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。     

冬季覆盖植物对南方稻田土壤养分和水稻生长的影响

以冬闲-双季稻为对照,通过对黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻和马铃薯-双季稻等5种不同冬季覆盖植物稻田土壤养分变化及晚稻生长进行为期4年的定位研究.结果表明:不同冬季覆盖植物均能改善稻田土壤肥力状况,提高稻田土壤有机碳和全氮的含量,促进晚稻对养分的吸收和植株生长发育.晚稻植株的根系和地上部分干物质积累量均明显高于对照;上述4种冬季覆盖植物晚稻的有效穗数分别比对照增加23.36,21.24,11.19,31.86万/hm~2,其穗长、穗重和结实率与对照均无明显差异,千粒重分别比对照增加0.11,0.95,0.13,0.51g;油菜-双季稻晚稻的穗干重明显高于对照及其它处理.稻田冬季覆盖植物有利于改善晚稻产量构成因素,不同程度地提高水稻产量,分别比对照增加649.67,558.64,437.26,783.82kg/hm~2.     

油菜轮作对后茬作物产量的影响

【目的】明确长江流域多熟制轮作区油菜轮作对后茬作物产量的影响,验证油菜种植提高后茬作物产量是一种普遍现象,为油菜作为换茬作物促进粮油兼丰、周年丰产稳产提供依据。【方法】在长江流域不同地区开展不同轮作模式的同田对比试验,选取长江上游重庆北碚油菜-水稻和小麦-水稻轮作、四川盐亭油菜-玉米和小麦-玉米轮作,中游湖北沙洋油菜-水稻和小麦-水稻轮作、油菜-玉米和小麦-玉米轮作、湖南衡阳油菜-早稻-晚稻和冬闲-早稻-晚稻轮作、河南信阳油菜-水稻和小麦-水稻轮作,下游江苏如皋油菜-水稻和小麦-水稻轮作。比较冬季作物小麦(或冬闲)和油菜在相同施肥水平下对后茬作物水稻或玉米产量及产量构成因子、养分吸收量的差异。【结果】北碚、沙洋、信阳和如皋油-稻轮作的稻谷产量较麦-稻轮作分别提高323、483、1 569和569 kg·hm~(-2),相应增产4.6%、6.6%、17.3%和6.0%;盐亭和沙洋油-玉轮作的玉米产量较麦-玉轮作分别提高487和579 kg·hm~(-2),分别增产7.0%和14.8%;衡阳油-稻-稻轮作的早稻和晚稻的稻谷产量较闲-稻-稻轮作分别提高718和726 kg·hm~(-2),分别增产11.1%和10.5%。沙洋和信阳油-稻轮作水稻的有效穗数和每穗粒数较麦-稻轮作分别增加7.0、27.7万穗/hm2和18.1、20.2粒/穗。沙洋和北碚试验点油-稻轮作的水稻生物量较麦-稻轮作分别提高1 711和2 625 kg·hm~(-2),氮素累积量分别较麦-稻轮作增加23.9和23.2 kg·hm~(-2)。【结论】在长江流域不同种植区域内,油菜在不同轮作模式中均可提高后茬作物的产量及养分累积量,是一种良好的轮作换茬作物。     

减量化肥配施紫云英绿肥对早稻种植效益及晚稻后效的影响

在紫云英—早稻—晚稻轮作模式下,以常规化肥为对照,研究了减量化肥条件下配施不同用量紫云英对早稻产量、养分吸收、土壤性质及经济效益的影响,并分析了其在晚稻上的后效作用。结果表明,与常规化肥相比,60%化肥配施紫云英有增加早稻有效穗数和千粒重的趋势,从而提高早稻籽粒产量;其中以60%化肥配施紫云英鲜草30 t/hm~2的早稻稻谷产量和产值最高,分别为5 013 kg/hm~2和9 224元/hm~2;以60%化肥配施紫云英鲜草15 t/hm~2时的经济效益和产投比最大,分别为1 435元/hm~2和1.12;在晚稻少施化肥的情况下,早稻施用紫云英也能使晚稻稻谷增产6.0%～10.0%;配施紫云英可以提高土壤速效钾含量。     

