生物炭对双季水稻产量和土壤性状的持续效应

【目的】大量研究表明,在酸性稻田上施用生物炭能够提高水稻产量和改良土壤酸化,但是施用生物炭的长期效应还不清楚。研究采用定位试验,旨在明确一次性施用生物炭对双季水稻产量和土壤性状的持续效应。【方法】采用单因素随机区组设计,于2015—2020年开展田间试验,设置不施生物炭和2015年早稻翻耕前一次性配施20 t/hm2生物炭2个处理,阐明一次性施用生物炭对双季水稻产量和土壤性状的持续效应。【结果】施用生物炭除在第1年(2015年)降低了早、晚稻产量外,其他年份产量均高于对照。其中,2016年早、晚稻,2018年早稻和2019年晚稻达到显著水平,增产率分别为14.1%、13.4%、5.9%和17.1%。施用生物炭显著提高了2016年和2018年土壤pH值,分别提升0.3和0.1个单位。施用生物炭显著提高了土壤有机质含量,但增幅从2016年的41.7%逐渐降低到2020年的26.0%。施用生物炭显著提高了2016年和2020年土壤速效钾含量,增幅分别为90.9%和41.4%,但对土壤碱解氮含量和土壤速效磷含量均无显著影响。【结论】在此酸性双季稻田上,一次性施用生物炭对水稻产量在5年内有显著影...     

不同灌溉方式对优质晚籼稻颖花分化与退化和产量的影响

【目的】水分管理影响着水稻的颖花分化与产量形成,旨在研究不同水分灌溉方式对南方优质晚籼稻稻穗枝梗和颖花发育特性及产量形成的影响。【方法】以优质籼稻泰优871和非优质籼稻荣优华占(对照)为试验材料,设置常规灌溉(CK)、持续淹水灌溉(CFI)和间歇灌溉(AWD)3种灌溉方式,测定水分灌溉、颖花发育、产量形成等指标。【结果】与CK相比,AWD显著增加供试品种水分利用效率,CFI则显著降低;CFI和AWD处理均提高了供试品种产量,但CFI与AWD差异不显著,品种间趋势一致,CFI增产趋势与有效穗数与每穗粒数提高有关,而AWD增产则是来自每穗粒数和结实率协同提高。从稻穗枝梗和颖花发育特性来看,相比CK、AWD,CFI有利于提高稻穗颖花分化数,主要是因为枝梗与颖花分化较高,且退化较低,其中泰优871品种一次颖花分化差异显著;AWD相比CK尽管总颖花分化数差异不显著,但可显著减少颖花退化。不同灌溉方式对供试品种二次枝梗及颖花分化影响要大于一次枝梗及颖花,CFI相对增加两品种不同部位一次枝梗上二次枝梗与颖花分化数,且主要体现在稻穗中上部枝梗。【结论】间歇灌溉有利于提高水分利用效率,间歇灌溉与持续淹水...     

接种菌剂腐熟稻草育秧基质提高机插稻秧苗素质及产量

为探明稻草育秧基质在机插稻生产中的应用效果,该文以水稻土（CK）为对照,研究了接种自制腐秆菌剂的稻草基质（T1）、不接种腐秆菌剂的稻草基质（T2）2种基质理化性状及其对机插稻秧苗素质、机插质量及产量形成的影响。结果表明,T1、T2容重显著低于CK,含水量、孔隙度（通气孔隙度和持水孔隙度）和养分含量则显著高于CK;接种腐秆菌剂改善了稻草育秧基质的理化性状,可降低基质有机质含量、提高速效养分浓度及减小碳氮比（C/N）。与T2和CK相比,T1培育出的秧苗综合素质较好、机插质量高,有利于促进大田分蘖早生快发,同时增加了各时期叶面积指数、干物质质量及N、P、K吸收量,可形成较多的有效穗和充足的总颖花量,最终促进水稻高产的形成。T1产量比CK提高了4.37%,增产效果显著。可见,接种腐秆菌剂的稻草基质能满足水稻秧苗正常生长,与当前机插技术兼容性强,有利于提高机插稻产量及稻草的资源化利用,是一种较为理想的机插稻育秧基质。     

稻米食味品质形成及其响应氮素调控作用的研究进展

稻米食味品质是消费者评价稻米优劣的关键品质,决定了大米的档次与市场定位.本文阐述了直链淀粉含量、胶稠度、淀粉晶体结构、淀粉颗粒粒径分布、支链淀粉链长分布、淀粉溶解及膨胀特性、热力学特性、糊化特性及回生特性等稻米食味品质评价体系,从稻米淀粉合成相关酶(AGPase)、颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SS...     

