不同灌溉方式和氮肥用量对寒地粳稻干物质积累与转运的影响

采用田间裂区设计的方法,研究了不同灌溉方式和氮肥用量对寒地粳稻干物质累积与运转的影响。结果表明,灌溉方式和氮肥用量对抽穗期、抽穗期后、成熟期的干物质累积量、茎鞘物质输出率和转化率的影响达显著水平,且互作效应显著。轻干湿交替灌溉方式结合适量的氮肥用量可显著提高抽穗期、抽穗期后、成熟期的干物质累积量、茎鞘物质的输出率和转换率;中、重干湿交替方式下,增加氮肥用量虽可提高干物质累积量,但不利于抽穗期至成熟期干物质累积和茎鞘物质的转运。减少氮肥用量可减缓水分胁迫对干物质累积及转运控水效应和互作效应的负效应。本试验表明,轻干湿交替灌溉方式结合150~225 kg·hm-2的氮肥用量的方式为本试验条件下最优的水、氮互作方式;而中、重干湿交替灌溉方式,氮肥用量应减为75~150 kg·hm-2,以缓解控水效应和互作效应的负效应。     

氮肥用量和插秧密度对寒地粳稻籽粒转氨酶活性及蛋白质含量的影响

试验以寒地粳稻牡丹江30、东农426、松粳14为材料,采用裂区设计,研究氮肥用量和插秧密度对寒地粳稻籽粒转氨酶活性、蛋白质含量、蛋白质产量及水稻产量的影响。结果表明:3个品种齐穗后籽粒谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性呈单峰曲线变化,到达峰值时间不同;齐穗后21、28、35 d GOT活性和齐穗后14、21、28、35 d GPT活性分别与齐穗后21、28、35 d籽粒蛋白质含量呈显著或极显著正相关;籽粒蛋白质含量均随施氮量的增加而升高,插秧密度处理间差异不明显;综合水稻产量和蛋白质产量,牡丹江30最佳处理为N2D3(N 150 kg/hm2,30 cm×16.6 cm),东农426为N3D2(N 225 kg/hm2,30 cm×13.3 cm),松粳14为N3D1(N 225 kg/hm2,30 cm×10.0 cm)。     

施钾量对寒地粳稻抗倒伏能力的影响

以东农425、东农427和松粳6号为试验材料,研究不同施钾量对寒地粳稻抗倒伏能力的影响。结果表明,在适当钾肥用量处理下,水稻株高增加,重心上移,基部第1、2节间长缩短,第3节间长伸长,各节间粗度、充实度、茎壁厚、抗折力和弯曲力矩都增加,倒伏指数减小,抗倒伏能力增强,茎鞘可溶性总糖含量增多,产量增加。基部各节间抗折力与节间粗度、充实度、茎壁厚和茎鞘可溶性总糖含量呈极显著正相关,与株高、重心高度和产量相关性不显著。第1、2节间抗折力与节间长呈极显著负相关,第3节间抗折力与节间长相关性不显著。东农425和东农427在K2O施用量为75 kg/hm2抗倒伏性最好,松粳6号在K2O施用量为100 kg/hm2抗倒伏性最好。     

不同施氮水平下不同氮利用效率小黑麦植株氮素积累分配特性

采用土培盆栽试验,以小黑麦氮高效利用品种‘Clxt82’、‘PI429186’和氮低效利用品种‘Clxt74’为材料,研究0(不施氮)、0.033 g(N)·kg-1(低氮)和0.066 g(N)·kg-1(正常氮)3个不同施氮水平下,各生长时期氮素在器官间和器官内不同功能性氮素分配的特性。结果表明:氮高效利用品种在氮素不足的条件下优势更明显,抽穗期高效利用品种和低效利用品种间生物量的差异随施氮量的增加而减小,在不施氮、低氮和正常供氮时‘Clxt82’、‘PI429186’地上部生物量分别为‘Clxt74’的1.55倍、1.19倍、1.06倍和1.79倍、1.35倍、1.30倍。不同生育时期,小黑麦氮积累量均随施氮量的增加而显著增加,低氮和正常供氮处理,在分蘖期、拔节期氮高效利用品种氮积累量均显著高于低效利用品种,而在抽穗期差异则不大。随施氮量的增加,氮素在叶片和穗部的分配比例减小,在茎的分配比例增大;分蘖期和拔节期,氮高效利用品种茎中氮素分配比例小于低效利用品种,叶片氮素分配比例则大于低效利用品种。抽穗期氮高效利用品种穗部氮素分配比例大于低效品种,而叶部则相反。各生育时期各器官不同形态氮素含量总体上随施氮量的增加而增加。不施氮和低氮处理,拔节期氮高效品种‘Clxt82’、‘PI429186’叶片营养性氮含量是低效品种‘Clxt74’的1.31倍、1.76倍和1.12倍、1.35倍,而结构性氮含量则是低效品种的86.12%、64.01%和80.82%、71.51%;抽穗期氮高效品种‘Clxt82’、‘PI429186’叶片营养性氮含量是低效品种‘Clxt74’的1.01倍、1.11倍和1.04倍、1.13倍,结构性氮含量为低效品种‘Clxt74’的74.99%、63.08%和75.78%、62.84%;各时期品种间功能性氮素含量差异不大。低氮条件下氮高效利用品种通过降低结构性氮素含量、增加营养性氮素含量来满足氮素的利用和体内循环。     

