不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析

为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm^(2)(N)、99 kg/hm^(2)(N1,减氮10%)、88 kg/hm^(2)(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO_(2)排放强度和CH4排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO_(2)排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO_(2)排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO_(2)排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37~489.00 g/m^(2),水稻收获后各器官固碳量由小到大依次为叶、根、茎、穗,分别为植株总固碳量的5.16%~6.72%、5.71%~10.78%、28.62%~36.66%、49.53%~58.70%。控制灌溉相较常规淹灌有效提高了植株固碳能力。在不同水氮管理模式下,水稻的净初级生产力(NPP)与总初级生产力(GPP)均在减氮量10%处理达到最高,相同灌溉方式下,随着施氮量的增大均呈现先增大后减小的变化趋势;相同施氮量下,控制灌溉下NPP、GPP均高于常规淹灌。控制灌溉相比常规淹灌具有更高的生产潜力。除CN处理净土壤碳收支数值呈负值外其余处理均为正值,即除CN处理外其余处理均为土壤净碳增益效果,相同施氮量常规淹灌下土壤净碳增益高于控制灌溉,但差异不显著(P>0.05);随着施氮量的减少相同灌溉制度下各处理土壤碳收支呈先增大后减小的变化趋势。综合考虑,CN1处理可以在保证较高生产能力下提高土壤固碳能力,减少土壤碳损失与稻田温室气体排放。

水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响

以高产氮高效品种(德香4103)和中产氮低效品种(宜香3724)为材料,通过"淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)"、"控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)"、"旱种+氮肥优化运筹(W3N2)"3种水氮管理模式处理,研究其对氮素利用及产量的影响及其生理特性,并探讨氮素利用及产量与生理响应间的关系。结果表明,氮效率品种间的差异与水氮管理模式对水稻氮素利用特征、灌溉水生产效率、生理特性及产量均存在显著影响;不同氮效率品种间在氮肥利用效率方面的差异明显高于水氮管理模式的调控效应;而水氮管理模式对灌溉水生产效率、总吸氮量、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式能促进不同氮效率水稻拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素的累积,提高功能叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、光合速率(Pn)及根系活力,进而提高稻谷产量及氮肥利用率,且对中产氮低效品种的调控效应显著高于对高产氮高效品种,为本试验最佳的水氮管理模式。高产氮高效品种的平均总颖花数、拔节至抽穗期稻株氮累积量、功能叶GS活性、Pn及根系活力均显著高于氮低效品种,尤其结实期高产氮高效品种更有利于维持叶片及根系的代谢同化能力,利于氮素转运、再分配到籽粒中提高稻谷生产效率及氮肥利用效率,是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。相关分析表明,水氮管理模式下不同氮效率水稻主要生育时期功能叶GS活性、Pn及根系活力与氮素利用及稻谷产量均存在显著或极显著的正相关;尤其以水稻抽穗期剑叶GS活性及根系活力与氮素利用及稻谷产量的正相关性最高。