生物炭对不同酸化水平稻田土壤性质和重金属Cu、Cd有效性影响

针对南方稻田土壤酸化严重,导致养分流失有毒重金属活化,严重影响稻米质量安全的重大现实问题。以水稻秸秆和谷壳等农业废弃物为原料制备生物炭(分别记为RSC和RHC),研究不同原料生物炭对酸化土壤改良及其对重金属有效性的影响。设置3个生物炭用量(0,20,50 g/kg,分别记为CK、C1、C2),4种土壤酸化水平(pH 4.01,4.25,4.33,4.58,分别记为L1、L2、L3、L4),生物炭与重金属污染土壤共同培养60天后测定土壤pH、全氮、有机质、有效磷、速效钾和有效态Cu、Cd含量。结果表明:RSC对酸化土壤pH的改良效果明显优于RHC,且施炭量越高提高幅度越大,RSC的C2处理使4种酸度水平的土壤pH分别提高了0.68,0.97,1.29,1.71个单位。2种生物炭均能提高土壤的全氮、有效磷、速效钾和有机质含量,其中各施炭处理有机质显著提高,尤以速效钾的增幅最为显著,RSC对4种养分的提高均优于RHC。RHC对土壤有效态Cu含量无显著影响;RSC的C2较C1处理更能降低土壤中有效态Cu含量,使4种酸度水平的土壤分别降低了13.62%,6.57%,4.36%,7.88%。RHC处理的L3、L4土壤中有效态Cd含量显著降低,最大分别降低了13.79%,19.23%。RSC使4种酸度土壤有效态Cd含量最大分别降低了20.00%,25.81%,20.69%,19.23%。相关分析表明,土壤pH与有效态重金属含量呈显著负相关关系。水稻秸秆炭用于改良酸化土壤、降低重金属Cu和Cd有效性的效果更佳,且降低污染土壤中Cd的有效性较Cu好;生物炭对酸化程度越低的土壤pH和有效磷含量的提高以及有效态Cd含量的降低效果较好,而有效态Cu含量的降低效果则在酸化程度越高的土壤中表现更佳;土壤pH是生物炭调控重金属Cu、Cd有效性的主要影响因素。     

不同时期超级杂交稻光合特性及氮素利用效率研究

为探明不同时期超级杂交稻光合特性及氮素利用效率的差异,以5个不同时期具有代表性的超级杂交稻品种为试验材料,研究其光合特性、氮素利用率及氮素光合效率的变化特点。结果表明,前3期超级杂交稻产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,均在施氮量为300 kg·hm^-2水平时最高;后2期超级杂交稻产量随着施氮量的增加而增加,但施氮量为390 kg·hm^-2与300 kg·hm^-2的产量差异不显著。随着施氮量的增加,各时期超级杂交稻净光合速率(Pn)、比叶重(SLW)、氮素吸收利用率(REN)均呈先增加后降低的趋势,氮素光合利用效率(PNUE)和氮素偏生产力(PEPN)呈逐渐降低趋势;在各时期超级杂交稻品种中,随着品种的演进,其叶片氮含量(LNC)和SLW均得到显著改善,而光合生理特性和PNUE则无明显的变化。综上所述,在超级杂交稻品种改良中对氮素吸收利用的提高幅度大于较光合利用明显,在今后超级杂交稻品种改良中应着重对叶片光合生理特性方面的提高。本研究结果为超级杂交稻的选育提供了理论依据。     

施用生物炭对双季稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响

为探究在南方双季稻区施用生物炭对稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响,本研究以常规稻中嘉早17(早稻)和杂交稻五优308(晚稻)为试验材料,设置不施生物炭(CK)和施生物炭(20t·hm-2)2个处理,采用静态箱-气相色谱法连续2年监测稻田温室气体排放,并分析施用生物炭对双季稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放量、综合温室效应(GWP)、双季水稻累积总产量和单位产量的温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,与对照相比,施用生物炭显著降低了早晚稻甲烷累积排放通量,但对氧化亚氮累积排放通量无显著影响。试验进行2年后,施用生物炭显著降低2周期稻田的甲烷累积排放总量(26.9%)。在100年时间尺度上,施用生物炭显著降低2周期稻田综合温室效应(26.9%)和温室气体排放强度(30.3%);施用生物炭显著增加双季稻田土壤有机质含量,且在试验第2年显著提高了早晚稻的产量。综上,施用生物炭可以协同实现水稻丰产和稻田固碳减排。本研究为南方双季稻区水稻丰产和稻田土壤固碳减排提供了理论依据。     

