张掖市熟地水稻产量模型的研究

本文对张掖市的熟地采用了通用旋转回归设计方法,研究了氮、磷二因子对熟地水稻产量的影响以及因子间的配合关系。根据试验资料。建立了二元二次回归产量模型，与实际资料拟合较好，达到了极显著水准。并通过对产量模型的分析，明确了在当前条件下以高产为目标时，各因子的适宜用量，明确了二因子在增产中的作用是磷肥大于氮肥。     

基于Penman-Monteith方程的节水灌溉稻田蒸散量模型

为利用Penman-Monteith方程直接计算非充分灌溉条件下的稻田蒸散量,该文根据国家“863”节水农业重大专项试验资料,在K-P表层阻抗模型修正研究基础上,提出改进的稻田蒸散量模拟模型。结果表明：根据土壤相对含水率修正后的K-P模型较好地模拟了水稻表层阻抗,且反映出不同土壤水分状况下表层阻抗的变化规律;采用改进的Penman-Monteith方程模拟水分胁迫条件下的稻田蒸散量后,误差从改进前的18.57%降低至10.84%,且对冠层未完全覆盖条件下的稻田蒸散量也具有较好的模拟效果;土壤含水率、空气温度和空气湿度是改进的Penman-Monteith方程最为敏感的因子,它们的准确观测对于提高模型的估算精度至关重要;模型回归系数（c1、c0）的变化对模型估算结果的影响较小。表明当某一特定作物的回归系数值确定后,改进的Penman-Monteith方程可应用于不同地区、不同灌溉模式下作物蒸发蒸腾量的估算。     

精准农业土壤养分与水稻产量关系模型研究

采用主成分分析法对上海精准农业示范基地土壤养分要素与水稻产量的定量关系进行分析结果表明,全N等营养要素与产量呈正相关关系,其中产量对土壤P含量高低的反应最为敏感;pH值及盐分与产量呈负相关关系。对主成分因子进一步分析表明,养分主成分中速效氮起主要作用,酸碱特性主成分中以pH值最能反应土壤酸碱性状。运用土壤养分要素主成分建立的土壤水稻产量模型平均绝对误差406.5kg/hm~2,平均相对误差4.88％,效果良好。     

灌溉方式与种植密度对寒地水稻产量及光合物质生产特性的影响

该研究旨在探讨灌溉方式与密度对水稻产量和光合物质生产特性的影响及其互作效应,这对指导水稻高产、高效栽培有重要意义。试验在大田条件下,以垦稻24为试验材料,设置重干湿交替灌溉(W1)、轻干湿交替灌溉(W2)和浅水灌溉(W3)3种灌溉处理及行株距为30 cm×10 cm(D1)、30 cm×12 cm(D2)和30 cm×14 cm(D3)3种密度水平,分析水密处理对寒地水稻产量形成和光合物质生产特性的影响。结果表明:各灌溉方式下,对干物质积累、光合物质生产、产量构成及产量的整体作用效果表现为W2W3W1,其中W2处理显著提高了水稻产量,增加了水稻千粒重和结实率,实际产量较W3和W1处理增幅分别为5.05%和27.89%;W2处理有效的控制了无效分蘖,明显提高成穗率,降低植株高度和倒3、4节间长度,但叶片生长速度慢于W3处理。各密度水平下,对抽穗后生物产量、茎鞘干物质运转以及最终籽粒产量的作用效果均以D2处理最佳;而D3处理的叶片生长快于D2和D1处理,并伴有增叶出现。灌溉方式与密度交互作用下,各水密处理对寒地水稻叶龄值、茎蘖数、成穗率、抽穗期粒叶比、干物质积累量、抽穗后茎鞘干物质转运和光合物质生产、产量构成及产量的影响均存在显著或极显著的互作效应,以轻干湿交替灌溉方式与行株距30 cm×10 cm密度组合(W2D1)效果最佳,与其它处理相比,实现了5.0~8.5%产量增幅,该处理组合的增产途径是粒叶比高,叶面积指数高,光合物质积累多,形成高质量群体;生育后期干物质积累量大,群体生长率和净同化率高,光合物质生产能力强,茎鞘物质输出与转运合理,具有较高的有效穗数、高结实率和高千粒重,最终籽粒产量高。综合分析表明,轻干湿交替灌溉方式与行株距30 cm×10 cm密度组合模式合模式更适合在目前寒地水稻高产、高效栽培中应用。     

