不同水肥耦合条件下水稻干物质积累与分配特征

2009年5—9月在湖北省灌溉试验中心站以优质水稻新两优香4为材料,采用长期淹灌和间歇灌溉2种灌溉模式,结合3种施肥(氮及磷肥)水平F1、F2、F3,研究了不同水肥耦合条件下水稻产量形成过程和干物质积累与分配特征。结果表明,不同水肥处理下水稻各生育期干物质积累的动态变化相似,分蘖前期水稻干物质的积累量随施肥的增加而上升,到一定程度则会下降,不同灌溉模式间的差别不明显。从分蘖后期到抽穗开花期,不同水肥处理水稻干物质的积累总量均明显增大,且不同处理间差异显著,F1、F2、F3处理抽穗开花期间歇灌溉模式干物质积累量比淹灌模式分别大12.1%、22.1%、61.9%。间歇灌溉模式水稻干物质净积累量(NDMA)和群体生长速率(CGR)峰值随施肥量的增加发生改变,由出现在低肥水平(F1)的抽穗开花期至乳熟期转变为高肥水平(F2,F3)的分蘖后期至拔节孕穗期,且NDMA和CGR显著增大。不同水肥处理水稻黄熟期干物质在各器官间的分配不同,但均表现出相同趋势,即由高到低依次为籽粒、茎、叶、根。不同灌溉模式水稻的收获指数随施肥量的增加而下降,淹灌模式下收获指数下降明显,相对F1处理,F2、F3处理下分别下降12.4%、17.9%。干物质积累过程的拟合结果表明,三次曲线模型比Logistic模型的拟合精度高。     

不同水肥调控对水稻产量、干物质及土壤肥力影响

良好的水肥调控模式是维持、提升土壤肥力的重要措施,也是作物高产的重要保证。为了探究不同水肥调控对水稻产量,干物质量及稻田土壤肥力的影响规律,在湖北省漳河灌区开展水稻种植的测桶试验研究,供试品种为荃早优丝苗,设置淹灌W1和间歇灌溉W2两种灌溉模式以及常规肥N1和5种施肥水平的缓释肥N2处理,其中同N1常规肥肥效相同的为N2F (1)处理,并在此基础上将施肥水平各增加、减少25%、50%,共设计N2F(0.5)、N2F (0.75)、N2F (1)、N2F (1.25)、N2F (1.5) 5种处理。采集泡田前、黄熟期土样、植株样,对土壤全氮(TN)、全磷(TP)含量及黄熟期干物质量、产量进行分析。结果表明：间歇灌溉W2N2F (1)处理的产量为17 128.4 kg/hm²,比产量最高W1N2F (1)处理低5.73%。W2N2F (1)处理穗部干物质分配比例为44.81%,低于W1N2F (1)处理4.9%。两种灌溉模式下常规肥N1条件土壤中TN的含量显著高于泡田前,W1N1和W2N1处理土壤TN含量分别为1.38 g/kg、1.57 g/kg,且与缓释肥各处理间...     

间歇灌溉缓释肥施肥水平对水稻生长特性及产量的影响

水稻水肥调控是水稻获得高产的重要原因。为揭示间歇灌溉模式下不同缓释肥施肥水平对水稻生产影响,选取湖北省漳河灌区为研究区域,以水稻品种荃早优丝苗为试验材料,于2019年6-9月开展了淹水灌溉W1和间歇灌溉W2两种灌溉模式以及传统肥N1和缓释肥N2不同施肥水平[F(0.5)、F(0.75)、F(1)、F(1.25)、F(1.5)]互作条件下的水稻种植桶栽试验研究。结果表明,不同水肥处理对水稻株高、叶绿素SPAD终值的影响不显著,但在缓释肥条件下,植株株高、叶绿素SPAD值整体上在一定范围与施肥水平呈正相关,间歇灌溉模式下,N2F(1.5)处理与N2F(1)、N2F(0.75)处理差异显著,N2F(1.5)水平比N2F(1)、N2F(0.75)分别显著高出71%、91%。不同水肥处理对产量的影响显著,淹灌缓释肥W1N2F(1)处理产量最高可达18 170.29 kg/hm²,间歇灌溉传统肥W2N1F(1)处理次之,为17 826.86 kg/hm²。不同缓释肥施肥水平下淹灌模式产量比间歇灌溉平均高6.43%。传统肥条件下,间歇灌溉比淹灌产量高3.7%,缓释肥施肥水平对产量的影响最为显著。水稻种植施用缓释肥时,淹水灌溉模式更为适宜。     