直播早籼稻品种芽期耐淹性鉴定研究

【目的】直播早稻在播种后常面临田间整地不平造成积水而影响成苗,筛选耐淹性品种以及鉴定水稻芽期耐淹性对直播水稻生产具有重要意义。【方法】本研究通过对41个早籼稻品种芽期进行淹水处理,调查不同品种的成苗率、胚芽鞘、苗高、根长、根数、地上部生物量、根系生物量以及根冠比。通过主成分分析法和聚类分析来探讨直播早稻耐淹性评价标准和筛选耐淹品种。【结果】结果表明,水稻幼苗根冠比和根系生物量在主成分分析中所占贡献率最大,最能体现淹水胁迫的耐受力的差异。聚类分析将41个早籼稻品种划分为强耐淹、中度耐淹和不耐淹3种类型,其中株两优829、株两优35、株两优08、株两优22、陵两优7108、陵两优722、五丰优157、五丰优286、优I2009、优I2058、温229为强耐淹品种,陆两优996、优I651等20份为中度耐淹品种;淦鑫203、中嘉早17等10份为较敏感型品种。【结论】筛选出来芽期耐淹能力较强的11个水稻品种,可为水稻品种选育及指导生产提供参考。     

基于增苗减氮技术构建晚籼稻高产氮高效群体

[目的]增施氮肥是实现水稻高产最为重要的措施之一,但过量施用氮肥会降低氮肥吸收利用率并造成氮素面源污染.合理的每穴苗数通过调节稻田基本苗数构建高产群体起点,但通过增加每穴苗数降低施氮量能否同步实现水稻高产及氮素高效利用目前还不清楚.旨在探索每穴苗数及氮肥用量对构建晚籼稻高产氮高效群体的协同调控效果.[方法]于2017—2018年,选用五优308及天优华占为晚籼稻材料,设CK(每穴2苗和N 180 kg/hm2)、T1(每穴3苗和N 144 kg/hm2)及T2(每穴4苗和N 126 kg/hm2)等3个处理,测定了水稻干物质生产、叶面积指数、产量及氮素吸收利用.[结果]随着增苗减氮调控程度增加,两品种产量均先增后降.与CK处理相比,五优308及天优华占品种T1处理产量分别增加0.36％～0.38％及8.73％～10.01％,其中天优华占T1处理与CK处理产量间差异达显著水平;天优华占T2处理产量增加0.95％～1.72％,而五优308品种T2处理产量却显著降低7.46％～7.96％.增苗减氮促进晚籼稻有效穗数增加,每穗粒数降低,结实率先增后降,千粒质量无显著变化.两品种抽穗期及成熟期的叶面积指数及幼穗分化期至成熟期的光合势均先增后降,五优308作物生长速率、总干物质量降低,而天优华占作物生长速率、总干物质量却均先增后降.总吸氮量降低,氮素偏生产力增加、氮素吸收利用率、生理利用率及农学利用率均先增后降.[结论]T1处理可同步协调"增苗"与"减氮"二者关系,可有效构建晚籼稻高产氮高效群体,但具体调控效果因品种而异.     

秸秆还田条件下灌溉方式对双季稻产量及农田温室气体排放的影响

为研究秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长及稻田温室气体排放的影响,以双季稻为对象,通过连续3年田间定位试验,系统分析了秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长和稻田综合温室效应的影响。试验设置持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)共3种处理。结果表明:与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均产量分别增加9.8%和2.7%,晚稻平均产量分别增加4.8%和2.0%,其中F-D-F早稻产量显著高于F-D-F-M处理。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均每穗粒数分别增加12.5%和5.7%,晚稻平均每穗粒数分别增加9.7%和3.1%。在双季稻系统3年轮作周期中,F、F-D-F和F-D-F-M处理CH_4周年累积排放量范围分别为678.2~988.4、322.6~661.7 kg·hm~(-2)·a~(-1)和208.3~520.6 kg·hm~(-2)·a~(-1),N_2O周年累积排放量分别为5.86~12.64、4.25~11.24 kg N·hm~(-2)·a~(-1)和9.14~14.91 kg N·hm~(-2)·a~(-1)。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理全球增温潜势分别显著降低31.5%~44.9%和38.2%~53.4%,温室气体排放强度分别显著降低36.2%~48.7%和38.8%~54.6%。因此,在南方双季稻区,与持续淹水处理相比,秸秆还田条件下中期烤田和间歇灌溉处理都可以实现水稻高产和稻田温室气体减排的目标。