土层厚度与灌溉方式对寒地水稻节水生长及产量的影响

【目的】探究不同土层厚度与灌溉方式对寒地水稻生长的影响。【方法】于2020年在兴安盟乌兰浩特市科右前旗袁隆平水稻试验基地开展水稻田间试验,试验设置15~20 cm(H1)、20~25 cm(H2)和25~30 cm(H3)3种土层厚度,设置控制灌溉(K)、常规灌溉(CK)2种灌溉方式,共计6个处理,探究不同土层厚度与灌溉方式对寒地水稻生长的影响。【结果】K处理下的水稻株高相比CK矮,根长、茎粗、每穴有效穗数、千粒质量及产量相比CK均有不同程度的增加,H2和H3土层厚度下的水稻产量相比H1增加30.49%~32.91%和63.74%~76.33%,K处理下的总灌水量相比CK减少55.04%~56.84%,K处理下的灌溉水生产率相比CK增加1.55~1.86倍,H2和H3土层厚度下的水稻灌溉水生产率相比H1增加35.61%~38.62%和73.07%~94.14%。【结论】25~30 cm土层厚度下采用控制灌溉的水稻节水增产效果最优,适宜当地水稻种植,研究结果可为寒地水稻种植提供理论依据与技术参考。

不同耕作方式对寒地水稻产量品质及土壤有机质组分的影响

【目的】探究不同耕作方式对寒地水稻产量品质以及土壤有机质含量的影响,实现寒地黑土可持续发展。【方法】采用单因素随机区组设计,测定4种耕作方式(秋翻春打浆、秋翻旋春打浆、秋翻旋秋打浆、原茬秋打浆)的水稻产量品质以及土壤腐殖质全碳、腐殖酸总碳、胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳等的含量。【结果】4种耕作方式中,原茬秋打浆的腐殖质全碳、腐殖酸总碳、胡敏酸碳、富里酸碳和胡敏素碳含量高于其他处理,且2020年高于2019年,呈上升趋势。4种耕作方式对产量的影响差异极显著,其中翻旋秋打浆处理较秋翻旋、秋翻和原茬秋打浆3个处理的产量分别极显著提高1.45%、2.23%和1.50%。不同耕作方式之间稻米加工品质、外观品质和直链淀粉含量差异不显著,但综合两种秋打浆方式的主要品质比较,原茬秋打浆表现较好。【结论】秋翻旋秋打浆较其他耕作方式产量最高,适宜寒地水稻种植生产。原茬秋打浆有机质含量最高,对寒地稻田资源可持续利用具有深远意义。

天然沸石改良冷浆型水稻土机制的初步研究

本文的试验结果表明，在冷浆型水稻土上施用天然沸石，能够增强土壤保持养分的能力，使土壤中的有效养分增加，并能提高水稻对氮磷养分的吸收量和水稻对化学肥料的利用率．天然沸石的施用还改善了冷浆型水稻土的质地组成，促进了土壤团聚体的形成，土壤中水稳性大团聚体含量增加，土壤容重降低，同时土壤阳离子交换量增大。但沸石的施用对土壤ｐＨ值无显著影响．

土壤水势下限对寒地水稻品质的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了水稻返青至成熟期进行-8～-10kPa的间歇控水对寒地水稻品质影响。控水处理降低两品种的整精米率及各粒位籽粒的直链淀粉含量和消减值,提高了两品种各粒位籽粒的总蛋白质含量、球蛋白含量、谷蛋白含量、醇溶蛋白含量、最高黏度值和崩解值。因此,控水处理后,两品种各粒位米饭食味综合评分略有降低。

棕红壤地区冲垅冷浸田的改造技术及效果

针对冲垅冷浸田低产、低效的原因,采用立体排水,以壁渠代节制闸,建设梯形条田、客砂和厢沟深耕改良土壤,增施有机肥和实行配方施肥等措施,使之能种植多种作物,并达到高产、稳产、培肥土壤和改善生态环境。