秸秆还田下寒地水稻实现高产高氮肥利用率的氮肥运筹模式

[目的]秸秆还田是东北寒地水稻种植区培肥土壤的重要措施,研究调整水稻基蘖氮肥与穗氮肥比例,为促进寒地水稻氮肥的合理施用提供科学依据.[方法]田间试验于2016、2017年在吉林省进行,供试水稻品种为吉粳511.上一季水稻收获后,秸秆9000 kg/hm2粉碎至10 cm左右,翻压还田.在总施氮(N)量200 kg/hm...     

分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响

以3个耐冷性不同的寒地粳稻品种东农428、龙稻7和松粳10为材料,设置7个施氮量水平,在分蘖期进行冷水处理,研究分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响。结果表明,冷水胁迫下寒地粳稻分蘖生长速度下降,最高分蘖数、有效分蘖率、有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率和产量均降低。随着氮肥用量的增加,分蘖生长速度加快,最高分蘖数增加,分蘖盛期推迟,有效分蘖率、千粒重、结实率下降。100 kg/hm2的氮肥用量下寒地粳稻的有效穗数、每穗粒数、产量及产量冷水反应指数最接近对照,最能够减轻低温冷害下寒地粳稻产量的损失。     

双季晚粳稻氮肥精确运筹研究

【目的】我国南方双季稻区晚稻品种以籼稻为主。近年来我国粳米需求量逐渐增大,研究者提出了利用南方双季稻区充足的温光等资源进行晚季稻籼改粳以提高粳稻总产量。系统研究双季晚粳稻高产、优质和高效的氮肥运筹方式就显得十分重要。【方法】 2011~2012年,在南方典型双季稻区江西省上高县泗溪镇,以杂交粳稻常优5号和甬优8号为晚稻材料,在总施纯氮量 225 kg/hm2 条件下,设置10∶0、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7 七种基蘖肥与穗肥运筹比例,通过研究不同氮肥运筹方式对双季晚粳稻产量及其构成因素、叶面积指数、茎蘖动态、光合物质生产与积累、氮 素吸收利用以及稻米品质等方面的影响,明确了南方稻区双季晚粳稻氮肥精确运筹模式。【结果】 随基蘖肥占总施氮量比例的降低,结实率、千粒重和每穗粒数呈先增加后减少的趋势,穗数呈减少趋势。氮肥基蘖肥与穗肥比例在6∶4、7∶3范围内,双季晚粳稻群体穗数充足、穗型大、群体颖花量高,且结实率和千粒重较稳定,产量显著高于其他处理,最高产量为9985 kg/hm2。拔节前群体茎蘖数增加较慢,但高峰苗数适宜,拔节后群体茎蘖数下降平缓,茎蘖成穗率显著高于其他处理,高于70%;生育中期和后期,群体叶面积指数较高,群体光合势高,光合生产力强,干物质积累量显著提高。随基蘖肥占总施氮量比例降低,成熟期氮素积累总量、氮肥表观利用率、氮肥农学利用率及氮肥偏生产力均呈先增加后减少的趋势,百公斤稻谷需氮量呈先减少后增加的趋势。6∶4和7∶3处理拔节前氮素积累量较少,拔节至抽穗期氮素积累量和成熟期积累量显著高于其他处理。6∶4和7∶3处理氮肥表观利用率、农学利用率及偏生产力显著高于其他处理,百公斤稻谷需氮量显著低于其他处理。氮肥表观利用率 与基蘖肥比例呈开口向下的二次曲线关系。同时该氮肥运筹模式可改善稻米加工品质、蒸煮食味和营养品质,但增加了稻米垩白率和垩白度,RVA谱特征值各指标不能同时达到最佳值。【结论】基蘖肥∶ 穗肥为 6∶4、7∶3的氮肥运筹方案,可使双季晚粳稻高产、优质、高效得到较好的协调统一。     