不同灌溉、施钾方式对番茄光合特性和产量、品质的影响

研究了不同灌溉方式下施钾方式对番茄光合特性、产量及品质的影响,旨在为设施栽培条件下水、肥科学管理提供理论依据。结果表明,同一灌溉方式下,钾随水施处理的番茄叶片净光合速率以及水分利用效率显著高于钾肥常规施入的;同一施钾方式下,滴灌能显著提高番茄叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及番茄产量。灌溉方式和施钾方式单独对番茄叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率以及番茄产量有显著影响。灌溉方式和施钾方式的交互作用对气孔导度和胞间CO2浓度影响显著。施钾方式能明显改善番茄品质,但灌溉方式及灌溉方式和施钾方式的交互作用对品质影响不显著。因此,在氮磷充足的情况下,滴灌条件下钾肥随水施入能显著提高番茄产量以及光合性能,并能改善番茄品质。     

水稻灌溉需水量对气候变化响应的模拟

气候变化会导致作物耗水过程改变,从而影响灌溉需水。研究水稻灌溉需水对气候变化的响应规律,有助于合理制定应对气候变化的灌溉策略,保障水资源可持续利用和粮食安全。该文基于1961-2010年气象数据和HadCM3大气环流模式A2和B2两种情景下的统计降尺度模拟结果,利用经田间试验资料验证后的水稻模型ORYZA2000,模拟淹水灌溉和间歇灌溉两种灌溉处理下、历史和未来情景下水稻灌溉需水对气候变化的响应规律。结果表明:过去50年,间歇灌溉和淹水灌溉模式下水稻耗水量呈现显著上升趋势,而水稻灌溉需水量和产量都呈现下降趋势,分别由降水增加和气温升高、辐射下降导致的生育期缩短引起;未来气候情景下,间歇灌溉和淹水灌溉模式下水稻耗水量在未来3个时期(2020s,2050s和2080s)均呈现不同程度的增加;耗水量的显著增加和降水的减少导致了未来3个时期水稻灌溉需水量的明显增加;受持续增温的减产效应影响,水稻产量在未来3个时期呈现减少趋势,且降幅逐渐变大。     

水肥耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响

为研究大棚膜下滴灌灌溉上限与施肥量耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响,以金鹏1号番茄为试材,按照二元二次正交旋转组合设计原理,建立了光合与产量指标的数学模型,分析了水肥两因子的耦合效应。试验结果表明,所建模型达到显著水平;水对光合的影响大于肥,对产量的影响小于肥,水肥对光合和产量的耦合分别存在显著的负效应和正效应;光合速率随灌溉上限的上升表现出明显的上升趋势,超过一定范围后开始下降;不论灌溉上限高低,光合速率均随施肥量的增加表现出先降低后升高的趋势,变化趋势缓慢;番茄的产量随灌溉上限和施肥定额的增加而显著增加,超过一定范围后产量逐渐降低。得出合理的灌溉施肥指标:灌溉下限为田间持水量的50%,灌溉上限为田间持水量的80%~82%,施肥N 313.75~439.75 kg/hm2、P2O5156.55~219.19 kg/hm2、K2O 313.75~439.75 kg/hm2。此时,番茄的产量达到124 t/hm2、水分利用效率达到43.2 kg/m3。     

氮素处理对水稻浙粳22产量形成的影响 及其生育后期与叶片光合特性间的关系

以晚粳稻浙粳22为材料,研究了低氮(N1)、中氮(N2)、高氮(N3)和不施氮肥(NO)4个不同施氮水平下,产量、稻株氮素利用率与叶绿素含量、光合速率等生理指标间的关系.结果表明,本试验条件下施氮水平越高,净光合速率越高,气孔导度和蒸腾速率相应增加,胞间CO2浓度有下降趋势.低氮及常规施氮水平下,稻株氮素利用率高,水稻产量与植株干物重、含氮量、光合速率等成正相关,高氮条件下则相关性不显著.     

