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。     

高氮密植栽培对湘两优900产量形成及氮利用效率的影响

为探明湘两优900在热带稻区的高产性和适应性,在海南三亚进行4个施氮水平(0、150、225、300 kg·hm^-2)和2个移栽密度(25.0×10⁴、16.7×10⁴ hills·hm^-2)大田栽培试验,研究施氮水平和移栽密度对湘两优900产量形成和氮肥利用率的影响。结果表明,施氮水平和移栽密度对湘两优900产量影响显著,产量随着施氮水平和移栽密度的提高而显著增加,以施氮量300 kg·hm^-2与移栽密度16.7×10⁴ hills·hm^-2组合的产量最高(15.32 t·hm^-2),其增产优势主要表现为有效穗数多,地上部干物重和叶面积指数(LAI)大,叶绿素含量和净光合速率(Pn)高。施氮水平与移栽密度对氮肥吸收利用效率有影响,且施氮水平起显著作用。施氮量为300 kg·hm^-2时,氮肥吸收利用率最大(44.5%),增加施氮量能显著提高氮肥利用率,同时也会显著降低氮素吸收效率、氮生理效率、氮肥效率。从产量和氮肥利用效率综合考虑,施氮量300 kg·hm^-2与移栽密度25.0×10⁴ hills·hm^-2是本试验条件下的最优密肥组合。本研究结果为超级杂交稻在热带稻区(海南)推广应用提供了科学依据。     

同步开沟起垄精量穴直播对南方双季籼稻产量和稻米品质的影响

为了明确不同直播方式对早晚兼用双季籼稻产量和稻米品质的影响,该研究以常规早籼稻湘早籼45号和杂交晚籼稻泰优398为材料,进行早晚双季直播种植,比较人工撒直播(AS)和同步开沟起垄精量穴直播(PHDD)对早晚兼用双季直播稻出苗、产量和稻米品质的影响。结果表明,与AS相比,PHDD显著提高供试品种的出苗率,早晚季增幅分别为7.4%～14.2%和6.9%～8.0%;PHDD有利于提高供试品种周年产量,2个品种的增产幅度为3.23%～21.66%,其中湘早籼45号早晚2季增产均显著,泰优398为晚季增产显著;从产量构成因素来看,PHDD下供试品种的产量提高主要与有效穗数、每穗粒数有关;PHDD显著提高湘早籼45号早季的精米率、整精米率和垩白度以及泰优398晚季的垩白粒率,显著降低泰优398早季的整精米率及湘早籼45号晚季的垩白粒率、垩白度和蛋白质含量,直链淀粉含量无显著差异;PHDD显著提高泰优398晚季米粉的峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度,显著降低糊化温度。总体来说,PHDD有利于提高优质水稻品种周年产量,主要与穗粒数协调有关,增产途径因品种和季节而异,同时显著改善湘早籼45号早季加工品质及晚季外观品质,降低泰优398的早季加工品质及晚季外观品质,但改善其晚季蒸煮食味品质,PHDD下晚季直播稻稻米品质改善明显。研究结果可为南方双季直播籼稻优质丰产栽培提供理论依据。     

双季机插稻不同产量水平群体的产量构成特征研究

为明确双季机插稻产量构成特征及高产协同规律,促进双季稻机插栽培技术的发展,以4个早稻(株两优30、两优287、中嘉早17和中早35)和4个晚稻(H优518、五丰优T025、五优308和天优华占)品种(组合)为试验材料,研究双季机插稻中产(7 000~8 250 kg·hm^-2)、高产(8 250~9 000 kg·hm^-2)和超高产(>9 000 kg·hm^-2)3个产量水平群体的产量及产量构成特征。结果表明,随着双季机插稻产量水平的提高,有效穗数、每穗粒数和总颖花量均呈显著增加的趋势,结实率和千粒重总体上差异较小;产量与群体总颖花量呈极显著正相关,要实现9 000 kg·hm^-2以上的产量,每平方米颖花量需达到42 000以上;从中产到高产,双季早晚稻总颖花量的增加均主要依靠穗数的增加,从高产至超高产,早稻总颖花量的增加仍可以通过适当增加穗数实现,而晚稻总颖花量的增加应在适当增加穗数的基础上提高每穗粒数。以较多的穗数和较大的穗型协同产出较高的总颖花量,同时保证正常的结实率和千粒重,是双季机插稻超高产基本特征。本研究结果为双季机插稻高产栽培提供了理论依据与实践参考。     

