武汉市郊早稻氮磷钾肥效及推荐用量研究

在湖北省武汉市黄陂区利用"3414"试验设计了早稻氮、磷、钾肥料效应研究,结果表明:施肥具有显著的增产作用,增产幅度为8.0%～42.6%,增产量最大的是N2P2K3处理。氮肥具有显著的增产增收效果,最高增产量达1326kg/hm2,增加纯收益达1325.5元/hm2,其次是钾肥和磷肥。通过拟合一元二次肥效模型,结合试验实际情况,确定早稻N、P2O5和K2O的最高产量施用量分别为195、80、220kg/hm2,最佳施肥量分别为153、61、55kg/hm2。     

应用数字图像技术进行水稻氮素营养诊断

【目的】研究田间试验条件下水稻不同生育期冠层图像色彩参数(G、NRI、NGI、NBI、G/R和G/B)及植株氮素营养指标(叶片含氮量、植株全氮含量、生物量、氮素累积量和冠层NDVI值)的时空变化特征,并分析两者间的相关性,确立水稻氮素营养诊断的最佳色彩参数和方程模型,为探明数码相机在水稻上的适宜性及精确诊断水稻氮素营养状况提供理论基础。【方法】于2013年5月9月在湖北省武汉市华中农业大学试验基地(30°28'08'N,114°21'36'E)采用不同施氮处理的田间试验,以籼型两系杂交稻"两优6326"为供试作物,设置4个施氮水平:0、75、150和225 kg/hm2(分别以N0、N75、150和N225表示),3次重复,随机区组排列。分别在水稻分蘖期、拔节期、孕穗期和灌浆期采用数码相机(Nikon-D700,1200万像素)获取水稻冠层图像,应用Adobe photoshop7.0软件直方图程序提取图像的红光值R、绿光值G和蓝光值B,研究数码相机进行水稻氮素营养诊断色彩参数,确定植株氮素营养指标诊断模型。【结果】较对照(N0)相比,分蘖期、拔节期、孕穗期和灌浆期3个施氮处理水稻地上部生物量、叶片含氮量、植株全氮含量、氮素累积量、冠层NDVI值和成熟期产量增幅分别平均为40.7%98.0%、42.4%72.4%、36.2%85.3%、125.5%209.1%、51.3%60.6%和60.1%117.0%,差异显著。水稻不同生育期各冠层数字化指标G、NRI、NGI、NBI、G/R和G/B与上述氮素营养参数相关性差异较大,且以数字图像红光标准化值NRI表现最佳,建议作为应用数码相机进行水稻氮素营养诊断的最佳冠层图像色彩参数指标。进一步分析表明,可以用统一的线性回归方程来描述不同生育期、不同氮素水平下水稻植株氮素营养指标随冠层色彩参数NRI的变化模式。【结论】数码相机进行水稻氮素营养诊断测试结果稳定,具有快速、便捷、非破坏性等优点,冠层色彩参数NRI与水稻氮素营养指标和产量之间均表现出较好的相关性,满足氮素营养无损诊断的需求,对实时、快速监测水稻长势状况及氮素营养丰缺水平具有较高的可行性,有望发展成为新时期作物氮素营养无损诊断技术的潜力。     

中国不同区域油菜氮磷钾肥增产效果

【目的】研究中国油菜氮、磷、钾肥增产效果,明确不同区域油菜施肥效果概况和区域特点,为区域推荐施肥提供理论基础。【方法】总结2005—2010年中国2 106个油菜田间试验数据,通过计算获得最高产量时氮、磷、钾肥的增产量、增产率和农学利用率,分析各油菜区域施用化肥的增产效果。【结果】中国油菜施用氮肥增产量和增产率均值分别为1 044 kg•hm-2和87.4%,主要分布在500—1 500 kg•hm-2和5%—100%范围内,99%的试验有增产效果;磷肥增产量和增产率均值分别为634 kg•hm-2和39.9%,主要分布在200—1 000 kg•hm-2和5%—40%范围内,94%的试验有增产效果;钾肥增产量和增产率均值分别为420 kg•hm-2和22.9%,主要分布在100—600 kg•hm-2和10%—40%范围内,88%的试验有增产效果。每千克氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）平均增收油菜籽6.2、7.8和5.4 kg。长江下游冬油菜区氮、磷肥的增产效果最好,增产率均值分别为128.8%和51.3%,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好,增产率均值为24.6%,春油菜区氮磷钾肥施用增产效果较低,增产率均值分别为42.6%、31.6%和21.3%。【结论】中国油菜施用化肥增产效果显著,具体表现为氮肥＞磷肥＞钾肥,氮素是影响油菜产量的主要养分因素。春油菜区氮磷钾肥增产效果较差,长江下游冬油菜区氮、磷肥增产效果最好,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好。部分试验施用肥料不增产或肥料用量不合理,需要进一步改进施肥量,实现油菜施肥高产高效。     

