Interaction effect of nitrogen,phosphorus, and zinc fertilization on growth,yield, and nutrient contents of aromatic rice varieties

Abstract

Studies on nutrient interactions in aromatic rice are needed for proper understanding of impact of imbalanced use of nutrients in the era of multi and micro-nutrient deficiencies. A pot experiment was conducted during the rainy/wet season (June–October) of 2013 at New Delhi, to study the interaction effects of two levels each of nitrogen (N) (0 and 120?kg?ha^?1), phosphorus (P; 0 and 25.8?kg?ha^?1), and zinc (Zn; 0 and 5?kg?ha^?1) in two aromatic rice (Oryza sativa L.) varieties, viz. Pusa Rice Hybrid 10 and Pusa Basmati 1121. Application of N, P, and Zn resulted in increase of dry matter (0.91, 0.32, and 0.24?g plant^?1, respectively) 60?days after sowing (DAS) and grain yield of rice (3.68, 1.67, and 1.17?g plant^?1). The increase in yield of rice owing to N application was relatively higher by 0.98, 0.22, and 1.05?g plant^?1, respectively, when either P or Zn or both were applied with N than alone application of N, indicating synergetic effect of P and Zn application with N. The higher concentration and uptake of K in grain (0.25% vs 0.10%) and straw (1.32% vs 0.94%) were observed in the treatment received N than no N, though K was applied uniformly in all the treatments. It indicates positive interaction of N and K. The higher uptake of P in grain and straw was observed when P was applied with N and Zn (3.34 and 2.15?mg plant^?1), or with N (3.26 and 2.11?mg plant^?1) signifying positive effect of N on P uptake in rice.     

秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响

【目的】在我国稻-麦、稻-油等多熟制区域,富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧,造成极大浪费和环境污染,与此同时,稻季氮肥投入量却在逐年增加,因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合施用的理论与技术,对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦2种秸秆覆盖方式下,3种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响,并探讨其根系生长与氮素利用及产量间的关系,以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,主区为小麦秸秆覆盖(S1)、油菜秸秆覆盖(S2)和无秸秆覆盖(S0);副区为氮肥运筹模式,在135 kg/hm2总施氮量条件下,设置基肥∶蘖肥∶穗肥为5∶3∶2(N1);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4(N2);基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶1∶6(N3)3种氮肥运筹模式,以不施氮肥(N0)为对照。研究各处理杂交稻在移栽后20 d、移栽后30 d、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累,水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及各时期氮素积累及利用效率,同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】结果表明,小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、改善根系形态、增加各时期的干物质与氮素积累,提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下,基肥∶蘖肥∶穗肥(倒4叶龄期施入)为3∶3∶4(N2)时,可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控,有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率,提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率,显著增加稻谷产量,为本试验中最优的氮肥管理模式;而氮肥后移比例过高(基肥∶分蘖肥∶穗肥运筹比例为3∶1∶6),会限制齐穗期根系的生长,导致稻谷产量及氮肥利用效率降低。相关性分析表明,秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均存在显著或极显著的正相关(r=0.38*0.78**),尤其以齐穗期的根体积与总根长、根干重与氮素累积、产量及氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长,增加干物质与氮素积累,提高氮肥利用效率,且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下,氮肥运筹以基肥∶蘖肥∶穗肥为3∶3∶4时的水稻根系生长旺盛,物质生产能力强,氮肥利用效率最高。因此,小麦秸秆覆盖与基肥∶蘖肥∶穗肥以3∶3∶4的比例配合的水稻的产量最高,为最优组合。     

Effect of nitrogen levels and coated urea on growth,yields and nitrogen use efficiency in aromatic rice

Results from a field experiment conducted at the Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, India showed that coating urea with elemental sulfur or gypsum or phosphogypsum gave higher yields (12.08, 6.78 and 6.14% higher grain yield compared to prilled urea) of high yielding an aromatic rice cultivar ‘Pusa Sugandh 5’ (Pusa 2511) and increased the efficiency of prilled urea. As regards nitrogen use efficiency sulfur coated urea was nearly twice as effective as gypsum or phosphogypsum coated urea; the latter two were equally effective compared to prilled urea alone.     