施氮量和密度对盐碱滩涂水稻产量和品质的影响

为明确施氮量和密度互作对盐碱滩涂水稻产量和品质形成特征的影响,以淮稻5号为试验材料, 设置6个施氮量处理:N0(0 kg·hm^-2)、N210(210 kg·hm^-2)、N255(255 kg·hm^-2)、N300(300 kg·hm^-2)、N345(345 kg·hm^-2)、N390(390 kg·hm^-2),2个移栽密度处理:D1(33.4 万穴·hm^-2,12 cm×25 cm)、D2(27.8 万穴·hm^-2,12 cm×30 cm),测定了水稻产量及品质形成的相关因素。结果表明,随施氮量增加,单位面积穗数和每穗粒数呈先上升后下降的趋势,以N300处理最高;结实率和千粒重呈下降趋势。不同密度间比较,高密度处理的穗数和千粒重高于低密度处理,每穗粒数和结实率呈相反趋势。施氮量与移栽密度组合中,以N300D1处理的产量最高,达7 978.83 kg·hm^-2。施氮量的增加提高了稻米的加工品质与营养品质,同时降低了外观品质与蒸煮食味品质。移栽密度的增加提高了稻米的营养品质,但降低了加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。综合分析认为,施氮量300 kg·hm^-2和移栽密度33.4万穴·hm^-2, 是盐碱滩涂水稻获得高产优质的栽培措施。本研究结果为盐碱滩涂水稻的高产优质栽培提供了理论依据。     

不同除草剂对转Bar基因马铃薯田间杂草的防效及安全性分析

为了安全防除抗草铵膦转基因马铃薯田间杂草,以转Bar基因马铃薯为试验材料,分析比较了有效成分1 440 g·hm^-2灭草松(T1)、99 g·hm^-2 11%砜嘧磺隆·精喹禾灵(T2)、1 440 g·hm^-2灭草松+ 99 g·hm^-2 11%砜嘧磺隆·精喹禾灵复配剂(T3)、1 695 g·hm^-2草铵膦(T4)、923 g·hm^-2草甘膦(T5)和清水(CK)处理下杂草防效、马铃薯生长指标、块茎产量及品质特性和药剂残留情况。结果表明,草甘膦在杀灭杂草的同时,也杀死了马铃薯植株,受害率达100%;灭草松、11%砜嘧磺隆·精喹禾灵和草铵膦对马铃薯均未产生药害,但因对杂草的防效不同而导致达到的增产效果差异显著。药后45 d时,灭草松和11%砜嘧磺隆·精喹禾灵复配剂(T3)对阔叶杂草的株、鲜重防效较灭草松单独处理(T1)分别提高35.13和38.71个百分点,较11%砜嘧磺隆·精喹禾灵单独处理(T2)分别提高23.88和16.29个百分点,对禾本科杂草的株、鲜重防效较T1分别提高78.36和80.92个百分点,较T2分别提高11.85和8.23个百分点,马铃薯单株产量较CK、T1和T2分别增加58.39%、35.52%和11.44%。草铵膦(T4)对阔叶和禾本科杂草的株、鲜重防效都显著高于T1、T2和T3,单株产量较CK、T1、T2和T3分别增加67.40%、43.24%、17.79%和5.6%。因此,用有效成分1 695 g·hm^-2的草铵膦可以高效防治转Bar基因马铃薯田间杂草,但为了防止转Bar基因马铃薯连作时,因靶标除草剂草铵膦作用单一而诱导杂草产生草铵膦抗性的风险,建议用有效成分 1 440 g·hm^-2 的灭草松和99 g·hm^-2 11%砜嘧磺隆·精喹禾灵复配剂与草铵膦轮换防治杂草。本研究为转Bar基因马铃薯大面积种植中田间杂草的科学防治提供了科学依据。     