水氮管理模式与磷钾肥配施对杂交水稻冈优725养分吸收的影响

【目的】研究水氮管理模式与磷钾肥配施对水稻养分吸收的影响,为水稻水肥高效利用提供依据。【方法】以杂交稻冈优725为材料,通过"淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)"、"控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)"、"旱种+氮肥优化运筹(W3N2)"3种水氮管理模式及不同的磷钾肥配施处理,分析对水稻氮、磷、钾吸收特点的影响,并探讨各养分间及其与产量、生理特性指标间的关系。【结果】水氮管理模式和磷钾肥配施对水稻氮、磷、钾素的吸收、生理特性及产量均存在显著的影响;W2N1管理模式与磷、钾肥施用量均为90 kg.hm-2的配施(P90K90处理)组合能促进抽穗及成熟期各养分的累积,提高剑叶光合速率(Pn)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及根系活力,延缓剑叶丙二醛(MDA)增幅,为本试验稳产、高效最佳的水肥运筹模式;而配施肥量过重(P90K180处理)时水肥调控优势减弱,增产不显著,会导致肥料利用效率、产投效益降低。旱种相对于淹灌下的水氮优化管理模式与P90K180配施组合,会导致肥料利用效率降低,但能提高稻谷增产幅度,为生产中水资源不足的情况下参考。相关分析表明,水肥调控下稻株抽穗及成熟期氮、磷、钾累积间及与产量间均存在显著正相关(r=0.644*—0.939**);且抽穗及成熟期各养分累积量和产量与结实期各阶段剑叶Pn、SOD活性及根系活力均存在正相关性(r=0.545—0.902**),与剑叶MDA含量呈显著或极显著负相关(r=-0.612*—-0.879**),尤其以抽穗后1—7 d相关性最高。【结论】本试验条件下,W2N1-P90K90为最优的水肥调控模式,在一定程度上调节结实期稻株生理代谢活性,提高养分累积量及稻谷产量,W1N1模式与P90K90配施为宜,而W3N2模式下可适当提高钾肥配施量以P90K180配施为宜。

施氮量与氮管理模式对超级稻产量和辐射利用率影响

通过探讨施氮量和氮管理模式对超级稻产量和辐射利用率的影响,为超级稻超高产栽培和育种提供技术措施和理论依据。以超级稻两优293为材料,于2007年在湖南浏阳进行大田试验,研究了农民管理模式、实地氮肥管理和实时氮肥管理3种氮管理模式、涉及7种氮水平(N0～N6)下水稻的产量及群体辐射利用率。结果表明:随氮肥施用量的增加,群体叶面积指数﹑干物质积累总量﹑产量﹑群体光合有效辐射截获量和辐射利用率都相应增加。处理N6水平(施氮量为210kg/hm2)下,产量最高,为9927.0kg/hm2,分别比其他处理高4.8%～33.5%,当施氮水平超过210kg/hm2时,不同施氮方法,处理产量和群体光合有效截获量反而降低;处理N6干物质积累总量和辐射利用率也最大,分别为1853.7g/m2和1.59g/MJ,显著高于其他处理。从而表明,施氮量和氮管理模式对超级稻产量和辐射利用率有重要影响,相同施氮水平下,采用实地氮肥管理更有利于产量和超级稻群体辐射利用率的提高。

成都平原两熟区水氮管理模式与磷钾肥配施对杂交稻冈优725产量及品质的影响

以杂交稻冈优725为材料，通过“淹水灌溉＋氮肥优化运筹（W1N1）”、 “控制性交替灌溉＋氮肥优化运筹（W2N1）”、 “旱种＋氮肥优化运筹（W3N2）”3 种水氮管理模式及不同的磷钾肥配施处理，研究其对成都平原两熟区水稻产量、 养分分配及品质的影响。结果表明，水氮管理模式和磷钾肥配施对稻米品质、 稻株各营养器官养分分配及产量均存在显著影响；水氮管理模式对稻谷产量、 整精米率、 直链淀粉、 蛋白质及RVA谱影响明显高于磷钾配施处理，而磷钾肥配施对垩白度、 垩白粒率、 胶稠度的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式的水稻产量分别提高3.02%和28.21%，为本试验最优的水氮管理模式，且与施磷量P2O5 90 kg/hm^2、 施钾量K2O 90~180 kg/hm^2 配施组合能进一步提高结实率和千粒重，利于成熟期籽粒氮、 磷、 钾素及稻株总养分累积量的增加，达到水肥耦合促产的目的，而且能提高整精米率、 胶稠度、 蛋白质含量，降低垩白度、 垩白粒率、 直链淀粉及消减值，改善米质。W1N1模式与P90K90配施为宜；旱种相对于淹灌下的水氮优化管理模式，不利于产量及米质的提高，但与P90K180配合对稻谷的产出及米质的改善有一定的补偿作用，可为生产中在水资源不足的情况下提供参考。