冬季覆盖作物秸秆还田对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响（英文）

微生物群落功能多样性是土壤质量变化重要的指标,不同作物类型的秸秆还田措施对土壤微生物群落功能多样性具有明显的影响。以位于双季稻主产区不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式大田定位试验田为研究对象,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),应用BiologGN技术开展黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、油菜-双季稻(Ra)和马铃薯-双季稻(Po)种植模式条件下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对双季稻田根际土壤微生物功能多样性影响的研究。研究结果表明,早稻和晚稻成熟期,与CK处理相比,冬季覆盖作物秸秆还田处理增加了稻田土壤碳源平均颜色变化率(AWCD),以Po处理AWCD均为最高,均显著高于Ry和CK处理。不同冬季覆盖作物秸秆还田处理土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,早稻成熟期,Po处理的Richness、Shannon和McIntosh指数均为最高,其次为Ry、Mv和Ra处理,CK处理最低;晚稻成熟期,各处理的Richness、 Shannon和McIntosh指数大小顺序均表现为Po>Ra>Mv>Ry>CK。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各冬季覆盖作物秸秆还田处理根际土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类和糖类物质,不同处理间碳源利用类型有差异。冬季覆盖作物秸秆还田措施有利于提高双季稻田根际土壤微生物对碳源的利用能力、物种丰富度和均匀度。     

湖南早稻育秧方式的创新与探索

粮食安全的核心是水稻,南方水稻生产的潜力在双季稻,双季稻发展的瓶颈在早稻,早稻生产的关键又在育秧。湖南作为全国水稻生产第一省,针对目前早稻生产中的突出问题,积极创新和探索早稻集中育秧方式,开展了声势浩大的早稻集中育秧示范,取得了显著成效,开创了湖南双季稻生产的新局面。该文认真总结了湖南早稻集中育秧示范的成效与经验,指出了存在的问题,提出了进一步推进早稻集中育秧的对策建议。     

湖南早稻育秧方式的创新与探索

粮食安全的核心是水稻,南方水稻生产的潜力在双季稻,双季稻发展的瓶颈在早稻,早稻生产的关键又在育秧。湖南作为全国水稻生产第一省,针对目前早稻生产中的突出问题,积极创新和探索早稻集中育秧方式,开展了声势浩大的早稻集中育秧示范,取得了显著成效,开创了湖南双季稻生产的新局面。该文认真总结了湖南早稻集中育秧示范的成效与经验,指出了存在的问题,提出了进一步推进早稻集中育秧的对策建议。     

湖南早稻育秧方式的创新与探索

粮食安全的核心是水稻,南方水稻生产的潜力在双季稻,瓢季稻发展的瓶颈在早稻,早稻生产的关键又在育秧。湖南作为全国水稻生产第一省．针对目前早稻生产中的突出问题．积极创新和探索早稻集中育秧方式,开展了声势浩大的早稻集中育秧示范,取得了显著成效,开创了湖南双季稻生产的新局面。该文认真总结了湖南早稻集中育秧示范的成效与经验,指出了存在的问题,提出了进一步推进早稻集中育秧的对策建议。     

