石英[1]2001年在《半腐解秸秆覆盖下旱作水稻氮素营养调控研究》文中研究表明本文通过田间试验研究了旱作水稻不同覆盖和水作条件下水稻的生物效应和植株吸氮特征，研究了半腐解秸秆覆盖条件下和不同施氮水平下水稻的产量效应和植株吸氮特征；采用微区试验研究了半腐解秸秆覆盖条件下不同时期施用的~(15)在水稻体内的分配和氮肥利用率、土壤微生物和土壤无机氮之间的变化以及残留~(15)的后效；采用根际培养箱方法研究了半腐解秸秆覆盖条件下不同氮肥水平处理的根际土壤速效氮的时空动态变化。主要研究结果如下： 旱作水稻不同覆盖条件下土壤微生物量N表现为前期较高，而后逐渐下降。在旱作条件下土壤速效氮以硝态氮为主，旱作条件下水稻各部位的含氮量均大于水作；旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后，而水作水稻从移栽后就大量吸收氮素，灌浆期后很少吸收氮素；半腐解覆盖为最佳覆盖物，其产量为84kghm~(-2)，旱作水稻的水分利用效率是水作的12倍以上。 半腐解秸秆覆盖和不同施氮条件下，土壤硝态氮的含量与土壤无机氮最小指标呈显着正相关，水稻的产量、氮肥的表观利用率以210kgN/hm~2处理最高，随着氮肥用量的增加水稻对土壤氮的依存率逐渐降低。 半腐解秸秆覆盖条件下，氮素含量中来自肥料氮的百分比（Ndff％）、水稻对~（15）的吸收和利用率以及~(15)的土壤残留率因标记肥料的施用时期和用量的不同而有很大差异。分蘖时期施用的~(15)N在水稻各部位中的Ndff％最高，而作为基肥施入的~(15)N在水稻体内的Ndff％最低。植株对氮肥利用率的最低和最高值分别为5.58％和51.53％，氮肥的土壤残留率最低和最高值为13.81％和29.87％。 基施~(15)N15天后，土壤微生物对基施~(15)N的固持率和~(15)(NO~-)_3-N占基施~(15)N百分比均较高，而其它时期施用的~(15)N进入土壤微生物和(NO~-)_3-N均很低。齐穗期土壤微生物对~(15)N的固持与水稻的吸收相关系数为0.739。，~(15)(NO~-)_3-N占施氮量的百分比与土壤微生物对~(15)N的固持率的相关系数为0.939。 小麦对残留~(15)N的利用率为基肥＞穗肥＞分蘖肥（在水稻季节施用的肥料），且施氮高的后效＞低氮处理。个麦在水稻’侗基肥处理的土壤中对残留’呐的利用率占两季迭加利用率的29％。 不同施氮处理在水稻移栽ID内根际NH厂N和NO－厂N含量基本接近，NH二N在根区和近根区亏缺，NO厂N在近根区13mm内富集一一月后在水稻全生育期内，各施氮处理土体中NH乙－N都低于5 mg／Kg，而NO”广N均在15m岁他以上，并随施氮量的不同而在0jmm处有不同程度的富集：根系的吸收可以影响到 15nun的区域的NO”；N变化。七壤的硝化活性随根区的距离增加而降低．水稻植株根部NO。N含量大于叶部而NR的活性却相反。
王栋[2]2010年在《覆草旱作条件下稻田土壤肥力性状、碳氮动态及水稻生产力特征研究》文中指出双季稻是我国南方稻区的重要种植体系,其生产状况直接影响着我国的粮食安全。然而,目前这一体系存在的主要问题是双季稻播种面积减少和作物生产力不稳定,这主要与季节性干旱、不合理的耕作制度和不合理的秸秆资源管理等因素有关。基于此,本课题组于2003年,在我国南方典型季节性干旱区(江西省鹰潭市余江县)的双季稻轮作系统上,依据该区降水量分布特征和双季稻种植特点,把水稻旱作、秸秆还田和免耕技术等3种农业管理方式组合起来而形成的水稻栽培措施,将其设置在该双季稻的晚稻季上,建立起田间定位试验。其主要目的是通过研究不同水稻栽培模式下稻田水量平衡、水稻生长特性和作物产量以及土壤肥力的变化情况,以期为该区水稻生产筛选出合适的具有高效抗旱节水高产培肥的水稻栽培措施。2003～2006年的前期研究结果已表明,覆草旱作和免耕覆草旱作是适合于我国南方季节性干旱区双季稻系统上发展具有抗旱节水和稳产高产的稻作栽培模式。