Evaluation of site-specific management zones on a farm with 124 contiguous small paddy fields in a multiple-cropping system

The identification of homogeneous management zones (MZs) within a field is a basis for site-specific management (SSM). We assessed the method of defining MZs based on the spatio-temporal homogeneity of six soil properties and above-ground biomass data from paddy rice, winter wheat and soybean over 3 years on a farm with 124 contiguous small paddy fields. The soil data were recorded at 372 soil sampling sites on a rectangular grid over the farm. A non-hierarchical cluster analysis was applied to the soil data and the algorithm grouped the sites into three clusters with similar soil properties. These clusters represent soil fertility and soil drainage. The three clusters were not randomly distributed across the fields, but formed contiguous areas associated with landscape position. This was due to the spatial variation of the soil in the study area. We delineated five MZs based on the spatial structure of the soil heterogeneity of the study area. The validity of the MZs was evaluated using the biomass data from paddy rice, winter wheat and soybean in each MZ; this depended mainly on soil fertility when conditions were dry. When the growing season precipitation was greater than the 10-year average, the biomass of winter wheat and soybean depended on soil drainage. This suggested that the delineation of MZs for site-specific management in fields under a paddy-upland crop rotation system should be based on several soil properties. The biomass data from the three crops over 3 years was not effective for delimiting MZs.     

低水位田地种桑养蚕的实践

运江镇地处柳江河和罗秀河的交汇处,低水田地约有534hm2,历年种植水稻、玉米、花生、甘蔗等作物,易受洪灾,造成减产或失收。自2001年以来,通过建立低水位田地种桑养蚕生产示范样板点,建立较为合理的种植结构,引导农民进行低水田地种植改制获得成功。     

基于农户施肥和土壤肥力的黑龙江水稻减肥潜力分析

【目的】 黑龙江稻田面积320多万公顷,为全国稻田面积最大的省份,10多年来水稻产量一直徘徊在7 000 kg·hm ^-2,也是我国稻田化肥用量（纯N 约150 kg·hm ^-2）最低的省份。在化肥零增长的背景条件下,黑龙江是否存在节肥潜力有待研究。 【方法】 调查水稻主产区农户施肥情况。2005年调查区域为五常、方正、木兰、宁安、庆安、铁力、尚志、阿城;2008年调查区域为密山、虎林、庆安、五常、宁安、方正、萝北、桦川、富锦和尚志;2015年调查区域为五常、方正、宁安、虎林和庆安。每个地点随机选择一个乡,每个乡随机选择2或者3个村,每村调查10户,共638户。2009—2010年,采集了黑龙江水稻主产区8万多个土壤样品,测定0—20 cm土层速效磷、速效钾养分含量。采用理论适宜施氮量法估算黑龙江稻田氮肥用量;依据作物养分需求量和稻田土壤养分状况,采用磷钾衡量监控方法,估算稻田磷、钾肥适宜施用量,在此基础上分析黑龙江省水稻减肥潜力。【结果】 2005、2008和2015年黑龙江水稻平均产量分别为6 427、7 593和7 142 kg·hm ^-2 ,3年平均产量为7 104 kg·hm ^-2。农户间产量差异较大,高低相差近5 000 kg·hm ^-2。稻田N、P₂O₅和K₂O用量平均分别为141.0、56.6和51.6 kg·hm ^-2,N、P₂O₅和K₂O用量高低相差均超过300 kg·hm ^-2,农户间施肥变异较大,盲目施肥问题突出。稻田土壤速效磷和速效钾的含量分别约为26和138 mg·kg ^-1。速效磷的变异超过了40%,不同区域间土壤肥力差异较大。70%以上的样品速效磷、速效钾含量处于较高水平。要达到7 500 kg·hm ^-2的产量水平,对应的理论适宜N用量为105 kg·hm ^-2,只有20%的农户实现了高产氮素高效,有70%的农户具有节肥潜力,可以节氮超过26%。通过节肥,每千克氮素生产的粮食可由50 kg提高到70 kg。按照目前的产量和土壤养分状况,稻田P₂O₅和K₂O适宜用量分别为41.6和35.9 kg·hm ^-2,可以减量约30%。调研农户中,具有节磷和节钾潜力的农户分别约占总体的71%和72%,处于低产低效的农户均占总体的30%,节肥潜力最大。 【结论】 黑龙江作为全国施肥量最低的省份,有约70%的农户处于高产不高效或者低产低效水平,过量施肥问题突出,节肥潜力20%以上。     