土壤改良剂对冷浸田土壤特性和水稻群体质量的影响

以南方典型冷浸田为研究对象,在明沟排水的基础上,通过田间定位试验,以不施土壤改良剂为对照,研究了施用不同土壤改良剂(自研的脱硫灰改良剂、生物活性炭,市售的土壤改良剂石灰、硅钙肥、腐植酸)对冷浸田氧化还原电位、土壤呼吸强度、土壤微生物数量、水稻群体构建及产量构成因素的影响。结果表明,施用改良剂能够改善土壤理化性状,提升土壤速效养分和pH,但除脱硫灰处理外,其他改良剂处理对土壤Eh未产生显著影响。施用不同土壤改良剂在水稻各生育期均能有效增强土壤微生物呼吸强度和放线菌数量,并且放线菌数量达到差异性显著水平(P<0.05),生物活性炭处理下土壤呼吸强度和放线菌数量分别较对照增加67.6%和127.6%。各土壤改良剂处理与CK相比较均有助于提高叶片SPAD、茎蘖数、水稻干物质积累量、成穗数、穗粒数、产量结实率和根系伤流速率。其中以脱硫灰和生物活性炭处理改良效果最佳,抽穗后29 d时,根系伤流速率较CK分别提高45.4%和39.1%,叶片SPAD分别增加27.4%和22.5%;成熟期水稻成穗数较对照提高12.1%和10.7%,干物质积累量增加68.8%和50.5%,产量分别增加12.8%和10.3%。综上所述,土壤改良剂可有效改善冷浸田土壤特性及水稻群体质量,脱硫灰和生物活性炭处理的改良效果最明显,增产幅度最大。

冷浆型水稻土施用沸石对水稻生育及产量的影响

本文对冷浆型水稻土施用沸石作了初步研究，并同施用石灰的改良效果进行了比较．结果表明，沸石同石灰一样对于冷浆型水稻土的水稻有较好的增产作用。对于ｐＨ５．５以上的冷浆型水稻土，沸石的增产效果明显好于石灰，而对于ｐＨ５．５以下的水稻土，增产效果不如石灰；施用沸石对水稻的生育和产量性状有明显的改善作用，并使水稻的抗性增强，产量显著提高．沸石施于冷浆型水稻土有明显的后效．

垄作免耕影响冷浸田水稻产量及土壤温度和团聚体分布

研究垄作免耕对冷浸田水稻产量及其构成因子的影响，同时，观察其耕层土壤温度和土壤团聚体结构的变化，旨在为冷浸田的综合治理技术提供科学依据。该研究以湖北省冷泉烂泥型冷浸田为对象，采用垄作免耕栽培田间定位试验方法，设计垄高10（LG10）、15（LG15）、20 cm（LG20）和平作（CK）4个处理种植中稻。研究结果表明，起垄（垄高10和15 cm）能显著（P〈0.05）提高冷浸田水稻产量，2011年和2012年垄高15 cm较CK分别增产10.95%和18.51%；与CK处理相比，垄作土壤平均增温范围为0.4～1.2℃，在0～5 cm土层内，垄作处理的土壤大团聚体（〉1 mm）含量明显提高；在〉5～25 cm土层内，土壤大团聚体含量LG15最高、CK最低、而LG20和LG10处于两者之间。垄高15 cm对大团聚体形成的影响大于垄高10和20 cm。垄作对冷浸田表层（0～5 cm）和下层（〉5～25 cm）土壤团聚体形成的影响存在差异，起垄后表层土壤大团聚体数量高于下层。但是，不同起垄高度与土壤温度和土壤大团聚体的变化不存在对应的数学正相关。综上所述，冷浸田合适的免耕起垄高度为15 cm。