不同灌溉施肥时机对稻田肥料分布和水稻生长的影响

[目的]探索水肥耦合灌溉方式下最佳的灌溉施肥时机.[方法]设置4个处理,分别为撒施(CK)、灌水0～2h内灌液体肥(T1)、灌水2～4h内灌液体肥(T2)和灌水4～6h内灌液体肥料(T3),研究了不同施肥时机对稻田肥料分布均匀性、水稻农艺性状、产量及水分利用效率的影响.[结果]在相同施肥量与灌水量条件下,T1处理在肥料...     

秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳 及其组分的影响

为探求秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳及其组分含量的影响,在太湖流域开展田间试验。试验采取常规灌溉(F)、控制灌溉(C)2种水分处理形式,与常规肥(F)、秸秆还田(S)2种施肥管理方式相结合,分析了不同水碳管理模式下的稻田土壤有机碳和土壤活性有机碳的季节变化规律及其含量之间的相关性。结果表明:控制灌溉加速了土壤有机碳分解,而与秸秆还田的结合促进了稻田土壤有机碳的累积。不同肥料管理条件下,控制灌溉稻田稻季土壤有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物量碳(SMBC)均值分别较常规灌溉稻田降低10%、1.8%、7.9%。控制灌溉与秸秆还田联合管理(CS)和常规水肥管理稻田(FF)相比,TOC、SMBC分别提高了10.4%和15.3%。不同水碳管理模式下的稻田土壤DOC与TOC、SMBC与TOC之间均呈极显著正相关关系。节水灌溉稻田中施加秸秆有利于提高稻田土壤有机碳含量,改善土壤活性碳组分。     

水氮耦合对黑土稻田土壤呼吸与碳平衡的影响

为探明不同水氮耦合方式对东北黑土区稻田碳循环的影响,以黑龙江省黑土稻田为研究对象,于2018年进行大田试验,试验设置常规灌溉(F)与控制灌溉(C)两种灌水方式,全生育期施氮量设置0、85、110、135 kg/hm~24个水平(N0、N1、N2、N3),测定了8种不同水氮耦合方式下水稻不同生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率和根呼吸速率的变化以及水稻收获后各器官的固碳量。结果表明,水稻植株总固碳量为446. 49～716. 92 g/m~2,各处理水稻收获后各器官固碳量从大到小依次为穗、茎、叶、根,分别占植株总固碳量的53. 69%～59. 44%、27. 42%～30. 12%、7. 24%～8. 96%、4. 71%～8. 35%。控制灌溉模式能提高水稻植株固碳量,其中CN2处理的总固碳量最大。相同施氮量、控制灌溉模式下,茎、叶、根固碳量均大于常规灌溉模式,除CN0处理穗固碳量低于FN0处理外,其余相同施氮量、控制灌溉模式下的穗固碳量均大于常规灌溉模式。不同水氮耦合方式下,水稻从返青期至乳熟期各生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率、根呼吸速率均呈先升高、后降低的趋势,且均在分蘖期达到峰值。除返青期外,与不施肥处理相比,施肥后各生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率和根呼吸速率均增大,且随着施氮量的增加而增大。控制灌溉模式下各施氮量处理水稻各生育期(除返青期外)平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率和根呼吸速率均高于常规灌溉模式下相同施氮量处理。8种不同水氮耦合方式下黑土稻田均表现为较强的碳"汇",控制灌溉模式能够增加碳"汇"强度,其中CN2处理碳"汇"强度最大。本研究结果可为提高黑土稻田固碳减排潜力提供理论基础,为估算区域乃至全球碳平衡提供数据支撑。     

