水稻不同群体的氮素吸收特性

研究了不同密度和施肥水平下的水稻氮素吸收和积累的规律。结果表明：不同施肥水平下的水稻各生育期氮素吸收比例移栽至幼穗形成期为２４％～３２％,幼穗形成期至齐穗期为５７％～６９％,齐穗期至成熟期为５．７％～１０％。稀值群体的后期吸氮量高于密植群体。     

基于改进的VGG16网络和迁移学习的水稻氮素营养诊断

为实现水稻氮素营养的快速、准确识别，采用改进的VGG 16网络和迁移学习相结合的水稻氮素营养诊断识别方法，以杂交稻‘两优培九’为试验对象进行田间试验，设置4组不同的施氮水平(施氮量分别为0、210、300和390 kg/hm²),在水稻幼穗分化期和齐穗期，扫描获取水稻叶片图像数据；通过图像预处理方法，对数据进行扩充；构建改进的VGG16和迁移学习相结合的网络模型对水稻叶片图像数据进行氮素营养诊断识别。结果表明：1)在幼穗分化期时，改进的VGG16网络的识别准确率为93.1%,模型大小约为迁移学习VGG16模型的1/6,训练时间约为1 261 s。2)在水稻幼穗分化期和齐穗期，该模型微调后的识别准确率均能达到95%以上。基于迁移学习和改进的VGG16网络所建立的水稻氮素营养诊断模型具有较好的泛化能力，可以预测水稻氮素营养状况，为水稻氮素营养诊断提供参考。     

水稻新施肥技术研究

经过3年试验及生产上应用，提出了“基肥氮素用量比传统施肥技术减半，改分蘖期重追肥为最高分蘖期和幼穗形成期追肥”的新的施肥技术。     

稻草还田与施氮量对水稻氮素吸收及产量影响

以寒地水稻品种为试验材料,设置稻草不还田、0.5倍、1.0倍、1.5倍、2倍还田5个处理,N0(不施入尿素)、N1(150 kg·hm~(-2))、N2(300 kg·hm~(-2))3个氮肥施用水平,研究不同时期水稻氮素吸收情况、氮素积累量、氮素分配率以及水稻产量。结果表明,分蘖期稻草还田量增加抑制水稻氮素吸收及积累,抑制作用随施氮量增加而降低;幼穗分化期稻草还田促进水稻地下部分氮素吸收,在不同施氮量条件下,0.5倍还田处理氮素积累量达最高值;收获期水稻地上和地下部分氮素均向籽粒部分转移,稻草还田配施氮肥情况下水稻分蘖及有效分蘖提升,N1施肥水平下1.0倍还田处理产量达最高值,N2施肥水平下0.5倍还田处理达最高值,稻草还田不配施氮肥或配施氮肥情况下稻草还田过量均降低水稻产量。     

水稻不同群体的干物质积累特性

从不同品种、不同施肥水平以及不同密度的角度，研究了高产水稻干物质积累的规律。结果表明：中早熟品种比中熟品种齐穗期以前干物质生产旺盛，齐穗期以后则较慢，中熟品种比中早熟品种从齐穗期至成熟期群体干物质增加量多，最终群体总干物质大，穗干重也大；穗干重，从齐穗期至成熟期群体干物质增加重，随着施肥量的增加和移植密度的减少而逐渐增多。     

氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化及氮素吸收利用效率影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平(0、150、240 kg N·hm-2)和两种不同施肥比例(基肥:分蘖肥:穗粒=40%:30%:30%、基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%),研究了氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化特征和氮素吸收利用效率的影响.结果表明,稻田田面水NH+4-N和总N浓度在施肥后第1d达到最大值,随后降低,在施肥后的第7d,分别降为峰值的7.88%～17.84%和29.71%～45.55%.施氮水平介于0～240N kg·hm-2时,水稻产量随着氮素水平的提高而显著增加,氮素的吸收利用率和偏生产力却随之降低.在高氮水平(240 kg N·hm-2)下,与氮肥前移相比(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%),采用氮肥后移(基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%)的施肥比例,水稻产量增加了6.2%、氮素吸收利用率和农学利用率分别提高了30.49%和23.72%,而氮素生理利用率和偏生产力差异不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量,提高氮素的吸收利用率和农学利用率,减少氮素损失.     

