玉米大豆带状间作对资源利用效率及土壤养分含量的影响

为了探究南方红壤旱地玉米大豆带状间作适宜的带宽与行比种植配置,以处理S玉米单作(行距70 cm,等行种植)和处理T大豆单作(行距50 cm,等行种植)为对照,设置5个不同的玉米大豆间作处理,分别是处理M:2.0 m带宽,2∶2行比;处理N:2.4 m带宽,2∶3行比;处理Q:2.8 m带宽,2∶3行比;处理P:2.4 m带宽,2∶4行比;处理R:2.8 m带宽,2∶4行比,每个处理种2带,3次重复,研究玉米大豆带状间作在光、热、水、养分的资源利用效率和土壤养分含量的变化情况。结果表明,玉米大豆带状间作的季节利用率及被利用辐射量、有效积温和降水量比玉米、大豆单作的均值分别高30.6%、37.2%、41.0%和60.6%;玉米大豆间作组合光、水和热量利用效率均高于大豆单作,增幅分别为100.0%~137.5%、159.5%~207.9%和157.8%~204.7%,差异达到显著水平(P<0.05),氮素利用效率分别比玉米、大豆单作高6.2~10.4倍和84.0~133.3倍,磷素和钾素的利用效率分别较大豆单作高44.5%~102.6%和102.4%~285.3%。玉米大豆带状间作的pH值增量最高值比玉米单作高128.6%,碱解氮增量较大豆单作高110.2%~440.5%,有机质和有效磷的增量均超过2个单作处理。玉米大豆带状间作较玉米、大豆单作可促进全氮和全钾含量增加,全氮含量增幅分别为183.3%和750.0%,全钾含量增量分别为4.35、2.05 g/kg,而全磷增加量仅高于大豆单作,增幅为200.0%。R处理系统生产力指数和经济效益最高,分别为11156.2、6315.27元/hm^(2)。综合分析认为,玉米大豆带状间作较单作在增加土壤养分含量、提高光热水及养分资源利用效率以及经济效益方面均有优势,其中玉米大豆间作(带宽2.8 m,行比2∶4)的间作优势较为明显,是比较适于在红壤旱地推广的较好模式。

棉花产量和土壤微生物数量及酶活性对棉田间作系统的响应

为探讨红壤旱地上以棉花为主体的间作系统的优势机制,为促进南方旱地农业的绿色、可持续发展提供理论依据,设置大豆、玉米、甘薯3种传统作物分别与棉花间作,以棉花单作为对照,研究棉花产量、土壤微生物数量及酶活性对棉田间作系统的响应。结果表明:(1)间作较单作可通过总铃数的增加来提高籽棉产量,单位面积总铃数增加27.3%~78.7%,2年平均显著增产15.0%~40.4%(P<0.05);(2)各处理的土壤微生物数量均随生育期的推进呈先升后降再升的趋势,间作较单作可显著增加土壤细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量,增幅分别为30.7%~64.0%(花铃期)、24.5%~39.0%(蕾期)、23.1%~50.6%(蕾期)和44.1%~94.9%(吐絮期);(3)间作较单作可显著增加土壤中转化酶、脲酶和过氧化氢酶活性,增幅分别为22.8%~73.4%(收获后)、100.0%~250.0%(花铃期)和42.9%~150.0%(吐絮期)。棉花产量、微生物数量及酶活性关系较密切,相互之间存在正向促进作用。棉花甘薯间作可提高土壤中微生物的数量以及酶活性,改善土壤肥力,达到棉花增产的目的,是适宜在红壤旱地上推广应用的较优模式。

间作对旱地作物生长发育及生理生态影响的研究进展

为了选择长江流域旱地作物适宜的耕作方式,增加作物产量、改善品质以及获得更高的经济效益和促进旱地农业可持续发展。本研究归纳了国内外关于间作对旱地作物产量、品质、农艺性状、光合特性、养分吸收及生态环境影响等方面的研究情况。间作系统各作物的总产量(或收益)高于其任一单作系统;间作能显著改善作物的品质;间作能够使各作物在时空与水肥利用上具有互补性;间作群体在辐射截获和利用总效率上不低于其任一作物的单作群体;间作系统的土壤水分含量及利用率、土壤养分利用效率高于单作系统;间作的两种作物对养分吸收存在竞争与促进关系,可提高肥料利用效率,减少肥料损失率;间作系统能够集约利用光、温、水等自然资源。针对长江流域旱地作物间作存在的问题,提出了4条研究方向。

