双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对水稻生物学特性和产量的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后水稻生物学特性和产量经济性状的变化,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用田间小区试验方法,研究冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、免耕直播油菜-双季稻、免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)残茬还田对水稻生物学特性和产量经济性状的影响。结果表明:冬季覆盖作物残茬还田后,早、晚稻分蘖期至成熟期,各处理植株根系、茎、叶干质量均高于对照,但与对照均无显著差异;早稻齐穗期和成熟期,免耕直播紫云英-双季稻处理穗干质量均显著高于对照和其它处理;晚稻齐穗期和成熟期,免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理穗干质量显著高于对照和其它处理。早稻有效穗分别比对照增加31.45,37.30,15.25,28.60万/hm2,结实率分别增加4.83%、12.29%、11.35%和8.39%,千粒质量分别增加0.87,0.31,0.54,0.93 g,产量分别增加420.70,424.72,282.76,317.25 kg/hm2;晚稻有效穗分别比对照增加30.20,33.55,13.45,36.90万/hm2,结实率分别增加2.38%、5.03%、1.56%和6.05%,千粒质量分别增加0.63,0.72,0.38,0.78 g,产量分别增加248.28,427.60,179.32,455.18 kg/hm2。在双季稻田种植冬季覆盖作物,采用冬季覆盖作物残茬还田可促进水稻生长发育和干物质积累,改善水稻产量构成因素,有利于水稻产量的增加。     

不同土壤耕作模式对双季稻植株生物学特性的影响

土壤耕作方式是影响稻田土壤物理性状和水稻产量的关键因素,以双季稻种植模式为研究对象,分析了双季水稻免耕(NT)、双季水稻翻耕(MP)、双季水稻旋耕(RT)、早稻旋耕-晚稻免耕(RT–NT)和早稻旋耕-晚稻翻耕(RT–MP)5种不同土壤耕作措施对双季稻植株生物学特性及产量的影响。结果表明:早稻和晚稻各个主要生育时期,各处理植株叶面积指数表现依次为早稻MPRTRTNTRT-MPNT,晚稻MPRT-MPRTRT-NTNT。其中,早稻各生育时期,MP处理植株的根系、茎、叶和穗干重均高于其他处理,均表现为MPRTRT-NTRT-MPNT;晚稻各生育时期,MP、RT-MP处理植株根系、茎和穗干重均显著高于NT,均表现为MPRT-MPRT-NTRTNT;MP、RT、RT-NT、RT-MP处理早稻产量比NT分别增加681.3、395.9、248.1、210.0kg/hm~2,晚稻产量比NT分别增加880.3、495.5、99.1、710.1kg/hm~2。说明不同土壤耕作模式下水稻植株干物质积累和产量有各自特征,以土壤翻耕和旋耕方式下水稻植株干物质总量大而且分配合理,有利于改善产量构成因素,增加水稻产量。     

冬季覆盖作物秸秆还田对水稻植株养分积累与转运的影响

为明确双季稻区不同冬季覆盖作物秸秆还田对后茬水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,选择不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式为研究对象,采取田间小区定位试验,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),开展了黑麦草-双季稻(Ry-R-R)、紫云英-双季稻(Mv-R-R)、油菜-双季稻(Ra-R-R)和马铃薯-双季稻(Po-R-R)种植模式下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对后茬水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配影响的研究。结果表明：早稻成熟期,Po-R-R处理茎、叶物质贡献率均高于其他处理;晚稻成熟期,Ra-R-R处理的茎、叶物质转运率和物质贡献率均高于其他处理。早稻成熟期,Mv-R-R处理水稻植株穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）;各秸秆还田处理水稻植株茎和地上部分的钾素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。晚稻成熟期,Po-R-R处理叶、穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。Mv-R-R处理穗和地上部分的钾素积累量均显著高于Ry-R-R、Ra-R-R和CK处理（P<0.05）。总的来说,各冬季覆盖作物秸秆还田措施均促进了水稻各部位干物质积累和转运;其中以紫云英秸秆还田处理有利于水稻群体养分的积累与转运。     

