双季稻区不同栽培方式对早稻生育期、干物质积累及产量的影响

为探明洞庭湖平原双季稻区不同栽培方式对早稻生育期、干物质积累及产量的影响, 以常规稻和杂交稻为材料, 系统比较研究了塑料软盘育秧抛栽、手插和机插3种栽培方式。结果表明, 与机插相比, 抛栽和手插促进了早稻生育进程, 全生育期缩短, 抛栽和手插分别缩短5~8 d和2~4 d。群体根系和地上部干重均表现为抛栽>手插>机插, 差异均达显著水平。成熟期植株根系和穗干物质占总干物质量的比例为抛栽>手插>机插, 茎干物质的比例为手插>抛栽>机插; 叶干物质比例在分蘖期和齐穗期为机插>手插>抛栽, 灌浆期和成熟期为手插>抛栽>机插。分蘖期、齐穗期和灌浆期, 抛栽和手插水稻叶片SPAD值均显著高于机插; 成熟期, 各处理间无显著差异。水稻叶面积指数表现为抛栽>手插>机插。不同栽培方式间水稻产量差异显著, 抛栽最高, 机插最低; 抛栽和手插分别比机插增产1203.3~1346.7 kg hm^-2和776.7~1045.4 kg hm^-2。说明不同栽培方式水稻干物质积累和产量有各自特征, 与手插和机插相比, 抛栽处理干物质总量大而且分配合理, 有利于改善产量构成因素, 增加水稻产量。     

不同控释氮肥减量施用对双季水稻产量和氮素利用的影响

研究不同控释氮肥在减氮量施用条件下早、晚稻产量效应、氮素吸收利用、土壤氮素养分特性和养分释放规律的差异,为南方双季稻区控释氮肥在水稻高产节肥栽培上的应用提供参考。采用静水溶解试验和田间小区试验研究了2种控释氮肥(树脂包膜尿素和硫包膜尿素)的养分释放特性和在常规尿素施氮量基础上节氮15%和30%对早、晚稻产量、产量构成因素、氮素养分吸收利用及土壤氮养分含量的影响。结果表明,2种控释氮肥的氮素累积释放曲线均为"S"形,但在培养期间硫包膜尿素氮素累积释放率均高于树脂包膜尿素。在田间条件下,与常规尿素处理相比,早稻减氮15%和30%施用硫包膜尿素和树脂包膜尿素均表现为增产,而晚稻施硫包膜尿素增产,施树脂包膜尿素减产。株高、每穗实粒数、结实率和千粒重的增加是早、晚稻增产的主要原因。施用2种控释氮肥均能促进早、晚稻水稻植株氮素养分的吸收积累,施用相同种类控释氮肥早晚稻稻谷、稻草和植株氮养分积累量随施氮量提高而提高。减氮15%和30%施用2种控释氮肥有利于氮肥回收利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率的提高,在同一施氮水平下,硫包膜尿素的提高效果优于树脂包膜尿素。常规尿素处理、减15%氮的2种控释氮肥处理均能保持较高的土壤氮素水平,减30%氮的控释氮肥处理土壤氮素肥力较试验前有所降低。适当降低氮用量施用控释氮肥,能促进双季水稻增产、增加氮素利用效率、维持或提高土壤氮素肥力和可持续生产力,控释氮肥养分释放规律的差异是导致其作用效应不同的主要原因。     

不同品种与播期对直播晚稻生长发育及产量影响研究

通过对连作晚稻直播栽培不同品种、不同播种期的试验研究,提出了适合湖南省洞庭湖平原区连作晚稻直播栽培的品种有两优287、株两优30、株两优08等品种(组合),晚稻产量随播种期的推迟而降低,适宜播种期应控制在7月9-15日,如播种过迟,不利于晚稻安全齐穗,显著降低产量.     

稻草不同还田方式对晚稻田土壤供肥特性及产量的影响

研究了稻草翻压和稻草覆盖免耕2种不同还田方式对晚稻田土壤供肥特性及产量的影响.结果表明:稻草翻压和稻草覆盖免耕,在晚稻移栽后18 d内与禾苗争氮作用都不明显,但在18 d后存在明显差异,稻草覆盖免耕处理土壤速效氮含量比稻草翻压高,土壤供氮能力强,有利于晚稻分蘖成穗;二种方式稻草还田的供钾效果十分明显,比较而言,稻草覆盖免耕处理土壤供钾性能较稻草翻压稳定持久,其供钾强度变化趋势同水稻吸钾规律大致相同,有利于水稻对钾的吸收,减少钾素流失.     