长江中下游地区双季稻生长季内热量资源的变化特征及温度适宜度分析

【目的】研究长江中下游双季稻区双季稻生长季热量资源时空演变特征及温度适宜度变化规律，为合理调整双季稻种植结构提供重要的理论依据。【方法】基于长江中下游地区均匀分布的87个气象站点逐日平均气温观测资料，运用MATLAB软件统计分析不同站点早稻育秧期起始日序、晚稻安全齐穗期终止日序、双季稻安全生产期、生长季内活动积温以及早晚稻不同发育期温度适宜度时空变化情况，对长江中下游地区双季稻种植适宜性进行专题区划。【结果】长江中下游地区双季早稻适播期越早，晚稻安全齐穗时间越晚，安全生产期越长，活动积温越丰富。整个研究时段内早稻适播期提前，晚稻安全齐穗期相应延迟，安全生产期和活动积温均具有微弱的上升趋势。早稻温度适宜度值随着早稻发育进程的推进逐渐提高，晚稻温度适宜度值随着晚稻生育期的推进呈现相反的趋势；早晚稻温度适宜度都在上升，且早稻温度适宜度上升速度（0.015/10a）快于晚稻（0.004/10a）。双季稻最适宜区主要分布在湖南零陵附近、江西大部分区域以及浙江丽水一带，不适宜区主要位于江苏东北部大部分地区。【结论】气候变暖背景下长江中下游地区双季稻生长季内热量资源发生了明显变化，优化双季稻种植结构和适当调整早晚稻最佳播期，是气候变化背景下提高双季稻生长季气候资源利用率的主要措施。     

湖南省双季稻产量差时空分布特征

【目的】湖南省是中国主要的双季稻种植区之一,2014年湖南水稻总产量位居全国第一,在中国籼稻生产中占重要地位。研究湖南省双季稻区早稻和晚稻潜在产量特征,明确潜在产量、实际产量以及产量差时空分布特征。【方法】论文基于湖南省1981—2010年气候资料、水稻作物资料、土壤资料及产量统计资料,对ORYZA v3进行调参和验证,选用决定系数(R2)、D指标、均方根误差(RMSE)、归一化均方根误差(NRMSE)、平均绝对误差(MAE)等评价指标来评价模型调参验证的结果。然后利用调参验证后的ORYZA v3模型并结合Arc GIS软件模拟分析湖南省双季稻的潜在产量时空分布特征,再结合双季稻实际产量,分析早稻和晚稻产量差绝对值及相对值过去30年的时间变化趋势及空间分布特征,明确研究区域双季稻的产量可提升空间。【结果】(1)调参验证后的ORYZA v3模型对研究区域早稻和晚稻的出苗—穗分化、出苗—开花、出苗—成熟的时间(天数)以及产量具有较好模拟效果,可用于湖南双季稻潜在产量模拟研究。(2)1981—2010年间湖南省早稻和晚稻潜在产量呈北高南低的空间分布特征,高值区为研究区域中部的武冈和邵阳等地,低值区为南部的丘陵地区;研究区域内东部地区双季稻潜在产量稳定性略高于西部地区,早稻潜在产量稳定性高于晚稻。研究时段内早稻和晚稻潜在产量随时间呈降低趋势,且晚稻潜在产量降低速率更快。(3)研究区域内双季稻产量差空间分布差异较大。研究区域内北部地区早稻和晚稻产量差最大,表明该地区双季稻产量有较大的可提升空间;西南部地区双季稻产量差小于北部地区,且早稻产量差最小而晚稻产量差相对较大,即西南部地区晚稻产量可提升空间大于早稻。研究时段内湖南省早稻和晚稻产量差均呈缩小趋势,且晚稻的产量差缩小速率大于早稻。【结论】气候变化背景下平均气温的升高使得双季稻潜在产量呈现下降趋势,同时品种的改进、栽培技术进步及生产投入增加,实际产量不断增加,研究时段内除个别站点(道县、沅江等)外早稻和晚稻的产量差均呈减小趋势。研究表明湖南省双季稻区内早稻产量差普遍高于晚稻且其随时间缩小的速率小于晚稻,这是由于早稻生长季内日照时数增加对早稻生长发育和产量形成的正效应可以部分抵消温度升高的负效应。同时,早稻产量差呈现增加趋势的站点多于晚稻,因此湖南省双季稻产区早稻产量提升空间较晚稻大。     

