荔枝花芽分化期叶片的光谱特征及其养分预测

为实现荔枝营养状况的快速监测,提高荔枝的精细施肥管理水平,服务华南荔枝的高产优质安全生产,研究了广州白云区荔枝花芽分化期冠层高光谱4 种变化形式的特性,结果表明荔枝秋梢冠层叶片光谱具有植物光谱共性。结合试验测得的冠层叶片生化养分数据（全氮、全磷、叶绿素、有机碳）分别与光谱反射率这4种形式作相关性分析。选择最显著相关的波段进行曲线拟合,结果表明：叶绿素、有机碳含量的最佳光谱诊断敏感波段分别是反射率一阶导数的 1 562 nm (r=0.8944)、1 720 nm (r=0.7827),全氮、全磷的最佳光谱诊断敏感波段分别是倒数对数一阶导数的2 059 nm (r=0.8073),1 347 nm (r=0.7575);全氮、叶绿素、有机碳指数函数拟合最优（RMSE分别为0.002730, 0.008138和0.000416）,全磷线性模型最优（RMSE=0.000336）。研究结果对华南精细荔枝果业的实施和果业环境保护都具有一定的指导意义。     

不同生育期冬小麦光谱特征对叶绿素和氮素的响应研究

研究测定了不同施氮水平条件下冬小麦冠层在七个典型生育期叶片叶绿素、地上部分全氮含量以及冠层光谱,分析了单波段反射率、可见光和近红外波段组合而成的归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)与相应时期叶片叶绿素和地上部分全氮含量的相关性。结果表明,施氮量增加,两个农学参量、冠层近红外波段反射率都随之增加,但当施氮量增加到300kg hm-(2一次性施入)时,上述各项指标均降低;整个生长期中孕穗期在近红外区域反射率最高,与可见光波段反射率相差最大;除分蘖期外,其它时期单波段510nm～1100nm反射率、NDVI、RVI与叶绿素和全氮含量显著相关,植被指数的相关性较单波段高,且从分蘖期到乳熟期,相关性逐渐增强;整体来讲,可见光中560nm、660nm和近红外760nm、1100nm和1200nm组合的NDVI在各生育期与两个农学指标的相关性较好,选择NDVI(560,760)可以准确拟合叶片叶绿素和地上部分全氮含量。     

结合SPA和PLS法提高冬小麦冠层全氮高光谱估算的精确度

【目的】 冠层高光谱全波段信息可以在小麦拔节期快速无损地估算叶片的氮含量。本研究结合连续投影算法 (SPA) 和偏最小二乘 (PLS) 技术,筛选了冬小麦拔节期冠层光谱对叶片氮含量的敏感特征波段,以期为冬小麦关键生育期氮素含量的遥感估算提供理论依据和技术支持。 【方法】 以陕西关中地区2015—2016年冬小麦小区试验为基础,基于连续投影算法 (SPA) 提取冬小麦叶片全氮含量的冠层光谱敏感波段,并结合偏最小二乘 (PLS) 回归法建立基于敏感特征波段的冬小麦拔节期叶片氮含量估算模型。 【结果】 SPA算法从冬小麦338～2510 nm的冠层光谱中优选出了1985 nm、2474 nm、1751 nm、1916 nm、2507 nm、1955 nm、2465 nm和344 nm共计8个叶片全氮含量的敏感特征波段,波段数目下降了98.9%,有效降低了光谱信息的冗余;基于敏感特征波段构建的叶片氮含量偏最小二乘回归模型的决定系数和均方根误差分别为0.82和0.28,模型验证方程的决定系数和均方根误差分别为0.84和0.21,模型的相对预测偏差大于2,具有较高的精度和良好的预测能力。 【结论】 与常用植被指数的叶片氮含量估算模型相比,连续投影算法 (SPA) 结合偏最小二乘 (PLS) 方法的叶片氮含量估算精度更高,稳定性更强,可以作为冬小麦拔节期叶片氮含量的高光谱估算方法。      

