,T1处理降低稻米含镉量达76.9%,而水稻产量明显下降,减产19.2%;T6处理明显抑制镉从水稻根系向地上部分转移,增加根系镉质量占比15.2%;T6处理降低水稻茎秆的镉积累,降低茎秆镉质量占比13.0%;淹水通过抑制镉从水稻叶片向谷物的转移来降低稻米镉积累,与CK相比,T5处理叶片镉质量占比增加5.0%,T3处理谷物镉质量占比降低4.3%。【结论】综合考虑水稻产量、稻米含镉量和田间农事操作习惯,镉轻度污染稻田推荐的水分调控方式为抽穗扬花期淹水至收获前1周。     

控制灌溉增氧对超级稻生理生化特性及水分利用效率的影响

为了提升超级稻灌溉用水的利用效率,采用控制灌溉技术与增氧灌溉技术相结合的灌溉方式进行试验.以超级稻“陵两优268”为研究对象,设置4组处理:控制灌溉机械增氧(JX)、控制灌溉超微泡增氧(WP)、控制灌溉(CK)、淹水灌溉(YS),探究控制灌溉条件下增氧对超级稻返青期后的各生育期生理生化特性指标及产量的影响.试验表明,叶片叶绿素含量,在水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期差异并不明显,但乳熟期最大提升了38.2%.净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均有显著提升,其中在抽穗开花期,早稻分别提升了44.9%,18.5%,25.0%;晚稻分别提升了14.3%,11.5%,22.2%.根系活力,在抽穗开花期,对比YS组最大提升了44.6%,对比CK组最大提升了11.5%.同时,对土壤氧化还原电位进行定期监测,得知控制灌溉条件下增氧处理后,其各时期基本均处于氧化态,而淹水灌溉下基本处于还原态.在全生育期耗水量上,控制灌溉条件下3组处理的节水效率显著提高,控制灌溉增氧条件下全生育期最大有效节水达18.5%.     

控制灌溉稻田部分土壤环境因子变化规律

根据现场试验资料,分析了控制灌溉条件下稻田的土壤温度、氧化还原电位、土壤中有机质及铵态氮含量的变化规律及其对水稻生长、稻田环境的影响.结果表明,气温变化对控灌稻田土壤温度的影响较淹灌更加明显,控灌稻田土壤昼夜温差大,有利于改善稻田生态环境和水稻产量的形成;水分调控提高了稻田土壤的Eh水平,控灌稻田5 cm和20 cm土层土壤Eh均极显著高于淹灌稻田(p<0,01),10 cm土层差异不显著,土壤Eh升高减少了土壤中还原性有毒物质含量,增强了水稻根系活性;水分调控加速了土壤中有机质的分解,增加了土壤中的有效养分,有利于水稻的正常生长和发育;控制灌溉条件下土壤中氮素形态发生变化,铵态氮含量降低.     

不同改良剂对盐碱地土壤微生物与加工番茄产量的影响

在田间试验区设置对照组（CK）、有机肥复配脱硫石膏（T1）、生物炭（T2）及脱硫石膏（T3）4个处理,分析不同改良剂对中度盐碱地表层20cm内土壤微生物数量、理化性质及加工番茄产量的影响,从而确定最适宜的改良剂。结果表明：各改良剂均能降低土壤电导率和pH值,提高土壤有机质、水解氮、速效磷、速效钾含量,并提高加工番茄产量,其中生物炭处理对加工番茄产量的影响最为显著,较对照处理增加了55.96%;各处理的土壤细菌和放线菌数量在整个生育期内均呈抛物线形变化,最大值均出现在开花着果-着果盛期,土壤真菌数量在全生育期呈下降趋势;施加生物炭、脱硫石膏、有机肥复配脱硫石膏均可增加土壤细菌、放线菌、真菌数量,其中细菌和放线菌数量均以生物炭处理的增幅最大,较对照组分别增加了1.6～7.8倍和2.0～6.1倍;土壤耕层细菌、放线菌数量均与土壤pH值和电导率呈负相关,与土壤有机质、水解氮、速效磷、速效钾含量呈正相关,说明土壤微生物数量随土壤盐渍化程度的增加呈减少趋势,与大部分土壤养分之间具有很好的正相关性,且细菌和放线菌数量多的土壤,其土壤理化性质较好,作物产量也较高,因此可以将土壤细菌和放线菌数量作为评价土壤健康状况的重要生物指标。综上所述,生物炭处理（T2,22.5t/hm2）最有利于降低中度盐碱地土壤电导率和pH值,促进土壤微生物的生长繁殖,提高土壤养分及加工番茄的产量。     

