麦秸还田与实地氮肥管理对直播水稻生长的影响

大田直播粳稻品种扬粳9538,设置麦秸还田与不还田、不施氮肥、习惯施肥法(FFP)和基于叶绿素仪(SPAD)测定值的实地氮肥管理(SSNM)处理。结果表明,SSNM的氮肥施用量较FFP减少30.0%~31.3%,产量较FFP平均增加7.61%,施氮区秸秆还田的产量较秸秆未还田的平均增加2.65%。与秸秆未还田或FFP相比,秸秆还田和SSNM降低生育前期的分蘖数、叶面积指数和干物质积累,但抽穗及以后各处理间差异较小。秸秆还田增加了叶片中有机酸含量,增大了田间昼夜温湿度差;秸秆还田和SSNM处理提高了茎蘖成穗率与ATP酶活性,增加了结实期叶片的光合速率以及根系活力,有利于直播水稻生育后期群体的光合生产和提高物质生产效率。对秸秆还田和SSNM的产量和生育特性进行了讨论。     

麦秸还田与实地氮肥管理对水稻氮磷钾吸收利用的影响

粳稻品种扬粳9538种植于大田, 进行了麦秸还田与不还田、实地氮肥管理(SSNM)和农民习惯施肥法(FFP)等处理。结果表明, 在相同氮肥管理条件下, 与秸秆未还田相比, 秸秆还田后植株中N含量及N、P、K积累量在生育前期较低, P、K含量在整个生育期均较高; 秸秆还田提高了氮肥利用效率, 增加了N、P、K的收获指数。在秸秆还田量相同条件下, 与FFP相比, SSNM降低了N、P的吸收量, 提高了抽穗至成熟N、P、K的转运率, 增加了N和P收获指数。表明秸秆还田和SSNM可以提高水稻N、P、K的吸收利用效率。     

水稻实地氮肥管理的氮肥利用效率及其生理原因

以代表性品种为材料,研究了水稻实地氮肥管理(SSNM)的氮肥利用效率及其生理机制。结果表明,SSNM的施氮量较常规施肥方法(FFP)降低了48.1%~63.0%,产量提高了0.1%~9.3%。SSNM的氮肥吸收利用率和农学利用率分别较FFP提高了31.4%~56.8%和143.6%~166.0%。水稻氮吸收高峰出现在穗分化期至抽穗期,此阶段SSNM处理氮的吸收量和其占最终总吸收量的比例均明显高于FFP。抽穗后SSNM水稻的吸氮量也明显高于FFP。自幼穗分化期开始,SSNM水稻根系重量和根系活力(尤其是单茎占有的根系活性)逐步超过FFP。SSNM 明显提高了幼穗分化期和抽穗期水稻叶片中谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶和Fd-谷氨酸合酶的活性。抽穗后SSNM处理水稻剑叶的光合速率高于FFP,上述结果表明SSNM有利于促进水稻中后期根系生长,提高物质生产和养分吸收,从而提高氮肥的利用效率。     

实地氮肥管理提高水稻氮肥利用效率

以籼型杂交稻汕优63和粳稻武育粳3号为材料进行田间小区试验,对实时氮肥管理（RTNM）和实地氮肥管理（SSNM）的农艺表现和氮肥利用效率进行了评价。结果表明,氮空白区的水稻产量为5.5~7.4 t/hm²,说明试验田背景氮颇高。与农民习惯施肥法（FFP）相比,RTNM和SSNM分别增产-4.4％~7.0%和0.2％~9.3%,氮素产谷率分别提高195.7％~297.0%和169.6％~276.4%。2003—2004年在江苏省无锡市两村共计20户稻田中进行水稻SSNM试验示范。2年FFP的氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别仅有2.8～6.7 kg稻谷/kg N、33.7％～34.7％和8.4～18.6 kg稻谷/kg N;SSNM的施氮量较FFP降低38.7％～41.3％,产量提高2.5％～3.5％,氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别提高88.3％～117.7％、34.0％～39.5％和46.1％～61.6％。在江苏省大面积推广也取得了类似结果。证明采用SSNM在不降低水稻产量的前提下,提高水稻氮肥利用率是可能的。试验也发现,农户稻田SSNM的氮素产谷率和生理氮转化率的数值依然很低。对水稻氮肥利用率低的原因及提高途径进行了讨论。     

