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。     

种植模式对南方作物产量及资源利用效率的影响

种植模式优化是挖掘农田高产潜力和提高资源利用效率的重要途径之一。于2017-2018 年在湖北省江陵县三湖农场开展了田间试验,采用随机区组设计,设置了早稻–晚稻（DR,对照）、春玉米–晚稻（MR）和再生稻（Rr）3种种植模式。结果表明,与早稻–晚稻种植模式相比,春玉米–晚稻种植模式积温生产效率、水分利用率、经济效益和周年产量分别提高了8.66%、35.19%、33.71%和34.60%;再生稻分别提高了6.77%、11.16%、68.12%和31.20%。从整个周年来看,春玉米–晚稻和再生稻模式的积温生产效率较高,春玉米–晚稻模式的水分利用率最高,春玉米–晚稻和再生稻处理的周年产量显著高于早稻–晚稻种植模式,再生稻模式周年经济效益最高,其次是春玉米–晚稻种植模式。因此,春玉米–晚稻和再生稻是该区域稻田两熟制适宜的种植模式。     

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。     

施石灰和秸秆还田对清洁的酸性稻田籽粒镉含量的影响

为了探究清洁的酸性稻田施用石灰对双季稻籽粒镉(Cd)含量的影响,本研究在清洁的酸性稻田(土壤pH 5.2,土壤总Cd含量0.2 mg/kg)上开展田间定位试验,并测定籽粒镉含量,设置4个处理,分别是(1)对照,不施石灰,秸秆不还田;(2)施石灰,秸秆不还田;(3)每季秸秆全量还田,不施石灰;(4)秸秆还田配施石灰。结果表明:除2020年晚稻季外,施石灰显著降低了早、晚稻糙米Cd含量,秸秆还田对糙米Cd含量无显著影响。二者仅对2020年早稻糙米Cd含量有显著互作效应。在秸秆还田条件下,施石灰使2020年早稻糙米Cd含量降低61.0%;在秸秆不还田条件下,降幅为38.0%。施石灰显著降低了2019年早、晚稻精米Cd含量。秸秆还田仅显著增加了2020年晚稻精米Cd含量。二者对2020年晚稻精米Cd含量有显著互作效应。在秸秆还田条件下,施石灰使2020年晚稻季精米Cd含量降低38.1%;而在秸秆不还田条件下,降幅为4.2%。因此,在清洁的酸化红壤性双季稻田上,施石灰不仅可以有效减少稻米的Cd含量,而且能够降低秸秆还田导致的Cd污染风险,有利于保障稻米质量安全。     

粒肥施用时期对水稻镉积累的影响初探

探索生育后期氮肥施用对水稻镉积累的影响,为稻米镉消减提供技术支持。采用大田小区试验,以杂交稻株两优819(早稻)和常规稻湘晚籼12号(晚稻)为试验材料,设粒肥用量占总氮20%的不同生育期施粒肥处理,分别为始穗期施粒肥(F1)、齐穗期施粒肥(F2)、灌浆期施粒肥(F3)及不施粒肥处理(CK)。试验结果表明,合理施用粒肥可显著提高晚稻籽粒生物量,齐穗期和灌浆期施用粒肥显著提高了早稻籽粒生物量。不同生育期施粒肥对降低籽粒富集系数、镉在植株内转运系数存在显著差异;不同生育期施粒肥水稻成熟期各部位镉含量不同,施粒肥提高了早稻根系和茎叶的镉含量,但显著降低了籽粒镉含量,其值表现为CKF1F3F2;晚稻的根系镉含量在始穗期施粒肥处理显著提高,茎叶镉含量均显著大于CK,灌浆期施粒肥处理的籽粒镉含量有小幅度降低;与CK相比,早晚稻籽粒镉含量最大降幅分别为44.87%,22.31%。可知,不同生育期施粒肥对早晚稻籽粒的镉含量影响有差异,齐穗期施粒肥可显著降低早稻籽粒的镉含量,灌浆期施粒肥能降低晚稻籽粒的镉含量。     