节水灌溉下秸秆还田形式对黑土区稻田N2O排放与产量的影响

为探寻不同灌溉模式下秸秆还田形式对黑土区稻田N2O排放与产量的影响,于2023年进行大田试验,设置常规灌溉（F）与控制灌溉（C）两种灌溉模式,同时设置秸秆还田（S）、秸秆炭化为生物炭还田（B）、秸秆过牛腹为有机肥还田（O）3种还田形式,以及秸秆不还田（N）作为对照组,共计8个处理。分析不同灌溉模式下秸秆还田形式对稻田N2O排放通量与水稻产量的影响,测定了水稻各生育期稻田土壤铵态氮含量、硝态氮含量、微生物氮含量、pH值,并分析了N2O排放总量和水稻产量与土壤环境因子之间的关系。结果表明：除返青期外,与秸秆不还田处理相比,秸秆还田与有机肥还田处理土壤铵态氮含量、硝态氮含量、微生物氮含量均表现为增加。相同秸秆还田形式下,控制灌溉模式下各处理生育期内土壤平均铵态氮含量、硝态氮含量较常规灌溉模式高36.23%~60.82%、14.16%~19.61%。同时,秸秆还田与生物炭还田能提高稻田土壤pH值。相同灌溉模式下,与秸秆不还田处理相比较,秸秆还田与有机肥还田处理N2O排放总量分别增加14.44%~24.09%、8.22%~14.44%,生物炭还田处理N2O排放总量降低14.31%~23.90%。生物炭还田与有机肥还田各处理水稻产量提高3.28%~13.07%,其中控制灌溉模式下生物炭还田处理产量最高。综上所述,控制灌溉下生物炭还田可以实现节水、增产、减排的目的。     

淹灌和间歇灌溉对晚稻田节肢动物群落多样性影响

为探明节水灌溉对稻田节肢动物多样性影响,采用群落生态学研究方法,比较了淹灌和间歇灌溉2种不同灌溉模式下稻田节肢动物群落多样性。结果表明:间歇灌溉增加了水稻各生育期节肢动物群落科数和种数,有效提高了天敌类群种类数和数量,全生育期种类数平均增加24.4%,数量平均增加26.2%,在拔节孕穗期种类数和数量增加率均达到最高,种类数高于淹灌125.0%,数量高于淹灌50.0%。间歇灌溉有效提高了稻田节肢动物天敌群落多样性,降低害虫群落多样性,害虫、天敌类群D_(MG)、H′、S和E在间歇灌溉下受环境波动影响小,各多样性指数的消长基本一致,整体天敌与害虫群落分布具有稳定性。节水灌溉有助于实现对稻田害虫的生态控制。     

有机肥施用对节水灌溉水稻生长及产量的影响

为了揭示有机肥施用对节水灌溉水稻生长及产量的影响,开展了不同水肥管理田间试验,分析不同水肥管理条件下水稻茎蘖、株高、叶面积指数、干物质量、产量、灌水量及灌溉水分生产效率的变化规律。结果表明,与常规灌溉相比,节水灌溉在保证水稻生长并稳产的同时,灌水量大幅降低了49.45%,水分生产率平均提高1.20kg/m3。有机肥施用明显增加了水稻茎蘖数和株高,增加了水稻干物质量,显著增加了水稻叶面积指数和产量(p0.05),提高了稻田灌溉水分生产率,其中产量平均增加6.77%。控制灌溉和施用有机肥条件下,水稻产量和水分利用效率分别较常规水肥管理稻田显著提高了6.13%和1.32kg/m3。因此,控制灌溉和有机肥施用的结合是该地区合理的稻田水碳管理措施。     

