麦秸还田及氮肥管理技术对水稻产量的影响

以水稻武香粳14和扬粳9538为材,大田设麦秸还田与不还田、不施氮肥、习惯施肥法（FFP）和基于叶绿素仪(SPAD)测定值的氮肥管理(SSNM)等处理。结果表明,SSNM较FFP氮肥施用量减少40.0%~41.7%,而产量平均增加3.81%。秸秆还田的较秸秆未还田的产量平均增加2.49%。氮肥的农学利用率、吸收利用率和生理利用率均以秸秆还田高于秸秆不还田处理。与秸秆未还田或FFP相比,秸秆还田和SSNM降低了生育前期的分蘖数、叶面积指数和干物质积累（但抽穗及以后差异较小）;提高了茎蘖成穗率、结实期叶片光合速率和根系活力。说明秸秆还田和SSNM有利于生育后期群体光合生产和提高物质生产效率。秸秆还田和实地氮肥管理提高了氮收获指数和氮肥利用效率。对秸秆还田和SSNM的产量、生育特性及氮肥利用效率进行了讨论。     

麦秸还田与实地氮肥管理对水稻氮磷钾吸收利用的影响

粳稻品种扬粳9538种植于大田, 进行了麦秸还田与不还田、实地氮肥管理(SSNM)和农民习惯施肥法(FFP)等处理。结果表明, 在相同氮肥管理条件下, 与秸秆未还田相比, 秸秆还田后植株中N含量及N、P、K积累量在生育前期较低, P、K含量在整个生育期均较高; 秸秆还田提高了氮肥利用效率, 增加了N、P、K的收获指数。在秸秆还田量相同条件下, 与FFP相比, SSNM降低了N、P的吸收量, 提高了抽穗至成熟N、P、K的转运率, 增加了N和P收获指数。表明秸秆还田和SSNM可以提高水稻N、P、K的吸收利用效率。     

实地氮肥管理提高水稻氮肥利用效率

以籼型杂交稻汕优63和粳稻武育粳3号为材料进行田间小区试验,对实时氮肥管理（RTNM）和实地氮肥管理（SSNM）的农艺表现和氮肥利用效率进行了评价。结果表明,氮空白区的水稻产量为5.5~7.4 t/hm²,说明试验田背景氮颇高。与农民习惯施肥法（FFP）相比,RTNM和SSNM分别增产-4.4％~7.0%和0.2％~9.3%,氮素产谷率分别提高195.7％~297.0%和169.6％~276.4%。2003—2004年在江苏省无锡市两村共计20户稻田中进行水稻SSNM试验示范。2年FFP的氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别仅有2.8～6.7 kg稻谷/kg N、33.7％～34.7％和8.4～18.6 kg稻谷/kg N;SSNM的施氮量较FFP降低38.7％～41.3％,产量提高2.5％～3.5％,氮素产谷率、吸氮利用率和生理氮转化率分别提高88.3％～117.7％、34.0％～39.5％和46.1％～61.6％。在江苏省大面积推广也取得了类似结果。证明采用SSNM在不降低水稻产量的前提下,提高水稻氮肥利用率是可能的。试验也发现,农户稻田SSNM的氮素产谷率和生理氮转化率的数值依然很低。对水稻氮肥利用率低的原因及提高途径进行了讨论。     

水稻实地氮肥管理的氮肥利用效率及其生理原因

以代表性品种为材料,研究了水稻实地氮肥管理(SSNM)的氮肥利用效率及其生理机制。结果表明,SSNM的施氮量较常规施肥方法(FFP)降低了48.1%~63.0%,产量提高了0.1%~9.3%。SSNM的氮肥吸收利用率和农学利用率分别较FFP提高了31.4%~56.8%和143.6%~166.0%。水稻氮吸收高峰出现在穗分化期至抽穗期,此阶段SSNM处理氮的吸收量和其占最终总吸收量的比例均明显高于FFP。抽穗后SSNM水稻的吸氮量也明显高于FFP。自幼穗分化期开始,SSNM水稻根系重量和根系活力(尤其是单茎占有的根系活性)逐步超过FFP。SSNM 明显提高了幼穗分化期和抽穗期水稻叶片中谷氨酰胺合成酶、硝酸还原酶和Fd-谷氨酸合酶的活性。抽穗后SSNM处理水稻剑叶的光合速率高于FFP,上述结果表明SSNM有利于促进水稻中后期根系生长,提高物质生产和养分吸收,从而提高氮肥的利用效率。     