钾肥施用量对寒地粳稻不同穗位籽粒灌浆过程和产量的影响

以东农425、东农427和松粳6号为材料,设7个钾素水平,即K2O施用量为:K0(0 kg·hm-2)、K1(25 kg·hm-2)、K2(50 kg·hm-2)、K3(75 kg·hm-2)、K4(100 kg·hm-2)、K5(125 kg·hm-2)和K6(150 kg·hm-2)。研究了钾肥用量对寒地粳稻不同穗位籽粒灌浆过程和产量的影响。结果表明:适宜的钾肥施用量为75~100 kg·hm-2。品种间灌浆过程的变化规律相似,穗位间灌浆过程差异较大。各穗位的千粒重、结实率与最终的产量相关性显著。钾肥施用量可以调节不同穗位籽粒的灌浆强度,在最适钾肥施用量下,上部穗位籽粒起始生长势(R0)与中、下部穗位籽粒R0的平均差异缩小到0.089,而平均生长速率(GRmean)在K6处理下与中、下部穗位籽粒GRmean的平均差异缩小到0.016 g·d-1;适宜的钾肥施用量也明显提高了不同穗位籽粒中、后期灌浆的产量贡献率,最终使不同穗位的产量均衡,并达到高产。     

不同轮作模式下基于机插粳稻稳产和氮肥高效的氮肥运筹方式

  【目的】  研究不同旱作茬口对水旱轮作系统中机插粳稻生长和产量的影响,探索不同轮作模式中机插粳稻氮肥减施方式,实现减肥不减产、节约成本、减少环境污染的目标。  【方法】  在云南省保山市隆阳区选择油菜–水稻、小麦–水稻和蚕豆–水稻3种主要轮作模式,以当地主推的粳稻品种隆科16号为试材,设置6个穗肥氮素用量 (N 0、90、120、150、180和210 kg/hm2) 处理,分别以N0、N90、N120、N150、N180、N210表示,按6∶4的比例用作促花肥和保花肥,并以当地高产施氮技术处理 (共施N 285 kg/hm2,基肥、蘖肥、促花肥和保花肥各1/4) 为对照 (CK),研究了机插粳稻产量及其构成因素和氮素吸收、运转及利用效率。  【结果】  前茬为油菜的稻田土壤含氮量最高,其次为小麦茬,最低的为蚕豆茬。3种轮作模式下,不同穗肥施用量间水稻产量和氮素利用效率差异达到极显著水平。相同氮素用量下,油菜茬口水稻的产量、氮素吸收量和氮肥表观利用率最高,其次是小麦茬口,最低的是蚕豆茬口。3个轮作茬口下,两年平均水稻产量均以N 180 kg/hm2处理最高,与CK相比,在施N减少36.84%的情况下,油菜和小麦茬口的稻谷产量基本保持稳定,蚕豆–水稻模式稻谷增产3.94%。但第二年继续同样处理,油菜、小麦和蚕豆茬口的水稻平均产量分别减少1.07、0.30和0.29 t/hm2。只施穗肥氮可增加水稻的有效穗,虽然有效穗的增加量略低于对照,但总颖花量与对照差异不显著。油菜–水稻模式中穗肥用量为N 180 kg/hm2的处理氮肥农学利用率最高。  【结论】  在水旱轮作系统中,油菜茬口残留的肥力要高于小麦和蚕豆茬口。小麦–水稻和蚕豆–水稻轮作,两年内水稻可不施基肥和分蘖肥,只施N 180 kg/hm2作穗肥,按促花肥∶保花肥为6∶4的比例施用,能够实现减肥不减产的目标。而油菜–水稻轮作体系采用此施肥方法,减氮效果明显,但持续减氮栽培可能会大幅降低水稻产量。     