间作对红壤旱地棉花农艺性状、产量及品质的影响

为探讨红壤旱地棉花适宜的耕作方式,增加棉花产量、改善品质以获得更高的经济效益,以棉花单作为对照,分别比较了棉花与大豆、玉米和甘薯间作对棉花株高、果枝数等农艺性状以及产量、纤维品质的影响。结果表明,间作较单作可提高棉花第一果枝高度和第一果枝节位;促进棉花株高、果枝数、真叶数的增加;可增加棉花成铃数,特别是提高伏桃比例从而提高棉花产量;可降低马克隆值和提高断裂比强度从而改善棉花纤维品质。综合分析认为,棉花间作甘薯的优势较为明显。

种植密度对长江流域直播棉花成铃分布及产量品质的影响

研究不同密度群体棉花成铃分布、叶面积指数(LAI)、干物质量及产量品质的差异,为长江流域直播棉花选择适宜的耕作方式提供理论参考。结果表明,随着种植密度的增加,棉花单株果枝数和脱落数均呈显著减少的趋势,株高和始果枝位变化不明显;不同种植密度处理的LAI随生育时期的推进均呈先升高再降低的趋势,8.25万株/hm^(2)处理在生育后期仍能保持较高的LAI;单位面积的内围和中上部成铃数、干物质量、地下部分干物质量、地上部营养器官和生殖器官干物质量均随密度的增加呈逐渐升高的趋势,而外围和下部成铃数呈先升高再降低的趋势,以6.00万株/hm^(2)处理时最高;随着种植密度的增加,籽棉产量呈先增后降的趋势,8.25万株/hm^(2)处理的产量最高,为3963.0 kg/hm^(2);棉花上半部平均长度、整齐度指数随种植密度的增加呈略微增加的趋势,断裂比强度、马克隆值、伸长率的变化不明显。总体来看,6.00万~8.25万株/hm^(2)是长江流域直播棉花较为适宜的种植密度。

三种间作模式对棉花产量和品质及棉田效益的影响比较

为探讨适宜长江流域棉区棉田间作栽培的模式,以增加棉花产量、改善纤维品质和获得更高的经济效益。比较了棉花间作大豆、棉花间作玉米和棉花间作甘薯三种模式的经济效益、棉花产量、纤维品质、干物质积累及叶面积指数的变化特点。结果表明:三种间作模式较单作棉花可增加纯收入,棉花产量和干物质积累量及单位面积成铃数均增加;马克隆值变优和断裂比强度提高;在棉花盛蕾期棉花叶面积指数三种模式均比对照提高,在棉花盛铃期及以后的棉花叶面积指数因模式不同而有差别。棉花间作甘薯和棉花间作大豆模式的籽棉产量较高、经济效益好,纤维品质较优,其生产优势较为明显,适宜在长江流域棉区推广。

中棉425在长江流域棉区适宜的直播密度研究

为探究中棉425在长江流域棉区适宜的直播种植密度,于2019年在江西赣北地区进行田间密度试验,研究不同直播密度对中棉425农艺性状及产量的影响。结果表明:一是棉株果枝数和单株棉铃脱落数均与密度呈负相关关系;二是单株干物质量随密度的增加呈逐渐下降的趋势,且达到显著性差异;三是密度低于6万株/hm2处理,其生殖与营养器官比均达到0.91以上,其中6万株/hm2密度下最大,达到0.99;四是籽棉产量随着播种密度的增加表现为先增加后降低的趋势,其中在6万株/hm2密度下产量最高,达到4176.51 kg/hm2;五是单株铃数亦表现出随着密度的增加呈先增加再降低的趋势,并在6万株/hm2密度下单株铃数达到最大值。总体来看,长江流域棉区中棉425直播栽培的密度,在6万株/hm2时更有利于棉花产量的提高,是较为适宜的直播栽培密度。

种植密度对中棉425干物质积累与分配的影响

为探究中棉425在长江流域棉区不同的种植密度下,各生育时期的干物质积累与分配的关系,于2020年在赣北地区进行田间密度试验。结果表明,种植密度对棉花干物质积累量有显著影响,随着种植密度的增加,棉花群体总干物质累积量也在增加;同一密度不同时期的群体总干物质积累量随着时间增加呈上升斜线或波浪式增长;但密度达到适宜的群体后,干物质积累量的差异又会减小;花铃期干物质积累最快,这期间加强田间管理有利于干物质积累。种植密度改变了棉花群体干物质的分配,过高或过低的种植密度都不利于棉花干物质积累和分配,D4(8.25万株/hm 2)处理表现出较高的生殖器官群体干物质量与分配,有较高的产量潜力,是中棉425在长江流域广泛推广种植的适宜密度。

