施氮量对稻麦干物质转运与氮肥利用的影响

为探讨太湖地区稻麦轮作农田适宜施氮量及氮素对干物质转运与氮肥利用的影响,于2007—2009年间在中国科学院常熟农业生态实验站建立田间定位试验。设置4个氮肥处理水平,分别用N0、N1、N2和N3表示。水稻各处理的施氮量分别为0、125、225和325kghm-2;小麦相应处理施氮量分别为0、94、169和244kghm-2(为稻季相应处理施氮量的75%)。结果表明,水稻施氮量超过225kghm-2,小麦施氮量超过169kghm-2后,产量增加不显著。水稻、小麦开花期干物质积累量均随施氮量的增加而增加,但花前营养器官干物质转运对籽粒贡献率均随氮肥用量增加而降低;氮肥农学效率与氮肥生理效率均随氮肥用量增加而降低,且N2与N3处理之间差异不显著;边际产量均随施氮量增加而下降,N3处理边际效益水稻平均低于3.1kgkg-1,小麦平均低于2.4kgkg-1。综上所述,无论水稻还是小麦,N2处理既能保证较高物质转运率,又能保证较高的氮肥利用效率与经济效益。     

土壤增氧方式对其氮素转化和水稻氮素利用及产量的影响

以3种不同生态型水稻品种中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)为材料,比较研究了不同增氧方式(T1-增施过氧化钙、T2-微纳气泡水增氧灌溉、T3-表土湿润灌溉和CK-淹水对照)下稻田土壤氮素转化和水稻氮素吸收利用特性。结果表明:1)增氧处理明显改善土壤氧化还原状况,3种增氧方式下土壤氧化还原电位均高于CK。稻田增氧促进土壤氮素硝化,在分蘖期和齐穗期T1、T2和T3的土壤硝化强度和脲酶活性均显著高于CK,反硝化强度显著低于CK。2)不同增氧处理对水稻氮素吸收的影响不同,在拔节期、齐穗期和完熟期3品种的植株氮素积累量均表现为T1、T2显著高于CK,而T3显著低于CK;在完熟期,T1处理下中浙优1号、IR45765-3B和中旱221植株氮素积累量分别较CK增加了21.2%、13.2%和17.0%,而T2处理下3品种的植株氮素积累量分别较CK增加了14.3%、6.9%和9.1%。3)与CK相比,T1和T2显著提高水稻籽粒产量和收获指数,氮素籽粒生产效率与CK无显著差异,而T3显著增加水稻氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率。可见,施用过氧化钙和微纳气泡水增氧灌溉能有效改善稻田土壤氧化还原状况,不仅显著提高水稻产量,而且显著增强稻田氮的硝化而减少氮素损失,从而提高水稻氮素积累量和氮素收获指数。     

水稻耐盐生理及分子调节机制

土壤钠盐积累导致的土壤盐渍化程度越来越严重,已成为制约水稻产量和品质的重要因素之一。钠离子是引起水稻盐胁迫伤害的主要离子,研究钠离子在水稻植株体内的吸收运输机制,及水稻应对盐胁迫的生理分子调节机制,有助于抗盐品种的选育以及盐碱地的综合治理与利用。本文综述了水稻对盐信号的感应及盐分在水稻体内的吸收转运特征;分析了盐分进入水稻机体后对植株形态及生长发育的影响;探讨了水稻为缓解盐分伤害,诱发的渗透调节、养分、抗氧化系统、激素等生理调节机制,以及通过抗逆蛋白差异性表达和耐盐相关基因应激表达,来控制水稻体内离子平衡,保护膜系统及光合系统的分子调节机制。同时,本文对提高水稻耐盐性提出了外源调控措施,并对该领域的研究进行了展望。     

新型肥料对甬优1540产量和经济效益的影响

在化肥减量增效背景下,研究了氨基酸水溶肥、硅肥和微生物菌肥等新型肥料对甬优1540产量和经济效益的影响。结果表明,与在常规施氮基础上减氮20%的处理相比,在常规施氮基础上减氮10%~20%配施氨基酸水溶肥、硅肥和微生物菌肥的处理具有增产作用。其中,在常规施氮基础上减氮10%配施氨基酸水溶肥的处理可通过增加有效穗数提高水稻产量,稻米品质也有明显提升,产量和经济效益最高。基于田间示范效果集成了适合试验地的甬优1540绿色高效栽培技术模式:即在常规施氮基础上减氮10%(折纯N 270 kg·hm^-2) +氨基酸水溶肥叶面喷施,钵苗机插,“三防两控”综合防控,干湿交替灌溉等。     