冬季覆盖作物对南方稻田水稻生物学特性及产量性状的影响

采用田间小区试验方法,以冬闲-双季稻为对照,研究了我国南方双季稻区种植黑麦草、紫云英、油菜和马铃薯4种冬季覆盖作物对水稻生物学特性及产量经济性状的影响。结果表明：种植冬季覆盖作物均能促进水稻生长发育,改善水稻的产量构成因素 ,提高水稻产量。早稻的有效穗分别比对照增加45.68万/hm2、59.20万/hm2、11.68万/hm2和16.02万/hm2,每穗实粒数分别增加6.46粒/穗、9.75粒/穗、1.7粒/穗和4.04粒/穗,千粒重分别增加0.24 g、0.12 g、0.16 g和0.43 g,早稻产量分别增加409.70 kg/hm2、536.44 kg/hm2、97.97 kg/hm2和298.48 kg/hm2;晚稻的经济性状和产量变化趋势与早稻基本一致。     

双季稻田施用土壤调理剂的生态环境效应初探

通过双季稻田施用不同用量的调理剂试验,研究土壤调理剂对稻田土壤pH值、福寿螺活性、水稻产量以及稻米重金属镉含量的影响。结果表明:(1)随着调理剂用量的增加,土壤pH值呈现上升趋势,稻田土壤pH值上升0.05~0.20个pH值单位;(2)早稻稻田的福寿螺数量高于晚稻稻田,稻田施用调理剂,早、晚稻水稻移栽后的福寿螺活体数量分别比对照减少95.0%和87.5%;(3)稻米镉含量随土壤调理剂用量的增加而降低,早、晚稻稻米镉平均含量分别比对照处理降低19.1%和16.8%;(4)早、晚稻水稻产量分别为5 833~6 056 kg/hm~2和7 153~7 500 kg/hm~2,稻田施用不同用量调理剂,对早、晚稻水稻产量无明显影响。由此可见,施用土壤调理剂能有益于稻田生态环境,是值得推荐的一种土壤调理剂,施用量的推荐值为225.00 kg/hm~2。     

冬季覆盖作物秸秆还田对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响（英文）

微生物群落功能多样性是土壤质量变化重要的指标,不同作物类型的秸秆还田措施对土壤微生物群落功能多样性具有明显的影响。以位于双季稻主产区不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式大田定位试验田为研究对象,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),应用BiologGN技术开展黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、油菜-双季稻(Ra)和马铃薯-双季稻(Po)种植模式条件下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对双季稻田根际土壤微生物功能多样性影响的研究。研究结果表明,早稻和晚稻成熟期,与CK处理相比,冬季覆盖作物秸秆还田处理增加了稻田土壤碳源平均颜色变化率(AWCD),以Po处理AWCD均为最高,均显著高于Ry和CK处理。不同冬季覆盖作物秸秆还田处理土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,早稻成熟期,Po处理的Richness、Shannon和McIntosh指数均为最高,其次为Ry、Mv和Ra处理,CK处理最低;晚稻成熟期,各处理的Richness、 Shannon和McIntosh指数大小顺序均表现为Po>Ra>Mv>Ry>CK。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各冬季覆盖作物秸秆还田处理根际土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类和糖类物质,不同处理间碳源利用类型有差异。冬季覆盖作物秸秆还田措施有利于提高双季稻田根际土壤微生物对碳源的利用能力、物种丰富度和均匀度。     

