稻秸还田下耕作与播种方式对小麦出苗及产量的影响

为了研究稻秸还田下耕作与播种方式对小麦出苗及产量的影响,通过大区试验,分析了稻秸全量还田下不同耕作与播种方式对小麦出苗率、出苗均匀性及产量性状的影响。结果显示,相同的播种方式下,浅耕处理小麦出苗率高于免耕处理,但出苗均匀性差于后者;相同的耕作方式下,播种方式对小麦出苗率和出苗均匀性的影响差异较大,其中,机械匀播方式下小麦出苗率最高,出苗均匀性最好;小麦出苗率和出苗均匀性通过影响穗数、穗粒数、千粒重而影响籽粒产量,同一耕作方式下机械匀播小麦籽粒产量均高于其余2种播种方式,免耕和浅耕下机械匀播小麦产量分别达6484.35 kg/hm~2和6476.20 kg/hm~2。因此,稻秸全量还田条件下,建议采用免耕机械匀播方式,能有效改善小麦田间出苗情况,进而获得较高的籽粒产量。     

施氮量对稻茬麦土壤速效磷质量分数及磷素平衡的影响

以宁麦9号和豫麦34为材料,研究施氮量(0、75、150、225、300kg·hm-2)对土壤速效磷质量分数变化、植株磷素吸收、土壤磷素平衡的影响。结果表明,各处理植株磷素吸收均以拔节至开花期为积累高峰期,且随施氮量增加,磷素吸收呈先增后降的趋势,以N225处理最高。磷肥施用显著提高0~40cm土层速效磷质量分数,随施氮量的增加,土壤速效磷质量分数呈降低趋势。土壤-小麦系统磷素平衡呈明显的阶段性,播种至拔节期磷素出现大量的盈余,拔节至成熟期磷素出现不同程度的表观亏缺。在全生育期,2品种磷素表观盈余量均以N225处理最低,N0处理最高。综合考虑小麦产量和磷素平衡特征,宁麦9号和豫麦34在105kg·hm-2的施磷量基础上可分别再降低P2O5用量7kg·hm-2和10kg·hm-2,配施225kg·hm-2施氮量,能够获得较高的小麦产量并减少磷素损失。     

水稻秸秆养分垂直分布特征与不同留茬高度下还田养分估算

为了明确水稻植株不同层次的秸秆养分特征,科学估算不同留茬高度下稻秸养分还田量,通过在成熟期采集江苏省生产上主推的水稻品种植株,用分层切断法,将秸秆从基部向上依次截取5段长度为5 cm的秸秆,剩余部分为第6段(分别用0~5、5~10、10~15、15~20、20~25和25 cm表示6段秸秆),对穗部单独进行脱粒处理获取穗轴与枝梗,对植株各部分秸秆分别进行烘干称重,并进行养分分析。结果表明:在植株基部0~25cm范围内5个层次秸秆干重占植株秸秆干重的比例都表现为随基部向上依次减少的趋势。水稻秸秆N与P含量呈现出从冠层向下递增的趋势,而秸秆K含量则表现出从冠层向下递减的趋势。江苏省水稻秸秆N、P和K养分总量分别为16.16×10~4、2.81×10~4和30.21×10~4t,不同留茬高度秸秆养分还田量不同,留茬高度为15 cm时,水稻秸秆N、P和K养分还田量分别为6.02×10~4、1.43×10~4和6.78×10~4t。不同稻区秸秆还田时应根据留茬高度及稻谷产量水平进行估算秸秆养分还田量,同时结合其它条件科学制定肥料运筹策略。     