施氮水平对杂交晚粳“浙优12”产量及氮素利用效率的影响

为探讨杂交粳稻"浙优12"最佳施氮量,采用田间试验研究了不同施氮水平对浙北平原黄松田水稻产量和氮素利用率的影响。结果表明,水稻产量、氮肥生理效率(PEN)、氮肥回收率(REN)均以施氮量210 kg/hm2处理最高,分别比无氮肥区提高了54.4%、34.1 kg/kg和58.6%;与无氮肥区相比,在施N 150 kg/hm2基础上,配施适量有机肥有助于提高氮素利用率和产量,其PEN和REN分别提高33.1 g/g和50.6%,水稻增产61.2%。本试验条件下,综合稻谷产量、生态效应和经济效益三项因素,合理的水稻施氮量为N 234.8～241.0 kg/hm2,相应的经济生态产量为9796.4～9801.9 kg/hm2。     

适宜机插株行距促进水稻生长提高产量

为了比较不同行距插秧机的作业效果,以及机插秧不同株行距组合对水稻生长和产量的影响,在江苏靖江、张家港和黄海农场3地进行了连续2 a田间定位试验。每个试验点设置行株距分别为:30 cm×11 cm、25 cm×14 cm、25 cm×11 cm 3种株行距组合处理,3次重复。结果表明,在水稻漏插率方面,2012年30 cm×11 cm(行距×株距)处理最高,25 cm×11 cm(行距×株距)处理最低,2013年30 cm×11 cm(行距×株距)处理仍最高,25 cm×14 cm(行距×株距)处理最低。窄行距大株距有利于降低水稻漏插率,但在伤秧率、倒秧率方面和每穴平均株数方面,3个品种的不同处理之间均无统一规律;分蘖稳定后各试验点茎蘖数均为30 cm×11 cm(行距×株距)处理最高,25 cm×11 cm(行距×株距)处理最低,大株行距有利于促进水稻分蘖;产量方面各处理每公顷有效穗数30 cm×11 cm(行距×株距)处理25 cm×11 cm(行距×株距)处理,其他产量构成因素差异不显著,最终各处理实际产量表现为25 cm×11 cm(行距×株距)处理较好,故插秧机行株距为25 cm×11 cm较适合于江苏省水稻机械化种植。该研究可为江苏省水稻插秧机机具选型提供参考。     

有机-无机肥配施对水稻产量、品质及氮素吸收的影响

通过田间试验,研究氮施用量相同的条件下,有机肥和化肥不同比例（有机肥氮分别占100%、70%、40%、20%和0%）,对早稻、晚稻及单季稻施用对水稻产量、品质和氮素吸收的影响。结果表明,有机肥氮为40%、20%、40%时,早稻、晚稻和单季稻产量最高,分别比单施化肥区增8.5%、2.8%和4.6%。有机肥氮在20%～40%之间,稻米品质较佳,比例过高则稻米易碎、垩白上升和蛋白质含量下降。有机肥氮为20%水稻氮素累积量最高,有利于氮素的吸收、利用。     