为了阐明连续实施的覆草旱作和免耕覆草旱作是否会引起稻田土壤肥力的明显变化,以及进一步探讨免耕覆草旱作水稻生产力的特征,本文借助田间定位试验,开展以下4个方面的研究内容,包括：(1)在2005～2007年,选取了以常规水作为对照,覆草旱作、裸地旱作、免耕覆草旱作和免耕裸地旱作5个处理,研究常耕和免耕条件下覆草旱作对稻田土壤容重、土壤有机质和养分含量、土壤微生物量和酶活性的影响；(2)在2007年,研究常耕和免耕条件下覆草旱作对稻田土壤不同活性有机碳和碳库管理指数的影响；(3)在2005年,在常耕条件下,选取了常规水作、覆草旱作和裸地旱作3个处理,研究覆草旱作对晚稻主要生育期内稻田土壤氮素转化的影响；(4)在2007年,选取了免耕水作、免耕覆草旱作和免耕裸地旱作3个处理,研究晚稻主要生育期内免耕覆草旱作条件下水稻的生长特性和产量。主要研究结果如下：一、覆草旱作和免耕覆草旱作的稻田土壤肥力性状1.在2007年(第5年),与常规水作相比,覆草旱作、免耕覆草旱作和免耕裸地旱作对耕层(0～15 cm)土壤容重和总孔隙度的影响不大；而裸地旱作较常规水作显着降低5～10 cm土层土壤容重和显着提高该土层土壤总孔隙度。在旱作条件下,与裸地旱作相比,免耕覆草旱作和免耕裸地旱作显着提高5～10 cm土层土壤容重,和显着降低该层土壤总孔隙度；覆草旱作和免耕裸地旱作较裸地旱作显着提高10～15 cm土层土壤容重,以及显着降低该层土壤总孔隙度。2.在2005年(第3年)和2006年(第4年),与常规水作相比,免耕覆草旱作显着提高土壤有机质、全氮和碱解氮含量,增幅分别为4.54%～6.88%、4.58%～6.49%和16.34%～32.73%。在2006年,与常规水作相比,覆草旱作较常规水作显着提高土壤全氮和速效钾含量,增幅分别为3.90%和15.94%；而裸地旱作显着降低土壤有机质和碱解氮含量,减幅分别为4.43%和13.41%。在旱作条件下,与裸地旱作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作显着提高土壤有机质和碱解氮含量。在2005年和2006年,免耕覆草旱作较免耕裸地旱作显着提高土壤有机质和碱解氮含量。在2006年,覆草旱作较裸地旱作和免耕裸地旱作显着提高土壤速效磷和速效钾含量。3.在2005年和2006年,与常规水作相比,覆草旱作显着提高土壤微生物量碳含量,增幅为9.33%～7.02%；免耕覆草旱作较常规水作显着提高土壤微生物量碳含量和基础呼吸,增幅分别为29.89%～11.36%和14.04%～15.96%。与常规水作相比,裸地旱作显着降低土壤微生物量碳含量,减幅为12.62%～6.30%；在旱作条件下,与裸地旱作和免耕裸地旱作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作显着提高土壤微生物量碳含量和土壤微生物商值(MBC/SOC)。免耕覆草旱作较裸地旱作和免耕裸地旱作显着提高土壤基础呼吸。4.在2005年和2006年,与常规水作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作显着提高土壤脲酶和蔗糖酶活性,对于脲酶来说,增幅分别为32.77%～9.35%和31.09%～13.67%,对于蔗糖酶来说,增幅分别为4.58%～5.31%和9.17%～8.70%。而裸地旱作的过氧化氢酶和脲酶活性与常规水作的差异不显着；与常规水作相比,裸地旱作和免耕裸地旱作显着降低土壤蔗糖酶活性,减幅分别为5.89%～6.44%和4.75%～4.83%。在旱作条件下,与裸地旱作和免耕裸地旱作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作显着提高土壤脲酶和蔗糖酶活性。二、覆草旱作和免耕覆草旱作的稻田土壤不同活性有机碳和碳库管理指数1.