高光谱反射率与大豆叶面积及地上鲜生物量的相关分析

以ASD FieldSpec光谱仪实测了不同生长季大豆的冠层高光谱，同期采集了对应大豆LAI、地上鲜生物量。逐波段分析了冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI、地上鲜生物量的相关关系；采用单变量线性回归逐波段分析了冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI、地上鲜生物量确定性系数随波长的变化趋势；并建立了以近红外与可见光波段的冠层光谱反射率的比值植被指数RVI与大豆LAI、地上鲜生物量的高光谱遥感估算模型。结果表明，冠层光谱反射率在350～680 nm、760～1050 nm波谱区与大豆LAI、地上鲜生物量相关性     

冠层反射光谱与小麦产量及产量构成因素的定量关系

基于4个小麦品种、5个施氮水平的田间试验,在比较小麦冠层多光谱和高光谱反射特征的基础上,讨论了不同生育期冠层反射光谱参数与小麦产量及产量构成因素的定量关系。结果表明,拔节期冠层多光谱参数与理论产量和实际产量的相关性较高,可用于预测小麦产量,而冠层高光谱反射参数与小麦产量间的相关性较差,难以直接利用预测小麦产量;冠层的多光谱和高光谱参数对亩穗数的预测效果均较好,小麦拔节期、灌浆中期和成熟期的冠层多光谱参数、高光谱参数均与亩穗数间具有极显著正相关关系（P〈0.01）,从而分别建立了各时期利用高光谱参数A（760,850）/R550、多光谱比值植被指数RVI（810,560）的小麦估产方程。研究结果对选择合适的光谱参数建立估产模型、保证高光谱遥感信息反演精度具有重要价值。     

基于高光谱遥感的不同品种花生冠层叶面积指数的通用估算模型

为了快速、无损地监测花生冠层LAI,获取其长势信息,于2014年通过大田试验选用5个品种花生作为供试品种,使用ASD FieldSpec HandHeld便携式野外光谱仪采集花生不同生育时期的冠层高光谱数据,同时使用SUNSCAN冠层分析系统实测花生冠层叶面积指数（LAI）,并应用光谱微分技术和统计分析技术,分别分析4种光谱形式和6种植被指数与LAI的相关关系,建立估算模型。结果表明：高光谱反射率及其光谱变换形式中最优波段与LAI的相关性均极显著,其中一阶微分光谱ρ'在793nm波段处构建的估测方程对花生冠层LAI的估算效果最好（r=-0.5391,P＜0.01,RE=0.2497）,其模拟值与实测值的拟合度达极显著水平（R=0.4435,P＜0.01）;一阶微分光谱ρ'在734nm波段处LAI的实测值与模拟值的拟合效果最好（R=0.5485,P＜0.01）。6种植被指数所选的最优组合波段与LAI均通过了0.01水平的显著性检验 （r≥0.5731,P＜0.01）,其中归一化植被指数NDVI[760,976]对花生冠层LAI的估算效果最好（r=-0.6421,P＜0.01,RE=0.2167）,模拟值与实测值的拟合度达极显著水平（R=0.6731,P＜0.01）,且优于ρ'对LAI的估算效果;LAI实测值与模拟值拟合效果最好的为DVI[760,976] （R=0.6893,P＜0.01）。研究结果表明一阶导数光谱和植被指数对花生冠层LAI的估算精度均较高,植被指数的估算精度尤高,研究同时进一步证实了导数光谱和植被指数能较好地消除土壤、大气等环境背景信息的影响。     

玉米叶片氮含量的高光谱估算及其品种差异

准确、快速、及时地对玉米氮营养状况做出判断是氮肥合理施用的基础。该研究在水培条件下对3个玉米品种（组合）叶片氮含量（LNC）的高光谱敏感波段、估算模型及其品种差异进行了探讨。结果表明,LNC与不同波段叶片光谱反射率的相关性存在品种差异,但3个品种（组合）都在500～649 nm和691～730 nm表现极显著的负相关关系,并在同一波长获得最高的相关系数,说明可以利用统一的波段来预测不同品种的LNC。依品种建立了LNC与归一化差值光谱指数（NDSI）或比值光谱指数（RSI）的定量关系模型,NDSI（714,554）和RSI（714,554）所建模型的拟合度最好,直线和指数模型拟合度均达到极显著水平,可以用来估算玉米LNC。玉米LNC估算中,以该品种数据所建模型的估算偏差最低,利用综合模型或其他品种模型则加大了估算偏差,高估与低估的最高偏差分别为35.6%和32.7%。在利用高光谱技术进行玉米氮营养状况诊断的研究及应用中,应考虑品种间差异。     