氮量和施用方式对水稻“甬优6号”产量和品质的影响

以籼粳杂交水稻甬优6号为试材,于2006和2007年分别研究了施氮量和施用方式对其产量与品质的影响,以明确该品种在温州种植点适宜的施氮量及方式,达到高产与优质协调。结果表明,随施氮量递增,稻谷产量基本呈先升后降的趋势,以施N 139 kg/hm2时,采用以基肥:分蘖肥:促花肥:保花肥为6:2:1:1（处理II）的施肥方式产量最高。施氮处理稻米的糙米率、精米率、整精米率、垩白度、胶稠度、蛋白质及其谷蛋白等品质指标均明显高于不施氮处理,但施氮处理间差异不显著。随施氮量增加,峰值粘度、崩解值和回复值依次递减,消减值依次递增。不同施用方式处理峰值粘度差异显著;施氮量和施用方式处理间米饭的硬度和粘性均达显著差异水平。施用方式处理III的硬度与处理II差异不显著,但粘性显著高于后者。考虑产量和品质两因素,本试验中甬优6号在温州地区可以选择施N 139 kg/hm2,并采用基肥:分蘖肥:促花肥:保花肥为6:2:1:1的施用方式,以实现高产和优质。     

氮素穗肥对不同品种稻米品质性状的影响

以4种不同类型的稻米为材料,采用4个不同的氮素穗肥处理,利用黏度分析仪和XRD技术测定其淀粉特性,探索氮素穗肥对稻米品质及淀粉特性的影响。试验结果表明,氮素穗肥对稻米蛋白质、直链淀粉含量、支/直比和胶稠度的影响,品种间存在差异。各品种稻米的黏滞谱曲线随着氮肥的增加均呈整体下降趋势;相对粳稻而言,杂交籼稻和糯稻黏滞谱曲线在不同的氮肥处理下降幅度较小。各品种稻米淀粉的相对结晶度均表现为随氮肥施用量的增加而减小,17和18的两个衍射峰的分离状态逐渐减小。氮素穗肥施用量与稻米品质和淀粉特性关系密切,可通过调控氮素穗肥水平来改善稻米品质。     

不同氮素水平对甜瓜芳香物质和营养品质的影响

以京玉五号为试材,利用GC-MS测定法,在溶液培养条件下研究了不同氮素供应水平对甜瓜芳香物质和营养品质的影响。结果表明,在不同氮素水平条件下,甜瓜的芳香物质的种类和含量差异显著。乙酸-2-甲基丙基酯、乙酸丁酯和2-甲基丁酸乙酯等特征芳香物质的含量随着氮素水平的升高先升高后下降,在100%的氮素处理水平下,甜瓜的特征芳香物质含量相对较高。随着氮素水平的升高,甜瓜的折光糖含量、Vc、可溶性糖和糖酸比等营养品质表现下降的趋势。研究结果表明,在本试验条件下,200.72～401.44 mg/L氮素是甜瓜优质高产栽培适宜的氮素水平。     

稻田耕作方式和施氮水平对抛栽水稻群体质量及产量的影响

比较了4个施氮水平下免耕抛栽水稻和常耕抛栽水稻的群体质量及产量。结果表明,在127.5~193.0 kg/hm2施氮水平内,结实率随施氮水平的提高而降低,穗数、穗前干物质生产量、穗后干物质生产量、总干物质生产量、茎叶干物质表观输出量和表观输出率、植株高度、单茎重、粒叶比和根系活力随氮肥施用量的增加而增加,产量随施氮水平的提高而增加。1 9 3.0kg/hm2施氮处理的产量显著高于127.5 kg/hm2处理的。常耕抛栽水稻的有效穗数和粒叶比高于免耕抛栽水稻,但免耕水稻的干物质生产量、茎叶干物质表观输出量、茎叶干物质表观输出率、植株高度、单茎重、根系活力和颖花茎流量比常耕水稻的高,免耕抛栽水稻的群体质量略优于常耕抛栽水稻的。免耕抛栽水稻比常耕抛栽水稻增产2.10%,但差异不显著。     

