化肥减施条件下稻草还田供硅对双季稻产量及硅素养分吸收的影响

为探明化肥减施条件下长期稻草还田供硅对双季稻产量及硅素养分吸收利用的影响,本试验以国家级耕地质量监测点(江西进贤温圳)的田间长期定位试验为研究平台,设置稻草还田减施化肥(SI+NPK)、稻草烧灰还田减施化肥(SB+NPK)和单施化肥(NPK)处理,以及相对应稻草还田不施化肥(SI)、稻草烧灰还田不施化肥(SB)和稻草不还田不施化肥(CK)共6个处理,测定双季稻产量、生物量及硅素养分吸收等指标。结果表明,SI+NPK处理能够增加双季早、晚稻周年产量与生物量,且无肥区稻草还田与稻草不还田间差异显著,其中双季早稻增产效应高于双季晚稻。6年早稻季平均产量SI+NPK处理较SB+NPK、NPK增幅达2.86%~6.38%;晚稻季SI+NPK处理较NPK增幅2.80%,与SB+NPK产量持平。SI+NPK处理有利于提高早稻季植株各器官硅含量,而晚稻季生育后期表现较高;与SB+NPK、NPK相比,SI+NPK处理显著提高了双季早、晚稻硅素吸收总量。SI+NPK处理下的早稻各生育阶段的硅素积累量高于SB+NPK、NPK,且与NPK差异显著;晚稻季各生育阶段硅素积累量相比NPK,SI+NPK在分蘖-幼穗分化期、抽穗-成熟期显著提高。相关性分析结果表明,各生育时期硅素积累量与产量呈显著或极显著正相关,提高生育前期硅素阶段积累量可为水稻增产奠定基础。本研究为南方稻区稻草资源合理利用与双季稻高产栽培硅肥合理施用模式提供了理论依据和技术指导。     

稻草不同还田方式对双季水稻产量及稻米品质的影响

通过2年田间定位试验,设置施肥区稻草还田（NPK+S）、 稻草烧灰还田（NPK+SI）和稻草不还田（NPK）以及相对应的不施肥区对照共6个处理,研究了不同稻草还田方式对双季水稻产量及稻米品质的影响。结果表明, 在施用等量氮、 磷、 钾养分条件下, NPK+S处理具有提高早稻分蘖数及成穗率、 中后期叶面积指数及地上部干物质量,增加叶片叶绿素含量（SPAD值）, 增加水稻单位面积有效穗数的显著作用,但对晚稻的作用不明显; 早稻NPK+S处理的产量较其他两个处理两年平均增幅为3.78%~8.77%, 晚稻随着稻草还田次数的增加,NPK+S与NPK+SI处理的产量趋于接近,但较NPK处理增产5.66%~7.32%。不施肥条件下,稻草还田（CK+S）处理对早、 晚稻生长发育的影响明显大于稻草烧灰还田（CK+SI）和稻草不还田（CK）, 且其早、 晚稻产量也极显著高于后两个处理。研究还发现,稻草还田能提高早、 晚稻的稻米食味品质,但降低其外观品质和营养品质以及晚稻稻米的加工品质。以上结果说明,进行稻草全量还田对持续提高双季水稻产量具有重要意义。     

稻草切碎全量还田抛秧栽培双季稻立苗和生长的影响因素

为实现机械化稻草切碎全量还田条件下抛栽水稻的快速立苗,在大田条件下研究了稻草还田(设稻草全量还田和稻草不还田)以及在稻草全量还田条件下秧龄(早稻设25、30 d,晚稻设20、25、30 d)、抛栽方式(设点抛和人工撒抛)、耕作方式(设机械深耕和机械旋耕)对早、晚稻抛栽立苗及水稻生长的影响。结果表明,相同条件下,稻草全量还田不利于晚稻立苗及根系生长,但对早稻影响较小;晚稻稻草全量还田的秧苗立苗时间比稻草不还田至少延长2 d;抛栽2 d后单株根质量大于稻草不还田;抛栽4 d后稻草全量还田处理水稻叶面积、黄叶比低于稻草不还田处理。相同耕作与抛栽方式下,秧龄越短水稻立苗和根系生长越快,早稻30 d秧龄秧苗立苗时间比25 d至少长2 d;晚稻30 d秧苗立苗时间比20 d秧苗至少长3 d,比25 d秧苗至少长1 d。相同耕作方式及秧龄条件下,早、晚稻点抛后的立苗角度、立苗比例均大于撒抛,且早稻点抛立苗时间比撒抛至少缩短2 d,晚稻至少缩短1 d。相同抛栽方式及秧龄条件下,晚稻深耕立苗时间比旋耕短、根系数量比旋耕多;早、晚稻深耕秧苗的叶面积指数大于旋耕。生产上,在稻草全量还田时,早稻秧龄宜为25 d,晚稻秧龄宜为20～25 d,采用点抛及深耕的方式有利于抛栽稻立苗及生长。     