不同种植模式对稻田土壤重金属含量及晚稻稻米品质的影响

为了寻求消减土壤重金属的种植模式,确保食物安全,以6年定位试验,研究了5种不同种植模式对稻田土壤重金属Cd、Pb、Hg、As含量、晚稻植株重金属的积累与分配、稻米品质及产量的影响。结果表明,与冬闲-双季稻(CK)相比,黑麦草-双季稻(T1)、紫云英-双季稻(T2)、油菜-双季稻(T3)和马铃薯-双季稻(T4) 4种冬种模式对土壤重金属含量表现出明显差异,其中T1土壤As,T2土壤Cd、Hg、As,T3土壤Cd、Hg,T4土壤Pb、Hg含量均显著低于CK,但T1土壤Hg,T3土壤As,T4土壤Cd、As含量显著高于CK。不同种植模式晚稻植株重金属含量均为根>茎叶>糙米,冬种模式根重金属含量均低于CK,茎叶Cd含量均高于CK,茎叶Pb、Hg、As含量表现不稳定,糙米Cd、Pb含量除T4 Cd外,其余均显著低于CK。冬种模式均增加了稻米出糙率、整精米率、胶稠度和直链淀粉含量,降低了垩白米率和垩白大小。冬种模式增加了晚稻产量,其中T4比CK显著增产17.52%。上述结果说明,冬种模式有促进消减土壤部分重金属污染趋势,但其作用有限,并能一定程度降低糙米Cd、Pb含量,改善稻米品质和提高水稻产量。     

不同施氮水平对双季稻产量、氮素利用率及稻田氮素平衡的影响

以“中早39”和“天优华占”为供试材料,通过大田试验研究不同施氮水平对早、晚稻产量形成、氮素利用率和水稻―土壤氮素平衡的影响。结果表明,施氮显著增加了双季稻在0～40 cm土层土壤残留无机氮,且氮形态以NH₄⁺-N为主;当施氮量分别超过180 kg/hm²(早稻)、200 kg/hm²(晚稻)时,土壤残留无机氮含量不再显著增加;水稻―土壤氮素平衡表明,除氮肥外,其他氮输入占氮素总输入的48.7%～78.4%,氮的输出主要受水稻吸氮量、土壤氮残留量和氮损失量影响,在一定施氮范围内,随着施氮量的增加均显著增加。随着施氮水平的提高,早、晚稻产量呈先增加后降低的趋势,其主要通过增加有效穗数和穗粒数增加水稻产量;氮偏生产力、氮农学利用率与氮素依存率随施氮量增加显著降低,但氮吸收利用率、氮表观残留率和氮肥贡献率呈相反变化趋势。水稻产量和施氮量二次回归模型表明,早稻、晚稻最佳施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm²。因此,浙江杭州区域双季稻推荐施氮量分别为早稻163.4 kg/hm<...     

重度镉胁迫下不同水稻品种镉富集差异研究

以22个不同水稻品种(系)为材料,采取盆栽试验研究了重度镉胁迫下品种间籽粒产量、糙米镉含量及镉富集系数差异变化。结果表明,不同水稻品种(系)籽粒产量、糙米镉含量及富集系数存在较大差异,其变幅分别为54.10~142.50 g/盆、0.094~0.358 mg/kg、0.049~0.187,最高值与最低值分别相差2.63倍、3.81倍、3.82倍。重度镉胁迫下水稻产量与糙米镉富集能力不存在显著相关性。依据籽粒产量和糙米镉富集能力进行聚类分析表明,可将参试水稻品种分为3大类,第1类产量较低,包括1个镉富集较弱和3个镉富集较强品种;第2类产量中等,包括6个镉富集较弱和2个镉富集极强品种;第3类产量较高,镉富集能力中等(10个品种)。基于籽粒产量和糙米镉富集差异,可通过筛选、培育低镉高产品种用于镉污染区种植,这对于保障粮食安全生产具有重要意义。     

双季稻区不同土壤耕作模式对水稻干物质积累及产量的影响

为探明双季稻区不同土壤耕作模式下双季水稻干物质积累及产量的变化,以紫云英-双季稻大田定位试验为平台(设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种土壤耕作处理),于2016-2017年取样,应用常规试验方法系统分析了不同处理条件下早稻和晚稻干物质积累及产量的变化。结果表明,早稻和晚稻各个主要生育期,各处理水稻LAI大小顺序均表现为CTRTNTRTO。早稻和晚稻各个主要生育期,水稻植株的群体根系和地上部总干质量及茎、叶、穗群体干质量均表现为CTRTNTRTO。早稻和晚稻齐穗期和成熟期,根系干质量占总干质量的比例均表现为CTRTNTRTO;齐穗期和成熟期,茎的比例均以RTO处理最高;苗期和分蘖期,叶比例均以NT和RTO处理最大,CT处理最小;早稻和晚稻的成熟期,穗的比例分别以RT和NT处理最大。不同处理早稻和晚稻产量大小顺序均表现为CTRTNTRTO,2个不同年份CT、RT和NT处理早稻产量分别比RTO处理增加733.3,534.1,300.5 kg/hm~2和731.1,556.9,276.2 kg/hm~2;晚稻产量分别比RTO处理增加582.5,399.8,282.9 kg/hm~2和717.6,558.9,345.1 kg/hm~2。总的来说,土壤翻耕和旋耕结合秸秆还田的综合措施水稻干物质总量大而且分配合理,有利于改善产量构成因素,增加水稻产量。     