水肥调控对甘蔗农艺性状和产量及水肥利用的影响

为探讨广西甘蔗高效生产的水肥调控模式。以柳城 05136 品种的甘蔗为研究对象,采用 4 种灌溉方案(T1:6.53 m³/hm²;T2:8.70 m³/hm²;T3:10.87 m³/hm²;T4:13.05 m³/hm²) 和 5 种施肥方案 (F0：不施肥;F1：分蘖期重施;F2：分蘖-伸长期重施;F3：伸长期重施;F4：伸长-成熟期重施),分析甘蔗农艺性状和产量及水肥利用效率对水肥调控的响应规律。结果表明,F3 和 F4 处理可显著增加甘蔗的有效茎数,T2 处理显著提高甘蔗单茎重、株高和茎径。全生育期定量施肥中,增加伸长期 (偏重生育盛期) 施肥不同滴灌施肥水平条件下,F3 处理下甘蔗产量 (962.25 kg/hm²)、肥料利用效率 (48.20%) 和灌溉水利用率[10.47 kg/ (hm²?mm) ]最佳;灌溉量对甘蔗产量和养分吸收利用状况的影响不明显,...     

灌溉施肥模式对海南辣椒产量和水肥利用的影响

[目的]探究与海南地区辣椒生产相适宜的高产高效灌溉施肥模式.[方法]采用田间小区试验,设置了沟灌不施肥CK、沟灌常规用肥F1处理(N 470.70 kg/hm2+P2O5511.22 kg/hm2+K2O 526.39 kg/hm2)、沟灌减肥F2处理(N 376.55 kg/hm2+P2O5314.83 kg/hm2...     

南方平原区水肥调控下水稻节水减排效应研究

【目的】揭示南方平原区水肥调控下的水稻节水减排效应。【方法】基于田间试验,设置传统淹灌(W0)和间歇灌溉(W1)2种灌溉模式,不施氮(N0)、减量施氮(N1,135 kg/hm²)及常规施氮(N2,180 kg/hm²)3种施氮水平,分析不同水肥调控方案下的水稻节水、增产、控污和减排效应。【结果】灌溉模式影响水稻灌水量、渗漏量和排水量,W1模式相比W0模式下的水稻灌水量减少18.12%～28.37%,渗漏量减少13.68%～22.85%,平均节水28.77%。在N1、N2施氮水平下,W1处理相比W0处理的水稻平均增产分别达到16.57%与29.94%。与W0模式相比,W1模式下的TN排放负荷量平均减少25.67%。同一灌溉模式下,TN排放负荷量随着施氮量的增加而增加。施氮水平对氨挥发总量有显著影响,而灌溉模式和水肥交互作用对氨挥发总量的影响不显著。【结论】最优的水肥交互模式为W1N1处理,相对于当地传统模式可使水稻增产9.82%,节水27.54%,控污25.67%,减排11.90%。     

沟灌方式和施肥水平对甜糯玉米产量、土壤养分和酶活性的影响

在补充灌溉条件下,通过田间试验,研究不同沟灌方式和施肥水平对甜糯玉米产量、土壤养分和酶活性的影响,以探讨广西地区甜糯玉米节水节肥模式,从而提高其水肥利用效率和保持土壤质量。试验设3种沟灌方式,即常规灌溉(CF),交替沟灌(AF)和固定沟灌(FF),和3种施肥水平,即低肥(F1,N 150kg/hm2和P2O575kg/hm2),中肥(F2,N 180kg/hm2和P2O590kg/hm2)和高肥(F3,N 210kg/hm2和P2O5105kg/hm2)。结果表明:与CF相比,AF处理在一定程度上增加玉米鲜产量、土壤速效养分含量,但是明显增加两个时期土壤脲酶活性,开花期转化酶活性以及F2时开花期和F3时成熟期过氧化氢酶活性;FF处理增加开花期土壤转化酶活性和F3时成熟期过氧化氢酶活性。与F1相比,AF时,F2和F3时玉米鲜产量略有增加,土壤脲酶和转化酶活性以及2个时期土壤过氧化氢酶活性显著增加;FF时,F2和F3比F1显著增加成熟期土壤转化酶和开花期脲酶活性。因此在本试验条件下,交替沟灌和中肥水平处理是较理想的水肥组合模式。     