等养分条件下稻草还田替代双季早稻氮钾肥比例的研究

【目的】研究等量氮磷钾养分投入条件下,长期稻草原位全量还田配施化肥对双季早稻氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 养分吸收累积、转运及养分利用的影响,为南方稻区稻草资源有效利用,维持并提高土壤肥力及水稻合理施肥提供理论依据。【方法】以江西温圳国家级耕地质量监测点长期定位试验为研究对象,陆两优 996 为供试材料,在不施化肥和施用化肥基础上设稻草还田、稻草烧灰还田和稻草不还田共 6 个处理,除空白对照外,所有处理养分投入量相等。于 2015 年在早稻移栽期、分蘖期、幼穗分化期、抽穗期和成熟期取地上部植株样,分析水稻植株不同部位的 N、P、K 含量和累积量以及转运比例,并计算 N、P、K 养分利用效率。【结果】稻草还田提高了水稻产量,施肥条件下稻草还田处理比稻草烧灰还田和稻草不还田处理平均增产 2.9%～ 6.4%,比不施肥区产量增幅高达 23.8%～ 26.0%,且差异达显著水平。无论是施肥区处理,还是无肥区处理,与稻草烧灰还田和稻草不还田处理相比,稻草还田植株中 K 含量及 N、P、K 积累量在整个生育期均较高,而 N、P 含量在生育后期较高,N、P、K 积累量以施肥区处理大于相应的无肥区处理;稻草还田提高水稻 N、P、K 养分农学效率、回收率和养分偏生产力,且 N、K 差异达显著水平,同时显著增加 K 的收获指数;稻草还田还提高了抽穗至成熟期茎鞘中 N、P、K 的转运量、转运率及转移养分对籽粒的贡献率,而叶片各处理间差异不显著。【结论】稻草还田配施化肥能提高水稻产量,同时还可以调节 N、P、K 养分的积累和转运,提高养分的吸收利用效率。本试验条件下,稻草还田可替代化肥氮肥 (N) 29.5%、磷肥 (P₂O₅) 4.0% 和钾肥 (K₂O) 50.0%。综合考虑,稻草还田相比稻草烧灰还田而言是南方稻区土壤养分管理实现高效利用的有效途径之一。     

紫云英翻压对稻田土壤肥力和双季稻产量的影响

基于长期定位试验研究了紫云英翻压还田与化肥配施对土壤肥力以及双季稻产量的影响。结果表明,在肥力相对较低的桐城点,经过7年紫云英翻压配施70%化肥明显提高了土壤有机质(SOM)含量。在肥力相对较高的池州点,经过3年紫云英处理的土壤SOM和全氮(TN)都显著高于单施化肥处理;且紫云英配施化肥后SOM和TN分别比单施化肥提高13.08%和6.57%,但单施紫云英处理的碱解氮和速效钾含量却低于单施化肥处理。桐城点,减施30%化肥配合紫云英处理的早晚稻及周年产量高于单施化肥,早稻增产更为显著;且产量与TN呈显著正相关。池州点,单施紫云英的早晚稻及水稻周年产量与单施化肥相比,出现明显减产。综上认为紫云英翻压还田不能完全替代化肥,但与70%化肥配施既能提升土壤肥力、又能保证水稻产量。     

稻草原位还田对双季稻田土壤理化与生物学性状的影响

于2010-2011年通过大田试验研究等量施肥条件下稻草不同原位还田方式(稻草全量还田、稻草烧灰还田和稻草不还田)对双季稻田土壤理化特性和生物学性状的影响.结果表明:稻草全量还田2年(4季)有利于改善土壤物理性状和提高耕作层土壤有机质、不同形态碳素、碱解氮、速效氮和缓效钾含量.土壤中3大类微生物总量以稻草还田处理大于稻草不还田和稻草烧灰还田,其土壤细菌、真菌的数量增加,而放线菌的数量减少;土壤蔗糖酶活性明显增加,而脲酶和过氧化氢酶活性变化不大.土壤脲酶活性与土壤全氮含量呈显著相关,蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著或极显著相关,过氧化氢酶活性与全氮、碱解氮和速效钾含量呈显著或极显著相关.     