油菜轮作对后茬作物产量的影响

【目的】明确长江流域多熟制轮作区油菜轮作对后茬作物产量的影响,验证油菜种植提高后茬作物产量是一种普遍现象,为油菜作为换茬作物促进粮油兼丰、周年丰产稳产提供依据。【方法】在长江流域不同地区开展不同轮作模式的同田对比试验,选取长江上游重庆北碚油菜-水稻和小麦-水稻轮作、四川盐亭油菜-玉米和小麦-玉米轮作,中游湖北沙洋油菜-水稻和小麦-水稻轮作、油菜-玉米和小麦-玉米轮作、湖南衡阳油菜-早稻-晚稻和冬闲-早稻-晚稻轮作、河南信阳油菜-水稻和小麦-水稻轮作,下游江苏如皋油菜-水稻和小麦-水稻轮作。比较冬季作物小麦（或冬闲）和油菜在相同施肥水平下对后茬作物水稻或玉米产量及产量构成因子、养分吸收量的差异。【结果】北碚、沙洋、信阳和如皋油-稻轮作的稻谷产量较麦-稻轮作分别提高323、483、1 569和569 kg·hm^-2,相应增产4.6%、6.6%、17.3%和6.0%;盐亭和沙洋油-玉轮作的玉米产量较麦-玉轮作分别提高487和579 kg·hm^-2,分别增产7.0%和14.8%;衡阳油-稻-稻轮作的早稻和晚稻的稻谷产量较闲-稻-稻轮作分别提高718和726 kg·hm^-2,分别增产11.1%和10.5%。沙洋和信阳油-稻轮作水稻的有效穗数和每穗粒数较麦-稻轮作分别增加7.0、27.7万穗/hm²和18.1、20.2粒/穗。沙洋和北碚试验点油-稻轮作的水稻生物量较麦-稻轮作分别提高1 711和2 625 kg·hm^-2,氮素累积量分别较麦-稻轮作增加23.9和23.2 kg·hm^-2。【结论】在长江流域不同种植区域内,油菜在不同轮作模式中均可提高后茬作物的产量及养分累积量,是一种良好的轮作换茬作物。     

不同土壤改良方式对抬田区水稻生长及土壤养分的影响

在峡江抬田区开展大田试验,采用不同的土壤改良方式,对土壤养分、水稻产量及植株养分平衡进行研究,试验设置4个处理,即空白对照(T_1)、土壤改良剂(T_2)、生物有机肥(T_3)和紫云英还田+秸秆还田(T_4)。结果表明,3种土壤改良方式均能显著提高水稻总干物质量、穗粒数和产量,早稻产量以T_4处理最高,晚稻产量以T_3处理较高。无论是早稻还是晚稻,T_4处理均能提高土壤养分含量;就早稻而言,土壤有效磷、速效钾和全磷含量提升明显,在晚稻生产上土壤有机质、全氮和全磷含量增幅较大。无论是早稻还是晚稻,T_4处理植株N、P的含量均最高,显著高于对照处理;综合来看对早、晚稻植株N、P吸收仍是T_4处理较好。     

不同土壤改良方式对抬田区水稻生长及土壤养分的影响

在峡江抬田区开展大田试验,采用不同的土壤改良方式,对土壤养分、水稻产量及植株养分平衡进行研究,试验设置4个处理,即空白对照(T_1)、土壤改良剂(T_2)、生物有机肥(T_3)和紫云英还田+秸秆还田(T_4)。结果表明,3种土壤改良方式均能显著提高水稻总干物质量、穗粒数和产量,早稻产量以T_4处理最高,晚稻产量以T_3处理较高。无论是早稻还是晚稻,T_4处理均能提高土壤养分含量;就早稻而言,土壤有效磷、速效钾和全磷含量提升明显,在晚稻生产上土壤有机质、全氮和全磷含量增幅较大。无论是早稻还是晚稻,T_4处理植株N、P的含量均最高,显著高于对照处理;综合来看对早、晚稻植株N、P吸收仍是T_4处理较好。     

稻田年内水旱轮作对土壤微生物和速效养分的影响

稻田年内水旱轮作研究表明：在夏作成熟期，轮作区玉米田土壤中５种微生物和７种主要生理群细菌的数量，都明显高于连作区的早稻田，经灌水种植晚稻，到晚稻成熟期它们的数量，轮作区与连作区的差别明显缩小，微生物这一变化情况，与同时期土壤中速效氮、速效磷、速效钾含量的变化，十分相似，可见稻田年内水进轮作不仅影响土壤微生物，同时也影响土壤中速效养分的含量。     