水稻不同群体的干物质积累特性

本试验从不同品种、不同施肥水平以及不同密度的角度，研究了高产水稻干物质积累的规律。结果表明：中早熟品种比中熟品种齐穗期以前干物质生产旺盛，齐穗期以后则较慢，中熟品种比中早熟品种从齐穗期至成熟期群体干物质增加量多，最终群体总干物重大，穗干重也大；穗干重，从齐穗期至成熟期群体干物质增加量，随着施肥量的增加和栽植密度的减少则逐渐增多。     

淮北生土地区肥料运筹对水稻产量形成及氮素吸收的影响

在淮北生土地区，以镇稻88为试验材料，设计不同氮、磷肥处理，研究其对该区水稻产量形成、群体动态及氮素吸收的影响。结果表明：①适当增加施氮总量和生育前期的施氮比例以及生育中期施磷均有助于提高水稻产量。其中增加施氮总量，可增加单位面积穗数和每穗颖花数；增加生育前期的施氮比例，既增加粒数又增加粒重；相同施氮比例，生育中期施用磷肥，可提高粒重；通径分所表明，单位面积穗数是制约水稻产量的首要因子。②肥料运筹对水稻前期生育进程的影响较小；增加施氮总量和前期施氮比例，对技节后群体的扩大和技节至抽穗期氮家的吸收有明显促进作用；生育中期施用磷肥，主要促进出穗后群体的干物质积累和氮素吸收。     

不同氮肥水平下水稻干物质生产量及氮素利用率研究

在不同施氮肥量处理下,研究了本地主栽杂交水稻品种金优21在齐穗期和成熟期干物质的积累、转运以及氮肥的吸收利用特点,表明在105 kg N/hm2施肥处理下,可以获得较优化的水稻群体结构。     

不同氮素籽粒生产效率类型水稻在氮素吸收利用上的差异

以氮素利用效率高的水稻品种多产稻和氮素利用效率低的TR22183为亲本杂交后经单粒传获得的F9代重组自交系群体(RILs)为材料,采用动态聚类分析方法对不同施氮水平条件下重组自交群体的氮素籽粒生产效率进行聚类,研究在3个施氮水平(N0、N10和N20)下不同氮素籽粒生产效率类型水稻在氮素吸收利用上的差异.结果表明,不同施氮水平下,稻草和籽粒氮素含量随着氮素籽粒生产效率提高呈明显减少的趋势,而除穗数和千粒重外,其它性状呈明显增加的趋势,其中,籽粒产量、收获指数、稻草氮素含量、氮收获指数和氮素干物质生产效率在3种氮素水平下均呈显著或极显著差异.相关性分析显示,氮素籽粒生产效率与每穗总粒数、结实率、收获指数、籽粒产量、氮收获指数和干物质生产效率在不同的施氮水平下均呈极显著正相关,而与籽粒氮素含量、稻草氮素含量均呈极显著负相关.     

移栽密度与供氮水平对水稻产量、氮素利用影响

探讨不同移栽密度和氮素供用水平对水稻产量、氮素吸收和利用的影响,为水稻生产的科学施肥提供参考依据。采用田间试验在3种栽培密度(30 cm×30 cm、40 cm×40 cm、50 cm×50 cm)和5个施氮水平(0、150、225、300、375 kg/hm2)条件下研究了水稻产量、产量构成因子及氮素吸收利用的差异。施用氮肥或增加密度,均可显著增加水稻产量;当施肥过量或密度较高时,产量降低。同一密度下,施氮量增加,水稻单位面积有效穗数、穗粒数、子粒、秸秆和总吸氮量先增加后降低;氮素收获指数相反;而氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率、氮素农学利用效率、氮素利用效率与氮素偏生产力显著降低。相同施氮量下,移栽密度变大,单位面积有效穗数、氮素农学利用效率、氮素利用效率与氮素偏生产力呈增加趋势;总吸氮量先增加后降低。综合考虑产量、氮素利用及环境污染等因素,该地区水稻生产合理的栽培密度和氮肥施用量分别为40 cm×40 cm和150 kg/hm2。     

氨基酸水溶肥施用模式对水稻氮素吸收和转运的影响

采用大田小区试验研究了不同时期喷施氨基酸水溶肥对水稻产量、氮素吸收和转运的影响。结果表明,氨基酸水溶肥浸种以及分蘖期、破口前5～7 d和抽穗期喷施氨基酸水溶肥处理(T3),秧苗期、破口前5～7 d和抽穗期喷施氨基酸水溶肥处理(T5),氨基酸水溶肥浸种以及秧苗期、分蘖期、破口前5～7 d和抽穗期喷施氨基酸水溶肥处理(T6)水稻产量较高,分别达8 355 kg/hm~2、8 259 kg/hm~2和8 313 kg/hm~2,较常规施肥处理(T1)显著增产7.2%、6.0%和6.7%。这可能与上述时期喷施氨基酸水溶肥能提高水稻千粒质量有关。与T1处理相比,各水溶肥施用组合均能显著增加齐穗期叶片、成熟期穗氮含量和分蘖盛期至齐穗期茎鞘氮素累积速率;T3、T5、T6处理显著增加齐穗期至成熟期叶片氮素转运量及氮素转运率,并提高水稻氮素回收利用率。水稻产量与抽穗前营养器官(茎鞘、叶片)氮素累积量、抽穗后叶片向穗的氮素转运量呈显著正相关关系。总之,通过施用氨基酸水溶肥增加水稻营养器官氮素积累量以及叶片氮素向穗转运,有利于提高水稻产量和氮素利用率,其中以秧苗期、破口前5～7 d和抽穗期喷施3次氨基酸水溶肥(T5处理)效果较好。     