水肥条件与稻草还田对土壤供氮及水稻产量的影响

通过2年田间裂区试验,研究了不同灌溉和施肥条件下,稻草还田对土壤供氮特征及产量的影响。结果表明：（1）上年晚稻稻草还田提高了来年早稻期间土壤NH4^＋-N浓度;配施氮肥后,新鲜早稻稻草还田也增加了晚稻期间土壤NH4＋-N浓度,但在不施氮肥情况下,淹水灌溉稻草还田处理的土壤NH4^＋-N浓度要低于移走稻草处理,间歇灌溉下稻草还田处理的土壤NH4^＋-N浓度仍高于移走稻草处理。（2）稻草还田能促进水稻中后期植株对氮素的吸收及生物量的累积。（3）稻草还田能增加水稻产量,早稻增产幅度为6.85%,晚稻为8.17%;施用氮肥后稻草的增产效应要显著高于不施氮肥,早、晚稻增产分别为9.18%和5.83%。稻草还田主要通过影响有效穗数来影响产量。水稻生长季节、灌溉模式和施肥条件对稻草还田的增产效应存在交互作用,早稻的最佳处理组合为“连续淹灌＋稻草还田＋配施氮肥”,晚稻的最佳处理组合为“间歇灌溉＋稻草还田＋配施氮肥”。     

稻草全量还田下氮肥运筹对双季晚稻产量及其氮素吸收利用的影响

【目的】稻草还田和合理的氮肥运筹不仅可以改良土壤和培肥地力,提高农作物产量和品质,还可以减少因过量施用氮肥带来的环境污染。随着水稻机械化收割的快速发展,稻草全量原位还田面积迅速扩大。因此,研究稻草全量还田后合理施用氮肥十分必要。本文通过早稻机收稻草切碎全量还田后晚稻氮肥运筹试验,探索该条件下晚稻氮肥的合理施用技术。【方法】以超级晚稻品种淦鑫688为试验材料,设计4个施氮（N）水平（0、 120、 180、 240 kg/hm2）基蘖穗肥比例为5∶2∶3,并在180 kg/hm2水平下增设稻草不还田对照处理和稻草全量还田下基蘖穗肥不同施氮比例处理（5∶0∶5、 5∶1∶4、 5∶2∶3、 5∶3∶2、 5∶4∶1、 5∶5∶0）。旨在分析不同处理间水稻产量、 产量构成和氮素吸收利用的差异。【结果】稻草全量还田下,施氮量在180 kg/hm2以下时产量随施氮量的增加而增加,之后则下降,处理间差异极显著。随施氮量的增加,有效穗数显著增加,而结实率则显著下降,施氮处理每穗粒数和千粒重显著高于不施氮处理。在相同施氮水平下,因为有效穗数、 结实率和千粒重显著提高,所以稻草全量还田产量极显著高于不还田处理,增幅8.83%。稻草全量还田同一施氮水平下,施氮比例为 5∶2∶3 处理产量极显著高于其他处理,其每穗粒数和千粒重均为最高,有效穗数随分蘖肥比例的增加而减少,处理间结实率差异不显著。稻草全量还田后,随着施氮量增加,其氮素总积累量、 氮肥表观利用率、 氮素的吸收率和百公斤籽粒的需氮量也显著提高,且与施氮量呈极显著正相关。但氮素收获指数和氮肥生理利用率均随施氮量的增加而降低。同一施氮水平下,全量还田处理水稻氮肥农学利用率和生理利用率均显著高于不还田处理。相关分析表明, 氮素总积累量与产量呈二次抛物线极显著正相关,氮肥表观利用率、 氮素吸收率与产量呈极显著正相关。稻草全量还田相同施氮水平下,随着穗肥施氮比例降低,其氮素总积累量、 中期的积累量和比率下降,其氮肥的表观利用率、 收获指数和氮素的吸收率也随之降低,但前期的氮素积累量和比率则升高。氮素的农学利用率和生理利用率均表现为随着穗肥比例的减少呈先增加后降低趋势,均以施氮比例为5∶2∶3处理处理最高,不施穗肥处理最低。各施氮比例处理中,穗肥的施氮量与氮素的总积累量、 中期积累量、 氮肥的表观利用率、 收获指数和氮素吸收率呈极显著正相关,氮肥的农学利用率和生理利用率与产量显著正相关。【结论】稻草全量还田后配施适量的氮肥可以提高晚稻产量,本试验以配施N 180 kg/hm2产量最高;在施纯N 240 kg/hm2以内,施氮越多,氮素积累量越多,相应的氮肥表观利用率、 氮素的吸收率和百公斤籽粒的需氮量也越大。总施氮量相同条件下,以基肥∶分蘖肥∶穗肥为 5∶2∶3 的施氮比例水稻产量, 氮肥农学、 生理利用率均为最高,此结果可作为双季稻区稻草全量还田后的推荐施氮比例。     