秸秆还田与减氮对砂姜黑土理化指标及小麦产量的影响

旨在为砂姜黑土区减肥增效技术在小麦生产上的推广应用提供参考,在豫南典型砂姜黑土区小麦/玉米轮作体系下进行大田试验。田间试验以秸秆还田作为主处理,以不同氮肥施用为副处理,包括：0%（不施氮肥,CK）、普通尿素100%（农民习惯施肥,普N100）、普通尿素70%（普N70）、控失氮肥70%（控N70）。结果表明,与不还田条件下的减氮处理相比,还田条件下普N70和控N70处理土壤容重分别显著降低12.3%、17.9%,土壤全氮含量显著提高25.0%、27.3%,然而减氮处理与全量氮肥处理之间无明显差异。与不还田的对应处理相比,还田处理的普N70、控N70和CK的土壤有机碳显著增加38.6%、30.5%、30.6%。秸秆还田显著影响土壤容重、全N和有机碳含量,施肥处理间并不显著。小麦氮肥利用率(NRE)以及氮肥收获指数(NHI)均以控N70处理最高,但与普N100、普N70处理无显著差异。小麦产量以还田条件下的控N70处理最高,较不还田的普N100增产13.9%。综上,秸秆还田比减氮(30%)对砂姜黑土理化性状和产量的影响更大,与普通尿素100%相比,施用控失氮肥70%与普通尿素70%的产量无明显差异。     

连作秸秆还田下玉米氮素积累与氮肥替代效应研究

针对东北地区农作物秸秆资源丰富,然而焚烧弃置严重,养分利用率较低等问题,探讨常年玉米连作下还田秸秆的氮肥替代效应在松嫩平原玉米种植生产上的可行性。试验于2017—2019年在东北农业大学校内试验场进行,采用框栽、连作方式,采用再裂区试验设计,主处理为秸秆不还田(S0)和秸秆还田(S1),副处理为3个施尿素梯度0(N0)、175 (N1)、350 (N2) kg hm^–2,再副处理为一次性施肥(基追比1∶0)和2次均匀施肥(基追比1∶1)。结果表明,每公顷还12 t玉米秸秆可替代单质氮36.80 kg, 2017—2019年黑龙江省产生的玉米秸秆量平均为4650.05万吨,秸秆还田可替代单质氮14.27万吨。在2次均匀施氮肥处理下,秸秆氮肥替代量比一次性施氮肥处理高26.88%。秸秆还田与玉米氮肥利用率负相关,在当地农业常用施尿素量350 kg hm^–2 (纯氮161 kg hm^–2)下,玉米氮肥利用率3年平均S0较S1高6.09%,产量S1较S0高4.66%,且在秸秆还田、2次等量施氮肥处理玉米产量最高为268.22 g...     

东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻光合、干物质积累及氮素吸收的影响

为探讨东北冷凉地区水稻秸秆适宜的还田方式,开展大田定位试验,研究了秸秆直接还田和炭化还田对水稻光合能力、干物质积累的影响。结果表明,施用氮肥条件下2种还田方式均能促进水稻地上部干物质积累,尤其是炭化还田在成熟期较直接还田干物质积累更多;不施用氮肥条件下炭化还田地上部干物质积累量有增加趋势,但直接还田与对照相比却降低了地上部干物质量。2种还田方式都有提高氮肥利用率的趋势,炭化还田和直接还田的氮肥利用率分别为59%和56%。     