冬季覆盖作物秸秆还田对水稻植株养分积累与转运的影响

为明确双季稻区不同冬季覆盖作物秸秆还田对后茬水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,选择不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式为研究对象,采取田间小区定位试验,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),开展了黑麦草-双季稻(Ry-R-R)、紫云英-双季稻(Mv-R-R)、油菜-双季稻(Ra-R-R)和马铃薯-双季稻(Po-R-R)种植模式下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对后茬水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配影响的研究。结果表明：早稻成熟期,Po-R-R处理茎、叶物质贡献率均高于其他处理;晚稻成熟期,Ra-R-R处理的茎、叶物质转运率和物质贡献率均高于其他处理。早稻成熟期,Mv-R-R处理水稻植株穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）;各秸秆还田处理水稻植株茎和地上部分的钾素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。晚稻成熟期,Po-R-R处理叶、穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理（P<0.05）。Mv-R-R处理穗和地上部分的钾素积累量均显著高于Ry-R-R、Ra-R-R和CK处理（P<0.05）。总的来说,各冬季覆盖作物秸秆还田措施均促进了水稻各部位干物质积累和转运;其中以紫云英秸秆还田处理有利于水稻群体养分的积累与转运。     

双季稻区冬季覆盖作物残茬还田对水稻生物学特性和产量的影响

研究冬季不同覆盖作物还田后水稻生物学特性和产量经济性状的变化,对合理利用冬闲稻田,发展冬季覆盖作物,以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究采用田间小区试验方法,研究冬季不同覆盖作物处理(免耕直播黑麦草-双季稻、免耕直播紫云英-双季稻、免耕直播油菜-双季稻、免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻和冬闲-双季稻)残茬还田对水稻生物学特性和产量经济性状的影响。结果表明:冬季覆盖作物残茬还田后,早、晚稻分蘖期至成熟期,各处理植株根系、茎、叶干质量均高于对照,但与对照均无显著差异;早稻齐穗期和成熟期,免耕直播紫云英-双季稻处理穗干质量均显著高于对照和其它处理;晚稻齐穗期和成熟期,免耕稻草覆盖马铃薯-双季稻处理穗干质量显著高于对照和其它处理。早稻有效穗分别比对照增加31.45,37.30,15.25,28.60万/hm2,结实率分别增加4.83%、12.29%、11.35%和8.39%,千粒质量分别增加0.87,0.31,0.54,0.93 g,产量分别增加420.70,424.72,282.76,317.25 kg/hm2;晚稻有效穗分别比对照增加30.20,33.55,13.45,36.90万/hm2,结实率分别增加2.38%、5.03%、1.56%和6.05%,千粒质量分别增加0.63,0.72,0.38,0.78 g,产量分别增加248.28,427.60,179.32,455.18 kg/hm2。在双季稻田种植冬季覆盖作物,采用冬季覆盖作物残茬还田可促进水稻生长发育和干物质积累,改善水稻产量构成因素,有利于水稻产量的增加。     

不同施肥模式对早稻季农田氮磷径流流失的影响

为探究湖南双季稻区早稻季防控稻田氮、磷养分流失污染的施肥模式,通过田间试验,设置了不施氮磷肥处理(CK)和常规施肥(CF)、有机肥替代(OM)、控释肥减施(CRF)、绿肥还田(GM)4种施肥模式,研究了不同施肥模式对稻田氮、磷养分径流流失的影响。结果表明:相较于常规施肥模式,有机肥替代、绿肥还田和控释肥减施模式稻田总氮径流流失量分别减少了12.80%、16.62%、28.55%,各施肥处理早稻总氮素流失率大小表现为:常规施肥有机肥替代绿肥还田控释肥减施,氮素流失形态主要以可溶性氮为主,占流失总氮的80.48%~91.96%,可溶性氮中以铵态氮为主。控释肥减施和绿肥还田模式均能减少稻田磷素径流损失量,与常规施肥模式相比,总磷径流流失量分别减少了6.26%和28.30%;有机肥替代模式稻田总磷径流损失量较常规施肥模式增加26.33%;各施肥处理早稻总磷流失率表现为:有机肥替代常规施肥绿肥还田控释肥减施,磷素流失形态前期以颗粒态磷流失为主,后期以可溶态磷为主。在4种施肥模式中,控释肥减施和绿肥还田模式能降低稻田氮磷径流流失量,在南方双季稻区推广这两种施肥模式可有效防控农田氮、磷流失污染风险。     