小分子有机酸和阳离子对含钾矿物钾素释放的影响

采用振荡提取的方法,研究不同浓度的小分子有机酸和阳离子对含钾矿物(黑云母、白云母和正长石)中钾素释放的影响。结果表明:不同小分子有机酸和阳离子均可显著提高黑云母、白云母、正长石中钾素的释放量。与对照处理(去离子水)相比,草酸、柠檬酸、酒石酸和NH4Ac溶液、CaCl2溶液、NaCl溶液、HCl溶液从黑云母中提取的K+量分别增加188.2%、151.6%、149.6%和24.6%、32.6%、3.5%、169.8%;不同溶液从白云母中提取的K+量与对照相比,分别增加211.0%、202.8%、199.4%和81.6%、38.3%、21.7%、169.1%;不同溶液从正长石中提取的K+量与对照相比,分别增加219.0%、206.6%、216.0%和144.1%、27.5%、60.4%、210.9%。同种浸提剂,不同矿物的释钾素量显著不同,表现为白云母>黑云母>正长石,含钾矿物释钾素量随着溶液浓度升高而增加。     

基于无人机多光谱影像和关键点检测的雪茄烟株数提取

为从无人机遥感影像中准确识别烟草,实现植株定位与计数,以雪茄烟草植株为研究对象,提出一种新的深度学习模型。区别于传统的利用检测框识别目标,本文模型利用少量的关键点学习烟草中心形态学特征,并采用轻量级的编、解码器从无人机遥感影像快速识别烟草并定位计数。首先,提出的模型针对烟草植物形态学特点,通过中心关键点标注的方法,使用高斯函数生成概率密度图,引入更多监督信息。其次,对比不同主干网络在模型中的效果,ResNet18作为主干网络时平均精度大于99.5%,精度和置信度都高于测试的其他主干网络。而MobileNetV2在CPU环境下达到运行效率最优,但平均置信度相对较低。使用损失函数Focal Loss与MSE Loss结合的Union Loss时,平均精度大于99.5%。最后,利用不同波段组合作为训练数据,对比结果发现使用红边波段更有助于模型快速收敛且能够很好地区分烟草和杂草。由于红边波段与植株冠层结构相关,使用红边、红、绿波段时平均精度达到99.6%。本文提出的深度学习模型能够准确地检测无人机遥感影像中的烟草,可为烟草的农情监测提供数据支持。     

湖北省不同双季稻区适宜紫云英品种比较研究

田间试验条件下,比较不同紫云英品种在湖北省3个典型双季稻生态区的生育期、产量以及养分积累量等特性,为稻田绿肥生产选择适宜紫云英品种提供依据.结果表明,不同稻作区各紫云英品种的生育期均表现为湘肥3号和弋江种短于宁波种和南昌种.同一试验点不同品种间鲜草产量存在差异,崇阳以宁波种最高,达38.27 t/hm2;浠水以湘肥3号最高,达22.78 t/hm2;枝江以南昌种最高,达46.92 t/hm2.不同稻作区各品种紫云英养分积累量存在差异,崇阳试验点宁波种和南昌种氮、磷及碳养分积累量较高;浠水试验点湘肥3号和弋江种各养分积累量较高;枝江试验点弋江种和南昌种各养分积累量较高.研究表明,综合考虑生育期、鲜草产量及各养分积累量等因素,鄂东南低山丘陵双季稻区适宜的紫云英品种为南昌种和宁波种,鄂东丘陵岗地双季稻区适宜的紫云英品种为湘肥3号和弋江种,江汉平原双季稻区适宜的紫云英品种为弋江种和南昌种.     

水稻季施肥对后季绿肥物质养分积累的影响

田间试验条件下,研究水稻季不同氮、磷、钾肥用量对后季绿肥物质养分积累的影响,为水稻-紫云英轮作条件下适宜化肥用量的确定提供依据。结果表明,水稻季施氮、磷、钾肥处理的绿肥鲜草产量分别较不施氮、磷、钾肥处理增加27.9% ~ 40.9%、12.6% ~ 37.2%、21.4% ~ 46.2%。水稻季不同氮肥处理比较,施氮处理的氮积累量较不施氮处理增加48.8% ~ 62.3%,氮肥（N）用量为142.4 kg/hm2时,绿肥碳、氮、钾积累量最高,氮肥用量为71.2 kg/hm2时,绿肥磷积累量最高。水稻季不同磷肥处理比较,施磷处理的绿肥磷积累量较不施磷处理增加33.0% ~ 78.3%,磷肥（P）用量为49.1 kg/hm2时绿肥的碳、氮、磷、钾积累量均最高。水稻季施钾处理的绿肥钾积累量较不施钾处理增加22.2% ~ 44.8%,水稻季钾肥（K）用量为67.5 kg/hm2和101.2 kg/hm2时,绿肥的碳、氮、磷、钾积累量较高,且两处理间相差较小。本试验条件下,水稻季氮、磷、钾用量分别为142.4、49.1、67.5（或101.2）kg/hm2时,绿肥的产量及碳、氮、磷、钾积累量最高,分别为15 833 kg/hm2和929.2、44.6、5.8、45.9 kg/hm2。     