控制灌溉水稻叶片水平的水分利用效率试验研究

根据现场试验资料,分析了晚稻叶片水平的水分利用效率的日变化与全生育期变化,叶片的水分利用效率与气孔导度及外界影响因子包括光合有效辐射、土壤水分、叶气温差等的相互关系。结果表明：控制灌溉水稻叶片的水分利用效率在较高土壤水分时与对照处理差别不明显,适度土壤水分调控可以获得较高的水分利用效率;全生育期水稻叶片的水分利用效率随土壤水分变化而波动,过高过低的土壤水分均不利于水分利用效率的提高;叶片的光合速率、蒸腾速率与水分利用效率均随气孔导度的增加表现出先增后减的变化规律。水稻叶片的水分利用效率影响因素分析显示：水分利用效率随叶气温差、二氧化碳浓度和空气湿度的增加而增加;有利于获得较高水分利用效率的气孔导度、光合有效辐射、空气温度和土壤水分范围分别是200～350 μmol·m^-2·s^-1、400～900 μmol·m^-2·s^-1、28～34℃和85%～90%的土壤饱和含水率。     

应用ORYZA2000模型制定北京地区旱稻优化灌溉制度

通过优化灌溉提高水分利用效率,使有限的水资源发挥最大的效益,是推行节水农业的一个重要方面.在模型验证的基础上,利用ORYZA2000模型和多年气象资料,分析了北京地区不同降水年型条件下早稻产量和水分利用效率与灌溉定额之间的关系,在此基础上制定不同降水年型和产量水平的北京地区旱稻优化灌溉制度.结果表明:当灌溉定额达到一定水平后,最高产量趋于不变.干旱和平水年型条件下旱稻均有较大的增产潜力,灌溉定额为300～500 mm可增产约3000 kg/hm2;丰水年型灌溉定额为250 mm时可增产1000 kg/hm2.70%、80%和90%产量潜力3个产量水平的最优灌溉制度分别需要保持根层土壤相对含水率在67%、73%和83%左右,灌水定额不宜过高,以50～60 mm为宜.灌溉次数和灌溉定额随产量水平的提高而增加,并取决于实际的降水情况:干旱年型3个产量水平的灌溉次数为3～8次;平水年型为2～5次;丰水年型为1～5次.水分利用效率变化范围为0.92～1.28 g/kg,受各年型降水量影响灌溉水水分利用效率变化在1.61～7.76 g/kg之间,丰水年型的灌溉水水分利用效率高于平水年型和干旱年型.80%产量潜力水平时的水分利用效率最高,不同年型灌溉定额在98～239 mm之间,灌溉次数为2～5次.     

仓内稻谷干燥的多尺度多层结构热质传递模拟及试验

为研究仓内稻谷干燥的热质传递机理,确定稻谷颗粒内部不同组织结构特性对干燥过程的影响,以仓内稻谷堆为研究对象,针对谷粒的多层结构问题,运用多尺度理论、热质传递原理和孔道网络方法等知识,建立了仓内稻谷热风干燥的多尺度多层结构热质传递模型,并进行了稻谷堆热风干燥试验,模拟分析了仓内稻谷的干基含水率、温度分布以及孔隙汽相的温度分布等情况。结果表明:建立的热质传递模型可有效模拟仓内稻谷干燥过程,干燥器尺度下仓内稻谷的平均干基含水率的模拟值与试验值的最大相对误差为7.6%,颗粒尺度下单颗粒稻谷干基含水率的模拟值与试验值的最大相对误差约为6.8%;稻谷颗粒内部传热比传质速率快,颗粒内存在较大的水分梯度。稻谷胚扩散系数对干燥的影响较大,其次是稻谷壳扩散系数,稻谷衣扩散系数影响最小。研究结果为稻谷就仓干燥的品质及工艺分析提供了理论基础。     

水稻间歇灌溉研究: Ⅰ. 水分利用率

The effects of individual and combined additions of urea(100μg N g^-1soil) and insecticide (triazophos at field rate,FR) under different moisture levles of air-dried soil(AD),50% of water-holding capacity(WHC),100%,WHC and flooded soil(FS) on some selected soil properties in a paddy field soil were examined in a laboratory incubation study.The results indicated that after 21-day incubation at 25℃ ，the different moisture levels led to significant changes in the parameters studied,Flooding of soil with distilled waer significantly increased the electron transport system(ETS)/dehydrogenase activity and phenol content of the soil compared to the other moisture levels,while protein and phospholipis behaved differently at varied moisture levels with or without the addition of urea and /or triazophos.Increased ETS activity was observed with N addition at higher moisture levels thile insecticide incorporation decreased it at all moisture levels as compared to the control(moisture only).The phenol contents slightly decreasd and increased with N and insecticide applications ,respectively,The soil protein contents were found to be unaffected among all the soil treatents at all moisture levels.The soil protein contents were found to be unaffected among all the soil treatments at all moisture levels.However,among different moisture levels,reduced quantities of proteins were estimated at 50% WHC ,suggesting more N-mineralization.Lower quantities of soil biomass phospholipids,among all treatments,were recored at higher moisture levels(100% WHC and FS) than at the loer levels,An overall slight enhancement in phospholipid contents with N and small reduction with insecticide addition,respectively,was noticed against the untreated soil.The toxictiy of fertilizer and insecticide decreased as the soil moisture contents increased,suggesting rapid degradation of agrochemicals.     