双季优质稻产量和品质形成对开放式主动增温的响应

【目的】水稻是我国最重要的口粮作物。明确气候变暖对双季优质稻产量和稻米品质的影响对我国粮食安全至关重要。【方法】采用稻田开放式远红外主动增温系统,早稻以金早47(常规籼稻)、两优287(杂交籼稻),晚稻以象牙香珍(常规籼稻)、万象优华占(杂交籼稻)和甬优5550(杂交粳稻)为材料,设置全生育期增温和全生育期不增温2个处理,分别测定双季优质稻的产量、产量构成和稻米品质。【结果】与不增温相比,全生育期増温(1.3℃～1.6℃)对早晚籼稻产量影响不显著,但晚粳稻产量显著下降,降幅为10.2%,主要是因为其每穗粒数下降。全生育期增温降低了早晚稻株高;早稻生育期缩短了3～4d,而晚稻生育期无明显变化。全生育期增温下,双季优质稻米垩白粒率和垩白度显著增加,早稻两优287出糙率和整精米率及晚粳甬优5550整精米率显著提高;同时,晚稻蛋白质含量提高,但晚粳直链淀粉含量降低,而早稻蛋白质和直链淀粉含量无明显变化;此外,稻米RVA谱特征值因季别和品种而异。【结论】全生育期增温对优质晚粳稻产量影响大于籼稻,不利于外观品质的保优,但有利于改善优质稻米加工品质,对晚稻营养品质和食味品质的影响也大于早稻。

秸秆全量还田下磷钾配施对晚粳稻产量及品质的影响

作物秸秆含有丰富的磷、钾等营养元素,但秸秆还田下晚粳稻最佳磷钾配施目前尚不明确。采用磷钾两因素完全随机试验设计,设磷(P2O5)0,63.75,127.50,191.25 kg/hm^2(记P0、P1、P2、P3)和钾(K2O)0,102,204,306 kg/hm^2(记K0、K1、K2、K3)各4个水平。在水稻成熟期取样测定产量、品质及精米氮素累积量。结果表明:磷肥和钾肥均显著提高了晚粳稻产量、干物质量和收获指数,且二者具有显著互作效应;磷钾合理配施可协同促进晚粳稻产量,当磷、钾肥用量分别62.45 kg/hm^2和206.08 kg/hm^2时实现较高产。同时,适宜磷钾配施也显著协同提高精米氮素累积量。磷钾合理配施能够提高稻米出糙率、精米率、整精米率及胶稠度,但增加了垩白粒率、垩白度、直链淀粉及粗蛋白含量。除峰值黏度、热浆黏度及冷胶黏度在钾肥用量上存在显著性差异外,各RVA谱特征值在钾肥、磷肥及二者互作上均无显著性差异;其中增施钾肥峰值黏度、热浆黏度及冷胶黏度均先增后降。南方晚粳稻实际生产中应重视优化磷钾配施比例,在土壤地力中上等及秸秆全量还田条件下,采用P1K2的施肥方案可充分发挥磷钾的协同促进效应,同步实现晚粳稻高产、高效并兼顾优质生产。

种植密度对长江流域直播棉花群体生长的影响

在长江流域采用直播种植方式,研究了不同种植密度对棉花PAR截获率、农艺性状、产量形成因子、纤维品质的影响。结果表明:当种植密度为6.00万~8.25万株/hm^2时,棉花冠层可获得较高的PAR截获量和适宜的群体LAI;低密度处理(1.50万~6.00万株/hm^2)的棉株的株高、果枝数均低于高密度处理(8.25万~12.75万株/hm^2)的;在一定的密度范围内,棉株全株、地下部、地上营养器官和地上生殖器官的干物质量均与密度呈负相关关系;籽棉产量随密度的增大呈先增大后降低的趋势,并在密度为8.25万株/hm^2时达到最大值;在密度为6.00万~10.50万株/hm^2时,棉花纤维的上半部平均长度、整齐度和断裂比强度较高。总的来看,长江流域直播棉花的适宜种植密度为6.00万~8.25万株/hm^2。

