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。     

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。     

缓释肥一次性侧位深施对红壤旱地直播油菜产量形成和肥料利用的影响

为明确红壤旱地直播油菜(Brassica napus L.)缓释肥(N-P₂O₅-K₂O=25-7-8)一次性侧位深施效果及适宜用量,2017—2020年在典型的红壤丘陵区(江西进贤)开展缓释肥施用方式对比试验(不施肥、一次性土表撒施和一次性侧位深施)和施用量试验(0、300、450、600、750和900 kg·hm^-2),研究缓释肥一次性侧位深施及不同施用量对油菜产量形成和肥料利用率的影响。结果表明,相比传统土表撒施,侧位深施显著促进了N、P、K的吸收,同步提高了油菜产量和肥料利用率,且对晚熟油菜影响更为显著。菜籽产量与缓释肥用量呈线性加平台关系,适宜施肥量可保证较大的收获密度及较多的每株角果数和每角粒数,从而协同提高籽粒产量和经济效益,同时维持较高的肥料利用率。晚熟和早熟油菜缓释肥侧位深施的适宜用量分别为720和605 kg·hm^-2,产量潜力可分别达2 500和1 750 kg·hm^-2。因此,一次性侧位深施适量缓释肥可显著提高红壤旱地直播油菜生产力,建议结合机械化种植因地制宜地推广应用。     

冬小麦施氮对复播大豆土壤微生物区系及产量的影响

为揭示冬小麦不同施氮水平对复播大豆土壤微生物区系的后效影响,于2017-2018年在小麦季设置0、225、375和525 kg·hm^-2 4个施氮处理,分别记作CK、N₁、N₂和N₃,采用稀释平板法和MPV稀释法研究冬小麦不同施氮量对复播大豆土壤微生物区系的影响。结果表明,麦季施氮量对复播大豆土壤微生物区系具有显著的后效作用。随着麦季施氮量的增加,复播大豆产量、土壤细菌、真菌、放线菌、氨化细菌及好气性自生固氮菌数量呈先上升后下降的趋势,硝化细菌和反硝化细菌数量呈不断上升的趋势;其中,麦季适宜的施氮量(N₁、N₂)更能促进土壤微生物总数的生长繁殖,优化菌群结构,提高后茬大豆产量;而过量施氮(N₃)刺激硝化、反硝化细菌数量的增加,降低大豆产量,加速土壤中氮素损失,降低氮肥利用率。综合考虑冬小麦季施氮量为375 kg·hm^-2时,复播大豆产量达到最高,平均为2 988.93 kg·hm^-2, 两年大豆平均增产23.59%,并有利于改良后茬大豆土壤微生物区系,调节土壤生态环境。本研究结果为周年轮作模式下后茬大豆合理施氮提供了理论依据。     

施氮量对油后直播棉花产量、品质及生物量的影响

为研究施氮量对油后直播棉花生物量累积特征及其与产量、品质的关系,于2016-2017年在湖南常德设置了施氮量分别为0、90、180、270、360 kg·hm^-2氮肥水平试验。结果表明,在施氮量为0~360 kg·hm^-2范围内,施氮量越大棉株营养器官生物量累积越多,而棉株生殖器官生物量则在施氮量为270 kg·hm^-2时累积最多;皮棉产量、成铃数和单铃重均在施氮量为270 kg·hm^-2时达到最大;0~270 kg·hm^-2范围内,衣分随施氮量增加而增加。在施氮量为270 kg·hm^-2条件下,纤维长度和断裂比强度最高;适宜施氮量有利于纤维长度、断裂比强度的提高和马克隆值的优化,对伸长率和整齐度基本无影响。综上所述,适宜施氮量可提高棉花的产量、品质,洞庭湖棉区适宜的施氮量为180~250 kg·hm^-2。本研究结果为环洞庭湖棉区的氮肥合理运筹提供了技术参考。     

