结实期土壤水势对水稻籽粒品质及其粒间差异的影响

为探讨结实期土壤水分对水稻籽粒品质的影响, 以中熟籼稻“扬稻6 号”和中熟粳稻“扬粳9538”为材料, 在盆栽条件下, 研究了不同土壤水势(0 kPa、-15 kPa、-30 kPa、-45 kPa)对水稻籽粒品质的影响, 并进一步探讨了不同粒位间的差异。结果表明, 结实期土壤水分对稻米籽粒品质有较大影响, 且影响程度因品种、粒位不同而异。与对照(0 kPa)相比, 土壤轻度胁迫(土壤水势在-15~-30 kPa 之间)籽粒的精米率、整精米率和崩解值增加, 垩白度和消碱值降低; 不同粒位间比较, 土壤轻度胁迫对水稻穗上二次枝梗或同一枝梗上较迟开花籽粒的影响较大。随土壤水势进一步降低稻米品质变劣。在0 ~ -45 kPa 范围内, 随土壤水势的降低,粗蛋白含量和胶稠度增加。灌浆期土壤轻度落干(土壤水势在-15 ~-30 kPa)有利于稻米品质的改善。     

不同麦秸还田方式改良盐化潮土效果的研究

在田间条件下采用定位试验，研究了不同麦秸还田方式改良盐化潮土的作用和效果。结果表明：不同麦秸还田方式实施5年后，可使土壤容重降低0．19～0．24 g／cm^3，土壤脱盐率达11．82％～21．06％，春小麦增产17．96％～25．00％，对改善土壤物理性状、促进土壤脱盐、提高作物产量有显著效果。     

不同水稻灌溉模式和氮肥减量对还田麦秸腐解特性及土壤养分的影响

为了探讨不同水稻灌溉模式和氮肥减量对还田小麦秸秆腐解特性及土壤养分的影响，通过田间试验，设置了水稻灌溉模式（常规灌溉，W1；干湿交替灌溉，W2）和施氮水平（不施氮，N0；常量施氮，N1；减量20%施氮，N2）处理，采用尼龙网袋法研究了不同处理下小麦秸秆腐解动态、养分释放规律及土壤养分含量。结果表明，干湿交替灌溉和氮肥施用均可促进还田小麦秸秆的腐解，减量20%施氮处理小麦秸秆累积腐解率低于常量施氮处理。相同施氮水平下，干湿交替灌溉模式小麦秸秆碳与氮磷钾累积释放率高于常规灌溉模式；与常量施氮相比，减量20%施氮处理小麦秸秆碳与氮磷钾累积释放率降低。干湿交替灌溉和施氮使土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量提高，而减量20%施氮对土壤养分含量的影响较小。综上可见，干湿交替灌溉和氮肥施用促进了还田小麦秸秆腐解和养分释放，有利于土壤养分提升；而减量20%施氮对小麦秸秆腐解与养分释放以及土壤养分无明显影响。     

结实期温度对稻米理化特性及淀粉谱特性的影响

利用玻璃室内的高温和室外的常温，研究了结实期温度对稻米理化特性和淀粉谱特性的.影响结果表明，随着结实期温度的升高，稻米的糊化温度和蛋白质含量提高，胶稠度变化，而直链淀粉含量下降；相关分析表明，结实期日平均气温与胶稠度和蛋白质含量呈正相关，而与碱消值和直链淀粉含量呈负相关，糊化开始温度随结实期温度的升高而提高，但最高粘度、最低粘度及下降粘度值的变化因品种生态类型不同而异，即在高温条件下结实的稻米与在常温条件下结裨稻米相比，其最高粘度，最低粘度以及下降粘度值，早熟品种前者比后者大，而晚熟品种前者比后者小。     