早稻灌浆乳熟期蓄水灌溉对产量及温室气体排放的影响

为给湖南双季稻区稻田蓄水采用"早水晚用"的节水栽培模式提供理论依据,于早稻灌浆乳熟期起保持稻田不同的灌水深度(10、15、20 cm),通过大田试验探讨不同灌水深度对早稻产量及温室气体排放的影响。结果表明:与常规水管理相比,灌深水有利于提高光合速率,但降低了结实率和千粒重,使产量减少3.1%~5.7%,但差异不显著;灌深水增加了62.7%~113.6%的CH4累积排放量,减少了63.1%~84.1%的N2O累积排放量,差异显著。各灌水处理中以灌水深10 cm增排量最高,随着灌水深度增加增温潜势降低,各灌水处理的增温潜势超出常规水管理57.2%~96.6%。根据湖南降雨季节分布规律,加高加固田埂后,早稻成熟期蓄积20 cm深水有利于双季稻区晚稻种植和节水。但蓄深水增加了CH4排放,对此有待进一步深入研究减排措施。     

有机肥和化肥长期配施对油稻稻三熟制作物农艺性状及产量的影响

通过长期的油菜-双季稻轮作制肥料定位试验,研究不同施肥制度对作物农艺性状及产量的影响.结果表明:与NPK处理比较,高量有机肥(60%OM)处理的增产率为43.7%(油菜)、11.6%(早稻)和7.2%(晚稻),低量有机肥(30%OM)处理的增产率为27.3%(油菜)、14.0%(早稻)和-1.4%(晚稻).不施钾(NP)处理的油菜、早稻和晚稻分别比NPK处理减产16.8%、3.6%和3.1%,不施磷(NK)处理的油菜、早稻和晚稻分别比NPK处理减产86.7%、70.4%和40.1%.说明有机肥与化肥配施有利于油菜和水稻的生长及产量形成,同时磷素是制约该地区水稻、油菜生长的主要影响因素之一,农民在作物生产中应注重磷肥的施用.     

氮肥运筹对秸秆全量还田双季稻氮产量及氮素吸收利用的影响

以南方双季稻系统为研究对象,研究稻草全量还田条件下不同氮肥运筹策略对早稻及晚稻产量和氮素吸收利用的影响。结果表明:稻草全量还田条件下,与当地习惯施氮量相比,氮肥减施(早稻约18%,晚稻约15%)并不显著影响早稻及晚稻的产量;与当地农民习惯施氮量相比,氮肥减施处理可提高晚稻的氮素积累。在施氮量相同的情况下,氮肥适当后移有利于早稻及晚稻对氮素的吸收。早稻及晚稻减氮施肥处理的氮肥利用率均高于习惯施肥处理,氮肥后移有利于早稻及晚稻氮肥利用率的提高。稻草全量还田条件下,适当减氮并加大追肥比例既能稳定双季稻产量,又能促进稻株氮素吸收,提高氮肥利用率。使用秸秆促腐菌剂可进一步提高水稻对氮素的吸收利用。     

