不同耕作模式对小麦—玉米轮作下潮土养分和作物产量的影响

通过分析裂区设计下的6个处理,即小麦季深耕和旋耕2个主处理×玉米季免耕播种、行间深松和行内深松3个副处理:(1)旋耕+免耕播种(RT—NT);(2)旋耕+行间深松(RT—SBR);(3)旋耕+行内深松(RT—SIR);(4)深耕+免耕播种(DT—NT);(5)深耕+行间深松(DT—SBR);(6)深耕+行内深松(DT—SIR),对土壤养分含量和作物产量影响,筛选适宜于小麦—玉米轮作体系的耕作模式。结果表明,各处理土壤养分含量在小麦、玉米两季中均随土层深度增加而降低。小麦季,旋耕处理0—10cm土层土壤全氮、碱解氮、有效磷含量、硝态氮含量显著高于深耕处理;但深耕增加当季30—40cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、硝态氮、铵态氮含量。玉米季,DT—NT处理0—30cm土层有机质含量较RT—NT处理增加40.1%～64.3%。RT—SBR、RT—SIR处理显著提升土壤0—30cm全氮含量,其中RT—SBR处理0—10cm土层全氮含量最高,为1.4g/kg。RT—SIR处理显著增加0—20cm土壤碱解氮含量,较RT—NT显著增加15.0%～25.3%。在0—40cm土层,DT—SBR处理的有效磷含量最高,而RT—SBR处理的速效钾含量最高。DT—SIR处理显著提升20—50cm土层硝态氮和铵态氮含量,其中硝态氮含量为8.5～30.4mg/kg,铵态氮含量为2.6～8.9mg/kg。与小麦季相比,玉米季提升10—20cm土层有机质含量、0—50cm土层的碱解氮、有效磷、速效钾含量以及40—50cm土层的硝态氮、铵态氮含量。DT—SBR和DT—SIR处理穗长、百粒重、收获指数和产量显著高于其他处理,且二者产量较RT—NT处理显著增加6.4%～10.8%。玉米季DT—SIR处理的肥料偏利用率和经济效益最高。综上所述,深耕+行内深松处理有利于增加土壤养分含量,且增产效果较好,在本研究中最优。     

适宜耕作模式提高黄淮海平原冬小麦产量并改善土壤水肥状况

为了探索黄淮海小麦生产适宜的耕作模式,该研究设计长期定位试验（2017年—2022年）对比了简化耕作模式深耕（deep tillage, DT）、轮耕（rotational tillage, RT）和免耕（no-tillage, NT）对冬小麦产量和土壤水肥状况的影响。结果表明：RT处理显著提高了冬小麦苗期0～20 cm土层土壤水分吸收利用情况,冬小麦孕穗期、灌浆期RT处理0～20、>20~40 cm土层土壤含水量显著高于DT、NT处理。RT处理0～20、>20～40 cm土壤全氮、有机质含量和碳氮比含量较DT、NT处理显著提高, 2021—2022年0～20 cm土壤全氮、有机质含量、碳氮比RT处理较DT和NT处理分别显著提高40.45%和31.58%、56.66%和45.34%、11.62%和9.91%。2020—2021年和2021—2022年RT处理冬小麦产量较DT、NT处理分别显著提高20.20%、13.39%和20.35%、18.74%。RT处理显著增加了冬小麦千粒质量,其产量变异系数最低,产量可持续指数最高,说明RT处理有助于增加冬小麦生产力稳定性和可持续性,可以实现黄淮海冬小麦高产稳产。研究可为黄淮海平原冬小麦生产应用一年深耕、两年免耕的轮耕耕作模式提供理论指导与技术支撑。     