不同有机无机肥氮投入比例对双季水稻生理特性与产量的影响

为探明不同有机肥氮素占总氮投入的百分比处理对双季稻区早稻和晚稻各个生育时期植株生理特性及产量的影响，以大田定位试验为平台，系统分析了无N对照（M0）、施用化肥N（M1）、30%有机肥N（M2）、50%有机肥N（M3）、100%有机肥N（M4）5个不同施肥处理双季水稻植株叶片保护性酶活性、光合特性及产量的差异。结果表明：早稻和晚稻各个主要生育时期，M1、M2、M3和M4处理均提高了植株叶片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）活性，降低了丙二醛（malondialdehyde，MDA）和脯氨酸（proline，Pro）含量。其中，M1和M2处理植株叶片SOD、POD和CAT活性均显著高于M0处理，而MDA和Pro含量均显著低于M0处理。早稻和晚稻各个主要生育时期，M1、M2、M3和M4处理植株叶片净光合速率、蒸腾速率和叶片气孔导度均显著高于M0处理。2017和2018年两年的早稻产量均以M1和M2处理最高，分别比M0处理显著增加2 0408和1 9728 kg·hm-2；晚稻产量分别以M1和M4处理最高，分别比M0处理显著增加2 1724和2 0060 kg·hm-2。采取不同有机肥氮素占总氮投入百分比施肥处理均有利于提高双季水稻叶片保护性酶活性和光合特性，为水稻获得高产奠定了生理基础。     

双季稻区不同土壤耕作模式对水稻干物质积累及产量的影响

为探明双季稻区不同土壤耕作模式下双季水稻干物质积累及产量的变化,以紫云英-双季稻大田定位试验为平台(设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种土壤耕作处理),于2016-2017年取样,应用常规试验方法系统分析了不同处理条件下早稻和晚稻干物质积累及产量的变化。结果表明,早稻和晚稻各个主要生育期,各处理水稻LAI大小顺序均表现为CTRTNTRTO。早稻和晚稻各个主要生育期,水稻植株的群体根系和地上部总干质量及茎、叶、穗群体干质量均表现为CTRTNTRTO。早稻和晚稻齐穗期和成熟期,根系干质量占总干质量的比例均表现为CTRTNTRTO;齐穗期和成熟期,茎的比例均以RTO处理最高;苗期和分蘖期,叶比例均以NT和RTO处理最大,CT处理最小;早稻和晚稻的成熟期,穗的比例分别以RT和NT处理最大。不同处理早稻和晚稻产量大小顺序均表现为CTRTNTRTO,2个不同年份CT、RT和NT处理早稻产量分别比RTO处理增加733.3,534.1,300.5 kg/hm~2和731.1,556.9,276.2 kg/hm~2;晚稻产量分别比RTO处理增加582.5,399.8,282.9 kg/hm~2和717.6,558.9,345.1 kg/hm~2。总的来说,土壤翻耕和旋耕结合秸秆还田的综合措施水稻干物质总量大而且分配合理,有利于改善产量构成因素,增加水稻产量。     

不同种植模式对稻田土壤重金属含量及晚稻稻米品质的影响

为了寻求消减土壤重金属的种植模式,确保食物安全,以6年定位试验,研究了5种不同种植模式对稻田土壤重金属Cd、Pb、Hg、As含量、晚稻植株重金属的积累与分配、稻米品质及产量的影响。结果表明,与冬闲-双季稻(CK)相比,黑麦草-双季稻(T1)、紫云英-双季稻(T2)、油菜-双季稻(T3)和马铃薯-双季稻(T4) 4种冬种模式对土壤重金属含量表现出明显差异,其中T1土壤As,T2土壤Cd、Hg、As,T3土壤Cd、Hg,T4土壤Pb、Hg含量均显著低于CK,但T1土壤Hg,T3土壤As,T4土壤Cd、As含量显著高于CK。不同种植模式晚稻植株重金属含量均为根>茎叶>糙米,冬种模式根重金属含量均低于CK,茎叶Cd含量均高于CK,茎叶Pb、Hg、As含量表现不稳定,糙米Cd、Pb含量除T4 Cd外,其余均显著低于CK。冬种模式均增加了稻米出糙率、整精米率、胶稠度和直链淀粉含量,降低了垩白米率和垩白大小。冬种模式增加了晚稻产量,其中T4比CK显著增产17.52%。上述结果说明,冬种模式有促进消减土壤部分重金属污染趋势,但其作用有限,并能一定程度降低糙米Cd、Pb含量,改善稻米品质和提高水稻产量。     