基于形态参数的水稻根系三维建模及可视化

构建基于形态特征参数的水稻根系几何模型,实现不同生长条件下水稻根系生长动态的三维可视化。本文通过分析水稻根尖生长随生育进程的变化模式,构建了水稻单根三维显示模型,包括根节点初始位置和生长方向的确定以及根轴的空间模拟等;进一步结合水稻根系拓扑结构,以生长度日（GDD）为驱动因子,建立了水稻根系三维重构模型,包括不定根初始发生时间和位置、不定根初始伸展角度、不定根伸长速率、不定根空间分布模型等;然后在Visual C++环境下,结合可视化显示模块、场景控制模块、人机交互界面和数据库模块等,研制了水稻根系三维可     

基于图像分析方法的水稻根系形态特征指标的定量分析

利用图像分析方法定量研究水稻根系形态特征指标的变化规律。通过实施不同水氮处理和不同品种的水稻桶栽试验,选用WinRhizo (WR)软件的不同模式(LM和T200)分析根系图像,分别提取根直径范围0~0.30 mm和0.25~1.80 mm的根系形态数据,并与基于Image-Pro Plus 6.0软件(IP)的根直径和不定根长的测量结果进行比较分析;确定了3种水稻品种不同类型根直径的范围;对不同生育时期水稻根长、根体积、根表面积、根系干重和不定根数量等水稻根系形态特征指标变化差异,以及分枝特征进行了分析。结果表明：(1)基于WR软件LM和T200模式下的根直径测量结果与基于IP软件的测量结果之间NRMSE分别为5.44%和10.95%。(2)界定细分枝根直径范围为0.03~0.10 mm,扬稻6号(V3)粗分枝根和不定根分别为0.10~0.30 mm和0.30~1.65 mm,而日本晴(V1)和武香粳14(V2)分别为0.10~0.25 mm和0.25~1.40 mm,不定根长与IP测量结果进行比较,其NRMSE为10.78%~12.01%。(3)各指标抽穗前增长迅速,之后增长减缓或衰老下降;不同氮肥处理间各指标分蘖至成熟均差异显著,增施氮肥可促进根系生长,明显提高不定根比例;适当控水可促进根系生长,明显提高分枝根比例;品种V3自分蘖期到成熟期各指标均显著高于V1和V2,V1与V2间差异不显著。本研究表明,本方法具有较好的精度和可行性,为推进水稻或其他作物根系的定量研究提供了参考。     

黄河故道滨海中低产田耕作与增施有机肥对土壤性状及稻-麦周年产量的短期影响

提升中低产田耕地质量是保障地区粮食持续生产能力的重要途径。通过在江苏省滨海县稻-麦轮作区周年秸秆全量还田条件下设置耕作方式与增施有机肥处理,探讨了耕作与有机肥施用对土壤地力及稻麦产量的影响。结果表明,免耕和旋耕处理有助于提升土壤有机质及碱解氮含量,与耕翻处理相比,旋耕处理土壤有机质含量提升13.0%~21.2%,碱解氮含量提高3.6%~26.4%。短期对土壤物理结构改良的效果为耕翻>旋耕>免耕处理,增施有机肥可以降低土壤容重,增加土壤有机质含量,但对产量几乎没有影响。从周年角度来看,有机无机肥结合、耕翻与浅旋结合有助于改善土壤结构和提升土壤肥水水平,麦季以旋耕处理产量最高,稻季以耕翻处理产量最高。黄河故道稻-麦轮作区中低产田通过在传统化肥基础上增施有机肥、旋耕与深翻交替可以在提升耕地质量的同时实现较高产量。     