紫云英腐解对土壤速效养分动态变化和单季稻产量的影响

为明确紫云英翻压后轮作单季稻对水稻生长和产量的影响,在种植和不种植单季稻的条件下,以紫云英为单一肥源,研究了翻压75 000 kg·hm-2高量紫云英鲜草后土壤速效氮、磷、钾养分的动态变化和对单季稻产量的影响。结果表明,紫云英翻压腐解后不轮作单季稻条件下,养分释放对土壤速效氮、磷、钾养分的动态变化影响结果不一,对土壤速效磷的影响时间最短,一般不超过20 d,对速效氮和速效钾的影响时间较长,分别达到120和150 d左右。种植单季稻后,水稻根系吸收养分对土壤速效钾和速效氮含量的变化影响比较明显,对土壤速效磷含量影响不大。以紫云英为单一肥源与不施化肥处理比较,收获期单季水稻稻秆和稻谷产量都显著提高。     

绿肥轮作对早稻生长动态及氮素吸收利用的影响

综合评价南方稻区不同冬季绿肥种植下水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。比较不同冬季绿肥紫云英、油菜、黑麦草及混播绿肥对后作水稻产量、生长动态及氮素吸收利用的变化。结果表明：(l)处理紫云英-早稻-晚稻（Mv-R-R）的早稻产量分别比黑麦草-早稻-晚稻（RG-R-R）、油菜-早稻-晚稻（RP-R-R）、混播绿肥-早稻-晚稻（MS-R-R）高6.61%、3.29%及.078%。(2)在分集期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮率均是处理 Mv-RR达到最大,较其他处理平均分别高9.68%、19.72%、.623%和8.6%。在分集期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量均是处理M-VR-R最高,处理 RP-R-R最低。(3)处理M-VR-R在分集期至孕穗期、孕穗期至抽穗期及抽穗期至成熟期各处理的吸收量较其他处理平均分别高出21.81%、68.73%和28.65%,且绿肥轮作条件下水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例均以抽穗至成熟期最小,最大值所处的生育阶段则是分集前。因此,M-VR-R处理具有较高的增产潜力,有利于提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环。     

生物技术与抗除草剂作物

本文阐述了近代生物技术在植物育种中的非常重要而突出的作用,特别是在农业领域中创制出一系列抗除草剂的作物新品种,尤其是抗广谱除草剂草甘膦的作物品种,从而不仅影响除草剂新品种的开发与筛选、世界除草剂销售市场及食品工业的发展,而且也引起作物栽培方法及耕作制度的深刻变革,促使保水、保土的免耕的顺利推进,大大降低燃料耗费及向大气中CO2的排放量。     

作物模型与QTL定位互补作用在作物育种中的应用

根据殷新佑博士在“作物模型与遗传学学术讨论会”(2 0 0 0 ,明尼苏达 ,美国 )上的专题发言 :“作物模型、QTL定位及其相辅作用在植物育种上的应用” ,并参考他的其它有关论文编译而成。主旨在阐述一门新的交叉学科的开拓性尝试 :将作物模型与遗传学的QTL定位及其相辅作用在作物育种上的应用     

作物基因组学与作物科学革命

作物科学的发展对于世界粮食的增产起着重要的作用。本文回顾了第一次绿色革命的历史。通过比较中国与国际上矮化育种时间、矮源的来源以及同期主要绿色革命国家产量的提高幅度,证明中国应该是第一次绿色革命的策源地与发起国之一。包括“中国绿色革命”、杂交水稻等成果在内的中国作物科学研究成果对中国及世界作物生产作出了突出的贡献。当前中国的作物生产面临着严峻的挑战。第一次绿色革命之后的数十年间,中国小麦等主要粮食作物遗传改良年增长仅为0.7%-0.9%,远低于1.7%的需求;肥水利用效率仅为发达国家的1/3;机械化程度虽有较大的提高,但与发达国家相比仍有较大差距;农产品品质不能满足人们的需求,食品安全存在较大问题。鉴于上述情况,目前迫切需要开展一场以“更高产、更高效、更优质、更环保”为主要目标的新的绿色革命。尽管传统的作物科学对作物生产作出了巨大的贡献,但事实证明,仅靠传统的作物科学难以完成新的绿色革命重任。作物基因组学是当前生物科学领域发展最为迅速的一门新兴学科。当前大多数作物基因组测序已经完成,标志着作物科学已经进入基因组时代,为基于基因组学的作物科学研究奠定了基础。基因组学的发展正在促进作物科学在以下4个方面取得重要进展：（1）促进作物种质资源核心种质构建、重要农艺性状基因的克隆与种质资源的开发与利用,推动种质资源变异组学科的形成;（2）促进作物育种理论与育种方法的重大突破,推动育种基因组学的形成与发展;（3）推动环境条件与栽培措施影响基因表达调控的影响机制研究,一批受环境因素调控的基因将被发现,促进栽培学研究向栽培基因组学的方向发展;（4）迅速提高特色作物的研究水平,缩小作物间研究差距。当前是作物科学发展史上前所未有的高速发展时期,种质资源变异组学、育种基因组学与栽培基因组学的发展将引起作物科学的革命,并将由此引发新的绿色革命。文中分析了中国当前在研究队伍的组织、研究题目与研究材料的选择与研究成果的转化等方面存在的问题,并提出了解决方法及发展方向。     

