长江中游不同玉稻种植模式产量及资源利用效率的比较研究

发展长江中游玉米生产是解决本区域玉米产需矛盾的根本途径。近年来随着长江中游玉米的快速发展,该地区出现了春玉米–晚稻、双季玉米和早稻–秋玉米等新型的一年两熟制种植模式,为探明其适应性和实用性,2013—2014年在湖北省武穴市设置了传统种植的双季稻(对照)、春玉米–晚稻、双季玉米和早稻–秋玉米共4种两熟制种植模式,分析比较其周年产量及光、温、水资源利用效率和经济效益。结果表明,春玉米–晚稻和双季玉米周年产量显著高于早稻–秋玉米和双季稻。与双季稻相比,春玉米–晚稻周年产量、光能生产效率、光能利用率、积温生产效率、水分利用率及经济效益分别提高18.3%、14.1%、23.4%、16.4%、37.2%和44.3%,双季玉米分别提高了13.5%、8.1%、26.1%、11.4%、88.8%和37.8%。春玉米其产量、积温生产效率、水分利用率及经济效益两年平均比早稻分别高出30.6%、29.5%、57.2%和96.1%,而秋玉米和晚稻之间产量无显著差异。不同玉稻模式周年产量差异主要源于第一季春玉米和早稻产量的差异。可见,春玉米–晚稻和双季玉米是适宜在长江中游推广的两熟制种植模式。     

镉污染稻田玉米对水稻的季节性替代种植可行性研究

通过比较种植模式双季稻（RR）,春玉米―晚稻（MR）,早稻―秋玉米（RM）的生育期、产量、经济效益及农产品镉含量等,探讨湖南镉污染稻田玉米对水稻季节性替代种植的可行性。结果表明,从生育季节来看,3种模式的晚季作物均能在10月下旬成熟,均适合在湖南双季稻区应用。2015和2016年两季作物总产量分别以RR和MR模式较高,但差异均不显著。与RR模式相比,2015年MR和RM模式下的纯收入有所下降,但2016年明显提高,2年总收入表现为MR>RM>RR,且前2种模式的单个劳动力纯收入明显高于RR模式。RM与MR模式的水稻糙米镉含量较RR模式有降低趋势,2016年晚稻表现更明显,从0.823mg/kg降到了0.621mg/kg。水稻糙米镉含量在0.231~0.823mg/kg,玉米籽粒镉含量在0.036~0.081mg/kg。水稻镉积累量远高于玉米,晚稻镉积累量远高于早稻,3种模式2季作物地上部总镉积累量表现为RR>MR>RM,且差异显著。可见,从生育季节、产量、纯收入和籽粒镉含量等角度考虑,春玉米―晚稻与早稻―秋玉米种植模式替代双季稻模式是可行的,考虑到春玉米―晚稻种植模式地上部镉移除量较多,因此宜首选春玉米―晚稻模式。     

黄淮海平原南部不同种植体系周年气候资源分配与利用特征研究

探明不同种植体系周年产量、气候资源分配及其利用效率特征,建立周年气候资源优化配置的定量指标,为进一步提升黄淮海区域周年产量潜力和资源利用效率提供理论依据。本研究利用2011—2015年河南新乡定位试验数据,定量分析了冬小麦–夏玉米、冬小麦–夏大豆、双季玉米和一季春玉米4个种植体系产量、生物量、干物质产能、光温资源分配及其利用效率。结果表明,冬小麦–夏玉米和双季玉米体系4年产量、生物量和干物质产能差异均不显著,但显著高于冬小麦–夏大豆和一季春玉米体系,平均增幅分别为45.4%～61.5%、37.3%～71.3%和35.7%～70.7%;双季玉米和一季春玉米体系周年辐射生产效率、籽粒及总生物量光能利用效率均显著高于冬小麦–夏玉米和冬小麦–夏大豆体系,其中周年辐射生产效率平均增幅为11.8%～66.7%,籽粒及总生物量光能利用效率分别提高0.13～0.42和0.18～0.69百分点。进一步分析周年气候资源分配特征,冬小麦–夏玉米体系两季积温分配率分别为45.6%和54.4%,积温比值为0.8,双季玉米两季积温分配率为51.4%和48.6%,积温比值为1.1。综合分析产量和资源利用效率,冬小麦–夏玉米和双季玉米种植体系可作为黄淮海区种植模式优化布局和农业生产可持续发展的重要支撑,而明确主要种植体系积温分配率和积温比值等定量指标可为进一步优化周年气候资源配置,挖掘黄淮海两熟区周年产量潜力和资源利用效率提供重要参考。     