双季稻区6种不同稻田土壤类型对晚稻产量及稻米品质的影响

研究双季稻区6种不同土壤类型对晚稻产量及稻米品质的影响,可为指导不同地域的水稻优质生产提供重要参考。本文以6年定位试验为基础,研究了南方双季稻区6种不同土壤类型晚稻产量及稻米品质的变化。结果表明,在6种不同土壤类型中,各处理优质晚稻的有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重和产量均无明显差异。垩白大小与穗干重之间呈显著的正相关。水稻产量以红黄泥田最高,达7570.46 kg/hm2,大小顺序为红黄泥田>河沙泥>灰泥田>麻沙泥>紫泥田>黄泥田。红黄泥田和紫泥田有利于提高优质晚稻的出糙率、精米率;灰泥田和河沙泥田有利于提高稻米的整精米率;黄泥田有利于提高稻米的胶稠度、蛋白质,降低垩白米率、垩白大小和直链淀粉含量。上述结果说明,黄泥田种植水稻有利于改善稻米品质。     

杂草稻与栽培稻形态特征区别研究

近年来,杂草稻在稻田呈蔓延趋势,稻田中杂草稻的大量存在对栽培稻产量及品质造成危害,进而造成严重经济损失.为指导农民区分杂草稻与栽培稻并及时防治,文章对杂草稻的形态特征进行研究.结果表明,杂草稻不完全叶长于松粳系列品种的栽培稻,与龙稻系列和东农系列的栽培稻无差异;有叶舌、叶耳及叶毛,与栽培稻无差异;杂草稻有芒,呈褐色、黄色、紫色,长26~79 mm,栽培稻无芒或芒很短;杂草稻的颖壳色有褐色、稻草色、黄带黑斑等多种颜色,栽培稻的颖壳呈黄色;千粒重较栽培稻轻     

皖南山区冷浸田水稻养分管理现状、问题与对策

针对皖南山区冷浸田农户水稻养分管理中存在的主要问题,合理调控该区氮肥用量,合理调配磷钾等养分的施用,达到提高作物产量和肥料利用率的目的。通过农户调查的方法研究皖南山区冷浸田水稻养分管理现状与存在的主要问题,根据冷浸田特征和水稻养分吸收规律调控养分,研制冷浸田专用配方肥,并通过示范试验。调查结果表明,农户间施肥量差异大,过量与不足现象并存;养分施用不平衡、偏施氮肥的现象比较普遍;氮肥施用时期不合理,与水稻生长发育需求不同步;没有考虑环境养分供应与水稻养分动态需求特征。研制的专用配方肥能提高作物的产量。示范试验结果表明,冷浸田水稻专用肥处理均获得了最高产量,比农民习惯增产23.08%~32.39%,有很稳定的增产效果;增施白云石比水稻专用肥产量增加8.95%。皖南山区冷浸田水稻养分管理不合理是限制水稻产量提高的主要原因。合理调控冷浸田氮肥用量和氮肥的运筹方式,调配其他养分的施用,可以明显提高水稻产量。     

