无人农场中水稻生长环境信息感知技术的研究

基于无人农场的水稻生长环境信息感知技术,是一种能够利用高质量传感器和状态交互技术,准确调控土壤温度、湿度及其他状态值,来有效监测水稻生长环境、提升水稻生产效率、质量的优秀技术,在国内外都得到了广泛的应用。但眼下这类技术的应用虽然可有效优化水稻的生长条件,但现有技术仍然在精度、成本以及系统集成这三方面存在不足,需要持续对技术精度、能耗体系、系统集成进行优化升级,以此来进一步提高无人农场中水稻生长环境信息感知技术的整体水平,确保无人水稻种植技术可更符合农业生产的实际需要。

不同铵态氮肥配施对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响

碳铵施用可促进稻田秸秆腐解和秧苗生长,但碳铵易分解和不能造粒使其应用受限,研究碳铵替代铵态氮肥将促进该技术的生产应用。基于2年小区定位试验和统计分析,以不施肥(CK)为对照,设置总施氮量20%碳铵+30%复合肥(V1)、20%氯化铵+30%复合肥(V2)、20%磷酸二铵+30%复合肥(V3)、20%硫酸铵+30%复合肥(V4)等5个不同的速效氮肥+复合肥的铵态氮肥筛选试验,研究不同铵态氮肥对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响。结果表明:处理V2产量达10.34×10^(3)kg/hm^(2),较其他处理均达到显著增产的效果,处理V1、V3、V4间产量差异不显著;处理V2的平均穗粒数、叶面积指数和干物质积累量显著高于其他处理;施肥后12 d,处理V2的铵态氮含量显著性大于其他处理,硝态氮含量显著大于除处理V4外的其他处理,处理V2的pH低于其他处理,达显著水平;处理V2较其他处理显著提升茎蘖数7.48%~20.9%,处理V2与其他速效铵态氮肥处理相比显著地提升了氮素积累量、氮素表观利用率、氮素农学利用率和偏生产力。可见氯化铵配施可降低土壤pH,增加土壤铵态氮和硝态氮的含量,增加水稻平均穗粒数,提高氮素利用效率,具有平衡秸秆腐解和作物产量关系的作用。

二氢卟吩铁浸种对水稻生长与增产效应研究

为探明0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂浸种后对水稻生长、产量的影响及使用剂量。以‘南粳9108’为供试水稻品种,将水稻种子在不同浓度0.02%二氢卟吩铁SP浸种处理,以0.0016%28-表高芸苔素内酯AS和0.136%赤·吲乙·芸苔SP为对照药剂,清水浸种为空白。分别在水稻苗期、分蘖期和成熟期调查其生长状况,并在收获期测定产量。结果表明:0.02%二氢卟吩铁浸种不影响水稻发芽,但浓度升高会降低水稻出苗率;0.02%二氢卟吩铁浸种可提高水稻秧苗鲜重、根数及水稻分蘖率;0.02%二氢卟吩铁稀释15000~10000倍浸种能增加水稻穗长、实粒数,提高水稻产量。因此,采用0.02%二氢卟吩铁15000~10000倍液浸种,可促进水稻生长,提高水稻产量,水稻生产中可扩大示范应用。