辽宁滨海稻区氮肥运筹对水稻产量形成及氮素利用率的影响

以辽宁滨海稻区高产水稻盐粳933为试验材料,采用小区对比试验方法,分析了氮素运筹对辽宁滨海稻区水稻产量形成及氮素利用率的影响。结果表明:高氮水平下,增加基蘖肥,可提高有效穗数来获得高产;对于中、低氮水平,采用前氮后移的施肥方式,可以有效提高有效穗数、结实率及千粒重,从而获得高产。从不同的施氮比例来看,当基蘖肥∶穗粒肥为8∶2时,高氮水平下水稻产量达最高,主要以较高的有效穗数和穗实粒数获得高产;当基蘖肥∶穗粒肥为6∶4时,中氮水平下水稻产量较高,原因在于获得较高的每穗实粒数和千粒重,不难看出前氮后移适合低氮水平。随施氮量提高总吸氮量增加,而氮素回收率和氮素收获指数呈下降趋势。适当降低施氮水平,提高穗粒肥比例,可以协调产量构成因素,进而增加产量和经济效益,提高氮素利用率。     

优化施肥对稻-麦轮作系统氮肥利用与氮素平衡的影响

采用田间试验,研究成都平原水稻-小麦轮作下常规施肥和优化施肥对系统生产力、氮素利用及氮素平衡的影响.结果表明:优化施肥显著提高小麦、水稻产量和系统生产力,分别比常规施肥提高15.04％、20.35％和18.37％;优化施肥促进作物籽粒对氮素吸收利用,提高肥料利用率,优化施肥处理小麦氮肥利用率为28.19％,水稻为48.89％,分别比常规施肥提高11.29％和9.06％;水稻小麦轮作下,常规施肥和优化施肥处理土壤氮素盈余量分别为82.89和95.34 kg/hm2,无肥处理亏缺量为-89.04 kg/hm2;氮素损失是土壤-植物体系中氮肥去向的主要形式,优化施肥显著降低小麦季氮素损失.     

氮素基蘖穗肥施入比例对机插水稻生育及产量的影响

为探讨氮素基蘖穗肥不同施入比例对机插水稻生育及产量的影响,以超级稻“盐丰47”为材料,采用小区对比方法进行了田间试验.结果表明,提高基蘖肥施入比例,可提高水稻群体最高茎蘖数与齐穗期有效叶面积率、干物质积累量;提高穗肥施入比例,可提高水稻茎蘖成穗率与齐穗期高效叶面积率、净光合速率,可提高齐穗后水稻群体干物质积累量占籽粒产量百分比;单位面积收获穗数、颖花量及收获指数随着穗肥施入比例的增加表现为先增后减.在每667 m2施氮(N)18 kg的前提下,氮素基蘖穗肥比例20:50:30的处理获得最高单产为每667m2 762.1 kg.     

氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平(0、150、240 kg N·hm~(-2))和两种不同施肥比例(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%、基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%),研究了氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度的影响.结果表明,稻田渗漏液中NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度在施肥后第3 d达到最大、随后降低,在施氮后的第7 d,分别降为峰值的5.6%～16.9%、13.8%～22.5%、22.5%～34.5%.施氮水平处于0～240 kgN·hm~(-2)时,水稻产量、氮素积累总量(total N accumulation,TNA)和稻田渗漏液NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度随着氮素水平的提高而显著增加;在较高氮肥水平(240 kg N·hm~(-2))下,与氮肥前移相比(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%),采用氮肥后移(基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%)的施肥比例,水稻产量和成熟期TNA分别增加6.2%和16.4%,稻田渗漏液NO_3~--N及总N浓度分别降低8.9%和4.8%.而对NH~+_4-N浓度影响不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量和氮'素吸收,减少氮素渗漏损失.     