养分管理对直播稻产量和氮肥利用率的影响

为探明不同养分管理模式在实地农户种植条件下对直播水稻产量和氮肥利用率的影响。本试验于2011年6月至2013年11月在江苏省兴化市茅山镇基本农田保护区的田间稻麦轮作条件下,分别选取茅山东村、茅山西村和冯顾村各8个农户,开展3个不同养分管理模式试验,设置了不施肥对照(CK)、农民习惯施肥(FFP)和优化施肥(OPT1和OPT2)4个处理,主要研究了水稻产量及构成因子、氮累积分配和氮肥利用率等对不同养分管理模式的响应。结果表明：(1)施肥较不施肥显著提高水稻产量,优化施肥(226 kg N hm^-2)在较习惯施肥(333 kg N hm^-2)平均减氮32.1%的基础上显著提高水稻产量5.5%,增产原因是提高了穗粒数、结实率和千粒重;OPT2较OPT1平均增产3.1%,其原因是在孕穗期增施了钾肥(18 kg hm^-2 K₂O)。(2)优化施肥水稻植株各部位氮浓度、百千克籽粒需氮量和秸秆氮累积均显著低于习惯施肥,且降低营养器官的氮素分配比例。(3)优化施肥较习惯施肥显著提高水稻氮肥利用率,其氮肥偏生产力(PFP_N)、氮肥农学效率(AE_N)、氮肥回收效率(RE_N)和氮肥生理效率(PE_N)分别平均增加55.5%、79.1%、18.7%和48.7%。(4)水稻植株氮累积与产量呈显著正相关,且优化施肥单位氮累积的增产效果高于习惯施肥。因此,基于氮肥总量控制、分期调控和增施钾肥的养分优化管理措施可在实地农户直播稻种植上协同实现水稻高产和氮肥高效。     

秸秆还田下氮肥用量对水稻产量及氮素吸收的影响

通过田间试验研究了秸秆全部还田条件下不同N肥用量对水稻产量和N素养分吸收的关系。结果表明,在秸秆还田下N肥可以明显提高产量,当氮肥用量超过240kg/hm2时,水稻产量不再随着氮肥用量增加而增加。氮肥用量增加可以提高水稻籽粒和秸秆中N素含量,但N肥的利用率出现下降。秸秆还田条件下,祁阳县高产稻田最佳氮N用量在180～240kg/hm2,可以获得较高产量和经济效益。     

秸秆还田配施氮肥对东北黑土稻区土壤养分及水稻产量的影响

为探究秸秆还田条件下不同氮肥施用量对东北黑土稻区土壤养分及水稻产量的影响,以吉粳816为供试材料,采用二因素裂区设计,主区为秸秆全量还田(S)和秸秆不还田(S0),裂区为5个氮肥施用量0 (N0)、80 (N1)、160 (N2)、240 (N3)和320kg/hm2 (N4),以秸秆不还田不施氮肥(N0S0)为对照....     