外源秸秆炭对喀斯特地区石灰性农田土壤有机碳组分及水稻生长的影响

【目的】研究添加外源秸秆炭对喀斯特地区石灰性农田土壤有机碳组分及水稻生长的影响,为探究喀斯特地区石灰性农田碳组分变化提供参考依据。【方法】于2023年3月在桂林理工大学雁山校区温室开展水稻盆栽试验,试验周期120 d。盆栽试验共设置19个处理,在仅添加秸秆炭的处理中,分别添加0.5%、1.0%和3.0%(干土质量比)的破碎秸秆、秸秆沤肥和秸秆生物炭;在添加秸秆炭和碳酸钙的处理中,3种秸秆炭添加量均为1.0%,在此基础上分别添加0、10.0%和20.0%(干土质量比)碳酸钙;同时设置未添加任何外源物质的对照(CK)处理。分析各处理中水稻生长特征,以及土壤有机碳组分微生物生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒态有机碳(POC)含量的变化及其影响因子。【结果】秸秆炭种类、添加量均会对土壤中有机碳组分含量产生影响。添加0.5%秸秆沤肥土壤中MBC含量最高(235.73 mg/kg),添加1.0%秸秆沤肥土壤中DOC含量最大(221.50 mg/kg),而添加3.0%秸秆生物炭土壤中POC含量最高(36.20 mg/kg)。土壤中碳酸钙添加量也会影响土壤有机碳组分,碳酸钙添加量为20.0%时,添加3种秸秆炭的土壤MBC含量均为最高。10.0%碳酸钙+1.0%秸秆沤肥处理中土壤DOC含量最大(195.60 mg/kg)。添加3种秸秆炭对水稻生长的促进作用为秸秆生物炭>秸秆沤肥>破碎秸秆,其中添加0.5%秸秆生物炭的水稻长势最佳,平均株高102 cm,根长50 cm;添加3.0%破碎秸秆处理对水稻生长的抑制作用最强。随着碳酸钙添加量的增加,添加秸秆沤肥处理的水稻株高呈先升后降趋势,其中添加10.0%碳酸钙对水稻株高的促进作用较强。相关分析结果表明,秸秆生物炭用量与土壤DOC含量呈显著负相关(P<0.05,下同),与土壤POC含量呈极显著正相关(P<0.01)。碳酸钙添加量与土壤DOC含量呈显著正相关。【结论】外源秸秆炭对石灰性水稻土中活性有机碳组分具有正激发效应,能明显提高土壤中MBC、DOC和POC含量,同时添加秸秆炭和碳酸钙对土壤活性碳组分的增加具有协同作用。添加低量秸秆炭能促进水稻生长,其中秸秆生物炭的促进作用最明显;在10.0%和20.0%碳酸钙添加量的土壤中添加秸秆沤肥及秸秆生物炭均能促进水稻生长。

黑斑蛙不同放养密度对稻蛙共作水稻生长性能的影响

开展了黑斑蛙不同放养密度对稻蛙共作水稻生长性能的影响试验。分别于水稻的返青期、分蘖期、抽穗期、成熟期,测量水稻株高、分蘖数、叶绿素含量和净光合速率等指标。设置水稻单作(RM)、稻蛙共作(RF)2种模式。黑斑蛙蝌蚪设置11个处理组,分别为RF5、RF6、RF7、RF8、RF9、RF10、RF11、RF12、RF13、RF14和RF16,对应投放密度为每667 m25万、6万、7万、8万、9万、10万、11万、12万、13万、14万和16万尾。结果表明,稻蛙共作模式的水稻株高、分蘖数、叶绿素相对含量以及净光合作用速率,均显著高于水稻单作模式,黑斑蛙蝌蚪投放密度为每667 m28万尾处理组的水稻株高、分蘖数、叶绿素相对含量以及净光合速率,显著高于其他处理组。指出,黑斑蛙蝌蚪每667 m28万尾为最佳投放密度,可以作为贵州山区稻蛙共作生态种养模式推广应用的参考投放密度。

不同水文年型下水肥调控对水稻生长的影响规律

为揭示不同水文年型下水肥调控对水稻生长及需水规律的影响,于2020—2022年在江西省灌溉试验中心站开展田间小区水肥调控试验。结果表明:①不同水文年型下间歇灌溉下的稻田灌水量、排水量、渗漏量、蒸散发量总体小于淹水灌溉,平均分别减少20.82%、3.93%、16.68%、6.77%;分蘖后期和拔节孕穗期蒸散发较大,占全生育期蒸散发的40.2%。②不同水文年型下水稻株高、分蘖数、叶面积指数(LAI)、干物质累积动态变化规律一致,施肥处理均大于不施肥处理,且施肥水平对产量有显著影响。③干旱年间歇灌溉下的水稻产量小于淹水灌溉,且水稻株高、分蘖数、LAI、干物质累积、水稻产量和蒸散发均受到了抑制。④干旱年平均灌水量大于丰水年和平水年,平均排水量、渗漏量、株高都小于丰水年和平水年,平均蒸散发量表现为2020年>2022年>2021年,平均分蘖数、叶面积指数、干物质累积、产量表现为2021年>2022年>2020年。