不同时期弱光胁迫对晚稻不同耐弱光品种源库特征及叶片保护酶活性的影响

【目的】本研究旨在明确弱光胁迫下不同弱光耐性品种在源库特征及叶片保护酶活性变化方面的差异,揭示其耐弱光胁迫的机制,为双季稻高产稳产新品种的选育及抗逆栽培提供理论指导。【方法】以2个对弱光胁迫耐性存在显著差异的晚稻品种为材料,通过设置不同时期的遮光处理,研究弱光胁迫时期对晚稻不同耐性品种的源库特征及叶片保护酶活性的影响。【结果】结果表明,不同时期弱光胁迫对晚稻生长有重要影响,分蘖期弱光胁迫下晚稻分蘖数、每穗粒数及总颖花量减少,叶面积下降,产量降低;幼穗分化期弱光胁迫下晚稻分蘖数和每穗粒数减少,总颖花量、叶面积、结实率均下降,产量降低;灌浆期弱光胁迫下水稻叶片净同化率降低,结实率和千粒重下降,产量降低。不同时期弱光胁迫对晚稻产量的影响表现为灌浆期>幼穗分化期>分蘖期。【结论】耐弱光胁迫型品种能通过增加叶片的长宽度减少叶面积的下降,叶片含氮量保持相对稳定,叶片中SOD、CAT等保护酶活性保持在较高水平,POD活性保持相对稳定,叶片净同化率下降幅度小,在弱光胁迫下实现"强源",减产率相对较低。弱光胁迫下具有较强的叶面积补偿能力和适宜氮含量以及较高的保护酶活性是水稻耐弱光胁迫的重要机制。

基质含水量对机插水稻秧苗素质及产量的影响

为了探明机插育秧基质的最佳含水量,以江早361为试验材料,探讨了基质4种水分含量(W1,40%;W2,60%;W3,80%;W4,100%)对早稻(E)和晚稻(L)秧苗素质和大田产量的影响。结果表明,基质含水量对秧苗素质和产量均有显著影响。在早季,EW2处理产量最高,比其他3个处理增产4.9%~5.9%,差异显著;EW2处理叶龄比EW1和EW4增加7.0%,差异显著;EW2处理苗高比EW3和EW4分别增加10.2%和10.7%,差异显著;EW2处理单株茎叶质量比其他3个处理增加6.8%~13.3%,差异显著。相关分析可知,早稻产量与每穗粒数呈显著正相关。在晚季,LW2处理产量最高,比LW1和LW4处理分别增加13.2%和10.4%,差异显著;随着基质含水量的增加,晚稻叶龄、苗高、茎基宽和单株茎叶质量均是先增加后减少,均以LW2处理最大,4个指标最高值比最低值分别增加7.4%、13.3%、13.0%、14.8%。相关分析可知,晚稻产量与千粒重呈显著负相关。可见,在本试验条件下,基质含水量为60%时有利于提高机插稻秧苗素质,进而提高机插稻产量。

缩节胺与整枝打顶互作对长江流域直播棉花冠层光能分布、产量和品质的影响

为简化长江流域棉区棉花种植方式,促进植棉高效化,研究缩节胺(DPC)与整枝打顶互作对棉花冠层光能分布、产量、品质等的影响,采用裂区试验设计,主区设免整枝打顶和整枝打顶2个处理,副区设DPC用量为0、90、180、270 g/hm^(2)共4个处理。结果表明,在免整枝打顶和整枝打顶条件下DPC用量为90、180 g/hm^(2)时冠层光合有效辐射截获率(PARI)较高;免整枝打顶处理籽棉产量在相同DPC用量下较整枝打顶高;不同处理对棉花纤维整齐度有一定影响,但对纤维长度、马克隆值、断裂比强度、伸长率均没有显著影响。因此,长江流域直播棉田在免整枝打顶条件下,DPC用量为270 g/hm^(2)时可获得较高的籽棉产量。本研究结果可以为简化田间管理,达到高效植棉提供理论依据。

棉花秸秆利用的主要途径及存在的问题

棉花秸秆是棉花生产的主要副产物,其含有丰富的木质素、纤维素和半纤维素以及粗蛋白等物质,是一种重要的可再生的生物质能源,可广泛用于农畜业、工业、能源、环保等领域,具有极高的开发利用潜力。为了开发出成熟实用的棉秆综合利用技术,找到棉花秸秆综合利用的产业化、工业化和市场化最佳途径,最终实现经济效益、环境效益和社会效益的多方共赢。笔者通过查阅资料和调研,总结了“目前我国对棉花秸秆的利用途径单一、低效,造成了巨大的资源浪费和严重的环境污染”等棉花秸秆利用的实际情况,概述了棉花秸秆还田和离田利用的主要途径,分析了各项途径中存在的关键问题,提出了“开发棉花秸秆离田多元化新型利用途径,深入挖掘棉秆综合利用潜力,提高棉秆资源综合利用效率,最终提高植棉效益”的棉花秸秆利用策略。