玉米冠层叶片光谱反射率与玉米长势空间变异的关系

为了寻找一种快捷获取玉米叶绿素空间分布信息的方法,研究了玉米苗期冠层叶片光谱反射率的变化特征,分析了不同生长阶段冠层叶片光谱反射率的空间分布和叶绿素质量浓度的空间分布.研究结果表明:玉米苗期冠层叶片叶绿素的质量浓度空间分布不均匀.冠层叶片的叶绿素质量浓度与光谱指数RVI的相关性较低,与归一化差异植被指数NDV1值和550 nm波段的反射率均有较高的相关性.分析550nm波段的反射率值与冠层叶片叶绿素质量浓度值的相关关系,显示二者成负相关变化趋势,相关系数绝对值在0.69～0.88范围随着生长期的变化而逐渐增大,五叶期前期的相关性系数绝对值达到苗期最大值,表明550 nm波段反射率值能够较好的反映玉米苗期叶绿素质量浓度的水平,分析和掌握550 nm波段反射率值的变化及其空间分布特性对快速监测玉米苗期生长状况,对指导田间施肥具有重要意义.     

基于棉花红边参数的叶绿素密度及叶面积指数的估算

利用野外非成像高光谱仪,测试棉花两个品种4种配置种植方式两年关键生育时期的冠层反射光谱数据,应用光谱微分技术,获取棉花微分光谱680～750 nm波段的红边参数：红边面积（SDr）、红边斜率（Dr）以及红边位置（λr）变量;将棉花红边面积、红边斜率分别与其冠层叶绿素密度（CH.D）、叶面积指数（LAI）进行相关分析,它们的相关性均达到1%极显著水平,其中红边面积与叶绿素密度的相关性最好（RCH.D=0.8787**,n=137）;并且红边面积较红边斜率对叶绿素密度、叶面积指数的预测精度更高。以棉花新陆早13号和19号为建模样本,通过红边面积与叶绿素密度的线性相关模型,分别反演新陆早13号、19号冠层叶片的叶绿素密度,结果表明对这两个棉花品种的叶绿素密度估算精度分别达87.4%和83.3%,说明高光谱红边参数是估算棉花叶绿素密度和叶面积指数的一种简单、快捷、非破坏性的有效方法。     

棉花地上鲜生物量的高光谱估算模型研究

通过测试棉花6个生育时期350～2500 nm波段的冠层高光谱数据，采用连续统去除和波段深度归一化的分析方法，计算出棉花反射光谱550～750 nm波段深度参数(Dc)；同时，将冠层反射光谱数据与棉花鲜生物量进行逐步回归分析，确定了近红外波段763 nm及红光波段670 nm是棉花鲜生物量的2个敏感波段，并组成了高光谱归一化植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI)；基于Dc参数和NDVI、RVI植被指数，建立了棉花地上鲜生物量的5种单变量线性与非线性函数模型，分析表明，RVI的指数函数模型反演的棉花地上鲜生物量的估计值与实测值的相关系数最大(R=0.7289^**，RMSE=0.8776)；5种函数模型方程，经检验均达到1%的极显著水平，其中，以指数函数、幂函数和双曲线函数构建的棉花鲜生物量估算模型精度相对较高；该研究采用高光谱植被参数和指数，实时、无损、动态、定量提取了棉花地上鲜生物量，为分析、模拟、评价、预测棉花群体大小，设计理想棉花群体及棉花高光谱遥感估产提供了科学的依据。     