轮耕秸秆还田促进冬小麦干物质积累提高水氮利用效率

通过田间定位试验,探究了不同耕作措施及秸秆还田对2015-2017年2个生长季冬小麦物质积累、氮素积累及水氮利用效率的影响。采用2因素裂区试验设计,主区为秸秆还田(S)和秸秆不还田(NS);副区分别为深耕(DT)、轮耕(RT)和免耕(NT)处理。结果表明:S处理较NS处理显著增加冬小麦旗叶SPAD和光合速率,提高成熟期植株生物量,但产量增加不显著。RT处理于2015-2016年和2016-2017年较DT处理分别显著增产4.88%和9.05%,2016-2017年较NT处理显著增产3.64%。秸秆还田和耕作方式交互作用显著影响冬小麦产量,S+RT处理2015-2016年和2016-2017年较NS+DT处理分别显著提高8.68%和16.98%。S处理显著增加植株氮素积累量和水分利用效率;RT处理显著提高冬小麦水分利用效率,增加冬小麦氮素积累量、籽粒氮素积累量、氮素转运及其利用效率。2015-2016年和2016-2017年RT处理水分利用效率较NT处理分别提高8.45%和8.92%,2015-2016年较DT处理提高5.24%;2016-2017年RT处理氮肥偏生产力较NT和DT处理分别显著提高3.68%和9.16%;氮素籽粒生产效率较NT和DT处理分别显著提高10.60%和4.78%。S+RT处理花后SPAD下降幅度最小,花期和成熟期均具有较高的光合速率,产量、水分利用效率和氮肥偏生产力与NS+DT和S+DT相比分别平均提高了12.58%,8.53%,7.95%和4.11%,19.79%,11.44%。因此,秸秆还田配合轮耕措施是黄淮海南部较为适宜的节水省肥型冬小麦耕作栽培措施。     

深耕改善砂姜黑土理化性状提高小麦产量

为探明砂姜黑土农田适宜的耕作方式,进一步挖掘砂姜黑土生产潜力,发挥地域资源优势,以周麦27为试验材料,在大田条件下设置免耕、旋耕(15 cm)、深耕(30 cm)3种耕作方式,研究了耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、有机碳含量、无机氮含量以及小麦籽粒产量的影响。结果表明,在小麦苗期和成熟期,3种耕作方式处理间0~10 cm土层土壤容重差异不显著(P0.05),但深耕处理显著降低10~30 cm土层土壤容重(P0.05)。在小麦苗期、越冬期、拔节期、开花期和成熟期,3种耕作方式对0~20 cm土层土壤有机碳含量的影响规律不明显,但深耕处理明显增加20~40 cm土层土壤有机碳含量;20~40 cm土层土壤铵态氮含量均为深耕旋耕免耕。与免耕处理相比,深耕处理通过增加小麦穗粒数和千粒质量,最终促使籽粒产量增加16.33%。综上所述,在该试验条件下,在秸秆还田的基础上,小麦季30 cm深耕处理可以降低土壤容重,增加土壤有机碳含量,进而提高小麦籽粒产量,可作为砂姜黑土农田适宜的耕作方式。     

秸秆还田与耕作方式对麦后复种花生田土壤性质和产量的影响

小麦-花生一年两熟是解决粮油争地矛盾,实现粮油自给的重要途径,小麦收获后直播花生是麦油两熟的主要种植方式。试验在前茬小麦收获后设计秸秆还田与耕作方式2种处理因素,共6个处理:旋耕秸秆不还田(RT)、旋耕秸秆还田(RTS)、免耕秸秆不还田(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)、深耕秸秆不还田(DT)和深耕秸秆还田(DTS)。研究秸秆还田与耕作方式对土壤理化性质以及花生产量的影响。结果表明:不同耕作方式对土壤理化性质的影响不同,在0—10 cm土层中,与深耕处理和旋耕处理相比,免耕处理增加了大粒径团聚体的质量比例,提高了团聚体的稳定性,增加了土壤细菌、真菌、放线菌的数量。而深耕处理主要改善了10—20,20—30 cm土层土壤理化性质,深耕处理还增加了干物质积累量,提高了花生荚果产量和籽仁产量。在相同的耕作方式下,与秸秆不还田处理相比,秸秆还田处理降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度,增加了粗大团聚体的质量比例以及土壤有机碳和全氮含量,提高了团聚体的稳定性,增加了土壤细菌、真菌、放线菌的数量,增加了干物质积累量,提高了花生荚果产量和籽仁产量。DTS处理荚果产量和籽仁产量比DT处理分别增加了10.89%和14.65%,RTS处理荚果产量和籽仁产量比RT处理分别增加了10.00%和11.77%,NTS处理荚果产量和籽仁产量比NT处理分别增加了16.31%和19.82%。处理间比较,与其他5个处理相比,DTS处理不仅改良了土壤理化性质,而且提高了花生荚果产量和籽仁产量。     