不同灌溉模式下氮肥水平对水稻氮素利用效率、产量及其品质的影响

以水稻品种两优培九为材料,研究了大田条件不同灌溉模式下氮肥水平对水稻氮素利用效率及稻米产量和品质的影响。结果表明,干湿交替灌溉（W2）和厢沟灌溉（W3）条件下水稻氮素积累总量、氮素吸收利用率分别比常规灌溉（W1）增加了18.5%、94.6％和22.1％、62.4％;产量分别增加了2.5％和9.1％。中等氮肥（N 180 kg/hm2, F2）处理的水稻氮素农学利用率和吸收利用率分别比低肥（N 90 kg/hm2, F1）处理增加了73.9％和36.2％;产量比不施肥处理（F0）增加了48.9％。水氮互作效应对稻米垩白粒率和蛋白质含量产生显著影响。     

钵苗摆栽籼粳杂交稻和常规粳稻丰产优质适宜施氮量分析

研究钵苗摆栽下籼粳杂交稻、常规粳稻丰产优质施氮量及综合效益,提出安徽沿江地区钵苗摆栽下适宜粳稻类型及施氮量。于2016-2017年连续2 a开展大田试验,以当地主栽籼粳杂交稻甬优1540和常规粳稻镇稻18为供试品种,设置0、195、255、315、375 kg/hm2 共5个氮肥水平（分别用N0、N195、N255、N315、N375表示）,研究不同施氮水平对钵苗摆栽下不同类型粳稻产量、品质、相关农艺性状及经济效益的影响。结果表明,籼粳杂交稻甬优1540 2 a均在N315处理下产量最高,达到10.30～11.55 t/hm2。常规粳稻镇稻18各施氮处理下水稻产量无显著差异,产量为7.43～8.91 t/hm2。增施氮肥,不同程度增加了2个品种的糙米率、精米率和蛋白质含量,提高了加工品质和营养品质,但垩白率和垩白度整体有所提高,直链淀粉含量增高,不利于外观品质和食味的改善。甬优1540在N315处理下的整精米率与N375无差异,且在N315处理下的垩白度与N195无显著差异。另外,镇稻18在N195处理下的整精米率、蛋白质含量、垩白度和直链淀粉含量与其他氮肥处理无显著差异。钵苗摆栽下籼粳杂交稻丰产优质施氮量为315 kg/hm2,常规粳稻为195 kg/hm2。在适氮水平下,钵苗摆栽甬优1540较镇稻18提高水稻产量22.9%～23.2%,整精米率2.15%～4.50%,蛋白质含量30.44%～37.41%,经济效益51.07%～53.33%,同时降低垩白度9.52%～13.73%。总的来说,在适宜氮肥水平下,钵苗摆栽下籼粳杂交稻较常规粳稻提高了水稻产量、品质和经济效益。     

水氮联合调控对小油菜生长、产量及品质的影响

采用温室盆栽试验,研究了水氮联合调控对小油菜生长、产量及品质的影响。结果表明,灌水水平与施氮量对叶片数、叶面积、叶绿素与产量均有显著或极显著影响,这些指标均随灌水水平的提高而增加,随施氮量的增加呈抛物线趋势,在低氮(0.1 g·kg~(-1))与中氮处理(0.2 g·kg~(-1))达到最大,且差异不显著。中水高氮(田间持水量的75%,0.3 g·kg~(-1))耦合能显著提高小油菜Vc含量;灌水、施氮及其交互作用对可溶性糖与硝酸盐含量影响极显著;增加灌水能减轻高量氮肥对小油菜可溶性糖合成的抑制作用;不施氮处理硝酸盐含量均极显著低于施氮处理,高水低氮(田间持水量的90%,0.1 g·kg~(-1))与中水(田间持水量的75%)下的各个施氮处理硝酸盐含量较低。降低施氮量,适当增加灌水能增加Vc、可溶性糖含量,降低硝酸盐积累。综合考虑小油菜生长、产量及品质,中水低氮(田间持水量的75%,0.1 g·kg~(-1))为最佳水氮处理。     