麦秸还田不均匀对直播水稻生长的影响及对策

针对农业生产中秸秆还田出现的伤苗现象 ,进行了麦秸不均匀还田的微区模拟试验 ,结果表明 ,局部地段秸秆堆积会导致还原物质过多积累 ,严重影响稻种出苗、成苗 ,对水稻的苗期生长也有一定影响。前期干湿交替的水浆管理和适时移苗补缺 ,可以减轻过量秸秆还田所产生的负面影响     

不同麦秸还田方式改良盐化潮土效果的研究

在田间条件下采用定位试验,研究了不同麦秸还田方式改良盐化潮土的作用和效果。结果表明:不同麦秸还田方式实施5年后,可使土壤容重降低0 19～0 24g/cm3,土壤脱盐率达11 82%～21 06%,春小麦增产17 96%～25 00%,对改善土壤物理性状、促进土壤脱盐、提高作物产量有显著效果。     

灌浆结实期高温对水稻剑叶生理特性和稻米品质的影响

以水稻耐热品系996和热敏感品系4628为材料,在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理（9：00-17：00,37℃,17：00-翌日9：00,30℃）和适温处理（CK,9：00-17：00,30℃,17：00-翌日9：00,25℃）22d,研究高温胁迫对水稻剑叶光合特性、膜透性、抗氧化酶活性及稻米品质的影响,并进行对比分析.结果表明：（1）灌浆结实期高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量、叶绿素a/b和净光合速率均降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性表现出胁迫初期升高,高温处理5d后,随胁迫时间延长呈降低趋势,热敏感品系4628剑叶中叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性下降幅度大于耐热品系996;（2）高温下剑叶丙二醛（MDA）含量上升,相对电导率增加,热敏感品系4628增加幅度大于耐热品系996;（3）高温胁迫下垩白粒率和垩白度显著增加,精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量降低,蛋白质含量增加.灌浆结实期高温胁迫下,水稻功能叶抗氧化酶活性降低,膜透性增加,光合能力及光合产物的运输与卸载能力下降,可能是稻米品质降低的重要原因.     

麦秸还田不均匀对直接水稻生长的影响及对策

针对农业生产中秸秆还田出现的伤苗现象，进行了麦秸不均匀还田的微区模拟试验，结果表明，局部地段秸秆堆积会导致还原物质过我积累，严重影响稻种出苗、成苗，对水稻的苗期生长也有一定影响。前期干湿交替的水浆管理和适时移苗补缺，可以减轻过量秸秆还田所产生的负面影响。     

稻草不同还田方式对双季水稻产量及稻米品质的影响

通过2年田间定位试验,设置施肥区稻草还田（NPK+S）、 稻草烧灰还田（NPK+SI）和稻草不还田（NPK）以及相对应的不施肥区对照共6个处理,研究了不同稻草还田方式对双季水稻产量及稻米品质的影响。结果表明, 在施用等量氮、 磷、 钾养分条件下, NPK+S处理具有提高早稻分蘖数及成穗率、 中后期叶面积指数及地上部干物质量,增加叶片叶绿素含量（SPAD值）, 增加水稻单位面积有效穗数的显著作用,但对晚稻的作用不明显; 早稻NPK+S处理的产量较其他两个处理两年平均增幅为3.78%~8.77%, 晚稻随着稻草还田次数的增加,NPK+S与NPK+SI处理的产量趋于接近,但较NPK处理增产5.66%~7.32%。不施肥条件下,稻草还田（CK+S）处理对早、 晚稻生长发育的影响明显大于稻草烧灰还田（CK+SI）和稻草不还田（CK）, 且其早、 晚稻产量也极显著高于后两个处理。研究还发现,稻草还田能提高早、 晚稻的稻米食味品质,但降低其外观品质和营养品质以及晚稻稻米的加工品质。以上结果说明,进行稻草全量还田对持续提高双季水稻产量具有重要意义。     