基于DRAINMOD模型的不同灌排模式稻田水氮运移模拟

[目的]研究不同灌排模式稻田水氮动态变化,为南方稻作区节水减排提供科学依据.[方法]基于实测的田间灌排水量及氮素变化数据,采用Morris方法检测DRAINMOD模型水氮运移相关参数的灵敏度,并利用DRAINMOD模型对传统灌排模式和控制灌排模式下稻田水氮动态进行模拟.[结果]20～40 cm 土层侧向饱和导水率对稻田...     

节水灌溉对农田土壤温室气体排放的影响

农田是温室气体的重要排放源,如何通过有效的管理措施降低农田温室气体的排放成为当前应对气候变化研究的热点之一。不同灌溉方式导致土壤水分差异较大,进而引起温室气体排放的差异。[目的]系统总结分析不同节水灌溉方式对温室气体排放的影响效果有助于对节水灌溉方式优化选择及未来研究方向的聚焦。[方法]在前人研究基础上,进行文献搜集和整理,综述分析了节水灌溉方式对稻田和旱作农田温室气体排放的影响。[结果]与长期淹水相比,现有的水稻节水灌溉方式增加了稻田土壤CO2排放,增幅为20.83%~104.00%,平均增加48.40%,对N2O排放的影响有增加也有降低,其影响率范围为-41.30%~3078.41%,平均增加269.10%,但却显著降低了CH4的排放,降幅为14.19%~78.92%,平均降低51.66%。综合考虑稻田的全球净增温潜势(GWP),节水灌溉较长期淹水降低了稻田的GWP。与漫灌/沟灌相比,滴灌可改变旱作农田CO2和N2O排放及对CH4的吸收,其变化率范围分别为-31.19%~2.81%、-46.51%~52.56%和-150.00%~43.39%,平均分别降低12.84%、18.63%和24.93%。综合考虑旱作农田的GWP,由于N2O是旱作农田的主要温室气体,因此,滴灌降低了旱作农田的GWP。[结论]节水灌溉在节水的同时,还可降低农田温室气体排放的全球净增温潜势。基于研究现状,亟须对不同节水灌溉方式的温室排放效应及其机制开展定量研究。     

施肥对采煤塌陷复垦土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响

【目的】研究施肥对采煤塌陷复垦土壤团聚体组成及其碳、氮分布的影响,为改善采煤塌陷复垦土壤的物理团粒结构与化学性质,促进复垦土壤碳氮循环与利用提供一定理论基础。【方法】以山西省晋城市采煤塌陷复垦区土壤为研究对象,在常规灌溉条件下,以不施肥处理为对照(CK),研究了有机肥、无机肥、有机无机肥配施3种施肥处理对0～20、20～40 cm土层团聚体组成及碳、氮分布的影响。【结果】与CK相比,有机肥处理显著增加了土壤>2mm和1～2 mm粒级团聚体量,降低了0.053～0.25 mm和<0.053 mm粒级微团聚体量,单施化肥较有机肥处理提高了微团聚体量。单施有机肥、有机无机肥配施处理土壤的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)显著高于单施化肥处理,分形维数(D)低于化肥处理。有机肥处理土壤有机碳、全氮量最高,有机无机肥处理配施次之,单施化肥处理显著低于有机肥处理;土壤有机碳、全氮主要分布在>2 mm、1～2 mm、0.25～1 mm粒级大团聚体,显著高于0.053～0.25 mm、<0.053 mm粒级小团聚体;有机肥处理、有机无机肥配施处理土壤>2 mm、1～2 mm、0.25～1 mm粒级团聚体中的有机碳、全氮量要显著高于单施无机肥处理的。各施肥处理土壤1～2 mm、0.25～1 mm粒级团聚体有机碳、全氮贡献率较高,显著高于其余粒级。有机肥、有机无机配施处理各级团聚体(除0.053～0.25 mm外)的C/N值显著高于CK,而单施化肥处理与CK差异不显著。【结论】不同施肥处理(尤其是有机肥)提高了复垦土壤大团聚体量,增强了团聚体稳定性,提高了团聚体有机碳、全氮量。     