施用控释氮肥对减少稻田氮素径流损失和提高水稻氮素利用率的影响

采用渗漏池模拟研究了洞庭湖区双季稻种植条件下施用控释肥料对氮素径流损失、水稻产量和稻株氮素含量的影响。结果表明,施用等N量控释氮肥 (CRNF) 和70%N量控释氮肥 (70% CRNF) 的处理总氮 (TN) 径流损失量比施用尿素处理 (CF) 分别降低了24.5%和27.2% (P0.05)。主要是施用控释氮肥显著降低了水稻前期 (施肥后10 d内)的径流水中氮素浓度。与施用尿素相比,两种土壤上施用控释肥的早、晚稻产量均明显提高,特别是在河沙泥上,稻谷总产量以70% CRNF处理最高,比尿素处理增产4.95% (P0.05)。控释氮肥能明显提高水稻生长后期的植株和子粒中的N含量;在水稻增产显著的河沙泥上,70% CRNF处理的早、晚稻子粒N含量较CF处理提高了9.4% (P0.05)和23.3%(P0.01);其氮素利用率高于施用全量尿素的CF处理。     

秸秆全量还田与氮肥用量对水稻产量、 氮肥利用率及氮素损失的影响

【目的】在我国水稻生产中探讨秸秆全量还田与氮肥配施的理论与技术,阐明秸秆还田对水稻产量、 氮素利用率及氮素损失的影响,对于提高水稻产量和氮素利用效率、 减少氮污染具有重要意义。【方法】2009~2011年,以水稻南粳46为材料,在江苏常熟农业生态实验站进行原状土柱模拟试验。试验采用裂区设计,主区为秸秆全量还田(S)和无秸秆还田(S0); 副区为氮肥用量(N),设置N 120、 180、 240和300 kg/hm2 4个氮水平,以不施氮肥(N0)为对照。分析了水稻基肥期、 分蘖期、 穗肥期的氨挥发量和土壤80 cm处渗漏水全氮含量,土壤0—15 cm全氮含量,水稻产量,以及水稻籽粒和秸秆氮含量,计算水稻生育期氮肥的氨挥发损失率、 淋溶损失率、 土壤残留率以及水稻的氮肥利用效率。【结果】水稻产量随氮肥适宜用量增加而增加,与单施氮肥相比,秸秆还田下水稻平均增产6.3%,其中N 240 kg/hm2 处理产量最高; 水稻的氮肥利用率随施氮量的增加呈下降趋势,秸秆还田能够提高水稻的氮肥利用率,氮肥农学效率和氮肥表观利用率较单施氮肥分别提高1.4~3.4 kg/kg和1.8%~4.2%; 水稻田氨挥发损失量、 氮肥淋溶损失量和土壤残留氮量均随施氮量的增加而增加,在N 240 kg/hm2水平下,秸秆还田氨挥发损失量增加18.2%、 土壤残留氮量增加10.1 kg/hm2,减少氮素淋溶损失量30.9%,氮肥总损失率降低6.0%。【结论】在秸秆全量还田下,配施适量的氮肥,可以提高水稻对氮肥的利用率,增加产量,同时减少氮肥损失。本试验中,以麦秸全量还田配施N 240 kg/hm2为最优组合。     

Effect of row spacing,growth stage,and nitrogen rate on spectral irradiance in winter wheat

Soil reflectance affects spectral irradiance measurements taken in winter wheat at early stages of growth when percent cover is low. The objective of this study was to determine the critical percent vegetation coverage needed for forage nitrogen (N) uptake calibration with indirect spectral irradiance measurements. Two field experiments were conducted at Tipton and Perkins, OK in October 1996. The effect of row spacing (15.2, 19.0, 25.4, and 30.5 cm) and growth stage (Feekes 4 and 5) under various N fertilizer rates (0, 56, 112, and 168 kg N ha^‐1) on spectral irradiance measurements from wheat was evaluated. The normalized difference vegetative index (NDVI) was used to characterize wheat canopy irradiance. In general, NDVI decreased with increasing row spacing and increased with N fertilizer rate at Feekes growth stage 4. Row spacing and N rate were independent of each other since no significant interaction was found. High correlation (r=0.81–0.98) was observed between NDVI and vegetation coverage. Percent vegetation coverage was a good predictor of the other dependent variables including forage dry matter, and total N uptake, which could indirectly be determined using NDVI. The coefficients of variation (CV's) from NDVI values decreased with increasing vegetation coverage suggesting that less variable NDVI values (CV less than 10%) might be obtained from plots where vegetation coverage exceeds 50%.     