氮肥对不同耐低氮性玉米品种花后物质生产及叶片功能特性的影响

为明确不同耐低氮性玉米品种花后物质生产及叶片功能特性,采用大田试验,以玉米耐低氮品种‘正红311’和低氮敏感品种‘先玉508’为试验材料,在6个氮水平下研究花后物质生产及叶片功能特性。结果表明:施氮可显著提高玉米干物质积累、叶面积指数和叶片光合速率,延缓花后叶片叶绿素含量和全氮含量的下降,抑制生育后期叶片C/N值的增加,从而提高玉米的最终产量。耐低氮品种‘正红311’花后干物质积累、叶片光合速率、叶面积指数和产量均显著高于低氮敏感品种‘先玉508’,‘正红311’较‘先玉508’平均提高30.5%、9.2%、35.0%和8.8%。两品种吐丝后叶片叶绿素含量差异显著,耐低氮品种‘正红311’平均较低氮敏感品种‘先玉508’提高4.85%。两品种吐丝后叶片氮含量差异不大,但‘正红311’和‘先玉508’吐丝?成熟期叶片全氮含量分别下降31.5%和34.9%,‘正红311’降幅低于‘先玉508’。两品种花后叶片C/N值差异显著,‘先玉508’较‘正红311’平均提高5.95%。与低氮敏感品种‘先玉508’相比,耐低氮品种‘正红311’花后叶片光合速率更高、叶面积指数更大,而叶片叶绿素含量和全氮含量降幅与C/N值增幅更低,延缓了生育后期叶片的衰老,延长了叶片的功能期,增加干物质积累和产量。施用氮肥可有效提高‘正红311’干物质积累、叶面积指数和产量,延缓其生育后期叶片C/N值升高,而‘先玉508’需要较高的施氮水平才能维持其花后叶片光合速率和全氮含量。     

Problems in the methods of estimation of growth and maintenance respiration

According to Thornley, J.H.M. (Nature, 227, 304-305, 1970) and McCree, K.J. (Crop Sci., 14, 509-514, 1974), respiratory substances are used only for maintenance respiration when plants are exposed to the dark conditions for a long period of time (more than 2 d). The maintenance respiration is also affected by the nitrogen status in plant, because protein turnover is one of the major energy consumption sources under maintenance process. Therefore, to determine whether respiratory substances are used only for maintenance, ¹⁴C- [U] -sucrose or a mixture of ¹⁴C- [U] -amino acids was introduced to rice and soybean plants from the tip of leaf. Plants were grown under natural light conditions and under dark conditions for 4 d with 2 nitrogen levels (0.2 and 0.02 g N L^-1 soil). After the introduction of the ¹⁴C-compounds, the ¹⁴CO₂ respiratory rate was monitored during 24 h, then the ¹⁴C distribution to organic acids, free amino acids, proteins, sugars, and polysaccharides was analyzed. Following results were obtained.

1. When ¹⁴C-[U]-sucrose or a mixture of ¹⁴C-[U]-amino acids was introduced to the leaf of rice and soybean plants, the ¹⁴C release rate by respiration was not affected by the nitrogen and light treatments except when ¹⁴C-sucrose was introduced to soybean in the low N plot. The ¹⁴C release rate from the ¹⁴C-compounds introduced into leaf in the low N plot of soybean was higher in the dark treatment than in the natural light treatment.

2. ¹⁴C-distribution ratio after introduction of ¹⁴C-sucrose and a mixture of ¹⁴C-amino acids to the leaf was not significantly affected by the nitrogen treatment. When ¹⁴C-sucrose was introduced to rice leaf, the ¹⁴C-distribution ratio to sugars and proteins was higher and that to polysaccharides was lower in the natural light treatment than in the dark treatment. The ¹⁴C-distribution ratio was less aifected by the light or nitrogen treatment in case of soybean leaf.

3. Although it was assumed that maintenance metabolism was dominant in the lower leaf (counted from the bottom), the ¹⁴C-distribution ratio was similar to that of upper leaf.

4. Nitrogen content of leaf was not different between rice and soybean in the high N treatment, unlike the ¹⁴C-distribution ratio. In rice, the nitrogen content of leaf was about twice as high in the high N treatment compared with the low N treatment, while the ¹⁴C-distribution ratio in leaf was stable regardless of nitrogen treatment.