氮磷钾配施对灯盏花产量和品质的影响及肥料效应

为探究氮磷钾(NPK)肥配施对灯盏花产量和品质的影响及肥料效应,推荐灯盏花NKP肥最佳配比及施用量,本研究采用“3414”设计进行田间小区试验,测定灯盏花产量和主要提取成分野黄芩苷、总黄酮和总咖啡酸酯含量,并计算主要提取成分单位面积收获量,通过肥料效应函数方程拟合NPK施肥量。结果表明,合理施肥可显著提高灯盏花产量,同时氮磷钾肥对产量的影响有互作效应,互作效应大小依次为NPK>NP>NK>PK。氮磷肥互作表现为协同促进作用,而当施钾量处于低中水平时,氮钾肥间和磷钾肥间有协同促进作用。合理施肥可提高灯盏花主要提取成分单位面积收获量,减施或不施N肥,施用中等水平的磷肥和钾肥有利于提高灯盏花品质。综上,通过建立肥料效应函数,获得该地区最佳产量推荐施肥量为N 151.4 kg·hm^-2、P₂O₅ 120.7 kg· hm^-2、K₂O 71.0 kg · hm^-2,产量为13 807.2 kg · hm^-2;获得最高单位面积野黄芩苷收获量(310.7 kg · hm^-2)的施肥量为N 120.0 kg · hm^-2、P₂O₅ 92.1 kg · hm^-2、K₂O 113.6 kg · hm^-2。本研究结果为指导和规范灯盏花施肥技术提供了理论依据。     

密度与播期互作下棉花冠层PAR时空特征分析

为提高长江流域棉区棉花群体光合有效辐射(PAR)利用率并塑造合理群体结构,本研究设置不同播期(B1:5月13日、B2:5月25日)和种植密度(M1:7.5万株·hm^-2、 M2:9.0万株·hm^-2、M3:10.5万株·hm^-2、 M4:12.0万株·hm^-2),研究不同栽培方式对棉花冠层PAR时空分布的影响。结果表明,在一定生育时期内,B1播期处理棉花冠层对PAR的截获能力较强;在同一播期条件下,棉花冠层PAR截获率(PARI)在一定范围内与密度呈正相关关系。在B1播期下,一定生育时间内冠层PARI整体呈先升高后降低的趋势,B1M4的冠层PARI在生育前期较高,生育后期则以B1M1较高;在B2播期下,一定时期内,冠层PARI整体随生育进程的推进逐渐升高,且B2M4的冠层PARI最大。因此,在5月25日的播期条件下,12万株·hm^-2密度处理的棉花群体冠层PARI较大;而播期为5月13日时,7.5万株·hm^-2 密度处理的棉花冠层在生育后期对PAR的截获具有优势。本研究为构建适宜长江流域棉区的高光效群体结构提供了技术支撑,同时也为棉花新品种的培育和轻简化栽培提供了理论依据。     