磁化水灌溉促进水稻生长发育提高产量和品质

为明确磁化水灌溉对水稻生长发育、产量形成和品质的影响及其机理,该研究以杂交籼稻中浙优1号和杂交粳稻甬优9号为试验品种,于2012-2013年进行了磁化水(F型变频磁化水处理器的磁场强度为0.2 T)和普通水(CK)灌溉大田试验。结果表明,与CK相比,磁化水灌溉显著增加水稻的有效穗(增幅4.0%~7.9%)、结实率(3.9%~8.7%)和产量(增幅5.2%~9.3%)。2013年,磁化水灌溉提高了水稻的低位分蘖发生率(增幅9.4%~21.5%),增加了孕穗期、灌浆期倒三叶的SPAD值(增幅2.4%~7.8%)和干物质积累量(增幅8.7%~18.8%);磁化水灌溉显著改善稻米品质,中浙优1号和甬优9号的的垩白粒率分别降低了13.3%和12.0%,垩白度分别降低了11.4%和7.7%,胶稠度分别提高了6.0和4.0 mm,碱消值提高了4.3%和4.8%。该结果为磁化水在水稻生产上的大面积应用提供了科学依据。     

氮肥运筹对双季晚稻产量和品质的影响

以皖稻111为材料,在施氮量为225 kg/hm2的条件下,研究不同时期氮肥施用比例对双季晚稻产量和品质的影响。结果表明:①依产量从大到小排序,前、后期氮肥施用比例依次为7∶3、6∶4、8∶2、9∶1、5∶5、10∶0、0∶0,以前期基蘖施氮量占总施氮量为70%时产量最高;②随着基蘖肥比例的降低、穗肥比例的增高,稻米加工品质提高,外观、营养品质有先升后降的趋势;前、后期氮肥施用比例为6∶4和7∶3,能较好地协调产量和品质。     

氮肥运筹方式对杂交水稻干物质积累和产量的影响

以杂交中籼稻Ⅱ优2027和36优959为材料,在施氮量240 kg/hm2条件下,研究氮肥运筹方式对杂交水稻产量及构成因素和干物质积累的影响。结果表明,水稻产量、干物质积累随氮追肥用量的合理提高而增加,但后期施氮比例过高则不利于产量、干物质积累和形成良好的构成因素。氮肥运筹以4∶3∶3(基肥∶分蘖肥∶穗肥)较为合理,两个水稻品种产量最高,分别达8314.8 kg/hm2和9399.5 kg/hm2。干物质积累和根干重最高,生育后期干物质积累强度最大。     

长期不同施肥下杂交稻与常规稻的产量与土壤养分平衡

肥料长期定位试验设在浙江金华市农业科学研究所和金华市石门农场。试验设6个肥料处理和2个品种对比处理。结果表明,水稻产量与土壤养分供应能力和养分吸收量紧密相关;缺肥处理的土壤养分为负值,其它各处理N和P都有积累。随着连续种植水稻,缺肥区土壤所缺养分的耗损速度与试验前土壤该种养分状况和种植水稻品种有关;杂交稻的总产量平均比常规稻增加10.8%,氮、磷、钾总量分别平均比常规稻增加5.2%、8.8%、12.8%,对土壤中养分消耗比常规稻强。在种植水稻的养分管理中,必须考虑种植前的土壤养分状况以及施肥和种植不同水稻品种对土壤养分平衡的中长期效应。