土壤微生物介导植物抗盐性机理的研究进展

土壤盐渍化是农业可持续生产面临的严重威胁之一。利用高效、低成本和适应性强的方法对盐渍区进行修复是一个具有挑战性的目标。土壤微生物在调节植物根际环境、调控生长发育和提高系统生产力等方面具有重要作用。近年来,由微生物驱动的植物胁迫耐受性受到了广泛关注。通过识别和利用能与植物相互作用的土壤微生物来减轻盐胁迫,为盐渍区改良提供了一种新策略,也为与胁迫耐受相关新机制的发现开辟了新途径。了解不同微生物介导的胁迫耐受性的潜在生理机制对有效利用这些微生物促进农业可持续生产至关重要,本文从植物养分吸收、渗透平衡、激素水平、抗氧化功能等方面论述了国内外关于土壤微生物介导植物耐盐性的作用机理,评估了目前关于土壤微生物参与调节植物耐盐性相关研究的有益作用和不足之处,提出了未来研究的发展方向。目前通过提高养分及水分吸收效率维持盐胁迫下植物离子稳态,提高生长素的合成、降低乙烯的释放调控植物激素水平是土壤微生物改良植物耐盐性的目标过程,然而单个外源微生物接种时会与土著微生物组竞争,导致许多微生物菌株不能在土壤或植物根系中定殖或存活,致使微生物在大规模农业生产应用中仅取得了有限的成功。未来微生物介导植物抗盐性的研究应突破单一微生物接种的研究方式,进一步在群落水平上阐明植物-微生物的相互作用介导植物抗盐性的机制,解决农业微生物利用的关键问题。     

稻鸭种养模式对稻田土壤理化性状、肥力因素及水稻产量的影响

于2009²010年在中国水稻研究所实验基地研究了稻鸭种养模式(RDFS)、不养鸭种稻模式(CK1)、常规高产种稻模式(CK2)对土壤理化性状、土壤养分含量及水稻产量的影响。结果表明:RDFS有效降低土壤容重,尤其是表层土壤,分别比CK1和CK2降低了2.38%和5.38%;分蘖高峰期RDFS处理的土壤氧化还原电位分别比CK1、CK2提高31.7%和4.25%;与CK1、CK2相比,RDFS处理中鸭的粪便等排泄物可分别提高土壤有机质2.04 g kg-1和1.36 g kg-1。因此,稻鸭种养模式能有效改善土壤结构,提高土壤通透性与氧化还原电位,提升土壤肥力水平,并能比CK2减少化肥施用量。RDFS处理的平均稻谷产量比CK1增5.50%,差异达显著水准,但比CK2减4.16%,差异未达显著水准。     

声频控制技术对水稻生长发育、产量及品质的影响

为了探明声频控制技术对水稻生长发育、产量及品质的影响,该文对水稻进行了特定频率和响度(主频率500Hz,响度80dB)的声波处理。试验结果表明,声频处理的杂交籼稻天丰优5号增产5.11%,杂交粳稻甬优13号增产5.38%,产量差异均达到显著水平。与CK相比,声频处理天丰优5号和甬优13号的有效穗数分别增加8.40和5.80穗/m2,每穗实粒数增加2.46和4.46粒;声频处理后7和14d,天丰优5号茎蘖数分别多0.3和0.5株/从,甬优13号茎蘖数分别多1.1和1.0株/从;声频处理的天丰优5号孕穗期(9月8日)和灌浆期(10月6日)平均叶片叶绿素含量分别增加11.36%和10.41%,甬优13号孕穗期(9月22日)和灌浆期(10月20日)分别增加5.20%和4.91%;声频处理的稻米透明度均提高1个等级,天丰优5号和甬优13号垩白度分别降低21.31%和5.88%,胶稠度分别增加2.0和8.0mm,整精米率分别提高6.99%和2.22%,稻米质量指数分别提高6.58%和10.94%。该文为声频控制技术在水稻上大面积应用提供科学依据。     

干湿交替灌溉下施氮模式对水稻光合产物和氮转运的影响

[目的]采用大田小区试验,研究不同灌溉模式下氮肥施用模式对水稻产量、光合生理特性、非结构性碳水化合物和氮素利用效率的影响,以期为当地稻田灌溉和施氮模式优化管理提供理论依据.[方法]以中浙优1号为供试材料,设常规淹灌和干湿交替2种灌溉模式,以及不施氮(N0)、常规施氮(PUN100)、减氮20％(PUN80)、缓控释复合...     