控释肥和添加剂对双季稻温室气体排放影响和减排评价

【目的】稻田生态系统的温室气体排放一直是气候变化领域的研究热点,对发展低碳农业和缓解全球变暖具有重要意义。研究控释肥和添加剂对双季稻（Oryza sative L）温室气体排放和产量的影响,旨在综合评价其减排效果,筛选既能保证产量又能有效减排的施肥措施。【方法】以华中江汉平原地区双季稻为研究对象,设置6种不同控释肥或添加剂处理,包括①习惯施肥作为对照,②硫包膜控释尿素,③树脂包膜控释尿素,④缓释碧晶尿素,⑤尿素中加入质量分数1%的硝化抑制剂二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）,⑥施肥时泼洒与尿素等量的1：200倍稀释有效微生物菌剂培养液（EM菌剂）,采用自动静态箱-气相色谱法对温室气体排放通量进行长期连续监测,同步观测土壤无机氮素和产量,得出不同施肥处理的温室气体（CH4和N2O）排放特征,由内插加权法求得排放总量,最终计算出综合温室效应和排放强度。【结果】不同施肥处理下CH4和N2O排放通量具有较为明显的季节变化规律。早稻CH4排放总量以树脂包膜控释尿素最低,晚稻以碧晶尿素最低;而早稻和晚稻N2O排放总量均以硝化抑制剂DMPP最低。综合两个季节,各施肥处理的综合温室效应（以CO2当量100年算）差异显著（P＜0.05）,其中常规施肥＞硫包膜控释尿素＞硝化抑制剂DMPP＞EM菌剂＞碧晶尿素＞树脂包膜控释尿素;控释肥和添加剂处理对比常规均有不同程度的减排效果,其中树脂包膜控释尿素减排效果最高为56.2%,碧晶尿素次之为45.6%,且晚稻减排效果明显高于早稻。早稻控释肥和添加剂处理产量与常规施肥差异不显著,晚稻则存在显著增产,增产幅度为13.5%-16.2%。各处理的温室气体排放强度GHGI以树脂包膜控释尿素最低,与常规施肥差异极显著（P＜0.01）。【结论】双季稻不同施肥处理CH4和N2O的排放总量差异显著,控释肥和添加剂处理均能达到不同程度的减排。控释肥和添加剂处理对早稻增产效果差异不显著,对晚稻增产效果差异显著,减排效果也高于早稻。综合考虑经济效益和减排效果,可得出在当前的稻田管理条件下施用包膜控释肥、抑制剂和生物菌剂,能保证产量并有效降低温室气体排放,是水稻低碳高产可行的施肥措施。     

绿肥紫云英与化肥配施对双季稻区水稻生长及产量的影响

[目的]在双季稻区紫云英与水稻轮作制度下,探讨化肥配施紫云英对水稻产量及其构成因素的影响。[方法]采用田间定位方法,进行早稻和晚稻施肥效应试验,探讨水稻产量构成因素与不同施肥处理的关系。[结果]施肥可促进水稻生长和产量提高,化肥配施绿肥也能够显著地增加水稻产量。早稻化肥减量40%配施60%绿肥处理的下茬晚稻产量最高,而2008年晚稻以及2009早稻产量甚至显著高于100%化肥处理,2年早稻平均产量比100%化肥处理增加了247 kg/hm2,提高了3.8%。[结论]种植和利用紫云英可部分替代化学肥料,提高水稻产量,节约生产成本,提高有机-无机养分资源利用效率。     

双季早粳干墁育秧技术研究

因地制宜,改种双季稻,是我省水稻增产的有效措施。几年来生产实踐証明,早稻早播,培育壮秧,又是双季稻增产的首要环节。去年(1960年)我省大面积推广粳稻,省农业科学院作物研究所在调查总结农民育秧經驗的基础上,針对早粳干墁育秧有关技术进行了研究。以下是研究的初步結果和体会:     

湖南早稻集中育秧示范成效显著——专访湖南省农业厅厅长田家贵

今年湖南省早稻集中育秧工作已经胜利结束,示范任务完成之好、社会反映之强烈超出预期.农业部在我省召开了南方早稻集中育秧座谈会,推介湖南经验;周强书记在湖南省农业厅关于当前早稻集中育秧工作情况汇报材料上作出重要批示并肯定:“农业厅抓早稻集中育秧抓住了关键,抓得早、抓得及时,来势喜人.”中央电视台新闻联播头条、农民日报、湖南卫视等新闻媒体对早稻集中育秧进行了重点宣传,有力地推动了湖南乃至南方稻区的双季稻生产.     