粉垄深松深耕改善南疆重度盐碱土理化性质和棉花产量及其后效

南疆地区棉田土壤高盐碱与板结问题,限制棉田增产增效。粉垄耕作有利于破除土壤板结层、促进灌溉洗盐作用。为探讨粉垄深松深耕对盐碱棉田的改良效果,该研究开展2 a（2021–2022年）田间试验,共设置3个粉垄耕作深度（DT20：深松20 cm,DT40：深松40 cm,DT60：深松60 cm）与常规耕作（五铧犁翻耕20 cm）交替,并设置CT20为连续2 a常规耕作,分析其对土壤理化性质、棉花生长及籽棉产量的影响,通过结构方程模型量化明确作物增产效应。结果表明：1）粉垄深松深耕能够疏松耕作范围内土壤以优化土壤结构。其中DT60能够较DT20与CT20显著降低耕作深度范围内的土壤容重、粗大团聚体（>2 mm）的含量与黏粒和粉粒（<0.053 mm）,这使得土壤的平均重量直径和平均几何直径显著降低,并增加孔隙度和微团聚体（<0.25～0.053 mm）的含量。2）DT40与DT60处理能够显著增加0～40 cm土壤水分,并降低土壤盐分和pH值,而DT20处理则仅能降低0～20 cm的土壤盐分,而DT60能够较DT40显著降低0～60 cm土壤盐分和pH值,但不能显著增加土壤水分。盐分降低促进了土壤中0～40 cm土层的有机碳和0～60 cm的全氮累积。3）结构方程模型的分析表明,土壤盐分是影响籽棉产量的间接因子,干物质量累计和棉铃质量为直接因子。土壤盐分的降低,有利于土壤养分累积和根系生长,促进养分向植株运移和累积,提高棉花干物质累积量和籽棉产量。因此DT60处理使得土壤盐分降低的效果最佳,使得该处理下的增产效果最佳。综合分析得,粉垄深松深耕60 cm与常规耕作交替的制度能够实现南疆重度盐碱棉田改良与增产增效协同。     

不同耕作措施下双季稻田生态系统碳循环及其生态服务价值

耕作方式对稻田碳循环有着较大的影响。采用田间试验方法,研究了秸秆还田条件下,不同耕作措施双季稻田碳循环及其生态服务价值,为稻田生态服务价值计算及土壤固碳潜力评价提供依据。试验于湖南省宁乡县进行,通过静态箱法测定翻耕秸秆还田（CT）、旋耕秸秆还田（RT）、免耕秸秆还田（NT）稻田CH4及CO2排放,根据美国橡树岭国家生态实验室得出的碳折算系数计算各项农资投入的碳释放。结果表明：（1）机械操作造成的碳排放为CT〉RT〉NT,免耕分别比翻耕和旋耕碳减排61．69、35．70bC·hm^-2;（2）含碳农资碳减排对于稻田碳减排具有较大作用,其中减少含碳农资投入对于免耕碳减排作用最大;（3）免耕促进了稻田土壤碳固定,稻田生态系统总体碳固定为NT〉CT〉RT;（4）采用免耕、减少含碳农资投入有利于固碳及增加稻田生态系统服务价值。本研究得出免耕秸秆还田有利于减少碳排放及增加稻田生态系统生态服务价值,建议长江中下游双季稻区采用以免耕秸秆还田为主的保护性耕作。     

耕作方式对冬小麦棵间蒸发及水分利用效率的影响

通过田间试验研究了华北平原的山前平原区不同耕作方式下,冬小麦田间水分变化规律及对产量的影响,分析了不同耕作方式在节水中的作用。结果表明耕作方式对田间土壤水分动态变化的影响是显著的:传统深耕(CT),旋耕(RT),全免耕(NT),秸秆粉碎免耕(SNT)四种耕作方式对棵间蒸发的影响显著;秸秆覆盖免耕对抑制小麦棵间蒸发效果明显,其日蒸发强度仅为传统耕作的59%和旋耕的74%。耕作方式对土壤蓄水的作用差异主要发生在作物生育前期,对于不同土层主要影响耕层50 cm深的土壤剖面。免耕条件下冬小麦植株高度降低,生物量增加,但产量偏低;而深耕和旋耕的田间植株密度高,最终产量也最高。从水分利用效率综合考虑,旋耕是比较理想的耕作方式。     