节水灌溉对精量穴直播超级稻根系生理特征的影响

研究了不同灌水量对精量穴直播水稻培杂泰丰(超级杂交稻)和玉香油占(超级常规稻)2个水稻品种各个生育期根系生理特征的影响,并与移栽常规灌溉进行了比较。结果表明,精量穴直播湿润灌溉在相对于精量穴直播常规灌溉节水23.51%、相对于移栽常规灌溉节水30.46%的情况下,从孕穗期开始精量穴直播湿润灌溉处理根系的每株总根长、每株根总表面积、平均直径、每株根总体积、每株根尖数、根系伤流量和土壤氧化还原电位都明显高于精量穴常规灌溉处理和移栽常规灌溉处理。     

水稻三种灌排模式的节水增产和改善土壤肥力效果比较分析

水稻生态灌排模式对改善农田生态环境和保障水稻生产可持续发展具有重要的作用。在南京淳东灌区采用田间小区试验对水稻"控灌中蓄"灌排新模式进行试验研究,观测淹灌、浅湿灌和控灌中蓄三种不同的灌水模式结合晒田程度(轻晒和重晒)条件下降雨的利用率、土壤含水量和水稻产量、土壤速效N和速效P等指标。初步的试验结果表明,控灌中蓄灌溉模式较淹灌处理节水幅度平均达47.2%,控灌中蓄处理的降雨利用率和水分生产效率为最大,分别达到47.8%和1.30kg·m-3,同时控灌中蓄灌溉模式下土壤氧化还原电位和速效性养分较为适宜,水稻实际产量比淹灌增产19.9%~46.6%。水稻控灌中蓄灌排模式在节水、增产和改善农田生态环境中有着显著作用。     

水稻拔节孕穗期淹水对产量要素的影响

采用测桶移位受淹试验,研究了淹水条件下水稻拔节孕穗期生理性状与产量要素响应特征。结果表明,淹水深度占株高的2/4时,历时3、6d的处理略有增产,淹水深度占株高的3/4和没顶淹水是随淹水历时增加水稻减产程度加剧。拔节孕穗期淹水导致水稻结实率降低、穗长变短、秕粒数和植株干质量增加。根据淹水试验资料,建立水稻分蘖期淹水胁迫条件产量损失预测模型,综合指标模型:Ry=-0.000 8SSW+1.122 1(r2=0.937,P0.05),最为适用。水稻在拔节孕穗期的蓄滞雨洪深度上限为40~50cm,高于水稻常规灌溉的蓄水上限。     

超微气泡增氧灌溉对水稻生育特性及产量的影响

以常规粳稻秀水09和杂交籼稻两优培九、国稻6号为试验材料,在2007和2008年采用大田试验,研究了超微气泡增氧灌溉对水稻生物学特性和产量的影响。结果表明,与常规灌溉相比,增氧灌溉处理具有分蘖发生快,叶面积指数大,干物质积累多等优点,尤其在生育后期表现出较大的干物质积累优势。增氧灌溉显著增加了水稻产量,其中秀水09分别增产8.45%(2007)和6.23%(2008)、国稻6号增产9.13%、两优培九增产7.49%。而且增氧灌溉明显提高了水稻有效穗数及结实率,但对水稻每穗总粒数和千粒重影响不明显。     

东北寒区水稻需水对地下水埋深的响应及灌溉模拟

【目的】揭示不同降水年型下东北寒区水稻需水对地下水埋深变动与灌溉的响应规律,进一步优化寒区水稻灌溉制度。【方法】以黑龙江庆安和平灌区灌溉试验站多年水稻灌溉试验及2017年地下水动态观测数据为依据,分析不同灌水模式下水稻耗水及地下水变化动态,验证AquaCrop模型在东北寒区水稻生长模拟中的适用性,并用于模拟分析25%、50%、75%降水年型下水稻需水与不同地下水埋深的相互关系及灌水量的响应规律,提出适宜该地区水稻高产的地下水埋深范围及其生育期净灌水量。【结果】①水稻生育期内,地下水埋深先浅后深,其中,分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期耗水量大,灌溉和降雨较多,地下水埋深较浅;②构建了3种降水年型下ET与GD、I的多元回归方程,综合考虑了水稻需水量与地下水埋深、生育期灌水量之间的相关关系,可用于稻田高效耗用水管理和地下水资源持续利用;③为实现东北寒区水稻高产和地下水埋深基本稳定的双重目标,地下水埋深应控制在2.0～2.5 m之间,水稻生育期净灌水量为:枯水年不宜低于现状灌水量,即300 mm;丰水年和平水年净灌水量可适当减少至现状灌水量的0.8倍,即240 mm。【结论】提出了适宜该地区水稻高产的地下水埋深范围及生育期净灌水量,为促进我国东北地区节水增粮,保护湿地生态环境,提高农业用水效率提供了理论依据。     