川南杂交中稻-再生稻高产品种产量形成特点

为探索四川南部冬水田区杂交中稻-再生稻高产品种的产量穗粒构成,本试验以近年通过国家长江上游区试和四川省区试审定的36个杂交中稻新品种为材料,于2018—2020年在有代表性的江安、富顺、隆昌、泸县、南溪5个生态点,统一采用目前大面积生产应用的杂交中稻蓄留再生稻的高产栽培技术,研究了高产品种的产量形成特点。结果表明,两季产量11 000 kg·hm^-2以上品种有内5优907、内香优138、内香优103等16个品种。头季稻穗粒性状对其产量影响的多元回归分析F值达显著或极显著水平,对再生稻产量多元回归分析F值极显著(F值为22.18,n=180),且与两季总产量的关系极显著(F值为14.65,n=180)。选择头季稻、再生稻、两季总产分别高于10 000 kg·hm^-2、4 000 kg·hm^-2和13 500 kg·hm^-2的43组高产数据,分析发现再生稻产量与头季稻产量呈极显著负相关关系(y=12 161-0.867 6x,r=0.557 2)。由此可知,大穗型品种表现出头季稻高产、再生力相对较弱的特点,穗数型品种则具有再生力强和两季总产量较高的优势,两季总产量高的头季稻穗粒结构为有效穗数230.72~257.85万·hm^-2、穗粒数167.50~194.44粒、结实率78.80%~90.79%、千粒重22.60~29.33 g。本研究结果为川南杂交中稻蓄留再生稻大面积生产的高产品种选择和栽培技术的制定提供了新的科学依据。     

化肥减量配施菌肥对氮素矿化利用的影响

为实现海河流域农田增效减负和氮素利用率的提高,通过设置不同氮磷化肥减量配施菌肥与有机肥处理,即对照(N 200 kg·hm^-2,P₂O₅120 kg·hm^-2,CK)、B₁N₂P₂(菌肥17.5 kg·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量25%)、B₁ON₁P₁(菌肥1为7.5 kg·hm^-2,有机肥为3 t·hm^-2, N、P₂O₅均较CK减量50%)、B₂N₂P₂(菌肥2为7.5 kg·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量25%)、B₂ON₁P₁(菌肥2为7.5 kg·hm^-2,有机肥为3 t·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量50%)。研究夏玉米各生育期的土壤氮素矿化特征和利用情况以及夏玉米产量构成因素。结果表明,菌肥和有机肥配施显著增加了土壤氮矿化量,在拔节期和抽雄期尤为明显,B₁ON₁P₁的氮矿化量较B₁N₂P₂分别高出151.29%、120.09%,B₂ON₁P₁的氮矿化量较B₂N₂P₂分别高出56.28%和245.04%。菌肥与中量化肥组合能促进玉米增产,菌肥1和菌肥2较对照分别增产9.01%和7.94%,B₁N₂P₂的产量和穗粒数最高,产量达9 960.24 kg·hm^-2,穗粒数较CK高出29.99%,B₂N₂P₂的千粒重较CK高出2.28%;菌肥的施用能明显减少玉米的秃尖长度,以B₂N₂P₂的降幅最大,较CK减少了73.29%。菌肥1能提高玉米氮素生理利用率和氮素收获指数,B₁N₂P₂的吸氮总量明显高于B₁ON₁P₁,这与产量构成因素是一致的。综上,化肥减量25%并配施菌肥能维持稳定的氮矿化量并提高产量及其构成因素。本研究为海河流域农田氮素科学管理和减少因过量施肥而造成的农业面源污染提供了理论依据。     