寒地黑土区节水灌溉下水稻对基肥氮素的吸收分配

【目的】进一步揭示寒地黑土区稻作节水灌溉模式下水稻对基肥氮素的吸收分配情况,以明确不同水氮管理模式下水稻对基肥氮素的吸收利用率。【方法】在田间小区中原位设置15N示踪微区,并施用带有15N标记的基肥,对比分析了淹水灌溉模式和控制灌溉模式下水稻对基肥氮素的吸收及分配以及被水稻吸收的基肥氮素在水稻地上部各器官的累积情况。【结果】与淹水灌溉相比,虽然稻作控制灌溉模式可以有效提高水稻地上部干物质及氮素积累量,但水稻内对基肥氮素的吸收利用量较低。控制灌溉模式下,水稻分蘖期基肥回收率为0.86%～2.60%;拔节孕穗期基肥回收率为1.17%～3.27%;抽穗开花期基肥回收率为15.18%～33.50%;成熟期基肥回收率为10.91%～24.39%,除水稻抽穗开花期和成熟期施氮量为85 kg/hm~2处理外,不同施氮量下控制灌溉模式水稻生育期内地上部植株的基肥氮素积累量和回收率均低于淹水灌溉,基肥氮素的损失量较大。不同施氮量下控制灌溉水稻成熟期时地上部植株吸收的基肥氮素总量的63.99%～72.95%存在于水稻穗部,高于淹水灌溉模式。【结论】稻作控制灌溉模式可以有效提高水稻吸收的基肥氮素,向水稻穗部的运移量,保证了基肥氮素的高效利用。     

孕穗期高温与涝对水稻光合特性和产量的影响

[目的]探究孕穗期高温与涝胁迫对水稻光合特性和产量的影响.[方法]采用盆栽试验,设置3个胁迫处理,分别为涝胁迫(T1,15cm),高温胁迫(T2),高温x涝胁迫(T3,15cm),以浅水勤灌为对照(CK),分析了孕穗期高温与涝胁迫条件下水稻光合特性和产量变化.[结果]孕穗期胁迫结束后,T2处理相比CK降低了水稻的光合速...     

施用钾肥对稻田土镉污染钝化修复效应影响研究

【目的】在Cd污染农田钝化修复中科学、合理施用钾肥。【方法】采用盆栽试验的方法种植水稻,研究了施用不同量氯化钾和硫酸钾对Cd污染稻田土海泡石钝化修复效应的影响。钾肥分别为氯化钾和硫酸钾,试验中施用的氯化钾和硫酸钾分别设置高、中和低3个添加量,钝化剂为海泡石。【结果】海泡石(S)钝化修复可以增加糙米生物量,施用低量(K1L)、中量(K1M)和高量(K1H)KCl后水稻糙米生物量分别降低7.35%、11.47%和4.66%,但与CK相比无显著差异。施用低量硫酸钾(K2L)可使糙米生物量提高2.69%,施用中量硫酸钾(K2M)可使糙米生物量降低1.10%,但与CK无显著性差异,而施用高量硫酸钾(K2H)可使糙米生物量降低14.97%,且与CK差异显著。在Cd污染水稻土钝化修复下,土壤中Cd有效性随KCl施用量的增加而显著增加,与S处理相比增加幅度可达41.67%～58.33%,施用K_2SO_4同样可以增加土壤中有效态Cd质量分数,增加幅度为16.67%～33.33%,但相比KCl对土壤钝化的活化作用要弱。与S处理相比,SK1L、SK1M和SK1H处理可使糙米Cd质量分数分别增加53.38%、46.15%和200.00%;SK2L、SK2M和SK2H处理可使糙米Cd质量分数分别增加7.69%、38.46%和23.08%。在海泡石钝化修复下,KCl对水稻吸收累积土壤Cd的促进作用比K_2SO_4显著得多。【结论】在Cd污染水稻土钝化处理下,土壤中Cd有效性随KCl施用量升高而显著增加,施用KCl对水稻糙米Cd吸收累积具有明显的促进作用,特别是在施用高量KCl时,但施用低量K_2SO_4可以降低水稻根部的Cd累积量,对水稻糙米Cd吸收累积无明显影响,在施用中高量K_2SO_4时,虽然可以在一定程度上促进水稻根系对土壤中有效态Cd的吸收,但与KCl相比效果低很多。     