施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量影响

为揭示施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量的影响,试验设计常规灌溉和控制灌溉两种灌溉方式,采用盆栽试验,分析了施加生物炭条件下节水灌溉水稻的茎蘖、株高、叶面积指数(LAI)、叶绿素(SPAD)、产量、灌水量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明:与常规灌溉相比,控制灌溉轻微抑制了水稻地上部分的生长,保证了水稻稳产,灌水量平均减少34.91%,灌溉水分生产率平均提高了0.69kg/m~3。施加生物炭处理增加了水稻茎蘖数、株高以及LAI,提高了水稻的有效分蘖率,使水稻对氮素吸收相对平稳,SPAD值变化波动小,水稻产量平均提高947kg/hm~2,灌溉水分生产率平均提高0.16kg/m~3。控制灌溉与生物炭联合应用水稻灌溉水分生产率最高,为2.12kg/m~3。     

不同灌溉方式下水稻产量性状相关性及通径分析

以杂交水稻二优培九为试验材料,利用测坑栽培,比较了4种灌溉方式下的水稻产量性状,并对其进行了相关性及通径分析,结果表明,与淹水灌溉相比,间歇灌溉、半干旱栽培和干旱栽培比淹水灌溉下水稻产量分别增产16.20%、减产12.90%和减产37.87%;单株有效穗数、每穗实粒数、结实率和千粒重与单株理论产量之间呈极显著正相关,相关系数分别为0.73892、0.57864、0.58591和0.62008,而单株有效穗数与每穗颖花数、每穗实粒数和一次枝梗数呈较弱的负相关。试验结果表明,间歇灌溉为南方稻区较适宜的灌溉方式。在制定水稻高产栽培措施时,应加强稻田水分管理,在提高千粒重的同时,主攻并协调好单株有效穗数和每穗实粒数。     

不同灌溉方式水稻植株对氮素的吸收利用研究

研究不同灌溉条件下水稻植株对氮素的吸收和利用。结果表明，在研究条件下，薄浅湿晒和间歇灌两种灌溉方式有利于水稻形成健壮的根系、增强吸氮能力，有利于氮素向生长中心转移，增加生长后期叶面积指数和叶片含氮量，提高水稻产量。     

不同灌水量与每穴直播粒数对滴灌水稻生长发育及产量的影响

【目的】探索滴灌水稻高产高效的适宜灌溉定额及播种量。【方法】本试验在新疆农业科学院国家灰漠土肥力与肥料效应监测基地进行,设置3个灌溉定额水平,分别为796 mm(W1)、938 mm(W2)、1 059 mm(W3),每穴直播粒数设为每穴8粒(D1)、14粒(D2)、20粒(D3)3个水平,观测比较不同生育期株高、叶面积指数、干物质积累量等生长指标,分析不同灌水量与每穴直播粒数对滴灌水稻生长发育、产量及水分利用效率的影响。【结果】灌水量与每穴直播粒数交互作用以组合W3D1株高、叶面积指数和干物质积累量最高,分别为83.46 cm、8.46和2 962.67 g/m2,交互作用达到极显著水平(p≤0.01);W3D1处理产量最高达到6 789.00 kg/hm~2,灌水量对产量的影响达到显著水平(p≤0.05);W3D1水分利用效率为最优组合达到0.65 kg/m3。每穴直播粒数为8粒时,与W1、W2处理相比,W3处理产量增幅为54.95%、30.24%;W3处理中,D1处理与D2、D3处理相比,产量增幅分别为19.11%、23.96%。【结论】在本试验条件下,W3D1组合灌溉水量及每穴直播粒数为最佳。     