双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后稻田的甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放特征,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用静态箱-气相色谱法,对冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻、翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)的稻田进行监测,以分析不同覆盖作物残茬还田对稻田CH₄和N₂O排放的影响。结果表明,冬季覆盖作物还田后,各处理早、晚稻田CH₄排放量均明显高于冬闲-双季稻(对照)。早稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和免耕直播黑麦草-双季稻,分别达20.713 g m^-2和16.068 g m^-2;晚稻田CH₄排放量最高的为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和翻耕移栽油菜-双季稻,分别为60.421 g m^-2和48.666 g m^-2。各处理早、晚稻田N₂O总排放量均显著高于冬闲-双季稻,免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、翻耕移栽油菜-双季稻和翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理的早稻田N₂O总排放量分别比对照增加265.00%、320.00%、275.00%和65.00%,晚稻田分别比对照增加157.89%、113.16%、134.21%和42.11%。稻田CH₄和N₂O综合温室效应总和表现为翻耕稻草覆盖马铃薯-双季稻>翻耕移栽油菜-双季稻>免耕直播黑麦草-双季稻>免耕直播紫云英-双季稻>冬闲-双季稻,冬季覆盖作物还田明显提高稻田CH₄和N₂O排放。     

不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响

为从根本上禁止稻草焚烧,促进稻草还田,本研究依托自主研发的稻草粉碎均匀抛撒装置,通过大田试验与野外模拟试验,以目前水稻收获的常规模式稻草不粉碎条带还田(T1)及中度粉碎条带还田(T2)为对照,设置稻草粉碎条带还田模式(T3)及稻草粉碎均匀抛撒还田模式(T4),研究不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响。结果表明:稻草抛撒均匀度及还田密度随着粉碎程度的增加而显著增加,稻草还田厚度则呈显著减少趋势。T4的稻草平均长度为5.3 cm,分别仅为T1、T2的13.6%、36.8%;稻草抛撒均匀度为87.4%,较T1、T2分别增加49.7个和42.0个百分点;稻草还田厚度为2.7 cm,仅为T1、T2的22.1%、27.8%;稻草还田密度为17.6 kg·m~(-3),较T1、T2分别增加88.3%、17.3%。在稻草条带还田(T1、T2、T3)模式下,粉碎程度越高,含水率下降越慢,燃烧时间越长,燃烧率越低,燃烧速率越慢,灰分越高,燃烧越不充分。T4通过稻草均匀抛撒虽可加速稻草含水率的下降,但燃烧时间、燃烧率及灰分仅分别为0.3min、6.0%、1.7%,均显著低于其他处理,几乎未燃烧。表明稻草粉碎均匀抛撒还田条件下无法燃烧,有利于从根本上实现秸秆禁烧。     

不同母质类型水稻土酶活性及其与理化性质的关系

将选自湖南双季稻区6种典型成土母质发育的水稻土置于长沙市郊同一生态条件下,通过7年定位池栽试验,研究了不同母质类型对土壤酶活性的影响以及酶活性与土壤理化性质之间的关系。结果表明：不同母质类型对土壤蔗糖酶活性的影响达到显著水平(P<0.05),对酸性磷酸酶、脲酶及过氧化氢酶活性的影响达到极显著水平(P<0.01)。主成分分析表明不同母质发育的水稻土酸性磷酸酶及脲酶作为综合评价土壤酶活性的指标要优于蔗糖酶及过氧化氢酶。6种不同母质水稻土土壤酶综合得分排序为：板页岩>河流沉积物>花岗岩>第四纪红土>紫色页岩>石灰岩。相关性分析表明,土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05)。脲酶活性与硝态氮、铵态氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著的负相关关系(P<0.05)。酸性磷酸酶活性与速效磷含量呈显著正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著负相关关系(P<0.05)。