基于ORYZA＿V3模型的水稻水肥综合调控模式研究

[目的]探索赣抚平原灌区不同水文年型适宜的水稻水肥综合调控模式,为灌区水稻水肥管理提供决策依据。[方法]基于江西省灌溉试验中心站2012 2013年晚稻试验资料对ORYZA_V3模型进行了率定与验证,并以率定后的模型模拟分析了不同水文年组及水肥模式下晚稻灌溉定额、产量、氮肥利用率等指标。[结果]降低灌前水分下限能降低腾发量与灌溉定额。耕作层灌前土壤含水率大于饱和含水率的70%~75%时,降低灌前水分下限均能提高晚稻的产量与氮肥利用率。耕作层灌前土壤含水率低于饱和含水率的60%~65%时,晚稻产量、氮肥利用率均有所下降。施氮肥量增加会降低氮肥利用率,施氮肥次数增加能提高氮肥利用率,二者增加均能增加晚稻产量,但会导致晚稻耐旱能力降低。从节水、增产、增效的角度,推荐试验区采用的水肥综合调控模式:氮肥量135 kg/hm2,分3次施用(基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2),丰水年采用重旱节水灌溉模式(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率的60%~65%),平、枯水年采用中旱节水灌溉模式(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率的70%~75%)。[结论]与传统水肥模式相比,所推荐水肥模式在丰、平、枯水年能分别节水41.4%、30.0%、21.9%,增产7.5%、5.4%、3.4%,提高氮肥利用率57.3%、51.2%、44.9%,节省氮肥25%。     

不同水肥措施下的冬小麦水氮利用和生物效应研究

【目的】寻找合适的冬小麦水肥方案。【方法】采用田间试验方法,在传统畦灌和水肥一体化微喷灌下分别设置不同施氮肥处理,研究了小麦干物质积累、产量、水氮利用和土壤贮水量。【结果】与传统畦灌比,微喷灌各处理灌水量减少50%,干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加28.2%～41.1%、0.2%～27.3%、0.8%～76.6%和23.3%～61.7%。其中传统畦灌下,推荐施氮肥与不施氮肥、农民习惯施氮肥和推荐施氮肥减氮20%处理比较,小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加4.0%～11.4%、1.8%～26.9%、32.1%～75.3%、0.8%～28.2%。微喷灌下,与推荐施氮肥比,推荐施氮肥减氮20%的小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别提高6.4%、4.5%、0.8%、2.3%。【结论】综合比较,水肥一体化微喷灌下推荐施氮肥减氮20%表现最优,提高冬小麦水氮利用效率,稳定产量,是节水减肥可推荐的有效途径。     

添加生物质炭对猪场废水灌溉土壤养分状况及铅有效性的影响

【目的】为养猪废水安全灌溉提供科学依据。【方法】试验选取新乡郊区农田0~20cm表层土壤,采用PVC根箱法种植小麦,试验设置4种水平的生物质炭添加量0%、0.5%、2%、5%(W0、W0.5、W2、W5)和对照CK(无作物和生物质炭)。测定了各处理根际和非根际土壤养分状况与含铅量,探讨了处理间土壤养分状况和铅迁移规律的差异特征。【结果】与CK相比,施加生物质炭改善了土壤理化性状,W2和W5处理显著增加了土壤有机质量、碱解氮量、速效磷量与速效钾量,尤其是非根际土壤的增幅更大。同时,施加生物质炭处理能够降低土壤有效铅量,W2和W5处理土壤有效铅量降幅较大,达20.7%~33.3%,且非根际土壤有效铅量显著低于根际土壤。【结论】对于北方碱性土壤,灌溉养猪废水时添加适量的生物质炭(W2),能够改善土壤理化性质,降低铅的生物有效性,减少向植物体内的迁移。