气象条件对水稻生长的影响分析

水稻是我国主要的粮食作物之一,在吉林地区种植广泛。气象条件是影响水稻生长发育的主要因素之一。研究了吉林地区气候、降水、温度等气象因素与水稻生长的关系,为农业生产提供科学依据,为提高水稻产量和质量提供参考,促进了吉林地区水稻增产。

1955—2022年天门市气温日较差变化特征、影响因子及与水稻生长的关系

利用1955—2022年天门市逐日平均气温、最高气温、最低气温数据,对天门市气温日较差的变化特征及其影响因子进行分析。结果表明,1955—2022年天门市年平均气温日较差为8.2℃,整体呈下降趋势,气候倾向率为-0.142℃/10年;各季节平均气温日较差中,春季表现为缓慢上升趋势,夏秋冬三季均表现为下降趋势,且冬季下降幅度最明显;年平均气温日较差在1970年发生突变,表现为先显著减少后缓慢增加,并在1955—2022年中有2年的高频振荡周期和19年的低频振荡周期;年平均气温日较差与日照时数表现为正相关,与降水量、平均水汽压、平均相对湿度以及总云量均表现为负相关,各气象要素通过影响最高气温、最低气温使气温日较差发生变化;天门市8月平均气温日较差与水稻产量呈正相关,年平均气温日较差整体表现为显著的下降趋势,对水稻的品质和口感品质不利,但有利于水稻籽粒蛋白质含量的升高。

氮肥运筹对水稻生长、产量及品质特性的影响

为探索适合舒城县水稻栽培的氮肥运筹方式,以“丰两优4号”为试验材料,共设置5个不同的氮肥运筹处理,比较不同处理的水稻生长、产量及品质特性。试验结果表明,增加穗肥施用量能延长水稻生育期,能有效提高水稻穗粒数及结实率,从而提高水稻产量;合理的氮肥运筹能降低水稻的垩白粒率,提高水稻蛋白质及直链淀粉的含量。在纯氮施入量为270 kg/hm2的前提下,基蘖氮肥与穗氮肥(基蘖氮肥按基氮肥、移栽后第2叶期氮肥与移栽后第3叶期氮肥的质量比为5.0∶2.5∶2.5施入,穗氮肥按倒4叶期氮肥与倒2叶期氮肥的质量比为6∶4施入)按质量比6∶4施入时,水稻各项指标最佳,是最适合舒城县水稻栽培的氮肥运筹方式。

油菜秸秆还田量对土壤理化性质及水稻生长的影响

为探究油菜秸秆还田对土壤理化性质及水稻生长的影响,本文通过秸秆去除、秸秆全量及双倍秸秆还田控制实验,定量比较土壤理化性质和水稻生长指标。结果表明,与秸秆去除相比,双倍秸秆和全量秸秆还田显著提高了土壤有机质含量和有效磷,速效钾仅在双倍秸秆还田情况下显著提高,秸秆还田量对土壤中碱解氮无显著影响。双倍秸秆还田对水稻分蘖数量、叶绿素含量和叶面积指数均有显著影响;全量秸秆还田显著影响了水稻叶绿素含量和叶面积指数,但对水稻分蘖数量无显著影响。油菜秸秆养分资源量大,合理利用秸秆养分资源可为实现化学肥料减量提供指导。

光谱技术在水稻生长监测中的应用分析

本文将围绕光谱技术的主要原理、特征开展分析讨论,阐述光谱技术在水稻生长监测中的应用路径,将水稻长势、水稻生化参数、水稻水分作为监测对象,为后续的水稻精细化管理提供参考依据。最终发现,光谱技术相较于传统的数据诊断技术来说,数据获取量更大,且监测效率高,具有省时省力的优势,能够更好地预估水稻单位面积产量,推动农业高质量发展。