不同灌溉条件下稻草还田对土壤供氮特征及水稻产量的影响

通过2年裂区试验,研究了不同灌溉方式和施肥条件下稻草还田对土壤供N特征及产量的影响。结果表明:上年晚稻草还田提高了翌年早稻期间土壤NH4 -N浓度;配施N肥后新鲜早稻草还田也增加了晚稻期间土壤NH4 -N浓度,但不施N肥淹水灌溉下稻草还田土壤NH4 -N浓度低于移走稻草的处理,间歇灌溉下稻草还田处理土壤NH4 -N浓度仍高于移走稻草的处理。稻草还田能增加水稻产量,早稻增产幅度为6.85%,晚稻为8.17%;施用N肥后稻草增产效应显著高于不施N肥处理,分别增产9.18%和5.83%。稻草还田主要通过影响有效穗数来影响产量,但水稻生长季节、灌溉模式和施肥条件对稻草还田的增产效应存在交互作用,早稻以连续淹水灌溉条件下稻草还田的增产效果最大,而晚稻则以间歇灌溉条件下的效果最佳。     

绿肥和稻草联合还田提高土壤有机质含量并稳定氮素供应

  【目的】  研究绿肥、稻草不同还田模式对湘南地区水稻产量和土壤肥力的影响,为绿肥、稻草还田技术的推广和土壤培肥提供理论依据。  【方法】  2013—2018年在湘南红壤地区开展了6年田间小区定位试验,共设置6个处理,分别为冬闲 + 稻草不还田 (CK)、冬种紫云英 + 稻草不还田 (MV)、冬闲 + 早稻草全部还田 (RS1)、冬闲 + 早、晚稻草全部还田 (RS2)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 (RS3)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 + 晚稻留高茬还田 (RS4),各处理均施等量化肥。每季收获后测产,计算平均产量、产量变异系数和可持续指数。2017年晚稻收获后,取0—20 cm土层土壤样品,测定其养分含量和水稳性团聚体含量。  【结果】  与CK相比,除RS1处理外,其余处理早稻、晚稻和周年平均产量均显著提高,增幅分别为6.6%～24.6%、11.9%～28.8%和9.0%～26.5%,以RS4处理增产效果最显著,其晚稻和周年平均产量均显著高于其他还田处理。与CK相比,除RS1处理早稻和MV处理晚稻外,其余处理早、晚稻产量变异系数均下降,且均以RS3处理最低;除晚稻MV处理外,其余处理早、晚稻产量可持续系数保持不变或提高,且早、晚稻均以RS3处理最高。试验开展5年后,各处理土壤有机质含量与初始土壤相比均明显提高,绿肥、稻草还田处理除RS1外均显著高于CK,RS4处理还显著高于RS1处理;各处理土壤全氮含量较2013年均有所降低,但绿肥、稻草还田处理较CK下降幅度小,MV和RS3处理全氮含量显著高于CK。土壤速效钾含量除MV和RS3处理低于CK外,其他处理均有不同程度的增加。粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体以RS2处理最高,达68.9%。  【结论】  绿肥联合早稻草全部还田和晚稻留高茬还田措施可提高土壤有机质含量,稳定土壤氮素供应的长期效果显著,是湘南红壤地区水稻高产稳产和可持续发展相对较好的耕作制度,能够有效促进水稻增产,改善土壤理化性质,稳定氮素供应。     