氮肥与精量秸秆还田对冬小麦花后光合特性及产量的影响

为了确定旱地小麦秸秆还田量与氮肥的施用量,在青岛农业大学胶州试验站设不同的秸秆还田量与氮肥处理。研究了精量秸秆还田与施氮量对冬小麦光合特性以及产量的影响。结果表明,与单施N肥处理相比较,适量的秸秆还田能明显提高冬小麦叶绿素SPAD值,延缓旗叶衰老,改善旗叶光合性能,提高小麦千粒质量,但明显降低有效穗数。在同一秸秆还田下高水平氮比低水平氮处理的冬小麦旗叶衰老速度要慢、光合时间更长、产量也明显增多。在施氮225 kg/hm2(N2)下秸秆还田9 000 kg/hm2(J3)比其余处理可明显延缓旗叶衰老、提高光合速率、降低气孔导度、提高蒸腾速率,增加千粒质量。在该地区最具优势的氮肥与秸秆还田量是N2J3处理。     

麦秸还田和氮肥运筹对超级杂交稻茎鞘物质运转与籽粒灌浆特性的影响

为探究不同栽培条件和耕作方式对大穗型超级稻籽粒灌浆结实的影响及不同粒位籽粒间差异,寻求超级稻高产优质栽培调控途径。以超级杂交籼稻扬两优6号和II优084为材料,设置麦秸还田和氮肥运筹两因素试验,研究其对茎鞘光合同化物生产、运转及强、弱势粒灌浆特性影响。结果表明,抽穗前麦秸不还田处理(A1)的叶片SPAD值和茎鞘干物质积累量大于麦秸还田处理(A2),抽穗期以后则相反;抽穗前,基蘖肥∶穗肥=7∶3 (B2)的处理叶片SPAD值高于基蘖肥∶穗肥=5∶5 (B1)处理,生育各期茎鞘物质积累量与运转率均为B2大于B1,但干物质积累量抽穗期前差异不大,抽穗与成熟期呈显著与极显著差异;A2与B2互作显著提高生育中后期茎鞘干物质积累量、茎鞘物质输出率与运转率及非结构性碳水化合物(NSC)运转率;强、弱势粒粒重与抽穗至成熟期干物质积累量、抽穗期茎鞘NSC积累量、成熟期干物质量均呈显著正相关,与成熟期NSC积累量呈显著负相关;强、弱势粒的起始灌浆势与抽穗期NSC含量均呈极显著正相关,平均灌浆速率与抽穗期NSC含量及运转率呈显著正相关,强势粒的最大灌浆速率与抽穗期NSC含量及NSC运转率呈显著正相关,弱势粒的最大灌浆速率与NSC运转率呈显著正相关。     

秸秆全量还田与氮肥运筹对机插优质食味水稻产量及品质的影响

以江苏优质食味水稻代表性品种南粳5055和南粳46为材料,在总施纯氮量为300 kg hm–2条件下,设置9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6共6种基蘖肥与穗肥比例运筹,探讨秸秆全量还田与不同氮肥运筹比例对机插优质食味水稻产量及稻米品质的影响。结果表明,与秸秆不还田相比,秸秆全量还田具有显著的增产效应,南粳5055、南粳46平均增产5.04%、4.64%;随基蘖氮肥占总施氮量比例下降,秸秆全量还田机插粳稻产量呈先增后减趋势,基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时,水稻产量最高。秸秆全量还田显著增加了稻米的蛋白质含量,降低了垩白率和垩白度,对改善稻米的外观品质和营养品质有一定作用。秸秆全量还田还有利于蒸煮食味品质的改善,显著提高稻米的崩解值和食味值,显著降低稻米的消减值。提高穗肥占总施氮量的比例可以显著改善稻米的加工和营养品质,提高整精米率,但同时增加了稻米垩白,降低了稻米外观品质,且稻米蒸煮食味品质也有所下降。     