麦秸、稻壳及菌渣还田对设施菜地的青椒品质及产量的影响

针对设施菜地长期连作带来的土壤退化问题,研究不同种类农业废弃物(麦秸、稻壳及菌渣)还田对设施青椒光合色素含量、产量及品质的影响,以了解农业废弃物利用的可行性。结果表明:麦秸、稻壳及菌渣还田可以有效提高光合色素含量和抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)活性,降低丙二醛含量,其中叶绿素含量以菌渣处理(T3)最高,为1.045 3 mg/g FW;类胡萝卜素含量以稻壳+麦秸处理(T4)最高,为0.257 8 mg/g FW;Chl.a/Chl.b值、Chl.(a+b)/Car.值均以菌渣处理(T3)最大,分别为3.22、4.12。此外,农业废弃物还田可以有效抑制青椒果实中类黄酮和花青素色素的形成。菌渣处理(T3)下的果实可溶性糖与Vc含量最高,分别较对照处理(T7)增加81.20%、15.84%,可溶性蛋白质和游离氨基酸蛋白质含量分别以稻壳+麦秸处理(T4)、稻壳处理(T1)最高。结果还显示,多种农业废弃物配施的青椒产量低于单一施入;菌渣单施处理(T3)产量最高,达48 255.75 kg/hm~2。     

麦秸秆全量还田下耕整地方式对机插水稻产量和品质的影响

为探索麦秸秆全量还田条件下实现水稻增产、品质提高的适宜耕整地方式,于2021-2022年开展大田试验,以迟熟中粳水稻南粳5 718为材料,在麦秸秆全量还田和不还田条件下,设置一体化旱地双轴旋耕整地（T1）、旱地单轴旋耕+水田单轴旋耕整地（T2）、水田单轴旋耕整地（T3）3种耕整地方式,研究麦秸秆还田量与耕整地方式以及两者互作对机插水稻产量和品质特征的影响。结果表明,与麦秸秆不还田相比,麦秸秆全量还田下的水稻产量在T1方式下增加4.54%～5.45%(P<0.05),在T2和T3方式下降低。3种耕整地方式水稻产量在麦秸秆不还田下表现为T2>T1>T3,在麦秸秆全量还田下表现为T1>T2>T3,其中麦秸秆全量还田下T1处理较麦秸秆不还田的T2处理产量有所提高,但无显著差异。这一结果可能与麦秸秆全量还田与T1处理互作降低了稻田土壤容重、增加了耕作深度和土壤Eh有关,从而促进了水稻有效穗数的增加,提高了成熟期干物质积累量和收获指数,实现了水稻产量的增加。麦秸秆全量还田较不还田降低了各耕整地方式下稻米的垩白面积和垩白度,改善了稻米外观品质;降低了稻米的直链淀粉含量,...     

小麦秸秆全量还田对水稻生长及稻田氧化还原物质的影响

以粳型水稻品系2645为材料,设小麦秸秆全量还田和不还田两个处理,研究小麦秸秆全量还田对水稻生长和稻田氧化还原物质的影响。结果表明,小麦秸秆全量还田提高了水稻穗粒数和产量,分别提高6.3%~6.9%和2.4%~10.0%,但使有效分蘖期(移栽后25 d)稻田水体含氧量降低了19.2%~68.4%,土壤还原物质总量和活性还原物质含量分别提高了6.2%~14.2%和15.1%~86.5%,水溶性Fe2+含量提高9.7%~30.1%,土壤氧化还原电位(Eh)和水稻根系活力分别下降3.6%~22.4%和13.5%~21.1%,拔节期分蘖数量和叶面积指数(LAI)分别减少9.5%和1.8%~4.3%。表明小麦秸秆全量还田增加了水稻生长前期稻田水体氧消耗量,促进了土壤还原物质积累,降低了土壤Eh和水稻根系活力,对水稻前期的群体发展有一定影响,但不影响最终产量。     