不同灌溉模式下缓释施肥水平对水稻生长特性、产量和品质的影响

【目的】揭示不同灌溉模式下缓释施肥水平对水稻生长特性、产量和品质的影响,优选高产优质的水肥管理模式。【方法】设置淹水灌溉(W1)、间歇灌溉(W2)2种灌溉模式,常规肥(F)和缓释肥(SF)2种施肥类型,其中,常规肥常量(F100)、缓释肥增量20%(SF120)、缓释肥增量10%(SF110)、缓释肥常量(SF100)、缓释肥减量10%(SF90)、缓释肥减量20%(SF80)6种施肥水平,于2021年5—9月在湖北省灌溉试验中心站开展水稻测桶试验,测定各生育期的株高、分蘖数、叶绿素SPAD值和产量及其构成因子以及直链淀粉量、谷蛋白量,应用熵权TOPSIS法评价各处理综合表现。【结果】2种灌溉模式下,SF100处理较F100处理株高、分蘖数、产量平均分别高24.65%、34.90%、11.90%;叶绿素降低24.98%,直链淀粉量降低7.37%,谷蛋白量显著提高32.72%。W1模式较W2模式下株高、叶绿素和产量分别平均高19.01%、20.73%和12.82%,而分蘖数、直链淀粉和谷蛋白量平均分别低31.05%、0.30%、0.90%;W1SF90处理产量较W1模式下最低的SF120处理高12.41%,直链淀粉量较W1模式下最高的SF120处理低6.68%,谷蛋白量较W1模式下最高的SF110处理仅低5.33%。熵权TOPSIS法结果表明:W1SF90处理与理想解相对贴近度最大,综合得分为0.985。【结论】淹水灌溉配施缓释肥减量10%(648 kg/hm2施肥量)为最具高产优质潜力的水肥管理模式。本研究可为长江中下游地区的水稻水肥管理模式提供理论指导和技术支持。

控释肥一次性侧深施对水稻生长、氮素利用和产量的影响

为探索机插水稻一次性侧深基施的轻简高效栽培技术,以水稻品种“全两优鄂丰丝苗”为材料,设置不施肥(N0)、控释肥一次性侧深基施(N1)、控释肥减氮10%一次性侧深基施(N2)、控释肥减氮20%一次性侧深基施(N3)和传统施肥(CK)处理,测定水稻分蘖动态、主要生育期的叶面积指数与干物质积累量、齐穗期根系指标、氮素利用效率与产量,研究控释肥一次性侧深施对水稻生长、氮素吸收利用和产量的影响。结果显示:与CK相比,处理N1、N2显著增产12.99%~14.85%和5.47%~6.09%,处理N3产量与CK差异不显著,对施肥量和产量拟合后分析,在减氮18.72%时与CK产量持平。与CK相比,控释肥一次性侧深施处理显著提高了水稻的成穗率、提高了生育中后期的叶面积指数和干物质积累量、促进了根系的生长并扩大了根系的分布范围,处理N1、N2和N3与处理CK相比,分别提高氮素表观利用率1.21%~46.57%、氮素农学利用率18.85%~61.73%、氮素生理利用率8.90%~17.71%和偏生产力12.99%~23.61%。研究结果表明,控释肥一次性侧深施促进了根系生长,增加水稻有效穗数,提高了氮素利用效率且大幅较少施肥次数,在减氮18.72%的范围内,可实现水稻的高产、稳产。

虫粪有机肥和外源硒对水稻生长及富硒的影响

为了揭示黑水虻虫粪肥和亚硒酸钠对水稻的作用效果和机制,以津源89为试验材料,通过盆栽试验,基施不同浓度的黑水虻虫粪(0%、3%、6%),叶面喷施不同浓度的亚硒酸钠(5、10 mg/L),研究虫粪肥和硒对水稻生长、生理及品质的影响,为虫粪肥的开发利用及水稻富硒提供理论依据。结果表明:在等硒水平下,施用虫粪肥提高了水稻株高和产量,提高了水稻生理活性、籽粒蛋白质含量、直链淀粉含量及硒含量,与CK相比,施用3%虫粪肥株高增加了19.48%~42.50%,产量增加了82.50%~609.09%,叶绿素含量增加了37.45%~54.93%,净光合速率增加了35.29%~61.22%,SOD活性增加了8.56%~22.10%,POD活性增加了20.23%~53.48%,籽粒蛋白质含量增加了39.16%~88.63%,直链淀粉含量增加了17.85%~36.97%,硒含量增加了181.33%~268.99%,且3%虫粪施用效果好于6%处理。施虫粪肥条件相同时,与施用5 mg/L硒相比,10 mg/L硒处理使水稻叶片的净光合速率提高了7.42%~13.72%,叶片SOD及POD活性分别提高了4.48%~8.69%和8.1%~18.11%,籽粒硒含量增加了16.17%~90.18%。在CK和3%施肥处理中,不同浓度硒喷施对水稻产量没有显著影响,在6%施肥处理中,10 mg/L硒处理较5 mg/L处理提高75.97%的水稻产量。虫粪肥和外源硒的配施显著提高了水稻产量、叶片酶活性、籽粒蛋白质和硒含量。综上所述,本试验条件下,3%虫粪肥+10 mg/L外源硒为最佳处理组合。

