不同密度和氮肥用量对水稻产量、构成因子及氮肥利用率的影响

针对水稻生产中氮肥用量过高、劳动力成本上涨及移栽密度越来越低的现状,设置氮肥、密度互作试验,研究施氮量和移栽密度及其互作效应对水稻产量和氮肥利用率的影响,以期为水稻节氮、省工合理栽培及高效施肥提供理论依据。结果表明,氮肥用量和密度均可显著影响水稻产量,互作效应显著。施氮(N82.5、N165.0、N247.5)后平均分别增产30.6%、47.8%、44.6%;密度为21万蔸/hm2时,籽粒产量最高。有效穗数随施氮量和移栽密度的增加而增加,提高密度后实粒数、结实率和千粒重则出现降低。氮肥利用率随施氮量增加而下降,随密度增加先上升后下降。在资源短缺、环境污染及生产成本上涨的形势下,低氮水平时应适当增加密度,提高移栽密度时则应控制氮肥用量。在本试验条件中,移栽密度为22.1万蔸/hm2的基础上施氮194.9 kg/hm2是实现水稻高产高效、节氮、省工栽培的合理组合。     

冬油菜叶片SPAD的时空分布和氮素诊断的叶位选择

在大田试验条件下测定分析不同施氮水平冬油菜关键生育期SPAD值的时空分布特征,并对不同叶位及叶片不同部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量、植株全氮含量及籽粒产量之间的相关性进行分析,探求应用SPAD仪诊断油菜氮素营养状况的最佳测试叶位及位点。结果表明,油菜主茎顶部4片完全展开叶SPAD值存在显著空间差异,增加施氮量能显著提高各叶位叶SPAD值,同时减少叶位间的差异;六叶期、蕾薹期以顶4叶（TL4）SPAD值对氮素的敏感性最大,初花期和盛花期则最低。不同部位间,六叶期和初花期以中部SPAD值对施氮量增加的响应最敏感,盛花期则最迟钝,蕾薹期介于顶部和基部之间。综合分析认为,应用SPAD仪监测油菜氮素营养状况的最佳测试叶位和位点为主茎顶4片完全展开叶中部,该部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量和植株全氮含量之间的相关性均达到显著或极显著水平,满足氮素营养快速诊断的要求。     

缺钾对油菜主序产量性状的影响及施钾效果

在大田试验条件下设置施钾(+K)与不施钾(–K)处理,研究缺钾土壤上施钾对油菜产量的影响,并重点研究主序不同部位产量性状对施钾反应的差异。结果表明,缺钾土壤上施用钾肥油菜产量显著提高,增产量为1 321 kg/hm2,增产率达111%,同时单株角果数和每角粒数显著增加,增幅分别达50.1%和9.2%。施钾显著提高单株主序籽粒重、单株主序角果数和每角粒数,增幅分别为33.6%、21.6%和10.3%。施钾对主序不同部位籽粒重、角果数和每角粒数的提高程度不同,其中对主序上部的影响显著大于主序中下部;与不施钾相比,施钾主序上部籽粒重、角果数和每角粒数分别提高69.6%、41.7%和20.1%,该序段相应的钾积累量提高124.4%。综合结果表明,钾肥施用显著提高油菜籽产量,主要途径是增加了角果数和每角粒数,从油菜果序产量性状看,钾素对果序上部的影响显著大于果序中下部。     

油菜长效专用配方肥施用效果研究

2012~2013年在冬油菜主产区布置15个田间试验研究油菜长效专用配方肥(N-P2O5-K2O-B:20-7-8-0.2,及5%的其他中、微量元素)的施用效果,为油菜一次性施肥配方的推广及改进提供依据。结果表明,与不施肥处理相比,常规施肥与专用肥均能明显提高油菜籽产量、收入及养分吸收量。与常规施肥相比,在减少总养分用量且肥料一次性施入的情况下,油菜长效专用配方肥在85%以上的试验点表现出增产或稳产效果,平均增产量为133 kg/hm2,增产率为8.1%,增加经济收益1 624元/hm2。施用油菜长效专用配方肥促进了油菜对养分的吸收,N、P2O5、K2O累积量较常规施肥分别增加10.8、2.1、7.9 kg/hm2。研究表明,油菜长效专用配方肥对油菜产量的贡献率平均为51.8%,农学利用率平均为5.5 kg/kg,均高于常规肥料。整体而言,施用油菜长效专用配方肥能提高油菜产量和施肥效益,可作为油菜轻简化施肥技术进行推广应用。     