耕作方式对冬小麦-夏玉米光合特性及周年产量形成的影响

【目的】作物的光合特性及干物质积累与转运是影响产量的重要因素。研究不同耕作方式对冬小麦-夏玉米光合特性、干物质积累转运及周年产量的影响,以期为冬小麦-夏玉米两熟地区选择适宜的耕作方式提供理论和实践依据。 【方法】以黄淮海地区2003~2014年连续12年定位试验为平台,在秸秆还田前提下,试验设4种耕作方式:传统翻耕（PC）为对照、免耕（PZ）、深松（PS）和旋耕（PR）。对2014~2015季冬小麦和2015季夏玉米各项光合参数、干物质积累和产量进行了测定。 【结果】长期不同耕作方式对冬小麦-夏玉米光合特性和周年产量影响显著,免耕、深松和旋耕处理的光合特性和周年产量均优于对照传统翻耕,依次为PS > PZ > PR > PC。PZ、PS和PR耕作方式显著提高了生育后期冬小麦和夏玉米功能叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率,其中冬小麦灌浆后期叶绿素含量分别提高了97.0%、121.1%和71.4%,光合速率分别提高了57.6%、71.6%和51.2%;夏玉米灌浆期叶绿素含量分别提高23.6%、28.1%和10.4%,光合速率分别提高18.6%、26.5%和19.2%,延缓了叶片衰老,使光合作用始终维持在较高水平。PZ、PS和PR处理冬小麦花后同化物对籽粒的贡献率分别达65.3%、67.8%和65.0%,夏玉米为66.3%、70.6%和63.4%,而对照处理（PC）冬小麦和夏玉米的贡献率仅为59.3%和60.9%。PZ和PS处理冬小麦和夏玉米的穗粒数和千粒重显著高于PC处理,穗数显著低于PC和PR。PZ、PS和PR可显著提高周年产量,分别提高15.4%、18.2%和11.0%。 【结论】在黄淮海地区,采用长期秸秆还田下免耕、深松和旋耕均可提高冬小麦和夏玉米叶绿素含量和光合速率,提高胞间CO₂利用能力,降低非气孔限制,增强花后干物质积累能力,增加花后同化物对籽粒的贡献率,协调产量构成因素的关系,提高单季和周年产量,其中深松效果最佳,免耕次之。     

连续秸秆还田与耕作方式轮换对稻麦轮作田土壤理化性状变化及水稻产量构成的影响

为减少秸秆焚烧带来的环境污染,提高秸秆还田的利用效率,采用大田试验研究了连续秸秆还田与不同耕作方式对稻麦轮作田土壤理化性状变化及水稻产量构成的影响。结果表明:所有处理中,连续两年深耕+秸秆还田处理(DSⅡ)和一年免耕一年深耕+秸秆还田处理(NDS)对土壤容重的降低最有效;一年免耕一年浅翻耕+秸秆还田处理(NLS)最能有效增加土壤有机质含量;一年免耕一年翻耕和旋耕(NRS、NLS、NDS)以及连续两年旋耕处理(RSⅡ)增加土壤全土层全氮含量效果最明显;秸秆还田处理全土层速效磷含量增加较明显,但是不同耕作方式对全土层速效磷含量影响不显著。秸秆还田使水稻穗粒数、千粒重以及产量均减少,秸秆还田处理的穗粒数比无秸秆还田处理减少12.14%,千粒重平均低5.68%,产量低约7.68%。     