雪茄烟品种楚雪26号“3414”肥效试验

采用“3414”试验设计，研究氮磷钾肥料不同用量处理对雪茄烟品种楚雪26号产量和养分吸收利用的影响。结果表明：与不施肥处理相比，各施肥处理显著提高雪茄烟叶的产量，增产效果顺序为氮肥>钾肥>磷肥；氮磷钾肥料合理施用可以优化烟叶等级结构，增加茄衣和茄套的产量，提高产值；通过一元二次回归拟合发现，烟叶最大产量时的施氮量为138.75 kg/hm²、施磷量为71.85 kg/hm²、施钾量为361.65 kg/hm²。综合考虑产量、产值、养分吸收等指标，氮肥推荐施用量为130～140 kg/hm²、磷肥推荐施用量为60～70 kg/hm²、钾肥推荐施用量为340～360 kg/hm²。     

早稻、晚稻和中稻干物质积累及氮素吸收利用的差异

  【目的】  阐明早稻、晚稻、中稻的干物质积累和氮素吸收利用规律及其差异，为水稻科学施用氮肥提供理论依据。  【方法】  以2000—2016年各年份及田间试验、籼稻、目标产量最佳施肥处理等关键词，搜集了中国知网、维普科技期刊网等数据库中发表的论文和结果。分析了早稻、晚稻和中稻的产量、氮素积累量和百千克籽粒吸氮量。基于分析结果，于2016和2017年在湖北省武穴市大金镇布置田间试验，测定水稻关键生育时期的干物质量及氮含量，计算氮积累量，采用Logistic方程y = K/ (1 + ae–bt) 拟合水稻干物质积累和氮素积累过程，分析早稻、晚稻和中稻的干物质积累和氮素吸收利用规律。  【结果】  符合筛选标准的早稻、晚稻、中稻产量样本数分别为92、116、132个，氮素积累量样本数分别为55、56、55个，百千克籽粒吸氮量样本数分别为50、48、54个。试验省份包括湖北、湖南、江西、广西、江苏、安徽、浙江、福建、四川。数据分析结果显示，早稻、晚稻和中稻平均产量分别为7.40、7.84、8.67 t/hm2；平均氮素积累量分别为140.8、148.9、157.7 kg/hm2；平均百千克籽粒吸氮量分别为2.00、1.92、1.79 kg。两年田间试验结果表明，早稻、晚稻和中稻干物质积累均表现为“慢—快—慢”的增长趋势。早稻、晚稻、中稻的干物质快速积累期分别在移栽后28～54、24～54、30～63天，均在拔节期—灌浆期；干物质快速积累持续时间分别为26、30、32天左右，表现为中稻 > 晚稻 > 早稻。早稻、晚稻和中稻氮素积累也表现为“慢—快—慢”的增长趋势。早稻、晚稻、中稻氮素快速积累期分别在移栽后17～41、14～46、11～43天；氮素快速积累持续时间分别为24、33、32天，中稻和晚稻氮素快速积累持续时间比早稻长。早稻、晚稻、中稻氮素籽粒生产效率分别为50.5～54.4、54.6～57.9、62.7～64.8 kg/kg，中稻显著高于早稻和晚稻；稻氮肥偏生产力分别为41.4～47.8、56.1～58.8、61.8～62.1 kg/kg，表现为中稻显著高于早稻。  【结论】  早稻、晚稻、中稻的干物质积累和氮素积累均呈“S”型曲线增长，但其特征值不同，中稻和晚稻的干物质快速积累持续时间和氮素快速积累持续时间比早稻长，有助于吸收较多的养分，积累较多的干物质。3种水稻的产量水平和氮素积累量均表现为中稻>晚稻>早稻，因此在施肥决策时应考虑早稻、晚稻、中稻的生长情况和养分需求特点，中稻氮肥投入要比早稻和晚稻略高。     

水稻硅营养及硅肥高效施用技术研究进展

硅虽然没有被列入植物生长的必需营养元素，但它在水稻生长发育、产量与品质形成以及水稻抗逆性方面具有重要作用。文中综述了水稻硅的营养功能、施硅效应及硅肥的高效施用技术，并对水稻硅营养研究进行了展望。