氮肥对粳性和糯性糜子干物质积累和产量性状及氮肥利用效率的影响

为探讨不同粳糯性糜子干物质积累、产量及氮素利用效率对不同供氮水平的响应,本研究通过两年田间试验,以粳性糜子品种陇糜13号和糯性糜子品种陇糜14号为试验材料,设置45(N1)、90(N2)和135 kg·hm^-2(N3)3个供氮水平,以不施氮为对照(CK),研究不同供氮水平下不同粳糯性糜子在开花期和成熟期的干物质积累与转运、农艺性状及产量的变化,分析氮素积累量、氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力、氮素利用率及氮肥表观利用效率对施氮的响应。结果表明,随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的地上部各器官干重呈单峰曲线变化,在N₂下,开花期和成熟期糜子的茎秆干重、叶片干重、茎鞘干重和穗干重均显著高于CK(P<0.05);随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的氮肥偏生产力呈降低趋势,而氮素利用效率呈先降低后升高的趋势;N₂可以显著提高不同粳糯性糜子的株高、茎粗、穗长、单穗粒重、千粒重及产量,也可提升氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率。两年数据表明,N2(90 kg·hm^-2)下陇糜13号的农艺性状、产量及氮素利用效率均优于陇糜14号。综上,本研究条件下,甘肃省会宁地区糜子的推荐氮肥施用量为90 kg·hm^-2,这对西北地区种植不同粳糯性糜子具有生产指导意义。     

施氮和间作对蚕豆锈病发生及田间微气候的影响

为研究不同施氮水平和间作对蚕豆锈病发生及田间微气候的影响,探讨间作系统氮肥调控下田间微气候变化与蚕豆锈病发生的关系,以小麦蚕豆间作体系为研究对象,通过田间小区试验,设N₀(0 kg·hm^-2)、N₁(45 kg·hm^-2)、N₂(90 kg·hm^-2)、N₃(135 kg·hm^-2)4个氮水平,调查蚕豆锈病发病率和病情指数,测定蚕豆不同冠层的温度、相对湿度和风速。结果表明,无论单作还是间作,施氮对蚕豆产量均无显著影响,但施氮增加了蚕豆锈病的发病率和病情指数,其中发病盛期,施氮(N₁~N₃)蚕豆锈病发病率较不施氮(N₀)处理增加1.7~7个百分点,病情指数增加10.2%~143.8%,且病情指数受施氮水平的影响较发病率明显;与N₀相比,施氮使蚕豆冠层温度降低0.1~1.8℃和风速降低7.2%~80.0%,冠层相对湿度增加0.2%~19.0%。与单作相比,间作蚕豆产量平均增加34.4%。发病盛期,间作蚕豆锈病发病率降低7.510.6个百分点、病情指数降低26.9%~51.0%;整个发病期,间作蚕豆的冠层温度和风速均高于单作蚕豆,相对湿度低于单作蚕豆。相关分析表明,发病盛期和发病末期,蚕豆锈病发病率和病情指数与相对湿度呈极显著正相关,与冠层温度、风速呈极显著负相关。总体来看,施氮水平和间作模式对蚕豆产量、冠层温度、相对湿度和风速均有影响,且间作的影响大于施氮水平。综上,小麦与蚕豆间作及控制氮肥用量是改善农田小气候且有效控制蚕豆锈病发生的有效措施。本研究结果为间作系统合理施用氮肥和发挥间作控病增产优势提供了指导和理论依据。     