土壤耕作方式对双季稻产量构成与穗镉积累的影响

为比较研究不同土壤耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)对南方双季稻区水稻产量构成与稻穗镉积累分配特性的影响,探讨镉污染稻田双季稻最优土壤耕作方式,2015—2017年,以"陵两优211"与"威优46"为早、晚稻供试品种,在湖南省湘潭县易俗河镇中度镉污染稻田(全镉含量0.86 mg/kg)开展定位试验,比较研究了双季免耕、双季翻耕、双季旋耕、早旋晚免、早翻晚免5种土壤耕作方式下土壤有效镉含量、双季稻的产量构成与穗镉积累分配情况。结果表明:(1)双季稻产量以双季翻耕处理最高,早翻晚免处理次之,双季旋耕与早旋晚免处理再次之,双季免耕处理最低;翻耕处理产量最高的原因在于其有效穗数与每穗粒数较高。(2)齐穗期至成熟期,穗镉含量一般呈增长趋势;第1年早晚稻齐穗期穗镉含量以免耕处理最高,但免耕能明显降低水稻齐穗至成熟期穗镉含量的增长速率;早晚稻成熟期穗镉含量一般以翻耕处理较高,免耕与旋耕处理较低,免耕与旋耕处理有差异但在不同年份与季别间表现不尽相同。(3)成熟期稻穗各部位镉含量趋势表现为枝梗谷壳糙米;第1年糙米镉含量以免耕处理较高,但第2,3年呈现免耕处理低于翻耕与旋耕处理的趋势。(4)第1年早、晚稻穗镉累积量均以旋耕处理较低,但第2,3年均以免耕处理较低。(5)较其他处理而言,双季免耕明显提高了土壤有效镉含量,双季旋耕则降低了土壤有效镉含量。3年定位试验表明,土壤耕作方式对镉污染稻田土壤有效镉含量、双季稻产量构成与稻穗镉积累分配有明显影响,从保证双季稻产量、降低稻米镉含量与轻简省工的角度出发,早翻晚免是中度镉污染双季稻田的最优土壤耕作方式。     

机械旱直播方式促进水稻生长发育提高产量

为了明确机械旱直播模式下水稻的产量形成机制,以杂交籼稻(F优498)和常规粳稻(徐稻4号)为试材,通过一次浅旋耕机械旱直播(B1)、"调墒、两旋"机械旱直播(B2)2种机械旱直播处理,并以人工撒播(B3)处理为对照,研究其对直播水稻产量形成的影响及其生理特性。结果表明,品种与直播处理对水稻主要生育时期干物质累积、叶面积指数(leaf area index,LAI)、结实期剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流强度、茎秆抗倒伏特性及产量均存在显著影响。不同直播处理下,F优498在产量及生长发育特性各指标上均显著高于徐稻4号。与B3相比,同一品种下机械旱直播各处理均能优化群体茎蘖数,提高成穗率,保证齐穗期适宜的LAI,提高了高效叶面积率,并有利于提高结实期群体光合产物的积累、剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流量及茎秆抗倒伏能力,并在保证一定数量有效穗的前提下,显著提高穗粒数、结实率及千粒质量,是机械旱直播水稻高产的重要原因。不同机械旱直播处理下,B2比B1处理能进一步提高机直播水稻齐穗至成熟期干物质累积并延缓LAI的衰减、增强根系活力及茎秆的抗倒能力,提高了结实率及千粒质量,最终促进了产量的提高,为最佳的机械旱直播方式。     

化学农药减量化措施对水稻病虫草害发生及产量的影响

为研究化学农药减量下不同栽培管理措施对水稻田间病虫草害发生及水稻干物质生产及产量的影响,进一步明确减少化学农药施用与水稻产量的关系,采用裂区试验设计,主区因素为2种杂草防治方式[浅旋耕作+常规除草剂用量（浅耕）、深耕耕作+减少30%除草剂用量（深耕）],副区因素为2种病虫防治方式[常规病虫害药剂用量（常规防治）、植物激活蛋白+减少30%病虫害药剂用量（喷施激活蛋白）],副副区因素为秧苗处理方式（未带药移栽、带药移栽）,分析测定了田间病虫草害发生、水稻干物质积累与转运、产量及构成因素等指标。结果表明：深耕下,分蘖期和灌浆期田间杂草株数和鲜重较浅耕显著降低,螟虫引起的植株白穗率也明显较浅耕低。浅耕方式下水稻植株带药移栽或喷施激活蛋白后叶瘟病发生情况明显降低。在水稻干物质生产方面,病虫防治方式和杂草防治方式显著或极显著影响茎鞘干物质积累,且显著或极显著影响茎鞘干物质输出量、输出率和转化率;杂草方式、秧苗处理和病虫防治3种方式的互作显著影响茎鞘干物质输出率和转化率;喷施激活蛋白后,齐穗期水稻植株的茎鞘干物质量增加4.0%~19.4%;深耕下,成熟期水稻植株的茎鞘干物质量平均增加7.1%,但在齐穗至成熟阶段的茎鞘干物质输出和转化相对较小。相关性分析表明水稻产量与分蘖期和灌浆期杂草发生情况和叶瘟发生呈显著或极显著负相关。此外,在深耕、带药移栽或喷施植物激活蛋白方式下,减少30%的病虫草害药剂用量后水稻产量没有显著变化。表明通过深耕、带药移栽或喷施植物激活蛋白等病虫草害防治方式,能有效减少水稻的化学农药用量,实现水稻稳产增效。     