长期不同施肥显著影响双季稻产量及养分吸收

为了解决双季稻氮、磷肥料施用过量、养分利用率偏低等问题,在典型双季稻区设置不同氮、磷施肥处理,对双季稻的产量效应和养分吸收进行分析,探讨合理的施肥量,为双季稻施肥管理提供理论支持。研究结果表明:(1)施肥显著影响水稻稻谷产量与秸秆生物量,水稻植株体氮、磷含量和积累总量随施肥量增加而显著增加。早稻氮(N,下同)、磷(P_2O_5,下同)施肥量分别在150和90 kg/hm~2,晚稻氮、磷施肥量分别在180和90 kg/hm~2范围内时,稻谷产量与秸秆产量随施氮量增加显著增加。超过该施肥量,对稻谷产量水稻增产没有显著效果。(2)区域早稻理论最高产量对应的氮、磷量分别为158.5和100.2 kg/hm~2,晚稻理论最高产量对应的氮、磷量为190.1和77.5 kg/hm~2。(3)稻田生态系统每年接受环境中氮、磷养分达108.1和29.8 kg/hm~2。     

稻田不同轮作系统作物产量、效益和氮素吸收及前后作土壤养分动态比较研究

于2012~2013年在江西省油菜主产县(市)开展田间试验,比较研究了稻田不同轮作系统对作物产量、经济效益、养分吸收利用以及土壤养分含量的影响。结果表明:与冬季休闲后种植水稻相比,冬季种植油菜后早、中、晚稻的平均单株有效穗数分别提高了7.54%、2.63%和0.47%,平均单株实粒数分别提高了12.73%、5.82%和0.03%,平均产量分别提高了10.03%、8.75%和4.59%;在6种轮作系统中,以油菜-早稻-晚稻轮作系统的经济效益最高;冬季种植油菜可以提高早稻和中稻的氮、磷、钾素的总积累量和吸收利用率;冬季种植油菜还可以提高稻田土壤的有机质、有效磷和速效钾的含量,降低稻田土壤的pH值。     

稻田不同轮作系统作物产量、效益和氮素吸收及前后作土壤养分动态比较研究

于2012²013年在江西省油菜主产县(市)开展田间试验,比较研究了稻田不同轮作系统对作物产量、经济效益、养分吸收利用以及土壤养分含量的影响。结果表明:与冬季休闲后种植水稻相比,冬季种植油菜后早、中、晚稻的平均单株有效穗数分别提高了7.54%、2.63%和0.47%,平均单株实粒数分别提高了12.73%、5.82%和0.03%,平均产量分别提高了10.03%、8.75%和4.59%;在6种轮作系统中,以油菜-早稻-晚稻轮作系统的经济效益最高;冬季种植油菜可以提高早稻和中稻的氮、磷、钾素的总积累量和吸收利用率;冬季种植油菜还可以提高稻田土壤的有机质、有效磷和速效钾的含量,降低稻田土壤的pH值。     

秸秆还田条件下灌溉方式对双季稻产量及农田温室气体排放的影响

为研究秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长及稻田温室气体排放的影响,以双季稻为对象,通过连续3年田间定位试验,系统分析了秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长和稻田综合温室效应的影响。试验设置持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)共3种处理。结果表明:与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均产量分别增加9.8%和2.7%,晚稻平均产量分别增加4.8%和2.0%,其中F-D-F早稻产量显著高于F-D-F-M处理。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均每穗粒数分别增加12.5%和5.7%,晚稻平均每穗粒数分别增加9.7%和3.1%。在双季稻系统3年轮作周期中,F、F-D-F和F-D-F-M处理CH_4周年累积排放量范围分别为678.2~988.4、322.6~661.7 kg·hm~(-2)·a~(-1)和208.3~520.6 kg·hm~(-2)·a~(-1),N_2O周年累积排放量分别为5.86~12.64、4.25~11.24 kg N·hm~(-2)·a~(-1)和9.14~14.91 kg N·hm~(-2)·a~(-1)。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理全球增温潜势分别显著降低31.5%~44.9%和38.2%~53.4%,温室气体排放强度分别显著降低36.2%~48.7%和38.8%~54.6%。因此,在南方双季稻区,与持续淹水处理相比,秸秆还田条件下中期烤田和间歇灌溉处理都可以实现水稻高产和稻田温室气体减排的目标。     