苏中地区直播水稻的群体生产力及氮肥运筹的效应

近年来直播水稻在江苏等地区扩展迅速,但其栽培和育种的专项研究很少。本研究对江苏省苏中地区直播稻生产力水平进行了调查,在此基础上进一步实施水稻直播栽培模式下氮肥施用量和运筹比例试验,探讨直播水稻群体生长和产量形成对氮肥施用的反应特征。调查结果显示,苏中地区普通农户直播水稻的产量平均为7 710 kg hm^-2,显著低于机插和人工移栽稻,直播稻氮肥施用量一般在270 kg N hm^-2之上,氮肥不合理施用的现象普遍存在。小区试验表明,施氮量和氮肥运筹比例均对直播稻产量有显著影响,氮肥施用量主要通过有效穗数和每穗粒数对产量发挥作用,而氮肥运筹比例主要对每穗粒数产生影响。在本试验条件下,氮肥施用量270 kg N hm^-2,基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3的产量最高。在上述施肥条件下,直播水稻群体结构较为合理,个体和群体的物质生产量均处于较高水平,结实期物质生产能力较强,经济系数表现合理的较高水平(0.53左右),同时有相对较好的抗倒性能。对直播水稻的增产途径和高产群体特征进行了较深入的讨论。     

秸秆还田与实地氮肥管理对水稻产量及品质的影响

以扬粳9538为材料,通过秸秆还田与氮素管理与秸秆不还田（对照）比较试验,研究了水稻产量及品质的表现。结果表明：秸秆还田与实地氮肥管理（SSNM）可以在减少氮肥施用量,秸秆全量还田的同时,增加水稻的产量,降低单位面积穗数,提高每穗粒数、结实率。秸秆还田与实地氮肥管理降低稻米的垩白米率、垩白度和直链淀粉含量,改善稻米的外观品质和营养品质,淀粉谱的最高粘度和崩解值增加,消减值减低,稻米食味品质得到改善,该技术同时减少穗分化前干物质积累,增加抽穗期光合速率、根系活力与ATP酶活性,促进同化物向籽粒的运转,减少茎杆中非结构性碳水化合物的残留。对秸秆还田与不同氮素管理在产量、品质上的差异进行了讨论。     

辽河三角洲稻区施氮水平对水稻生长发育及产量的影响

辽河三角洲单季稻区属于辽河平原水稻的主产区、高产区。长期以来,该地区主要以追加化肥来提高水稻产量,导致氮肥投入过高,利用率较低。根据水稻生育周期内对氮素的生物学响应,分析了辽河三角洲代表性水稻产区内不同氮素条件下水稻的生长发育及产量表现,以期获得适合该地区的合理氮肥推荐用量。研究表明,水稻的株高、功能叶片的SPAD值、茎蘖总量与氮素用量呈显著正相关,同时分蘖期的长短也受氮素水平的控制,即施氮量越高分蘖期越长。从产量及构成因子来看,有效穗数、穗粒数、千粒重对籽粒产量有显著贡献,中高氮处理（N210、N260、N315）的产量构成因子都处于较优水平,因此产量最高;低氮处理（N160）与极高氮处理（N420）的产量构成因子指标较差,产量显著低于中高氮处理。产量与施氮量符合线性加平台的肥料效应方程,基于该方程得出辽河三角洲地区最佳氮肥推荐用量为225kg/hm ²。由于土壤-水稻系统是一个整体,基于系统内的氮素平衡理论估算出辽河三角洲地区推荐氮素用量为221~235kg/hm ²。鉴于以上研究结果,推荐辽河三角洲地区合理氮素施用阈值为225~235kg/hm ²。     

不同质地土壤下缓释尿素与常规尿素配施对水稻产量及其生长发育的影响

以早熟晚粳南粳44为材料,分别在2种质地的土壤上,研究270 kg hm^-2施氮条件下, 2种缓释尿素(硫包衣尿素SCU)单施及与常规尿素(PU)按2种不同比例混配一次性基施对水稻产量及其生长发育的影响。结果表明,与PU分施相比,SCU2单施与SCU1+PU(1∶1)、SCU1+PU(2∶1)及SCU2+PU(2∶1)配施处理水稻产量、生长中后期氮素吸收量、氮素吸收利用率与偏生产力、干物质积累以及茎鞘可用性糖颖花比均显著提高,抽穗后期根系α-萘胺氧化量维持较高水平,下降幅度小;产量、氮素吸收量、氮肥吸收利用率、偏生产力及干物质积累量在黏土上略高于在沙土上;抽穗期与抽穗后10 d根系α-萘胺氧化量在黏土上低于在沙土上,抽穗后20 d、30 d在两种土上差异不大。SCU单施及与PU配施基本上能满足水稻生长需求,SCU1与PU配施效果明显优于单施;SCU2单施效果最佳,SCU2+PU(2∶1)次之,SCU2+PU(1∶1)效果不显著。     