籼、粳超级稻氮素吸收利用与转运差异研究

【目的】目前我国选育和认定的超级稻品种很多,但如何发挥其高产潜力至关重要。氮素是影响水稻生长发育、 产量和品质形成的最活跃因素之一,因此,深入分析籼、 粳超级稻氮素吸收、 利用与转运特征及其与产量形成的关系,从氮素营养层面上阐明超级粳稻高产形成机理,以期为超级稻品种的合理利用以及增产潜力的挖掘提供参考。【方法】2011~2012年在江苏苏中地区,以主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻-麦两熟制条件下籼、 粳超级稻主要生育期植株含氮率和氮素积累量、 氮素阶段吸收速率和阶段吸收量、 氮素利用效率,以及抽穗至成熟期叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率等进行了系统的比较研究。【结果】1）粳稻平均实收产量、 氮素吸收总量和百公斤籽粒吸氮量分别达10.89 t/hm2、 224.50 kg/hm2和2.79 kg,分别较籼稻高13.21%、 32.74%和17.45%,差异极显著。2）移栽有效分蘖临界叶龄期、 拔节抽穗期和抽穗成熟期, 粳稻氮素积累量显著或极显著高于籼稻,而有效分蘖临界叶龄期拔节期粳稻极显著低于籼稻。氮素阶段吸收速率表现的趋势与氮素阶段吸收量一致。3）抽穗期和成熟期粳稻植株各器官以及整个生育期整株的含氮率均显著或极显著高于籼稻。4）粳稻氮素吸收利用率和农学利用率略高于籼稻,但氮素生理利用率、 籽粒生产效率、 干物质生产效率和氮肥偏生产力,除氮素生理利用率外,均显著或极显著低于籼稻。5）成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘含氮量所占比例均极显著地高于籼稻,但穗中含氮量所占比例极显著低于籼稻,因此,籼稻氮素收获指数极显著高于粳稻。6）抽穗成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率均小于籼稻,除鞘的氮素转运贡献率外其他指标均达显著或极显著水平。7）籼稻籽粒氮主要依靠抽穗前源器官中贮积的氮素的输出与转运,粳稻主要依靠生育中后期(拔节成熟期)氮素的高速吸收。【结论】在稳定生育前期(移栽拔节期)氮素吸收的基础上,大幅提高生育中期和后期(拔节成熟期)氮素吸收速率和氮素积累量,是稳定形成较高的氮素吸收总量及粳稻高产形成的关键。     

Nutrition Accumulation,Remobilization, and Partitioning in Rice on No-Tillage Soil

Experiments were conducted to determine the influence of no-tillage (NT) on nutrient uptake, remobilization, and partitioning in rice (Oryza sativa L.). Results showed that nitrogen (N) concentrations in stem and panicle in NT were lower than those in conventional tillage (CT). However, leaf N concentration was relatively higher in NT plants after heading stage. No significant difference was found in phosphorus (P) concentration between two tillage treatments before heading stage. However, at mature stage, NT had higher P concentration in panicle. The NT plants had higher potassium (K) concentrations in both leaf and stem than CT ones before heading stage. At maturity stages, the difference about the nutrient accumulation between the two tillage treatments varied with plant organs. The NT plants had significantly higher stem and leaf nutrient accumulations than CT ones at late stages, while at early stage, the difference between the two tillage treatments varied with location and year. Both N and K harvest index (NHI and KHI) was significantly higher in NT plants than in CT plants, but the difference between the two tillage treatments in P harvest index (PHI) was changeable over year and location. The NT plants had lower nutrient utilization efficiency in comparison with CT plants.     