不同栽培模式对江西棉花产量形成和纤维品质的影响

为探索长江流域适宜的棉花栽培模式,研究了2个播期(A1:5月10日,A2:5月30日)和4个种植密度(B1:5.25万株·hm^-2,B2:7.50万株·hm^-2,B3:9.75万株·hm^-2,B4:12.00万株·hm^-2)互作的不同栽培模式对棉花农艺性状、产量形成因子和纤维品质的影响。结果表明,5月10日播期获得的籽棉产量和衣分均优于5月30日播期,并在密度为9.75万株·hm^-2时籽棉产量最大;棉花纤维品质与种植密度关系不密切,但在5月30日播期下棉花纤维品质相对较好。在生产中,应依据实际生产条件选择相应的栽培配置模式。

不同种植密度对棉花空间成铃分布的影响

为探究赣早5号在长江流域棉区适宜的种植密度,研究不同种植密度对赣早5号空间成铃分布以及产量的影响。试验设置6个种植密度处理(分别为15000株/hm^(2)、37500株/hm^(2)、60000株/hm^(2)、82500株/hm^(2)、105000株/hm^(2)、127500株/hm^(2)),定期测定棉花各器官干物质质量、籽棉产量等农艺性状。研究结果显示,随着种植密度的增大,棉花的株型结构由松散型逐渐变为紧凑型;单株干物质质量随种植密度的增加有减少的趋势,具有显著性差异;籽棉产量随着密度的增加呈现先升高再降低的趋势,其中种植密度在82500株/hm^(2)产量最高,达到3707.01 kg/hm^(2),且其株型具有较大的成铃空间,单株成铃数也较高。综上所述,赣早5号的种植密度在82500株/hm^(2)时拥有更好的株型结构,单株成铃率高,产量亦高。

基于Grid算法的棉田雨后土壤水分时空变化特征研究

为探索雨后棉田土壤水分时空变化特征,在2行棉花下方土壤采用网格取样法获得不同位点含水量数据,并基于Grid算法分析不同维度土壤含水量变化特征。结果表明:在棉行附近20 cm内,10 cm深的表层土壤的含水量随雨后时间增加呈拟合优度较高的开口向上抛物线形,30~50 cm深的土壤含水量与雨后时间呈相关性较强的负相关关系;在棉花行间(距棉行横向距离40 cm处),10~30 cm深的土壤含水量随雨后时间增加呈开口向上的抛物线形,50 cm深土壤含水量在雨后0~6 d内变化不大;70~90 cm深土层土壤含水量随雨后时间增加变化较小。上述结果可为探索长江流域棉区雨后棉田土壤水分变化规律,准确掌握棉田土壤不同深度涝渍水平,制定雨后排涝决策标准和及时制定棉花灾后补救方案提供重要依据。

中棉425在长江流域棉区夏播的适宜播期研究

为探究中棉425在长江流域棉区作短季棉夏播适宜的播种时间,于2019年在赣北地区进行田间播期试验,研究不同播期条件对中棉425冠层PAR截获率空间分布、农艺性状及产量、品质的影响。结果表明,在长江流域棉区,5月10日和5月30日播期处理在一定时期内均不利于冠层对PAR的截获,5月10日和5月20日播期处理在生育后期仍能保持较高的生物量;中棉425籽棉产量、单铃重和衣分随播期的推迟有逐渐降低的趋势,不同播期对棉花纤维长度、整齐度、比强度、马克隆值均没有显著的影响。可以看出,5月10~20日是短季棉中棉425在长江流域棉区较为适宜的夏播播期。

赣北植棉区棉花不同播期土壤氮素空间分布特征分析

为了精确了解赣北植棉区长期连作棉田土壤质量情况,为棉田施肥、土壤改良等提供依据。采用空间网格法对长期连作棉田土壤进行取样分析,探究赣北植棉区棉花不同播期的土壤氮素空间分布特征。结果表明,一是土壤氮素水平随土壤深度的增加逐渐减小;二是随着播期的推迟,在横向距离0 cm处氮素含量有降低的趋势,棉行位置氮素含量逐渐升高;三是在同一播期下,棉行处氮素含量与行间处差别不大。赣北植棉区土壤氮素含量随土层深度的增加呈逐渐降低的趋势,与播期大致呈负相关关系,但不同空间区域略有不同。