不同灌水方式对水稻生育特性及水分利用率的影响

以冈优527、D优363、汕优63为材料,设4个不同水分灌溉方式,研究了不同灌溉方式下水稻生育特性、产量和水分利用率。结果表明:与淹水灌溉相比,湿润灌溉(前期) 浅水灌溉(孕穗期) 干湿交替灌溉(抽穗-成熟期)的灌溉方式,可促进叶片和根系生长,剑叶叶绿素含量和净光合速率高,有利于干物质积累;植株生理活动旺盛;其有效穗、结实率、千粒重、产量和水分利用率均高于淹水灌溉。湿润灌溉有利于根系生长,延缓根系和叶的衰老;产量和水分利用率比淹水灌溉略高。旱种抑制水稻根系生长和地上部干物质积累,产量和水分利用率比淹水灌溉显著降低。因此,湿润灌溉(前期) 浅水灌溉(孕穗期) 干湿交替灌溉(抽穗-成熟期)的灌溉方式更有利于稻株生长发育、产量和水分利用率的提高。冈优527、D优363的水分利用率显著高于汕优63。     

黔中地区实地氮肥管理对水稻产量、干物质积累量及氮肥利用率的影响

为了合理的控制氮肥施用时期及施用比例,以‘Q优麻恢1号’为材料,对黔中地区实地氮肥管理方式对水稻产量与干物质积累以及氮肥利用率的影响进行研究。结果表明,水稻叶片的SPAD值与LCC值之间存在极显著的正相关关系,初步确定试验区的SPAD阈值为36~40,LCC值为3.2~3.5。在施氮量相同的情况下,实地氮肥管理能够有效的提高产量5.2%,干物质积累量未达到显著性差异。与农民习惯施肥相比,实地氮肥管理的氮肥吸收利用率能提高42.0%~144.4%。实地氮肥管理技术有利于合理的控制氮肥的施用时期和施氮量,在实际水稻生产中有较大的应用价值。     

水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响

以高产氮高效品种(德香4103)和中产氮低效品种(宜香3724)为材料,通过“淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)”、“控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)”、“旱种+氮肥优化运筹(W3N2)” 3种水氮管理模式处理,研究其对氮素利用及产量的影响及其生理特性,并探讨氮素利用及产量与生理响应间的关系。结果表明,氮效率品种间的差异与水氮管理模式对水稻氮素利用特征、灌溉水生产效率、生理特性及产量均存在显著影响;不同氮效率品种间在氮肥利用效率方面的差异明显高于水氮管理模式的调控效应;而水氮管理模式对灌溉水生产效率、总吸氮量、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式能促进不同氮效率水稻拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素的累积,提高功能叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、光合速率(P_n)及根系活力,进而提高稻谷产量及氮肥利用率,且对中产氮低效品种的调控效应显著高于对高产氮高效品种,为本试验最佳的水氮管理模式。高产氮高效品种的平均总颖花数、拔节至抽穗期稻株氮累积量、功能叶GS活性、P_n及根系活力均显著高于氮低效品种,尤其结实期高产氮高效品种更有利于维持叶片及根系的代谢同化能力,利于氮素转运、再分配到籽粒中提高稻谷生产效率及氮肥利用效率,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。相关分析表明,水氮管理模式下不同氮效率水稻主要生育时期功能叶GS活性、P_n及根系活力与氮素利用及稻谷产量均存在显著或极显著的正相关;尤其以水稻抽穗期剑叶GS活性及根系活力与氮素利用及稻谷产量的正相关性最高。