水稻产量、肥料利用率及农户经济效益的关系协调研究

为探讨水稻产量、肥料利用率及农户经济效益的关系协调路径,以中部地区某水稻主产区水稻种植户为研究对象,通过问卷调查、访谈、定点跟踪及测产数据,详细了解受访农户水稻产量、水稻肥料利用率和农户经济效益状况,进而对影响产量、效率和效益三者协同的因素进行了分析,并从推广配方施肥、完善农技推广体系、发展优质稻产业等方面提出了协调水稻产量、效率和效益三者之间关系的建议。     

稻蟹共生系统不同水稻栽培模式土壤理化性状和有效养分的变化规律

试验设置养蟹田单穴单株、单穴双株、单穴四株和不养蟹田单穴双株4个处理,研究了不同水稻栽培模式下稻田土壤容重、团聚体含量、pH、有机质、土壤总氮、碱解氮、速效磷、有效钾和水稻产量的变化规律。结果表明:与不养蟹稻田相比,养蟹稻田可以显著降低土壤容重,增加粒径>0.2 mm团聚体的含量,降低粒径<0.002 mm微团聚体的含量,土壤团聚化程度加强,同时可以调节土壤pH,显著提高土壤中有机质的含量,但对土壤总氮含量影响不显著,在水稻生长后期会显著提高土壤中碱解氮、速效磷、有效钾含量,养蟹稻田内理化性状和土壤养分含量受栽培模式的影响均不显著。养蟹稻田水稻产量高于常规稻田,养蟹稻田内各处理间差异不显著,以单穴四株水稻产量最高。     

集约化稻田养分均衡调控研究

在中国东南地区稻田,养分的非均衡化和高强度的投入引起稻田土壤质量退化、水体富营养化等环境问题。通过田间试验研究了不同施肥量对集约化稻田水稻叶片SPAD值、产量、养分含量、养分利用效率的影响。结果表明:水稻叶片SPAD值随施氮量的增加而增加,不同生育期SPAD值差异显著,分别为分蘖期＞抽穗期＞灌浆期。在N,K肥不同水平的处理下,水稻产量有明显的变化,并得出施用N,K肥的阈值,即在施氮处理225 kg/hm²和施钾处理180 kg/hm²水平下水稻的产量达到最大值,而磷肥施用增产效果不显著,这可能与该地土壤速效磷的含量较高有关。     

规模水稻秧苗的运输优化研究

通过对规模水稻秧苗运输现状的阐述,了解规模水稻秧苗运输机械配套优化的薄弱问题。根据对规模水稻秧苗从大棚到本田运输系统的调研和分析,确定规模水稻秧苗运输的主要指标为载秧容量、运输距离、时间和路线等。以目标规划理论建立水稻秧苗大棚到本田的运输优化模型,并利用遗传算法求解得到优化方案,对提高规模水稻秧苗从大棚到本田运输效率具有重要的意义。     

红花草压青对水稻产量的影响

冬种绿肥(红花草)不仅能培肥土壤、改造中低产田、实现高产稳产农田,也是发展农业的重要措施。本试验结果表明:绿肥压青能促进水稻和生长发育,提高稻谷产量,在中低肥力的田块以红花草压青30000公斤/公顷为宜。     