邵东地区水稻直播调查报告

湖南邵东原系一季中稻地区,五三年才开始种植双季稻,五五年大面积推广。自推广双季稻以来,每年早稻都发生了不同程度的烂秧,为了弥补烂秧的损失,各地普遍采用了直播,有些社由于掌握了直播栽培技术,连年获得了丰产,因而直播的面积得到迅速地增加。荷公殿乡新吉社     

长期不同施肥显著影响双季稻产量及养分吸收

为了解决双季稻氮、磷肥料施用过量、养分利用率偏低等问题,在典型双季稻区设置不同氮、磷施肥处理,对双季稻的产量效应和养分吸收进行分析,探讨合理的施肥量,为双季稻施肥管理提供理论支持。研究结果表明:(1)施肥显著影响水稻稻谷产量与秸秆生物量,水稻植株体氮、磷含量和积累总量随施肥量增加而显著增加。早稻氮(N,下同)、磷(P_2O_5,下同)施肥量分别在150和90 kg/hm~2,晚稻氮、磷施肥量分别在180和90 kg/hm~2范围内时,稻谷产量与秸秆产量随施氮量增加显著增加。超过该施肥量,对稻谷产量水稻增产没有显著效果。(2)区域早稻理论最高产量对应的氮、磷量分别为158.5和100.2 kg/hm~2,晚稻理论最高产量对应的氮、磷量为190.1和77.5 kg/hm~2。(3)稻田生态系统每年接受环境中氮、磷养分达108.1和29.8 kg/hm~2。     

长期化肥和有机肥施用对双季稻根茬生物量及养分积累特征的影响

【目的】作物根茬还田不仅促进作物吸收的养分归还农田系统,而且可以培肥土壤。然而,在双季稻区,有关不同施肥措施下根茬生物量的变化及养分积累特征则仍不明确。【方法】基于1981年开始的进贤双季稻长期定位试验,于2012年分别采集早晚稻成熟期不施肥(CK)、氮磷钾肥(NPK)、2倍的氮磷钾肥(2NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)处理的水稻秸秆、籽粒、根茬和土壤样品,分析不同施肥处理下根茬生物量及氮磷钾养分积累量的变化趋势,探讨影响根茬生物量及养分积累量的关键肥力因子。【结果】根茬生物量和养分积累量及占总植株的比例均呈现出早稻季明显高于晚稻季,且有机无机肥配施处理可以显著提升水稻的根茬生物量及氮磷钾养分积累量。与NPK处理相比,NPKOM处理的早稻根茬生物量及氮磷钾积累量分别增加了20.58%、17.34%、270.66%和37.89%,晚稻季根茬生物量及氮磷钾积累量的增幅为23.85%、17.88%、262.55%和37.96%。但是,在早稻季,NPKOM处理的根茬生物量及氮钾养分积累量占总植株的比例则分别比NPK处理降低了22.18%、33.90%和26.70%,晚稻季NPKOM处理的降幅分别为4.91%、39.41%和27.06%,而根茬磷素的比例则呈增加趋势。进一步通过多元回归分析发现,在所有肥力指标中,土壤全磷和有效磷是影响水稻根茬生物量及氮磷钾养分积累量的关键肥力因子(P0.05)。【结论】长期有机无机肥配施可以显著增加根茬生物量及氮磷钾养分积累量,但却显著降低了根茬氮钾养分占总植株的比例。且当其他条件相同的情况下,施肥措施主要通过土壤磷含量调控早晚稻的根茬生物量及养分积累量。     

秸秆还田对双季稻土壤有机碳和全氮含量的影响

在余姚市早稻-晚稻连作农业生产区,以多年不施肥处理、常规施肥处理、秸秆还田+常规施肥处理的双季稻生产系统为对象,研究了试验点耕层土壤有机碳、全氮含量的动态变化特征。结果表明,秸秆还田+常规施肥处理的耕层土壤有机碳、全氮含量高于其他处理,更有利于土壤肥力提升。