冬种黑麦草对6种水稻土重金属含量及晚稻不同器官重金属累积与分配的影响

研究双季稻区6种不同土壤类型冬季种植黑麦草对土壤重金属含量及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响, 可为水稻质量安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。本文以7年定位试验为基础, 研究了南方双季稻区冬季种植黑麦草对6种不同水稻土耕层土壤重金属Cd、Pd、Hg和As含量的变化及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响。结果表明, 在6种不同土壤类型中, 灰泥田土壤Cd含量极显著高于其他土壤类型; 黄泥田土壤Pd含量极显著高于其他土壤类型; 土壤Hg含量以红黄泥田最高, 达0.029 mg kg^-1, 与其他土壤类型差异达极显著水平; 土壤As的含量以黄泥田最高, 为29.5 mg kg^-1, 极显著高于其他土壤类型。6种不同土壤类型晚稻植株Cd、Pb、As含量均为根>茎叶>糙米。在晚稻植株根系、茎叶和糙米的Cd含量以红黄泥田最高, 均极显著高于其他土壤类型; 植株根系Pb、As含量以黄泥田最高, 分别为33.0 mg kg^-1和119.5 mg kg^-1, 均极显著高于其他土壤类型; 河沙泥水稻植株茎叶的Hg、As含量均极显著高于其他土壤类型。说明黄泥田种植水稻有利于降低稻米中重金属含量, 改善稻米品质。     

前季施肥对玉-稻轮作养分吸收及土壤养分表观平衡的影响

玉米-晚稻水旱轮作是近年长江中游发展的新型种植模式,研究前季玉米施肥后养分周年动态及对后季晚稻的影响,对该模式周年合理施肥具有借鉴意义。本研究以玉米免耕复种晚稻为对象,设置了3个施肥处理,包括两季作物均不施肥(MR0)、玉米施肥晚稻不施肥(MR1)、两季作物均常规施肥(MR2)。与MR0处理相比,玉米收获时MR1、MR2土壤速效氮显著降低,速效磷含量显著升高,而速效钾含量没有显著变化。从周年土壤养分表观平衡看,三处理氮、钾均表现为显著亏损;而土壤磷素表现为MR2处理表观盈余,MR1处理表观平衡,MR0处理则明显亏缺。由于土壤氮、钾供应的限制,使得MR1晚稻干物质积累及产量与MR0差异不显著,且显著低于MR2处理。可见,玉-稻轮作下氮、钾肥要在作物当季施用,磷肥可考虑在玉米季多施,晚稻季则减少或不施用磷肥。     