绿洲灌区水氮减施密植玉米的光合源动态和产量表现

为进一步探索河西绿洲灌区玉米在水、氮减量的条件下能否支撑较高的种植密度而获得高产,本研究通过大田试验,设置传统灌水(W₁)和生育期减量20%灌水(W₂)2个灌水梯度,高施氮(450 kg·hm^-2,N₁)、减量30%施氮(300 kg·hm^-2、N₂)2个施氮水平和D₁(7.5万株·hm^-2)、D₂(9.75万株·hm^-2)、D₃(12万株·hm^-2) 3个种植密度,在不同种植密度条件下,采用水氮耦合组合,测定玉米生育期内光合源动态、干物质积累、籽粒产量和产量性状。结果表明,在生育后期W₂N₂玉米光合势(LAD)与W₁N₁无显著差异,在W₂N₂条件下,D₂的LAD较D₁在玉米全生育期内平均增加8.7%,D₂与D₃之间无显著性差异;在W₂N₂条件下,玉米干物质积累量最终与W₁N₁持平,D₂干物质积累量较D₁在玉米全生育期内平均增加21.1%,D₂与D₃之间无显著性差异;D₂玉米籽粒产量在W₂N₂与W₁N₁间保持同等水平,较D₁玉米籽粒产量提高9.0%~33.7%;灌水和施氮因素对玉米穗粒数和千粒重影响均不显著,而在同等水、氮条件下,D₃玉米穗粒数较D₁降低了5.9%~26.1%,千粒重降低了9.2%~12.3%。综上,D₂水平使减量灌水、减量施氮条件下的玉米在生育后期仍然保持较大的LAD,为玉米产量的形成提供了物质保障,从而获得高产。本研究结果为通过水氮减施实现资源节约的高效农业生产提供了技术参考。     

氮磷钾配施下赤红壤区粉葛的肥料效应及产量和品质研究

为探明赤红壤区粉葛(Pueraria thomsonii Benth)高效栽培的合理施肥技术,采用“3414”随机区组设计,研究氮、磷、钾配施对桂中南赤红壤区粉葛的肥料效应及产量和品质的影响,通过拟合肥料效应函数方程确定粉葛种植的最优施肥配方。结果表明,粉葛的产量及经济效益随着氮、磷、钾施肥量的增加表现出先上升后下降的趋势,减量施肥(1水平)、正常施肥(2水平)和过量施肥(3水平)处理的产量分别较不施肥处理提高了59%、87%和42%,经济效益也相应增加了53%、79%和32%,而缺素处理(N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₀)结果与对照差异不显著。减量施氮(N₁P₂K₂)处理的粉葛淀粉含量(40%)最高,减量施肥(N₁P₂K₂、N₂P₁K₂、N₂P₂K₁)处理的葛根素含量平均值为1.65 mg·g^-1,高于其他处理;肥料的交互效应显示,N与P存在正交互作用,而N、P与K均呈负交互作用。N₁P₂K₂配施方案更能兼顾粉葛的产量和品质,以产量、品质及经济效益为目标,对多元回归模型进行优化,明确桂中南赤红壤区条件下粉葛产量≥35 000 kg·hm^-2、经济效益≥150 000元·hm^-2的施肥方案为施氮(N)量312~455 kg·hm^-2, 施磷(P₂O₅)量397~547 kg·hm^-2,施钾(K₂O)量362~489 kg·hm^-2。本研究结果可为赤红壤区粉葛精准、规范化施肥提供科学依据。     

氮肥运筹对苏打盐碱地水稻产量和氮肥利用率的影响

为探究氮肥运筹对苏打盐碱地水稻产量和氮肥利用率的影响,在大田条件下,于2017-2018年,以粳稻品种垦粳7号和垦粳8号为供试材料,设置5种氮肥运筹,即不施氮肥(N0)、农民常规施氮(N1,纯N总量150 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=6:3:1)、平衡施氮(N2,纯N总量150 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=4:3:3)、平衡减氮施肥(N3,纯N总量135 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=4:3:3)、氮肥前移(N4,纯N总量150 kg·hm^-2,基肥:蘖肥:穗肥=5:3:2),其中以N1为对照,研究不同氮肥运筹下其产量、产量构成因素、地上部分植株含氮量、穗部氮素积累量以及氮肥利用率的变化。结果表明,与N1相比,N2和N3的产量分别增加了11.45%和5.71%,且N2与N1间差异达显著水平,而N4的产量减少了10.43%;N2和N3齐穗期和成熟期地上部植株含氮量及穗部氮素积累量均得到显著提高,而N4显著降低;N2和N3显著提高了氮肥吸收利用率(NRE)、氮肥农学利用率(NAE)和氮肥偏生产力(NFP),显著降低了土壤氮素依存率(SNDR),且N2的NRE和NAE高于N3,而N4显著降低了NRE,显著提高了SNDR。综上,平衡施氮和平衡减氮施肥通过调整施氮量、施氮比例及施氮时期,可协同实现苏打盐碱地水稻高产和氮肥的高效利用。本研究结果为苏打盐碱地区水稻的氮肥运筹方式提供了理论依据。     