Improvement of rice (Oryza sativa L.) growth in upland conditions with deep tillage and mulch

The productivity of upland rice in Japan as well as in the world is low and unstable owing to scarce and unpredictable rainfall. The objective of this study was to examine whether agronomic methods could enhance grain yield of upland rice. Four field experiments were conducted from 2001 to 2003 in Nishitokyo, Japan, under upland conditions with different water supplies, in order to quantify the effects of deep tillage combined with deep placement of manure (50-cm depth), straw mulch (6 t ha⁻¹), or their combinations on the growth and grain yield of rice. Mulch kept surface soil moisture higher than without mulch even at reproductive stage, and it increased yield to the greatest extent under the most favourable conditions with much rainfall before heading (i.e., 2003). Deep tillage with deep placement of manure induced deep root proliferation and higher nitrogen uptake, increasing biomass production, and panicle number, and consequently grain yield was enhanced under the two lowest yielding environments with less rainfall before heading. Rice plants with deep tillage with deep manure application without mulch tended to have lower leaf water potential and higher diffusion resistance during drought, and negative effects on grain filling and harvest index in some experiments compared with the control. When deep tillage with deep placement of manure was combined with mulching in two experiments in 2002 and 2003, grain yield always enhanced compared with the control (P < 0.10, 6.0 t ha⁻¹ versus 5.4 t ha⁻¹ on average), suggesting their synergetic mechanisms for yield increase and stabilization. The results showed that deep tillage or mulching can improve grain yield of rice under drought-prone rainfed upland conditions in a temperate climate on an Andosol, and their combination had more consistent and greater positive effects.     

深松促进春玉米干物质和磷素的积累与转运

为研究深松对春玉米干物质和磷素积累与转运的影响。以郑单958和先玉335为供试品种,设旋耕（R）、深松+旋耕（S+R）2个处理,通过连续2年的田间定位试验。结果表明,S+R处理显著（P<0.05）提高2个品种春玉米的产量、吐丝期干物质和磷积累量、干物质和磷转运量,尤以郑单958表现明显;磷收获指数、磷吸收效率、磷肥偏生产力均表现为S+R处理高于R处理,其中郑单958磷收获指数、磷吸收效率处理间差异均达到显著水平（P<0.05）,而先玉335处理间差异不显著。深松能促进春玉米干物质和磷的积累、转运,提高磷的收获指数、吸收效率和偏生产力,但不同玉米品种间存在显著的差异,郑单958产量和磷效率对深松更为敏感。该文可为春玉米高产高效栽培提供依据。     

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/hm2不变的前提下,设置5个基蘖肥与穗肥比例处理5∶5 (N 5∶5)、6∶4 (N 6∶4)、7∶3 (N 7∶3)、8∶2 (N 8∶2) 和9∶1 (N 9∶1),以不施氮肥 (N0) 为对照。在水稻6个生育期调查植株生物量和氮素含量,成熟期测定产量及产量构成因素。计算了氮素积累与转运特征,以及氮素利用效率。  【结果】  与N0处理相比,施氮提高了水稻穗数、穗粒数和结实率,进而显著提高了产量,以N 8∶2处理的水稻产量最高。水稻返青期至拔节期,氮积累量随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加而增加,而齐穗期至成熟期阶段则表现为随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加先增后减,氮素积累总量以N 8∶2处理最高。施氮显著提高了氮素转运量和齐穗后积累氮素对籽粒氮积累量贡献率,其中氮素转运量随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加而增加,而齐穗后积累氮素对籽粒氮积累量贡献率随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加先增后降,以N 8∶2处理最高。随基蘖氮肥占总施氮量比例的提高,氮素回收率、农学利用率、偏生产力和生理利用率均呈现先增后减趋势,均以N 8∶2处理最高。相关分析结果表明,水稻齐穗期前后氮素积累量与水稻产量均呈显著或极显著正相关 (r = 0.8943～0.9476),其中水稻齐穗后氮积累量与产量的相关性高于齐穗前。  【结论】  在秸秆还田条件下,基蘖氮肥与穗氮肥比例为8∶2最有利于提高水稻齐穗期至成熟期氮积累量,促进氮素向籽粒的转运,使水稻产量和氮素利用效率协同提高。因此,在本试验条件下,总施氮量200 kg/hm2,基蘖肥与穗肥比例为8∶2的施氮制度是优化水稻氮素积累特性及获得高产的理想运筹模式。     