包膜复合肥对水稻生长及营养特性的影响

试验以早稻品种早凡5号和晚稻品种新香优80为材料,利用自行研制的低成本包膜复合肥(N:P2O5:K2O=17％:7％:12％)设置不同用量处理,以相同养分含量的未包膜复合肥为对照,在大田条件下采用随机区组小区试验,比较研究了供试水稻品种的生长生理和营养生理特性。结果表明包膜肥各处理分蘖增长平缓,成穗率高,而对照前期分蘗发生快,无效分蘗增多。包膜肥各处理剑叶叶绿素含量和SPAD测定值在后期显著高于对照。与等量或减量20％-25％的未包膜复合肥处理比较,早稻产量增加5.0％-12.8％,晚稻实际产量提高7.5％-13.6％,均达5％显著水平。因此,施用包膜复合肥前期养分释放平稳,水稻生长健壮;中后期可提供较多的养分,延长水稻叶片的光合功能期,促进光合产物向籽粒中转运,增加干物质产量和稻谷产量。     

Effect of seedling transplanting date on methane emission from rice paddy soil during cultivation

In most temperate mono-rice cultivation systems like Korea, the local recommended transplanting date of rice (Oryza sativa L.) seedlings is proposed by the government agency considering climate, rice cultivar, rice productivity and quality, etc. Recently the transplanting of rice seedlings earlier than the recommended transplanting date (RTD) has been adopted by the local farmers to get high yield and to harvest earlier for higher market value. Earlier transplanting than RTD might influence methane (CH₄) emission due to the prolonged cultivation period, but its effect was not evaluated well so far. In this study, the effects of seedling transplanting date on CH₄ emission and rice productivity were investigated for two years in a general paddy soil. The 30-day old seedlings were transplanted on the local RTD (every June 15) as the control, and at 30 and 15 days before and 15 days after the RTD for comparison. There was no difference on CH₄ flux pattern among the treatments, but the earlier transplanting before the RTD significantly (P ?≤?0.05) increased total CH₄ emissions during rice cultivation due to the extended soil flooding period and improved plant growth. Rice grain yield was increased by earlier transplanting, but the values were not significantly different from those of transplanting practices on RTD and 15 days before RTD. Therefore, among all the treatments, the lowest total CH₄ emission per grain yield was observed in the RTD treatment. Conclusively, rice transplanting following the RTD, rather than early or late transplanting, could be more effective to minimize CH₄ emission without significantly decreasing the rice productivity.     

Miscellaneous: Improvement of productivity and quality of rice in relation to nutrition and physiology

(Jpn. J. Soil Sci.Plant Nutr., 77, 361–365, 2006)     

控制灌溉模式对稻田土壤-植物系统镉和铬累积的影响

为了揭示不同灌溉模式Cd、Cr灌溉输入量差异及对Cd、Cr在稻田土植系统总累积的影响,基于田间试验开展了不同灌溉模式稻田土-植系统Cd、Cr含量观测。结果表明,控制灌溉与淹水灌溉相比在水稻全生育期可分别减少Cd、Cr灌溉输入量60.8%和59.8%。灌溉模式的改变显著影响了重金属Cd、Cr在植株地上部分的累积。与淹水灌溉相比,控制灌溉植株地上部分Cd、Cr累积量分别增加了29.5%和5.4%。植株吸收的Cd、Cr大部分储存在根部,只有少量向地上部分迁移,控灌植株根部Cd、Cr吸收富集系数大于淹灌处理。控制灌溉增强了Cd、Cr向水稻植株的迁移能力,以及Cd、Cr向地上部分迁移。因此控制灌溉减少了稻田重金属Cd、Cr的输入风险和土壤累积风险,但会导致水稻植株吸收Cd的增加,需要有针对性地进一步开展相关修复和防治研究。