稻草还田免耕抛秧对水稻土剖面形态特征的影响

为探讨免耕抛秧栽培对土壤剖面形态特征的影响,分别对连续2年和7年结合稻草还田的常耕和免耕试验的土壤剖面进行了研究。结果表明,常耕对土壤剖面形态特征影响不明显。免耕改变了耕作层亚层的剖面形态特征,且表层土壤疏松和pH值变小;水稻根系向土壤表层集中和裂隙出现部位增高。普通免耕形成的耕作层构型是Aa1-Aa2-Aa3,疏松表层较薄、亚表层有变坚实的趋势。稻草还田免耕形成的耕作层构型是O-Aa1-Aa2-Aa3,鳝血斑的数量增加、土壤颜色加深、疏松和体积质量降低。以稻草还田免耕抛秧形成的土壤剖面协调土壤肥力效果最好。     

麦秆还田氮肥运筹对水稻产量及土壤氮素供应的影响

通过田间对比试验,研究了小麦秸秆全量还田后不同N肥运筹模式对水稻生长及土壤N素供应的影响。结果表明,小麦秸秆全量还田使水稻增产5.3%,且N肥运筹模式由传统模式A(基蘖肥:穗肥=5:5,基肥:分蘖肥=6:4)优化为B(基蘖肥:穗肥=6.5:3.5,基肥:分蘖肥=8:2)时,增产幅度更大,达9.3%。秸秆全量还田主要通过提高水稻结实率和成穗率,增加有效穗数,实现水稻增产。秸秆还田影响了水稻生长进程,表现为抑制水稻前期(孕穗期)生长和N素累积,而促进后期生物量增加和N素累积。同一时期,N肥模式B水稻生物量、N素累积量均高于模式A。秸秆全量还田后,土壤矿质N发生变化,水稻生育前期较不还田处理(CK)低,而后期较CK高,且N肥运筹模式B较A高。秸秆还田提高了N肥利用率,RNA、RNB分别比CK增加4.1和8.6个百分点,且土壤N素表观盈余量表现为:RNBRNACK。因而,小麦秸秆全量还田,并采用N肥运筹模式B,是实现水稻高产,维持土壤N素平衡的有效措施。     

Influences of irrigation,nitrogen and zeolite management on the physicochemical properties of rice

The addition of zeolite (Z) to soils is increasingly being recognised as a way to enhance agricultural production and decrease fertilisation requirements and, hence, environmental costs. Meanwhile, the alternate wetting and drying irrigation (AWD) has become widely applied to reduce the water requirements of rice cultivation. However, limited information is available on their impacts on rice’s physicochemical properties. This study investigated an integrated irrigation, nitrogen (N) and Z rice production system and assessed its effects on the milling, appearance, nutrition, taste and cooking qualities of the rice grain produced. Compared with conventional flooding irrigation (CF), AWD-grown rice had slightly decreased milling and appearance qualities. Addition of Z increased rice protein content and slightly decreased eating quality without affecting milling, appearance and cooking qualities. The highest yields achieved under AWD (9.8 t ha^?1) and CF (8.9 t ha^?1) were achieved using 105 kg N and 10 t Z ha^?1, and 105 kg N and 5 t Z ha^?1, respectively. Compared with the flooding untreated control (using 157.5 kg N ha^?1 and no Z), these two treatment regimens required 27.8% and 8.1% less water, 33.3% less N fertiliser and increased yields by 10.6% and 0.6%, respectively, without measurably affecting rice grain quality.     