随着种植年限的延长,与常规水作、裸地旱作和免耕裸地旱作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作明显提高土壤总有机碳含量,在2005年～2007年间,覆草旱作和免耕覆草旱作显着提高3年平均土壤总有机碳含量,较常规水作分别提高了3.55%和6.32%,较裸地旱作分别提高了7.26%和10.14%,较免耕裸地旱作分别提高了5.29%和8.11%。而裸地旱作较常规水作显着降低3年平均土壤总有机碳含量,减少了3.47%。2.与常规水作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作都显着提高土壤总有机碳、颗粒有机碳、热水提取有机碳和易氧化有机碳含量,以及各组活性有机碳的分配比例和碳库管理指数,其中总有机碳含量的增幅分别为3.87%和7.40%,颗粒有机碳含量的增幅分别为16.55%和32.15%热水提取有机碳含量的增幅分别为29.91%和41.12%,易氧化有机碳含量的增幅分别为20.11%和41.94%。而裸地旱作较常规水作显着降低上述各组有机碳含量及活性有机碳分配比例和碳库管理指数,其中总有机碳、颗粒有机碳、热水提取有机碳和易氧化有机碳含量的减幅分别为4.62%、13.95%、17.76%和19.04%。在旱作条件下,与裸地旱作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作显着提高土壤总有机碳含量,增幅分别为8.91%和12.61%。与裸地旱作相比,免耕覆草旱作、覆草旱作和免耕裸地旱作均显着提高各组活性有机碳含量及其分配比例和碳库管理指数。叁、常耕覆草旱作稻田土壤氮素转化特征1.不同水稻栽培模式下晚稻田土壤铵态氮、硝态氮和矿质氮含量均有明显变化。与常规水作相比,覆草旱作和裸地旱作显着降低晚稻移栽前和抽穗期土壤铵态氮含量,减幅分别为11.96%～23.44%和24.83%～30.50%,而显着提高晚稻成熟期土壤铵态氮含量,增幅分别为29.91%和28.86%。与常规水作相比,覆草旱作和裸地旱作显着提高晚稻移栽前、抽穗期和成熟期土壤硝态氮含量,增幅分别为56.82%～115.75%和38.77%～83.85%。与常规水作相比,覆草旱作显着提高晚稻移栽前和成熟期土壤矿质氮含量,增幅分别为35.67%和43.69%。在叁个晚稻的时期,覆草旱作和裸地旱作稻田土壤无机氮主要以硝态氮为主。2.覆草旱作较裸地旱作显着提高晚稻成熟期土壤可矿化氮含量,增幅为24.65%。覆草旱作较常规水作显着提高晚稻抽穗期土壤微生物量氮含量,增幅为40.10%,较裸地旱作显着提高成熟期土壤微生物量氮含量,增幅为28.69%。与裸地旱作和常规水作相比,覆草旱作显着提高晚稻抽穗期和成熟期土壤脲酶活性,增幅分别为30.68%～30.72%和56.75%～32.94%。3.通过相关分析得出,土壤脲酶与土壤全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮、矿质氮和可矿化氮存在着显着或极显着的正相关关系。四、免耕覆草旱作水稻的生产力特征1.在晚稻分蘖期,免耕覆草旱作的水稻株高和分蘖数与免耕水作的差异不显着,而免耕裸地旱作的水稻株高较免耕水作显着降低。2.在晚稻抽穗期,免耕(覆草和裸地)旱作的水稻剑叶和倒2叶叶面积显着低于免耕水作,减幅分别为23.02%和19.13%。免耕裸地旱作的水稻倒3叶叶面积显着低于免耕水作,减幅为14.97%,而覆草旱作与免耕水作的差异不大。3.在晚稻灌浆期,免耕覆草旱作水稻的总根尖数显着高于免耕水作。免耕覆草旱作的根总长、总根尖数和根干重显着高于免耕裸地旱作。免耕覆草旱作和免耕水作的水稻根平均直径显着低于免耕裸地旱作。4.在晚稻拔节期至成熟期,免耕覆草旱作水稻地上部干物质量与免耕水作的差异不大,但两者都显着高于免耕裸地旱作,增幅分别为9.21%～26.90%和16.70%～36.99%。5.免耕覆草旱作晚稻产量与免耕水作的差异不大,但两者都显着高于免耕裸地旱作,增幅分别为37.57%和34.38%。免耕覆草旱作和免耕水作的有效穗均显着高于免耕裸地旱作。
