不同复种模式对双季稻田生态服务功能的影响

优化南方双季稻田复种方式,有利于增加农田生物多样性和生态服务功能趋于完善.通过3年的大田定位试验,对比研究“冬季休闲-双季稻”和“冬季作物-双季稻种植”模式下水稻生态服务功能价值的优劣,探讨不同复种模式对双季稻田生态服务功能的影响.结果表明:(1)“冬季作物-双季稻”的复种模式比冬季休闲模式的生态服务功能优越,在农产品供给、气体调节、净化空气、水分保持功能价值方面都有明显优势.(2)“冬季作物-双季稻”复种模式的服务总价值均大于冬季休闲复种模式,其中冬季种植蚕豆模式(F处理)的服务总价值最高.     

水稻地上节位根对生育后期的影响

通过32P与14C示踪研究表明,水稻生育后期培土,能保持和延长地上节位根的生理功能,提高水稻生育后期14CO_2同化能力,促使14C-同化产物向稻穗运输,提高灌浆速度,而且能使水稻株高、有效穗数、每穗粒数,结实率和千粒重增加,增产幅度14.11—17.67％,每亩增产稻谷53.3—53.6kg,经生物统计分析,达显著水平。     

江西省主要作物(稻、棉、油)生态经济系统综合分析评价

基于成本收益分析和能值分析理论,构建经济效益指标和生态经济效益指标,对江西省水稻(早稻和晚稻)、棉花、油菜种植系统的经济效益、生态经济综合效益进行分析和评价。经济效益方面,分析比较了单位面积作物成本构成,构建了净利润(Rev)和净利润率(Prof)两个经济效益指标;生态经济方面,分析比较了单位面积能值投入产出构成,构建了能值投入率、能值产出率、环境负载率、宏观经济能值等四个能值评价指标。计算结果表明江西省水稻、棉花和油菜等作物的生产成本占主导地位,价格因素是影响种植成本最重要的因素。水稻主要是以生产物资费用为主,而棉花和油菜以人工费用为主。从产值和收益来看,Rev大小为棉花>晚稻>早稻>油菜,Prof大小为晚稻>棉花>早稻>油菜。水稻、棉花和油菜种植系统对自然更新资源的依靠程度较低,系统的维系主要依赖于外部购买能值的投入,其构成与生产成本构成是一致的。水稻、棉花和油菜等作物的种植系统能值投入率比较高,大小为棉花>早稻>晚稻>油菜,能值产出率:油菜>棉花>晚稻>早稻,造成生态环境压力为晚稻>早稻>油菜>棉花,宏观经济能值大小为油菜>棉花>晚稻>早稻。结果表明,江西省水稻、棉花、油菜种植系统是高度开放的系统,主要依赖购买能值,但是系统产出率不高,其环境压力也不大。研究结果可为深入认识江西水稻、棉花和油菜等主要作物种植系统提供一个新的视角,并为种植业可持续发展提供一定的参考价值。     