辽宁省水稻主产区化肥减施潜力分析

【目的】辽宁省水稻种植面积约50万hm²,较10年前下降了近1/5,但由于单产持续增加,年产量始终稳定在400万t以上。作为单产最高的粳稻主产区之一,在化肥零增长的背景条件下,兼顾土壤肥力和水稻产量的化肥减施潜力有待研究。【方法】2020年对辽河三角洲、东南部沿黄海和辽宁中北部3个水稻主产区进行农户施肥调研,每个稻作区分别选择高、中、低产代表乡镇为调研点,每个调研点选择2—5个村,每个村选择10户进行调研,共计590份调查问卷。各稻作区氮肥推荐用量基于前期研究基础确定。依据作物养分需求量和稻田土壤养分状况,采用磷钾衡量监控方法,估算稻田磷、钾肥适宜施用量。基于此分析辽宁省水稻化肥减肥潜力。【结果】辽河三角洲、东南部沿黄海和辽宁中北部稻区农户平均产量分别为10.4、7.7和8.7 t·hm^-2,差异较大,同一稻作区高低相差约4 t·hm^-2,不同稻作区间高低相差约2.7 t·hm^-2。辽宁省稻田N、P₂O₅和K₂O平均习惯用量分别为229.4、102.8 和91.1 kg·hm^-2,氮肥用量较2004—2017年降低了12%—32%,磷钾肥用量有所增加,氮磷钾肥比例约为2.2﹕1﹕1;3个稻作区农户习惯氮肥和磷肥施用量变异较大,纯氮和P₂O₅平均用量高低相差分别为79.5 kg·hm^-2和35.4 kg·hm^-2;农户纯氮施用量高低相差约4倍,有2.5%农户不施钾肥,个别农户不施磷肥,P₂O₅和K₂O最高用量分别为294.5和225.0 kg·hm^-2,盲目施肥现象依然存在。以各稻作区近3年平均产量增产5%为目标产量计算推荐施肥量,辽河三角洲稻作区目标产量为10 000 kg·hm^-2,N、P₂O₅ 和K₂O的推荐用量分别为234、111和101 kg·hm^-2,有82.1% 的农户氮肥效率较低,过量施氮问题突出,其中有21.7% 的农户具有较大减氮潜力,可节约氮肥13.7%;9.6%的农户具有较大磷肥减施潜力,可节约磷肥5.1%;钾肥需要适量补充。东南部沿黄海稻作区目标产量为7 500 kg·hm^-2,N、P₂O₅ 和K₂O的推荐用量分别为179、83和76 kg·hm^-2,68.0% 的农户磷肥效率较低,过量施磷现象普遍,其中有28.0% 的农户具有较大节磷潜力,可降低18.6%的投入量;约20% 的农户处于氮、钾肥低产低效水平,能减施7%左右。辽宁中北部稻作区目标产量为9 000 kg·hm^-2,N、P₂O₅ 和K₂O的推荐用量分别为210、80和91 kg·hm^-2;约有30%的农户氮、磷、钾肥具有较大减施潜力,其中氮、磷肥可减施约1%,钾肥减施约4%。【结论】辽河三角洲稻作区氮肥过量施用问题突出,有21.7%的农户可减施氮肥13.7%;东南部沿黄海稻作区磷肥过量施用现象普遍,有28.0%的农户可降低18.6%的投入量;辽宁中北部稻作区约有30%的农户具有化肥减施潜力,氮、磷肥减施约1%,钾肥减施约4%。     

镉污染稻田修复效果评估指标体系的构建

为科学评估镉污染稻田修复效果,运用理论分析、文献分析、德尔菲法与层次分析方法开展了评估指标筛选与权重确定研究,建立了镉污染稻田修复效果评估指标体系。基于修复效果评估目标,指标体系包括土壤肥力、重金属污染、水稻生长安全、修复经济安全等4个准则层下共15个评估指标。指标体系的准则层中水稻生长安全权重(0.430)和重金属污染权重(0.340)最大,指标层中土壤有效镉消减量权重(0.219)和糙米含镉量权重(0.259)最大,本指标体系权重分配体现了粮食安全和土壤环境安全是镉污染稻田土壤修复的主要关注点。     