冬小麦–夏玉米高产模式周年气候资源分配与利用特征研究

探明周年产量20,000kghm–2以上冬小麦–夏玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征,并建立资源优化配置定量指标,为进一步提升黄淮海该模式周年产量潜力和气候资源利用效率提供理论依据,具有重要意义。本研究利用2006—2010年黄淮海区9个高产点共45个田间试验的数据,定量分析了冬小麦–夏玉米模式高产形成与季节间光温水资源分配的关系。结果表明,三省9个试验点冬小麦–夏玉米均实现了周年20,000kghm–2以上高产,但区域间差异较大,河南和山东小麦产量最高,山东夏玉米产量最高,河南和山东周年产量分别高于河北16.9%和21.5%。产量的变化主要由光温水分配差异造成,河南和山东小麦季积温量在1924.2～2608.0°C和降雨量小于201.1mm范围时产量均高于河北,山东玉米季辐射量在2168.5～2953.8 MJ m–2、积温量小于2990.7°C和降水量小于591.3 mm范围时产量均高于河南和河北。然而省份间冬小麦–夏玉米模式季节间热量资源分配率和分配比值相对固定,即小麦季和玉米季积温分配率分别为43%和57%,两季间积温比值为0.7,这是该区当前生产和生态条件下冬小麦–夏玉米模式季节间资源合理配置的定量标准。在不增加任何投入的前提下依据该定量指标来指导黄淮海不同生态区冬小麦–夏玉米种植模式的资源优化配置,对促进黄淮海该种植模式可持续发展具有重要意义。     

模拟大气温度和CO_2浓度升高对双季稻氮素利用的影响

未来气候主要表现为大气温度和CO2浓度升高的变化趋势,升温2℃和CO2浓度达到450μL L–1(同比增加60μL L–1)情景是哥本哈根共识下的安全阈值。本研究采用自主研制的开顶式气室(open-top chamber,OTC)进行双季稻大田原位模拟试验,以早稻两优287和晚稻湘丰优9号为试验材料,设置了大田(UC)、对照(CK)、增温2℃(CT)、增CO2 60μL L–1(CC)和同时增温2℃增CO2 60μL L–1(CTC)5个处理,研究温度和CO2浓度升高对双季稻产量和氮素利用的影响。结果表明,早稻CT的籽粒产量和氮素积累量均低于CK,CC和CTC比CK提高籽粒产量19.7%和2.0%,提高氮素积累量15.7%和5.1%;晚稻CT、CC和CTC籽粒产量和氮素积累量比CK分别提高9.2%、14.4%和18.8%,及7.3%、10.2%和15%。茎叶氮素转运率和贡献率早稻CC和CTC略低于CK,晚稻CC、CTC均高于CK。氮素吸收利用率早稻以CC最高(45.7%),晚稻以CTC最高(48.5%),分别比CK提高了35.5%和33.1%。氮素农学利用率与之一致,早稻和晚稻的CC和CTC均最高(23.1 kg kg–1和26.9 kg kg–1),比CK提高了56.3%和46.2%。氮素生理利用率早稻和晚稻均以CC最高,相比CK提高了12.7%和10.5%,但差异不显著。CK与UC之间各项指标差异不大,这表明OTC覆盖对水稻生长造成的影响在可接受误差之内。综上所述,本研究认为温度升高2℃对早稻产量和氮素利用倾向于不利影响,对晚稻则相反;CO2浓度增加60μL L–1对早稻和晚稻产量和氮素利用倾向于有利影响;同时增温和增CO2对早稻表现抵消作用,对晚稻表现协同作用。     