长期秸秆还田与氮肥调控对稻田土壤质量及产量的影响

为了揭示土壤对长期秸秆还田及氮肥调控的响应,采用大田小区试验,考察了秸秆不还田+N 300kg/hm~2(TB)、秸秆全量还田+不施肥(T0)、秸秆全量还田+N 255 kg/hm~2(T17)、秸秆全量还田+N 300kg/hm~2(T20)、秸秆还田+N 345 kg/hm~2(T23)对稻田土壤理化特性、重金属含量、活性有机质、微生物炭、碳库管理指数及水稻产量的影响,探索长期秸秆还田(5年)条件下土壤质量对氮肥配施的响应,为提高氮肥利用率、减轻环境污染、提高资源利用效率,提供理论依据和技术支撑。结果表明:长期秸秆还田条件下,随着氮肥施用量的增加,T17、T20、T23 3个处理的全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、总有机质、活性有机质、微生物量碳含量上升,但总有机质、全氮、全磷、全钾的差异不明显;土壤容重下降;土壤中汞、砷、铅、镉、铬、铜、锌7种重金属(全量)未出现明显积累现象。施肥量相同的条件下,秸秆还田(T20)显著提高了土壤速效氮、速效磷的含量,较秸秆不还田(TB)速效氮、速效磷、速效钾分别提高21. 1%,8. 9%。综合考量经济、土壤质量、产量等因素,无污染的秸秆还田后,合理的配施氮肥(300 kg/hm~2)不仅可以避免秸秆腐解过程中与作物争夺氮肥,而且可以促进土壤碳、氮的更新,培肥土壤,提高产量,改善土壤质量。     

秸秆还田与实地氮肥管理对水稻产量及品质的影响

以扬粳9538为材料,通过秸秆还田与氮素管理与秸秆不还田（对照）比较试验,研究了水稻产量及品质的表现。结果表明：秸秆还田与实地氮肥管理（SSNM）可以在减少氮肥施用量,秸秆全量还田的同时,增加水稻的产量,降低单位面积穗数,提高每穗粒数、结实率。秸秆还田与实地氮肥管理降低稻米的垩白米率、垩白度和直链淀粉含量,改善稻米的外观品质和营养品质,淀粉谱的最高粘度和崩解值增加,消减值减低,稻米食味品质得到改善,该技术同时减少穗分化前干物质积累,增加抽穗期光合速率、根系活力与ATP酶活性,促进同化物向籽粒的运转,减少茎杆中非结构性碳水化合物的残留。对秸秆还田与不同氮素管理在产量、品质上的差异进行了讨论。     

稻麦两熟制下秸秆还田模式的产量和经济效益分析

明确不同秸秆还田模式对小麦、水稻产量和经济效益的影响,对推广秸秆还田具有重要意义。利用稻麦复种长期田间定位试验2012-2018年的数据,分析了秸秆不还田（S0）、麦秸还田（WS）、稻秸还田（RS）和稻麦秸均还田（WRS）4种秸秆还田模式对作物产量、氮肥利用率、秸秆增产率、秸秆边际产量和秸秆农学利用率的影响。结果表明：秸秆还田均增加水稻产量,其中RS和WRS模式增产效果均显著大于WS模式;小麦产量随秸秆还田年限呈“减产-稳产-增产”的变化趋势。秸秆的周年增产率和农学利用率分别为5.65%~13.60%和0.11~0.17kg/kg。与RS模式相比,WRS模式属于秸秆过量还田,其秸秆增产效率降低。秸秆还田提高稻麦氮肥周年利用率1.67~4.01kg/kg,其中RS和WRS模式较WS模式更利于作物的氮吸收。WS、RS和WRS模式的稻田周年净收益较不还田模式分别增加1 690、4 875和4 177元/（hm²·年）,其中RS和WRS模式均显著高于WS模式。综合以上结果,麦季稻秸还田模式（RS）既可提高还田秸秆利用率,又可增加稻田净收益,推荐在稻麦两熟农田采用。     

玉米秸秆还田条件下麦田氮素运转和籽粒产量对氮肥的响应

为给秸秆全部还田条件下豫北麦玉两熟高产地区冬小麦合理施用氮肥提供理论依据,以周麦18和济麦22为试材,于2011-2013年研究了不同施氮处理(小麦全生育期不施氮肥,及底施纯氮120 kg/hm2基础上拔节期分别追施0,60,100,140,180,210 kg/hm2)下麦田土壤和植株氮素含量的动态变化,分析了不同追氮量对植株氮素吸收、麦田氮肥利用率和籽粒产量的影响。结果表明,小麦植株氮素吸收积累和籽粒产量随施氮量的增加呈单峰曲线变化,周麦18和济麦22分别在220,260 kg/hm2和120,180 kg/hm2施氮量下植株氮素吸收积累达到峰值,籽粒产量较高。麦田氮流失量随施氮量增加呈先升后降变化趋势。秸秆还田配施适量氮肥能够显著提高氮肥偏生产力、氮肥农学利用率;随着施氮量的持续增加氮肥偏生产力、氮肥农学利用率显著降低。综合来看,玉米秸秆还田条件下兼顾氮肥效率和籽粒产量,豫北麦玉两熟区周麦18适宜的氮肥配施量为220~260 kg/hm2,种植济麦22适宜的氮肥配施量为120~180 kg/hm2。     