施肥管理对油菜种子萌发特性的影响

直播是油菜轻简化、机械化生产的重要环节,为了明确生长季施肥管理对油菜种子萌发特性的影响,通过室内种子萌发试验研究了田间条件下不同施肥处理收获后油菜种子萌发的差异,结合种子养分含量以及可溶性糖等生理指标初步揭示了其作用机制。研究结果表明,不同施肥处理显著影响油菜种子养分含量,其中种子氮、磷含量变化最大。与平衡施肥处理相比,不施肥各处理种子氮和磷含量分别降低了5.9%～16.9%和0.0%～27.6%。不同施肥处理种子的萌发存在明显差异,以平衡施肥处理各项指标最高,与平衡施肥处理相比,不施氮和不施硼处理显著降低了种子发芽势和正常苗率,不施磷处理的畸形苗率最高为27.7%。相关分析表明,油菜种子的氮、可溶性蛋白含量与种子未成苗率呈显著的负相关,而种子的发芽率和发芽指数则与种子磷、硼以及可溶性糖含量密切相关,种子磷含量的降低会增加油菜种子畸形苗率。因此,直播油菜育种应加强养分管理,尤其是氮、磷和硼肥的施用,以改善油菜种子的质量,提高直播油菜的产量。     

干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响

水旱轮作条件下频繁的干湿交替显著影响了土壤氮素转化。为了明确干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响,采用室内培养的方法,研究模拟淹水、干旱、水改旱、旱改水条件下,氮肥施用对土壤有机氮库动态变化的影响,以期为水旱轮作体系氮肥合理施用提供理论支撑。结果表明,氮肥施用能够显著提高土壤酸解态总氮含量,不同水分条件下土壤酸解态总氮含量无明显差异,但对酸解态总氮各组分含量产生显著影响。模拟淹水条件下酸解态氮主要以酸解铵态氮和未知态氮形式存在,分配比例分别为40.2%和33.7%,而模拟旱地条件下主要以氨基酸态氮和未知态氮形式存在,分配比例占到了40.7%和31.5%。经水分条件转换后,各种水分条件下土壤酸解铵态氮和氨基酸态氮含量均出现降低,水改旱条件下土壤氨基糖态氮含量显著提高,而旱改水条件下未知态氮含量显著提高。在整个培养阶段,土壤铵态氮与酸解铵态氮存在极显著的正相关,具有相似的变化规律。综上所述,氮肥施用到水田初期有利于提高土壤铵态氮和酸解铵态氮含量,随后这两种氮组分逐渐分解转化,而氨基糖态氮含量逐渐提升,氨基糖态氮是水旱轮作体系中肥料氮素的重要“中     

水旱轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化研究

采用盆栽试验,研究了黑麦草-水稻轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化,以期为土壤供钾机制研究及合理的钾素调控提供依据。结果表明：不施钾条件下（NP处理）,潮土上种植作物的生物量和吸钾量最高,黄褐土次之,红壤最低;施钾条件下（NPK处理）,3种土壤上种植作物的生物量无显著差异,作物吸钾量为黄褐土>潮土>红壤。整个轮作期,红壤、黄褐土和潮土NPK处理的作物生物量较NP处理分别增加55.6%、45.2%和23.2%,作物吸钾量分别增加368.8%、166.8%和74.5%。轮作前季（黑麦草季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量和交换性钾含量均降低,潮土非交换性钾含量明显降低,红壤和黄褐土非交换性钾含量在前期变化不大,中期有升高的趋势,后期显著降低;NPK处理的土壤钾含量均高于NP处理,且各种形态钾含量的变化趋势与NP处理基本相同。轮作后季（水稻季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量变化不大,交换性钾含量呈先降低后升高的趋势,非交换性钾含量呈先升高后降低的趋势;NPK处理的土壤交换性钾含量在水稻生长前期明显升高,中期下降,后期有略微上升,水溶性钾和非交换性钾含量有先升高后降低的变化趋势。综上所述,在不施钾条件下,轮作期内各土壤钾素消耗量较大,水溶性钾和交换性钾含量降低,并促进了非交换性钾的释放;施钾能提高土壤水溶性钾和交换性钾含量,并向非交换性钾方向转化,施钾对黑麦草和水稻有显著增产效果,可以有效地提高土壤供钾水平。     