稻草还田与施氮水平对土壤氮素供应和水稻产量的影响

比较研究了3年定位试验后稻草还田和施N水平对红壤双季稻作系统土壤供N能力、水稻吸N特征和水稻生产的影响。结果表明:头年晚稻草秋季还田对来年早稻土壤NH4+-N和作物吸N量的提高具有促进作用,而早稻新鲜稻草还田使晚稻土壤NH4+-N和作物吸N量均略低于移走稻草处理。稻草还田处理3年后,土壤可矿化N与移走稻草处理相比提高了35.4%~53.9%,且水稻各生育期干物质生产量均高于移走稻草处理,稻谷增产率达4.0%~4.7%。施用N肥可以显著增加土壤NH4+-N和可矿化N含量,且随着N肥用量的增加,水稻植株的累积吸N量和系统生产力(地上干物质量和产量)均显著的增加,建议N(全年施N量185 kg hm-2)和习惯N(全年施N量265 kg hm-2)处理相对于无N处理的增产率分别为35.2%和45.3%,而N肥的吸收利用效率分别为27%和25%,农学产量效益分别为每公斤纯N增产谷粒12.7 kg和11.4 kg。     

Soil nitrogen balance and nitrogen utilization of winter wheat affected by straw management and nitrogen application in the Yangtze river basin of China

Straw incorporation is a useful management practice in sustainable agricultural systems to improve soil fertility and to reduce air pollution from straw burning. A three-year field experiment was conducted under two rice straw managements and four nitrogen (N) application rates in Rugao, China during 2010–2013, to examine whether straw management practices integrated with fertilizer N applications affect crop yield, N balance and N use efficiency in the wheat season of rice-wheat cropping systems. The results showed that straw incorporation had positive effects on plant N uptake and grain yield. This may be attributed to the greater soil water content and lower amount of seasonal rainfall. However, straw incorporation resulted in lower soil inorganic N and more N surplus at the early growth stage. Grain yield had a significant relation with wheat N uptake from sowing to jointing and from jointing to anthesis with straw incorporation. Therefore, our results suggest that in adjusting the ratio of basal and topdressing N fertilizer, it is important for the supply of optimum N to the crop and to maintain grain production with straw incorporation.     

栽培方式对水稻氮素吸收利用与分配特性影响的研究

2006和2007年,在桶栽条件下,以早稻（三系籼型杂交稻金优253）为试材,应用15N示踪技术研究了稻草还田免耕、免耕、稻草还田常耕、常耕4种栽培方式对水稻氮素吸收利用与分配特性的影响。结果表明,1）水稻植株吸收的氮肥数量及其在体内的分配与土壤耕作方式密切相关; 免耕提高了水稻对肥料氮的吸收比率及在子粒和根中的分配比率,但降低了在叶和茎中的分配比率。2）免耕水稻产量和氮素吸收总量与常耕水稻差异不显著,但免耕水稻吸收的氮素中来源于肥料的比例比常耕水稻的大; 免耕水稻的氮肥回收效率高于常耕水稻,但氮素的稻谷生产效率差异不明显。3）稻草还田对氮肥的吸收利用有显著的影响。免耕条件下,稻草还田降低了基肥和分蘖肥氮素的积累量,增加了穗肥氮素积累量,氮肥总积累量呈下降趋势; 常耕条件下,稻草还田提高了各个时期的肥料氮素积累量,氮肥的总积累量增加显著。4）稻草还田提高了免耕水稻和常耕水稻产量,2007年其差异达显著水平。免耕条件下稻草还田降低了氮素的回收效率,但常耕条件下稻草还田提高了氮肥的回收效率。     