哈尼梯田生态系统地表水不同形态氮含量时空分布特征

为探讨哈尼梯田生态系统天人合一的水分和营养元素的利用模式,揭示哈尼梯田生态系统氮素时空变化规律,明确土地利用对氮浓度的影响,为哈尼梯田的水环境保护和可持续发展提供科学依据。以元阳县全福庄小流域为研究对象,应用Kriging空间插值法分析了该系统地表水氮素的时空分布特征。结果表明:(1)除NO_3~--N浓度在夏季和冬季呈强变异外,其他N浓度在不同季节的变异系数均小于100%,表现为中等程度变异。(2)梯田中下部TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度变幅都较大,分别为0.103~0.849,0.010~0.143,0.052~0.446mg/L,森林地表水中TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度的变幅都相对较小,分别为0.108~0.471,0.003~0.102,0.058~0.164mg/L。(3)TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的块金系数均小于50%,各季节均有较强的空间自相关性。TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的变程均在1 000m以内,表明各指标各个季节分别在不同尺度范围内分布连续,存在空间自相关性。(4)通过Kriging插值法得知,不同季节TN、NO_3~--N,NH_4~+-N地表水浓度从整体上为村庄梯田河流森林的分布规律。     

基于压力-状态-响应模型的寒地粳稻杂交育种后代选择与实现

为提高育种杂交后代选择效果,引入压力-状态-响应(PSR)模型对影响寒地粳稻杂交育种后代的遗传、环境和选择因素进行探讨。构建1个目标、3个准则和18个指标组成的寒地粳稻杂交育种后代选择概念模型与评价体系,并采用客观熵权和功效评分相组合方法进行综合指数评价。结果表明:在PSR模型设计环境下,‘绥粳18’杂交育种9个世代杂交后代均表现出穗颈瘟权重值最大,其次是倒伏级别,再次是空壳率,寒地生态环境下抗穗颈瘟发病指数、抗倒伏级别和空壳率水平是水稻育种杂交后代选择最重要的考虑指标。PSR系统评价中,各子系统的影响力大小依次是响应子系统(权重为0.6867)状态子系统(权重为0.2651)压力子系统(权重为0.0482);各指标值变异系数为0～200.4%,大范围变异利于提高后代选择育种效果。与目前多依据株型理论选择杂交后代系谱相比,运用PSR模型理论与评价体系方法,创建动态压力选择环境,客观评价指标特征,并引入专家决策管理,能够有效克服单纯依靠育种经验、定性定量不结合、多注重性状选择以及响应决策不系统而导致多优性状聚合难、鉴定难、选择效率低等问题,具有较好可行性、可靠性和实用性,可以获得更加合理的寒地水稻育种杂交后代选择方案。本研究结果可为加快寒地优质高产多抗广适突破性水稻新品种选育提供有益参考和技术依据。     

优化施肥促进寒地粳稻可溶性糖积累转运、气候资源利用及产量形成

[目的]研究氮、磷、钾肥不同配比对寒地粳稻功能叶片、茎鞘及籽粒可溶性糖积累和转运的影响,揭示其与气候资源利用和产量的关系.[方法]大田试验采用"3414"施肥方案,供试寒地粳稻品种为东农427.在水稻分蘖至成熟的5个主要生育期,取样测定了功能叶片、茎鞘和籽粒中的可溶性糖含量,计算功能叶片、茎鞘和籽粒可溶性糖积累转运量,...     

不同施氮量下双季稻连作体系土壤氨挥发损失研究

采用密闭室间歇通气法研究双季稻连作体系不同施氮量下土壤氨挥发损失。结果表明,早稻氨挥发损失主要发生在施肥后的15d内,第3～5d出现峰值,损失总量为N 22.60～162.0 kg /hm2,损失率为 29.29%～52.32%;晚稻氨挥发主要发生在施肥后的11d内,第3 d出现峰值,损失总量为N 22.35～141.4 kg /hm2,损失率为35.75%～46.82%。早、晚稻各生育期连作周期的氨挥发量均与施氮量呈显著线性关系。     

不同施肥方式下氮肥用量对直播稻根系形态及氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究施肥方式(点施于距土表1、5 cm土柱中心位置,分别记为M1、M2;距土表0~5、0~10 cm土壤与氮肥混匀施用,分别记为M3、M4)和氮肥用量(N 0、0.3、0.6、0.9、1.2 g/盆)对直播稻苗期生物量、根系形态及氮素吸收的影响,以期为直播稻科学施用氮肥提供理论依据。结果表明,M1、M2施肥方式下N0.6处理地上部和根系生物量都显著高于其他处理,增幅分别为17.8%~84.8%和13.9%~46.9%,根系形态指标表现为N0.3和N0.6高于N1.2处理;M3、M4施肥方式下N1.2处理地上部和根系生物量都显著高于其他处理,增幅分别为32.6%~36.3%和14.9%~16.2%,根系形态指标有随着施氮量增加而增加的趋势。施肥方式和氮肥用量对氮素吸收量的影响趋势与生物量表现一致,氮素吸收利用率表现为点施条件下M1M2,混施条件下M3M4。相关分析结果表明,水稻地上部生物量及其氮素吸收与根系形态参数及氮素吸收量存在显著正相关关系。综上所述,低氮条件下浅层点施、高氮条件下浅层混施有利于促进水稻苗期的生长发育,稳固良好的根系形态特性,增强其对养分的吸收利用。     