土壤水势下限对寒地水稻产量的影响

以垦鉴稻5号(J)和垦稻12号(D)为试材,采用负压式土壤湿度计严格监测土壤水势,2007~2008年在建三江科研所、大兴农场园区和庆安试验站进行大田控水试验;2009年在黑龙江八一农垦大学盆栽场(大庆市)进行盆栽控水试验;于水稻返青至成熟期进行-20 kPa和-10 kPa的间歇控水处理,系统地研究土壤水分对寒地水稻产量的影响。大田试验表明,全生育期以-10 kPa为控水下限进行节水灌溉多有利于不同生态区水稻产量的提高,大兴、庆安不同品种的增产幅度分别为1.60%~7.67%、1.51%~6.95%。盆栽结果表明,全生育期进行-8^-10 kPa的间歇控水,减少了两品种的穴穗数,且D品种的穗数降低达到极显著水平;控水处理增加了J品种的优、中势粒的粒数,增加了D品种的中、劣势粒;控水处理增加了两品种优、中、劣势粒的结实率,其中J品种控水处理的中势粒与劣势粒的增幅达到显著水平,D品种的优、中、劣势粒的结实率分别增加4.86%、5.42%和13.30%。控水处理使J品种的生物产量增加,却使D品种的生物产量显著降低;J和D品种的经济系数分别提高5.73%和3.21%;J品种的经济产量增加了14.47%,但降低了D品种的经济产量。两年不同生态区本田以-10 kPa为控水下限进行节水灌溉,节水率均达到20%以上。

冷浸田测土配方施肥技术对水稻产量及施肥效应的影响

针对冷浸田土壤养分有效性低的特征，研究测土配方施肥对水稻产量的影响，以及施用氮磷钾肥的肥料效应，为特定土壤条件下肥料配方提供科学依据。通过“3414”回归最优设计原理的方法设置水稻肥效试验，结果表明：与对照（CK）相比，各配方施肥处理水稻的产量均有所提高；14个处理中以NEP2Kz处理（每667m2施N10kg、P3kg、K8kg）的水稻产量最高，每667m2早晚稻分别为434．6kg和450．5kg；N、P、K3种主要元素中，N对水稻产量影响最大。综合肥料间互作效应拟合方程和最佳经济施肥量，结合当地农业生产实际和施肥经验，建议推荐水稻每667m2施肥量为氮肥11～13kg，磷肥3-4kg，钾肥8-11kg。

寒地黑土稻作水氮耦合效应试验研究

通过不同水氮耦合模式对水稻耗水规律、水稻水分生产率及产量影响研究,确定最佳水氮耦合模式。采用全面小区试验,以龙庆稻3号为试验材料,设置四种灌溉水平(控制灌溉、间歇灌溉、浅湿灌溉、淹灌)和四种施氮水平(135、105、75、0 kg·hm-2)。结果表明,水稻阶段耗水量以分蘖和拔孕期最多,两个阶段耗水量约占水稻全生育期总耗水量的50%;相同施氮水平条件下,控制灌溉耗水强度最低,淹灌耗水强度最高;相同水分管理条件下,随施氮量增加,水稻耗水强度表现出增加趋势;控制灌溉水稻水分生产率最大;产量在间歇灌溉常氮水平时达到最大值;控制灌溉施氮量105 kg·hm-2是最佳水氮耦合方式。

寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应

为了探究寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应规律,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,深入解析了各生育阶段耗水量对水稻干物质量及干物质积累过程的影响。结果表明,各生育阶段耗水量对水稻干物质积累的影响决定系数由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期与抽穗开花期的耦合效应、拔节孕穗期、抽穗开花期与乳熟期的耦合效应、分蘖中期与抽穗开花期的耦合效应、分蘖中期与拔节孕穗期的耦合效应、分蘖中期。在水稻营养生长阶段,各阶段耗水量通过影响干物质积累进入快速增长的时间和最快增长速率,进而间接影响干物质积累量,分蘖中期耗水量每增加1 mm,将提前0.459 d进入干物质积累快速增长阶段;拔节孕穗期耗水量每增加1 mm,干物质积累的最快增长速率提高0.011 3 g/d。进入生殖生长阶段,各阶段耗水量对干物质积累量的直接影响大于间接影响。各生育阶段耗水量对水稻产量和干物质量的影响排序相同,由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期、分蘖中期、乳熟期、分蘖前期、分蘖后期,拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量与水稻经济系数呈显著负相关。研究结果可为寒地黑土区水稻合理制定灌溉制度提供理论依据。