基于黄金分割法的双季稻合理密植研究

为了验证水稻合理密植的黄金分割法在长江中下游双季稻区和华南双季稻区的适用性,在湖南长沙和广东怀集以生产上大面积种植且具有代表性的双季稻品种为材料,运用黄金分割法分割秆高(50、65、80、95、110 cm)得到5种预设黄金密度(67.9、40.1、26.5、18.8、14.0穴·m-2),研究不同密度下株高和秆高的变化,实际黄金密度下齐穗期部分冠层特性、干物质积累、产量及其构成。结果表明,在不同密度下,长沙水稻的株高和秆高,怀集早稻玉香油占的秆高及晚稻Y两优1号的株高和秆高变化不显著,而早稻Y两优1号株高和秆高变化显著,其余品种无一致的规律。在实际黄金密度下,长沙各品种有效和高效叶面积指数及其冠层光辐射截获率最高,或者低于最高密度处理,但冠层光辐射截获率与最高密度处理无显著差异;长沙和怀集各品种齐穗期和成熟期的干物质积累及其产量在实际黄金密度下最高,或者低于最高值,但产量与最高值差异不显著。长沙双季稻和怀集晚稻的矮秆品种(49.4~74.5 cm),其产量的主要贡献来源于有效穗数,而怀集早稻的高秆品种(80.4~84.6 cm),其产量的主要贡献来源于有效穗数和每穗粒数。本研究结果为合理、简便、精确确定水稻适宜的种植密度(即合理密植)提供了理论和实践依据。     

连续覆膜旱作稻氮、磷、钾养分分布特征探讨

通过长期田间定位试验对自2001年起连续覆膜旱作稻N、P、K养分吸收分布特征及秸秆还田对其影响作了研究。结果表明,水稻各器官中籽粒氮磷浓度最高,而钾在茎部最高;氮磷含量主要分布在籽粒,钾主要分布在叶和茎部;秸秆还田提高了植株体内总氮和钾吸收量,而磷稍有降低,具有降低籽粒中氮磷钾的浓度趋势,且它们在籽粒中分配率都有所下降。随着氮肥用量增加,覆膜旱作稻籽粒氮浓度和氮吸收量、以及磷钾吸收量均有所增加,而磷和钾浓度则稍有下降趋势;氮、磷和钾在籽粒中的分配率降低。与常规水作和裸地旱作相比,覆膜旱作一定程度提高了水稻各器官氮浓度以及根茎叶中磷浓度,但籽粒中磷浓度以及各器官中钾浓度差异甚微。覆膜旱作提高了植株总氮、磷和钾含量,籽粒中氮占植株总氮含量比率稍有提高,磷和钾在籽粒中的分配率则稍低于常规水作。     

施氮量和密度对机直播双季稻产量与氮素利用率的影响研究

为探究施氮量和播种密度相互作用对机直播双季稻(Oryza sativa L.)产量与氮素利用率的影响,2018—2019以优质稻柒两优2012与美香占2号为材料进行试验,设4个施氮量(早稻分别为0、120、150、180 kg·hm^-2,晚稻分别为0、120、165、210 kg·hm^-2,早、晚稻均以N₀、N₁、N₂、N₃表示)与3个机直播密度(早稻分别为86、143、200 粒·m^-2,晚稻分别为57、114、172粒·m^-2,早、晚稻均以S₁、S₂、S₃ 表示)分析双季稻群体生长发育、产量、产量构成及氮素吸收利用的特征。结果表明,施氮与增密促进双季稻增产,早、晚稻分别在N₃和N₂时产量最高,较N₁增产11.41%~12.32%和8.58%~9.21%;早稻S₂与S₃分别较S₁增产8.71%~10.38%和8.33%~10.89%,晚稻增产6.33%~8.11%和6.78%~8.56%;早稻N₂S₂与N₃S₂间产量无显著差异。施氮与增密的增产因素是机直播双季稻较高的抽穗后干物质量、叶面积指数及氮素积累量,在分蘖期具备碳、氮物质积累优势。机直播双季稻中,N₂S₂的抽穗后叶面积指数、干物质量及氮素积累量较高,同时具备较高的氮素农学利用率、氮素生理利用率及氮素吸收利用率。因此,机直播早、晚稻的施氮量与直播密度组合分别为150 kg·hm^-2与143粒·m^-2处理、165 kg·hm^-2与114粒·m^-2处理时,可以达到增产与氮高效协同。本研究为机直播双季稻密植与优化氮素管理提供了理论依据。