Morphological and physiological characteristics of rice leaves in response to PASP-urea and optimized nitrogen management

Polyaspartic acid (PASP)-urea is known to increase crop yield. Field experiments were conducted to compare the morphological and physiological characteristics of the leaves between plots treated with urea (conventional urea or PASP-urea) and subject to different nitrogen (N) management methods [farmers’ standard fertilization practice (FFP, two splits) or optimized N management (ONM, four splits)] in Sichuan, China, in 2014 and 2015. A no-added-N plot served as the control. Grain yield was significantly associated with increased number of green leaves, total leaf area, chlorophyll concentration of rice leaves after the heading stage, photosynthetic rate per leaf lamina and accumulated temperature of senescence rate acceleration and deceleration. PASP-urea significantly enhanced the photosynthetic capacity of leaves to improve dry matter accumulation rate of the panicle after the heading stage over conventional urea, mainly by increasing the number of green lamina, leaf lamina area, chlorophyll concentration and photosynthetic rate per leaf lamina, as well as delaying senescence of the flag leaf. Compared with FFP, the ONM substantially improved the photosynthetic capacity of leaves to enhance dry matter accumulation rate of the panicle. Therefore, the ONM is a rational approach to applying PASP-urea that can improve grain yield by improving photosynthetic capacity.     

南方稻区杂交中籼稻高产品种的库源结构及其优化调控规律研究进展

探明水稻高产品种的库源结构,对指导育种实践具有普遍意义。在大面积水稻生产中,利用品种自身的库源特征及种植地的生态和土壤肥力关键指标及其与高产栽培技术的相关性,确定品种高产优质高效栽培模式,不仅可节省因种栽培所需的人力、财力,还可加快新品种示范、推广进程。本文根据已报道资料,结合笔者20余年的研究结果,综合分析了杂交水稻高产品种的库源特征及其因种优化调控规律的研究进展。主要内容包括:(1)水稻高产品种的穗粒数以160~220粒为佳,这类品种在协调了"库"与"源"矛盾的同时,还较好地利用了基部绿叶的光合生产能力;大穗型品则应通过适当增施粒肥,充分发挥下部叶片的光合功能以提高结实率和千粒重。(2)采用扩"库"增"源"的高产栽培策略,增施氮肥以补充光合源,从而保证在高粒叶比情况下有较好的籽粒充实度。旱育秧比当地湿润育秧的增产量与海拔高度呈极显著正相关,与当地湿润育秧的产量水平呈极显著负相关;水稻高产高效氮肥施用量与地理位置和土壤肥力呈极显著线性关系。氮后移的增产效果与稻田地力呈显著负相关关系,并通过提高穗粒数和千粒重而增产。建立了以齐穗期剑叶SPAD值(X)预测粒肥高效施用量(Y)的简便适用新方法,Y=-30.798X+1 340.9,r=0.954 7**。形成了水稻高产与蓄水相结合的水分管理技术。(3)水稻高产栽插密度分别与施氮量和不同品种之间的穗粒数呈极显著负相关关系;每穗粒数偏少的品种更适宜强化栽培,生产上以选择传统栽培条件下的穗粒数不超过170粒的中小穗型品种为宜。前氮后移增产量(Y)与杂交组合穗粒数(X)的关系可表述为:Y=2 607.9-11.02X(R2=0.630 8),穗粒数≤237粒可作为采用前氮后移施肥法的杂交品种的选择指标。有待进一步补充和完善的研究内容主要有:适应机插、机收的杂交水稻品种"库""源"结构,杂交水稻前期苗情诊断与高产高效施肥技术,杂交水稻倒伏的早期监测与预防技术,和杂交水稻减氮增产高效技术。