土壤水分对寒地水稻生育特性和物质积累的影响

选用上育397和绥粳3号两个水稻品种,于分蘖期、穗分化期、抽穗后1～10d、抽穗后11～20d分别进行土壤水势为-30～-35kPa和-60～-65kPa的控水处理,研究了土壤水分对寒地水稻的生长发育、物质形成与分配规律的影响。结果表明,分蘖期控水对株高影响不大,土壤水势为-30～-35kPa时,使两个品种的茎数显著减少,上三片叶叶面积不同程度的降低。穗分化期控水使两个品种的株高显著降低,主要是极显著地降低了第二至第四节间的长度;土壤水势为-30～-35kPa时,上三片叶叶面积降低,而两个品种的茎数、穗数却极显著增加。抽穗前土壤水势为-30～-35kPa时,两品种在齐穗期茎、鞘、穗的干重均低于对照,各器官的物质输出率也有所降低,大多数控水强度大的处理降低幅度也大。抽穗初期土壤水势为-30～-35kPa时,上育397多数处理各器官的物质输出率低于对照,而绥粳3号多数处理各器官的物质输出率高于对照。不同水稻品种在不同生育阶段对不同程度水分胁迫反应不同,抽穗前期是水稻的需水敏感期,对水稻的生长发育、物质积累与输出影响最大。

寒区长期秸秆全量还田对水稻土理化特性的影响

现今东北地区水稻种植面积得到显著增加,其总种植面积是改革开放初期的6倍。随着水稻种植面积的增加,秸秆还田在黑龙江省农垦已经成为一项常规的农业栽培措施。为研究寒区水稻秸秆全量还田与秸秆腐熟剂相结合施用对水稻土生产力的影响,在黑龙江省八五〇农场开展了7年的大田定位试验。在施用秸秆腐熟剂的基础上进行水稻秸秆粉碎全量还田处理,以不还田处理作对照,测定秸秆还田处理对土壤容重、有机质、有效磷、缓效钾、速效钾、pH、阳离子交换量(CEC)和水稻产量的影响。结果表明,秸秆还田后水稻平均产量显著高于对照460kg·hm^-2。还田处理7年后,土壤有机质含量及pH没有变化;土壤容重显著降低,由1.32g·cm^-3降低到1.25g·cm^-3,降低了0.07g·cm^-3。与实施初期相比,还田处理的有效磷、缓效钾、速效钾含量和CEC值分别增加了11.2%、14.3%、42.3%和7.0%;与对照相比,有效磷、缓效钾、速效钾含量和CEC值分别显著增加了10.4%、14.1%、45.0%和6.3%。东北地区水稻长期全量秸秆还田可以提高水稻产量,改善土壤的理化性状,且秸秆还田年限越长,土壤的理化性状提高越明显。

江汉平原冷浸田水稻种植适宜性综合评价

冷浸田是影响江汉平原农业生产及农作物高产的主要因素之一。本文根据江汉平原冷浸田的特点,采用"状态-压力-响应-行动"与"社会-经济-环境"相结合的综合研究方法,构建了江汉平原冷浸田水稻种植适宜性综合评价指标体系,共分为立地条件、土壤理化性质、土壤养分状况、社会经济效益4个一级指标和14个二级指标,并建立了相应的计算方法,同时采用层次分析法对江汉平原冷浸田水稻种植进行了适宜性评价与分区。结果表明:江汉平原共有冷浸田约9 640km2,最适宜级别占10.5%,适宜级别占41.1%,次适宜级别为31.2%,不适宜级别占17.2%。此外,对不适宜于水稻种植的冷浸田分析了其主要影响因素,并提出了相关的改造治理措施。

寒地水稻节水控制灌溉的机理与研究

水稻控制灌溉是一种新型的作物种植技术。为此,通过对东北地区寒地水稻节水控制灌溉技术历时5年的试验研究,较好地处理了生产性用水与控制灌溉的关系。同时,对寒地水稻节水控制灌溉方式下的机理进行了分析,在多个农场建立水稻节水灌溉系统,并基于此寻找到一种既能确保水稻稳产又能保证水稻科学合理用水的新方式。试验表明,节水控制灌溉对寒地水稻生长发育、抗倒伏、抗病及品质提升有明显效果。