宁夏石嘴山地区主要粮食作物铜含量特征及影响因素分析

为探讨石嘴山地区主要粮食作物中微量元素铜的含量特征及影响因素,以石嘴山地区土壤及主要粮食作物玉米、小麦和水稻为研究对象,分析不同农作物根系土壤中总Cu、有效Cu及作物Cu的含量。通过线性回归法分析了作物Cu吸收量与土壤中总Cu、有效Cu、pH、阳离子交换量(CEC)、有机质、有效Fe、碱解N、有效P、有效K、有效B、有效Se及有效Mo等环境因素之间的相关性。结果表明：石嘴山地区土壤介于pH 7.97~9.09之间,对应的玉米、小麦和水稻田块土壤酸碱度中位值在pH 8.47~8.53之间,为弱碱性或碱性土壤。研究区域的土壤总Cu含量介于11.70~30.40 mg/kg之间,对应的玉米、小麦和水稻田块土壤总Cu含量中位值在20.95~25.32 mg/kg之间,平均值在21.12~24.65 mg/kg之间,与全国土壤总Cu平均含量24 mg/kg相当。有效Cu含量介于0.74~7.51 mg/kg之间,对应的玉米、小麦和水稻田块土壤有效Cu含量中位值在1.65~2.99 mg/kg之间。研究区域的玉米、小麦和水稻田块土壤有效态Cu占总Cu比例介于6.32%~48.10%之间,总Cu及有效态Cu总量均不高,但有效态Cu占比相对较高。玉米、小麦和水稻等作物的Cu含量分别介于1.20~3.24、4.11~11.70、14.80~53.21 mg/kg之间,Cu含量中位值分别为1.66、5.95、27.80 mg/kg。作物Cu富集系数由大到小依次为水稻>小麦>玉米,其中水稻对Cu的富集能力远高于小麦和玉米。影响因素分析表明,土壤有效Cu含量与土壤总Cu含量显著相关,玉米吸收Cu含量与土壤总Cu含量显著相关,水稻吸收Cu含量与土壤有机质含量显著相关,而包含土壤pH、CEC、有效Fe、碱解N、有效P、有效K、有效B、有效Se及有效Mo等在内的环境因素,均与玉米、小麦和水稻对Cu的吸收不存在显著相关性。石嘴山地区水稻产品属于富含微量元素Cu的优质稻米,大力开发富Cu水稻,可为人们提供安全健康营养充足的富Cu食品。     

不同降水状况下旱地玉米生长与产量对施氮量的响应

水分不足是旱地玉米生长主要限制因素,渭北旱塬雨养玉米种植区降水季节波动大,干旱频繁发生,已严重影响春玉米正常生长发育及产量稳定性。于2016—2018年在渭北旱塬合阳县进行旱地玉米施氮量定位试验,设置5个施氮量处理, 2016—2017年包括0、75、150、270、360 kg hm~(–2) (分别以N0、N75、N150、N270、N360表示), 2018年施氮量处理为0、90、180、270、360kgNhm~(–2) (分别以N0、N90、N180、N270、N360表示),供试品种为郑单958(ZD958)和陕单8806(SD8806)。分析了不同降水分布年份施氮量对春玉米生育期土壤水分变化动态、干物质积累动态、产量构成、经济效益及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,试验年份降水分布可分为穗期多雨、粒期干旱型(2016年和2018年)和穗期干旱、粒期多雨型(2017年)。生长季降水量及其分布显著影响土壤蓄水量和玉米地上部干物质积累,从而影响玉米产量及其构成因素,穗期干旱显著降低地上部干物质积累量和穗粒数,粒期干旱会明显降低粒重。不同降水分布年份施氮处理较N0增产6.72%～91.23%不等,施氮量对玉米产量、水分利用效率(WUE)影响呈现二次曲线关系,穗期多雨、粒期干旱型以N270处理籽粒产量和WUE最高,而穗期干旱、粒期多雨型以N150处理产量和WUE最好。籽粒产量与"休闲至抽雄期降水(FP2)"、"播前土壤蓄水量+播种至抽雄期降水(SP2)"相关性较强(FP2:R2=0.839**; SP2:R2=0.837**)。根据产量、水分利用和经济收益综合评价,渭北旱地玉米最适施氮方案为基施氮肥150kghm~(–2),再根据休闲至抽雄期降水量或播前土壤蓄水量与播种至抽雄期降水量之和预测产量,估算并及时追施适宜施氮量。     

双季晚粳生产力及相关生态生理特征

于江西鄱阳、上高县,选用代表性晚粳稻品种(武运粳24、南粳44、镇稻11、常优1号、常优5号、甬优8号)在高产栽培条件下以当地代表性晚籼稻品种为对照,系统比较了粳、籼稻间产量、品质和效益的差异,初步阐明了双季晚粳生产力优势,并从温光利用、株型、光合物质生产等方面探讨了其优势形成的生态生理特征。结果表明,3年晚粳平均产量分别为9.6、8.3、9.9 t hm^-2 (2011年上高县甬优8号最高产量田块达10.6 t hm^-2),极显著高于晚籼,而其产量高的主要原因是每穗粒数、结实率显著或极显著高于籼稻;晚粳加工品质、食味品质优于晚籼(晚粳出糙率、精米率、整精米率显著或极显著高;其直链淀粉、蛋白质含量显著或极显著低,胶稠度显著或极显著长),外观品质逊于晚籼(粳稻的垩白率、垩白大小、垩白度均显著或极显著高于籼稻);晚粳效益高于晚籼(3年晚粳的纯收益分别为11 890.6、10 252.1、16 565.9元 hm^-2,分别高23.8%、23.6%、26.7%)。双季晚粳生产力优势形成的相关生理生态特征为,较籼稻全生育期特别是结实期明显延长,抽穗结实期较籼稻适应凉爽气候,增加对温光资源利用,能正常成熟;后期有较高光合生产能力,增大了群体光合物质生产积累量,源库协调性好,库容总充实量高;生育后期在偏低温气候下不早衰,维持较强根系和较大茎鞘强度,具有较强群体抗倒伏能力。     