不同稻、鸭、鱼共生模式对土壤质量及水稻生长发育的影响

稻-鸭-鱼共生模式是我国独特的稻田生态种养模式。为探究不同稻、鸭、鱼共生模式对土壤质量、水稻生物量积累、水稻群体生长特性及产量的影响,设计稻田-绿头鸭(R-WD)、稻田-番鸭(R-MD)、稻田-丁■鱼-番鸭(R-MDT)、稻田-丁■鱼(R-T)模式与水稻单作(CK)的田间对比试验。结果表明,与CK处理相比,R-WD、R-MD、R-MDT处理在整个生育期土壤pH值均降低,R-WD、R-MD处理的水稻有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷含量均有所提高。与CK处理相比,R-WD、R-MD、R-MDT、R-T处理在孕穗期至成熟期水稻的叶面积指数提高了14.68%~39.79%、5.11%~26.23%、7.75%~64.60%、8.84%~31.29%;在成熟期的SPAD值分别提高28.55%、11.88%、22.94%、17.79%;从分蘖期到成熟期的光合势提高了1.53%~22.67%、9.36%~27.57%、11.84%~40.61%、11.79%~50.24%;收获指数提高了8.53%、23.30%、11.05%、15.49%;水稻产量提高了5.24%、8.74%、12.61%、11.99%。综上所述,稻田-绿头鸭、稻田-番鸭、稻田-丁■鱼-番鸭、稻田-丁■鱼模式均可提高土壤养分含量,延缓水稻叶片衰老,促进水稻生物量的积累,提高水稻群体生长速率、净同化率、光合势,并表现出较高的水稻产量。

脱落酸功能类似物萘酮戊酸对水稻生长发育及产量的影响

植物激素间的互作可以对作物的生长发育起到协同增效的作用。为探讨脱落酸功能类似物萘酮戊酸在水稻中的应用前景,本文研究了0.03%萘酮戊酸水剂(AS)稀释1000倍液浸种处理、水稻秧苗移栽前7 d喷施2%萘酮戊酸•吲哚丁酸可湿性粉剂(WP,有效成分质量比为0.2:1.8)稀释液,通过“浸种+直播”“浸种+移栽”“浸种+喷药+移栽”和“喷药+移栽”4种不同的处理模式对水稻生长发育和产量的影响,分别以0.03%S-诱抗素AS和2%S-诱抗素•吲哚丁酸WP(有效成分质量比为0.2:1.8)稀释液作药剂对照,以与清水作空白对照。通过调查分析种子发芽势、发芽率、分蘖数、穗数、结实率、千粒重及产量等指标,评估萘酮戊酸对水稻生长发育和产量的影响,确定最佳的增产处理模式。结果表明:用0.03%萘酮戊酸AS 1000倍液浸种,可使水稻种子发芽率提高3.3%,比0.03%S-诱抗素AS处理提高1%。在水稻增产方面,各处理模式对增产效果影响明显。单从提高产量而言,以“喷药+移栽”处理模式增产效果最好,移栽前7 d喷施2%萘酮戊酸•吲哚丁酸WP 1000倍液,可实现水稻增产21.7%;而在同时提高水稻品质和产量方面,“浸种+移栽”处理模式效果最好,以0.03%萘酮戊酸AS稀释1000倍液浸种后育苗移栽为宜,既保证了水稻的质量,还可使产量提高9.7%。本研究明确了萘酮戊酸用于提高水稻品质和产量的最佳处理模式,为萘酮戊酸在水稻生产上的推广应用提供了依据。