辽西半干旱区春玉米节水高产技术集成模式研究

此文针对辽西半干旱区农业生产因年降水量少且分布不均,使得春玉米种植低产低效的问题,集成了覆膜保苗节水模式和露地坐水种补灌节水模式,并对两种模式在田间进行了应用效果验证。应用结果表明,两种模式应用较对照均能显著提高籽粒产量、水分利用效率及经济效益：产量分别较对照增加48.5%和49.9%,水分利用效率提高30.9%和21.4%,经济效益增加34.7%和33.7%。集成模式适宜于试验区玉米生产中推广应用。     

不同复种方式生产力及生态经济效益研究

本试验经不同年次对四种不同复种方式的生产力及生态、经济效益进行研究，结果表明：春甜玉米／／花生／／夏甜玉米－晚稻→豌豆的复种方式生产力最高，生态、经济效益最好；其次是早稻－秋甜玉米／／花生→豌豆；再次是春甜玉米－晚稻→蚕豆；早稻－晚稻→冬闲较差。可见，实行间套多熟种植，不但能提高作物生产力，而且能有效地提高生态、经济效益。     

不同保墒耕作措施对小麦、玉米耗水特征及周年水分利用的影响

为探明土壤结构改良与保墒耕作措施对小麦、玉米周年水分利用的作用机制。采用田间试验,研究了常规耕作、秸秆还田、保水剂、有机肥、免耕、深松、深松+秸秆覆盖等措施对小麦、玉米生长过程中的耗水特征、光合特征及周年水分利用的影响。结果表明:深松+秸秆覆盖在小麦生育期内储水量较高。从小麦播种-返青期,深松+秸秆覆盖处理的耗水量最低。而在返青-拔节期,该处理最大,而其在孕穗-抽穗期的耗水量却最低。在拔节-孕穗期,保水剂处理的耗水量最大,而在抽穗-灌浆期,其耗水量最小。在灌浆-收获期,秸秆还田和保水剂处理的耗水量较其他处理低。在玉米整个生育期内,保水剂和免耕处理的耗水量较其他处理低。不同措施改善了小麦和玉米的光合生理特征,促进了小麦、玉米产量和水分利用率的提高。各处理中,以免耕处理的小麦产量和水分生产效率最高,分布较常规耕作提高了18.3%和20.0%。以秸秆还田处理的玉米产量和水分生产效率最高,分别较常规耕作提高了21.6%和23.8%。而深松处理的小麦-玉米复合产量最高,其次为免耕处理,其分别较常规耕作处理增产14.9%和14.3%。而深松+秸秆覆盖处理和免耕处理的总水分生产效率较其他处理高,分别较常规耕作处理提高了18.5%和18.1%。说明深松和免耕处理更利于小麦、玉米周年节水增产。     

不同栽培模式对稻米品质及经济效益的影响

为实现中国水稻种植“一季有余,两季不足”及一季主产区的粮食增产渠道。通过田间对比试验,研究再生稻、早稻和晚稻的稻米品质及经济效益。结果表明:与早稻和晚稻相比,再生稻实现农药零输入,减少肥料和灌溉水使用量,降低生产成本,减轻劳动强度,保持经济效益稳定;提高糙米率、精米率和整精米率,降低稻米粒形、垩白率和垩白面积,增加稻米胶稠度、直链淀粉含量、糊化温度、总淀粉含量和蛋白质含量,从而在一定程度上改善稻米品质。再生稻符合水稻轻简栽培和农业资源较少投入的要求,实现“种植一季,收获两季”,拓宽粮食生产渠道,对中国粮食安全与稳定具有重要意义。     

