不同遮阴处理下施肥对水稻生长及生理特性的影响

太阳辐射减弱是气候变化的重要特征之一,研究太阳辐射减弱对水稻生产的影响,探讨通过施肥能否减缓太阳辐射减弱对水稻生长及生理代谢影响,具有重要的生产实际意义。采用田间模拟试验探讨了不同生育期遮阴条件下施用复合肥和施用硅肥对水稻生长和光合生理特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴（S0,遮阴率为0）、开花-成熟期遮阴（S1,遮阴率为64%）和分蘖-成熟期遮阴（S2,遮阴率为64%）;施用复合肥（N-P₂O₅-K₂O）设3水平,即100（F1）、200 kg·hm^-2（F2）和300 kg·hm^-2（F3）;施用硅肥设3水平,即不施硅（R0）、钢渣200 kg·hm^-2（R1）和钢渣400 kg·hm^-2（R2）。结果表明,遮阴降低水稻株高、叶面积指数（LAI）和胞间CO₂浓度（Ci）,降低产量。与S0对比,S1、S2分别降低产量43.99%和54.24%。S1增加净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,降低叶绿素含量（SPAD值）,S2则增加SAPD值和Tr,降低分蘖数、Pn和Gs;施用复合肥可提高水稻株高、分蘖数、SPAD值、Pn和Tr,降低Ci和Gs。与F1相比,F2处理下LAI降低10.13%,F3则增加12.13%。与F2相比,F3处理下株高、分蘖数、SPAD值、Pn增加1.28%、8.21%、4.16%、7.64%,Tr则降低0.64%;施用硅肥可提高LAI、Pn、Gs和Tr,降低SPAD值和Ci。与R0相比,R1处理下株高和分蘖数减少1.27%和5.00%,R2处理下则增加0.50%和13.77%。研究认为,模拟太阳辐射减弱条件下,施用复合肥300 kg·hm^-2和硅肥400 kg·hm^-2,可有效减缓遮阴对水稻植株生长和光合作用的不利影响,保持较高产量。     

夜间增温下施用生物炭和硅肥对稻田土壤养分含量的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的显著特征之一.为探明夜间增温下施用生物炭和硅肥对稻田土壤有机质、氮磷钾养分状况的影响,进行田间模拟试验.田间模拟试验于2019年在南京信息工程大学农业气象试验站进行.供试土壤为潴育型水稻土,供试水稻品种为南粳5055.田间试验采用3因素3水平正交试验设计,夜间增温设3个水平(常温对照、5 mm铝箔膜覆盖、11 mm铝箔膜覆盖),生物炭设3个水平(不施加、施7.5 t/hm2、施17.5 t/hm2),硅肥设3个水平(不施加、施200 kg/hm2钢渣粉、施200 kg/hm2矿粉).结果表明,夜间增温会降低稻田土壤平均有机质、速效钾含量及非根际土铵态氮含量,提高土壤有效磷含量;施生物炭和硅肥可整体上缓解夜间增温对土壤养分含量的不利影响,有利于保持稻田土壤养分肥力和水稻可持续生产.     

施用生物炭和硅肥对增温水稻叶片光合及荧光特性的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的主要特征之一。夜间增温、施硅或施生物炭单因子对水稻生产的影响已有报道,但三者耦合如何影响水稻植株光合及荧光特性,尚不清楚。通过田间模拟试验,研究了夜间增温下施硅和生物炭对水稻不同生育期叶片光合作用和灌浆期荧光特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计,用铝箔反光膜夜间（19：00—6：00）覆盖水稻冠层模拟夜间增温,设常温对照（W0）、5 mm铝箔膜覆盖（W1）和11 mm铝箔膜覆盖（W2）3水平;生物炭施用量设不施生物炭（B0）、施7.5 t·hm^-2（B1）和施17.5 t·hm^-2（B2）3水平;硅肥设不施硅（Si0）、钢渣粉（Si1,200 kg·hm^-2）和矿粉（Si2,200 kg·hm^-2）3水平。结果表明,5 mm和11 mm铝箔膜可使5 cm土层夜间均温分别提高0.72℃和0.28℃,10 cm土层提高0.43℃和0.05℃。夜间增温降低水稻叶片平均净光合速率（Pn）、气孔限制值（Ls）和水分利用效率（WUE）,提高平均蒸腾速率（Tr）、胞间CO₂浓度（Ci）和气孔导度（Gs）;增加灌浆期的荧光耗散,抑制PSⅡ原初光能转化效率和光合性能,其中对Ls、Gs、Ci和光合性能的影响达显著水平（P<0.05）。施用生物炭（7.5 t·hm^-2）和硅肥可提高Pn,缓解夜间增温对水稻光合作用和荧光特性的抑制作用。在增温和不施硅条件下,施用生物炭（7.5 t·hm^-2）可促进光合作用,实现增产。     

不同遮阴处理下施肥对稻田CH4和N2O排放的影响

太阳辐射减弱是气候变化的主要特征之一。太阳辐射减弱下不同肥料种类和施用量对水稻生产、稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放的影响尚不明确。通过田间模拟试验研究了不同生育期遮阴条件下施用氮磷钾复合肥和硅肥对水稻产量、稻田土壤CH₄和N₂O排放的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴（S₀,遮阴率为0）、水稻开花-成熟遮阴（S₁,遮阴率为64%）和分蘖-成熟遮阴（S₂,遮阴率为64%）;氮磷钾复合肥设3水平,即100 kg·hm^-2（F₁）、200 kg·hm^-2（F₂）和300 kg·hm^-2（F₃）;硅肥设3水平,即不施硅（R₀）、钢渣200 kg·hm^-2（R₁）和钢渣400 kg·hm^-2（R₂）。结果表明,遮阴明显降低水稻产量,与S₀相比,S₁和S₂分别降低了43.33%和48.51%。遮阴极显著降低CH₄累积排放量,与S₀相比,S₁和S₂分别降低了7.46%和57.71%;氮磷钾复合肥可显著提高CH₄和N₂O累积排放量,与F₁相比,F₂和F₃ CH₄累积排放量分别增加了48.34%和57.03%,N₂O累积排放量分别增加了85.81%和192.98%;施钢渣硅肥显著影响CH₄累积排放量,与R₀相比,R₁降低了20.42%,R₂增加了17.56%。所有处理CH₄增温潜势占总温室效应的比例均高于91%,稻田CH₄排放在稻田总温室效应中起主导作用。研究表明,太阳辐射减弱背景下,保证产量的同时控制氮磷钾复合肥和钢渣硅肥施用量可有效降低CH₄和N₂O综合温室效应和排放强度,最适组合为复合肥100 kg·hm^-2（F₁）和钢渣硅肥400 kg·hm^-2（R₂）。