基质类型及烯效唑对不同秧龄晚稻机插质量和产量的影响

为明确基质类型及烯效唑对不同秧龄晚稻秧苗生理特征及本田期生长发育特性的影响,确定适宜晚稻机插育秧的基质类型、烯效唑浸种措施及秧龄,该研究以嘉58为供试晚稻品种,以2种代表性育秧介质(营养土和轻型无土育秧基质)为研究对象,采用2种(清水浸种和25 mg/L烯效唑浸种)外源生长调控措施,阐明了不同育秧介质和烯效唑浸种对不同秧龄晚稻秧苗生理特征、机插质量的影响及调控技术。结果表明,随晚稻秧龄延长,秧苗地上部分干物质量显著增加,叶片SPAD值和根系活力先增加后降低;水稻全生育期延长,大田生育期缩短。采用烯效唑浸种可提高秧苗素质,浸种处理秧苗茎基宽约增加0.1~0.2 mm,株高显著降低,叶片SPAD值和根系活力显著提高。短秧龄条件下烯效唑浸种对秧块质量和机插质量影响较小,长秧龄条件下烯效唑浸种可有效提高成苗率和大田基本苗数,降低漏插率和伤秧率。采用营养土育秧时最适机插秧龄为18 d,轻型无土基质育秧适宜机插秧龄为18~24 d。秧龄大于24 d时,烯效唑浸种可提高营养土育秧晚稻有效穗数和每穗粒数,增加晚稻产量,且秧龄越长,烯效唑浸种的增产效果越显著。烯效唑浸种对轻型无土基质育秧的产量影响较小。采用轻型无土育秧基质培育机插晚稻秧苗,产量高于常规营养土处理,适宜晚稻机插育秧。研究结果可为提升晚稻种植机械化水平提供重要参考。     

根部增氧模式对水稻产量与氮素利用的影响

【目的】根部缺氧是影响水稻生长发育与养分吸收的主要非生物因子之一。为了明确不同增氧模式的作用效果,探明水稻产量和氮素利用效率对根部增氧的响应特征,本试验研究了不同根部增氧模式下水稻生长动态、产量和氮素吸收积累与转运特性。【方法】以深水水稻品种IR45765-3B和水稻品种中浙优1号为材料,试验在顶部用透明塑料膜遮雨的水泥栽培池中进行,试验设施用CaO₂（CaO₂）、微纳气泡水增氧灌溉（MBWI）和干湿交替灌溉（AWD）等三个增氧模式处理及淹水对照（WL）。分别测定了两品种的生长动态、产量和与氮素利用相关的指标。【结果】与淹水对照相比较,根部增氧处理均显著促进IR45765-3B分蘖的发生,增幅为10.7%~33.6%,而中浙优1号茎蘖数仅在CaO₂处理和AWD处理部分调查时期显著高于对照;根部增氧处理显著提高了两品种的干物质积累量,并显著提高两品种水稻产量,增氧处理下IR45765-3B产量较对照分别增加26.3%（CaO₂）、21.8%（MBWI）和10.7%（AWD）,而中浙优1号产量较对照分别增加51.0%（CaO₂）、52.2%（MBWI）和29.68%（AWD）;根部增氧显著增加水稻的氮素吸收与利用,与对照相比较,增氧处理下IR45765-3B和中浙优1号氮肥偏生产力均显著升高;施用CaO₂和MBWI处理水稻氮素转运效率和氮素转运贡献降低,但齐穗期后两品种的氮素吸收量显著增加,齐穗期后IR45765-3B和中浙优1号在CaO₂处理下的氮素吸收量较对照分别增加了73.4%和119.2%,MBWI处理下的氮素吸收量较对照分别增加了128.7%和106.5%。【结论】根部增氧显著促进水稻分蘖发生与成穗,增加水稻干物质积累并显著提高产量;在氮素利用方面,增氧处理下水稻植株对氮素的吸收与积累显著增加,且增氧处理显著促进了水稻对氮素的利用效率;三种增氧模式中CaO₂和MBWI的效果较AWD更明显。