种植密度和施氮量对小麦-玉米轮作体系下周年产量及氮肥利用率的影响

小麦-玉米是河南省主要的轮作模式,其习惯种植密度与专家推荐种植密度间差距较大。本研究旨在为不同种植密度下小麦和玉米匹配适宜的氮肥用量,以达到最佳经济效益和氮素利用率。选用不同小麦品种（矮抗58和百农207）和不同玉米品种（北青340和登海605）为供试材料,设置农民习惯和专家推荐2个种植密度,0、180和360kg N/hm² 3个供氮水平,分析比较了不同处理下小麦和玉米的干物质、产量、氮素利用率和经济效益。结果表明,小麦的农户习惯种植密度比专家推荐高75kg/hm²,相比农户习惯处理,专家推荐种植密度处理下的小麦产量提高了10.0%~15.7%,提升了经济效益。小麦产量随穗粒数的增加而增加。农民习惯种植密度下,随施氮量的增加,小麦产量没有明显差异,氮肥农学效率降低。专家推荐种植密度下,百农207在N₁₈₀处理下产量最高。玉米的农民习惯种植密度比专家推荐低22 500kg/hm²,相比农民习惯处理,专家推荐处理的玉米产量提高了17.8%~22.7%。玉米产量随种植密度的增加而增加。农民习惯种植密度下,随施氮量的增加,玉米产量呈降低趋势,氮肥农学效率降低。专家推荐种植密度下,玉米在N₁₈₀处理下经济效益最高。     

品种搭配对湖北省玉米-晚稻复种产量及资源效率的影响

Maize-late rice cropping (M-R) is considered to coordinate the production of food and feed crop. In recent years, M-R has begun to develop in the middle reaches of the Yangtze River. However, technologies have not been systematically studied and improved for its higher yield and higher resources use efficiency. Especially, a reasonable collocation of varieties between maize and late rice seasons is an important basis to realize the yield potential of M-R, and still is under evaluation. In this study, different maize and late rice varieties were selected and collocated to different M-R modes. Their yield performance and use efficiency of resources were detected in different regions of Hubei province in 2015 and 2017. The results showed that under different heat conditions, the varieties collocation modes had significant effects on the annual yield of M-R and the production efficiency of resources. The modes of medium maturity maize-late indica rice cropping had obviously higher annual yield and resource production efficiency under higher accumulated temperature (GDD_≥10°C); on the contrary, the annual yield and resource production efficiency of the modes of early maturity maize-late indica rice cropping were higher under lower GDD_≥10°C. The utilization percentage of the annual effective GDD_≥10°C of each varieties combination mode could reach 95.6%-100.0%, and the distribution ratio of GDD_≥10°c between previous and subsequent season (TR) had a significant non-linear relationship with the relative annual yield of M-R. When the utilization percentage of GDD_≥10°C was 97.0%-98.5% and TR was 1.06-1.08, M-R could obtain highest annual yield. Therefore, suitable varieties of maize and late rice could be selected according to the local heat resource and reasonable TR. In summary, high-yield maize varieties with a growth period of 125 days and late rice varieties with a growth period of 140 days should be selected for the southern regions with higher GDD_≥10°C, while high-yield maize varieties with a growth period of 120 days and late rice varieties with a growth period of 130 days should be selected for the middle and northern regions with relatively lower GDD_≥10°C in Hubei province.     