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。     

修剪与施氮对板栗叶片N、P营养及产量的影响

为探究修剪与施氮量对板栗树体叶片氮磷含量、氮磷比、产量、单粒重及出实率的影响,明确适宜当地板栗的修剪与施氮量的最佳组合,以13年生的板栗燕山早丰为试验对象,采用双因素随机区组试验,研究修剪强度(每平方米投影面积留结果母枝17~18、14~15和11~12个,分别记为X₁、X₂和X₃)与施氮量(施氮为0、375、750 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁和N₂,施磷均为164 kg·hm^-2,施钾为311 kg·hm^-2)的交互作用对板栗叶片氮磷含量、氮磷比、产量、单粒重及出实率的影响。结果表明,N₁(中等氮肥)和X₂(中等修剪)条件下叶片氮含量、结果枝叶片氮磷比、产量、单粒重及出实率最高。X₂N₁、X₁N₂处理的叶片氮磷含量及产量均较高,且2个处理的结果枝叶片氮含量及产量差异显著;X₃N₀处理的产量不高,但其单粒重和出实率均较高。其中,X₂N₁处理的结果枝及营养枝的叶片氮含量(23.179、23.650 g·kg^-1)、结果枝叶片氮磷比(13.67)、产量(3 502.80 kg·hm^-2)、单粒重(8.26 g)和出实率(41.48%)均为最高。板栗树体需氮量随着修剪强度的增强(即单位面积留枝量的减少)而降低,修剪与施氮量2种措施之间具有协同性。从叶片氮磷含量及产量等指标综合考虑,X₂N₁处理是当地修剪与施肥的最佳组合。综上,中等修剪强度配合中等氮肥在增加叶片营养的基础上,保证了板栗的单粒重和产量。本研究为迁西地区板栗高产栽培提供了理论依据。     

机插同步一次性精量施肥对双季稻产量及经济效益的影响

为保证水稻施肥的准确性,揭示水稻机插与同步一次性侧深减量施肥的应用效果,筛选适宜施肥配方,本试验在典型双季稻种植区,以测土配方施肥量为依据,结合精量施肥机,研究机插同步一次性精量施肥对双季稻产量及经济效益的影响,并探讨各构成因素间及其与产量的相互关系。结果表明,侧深施N量和稻季品种对机插双季稻产量、产量构成因素及经济效益具有显著或极显著影响。与常规施肥处理相比,机插同步一次性减N 10%~30%处理的早稻产量和经济效益分别提高16.5%~20.2%和26.4%~31.8%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高5.5%~7.5%、8.2%~25.3%和8.3%~27.6%;晚稻产量和经济效益分别提高3.9%~11.1%和12.6%~20.9%,有效穗数、总颖花数和总实粒数分别提高15.8%~22.5%、16.8%~26.5%和14.0%~31.6%。其中,以机插同步一次性减N 20%~30%处理效果较好。水稻机插同步一次性精量施肥随着施N量的降低,双季稻产量、经济效益及有效穗数、总颖花数和总实粒数呈先升高后降低的趋势。回归分析表明,早、晚稻侧深施肥N用量分别为130.0和161.5 kg·hm^-2时达到最大值,即8 538.2和7 459.1 kg·hm^-2。通径分析表明,有效穗数对早、晚稻籽粒产量的直接效应最高。综上所述,通过施肥技术和机插模式的集成与优化,能够有效减少稻田N肥施入,有利于形成有效穗数,扩充籽粒库容,从而达到双季稻生产节肥、省工、增产的目的,为机插同步一次性精量施肥技术应用提供理论支撑。     

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。