免耕抛秧条件下不同氮肥用量对水稻生长和产量的影响

根据水稻免耕抛秧氮肥施用和吸收利用的特点,2007年在岑溪市筋竹镇进行了早晚两造水稻免耕抛秧不同氮肥施用量对比试验,以探索免耕抛秧栽培的最佳施氮量水平。结果表明:施N 150.0 kg/hm2处理的禾苗长势较好,且病虫害较轻,无效分蘖少,每穗实粒数和结实率以及产量均较高,是水稻免耕抛秧栽培的最佳施氮量。     

生物炭对植烟土壤氮素形态迁移及微生物量氮的影响

为了在植烟土壤中施加生物炭,以及在不同氮素水平下验证生物炭对土壤氮素的淋洗及迁移的影响.采用大田试验,设计5个处理,在磷肥和钾肥施用量相同的基础上,除对照(CK)处理不施生物炭与氮肥外,其余4个处理都添加1 600 kg/hm2的生物炭,施氮量分别为(N0)0、(N1)37.5、(N2)52.5和(N3) 67.5 kg/hm2,对植烟土壤氮素在0～20、20 ～ 40和40 ～ 60 cm土层施加生物炭,研究全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数的影响及其迁移规律,以及0～20cm土层微生物量氮的变化特征.结果表明:植烟土壤施用生物炭降低了0～ 20 cm以下土壤氮素质量分数,提高了植烟土壤对氮素的固定能力.与CK相比,增施生物炭的N0在0～20 cm以下土层,土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数降低率最高达到11.21％、49.07％、42.29％和31.35％.而施氮量对植烟土壤全氮、碱解氮和铵态氮的影响,主要集中在0 ～ 20 em土层,且土壤氮素质量分数随施氮量的增加而增加,以N3处理各氮素指标质量分数相对最高,其全氮、碱解氮和铵态氮质量分数最高分别为2.10 g/kg、261.86 mg/kg和49.80 mg/kg.土壤硝态氮质量分数随土层加深而下降,在0 ～ 20 cm土层,以N3处理最高,达264.90 mg/kg;但不同氮水平下,硝态氮质量分数在20 ～ 40 cm土层差异较其他土层更显著.施用氮肥对植烟土壤氮素的影响主要表现在烟草移栽后前30 d.增施生物炭可以提高烟草移栽后60 d时土壤微生物量氮;而施氮量对微生物量氮熵的影响主要表现在烟草移栽30 d之后.施氮量对植烟土壤氮素的影响主要表现在0～20 cm土层,且在烟草生育前期效果显著.生物炭可以明显抑制植烟土壤本身及低量氮肥施用下氮素淋失迁移,但在高量氮肥施用下的抑制作用不明显.在豫中烟区,以生物炭配施氮肥67.5 kg/hm2施肥措施,最利于植烟土壤氮素提高.     

施氮量和栽培密度对超级早稻不同器官氮素积累与转运及其吸收利用率的影响

以超级杂交早稻中嘉早17为材料,采用田间试验在施氮量为0、120、165、210 kg/hm24个水平和种植密度为22.5×104穴/hm2(D1)和30×104穴/hm2(D2)2个水平下研究施氮量和种植密度对其氮素利用、积累和转运特性的影响.结果表明,氮素积累总量随施氮量和种植密度的增加而增加,但氮素积累量的增幅随供氮水平的提高而降低,施氮量由120 kg/hm2(N1)上升到165 kg/hm2(N2)的增加幅度,明显大于施氮量由165 kg/hm2(N2)上升到210 kg/hm2(N3)时的增加幅度.叶片氮素转运量也随施氮量和栽培密度的增加而增加,转运率没有明显规律.农学利用率、氮肥偏生产力、收获时氮素生理效率和施肥量间存在负相关.同时发现低密度种植时,氮素农学利用率和收获期氮素生理效率均高于高密度种植.