吉林省东南部稻区有机水稻栽培的除草技术初探

为了研究与探索有机稻田的除草新方法,提高有机稻田的除草效果,采用水稻插秧前覆盖可降解膜、插秧后6个时期分别在行间覆盖稻草等措施消除和控制有机稻田的杂草数量,筛选有机稻田最佳的除草措施与时期。结果表明：有机稻田插秧前覆盖可降解地膜对杂草防除效果最好,既达到高效防除本田杂草的目的,又可在不影响有机稻米品质的前提下,提高产量,增加收益。水稻分蘖前期（6月13—18日）和分蘖末期（7月3日）行间覆盖稻草可以有效防除稗草、菵草和野慈姑;秧苗移栽后或分蘖始期（6月8—10日）覆盖稻草可以提高萤蔺的防除效果。插秧前覆盖生物降解膜,缓苗至分蘖末期根据杂草种类分期在行间覆盖稻草,不仅对杂草有较好的防除效果,而且还有明显的增产作用,并且对稻米品质没有明显的影响。行间覆盖稻草还可以达到稻草还田,培肥地力的效果。     

耐迟收水稻品种的筛选及其在淹水降镉中的应用

【目的】随着水稻生产模式机械化、规模化程度的加深,中、晚稻在成熟后,常因天气、收割机械配置、晒场矛盾等引起的不能及时收割问题日益突显,由此造成的产量损失及米质下降也逐渐得到生产者的重视。稻米中镉的积累及其转移至食物链所引起的食品安全问题已成为育种家、生产者的首要关注问题。淹水灌溉可有效降低稻米中镉的含量。推广种植生育期内能耐受持续淹水灌溉的耐迟收（post-maturation sustainability,PMS）水稻品种,可同时解决稻米镉低积累、延时机收的问题。建立科学有效的水稻PMS性状评价体系,并应用该体系开展PMS水稻品种的筛选,为缓解水稻生产上延时收割后产量安全、稻米镉积累安全等生产问题奠定基础。【方法】2018年,在孕穗-黄熟期淹水灌溉条件下,对来自全国的244个品种成熟后植株的倒伏、种子休眠、籽粒落粒等性状进行调查,通过田间观察、数据调查,结合显著性分析,对PMS性状鉴定时间及鉴定值进行鉴定,并对延迟收获后的稻谷碾磨品质、稻米外观品质及糊化温度、胶稠度、直链淀粉含量进行检测。2019年,利用PMS性状鉴定时间及鉴定值,对湖南省推广种植的132个水稻品种进行评价,筛选PMS水稻品种。通过设计孕穗-黄熟期干-湿交替水分管理对照,进行千粒重比较;应用PMS水稻品种开展千亩示范,进行产量及降镉效果检测。【结果】PMS性状评价体系具体为：倒伏的调查时间为成熟后第14天,鉴定值为稻秆与垂直倾斜角度小于45°;落粒性的调查时间为成熟后第7天,鉴定值为小于5.0%;穗发芽率调查时间为成熟后第0天,鉴定值为小于10.0%。2018—2019年共筛选到21个PMS水稻品种。淹水灌溉与干-湿交替灌溉处理间的千粒重差异不显著;千亩示范田中,处理间产量无明显差异;移栽后在孕穗-黄熟期进行淹水管理,稻米镉含量均低于0.20 mg·kg^-1,并显著低于干-湿交替灌溉管理。【结论】根据PMS性状评价体系,筛选获得的PMS水稻品种可经受长期淹水灌溉,成熟后延迟收获时间对产量、米质无明显影响。应用PMS水稻品种,在孕穗-黄熟期结合淹水灌溉,可实现镉中、轻度污染稻田安全生产。     

冬水田区杂交中稻高产组合的库源特征研究

以30个杂交中稻组合为材料,分别在3类冬水田（夏旱田、普通田和囤水田）种植下,研究了稻谷产量与库源性状的关系。结果表明,杂交中稻产量受稻田类型影响极大,30个杂交组合在不同稻田类型的产量变异趋势一致,筛选出7个杂交中稻组合在3类稻田均能获得高产。冬水田杂交中稻高产栽培的目标是在保证较高颖花量基础上,进一步提高结实率和千粒重。理论产量和产量潜力分别与穗粒数和库容充实度呈抛物线关系,在3类稻田均可获得高产的杂交中稻组合的库源特征：穗粒数160～200粒、最高苗332.98～36098万/hm2、有效穗200.14～225.24万/hm2、结实率77.56%～82.38%、千粒重29.06～30.32 g、颖花量3.61～3.98朵/m2、叶面积指数5.69～6.59、粒叶比0.55～0.70朵/cm2、单穗重4.00～4.51 g。为水稻育种者鉴定高产组合和生产部门筛选适宜冬水田区不同类型稻田的品种提供了科学依据。     