Based on the above results, it is suggested that since the ¹⁴C-distribution ratio into each chemical component did not change regardless of light treatment, nitrogen treatment, or leaf age, It was impossible to separate respiration into two components, such as growth and maintenance respiration. The results also indicated that current photosynthates and storage substances were not used only for growth and maintenance, respectively.     

基蘖肥与穗肥氮比例对双季稻产量和碳氮比的影响

试验研究了基蘖肥与穗肥氮比例对双季早、晚稻产量,干物质积累量,氮素积累量和碳氮比的影响。结果表明,当总施氮量为N 225 kg/hm2时,基蘖肥与穗肥氮比例7∶3处理的产量最高,其次为6∶4、8∶2处理,均比当地习惯施肥法（10∶0）高产。同时,当基蘖肥占总施氮量60%70%时,双季早、晚稻具有较高的干物质积累量、氮素积累量、氮素当季利用率、氮素农艺效率,群体的碳氮代谢也比较协调。早稻孕穗期叶片可用性糖（可溶性总糖＋淀粉）含量17%18%,碳氮比5055,晚稻孕穗期叶片可用性糖含量19%21%,碳氮比5060,这可能是基蘖肥与穗肥氮比例为7∶3和6∶4时双季水稻高产的生理基础。综合双季早、晚稻产量、氮素利用率及碳氮比值,穗肥施氮量占总施氮量的适宜比例为30%-40%。     

水肥耦合对玉米化学计量学特征及其生长性状的影响

为了探讨不同水肥条件下玉米C、N、P化学计量学特征及其影响因素,设置土壤不同含水量和全氮含量的盆栽试验,分析了不同水肥对玉米生长性状和碳氮磷化学计量学特征的影响,并对两者进行了相关分析。试验设置田间持水量的90%,70%,50%(W1、W2、W3),田间正常施氮量的150%,100%,50%,(N1、N2、N3),共9个处理。结果表明:玉米根、茎、叶不同器官干物质量均随着施氮量的减少而减少,随着土壤含水量的增加而增加。高、中水分时玉米株高随着施氮量的增加而增加,当玉米处于干旱胁迫时施氮量对玉米株高影响不大。低水分下的茎粗显著低于高、中水分。玉米根、茎、叶的C含量差异不显著。低氮施肥处理下玉米根、茎和叶的N含量均显著低于中、高氮处理,而后两者对根、茎和叶的N含量的影响表现不一,其中对茎氮含量差异达到显著水平,对叶氮含量在抽雄期以后才显著。玉米C∶N∶P生态化学计量特征随水肥因素的变化表现不一,其中N/P平均为6.01,随着施氮量的增加而升高,随土壤含水量的增加而降低;C/N为0.31,随着施氮量的增加而降低,对水分因素不敏感;C/P为1.62,表现出强烈的内稳性,不随外界生物与非生物环境的变化而变化。     

烟对稻-烟轮作水稻季不同施氮后效的响应

探讨烤烟对稻-烟轮作水稻季不同施氮后效的响应,为下季烤烟氮肥合理施用提供理论依据。在贵州省遵义市开展稻-烟轮作试验,水稻季设置不同氮素水平(0、90、180和270 kg/hm~2),烤烟季所有处理均不施氮肥,测定烤烟生物性状、生物量、产量、叶片养分含量、叶片品质及收获后供试土壤的养分含量,并计算烤烟的经济效益。结果显示,在施氮0~270 kg/hm~2范围内,水稻季施氮肥越多,烤烟季养分的后效越强,烤烟株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、总叶片数和干重均以N270处理为最大,但均低于优质烟标准;烤烟产量N180处理最高(1 193 kg/hm~2),但只有常年产量54%;烤烟产值N90处理最大,为21 234元/hm~2;与种植前相比,烤烟收获后土壤氮素养分含量均有所降低,施氮量增加,土壤中剩余氮素增多,相应烤烟吸收氮素增多,后效明显。本试验研究表明,水稻季施氮90 kg/hm~2,其后效的烤烟产值最高,烤烟生长季应该在充分考虑前茬水稻氮肥后效的基础上进行优化推荐施氮。     