不同海拔对稻蛙共作水稻生长性状及光合作用的影响

为了探讨稻田引入黑斑蛙后,分析不同海拔高度下稻蛙共作对水稻生长性状及光合作用的影响,分别于水稻的返青期、分蘖期,抽穗期,成熟期测定水稻的株高、分蘖数、叶绿素含量和净光合速率的变化情况。结果表明,不同海拔高度的不同密度处理组株高均显著高于水稻单作,其中,抽穗期,白元村的水稻株高、分蘖数、叶绿素相对含量以及净光合作用速率均明显高于坪峨村和七百渡村。综上所述,在本试验的条件下,稻蛙共作技术是增产增效的生态种养模式,在研究的三个海拔高度重,海拔高度为600m左右比较适宜,本试验的相关结果为稻蛙(黑斑蛙)生态种养模式的推广应用提供科学的实践指导。

三种土壤钝化剂对水稻生长及镉铅吸收的影响

采用人工控制性盆栽实验,以石灰、骨粉、有机硅功能肥3种土壤钝化剂为实验材料,研究3种土壤钝化剂对水稻生长特性及Cd、Pb含量的影响,为农作物食品安全提供一定技术支持。结果表明:镉铅胁迫下有机硅功能肥对水稻增产效果明显,能促进水稻生长发育,且水稻植株和大米中镉铅含量降低效果最佳,有机硅功能肥对提升水稻体内SOD、POD活性、可溶性糖含量效果显著。结论有机硅功能肥适合在Cd、Pb污染的农田开展钝化修复,且有利于降低水稻的重金属风险。

水稻生长及其体内C、N、P组成对开放式空气CO_2浓度增高和N、P施肥的响应

采用FACE(FreeAirCarbon dioxideEnrichment)技术 ,研究了不同N、P施肥水平下 ,水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期根、茎、叶、穗生长 ,C/N比 ,N、P含量及N、P吸收对大气CO2 浓度升高的响应 .结果表明 ,高CO2 促进水稻茎、穗和根的生长 .增加分蘖期叶干重 ,对拔节期、抽穗期和成熟期叶干重没有显著增加 .降低茎、叶N含量 ;增加抽穗期穗N含量 ,降低成熟期穗N含量 ;对分蘖期根N含量影响不显著 ,而降低拔节期、抽穗期和成熟期根N含量 .增加拔节期、抽穗期和成熟期叶P含量 ,对茎、穗、根P含量影响不显著 .水稻各组织C含量变化不显著 .C/N比增加 .显著增加水稻地上部分P吸收 ;增加N吸收 ,但没有统计显著性 .N、P施用对水稻各组织生物量没有显著影响 .高N(HN)比低N(LN)增加组织中N含量 ,而不同P肥水平间未表现出明显差异 .高N条件下高CO2 增加水稻成熟期地下部分 /地上部分比 .文中还讨论了高CO2 对N、P含量及地下部分 /地上部分比的影响机制 .

不同时期水分处理对水稻生长及产量的影响

为了研究水分胁迫处理对水稻生长及产量的影响,采用盆栽试验方法,在水稻分蘖期、孕穗期、开花期和灌浆期进行水分胁迫处理,设3个处理水平,处理H 1土壤水势为0（土壤饱和含水量90%-100%）,处理H2土壤水势-30 kPa,处理H3土壤水势-50 kPa,保水层作对照（CK）。结果表明,分蘖期水分胁迫影响水稻分蘖数、LA I和株高,导致单位面积有效穗数不足而严重影响产量,处理平均产量比对照低29.5%;孕穗期水分胁迫影响水稻库容的建立,穗小、穗粒数少、千粒重低而严重影响产量,处理平均有效穗数比对照少26.7%,处理平均产量比对照低63.8%;开花期千粒重处理H 1比CK高12.9%,差异极显著（P〈0.01）,产量处理H1高于CK,处理H2和处理H3产量均低于CK,差异极显著（P〈0.01）;灌浆期处理H1千粒重比CK高11.2%,差异极显著（P〈0.01）,产量处理H1比CK高12.76%,差异显著（P〈0.05）。