长期稻草还田对紫色水稻土肥力和生产力的影响

通过8年淹水条件下一季中稻的田间定位试验,研究了长期稻草还田以及稻草与不同化肥配合施用对紫色水稻土生产力和土壤肥力的影响。结果表明,稻草与N、P、K化肥配合施用能维持或提高紫色水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质和全氮含量提高,土壤磷的有效性增加,速效钾与试验前基本平衡。纯化肥处理尤其是N、NP、NK处理水稻产量、土壤氮和钾含量逐年降低,不能维持系统生产力和土壤肥力。稻草还田对翌年水稻具有显著的增产作用,8年平均稻草还田处理比对照增产39.5%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年升高。稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功效,稻草可替代部分化学钾肥。     

不同秸秆还田年限对稻麦轮作系统温室气体排放的影响

为揭示稻麦轮作系统不同秸秆还田年限下温室气体排放特征及减排调控机制,本研究采用大田小区试验,考察了稻麦轮作不同秸秆还田年限[空白对照(CK)、常规处理秸秆不还田(NT)、1年秸秆还田(SR1)和5年秸秆还田(SR5)]对CH4、CO2和N2O 3种温室气体排放规律的影响,同时测定了土壤固碳量,估算了秸秆焚烧产生的温室气体排放量,综合计算了4种处理对全球变暖的贡献。试验结果表明,SR1和SR5均显著提升CH4和CO2的排放通量,分别高出NT、CK处理73.52%、309.49%和13.29%、13.06%;同时显著降低N2O排放通量,较NT降低29.68%和42.55%;但SR1和SR5之间温室气体排放通量差异不显著;与NT相比,SR1和SR5可以显著提高土壤固碳量517.9%和709.03%,SR5土壤固碳量高出SR1达30.93%;NT秸秆焚烧产生的全球气温变暖贡献为9 698.49 kg(CO2-eqv)·hm?2,比CK高126.98%。综合分析温室气体排放、土壤固碳以及秸秆焚烧3个因素,SR1全球升温贡献最低,显著低于NT 4.72%。短期全量秸秆还田有助于降低总体温室气体排放,长期进行秸秆还田后降低幅度会逐步减小。     

Modeling a long-term effect of rice straw incorporation on SOC content and grain yield in rice field

ABSTRACT

The long-term effects of rice straw incorporation on soil organic carbon (SOC) content and rice yield were evaluated from rice cultivation with different treatments: no rice straw (control), rice straw (RS), and rice straw compost (RSC) as a main-plots; five levels of nitrogen (N) fertilizer application: 0, 100, 150, 200, and 250 of N (kg ha^?1) as a sub-plots. The denitrification and decomposition (DNDC) model was employed to simulate changes in SOC content and rice grain yield over 35 years. Additionally, scenario analysis on continuous or discontinuous RS incorporation in rice fields was conducted using the DNDC model. The long-term results indicated that RS and RSC treatments played a crucial role in increasing grain yields by 9% and 11% due to the increased SOC contents compared to control treatment. The validated DNDC model on SOC contents and yields showed a good agreement between the observed and simulated values based on the normalized root mean square errors. The model predicted a rapid decline of SOC contents without RS incorporation. Results suggested that incorporating rice straw or amending manure to paddy soils is a preferred practice for maintaining SOC contents.     

微生物菌喷施对集沟还田稻麦秸秆的影响

在稻麦轮作、秸秆集沟还田模式下,针对沟内秸秆因腐解过慢而妨碍下茬作物正常生长的问题,利用微生物复合菌对秸秆的催腐特性,采用已研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机的喷施功能,对沟内秸秆进行喷菌使其快速腐解还田。为考察菌剂对秸秆的腐解效果,设计了裂区对比试验。试验结果表明：观察期内,夏季麦秸秆在液体菌剂+覆土处理下腐解率达74.60%,远高于对照组（不施菌剂+覆土）的12.80%,也高于未覆土+液体菌剂处理的44.11%,表明适宜的菌剂对麦秸秆有较好的促腐效果;冬季稻秸秆在各菌剂处理下秸秆的腐解率均不超过30%,且与对照组无显著差异（P>0.05）。粉末状菌剂的各处理腐解率均在25%以下,促腐效果不明显,表明粉剂在该模式下适用性有限。该研究为集沟还田的秸秆进一步处理提供了参考。