Crop Insurance,Premium Subsidy and Agricultural Output

This paper studied the effects of crop insurance on agricultural output with an economic growth model. Based on Ramsey-Cass-Koopmans (RCK) model, a basic model of agriculture economic growth was developed. Extending the basic model to incorporate uncertainty and insurance mechanism, a risk model and a risk-insurance model were built to study the influences of risk and crop insurance on agricultural output. Compared with the steady states of the three models, the following results are achieved: (i) agricultural output decreases if we introduce uncertainty into the risk-free model; (ii) crop insurance promotes agriculture economic growth if insurance mechanism is introduced into the risk model; (iii) premium subsidy constantly improves agricultural output. Our contribution is that we studied the effects of crop insurance and premium subsidy from the perspective of economic growth in a dynamic framework, and proved the output promotion of crop insurance theoretically.     

Crop Insurance,Premium Subsidy and Agricultural Output

This paper studied the effects of crop insurance on agricultural output with an economic growth model. Based on Ramsey-Cass-Koopmans （RCK） model, a basic model of agriculture economic growth was developed. Extending the basic model to incorporate uncertainty and insurance mechanism, a risk model and a risk-insurance model were built to study the inlfuences of risk and crop insurance on agricultural output. Compared with the steady states of the three models, the following results are achieved：（i） agricultural output decreases if we introduce uncertainty into the risk-free model;（ii） crop insurance promotes agriculture economic growth if insurance mechanism is introduced into the risk model;（iii） premium subsidy constantly improves agricultural output. Our contribution is that we studied the effects of crop insurance and premium subsidy from the perspective of economic growth in a dynamic framework, and proved the output promotion of crop insurance theoretically.     

不同种植制度中作物施硫效应研究

本项研究自1994年开始,进行了稻-稻-油2年小区定位施硫试验及水稻单季施硫效应试验,1997年起开始进行花生-油菜三年定位试验,初步研究结果表明:(1)水稻施硫试验除河流冲积物土壤不表现明显肥效外,其余供试土壤无论土壤有效硫含量高低,均表现不同程度的增产效果,增产幅度为1%～27.1%.早稻施硫效果优于晚稻,土壤有效硫的高低和施硫效应没有明显相关性.(2)稻-稻-油种植制定位试验中尽管水稻施硫增产不明显,但油菜施硫表现出显著增产效果,且第二年施硫增产幅度大于第一年.不同硫肥种类比较,石膏的效果优于普钙和硫磺,但在石灰性水稻土上以硫磺的效果优于石膏.(3)油菜-花生种植制两季作物施硫均表现出明显肥效,增产幅度相似.在等硫量条件下,石膏和硫酸钾的效果相当,略优于硫磺.在不同用量条件下,产量随施用量的增加而提高.从施硫的经济效益看,花生施硫的效益明显优于油菜,产投比均在10以上.(4)从植株分析结果看,硫被作物吸收后在体内的分布水稻主要集中在茎杆中,油菜主要集中在籽粒中.(5)从稻-稻-油定位试验每季作物收获后土壤有效硫分析结果看,不施硫区土壤有效硫略有下降,每年下降幅度小,但长期不施硫后,就容易引起缺硫,而各施硫处理(不同形态硫)均表现有效硫有明显提高,从水稻施硫后效试验看也表现出一定的后效,说明施用硫肥土壤有较强的积累,可以不要每季作物均施用硫肥.     

我国种植业结构调整中的饲料作物问题

继续大力发展饲料粮生产是我国今后种植业结构调整的一个方向。研究结果表明,１９９３年我国小麦、水稻的播种面积仅占总播种面积的４１％,占粮食总产量的６２％．今后一段时间的调整方向不是继续降低细粮面积和产量,而是着重于选育和改良作物的饲用品种,结合发展复种,灵活机动地发展饲料饲草生产。通过粮饲产品结构性过剩机制的初步探讨,对以往交替出现的卖粮难、卖肉难现象作了合理解释,并说明我国粮食总量过剩现象是不存在的。