水肥管理减缓麦秸还田对水稻生长负面效应研究

稻麦轮作系统中,麦秸还田腐解产生的有毒有害物质可对下茬水稻幼苗产生不利影响,有效减缓或避免其负面影响对于水稻生产尤为重要,而稻田苗床环境的改善是减缓麦秸还田负面效应的重要途径。通过室内盆栽模拟试验,评估大量麦秸还田(麦秸/土壤重量比为2%)对水稻生长发育的影响,同时采用施化肥、换水、双倍水层及泡田等不同水肥管理组合,以期筛选能有效减缓麦秸还田负面效应的水稻栽培技术措施。试验结果表明,大量麦秸单独还田(麦秸/土壤重量比为2%)使水稻幼苗生长发育受到抑制,水稻植株株高、生物量和叶绿素含量均显著下降(P0.05),丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性显著增加或升高(P0.05),同时水稻总根长、根表面积、根体积、根尖和分枝显著减少或降低(P0.05);而在麦秸还田时,通过施用化肥、换水、双倍水层及泡田等水肥管理措施,可以有效减缓麦秸还田对水稻生长的负面效应,水稻植株株高、生物量均不同程度得以恢复,水稻植株的生理生化过程和根系形态也表现出积极的响应;在所有水肥管理技术措施中,以施用化肥并延长泡田时间至10天的效果最好。     

江苏淮北地区粳稻产量与干物质生产特征研究

旨在为鉴定和评选高产粳稻品种及构建配套栽培管理技术提供理论依据,以16个典型粳稻品种为试验材料,通过田间大区试验,分析了江苏淮北地区粳稻的产量性状、干物质生产特征及其相互关系。 产量结果表明,供试粳稻品种间产量差异较大,不同生育期类型产量表现为中熟中粳>早熟晚粳>迟熟中粳。相关分析表明,各产量构成因素与产量均呈正相关,且与产量的偏相关系数均达极显著水平。通径分析表明,产量构成因素对产量的直接作用均为正效应,其中千粒重的贡献作用最大;千粒重对产量的间接作用均为负效应,其中千粒重通过每穗颖花数的负效应较大。干物质生产力分析显示,干物质总产量、全季平均日产量表现为中熟中粳>早熟晚粳>迟熟中粳;‘隆粳968’干物质总产量、谷草比均明显高于其他粳稻品种;籽粒产量与干物质总产量、全季平均日产量呈正相关的关系,且相关系数均达显著水平。综上所述,江苏淮北地区宜选用中熟中粳品种,千粒重作为优先考虑因素;在栽培管理措施上,注重提高每穗颖花数和单位面积有效穗数,促进干物质积累,有利于获得水稻高产。     

水稻叶鞘和节间生长过程的动态模拟

通过对不同水分和氮素水平下不同类型水稻品种叶鞘和节间伸长过程的连续观测和定量分析,构建了水稻主茎和分蘖叶鞘与节间生长的模拟模型。采用Logistic方程描述了主茎和分蘖叶鞘及节间的动态伸长过程;基于同伸叶鞘问的关系用二次曲线描述了分蘖叶鞘长度的变化;基于节间长度与直径的线性关系描述了节间直径的变化。另外,用叶片含水量和含氮量描述了不同水分和氮素水平对叶鞘和节间生长的影响。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了测试和检验,结果显示,主茎和分蘖叶鞘（一级分蘖和二级分蘖）长度模拟值的根均方差（RMSE）分别为0．65、0．52和0．46cm;节间长度和直径模拟值的RMSE分别为0．42、0.15cm。本模型具有较好的预测性,能定量描述不同品种和环境条件下水稻叶鞘和节问的动态伸长过程。     

稻麦轮作条件下秸秆单双季还田对麦田土壤肥力和速效养分含量的影响

[目的]为了探讨了秸秆还田对麦田土壤肥力和速效养分含量的影响。[方法]在稻麦一年两熟水旱轮作条件下,设置水稻、小麦秸秆单季还田和周年双季还田等处理,观察秸秆还田后小麦不同生育时期的土壤速效养分含量变化动态以及小麦收获后土壤基础肥力的变化。[结果]秸秆还田不同程度地提高了小麦各生育时期土壤速效养分含量,对土壤速效养分的供应起很好的补充作用;同时,秸秆还田增强了小麦中后期土壤速效养分的供应能力,更为下一个种植季提供了良好的肥力基础。其中,稻麦秸秆双季还田和稻草单季还田2个处理效果最明显。[结论]该研究为小麦高产栽培和秸秆科学还田提供理论基础。