土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响

冷浸田因长期受冷泉水浸渍,土体封闭,通气不良,土壤Eh值和有效养分低下,水稻产量偏低。本研究以单施化肥为对照,设置增施生物稻糠、脱硫灰、石膏、过氧化钙和硅钙肥处理,通过田间小区试验和定期观测,探究了不同土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响。结果表明:与CK处理比较,施用生物稻糠和石膏土壤活性还原物质含量分别降低了52%和30%,从而提高了土壤的氧化性能;土壤细菌数分别提高200%和96%,真菌数分别下降16%和10%,进而提高土壤供氮能力。而施用脱硫灰和石膏调节了土壤养分,土壤有效磷含量均增加83%,速效钾含量分别增加50%和13%,水稻叶绿素含量分别提高3%和5%。施用石膏、生物稻糠和脱硫灰水稻分别增产13.0%、10.1%和5.1%。研究认为,施用土壤调理剂能消减冷浸田还原物质毒害,提升土壤微生物活性,提高土壤养分供应,促进水稻增产,并以生物稻糠、石膏和脱硫灰效果最佳。

不同有机无机肥配比对冷浸田土壤肥力及水稻生长的影响

为了消减冷浸型中低产田长期浸渍、泥温低、土壤有效养分低等障碍因子,通过田间小区试验和动态取样与室内测定,研究了不同有机无机肥配比对冷浸田土壤肥力及水稻生长的影响。结果表明:与复合肥处理比较,复合肥与40%(N)生鸡粪配施处理的土壤磷酸铁盐和磷酸钙盐含量分别提高11%和17%,复合肥与60%(N)生鸡粪配施处理的土壤磷酸铝盐含量提高44%,且磷酸铝盐、磷酸铁盐和磷酸钙盐占无机磷总量的比例提高,闭蓄态磷占无机磷总量的比例降低,促使土壤中难溶性磷向易溶性磷转化,提高土壤有效磷含量;复合肥配施60%(N)生鸡粪处理的土壤松结态腐殖质占重组腐殖质的比例提高1.9个百分点,紧结态腐殖质占重组腐殖质的比例降低4.6个百分点,土壤活性有机质含量提高14%,土壤阳离子交换量提高11%;复合肥与40%(N)生鸡粪配施处理的土壤真菌和放线菌数量分别提高33%和28%,复合肥配施60%(N)生鸡粪处理的土壤细菌数和微生物活性分别提高160%和19%,水稻磷、钾吸收量分别提高5%和111%;复合肥与40%(N)生鸡粪配施处理的早、晚稻产量分别增加8%和42%,复合肥与60%(N)生鸡粪配施处理的早、晚稻产量分别增加6%和31%。有机无机平衡施肥是适合于冷浸田水稻增产的施肥方式。

不同栽培和灌溉方式对冷浸稻田还原性物质及水稻生长的影响

为了消减冷浸型中低产田长期浸渍、还原性物质毒害、有效养分低等障碍因子,通过田间小区试验和动态取样与室内测定,研究了不同栽培和灌溉方式对冷浸田还原性物质及水稻生长的影响。结果表明:与常规栽培灌溉比较,起垄栽培湿润灌溉的土壤活性还原物质含量和亚铁含量分别降低21.9%和18.2%,早稻分蘖数增加25%,叶绿素总量增加38%,根系活力提高75%,产量增加10.8%。起垄栽培结合湿润灌溉方式是适合冷浸田早稻增产的农水管理措施。

冷浸田水稻施用不同磷肥品种试验

研究冷浸田施用不同磷肥品种对水稻生长及土壤有效磷含量的影响,结果表明：施用不同磷肥品种水稻产量增幅6.0%~13.1%,差异均达到极显著水平,其中以施用钙镁磷肥增产效果最为明显;施用磷肥的处理均不同程度提高稻田土壤有效磷含量,但降低水稻籽粒全磷含量;冷浸田选用钙镁磷肥对水稻增产效果最好。