稻草还田条件下基施有机肥对小麦产量及生长的影响

为了研究稻草还田条件下高效氮肥运筹,笔者利用小区试验研究了稻草还田条件下基肥有机肥对小麦产量及生长的影响,结果表明：（1）基肥有机肥替代无机氮肥可以实现小麦增产,在有机肥替代25%无机氮肥条件下,小麦增产最大;（2）有机肥替代无机氮肥施用提高了小麦成穗率;（3）基肥有机肥替代无机氮肥对小麦株高、穗重、小穗数、不育小穗数、每穗粒数、千粒重影响不大。稻草还田条件下,基施有机肥可以使小麦增产,尤其是在有机肥替代25%无机氮肥条件下,小麦实现增产,基施有机肥使小麦增产的途径是提高了小麦有效穗数。     

耕作方式和施氮量对稻茬小麦产量构成和群体质量的影响

以苏麦188为材料,在水稻秸秆全量还田条件下研究板茬、旋耕、耕翻等耕作方式和施氮量210kg/hm2、240 kg/hm2、270 kg/hm2对小麦群体质量和产量及其结构的影响,为稻茬小麦大面积机械化栽培提供参考。结果表明：板茬方式产量显著高于旋耕和耕翻；随施氮量增加,产量逐渐提高。产量在不同耕作方式与施氮量间存在显著的互作效应。相比其他耕作方式,板茬方式每穗粒数和千粒重较高；群体茎蘖数多,但分蘖成穗率不高、源库协调水平偏低,花后具有较高的光合生产能力。随施氮量增加,穗数和每穗粒数、群体茎蘖数和分蘖成穗率、花后光合生产能力以及源库协调性均呈提高趋势。说明,通过合理增施氮肥可以进一步改善板茬方式下小麦群体质量,协同提升产量构成因素,实现增产。本试验条件下采用板茬方式配以施氮量270 kg/hm2或240 kg/hm2处理产量最高。     

养分管理对直播稻产量和氮肥利用率的影响

为探明不同养分管理模式在实地农户种植条件下对直播水稻产量和氮肥利用率的影响。本试验于2011年6月至2013年11月在江苏省兴化市茅山镇基本农田保护区的田间稻麦轮作条件下,分别选取茅山东村、茅山西村和冯顾村各8个农户,开展3个不同养分管理模式试验,设置了不施肥对照(CK)、农民习惯施肥(FFP)和优化施肥(OPT1和OPT2)4个处理,主要研究了水稻产量及构成因子、氮累积分配和氮肥利用率等对不同养分管理模式的响应。结果表明：(1)施肥较不施肥显著提高水稻产量,优化施肥(226 kg N hm^-2)在较习惯施肥(333 kg N hm^-2)平均减氮32.1%的基础上显著提高水稻产量5.5%,增产原因是提高了穗粒数、结实率和千粒重;OPT2较OPT1平均增产3.1%,其原因是在孕穗期增施了钾肥(18 kg hm^-2 K₂O)。(2)优化施肥水稻植株各部位氮浓度、百千克籽粒需氮量和秸秆氮累积均显著低于习惯施肥,且降低营养器官的氮素分配比例。(3)优化施肥较习惯施肥显著提高水稻氮肥利用率,其氮肥偏生产力(PFP_N)、氮肥农学效率(AE_N)、氮肥回收效率(RE_N)和氮肥生理效率(PE_N)分别平均增加55.5%、79.1%、18.7%和48.7%。(4)水稻植株氮累积与产量呈显著正相关,且优化施肥单位氮累积的增产效果高于习惯施肥。因此,基于氮肥总量控制、分期调控和增施钾肥的养分优化管理措施可在实地农户直播稻种植上协同实现水稻高产和氮肥高效。