不同施氮水平对北方水稻氮素吸收利用的影响

以超级稻铁粳7号为试材,试验研究了不同氮素水平对水稻氮素吸收利用的影响。结果表明:在齐穗期,随施氮量的增加,叶、茎吸氮量和植株总吸氮量呈增加趋势,穗吸氮量以中氮水平处理占有优势;在成熟期,叶、茎、穗吸氮量和植株总吸氮量均随施氮量的增加而增加。氮素收获指数、氮素生理利用率和氮肥农学利用率随施氮量的增加呈递减趋势,而氮素回收率呈递增趋势,说明低氮处理虽降低了植株氮素积累量,但更加有效地转化为籽粒产量生产优势,提高了氮肥的增产能力。     

基于卷积神经网络的水稻氮素营养诊断

为了快速、准确诊断和识别水稻氮素胁迫程度，对水稻进行大田栽培试验。以超级水稻‘两优培九’为试验对象，设置0、210、300和390 kg·hm^-2共4个施氮水平处理，通过扫描采集幼穗分化期和齐穗期水稻顶1、顶2、顶3叶图像，在卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)ResNet34的每个残差块中加入SE block(squeeze-and-excitation block)模块，并将在图像数据集ImageNet(ImageNet large scale visual recognition challenge)上训练得到的权重参数迁移到水稻氮素营养诊断的识别模型中，ResNet34的特征提取层保持原结构，模型结尾的池化层替换为全局平均池化层，利用改进后的网络对水稻图像进行特征提取，训练得到最优的权重参数。结果表明，改进后的网络对水稻幼穗分化期的模型测试准确率达到98.13%，齐穗期的准确率达到99.46%，且模型的收敛速度更快，相比于改进前的网络准确率均提升了7%以上。以上结果表明，通过在ResNet34残差块中加入SE b...     

氮肥减量对水稻产量及其构成和氮肥效率的影响

利用高肥力稻田研究了氮肥减施对水稻籽粒产量及其构成、氮素吸收和利用效率的影响。试验结果表明,不施肥水稻籽粒产量平均为5847 kg/hm2,施肥使产量提高了18.1%,但肥料增产贡献率仅有15.3%。施肥显著提高了水稻株高和有效穗数,从而提高了水稻籽粒产量。但不同施氮量处理间籽粒产量及其构成因素均没有显著变化。与不施肥水稻相比,施肥使水稻的籽粒和秸秆氮含量提高了12.0%～21.4%和16.2%～37.6%,吸氮量分别提高了33.0%～45.8%和77.5%～88.7%。在本试验条件下,施肥水稻吸收的氮66.2%被存储在籽粒中,通过收获可带走氮约73.3 kg/hm2,秸秆全部还田相当于施氮肥37.4 kg/hm2。由于作物不断的吸收,造成不施肥土壤氮素亏缺74.8 kg/hm2。施氮肥可使土壤氮素出现盈余,随着施氮量的提高,土壤盈余量从71.0 kg/hm2到112.7 kg/hm2。尽管N85水稻氮肥累积利用率与N80的相似,但比N90和N100高13.5%和23.2%。不施肥水稻每吸收1 kg纯氮,可以生产籽粒78.0 kg。施氮降低了水稻氮素内部效率,N80、N85和N90氮素内部利用率相似,平均为63.2 kg,而N100只有58.9 kg。同样,随着施氮量的增加氮肥偏生产力逐渐下降,从每施1 kg氮可生产38.7 kg水稻籽粒（N80）到N100的29.0 kg,下降了33.4%。     

有机,无机态氮肥及施用方法对水稻吸收土壤氮素的影响

两年盆栽试验的结果表明,1.在淹水土壤中施用硝酸钾和尿素(1986),均有促进水稻吸收土壤氮素的作用,分别比不施肥的对照增加3.4％～12.7％和13、0％～28.9％,尿素的效果优于硝酸钾。这两者深施或混施的促进作用均对应优于其表面匀施。2.施用尿素和豆科绿肥箭舌豌豆(1987)后,水稻吸收的土壤氮素,随生育期的进展而不断增加。从六叶期到完全成熟期,水稻吸收的土壤氮占其吸收全氮的百分数,施用尿素的从21.9增至31.0,施用箭舌豌豆的从26.4增至40.8。3.在整个生育期,施用尿素和箭舌豌豆的水稻吸收土壤氮素的绝对量,均高于不施肥的对照。箭舌豌豆促进水稻增加吸收土壤氮素的作用优于尿素。4.淹水植稻,不论有否施用化学氮肥或施用何种形态的氮,都会发生土壤原始氮素的损失;但合理施用有机肥料有利于土壤原始氮素的维持,以及土壤的培肥。