不同耕作制对水田土壤有效硅的影响

人工模拟试验结果表明,耕型旱地红壤改为不同稻作制后有效硅下降,其顺序为冬油>冬绿>冬泡,淹水植稻期间是前期明显增加,到分蘖末期达峰值,孕穗至始穗期显著下降,以后缓慢继续降低,到黄熟期降到最低值;早、晚稻期间比较,晚稻期明显减少,而不同耕作制相比,则冬泡制高于冬种制,另外,施用有机肥能使有效硅提高,且随用量增加而加大。     

双季稻区6种不同稻田土壤类型对晚稻产量及稻米品质的影响

研究双季稻区6种不同土壤类型对晚稻产量及稻米品质的影响,可为指导不同地域的水稻优质生产提供重要参考。本文以6年定位试验为基础,研究了南方双季稻区6种不同土壤类型晚稻产量及稻米品质的变化。结果表明,在6种不同土壤类型中,各处理优质晚稻的有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重和产量均无明显差异。垩白大小与穗干重之间呈显著的正相关。水稻产量以红黄泥田最高,达7570.46 kg/hm2,大小顺序为红黄泥田>河沙泥>灰泥田>麻沙泥>紫泥田>黄泥田。红黄泥田和紫泥田有利于提高优质晚稻的出糙率、精米率;灰泥田和河沙泥田有利于提高稻米的整精米率;黄泥田有利于提高稻米的胶稠度、蛋白质,降低垩白米率、垩白大小和直链淀粉含量。上述结果说明,黄泥田种植水稻有利于改善稻米品质。     

不同氮磷钾肥配施对盐碱地水稻产量性状和吸肥规律的影响

采用田间小区试验方法,研究了氮磷钾肥不同配施处理对盐碱地水稻产量性状及吸肥规律的影响。试验结果表明,在轻度盐碱化稻田上,氮磷钾肥合理配施水稻产量可较不施肥处理提高95.5%,水稻吸氮量、吸磷量和吸钾量可较不施肥处理分别提高100kg/hm2、30kg/hm2和80kg/hm2。盐碱化稻田土壤供肥能力较低,氮肥分次施用是提高其利用率的重要措施,水稻种植后土壤速效磷含量常出现亏缺,因此,今后在盐碱地水稻种植中一定要注意氮肥的合理投入以及氮磷钾的合理配施,并不断加强提高磷肥有效性的研究。     

"两稻三鸭"共育模式对再生稻、土壤养分及有害生物影响分析

为探明再生稻-冬闲模式下稻鸭周年共育生态效应，通过田间试验，研究"两稻三鸭"（RD）和再生 稻-冬闲（CK）模式对水稻产量、稻米品质、土壤养分及主要有害生物的影响。结果表明，RD模式可增强头季稻抗倒伏性，提高再生率8.3%，增加再生季有效穗、双季穗粒数、结实率及千粒质量，提高双季产量；与CK相比，RD模式下土壤pH提高0.37，有机质增加5.1%，水解氮提高19.5%、有效磷提高37.5%、速效钾提高 2.6%；RD模式对再生稻田间病虫草害有显著防控效果，当年田间杂草减少74.5%，降低87.6%福寿螺及84.4%纹枯病的危害，次年田间杂草发生基数减少53.6%；RD模式生态效应显著，可作为南方双季稻区绿色生产的重要模式。     

成都平原稻田持续高产高效种植制度的定位研究

本文通过六年定位试验，从生产能力、经济效益及对土壤理化性状的影响几方面进行分析，探讨不同种植制度的产量水平、经济效益和稳产性。综合分析结果看出：成都平原稻田麦稻晚秋，油、稻晚秋轮作方式有利于改善土壤理化性状，提高土壤肥力，实现持续高产高效，是本区较优良的持续高产高效种植制度；在目前一年二熟制为主的情况下，应大力开发利用晚秋资源，提高稻田综合效益；增种一季晚秋作物有利于后茬小麦增产，对减轻小麦连作障碍有显著作用，油菜、小麦连作都会导致土壤理化性状恶化、作物产量降低。     