施氮量与栽培密度对Ⅱ优航1号作再生稻产量的影响

采用两因素随机区组田间试验方法,研究氮肥施用量与栽培密度对Ⅱ优航1号作早稻再生稻栽培产量的影响。结果表明：头季施氮量、栽培密度、施氮量与栽培密度互作对头季稻产量差异极显著,但对再生季产量差异不显著。栽培密度对两季总产量差异显著。头季每公顷施纯N 150kg与栽培密度22.5~30万丛搭配和每公顷施纯N 195~240kg与栽培密度15~30万丛搭配,配套其他高产栽培措施,再生栽培能获得两季高产。再生季有效穗与头季有效穗呈显著正相关     

江淮下游不同播期对稻–麦周年作物产量、品质及温光资源利用的影响

对江淮下游稻麦两熟高产优质种植模式周年气候资源分配和利用特征的探究,可以为当地机插水稻–小麦周年产量和气候资源利用效率的提高提供一定的理论依据。在泰州兴化市,水稻季以迟熟中粳南粳9108和中熟中粳连粳11为材料,设置5月22日(R-Ⅰ)、5月29日(R-Ⅱ)和6月5日(R-Ⅲ) 3个播期,小麦季以冬小麦宁麦13为材料,设置11月5日(W-Ⅰ)、11月15日(W-Ⅱ)和11月25日(W-Ⅲ) 3个播期,分析了不同播期下机插水稻–小麦周年高产优质形成与稻季、麦季资源分配特征。结果表明,水稻季,随着播期推迟,迟熟中粳南粳9108产量、温光资源量及其生产效率均显著下降,中熟中粳连粳11温光资源量呈下降趋势,但产量及温光利用率呈先升后降趋势,各播期迟熟中粳产量均高于中熟中粳。小麦季,产量、温光资源量及其生产效率均随播期推迟有不同程度降低。从周年生产看,周年稻麦产量随两季作物播期的推迟显著降低,其中迟熟中粳南粳9108播期R-Ⅰ与小麦播期W-Ⅰ组合在所有处理中产量最高。水稻产量占周年产量比例最高为62.99%,最低为55.86%。两季间积温分配率水稻季最高为68.38%,小麦季最高为34.14%。季节间辐射量分配率水稻季平均为51.7%,小麦季平均为48.3%。周年积温生产效率和光能生产效率随着稻麦播期推迟,呈下降趋势,播期越迟减少越显著。品质方面,迟熟中粳南粳9108的加工品质均随着播期推迟变劣而外观品质变优,中熟中粳连粳11加工品质变优而外观品质变劣。两品种蒸煮食味品质及营养品质(除中熟中粳连粳11食味值外)均随播期推迟变劣。小麦的湿面筋含量和蛋白质含量均随播期推迟而减少。通过优化稻麦播栽期,选用适宜生育期水稻品种,可提高周年产量和光温资源生产效率,是提升江淮下游机插水稻–冬小麦模式生产力的有效技术途径。     

再生稻栽培技术的研究进展

根据已报到的研究材料,综述了中国南方稻区再生稻的研究进展。所有的水稻品种均可获得一定的再生稻产量,常规品种的再生稻产量明显低于杂交水稻的再生稻产量,而三系杂交水稻的再生稻产量又较两系杂交稻的再生稻产量低;留桩高度各地因组合不同和生态条件不同而有一定的差异,一般为10~40 cm;各节间腋芽在温度、光照和水分适宜的条件下均能较好的萌发,施用赤霉素和细胞分裂素均能有效促进腋芽的萌发,并能提高再生芽的成活率;再生稻腋芽萌发及成活的最适温度为24.5~27.0℃,相对湿度为81%~85%,‘汕优63’再生稻结实率≥70%的临界低温指标是：连续5日平均气温≥21℃;头季稻齐穗期剑叶SPAD值、叶片含氮量和群体单位面积的总颖花量3个因子可以用来预测再生稻高产的促芽肥经济施用量;超级杂交稻也可获得较好的再生稻产量。再生稻的栽培技术还可进一步的研究。     