水稻籽粒碳氮代谢与品质性状间遗传相关性的研究

研究分析水稻籽粒C、N代谢与稻米主要品质性状间遗传相关性结果表明,水稻籽粒C、N代谢与稻米主要品质性状间有一定遗传相关性,提高可溶性糖含量,则糖氮比显著提高,糙米长、千粒重和直链淀粉含量显著降低;提高全N含量可能显著提高糙米厚和直链淀粉含量,而糖氮比、糙米长和千粒重随之显著降低;随糖氮比的提高,糙米厚、千粒重和直链淀粉含量将显著降低。种子、细胞质和母体植株3套遗传体系同时对成对性状的遗传相关性起作用,且各遗传体系在不同成对性状间的作用效果各异,可溶性糖含量与糙米宽、可溶性糖含量与糙米厚、全N含量与糙米长、全N含量与糙米厚等成对性状间遗传相关性主要受种子直接效应的控制;而可溶性糖含量与糙米长宽比、可溶性糖含量与千粒重、可溶性糖含量与直链淀粉含量、全N含量与糙米宽、全N含量与糙米长宽比、糖氮比与糙米宽、糖氮比与糙米厚等成对性状则以母体植株效应为主。     

非包膜缓释复合肥对水稻氮素营养的效应研究

采用盆栽试验研究了非包膜缓释复合肥(SRCF)、包膜缓释复合肥(Multicote)和普通复合肥(CCF)对水稻植株生长和氮素营养的影响。结果表明,盆栽试验施用SRCF的水稻茎叶重、根冠比、含氮量、对肥料氮的吸收量和利用率与Multicote处理的相应指标较为相近,明显优于普通无机复合肥,这表明SRCF的氮素养分具有缓慢释放性能,并能满足水稻不同生长期的氮素需要。     

钵苗摆栽籼粳杂交稻和常规粳稻丰产优质适宜施氮量分析

研究钵苗摆栽下籼粳杂交稻、常规粳稻丰产优质施氮量及综合效益,提出安徽沿江地区钵苗摆栽下适宜粳稻类型及施氮量。于2016—2017年连续2 a开展大田试验,以当地主栽籼粳杂交稻甬优1540和常规粳稻镇稻18为供试品种,设置0、195、255、315、375 kg/hm~2共5个氮肥水平(分别用N0、N195、N255、N315、N375表示),研究不同施氮水平对钵苗摆栽下不同类型粳稻产量、品质、相关农艺性状及经济效益的影响。结果表明,籼粳杂交稻甬优15402a均在N315处理下产量最高,达到10.30～11.55t/hm~2。常规粳稻镇稻18各施氮处理下水稻产量无显著差异,产量为7.43～8.91 t/hm~2。增施氮肥,不同程度增加了2个品种的糙米率、精米率和蛋白质含量,提高了加工品质和营养品质,但垩白率和垩白度整体有所提高,直链淀粉含量增高,不利于外观品质和食味的改善。甬优1540在N315处理下的整精米率与N375无差异,且在N315处理下的垩白度与N195无显著差异。另外,镇稻18在N195处理下的整精米率、蛋白质含量、垩白度和直链淀粉含量与其他氮肥处理无显著差异。钵苗摆栽下籼粳杂交稻丰产优质施氮量为315kg/hm~2,常规粳稻为195 kg/hm~2。在适氮水平下,钵苗摆栽甬优1540较镇稻18提高水稻产量22.9%～23.2%,整精米率2.15%～4.50%,蛋白质含量30.44%～37.41%,经济效益51.07%～53.33%,同时降低垩白度9.52%～13.73%。总的来说,在适宜氮肥水平下,钵苗摆栽下籼粳杂交稻较常规粳稻提高了水稻产量、品质和经济效益。     

High biochar rates may suppress rice (Oryza sativa) growth by altering the ratios of C to N and available N to P in paddy soils