减氮配施牡蛎壳粉对优质晚籼稻抗倒性能的影响

多数优质晚籼稻品种抗倒伏能力较弱,倒伏问题已成为发展优质晚籼稻生产的关键限制因素。为探究减氮配施牡蛎壳粉调理剂对晚籼稻植株抗倒性能的影响,本试验以泰优871为材料,设置常规施肥(T1,180 kg N·hm^-2)、减氮施肥(T2,135 kg N·hm^-2)和减氮配施牡蛎壳粉调理剂(T3,T2基础上增施3 t·hm^-2牡蛎壳粉调理剂)3个处理,分别测定茎秆的形态指标、生物力学指标、基部第2节间碳水化合物、茎秆钙积累量及碳代谢相关酶活性、干物质积累、产量及其构成要素。结果表明,与T1处理相比,T2处理单株鲜重、株高、重心高、基部第2节间长度、折断部位至穗顶长、倒伏指数、纤维素酶活性以及有效穗数显著降低,蔗糖合成酶活性显著提高。与T2处理相比,T3处理倒伏指数、重心高、苯丙氨酸解氨酶活性均显著降低,纤维素含量、肉桂酸-4-羟化酶活性、有效穗数及产量显著提高,且T3处理齐穗期干物质、茎鞘物质输出率,齐穗期及成熟期茎秆钙积累量均显著高于T1、T2处理。综上,减氮后配施牡蛎壳粉调理剂不仅能够增加籼稻的产量,还显著提高了籼稻的抗倒伏能力。本研究为实现水稻的高产、稳产、抗倒伏提供了理论依据。     

减量化肥配施紫云英对水稻产量稳定性的影响

为探明长期减量化肥配施不同量紫云英对水稻产量及产量稳定性影响,以10年长期定位试验为平台,设置不施肥(CK)、单施化肥(100%F)、减量20%和40%化肥分别配施22 500、30 000、37 500、45 000 kg·hm^-2紫云英10种施肥模式,研究水稻产量及产量变化趋势、水稻产量稳定性、肥料贡献率及土壤养分对不同施肥模式的响应。结果表明,施肥显著提高水稻年均产量,减量20%和40%化肥配施不同量紫云英较CK增产36.81%~40.07%,较单施化肥增产6.27%~8.80%。AMMI模型产量稳定性参数(Di)结果显示,化肥减施20%和40%均以配施45 000 kg·hm^-2紫云英处理水稻产量稳定性最好,其次为配施37 500 kg·hm^-2紫云英处理。减量化肥配施紫云英处理肥料贡献率较单施化肥提高4.55~6.42个百分点,以减量40%化肥配施37 500 kg·hm^-2紫云英处理最高,肥料贡献率与土壤地力贡献率呈极显著负相关(P<0.01)。与CK相比,减量化肥配施紫云英明显提高土壤有机质、碱解氮、有效磷含量,水稻产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷含量呈极显著正相关(P<0.01),产量稳定性参数与土壤碱解氮含量呈极显著负相关(P<0.01)。综合考虑水稻高产、稳产及减肥效益,以减施40%化肥配施37 500 kg·hm^-2紫云英处理效果最佳。本研究结果为豫南稻区合理施肥提供了理论依据。     

减氮条件下高产水稻品种的产量形成和氮素利用特征

为探索通过品种改良实现在减少施氮的条件下维持水稻高产的可行性,明确减氮高产品种特征,本研究于2015-2016年在较当地高产高效栽培减氮三分之一(施氮量120 kg·hm^-2)的条件下,以粤晶丝苗2号为对照,分析了晶两优华占、盛泰优722、丰田优553、五优308、粤晶丝苗2号、4HD005、川优丝苗、恒丰优7011、国优9113、云氮4号、9311A/R672、荃香优6号、华润2号、五山丝苗、天优华占、深优513、两优336、春两优油占、盛泰优018、聚两优751共20个水稻品种的产量及其构成、分蘖动态、物质生产、源库特性和氮素吸收利用。结果表明,参试水稻品种间产量差异显著(P<0.01),2015年和2016年分别为4.99~7.18 t·hm^-2和6.22~7.73 t·hm^-2;产量较对照高10%以上的品种为2015年的晶两优华占、盛泰优722、丰田优553、五优308、恒丰优7011、国优9113、9311A/R672和荃香优6号,以及2016年的晶两优华占、盛泰优722、丰田优553、天优华占、深优513和聚两优751,其中晶两优华占(两年)、国优9113、荃香优6号、深优513和聚两优751的产量均超过7.00 t·hm^-2,且较对照高20%以上,表明通过品种改良实现减氮高产是可行的。在减氮条件下,水稻产量与总生物量、库容量均呈显著正相关,而与产量构成因子、单位面积茎蘖数、不同阶段物质积累量及叶源大小均无显著相关性。减氮条件下,高产水稻品种的总吸氮量不高,但其氮素籽粒生产效率较高,表明生物量大、库容量大、氮素籽粒生产效率高是减氮高产水稻品种的重要特征。本研究结果为减氮高产水稻品种的选育提供了参考依据。     