江西省双季稻田多作复合种植系统的能值分析

【目的】粮食问题一直都是国际社会关注的热点问题,探寻高效的种植模式,提高土地利用率和粮食产量是目前最为迫切的研究内容。从国内外相关领域的研究成果来看,实行多熟种植模式是充分利用自然资源和提高产量的重要途径,世界各国的农业都在朝着多熟种植的方向发展。1987年,美国著名生态学家H.T. Odum提出能值分析理论来探讨陆地复杂生态系统的功能原理和模拟技术,并将其扩展到人类所参与的生态、环境乃至社会经济系统。20世纪80年代以来,应用能量投入产出来衡量不同熟制或不同复种方式优劣已为国内外农业工作者重视并广泛应用,有助于调整生态环境与经济发展的关系,对自然资源的科学评估与合理利用具有重要的实践价值。论文将阐明双季稻田冬季复种模式系统中的资源利用和投入与产出效益,为南方双季稻田冬季复种模式的耕作制度改革、农田系统的可持续发展提供理论基础,为全面推进区域现代农业发展和农业现代化建设提供科技支撑,为国家和地区粮食增产、农民增收与农村繁荣提供参考依据。【方法】以大田定位试验的原始数据和相关统计年鉴资料为基础,采用能值分析理论和方法,对江西省余江县双季稻田7种复种模式系统中的经济产量折能、光合生产力、光能利用率、投入产出、运行效率和环境负荷等进行综合分析。【结果】冬季复种模式下的作物经济产量折能为217.5×106-229.7×106 kJ•hm-2,均大于冬季休闲模式（T1）的213.5×106 kJ•hm-2,其中T4、T6和T7显著高于其他处理,以T6的增幅最大（8.5%）。T6处理在2008-2010年间均表现出最高的能量增幅,具有很好的优势和稳定性。冬季复种模式的光合生产力（11.99-14.03 g•m-2•d-1）和光能利用率（1.46%-1.70%）极显著高于T1（10.55 g•m-2•d-1和1.28%）,平均增幅为14.4%-34.8%,以T3为最高(34.8%)。光合生产力和光能利用率的变化趋势高度一致。冬季复种轮作模式下的经济产量折能为220.9×106-229.7×106 kJ•hm-2,均高于冬季复种连作(T2)的217.5×106 kJ•hm-2,以T6的增幅最大(6.1%)。除T3有所增加外,冬季复种轮作模式的光合生产力(11.99-13.10 g•m-2•d-1)都低于T2(13.67 g•m-2•d-1),平均降幅为4.2%-12.4%,以T4下降最多。T3(1.70%)和T6(1.67%)的光能利用率显著高于其他处理(1.46%-1.58%),且其他处理均低于T1,以T4和T5降幅最大。能值分析显示,不同处理的能值投入产出存在明显差异;表土净损失能最少为T1(2.98×1016sej),最多是T5(3.83×1016sej);工业辅助能最少投入为T1 (1.62×1017sej),最多是T4(2.98×1017sej,近T1的2倍);有机能投入最少为T1(6.55×1015sej),最多是T7(1.19×1016sej,近T1的2倍);T1的产出能最低(1.39×1016sej),T6的产出能最高(5.42×1016sej,近T1的4倍)。除T3(2.81)略低外,冬季复种模式的能值投入率(3.12-4.57)均大于T1(2.84),T4和T5增幅分别达61.1%和50.4%;但冬季复种模式下的能值产出率只有T4(0.13)高于T1(0.08),其他处理(0.06-0.07)均低于T1。冬季复种模式的环境资源能值占总投入能值的比例为0.17-0.26,一定程度上说明稻田冬季复种模式更有利于保护农田环境资源。冬季复种模式的不可更新环境资源能值/总投入的能值的比值在本研究中为0.10-0.15,意味着稻田农产品的产出很大程度上依赖于不可更新环境资源的消耗,将增大稻田水土流失的风险。所有处理的工业辅助能值/总投入能值的比值均超过了0.8,但处理间差异不明显,即工业投入所占比重较大,不利于稻田系统的可持续发展。【结论】双季稻田冬季作物的种植有利于提高稻田的光合生产力和光能利用率。除双季稻田冬季种植混播绿肥轮作模式外的稻田冬季种植经济作物的轮作模式的光合生产力和光能利用率均低于双季稻田冬季复种连作模式。双季稻田冬季种植蚕豆和豌豆的种植模式比稻田冬季休闲模式具有优势,但双季稻田冬季种植油菜是一个高投入高产出的种植模式,利于可持续发展。因此,在试验区双季稻田冬季种植油菜为最佳复种模式。     

秸秆还田配施不同配比化肥对晚稻产量及土壤肥力的影响

为了揭示秸秆腐解规律和土壤养分变化过程,连续2年通过田间试验研究了秸秆还田配施不同配比化肥对晚稻产量及土壤肥力的影响。结果表明,秸秆还田配施不同配比化肥显著提高了晚稻产量,增产幅度为8.5%~21.5%,处理间差异显著。除SN2（秸秆还田配施N 225 kg/hm2）和SP1（秸秆还田配施P 75 kg/hm2）秸秆生物量有所下降外,其余处理秸秆生物量均高于对照单施秸秆处理,范围在3.3%~13.7%,区组间无显著性差异,处理间有显著性差异。秸秆还田配施不同配比化肥处理显著提高了晚稻成熟期有效穗数、每穗粒数、结实率以及千粒重。逐步线性回归方程表明结实率是晚稻产量最主要的影响因素。与对照相比秸秆还田配施不同配比化肥能够提高土壤pH、全氮、碱解氮、有机碳、有效磷、全磷、速效钾和全钾,降低土壤C/N比,其中以秸秆还田配施NPK处理效果最显著。因此需要将秸秆还田与施用化肥、微肥相结合,进一步发挥出秸秆还田的综合效益。