Although most studies have indicated that biochar can boost rice (Oryza sativa) growth, the material may also suppress it, depending on ratios of carbon (C) to nitrogen (N) and available N to available phosphorous (P). The current study sought to examine the impacts of biochar on rice growth and to identify underlying mechanisms. A pot experiment was conducted using two soils of high (3.05%) and low (0.54%) organic carbon (OC) content, mixed with 0, 1.5, 3, 6, and 12% biochar and planted with rice. Rice growth components, five rice tissue nutrients, and nine soil properties were measured. The results showed that the response of rice growth to biochar rates could be described using an exponential-growth function in high-OC soil but an inverted U-shaped curve in low-OC soil. In high-OC soil, the 12% biochar rate led to the greatest total biomass, increased by 47%, whereas in low-OC soil, the 3 and 6% rates exhibited the highest total biomass, increased by 44%, compared to the no-biochar added soils. Biochar elevated the C:N ratio from 11.5 to 39.1, with an optimal range of 20–30 corresponding to the highest rice growth. Biochar declined the ratio of NH₄-N to Mehlich-1 P, causing N deficiency. In brief, high biochar rates may suppress rice growth when the soil C:N ratio exceeds 30. The applied biochar rate should be considered based on soil properties typically OC and N content to obtain the C:N ratio between 20 and 30 for optimal rice growth.     

缓释尿素与普通尿素配施对直播杂交籼稻叶片生长及产量的影响

【目的】逐步采用机械化直播的集约栽培模式已是水稻种植的主要趋势之一,本文研究了机械化水稻直播条件下,缓释尿素与普通尿素不同配施对水稻生长和产量的影响特征,为直播稻的高产高效施肥技术提供理论基础。【方法】以优质杂交籼稻‘宜香优2115’为材料,采用两因素裂区设计,主区为直播 (C_D) 和手插 (C_H) 两种栽植模式;副区为氮肥运筹方式,总施氮量150 kg/hm2,设普通尿素按基、蘖、穗肥配比为3∶3∶4 (U₃₀),普通尿素全量基施 (U₁₀₀),缓释尿素全量基施 (S₁₀₀) 及缓释尿素 (基肥) 与普通尿素 (穗肥) 配比为8∶2 (S₈₀)、6∶4 (S₆₀)、4∶6 (S₄₀) 6种肥料运筹方式,以不施氮肥 (CK) 为对照。调查了直播水稻的叶色变化、叶片生长、LAI、剑叶光合作用和叶片碳氮代谢及其与产量形成的关系。【结果】1) 直播稻产量略高于手插稻,前者有效穗数优势显著,后者优势在于每穗粒数,其产量差异表现取决于有效穗数和每穗粒数是否充分互补,具体体现在总颖花数,优势肥料处理在有效穗数和每穗粒数上协调性更强。2) 缓释尿素与普通尿素的配施处理下叶色表现,直播稻和手插稻分别呈“三黑三黄”和“二黑二黄”交替变化,直播稻的叶色相对较浅;直播稻叶片生长前快后慢,齐穗期LAI及齐穗后剑叶Pn值均较低,但其高效叶面积率较高,表明后期群体上部功能叶叶面积较大,群体质量较高;在叶片碳氮代谢上,直播稻中、后期叶片NSC/N较高,碳代谢较旺盛,两种栽植方式中高产处理后期叶片NSC/N相近,均较低,但代谢途径不同,直播稻主要通过增强氮代谢,手插稻则通过增强碳水化合物的同化进行调节。增加穗肥占比可有效优化直播稻中后期的叶片质量。3) 相关分析显示,孕穗期的叶片增长率、LAI、剑叶Pn及叶片NSC/N均与产量呈显著或极显著相关,表明孕穗期的叶片质量是影响产量形成的关键。4) 直播稻和手插稻分别在基肥 (缓释尿素) 与穗肥 (普通尿素) 配比为4∶6和8∶2下产量最高,分别达12.11 t/hm2和11.51 t/hm2,较普通尿素常规运筹 (U₃₀) 分别增产15.55%和5.40%。【结论】缓释尿素与普通尿素配施下,增大速效穗肥比例,前期控氮控群体,后期增氮壮个体,实现直播稻群体与个体的协调,增强后期氮代谢,有效调节叶片碳氮比,提高叶片质量防早衰,是增产的有效途径。