衢州典型重金属污染农田镉、铅输入输出平衡分析

为定量评估区域农田土壤重金属输入输出平衡,以浙江省衢州市某典型镉(Cd)、铅(Pb)中、轻度复合污染农田为研究对象,对其主要输入源(大气沉降、灌溉、肥料和农药)的Cd、Pb输入通量以及输出通量(水稻秸秆与籽粒移出)开展了长期监测与定量平衡分析。结果表明,大气沉降通量无显著季节变化,由大气沉降导致的Cd、Pb年均输入量分别为3.18和54.46 g·hm^-2,输入量占比分别达到34.98%和34.95%;而灌溉水Cd、Pb年均输入量分别为5.76和100.62 g·hm^-2,占比分别达到63.37%和64.57%;由肥料带入的Cd、Pb年均输入量分别为0.15和0.74 g·hm^-2,占比仅为1.65%和0.47%;而农药带入的Cd、Pb输入量可忽略不计。在该地区双季稻种植模式下,通过水稻秸秆和籽粒的收获和转移,Cd、Pb年输出量分别为10.69和41.74 g·hm^-2。综上,调查区域农田土壤Cd的输入输出基本达到平衡,而土壤Pb仍为输入状态,建议对该地区灌溉水进行净化并开展长期监测,同时避免水稻秸秆直接还田。本研究强调了重金属污染区水稻秸秆移除的重要性,为农田土壤重金属污染风险管控提供了理论依据和数据支持。     

土壤调理剂配施菌剂对连作压砂田土壤养分及西瓜生长、产量的影响

为解决宁夏连作压砂西瓜田土壤养分和植株生长性能、产量下降的问题,本试验在当地常规施肥基础上,以西瓜荣耀品种为试验材料,设置常规施肥(CK)、常规施肥+菌剂(T1)、常规施肥+200 kg·hm^-2 土壤调理剂+菌剂(T2)、常规施肥+300 kg·hm^-2土壤调理剂+菌剂(T3)、常规施肥+400 kg·hm^-2 土壤调理剂+菌剂(T4)5个处理,研究了土壤调理剂配施菌剂对土壤养分及压砂西瓜蔓长、茎粗、根系活力、产量的影响。结果表明,与CK相比,单施菌剂处理可以促进压砂西瓜生长,提高产量,但是对压砂田土壤养分无显著提高作用;而土壤调理剂配施菌剂处理均能显著提高土壤养分,增强根系活力,促进压砂西瓜生长,表明二者配施具有复合作用。其中与CK相比,T3的土壤pH值降低0.21;碱解氮、速效磷、全氮、有机质、速效钾含量分别显著提高29.31%、69.02%、54.72%、53.89%、36.56%;成熟期蔓长、茎粗、根系活力分别显著提高13.52%、23.42%、43.44%;其产量为45 173.70 kg·hm^-2,提高30.56%。Person双变量相关分析表明,土壤养分含量与西瓜生长、产量具有极显著相关性。T3、T4、T2、T1的净收益分别较CK增加6 709.20、5 043.40、4 914.95、1 489.80 元·hm^-2;通过内梅罗指数方法计算得出土壤综合肥力指数从大到小分别为T3、T4、T2、T1、CK。综合比较各处理的产量、经济效益、土壤综合肥力指数,常规施肥+土壤调理剂300 kg·hm^-2+菌剂为最佳处理。本研究结果对当地连作压砂西瓜田土壤肥力的提升、作物产量和经济效益的稳定具有重要的现实意义。