秸秆还田下双季稻田土壤团聚体碳氮磷含量及生态化学计量比特征

土壤碳氮磷等养分含量及其生态化学计量比对作物养分供应有重要影响,长期秸秆还田如何影响稻田土壤水稳性团聚体碳氮磷含量及生态化学计量比尚不清楚。本研究以双季稻田为研究对象,设置仅施化肥(CK)、低量秸秆还田+化肥(LS)和高量秸秆还田+化肥(HS)三个处理,于秸秆还田后的第9~10年测定土壤水稳性团聚体组成及其碳氮磷含量,分析土壤水稳性团聚体分布、平均重量直径及元素生态化学计量比,旨在明确长期秸秆还田下双季稻田土壤各粒径水稳性团聚体对碳氮磷养分的贡献及其生态化学计量比特征。结果表明,秸秆还田后的9~10年,与CK相比,HS和LS处理显著增加了>0.25 mm粒径水稳性团聚体(R0.25)的占比和平均重量直径(MWD);HS处理显著提高了>2 mm、0.25~1 mm、0.053~0.25 mm和<0.053 mm粒径水稳性团聚体总碳(TC)和总氮(TN)含量,且增加幅度最大的粒径为0.25~1 mm,分别为28.1%和22.9%,而对总磷(TP)含量无显著影响。HS和LS处理较CK显著提高了>2 mm粒径水稳性团聚体对于土壤TC、TN和TP的贡献率,有助于改善水稻的氮磷吸收。与CK相比,HS处理提高了各主要粒径水稳性团聚体(>2 mm、1~2 mm、0.053~0.25 mm和<0.053 mm)氮磷比和碳磷比,有利于提高稻田氮素有效性,且碳磷比未达到限制磷素供应的阈值而没有降低磷素有效性。研究表明,高量秸秆(6 t/hm2)还田提高了稻田水稳性团聚体的稳定性,提高了土壤碳氮储量,以及水稳性团聚体氮磷比,对于改善稻田土壤结构和氮素供应具有较好的效果。     

秸秆还田与水分管理对双季水稻氮素吸收及氮肥?利用率的影响

秸秆还田是促进农田养分循环的重要方式,也对提升农田地力有较好效果。以南方典型双季稻田为研究对象,设置三个秸秆还田水平和两种水分管理方式的两因子田间定位试验,于定位试验开展后的第5年通过测定早稻和晚稻季稻田土壤无机氮、微生物生物量氮动态、植株吸氮量动态以及收获期主要土壤肥力因子、水稻产量和植株各部分氮素累积量,分析秸秆还田与水分管理制度下水稻氮素吸收和氮肥利用率的特征及其影响因素。结果表明:秸秆还田提高了土壤有机碳和全氮含量以及土壤p H,长期淹水较之间歇灌溉降低了土壤有机碳、全氮和全磷含量。在氮肥用量一致条件下,早稻季秸秆还田降低了分蘖期土壤氮素有效性,导致水稻生育期内氮素吸收量显著下降,且显著降低水稻籽粒产量及氮肥利用率;氮肥利用率较对照下降2.0~7.6个百分点,且随秸秆还田量的增加而降低。晚稻季秸秆还田提高了生育期内土壤氮素有效性,显著提高了水稻生育期内氮素吸收量,增加水稻产量且显著提高氮肥利用率;氮肥利用率较对照提高8.6~13个百分点,且随秸秆还田量的增加而增加。研究表明,间歇灌溉和长期淹水灌溉两种水分管理方式对水稻氮素吸收、籽粒产量及氮肥利用率的影响差异不显著。早稻季秸秆还田配合长期淹水灌溉将加剧水稻产量和氮肥利用率下降。双季稻稻田实行间歇灌溉下的早稻季秸秆不还田、晚稻季秸秆全量还田(6 t/hm2)有利于获得较高水稻产量和氮肥利用率。