灌溉水量对水稻生长和产量的影响

以杂交水稻培两优3076为材料,在充分利用降雨的情况下,对各试验处理补充灌溉不同的水量,分别为对照(P0)灌水量的90%(P1)、80%(P2)、70%(P3)、60%(P4),研究不同灌水量下水稻的生长特性及产量,品质以及灌溉水利用效率。结果表明,与淹水灌溉相比,适当减少灌溉水量更有利于提高水稻的产量,稻米品质和灌溉水利用效率。初步研究表明,P3处理比淹水灌溉增产15.25%,节水21.34%。     

加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响，并提出合理进气量的加气灌溉方式，设置6个处理（无秸秆还田不加气灌溉（CK）、小麦秸秆还田不加气灌溉（ST）、小麦秸秆还田+进气量0.3L/min加气灌溉（SO1）、小麦秸秆还田+进气量0.5L/min加气灌溉（SO2）、小麦秸秆还田+进气量0.7L/min加气灌溉（SO3）和小麦秸秆还田+进气量0.9L/min加气灌溉（SO4））开展水稻盆栽试验，观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明：秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况，微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性，且随着进气量的增加改善效果逐渐增强，当进气量为0.9L/min时，土壤活性还原性物质含量、Fe2+含量、Mn2+含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%；进气量在0.5~0.7L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育，缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题，促进水稻根系良好生长，利于水稻光合作用的有效性，促进干物质积累，从而提高水稻产量，微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响，推荐使用溶解氧质量浓度为8.06mg/L的微纳米气泡水（SO3处理）对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。     

稻田农业节水栽培配套技术的研究

在湖南攸县、双峰进行的田间试验结果表明 ,稻草覆盖免耕结合浅湿灌溉的稻田农业节水栽培配套技术与传统的栽培方法比较 ,能提早和促进水稻分蘖 ,提高水稻根系活力、功能叶叶绿素含量和干物质的积累 ,降低水稻纹枯病的发生 ,晚稻产量达 8790 kg/ hm2 ,增产率达 10 .2 %;同时 ,能提高灌溉水的生产效率 ,节约灌溉用水量 ,晚稻田灌水次数减少 40 %,每公顷节约灌水量 112 3.5 m3、节省水稻生产成本 5 10元、纯收入增加 1437元。     

不同灌溉模式对水稻抽穗后叶绿素荧光特征及产量的影响

以"南粳44"为试验品种,设置浅水勤灌(FSI)、湿润灌溉(WI)、控制灌溉(CI)和蓄水-控灌(RC-CI)4种灌溉模式,通过小区试验,研究不同灌溉模式下水稻抽穗后叶绿素荧光特征的差异及其与产量之间的相关关系。结果表明,抽穗开花期不同灌溉模式下水稻叶片叶绿素量(SPAD值)及荧光参数(最大光化学量子产量Fv/Fm、实际量子产量ΦPSⅡ、光化学淬变qP和非光化学淬变qN)无明显差异。随着生育期推进,SPAD值、Fv/Fm、ΦPSⅡ和q P不断下降,不同灌溉模式降幅表现为FSI处理WI处理CI处理RC-CI处理,同时qN不断上升,不同灌溉模式增幅表现为RC-CI处理CI处理WI处理FSI处理;与FSI处理相比,WI、CI和RC-CI处理水稻结实率分别增加4.45%、5.95%和6.77%,千粒质量分别增加1.86%、3.49%和6.08%,每穴产量分别增加8.81%、13.78%和16.44%。相关分析表明,乳熟期和黄熟期叶片SPAD值、荧光参数(Fv/Fm、Φ_(PSⅡ)、qP和qN)与结实率、千粒质量、每穴产量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关关系。合理水分调控能延缓水稻生育后期叶绿素分解,提高叶片PSⅡ反应中心的光能转换效率、开放比例、潜在活性和稳定性,有利于提高结实率和千粒质量,可使水稻增产。