杨志远[3]2015年在《四川盆地不同穗重型杂交稻高产群体与氮素吸收利用特点研究》文中研究说明穗部作为水稻整个生育期大约一半光合产物的最终目的地,其性状特点直接体现了水稻群体质量的优劣及产量的高低。杂交籼稻品种改良及籽粒产量提高过程中,每穗粒数增多带来的群体总颖花量增加发挥了关键作用,当今水稻高产育种及栽培理论技术研究亦将增加每穗粒数、提高单穗重量作为实现水稻产量进一步提升的重要突破口。大穗型杂交稻及其高产栽培技术在四川盆地的推广应用一方面促进了该地区水稻单产的提高,另一方面也因该地区生态条件特殊而面临增产潜力有限、氮肥利用率低等难题。2013-2014年度,选用单穗重量差异较大的大穗型和中穗型杂交稻作为供试品种(四川盆地几乎无小穗型水稻品种种植),通过不同的氮肥运筹模式、栽植方式、生态区域、穗肥运筹方式及播期构建不同产量水平的水稻群体,研究不同产量水平条件下大穗型和中穗型杂交稻群体的产量形成及氮素吸收利用特性,以期为四川盆地水稻产量和氮素利用率的协同提高提供理论依据。主要研究结果如下：1.大穗型杂交稻产量均显着高于中穗型杂交稻,前者高产处理平均产量较后者提高17.02%,中穗型杂交稻虽然产量水平不及大穗型杂交稻,但其稳产性较好,而大穗型杂交稻产量优势的发挥则对各生育阶段水稻群体质量均有更高要求。稳定穗数的前提下主攻大穗是大穗型杂交稻取得高产的关键,拔节期较高的高峰苗虽然有利于有效穗数的提高,但会影响大穗型杂交稻大穗优势的发挥,最终对产量产生不利影响。获取较多的有效穗是中穗型杂交稻取得高产的重要环节,但由于成穗率不及大穗型杂交稻,所以中穗型杂交稻高产群体拔节期高峰苗显着高于大穗型杂交稻。2.大穗型和中穗型杂交稻每穗粒数的差异主要由二次枝梗颖花分化决定。当大穗型杂交稻拔节期高峰苗偏高时,其一、二次枝梗颖花分化数及存数均与中穗型杂交稻差异不大,当高峰苗处于合理区间时(240×104hm-2左右),大穗型杂交稻二次枝梗颖花分化数及存数较中穗型杂交稻明显增加,大穗优势显着。当处于生态条件比较优越的叁台生态点时,大穗型和中穗型杂交稻均有叁次枝梗颖花出现,但其品种间的特异性差异小于二次枝梗颖花。3.大穗型和中穗型杂交稻抽穗期每朵颖花所占有的茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)数量不存在稳定的品种间特异性差异。但大穗型杂交稻灌浆期每朵颖花获得的茎鞘NSC数量要显着高于中穗型杂交稻,茎鞘物质输出顺畅,而其成熟期每朵颖花所占有的茎鞘NSC数量则要显着低于中穗型杂交稻,这可能是大穗型杂交稻“流”畅的生理基础之一。4.对大穗型杂交稻而言,拔节期高峰苗偏高导致的水稻群体质量下降会削弱其花后光合生产能力,但大穗型杂交稻依然能够依靠花前物质积累输出展现较好的籽粒灌浆能力,在群体库容量差异不大的情况下保持对中穗型杂交稻的产量优势。而当高峰苗处于合理区间(240×104hm-2左右),大穗优势充分发挥时,大穗型杂交稻灌浆期的颖花根活量优势能够有效提升其花后光合生产能力,使其能够在总颖花量远超中穗型杂交稻的前提下,千粒重与后者相近甚至高于后者。5.不同穗重型杂交稻需肥规律有异,15N示踪显示大穗型杂交稻对穗肥需求较高,而中穗型杂交稻则对蘖肥吸收效率更高,因此大穗型杂交稻最佳穗肥比例要高于中穗型杂交稻,前者穗肥的适宜比例为32.46%,而后者最佳的穗肥比例则为26.26%。叁角形栽植条件下,大穗型和中穗型杂交稻群体成穗率高,有效穗数显着高于其余栽植方式,且一次枝梗颖花分化量大,每穗粒数较多,群体库容量优势显着,而其花后籽粒灌浆亦能保持较快的速度,在宽窄行、抛秧和叁角形叁种栽植方式中产量最高。水稻双苗移栽有效穗数较单苗移栽略有提高,但每穗粒数的减少抵消了其有效穗数的优势,使得二者群体库容量相近,最终二者产量相当。对大穗型杂交稻而言,保花肥和促花肥等量施用有利于发挥其大“库”的优势,而对中穗型杂交稻而言,较低的促花肥比例显然更符合其生长发育的需求,就本试验来说,若中穗型杂交稻维持30%的穗肥比例则应将部分促花肥后移作保花肥或者粒肥施用。