稻田三熟制油菜谷林套播技术研究初探

为了克服江西三熟制稻田季节矛盾,确保三熟制稻田的三熟高产,通过采用二晚稻田油菜谷林套播栽培方法,研究这一栽培方法对油菜生长发育及产量的影响。结果表明：与二晚接茬油菜相比,谷林套播油菜尽管个体发育受到抑制,植株比较瘦弱、总角果数、每角粒数较少、千粒重也较小,但其每公顷株数最多,在一定范围内充分发挥了群体生长优势,因而产量最高,为1680.59 kg/hm²,比前者增产30.49%;每公顷的净收益也最大,为3044.95元/hm²,是前者的2.3倍。     

镉污染稻区油菜–中稻替代双季稻种植的可行性研究

为了探讨镉污染稻区油菜-中稻替代双季稻种植的可行性,在湖南省湘潭县中度镉污染稻田开展大田试验,研究了油菜-中稻与双季稻模式下的作物生育进程、产量、经济效益与镉含量。结果表明,双季稻、油菜-中稻均能在10月20日前成熟;双季稻早、晚稻产量分别为5233.7和6298.3kg/hm²,油菜和中稻产量分别为1875.5和7531.0kg/hm²,中稻产量较早、晚稻产量分别提高43.9%和19.6%;与双季稻模式相比,油菜-中稻模式成本降低13.5%,产值提高2.1%,纯收入提高42.6%,总纯收入与劳动力比值升高38.5%;早、中、晚稻根、茎、叶和籽粒等器官镉含量差异明显,均表现为晚稻>中稻>早稻的趋势;糙米镉含量在0.43~0.82mg/kg之间,油菜籽镉含量为0.11mg/kg。综合种植季节、产量、经济效益和籽粒镉含量来看,油菜-中稻模式可作为镉污染双季稻区替代双季稻的种植模式。     

江南双季稻区再生稻秸秆全量还田机械化种植模式

以江西省崇仁县再生稻生产调研为基础,总结分析了再生稻秸秆全量还田机械化种植模式的综合效益及其技术要点。该种植模式选用高产优质籼粳杂交稻品种甬优4949,通过头季稻留高茬收获,将秸秆切碎并均匀抛撒,适时追施促芽肥,控水灌溉,以及病虫草害防治,创新集成了适于江南双季稻区再生稻机械化栽培新模式。该模式不仅解决了蓄低位腋芽的秸秆还田难题,实现了秸秆全量还田,还解决了再生苗生育进程不一致和籽粒成熟度不一等问题。与常规模式相比,新型稻作模式头季和再生季水稻产量分别增加了12.7%和55.8%,周年净收入增加了6769.5元/hm²,经济效益显著。该模式避免了秸秆焚烧,可培肥土壤,实现优质丰产,是绿色高产高效的“一种两收”稻作新模式,适合在江南双季稻区大面积推广应用。     

南方粳稻化肥减量增效施用方法研究

江西省从2009年起开展“籼改粳”引种、示范和推广,至2016年粳稻种植达到一定规模。2015年,农业部在全国部署开展化肥使用量零增长行动,推动化肥减量增效。为探索粳稻化肥减量增效施用技术,并助推“早籼-晚粳”种植模式,于2016年在浮梁县开展了晚粳化肥减量增效施用方法的比较试验。试验设空白对照、农户习惯施肥方法和2种推荐施肥方法4个处理。推荐施肥方法为化肥减量配方施肥。试验结果显示,2种推荐施肥方法中以推荐施肥方法1较好,推荐施肥方法1比农户习惯施肥方法氮磷钾养分总量节省123.9 kg/hm²、稻谷增产608.75 kg/hm²、增加净收入2070.35元/hm²,经济效益达到了显著水平。推荐施肥方法1的总偏生产力为13.34、投产比值为6.39,比农户习惯施肥方法分别增38.4%和36.54%。试验表明,推荐施肥方法较农户习惯施肥方法具有明显的节肥增产增收效果,可在当地双季晚粳化肥减量增效生产中推广应用并加以完善。