钾肥施用方式对直播和移栽水稻产量和钾肥利用效率的影响

采用田间试验研究了施钾量和基追比对直播和移栽水稻产量和钾肥利用效率的影响,以明确直播水稻和移栽水稻适宜的钾肥施用方式。结果表明,水稻施钾增产效果显著,当钾肥一次性基施时,钾肥施用量为270kg/hm ²的增产效果好于施135kg/hm ²,且钾元素积累量最高,但其钾元素利用率最低。当钾肥用量为135kg/hm ²时,直播水稻钾肥一次性基施与分次施用效果无显著差异,而移栽水稻钾肥分为基肥和穗肥两次施用与一次性基施相比增产效果显著。直播水稻施钾是通过获得较高的穗数以提高产量,移栽水稻施钾则是通过增加每穗颖花数和提高千粒重而达到高产。直播水稻钾肥一次性基施增加的纯收益、钾元素积累量和钾元素表观利用率略高于钾肥分次施用,但差异不显著;而移栽水稻则相反,钾肥分次施用的纯收益较钾肥一次性基施增加1 833元/hm ²,钾肥表观利用率显著高于钾肥一次性基施。研究表明施钾方式对直播水稻和移栽水稻产量提高及产量构成因子的影响存在差异,水稻生产应根据目标产量施足钾肥,建议直播水稻采用钾肥基施,而移栽水稻采用基肥和穗肥并重的运筹方式。     

专用肥不同施用量对直播油菜生长和产量的影响

2014年10月在武汉市开展了直播油菜长效专用配方肥的大田试验,研究不同施肥量对油菜养分、生物量及产量构成和产量的影响。结果表明,施用油菜长效专用配方肥可以显著促进养分吸收,提高油菜生物量和养分积累量,增加有效株数和单株角果数,提高油菜子产量,比不施肥对照增产4.6~11.7倍;随着施肥量的增加,直播油菜地上部生物量和养分积累量先增加,在施肥量达750 kg/hm~2后保持稳定;净利润和产投比随着施肥量的增加,先增加后减小,在施肥量为900 kg/hm~2时达到最高。对于迟直播冬油菜,适当增加施肥量,可以在一定程度上通过增加有效株数和单株角果数来达到增产的目的本试验条件下油菜长效专用配方肥的适宜用量为885 kg/hm~2。     

不同施氮量下缺钾对水稻叶片营养及生理性状的影响

【目的】氮和钾是作物生长所必需的大量元素,在水稻生长发育、产量形成等过程中发挥着至关重要的作用。南方稻田缺钾以及氮钾肥不合理施用已成为限制水稻高产的重要影响因子。本研究在田间条件下,探讨了不同施氮量下缺钾对水稻生长发育与叶片生理特性的影响,进而阐明缺钾导致营养生长期水稻叶色暗绿的营养及生理机制。【方法】采用两因素完全随机设计田间试验,因素A为不同施氮水平,包括不施氮、低氮（N 90 kg/hm2）和正常施氮（N 180 kg/hm2）;因素B为不同施钾水平,包括不施钾和正常施钾（K₂O 120 kg/hm2）。测定水稻分蘖期和幼穗分化期地上部干物质,叶面积指数,叶片氮、钾、镁和叶绿素含量（叶色值）,叶片含水率、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值。【结果】1）在不施氮条件下缺钾对水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数均无显著影响,而在施氮条件下显著降低水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数;随施氮量的增加,缺钾对干物质及叶面积指数的影响加剧,其中N₁₈₀K₀处理的降幅最为明显;氮钾交互作用对水稻各生育期的干物质和叶面积指数均有显著或极显著影响。2）在不施氮条件下缺钾对分蘖期和幼穗分化期叶片氮含量和叶绿素含量、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值均无显著影响,而在施氮条件下以上各指标显著增加,其中N₉₀K₀处理的叶片氮含量和叶绿素含量均可以达到N₁₈₀K₁₂₀处理水平;无论施氮与否,缺钾均显著降低分蘖期和幼穗分化期叶片钾含量,而显著增加叶片镁含量。3）回归分析结果表明,比叶重与叶片可溶性糖含量呈极显著正相关关系（P < 0.01）。【结论】水稻干物质、叶面积指数、叶片营养及生理状况、叶色表现等对缺钾的响应明显受到施氮量的影响。在施氮条件下缺钾造成叶片中可溶性糖大量积累,进而导致比叶重增加;结合田间试验观察及叶片营养及生理性状可知,水稻叶色（叶绿素含量）在不施氮条件下不受缺钾的影响;而在施氮条件下,缺钾造成水稻叶片单位质量及单位叶面积氮含量和叶绿素含量显著增加,这是田间条件下水稻叶色呈现暗绿的主要原因,从而也影响生育期植株氮素营养诊断。