播期延迟导致的大穗型杂交稻营养生长期缩短,拔节期群体过小‘,进入孕穗期后光合生产性能不足,不能为大穗优势的发挥提供足够的营养物质,总颖花量偏低；而中穗型杂交稻则几乎不受播期延迟的影响,库容量变化不大,而小秧龄移栽带来的花后光合生产性能优势甚至会使迟播小秧龄中穗型杂交稻产量有所提高。6.本研究中当大穗型和中穗型杂交稻产量分别高于11300kg hm-2和9800kg hm-2时确定为高产(较当地平均水稻产量分别增产45%和25%)。大穗型杂交稻高产处理的产量范围为11348-12152kg hm-2,高峰苗数、成穗率和抽穗整齐度分别为222.69-253.88×104hm-2、73.19%-90.61%和81.27%-94.73%,有效穗数、单穗重、总颖花量及成熟期干物质积累分别为177.00-202.20×104hm-2、5.86-6.66g、421.06-480.78×106 hm-2和18320-19660kg hm-2。而中穗型杂交稻高产处理的产量范围则为9802-10362kghm-2,高峰苗数、成穗率和抽穗整齐度分别为250.73-289.18×104hm-2、68.29%-81.94%和69.02%-88.70%,有效穗数、单穗重、总颖花量及成熟期干物质积累分别为177.95-211.92×104m-2、4.75-5.51g和347.58-418.77×106hm-2和16880-17829kg hm-2。从本研究获得高产的相应处理的有关指标来看,穗数和粒数的矛盾并不十分突出,高峰苗、成穗率、有效穗数、总颖花量、抽穗整齐度以及单穗重等指标的变化范围都比较大,表明要取得本研究所确定的高产,穗数和粒数所发挥的作用是可以适度变化的,即有效穗数的减少可以由单穗重量的增加进行补偿,但同时我们也应看到本研究高产处理的单穗重量已经达到较高水平,继续依靠穗粒数的增长带来的单穗重量增加能否实现产量的进一步提高是值得深入探讨的问题。7.高峰苗与抽穗整齐度存在显着的二次曲线关系,大穗型杂交稻关系曲线为y=-0.00317*X2+1.20052*X-18.63679 (R2=0.91922**),中穗型杂交稻关系曲线为y=-0.0 0314*X2+1.20883*X-20.39413 (R2=0.89107**)。单穗重与抽穗整齐度亦存在显着的二次曲线关系,大穗型杂交稻关系曲线为y=-0.00126*X2+0.26245*X-7.42407 (R2=0.565 02**),中穗型杂交稻关系曲线为y=-0.000443796*X2+0.10275*X-0.51896 (R2=0.6482 **)。依据本研究获得的高产群体抽穗整齐度(大穗型和中穗型杂交稻分别为87%和81%)和成穗率指标(大穗型和中穗型杂交稻分别为80%和75%)能够比较准确的预估高产群体的产量,因此可以将抽穗整齐度作为群体质量优化控制的指标。8.拔节期较高的氮素干物质生产效率是维持大穗型杂交稻合理的群体生物量,防止其进入孕穗期后光合生产性能不足、大穗优势无法充分发挥的关键。抽穗期植株含氮率(氮素干物质生产效率的倒数)与水稻群体颖花量极显着正相关,表明在抽穗前维持较低的氮素干物质生产效率有利于群体库容量的扩大。成熟期氮素干物质生产效率与产量存在显着的正相关关系,大穗型杂交稻关系式为y=88.2021*X+1958.00532(R2=0.74522**),中穗型杂交稻关系式为y=54.95833*X+4190.33439(R2=0.53509**),说明提高成熟期水稻群体氮素干物质生产效率对提高产量至关重要。
参考文献：
[1]. 半腐解秸秆覆盖下旱作水稻氮素营养调控研究[D]. 石英. 南京农业大学. 2001
[2]. 覆草旱作条件下稻田土壤肥力性状、碳氮动态及水稻生产力特征研究[D]. 王栋. 南京农业大学. 2010
[3]. 四川盆地不同穗重型杂交稻高产群体与氮素吸收利用特点研究[D]. 杨志远. 四川农业大学. 2015
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