水稻覆膜节水增温高产栽培技术研究

为了提高黑龙江省有效活动积温利用效率、缓解日益扩大的水田面积与有限水资源间的供需矛盾,采用稻田覆盖地膜结合湿润灌溉方法,研究了黑龙江省水稻在覆膜、节水条件下生长发育、分蘖动态和产量构成要素等方面的影响变化。结果表明:覆膜节水对于水稻的生长发育具有积极的促进作用,能够缩短生育期;增加土壤温度;叶片叶绿素含量降低缓慢;叶面积指数增加47.37%;增产10.37%。是一项效果明显、易于农民掌握操作的节水增温高产栽培技术。     

新型二氯喹啉酸使用技术及其对水稻药害的关联因子

稗草是直播稻田及水稻轻型栽培的主要杂草,控制好稻田稗草是直播田稳产的关键因子之一。新型二氯喹啉酸是水稻田防除稗草的优良化学除草剂。在新型二氯喹啉酸控制稻田稗草的试验及示范推广中,发现该药剂对水稻有一定的药害,分析了药害的产生原因,提出了适量、高效、安全使用新型二氯喹啉酸的方法。     

水稻产量对川西平原基础肥力和施肥的响应

为探明川西平原水田两熟区水稻产量对土壤基础肥力和施肥的响应,进一步指导水稻合理施肥和土壤培肥,2016—2017年通过在四川省绵竹市高、中、低产田水稻施肥和不施肥对比试验,研究基础肥力和施肥对水稻产量的影响。结果表明:试验点基础肥力贡献率为高产田中产田低产田,2016年平均基础肥力贡献率分别为84.5%、75.7%和72.5%,2017年分别为85.0%、80.7%和70.6%。水稻常规施肥产量与基础肥力产量呈极显著正相关(P0.01)。相同施肥水平下,各田块水稻增产幅度均表现为低产田中产田高产田。常规施肥下,2016年高、中和低产田平均增产19.3%、34.1%和40.0%;2017年平均增产为17.9%、24.6%和43.3%。连续不施肥处理下,各试验点基础肥力产量呈下降趋势,平均下降幅度达14.4%。有效穗数和千粒重是引起产量差异的主要因素。川西平原水稻基础肥力贡献率随基础肥力升高而升高,肥料贡献率则随基础肥力升高而降低。针对不同基础肥力合理施肥是保障水稻高产稳产的重要因素。该研究为川西平原水田两熟区不同基础肥力下水稻合理施肥提供参考依据。     

浙江省水稻产量构成差异调查与合理种植密度分析

对浙江省23个水稻主栽品种、236块稻田产量的实际调查情况表明,水稻的产量差异普遍存在于品种和田块间,从变异系数看,每穗粒数和有效穗数的变异系数均显著大于千粒重,是导致品种间和田块间产量差异的主要因素。相关分析表明,不同类型水稻的产量均与每穗粒数的相关性最大,其中双季晚籼稻和单季常规粳稻分别达极显著和显著正相关,大穗品种的产量相对较高。水稻的产量随种植密度的增加先增加后下降,对单季籼稻,种植密度在（1.00～1.20）万丛/667m²时,出现产量>650 kg/667m²的概率较大,而种植密度在（1.20～1.40）万丛/667m²时,出现产量<500 kg/667m²和>650 kg/667m²的概率均较小,稳产的把握较高;对双季晚稻,种植密度以（1.10～1.40）万丛/667m²为宜。