川东北旱地马铃薯多熟高效种植新模式效益分析

为丰富川东北旱地马铃薯多熟高效种植模式及提高旱地种植效益,以传统“小麦/玉米/甘薯”模式为对照,在川东北丘陵区旱地设置“春马铃薯/玉米/甘薯”和“小麦+冬马铃薯/玉米/甘薯”2种新模式,观测其周年原粮产量和经济效益。结果表明,在2年平均值上,“春马铃薯/玉米/甘薯”模式的原粮产量与对照差异不显著,但其总产值和纯收益均显著高于对照,分别较对照高52.16%和53.25%,且其劳动净产率比对照高14.85%;而“小麦+冬马铃薯/玉米/甘薯”模式的原粮产量和总产值均显著高于对照,但其纯收益和劳动净产率分别较对照低20.32%和17.07%。2个新模式的物质费用收益率和成本收益率均低于对照。综合比较,“春马铃薯/玉米/甘薯”模式可作为传统“小麦/玉米/甘薯”模式的替代方案进行推广应用。     

The Effect of Bradyrhizobium Strains on Monocropped and Intercropped Soybean (Glycine max L. Merr.) Biomass and Protein

An experiment was conducted during rainy season (April-August) of 1994 and 1995 to assess the performance of rice, maize, sesame, greengram and blackgram grown in sole and intercropping system on Gangetic alluvial upland (Entisol) in West Bengal. India. All intercropping systems except sesame + rice had higher total productivity in terms of rice equivalent yield and net returns than all the sole crops. However, maximum advantage was obtained from paired row planted maize blackgram system followed by maize + sesame, maize + blackgram and paired row planted rice + blackgram. Paired row planted maize + blackgram increased land use efficiency (42%), rice equivalent yield (2955 kg ha⁻¹), monetary return (Rs. 7294 ha⁻¹), income equivalent ratio (1.22), monetary advantage (Rs. 3701 ha⁻¹) compared with other cropping systems, which proved to be the most efficient system. The same treatment also indicated a modest competitive ratio (4.65:0.21) and gave a good value for the product of crowding coefficient (8.28).     

秸秆条带还田对东北春玉米产量、土壤水氮及根系分布的影响

为探讨秸秆条带还田对东北春玉米产量的影响, 及其与土壤水氮及根系空间分布的关系, 2015年和2016年在辽宁铁岭开展田间试验, 设置垄间旋耕+秸秆还田(RR+S)、垄间旋耕(RR)、隔行垄间旋耕+秸秆还田(IR+S)和隔行垄间旋耕(IR) 4种处理方式。结果表明, 与不还田处理相比, RR+S和IR+S分别增产6.7%和8.2%, 其穗粒数、收获指数均显著增加, 但千粒重差异不显著; RR+S和IR+S处理较RR和IR处理, 30~60 cm土层土壤水分含量提高7.8%和6.1%, 0~30 cm土层土壤全氮含量平均增加6.9%和4.5%。秸秆还田处理较秸秆不还田处理玉米根长密度增加29.4%和22.7%, 其中30~60 cm土层达到显著水平, 根冠比降低21.0%和32.3%, 水分利用效率提高7.8%和7.0%。垄间与隔行垄间处理间水氮空间分布存在明显差异, 垄间处理(RR+S和RR)的土壤水、氮在空间上呈“植株中心两侧含量对称分布”状态, 而隔行垄间处理(IR+S和IR)则呈“植株中心两侧含量不对称分布”状态。说明秸秆条带还田(RR+S和IR+S)通过优化耕层土壤结构及土壤水氮分布, 显著提高了水分利用效率和籽粒产量, 但水氮空间分布对产量未产生直接影响。此外, 干旱年份(2015年)秸秆条带还田的增产效果更为显著, 为东北春玉米高产高效和秸秆综合利用提供有益的借鉴。