缓控释肥组配对机插常规粳稻群体物质生产和产量的影响

【目的】研究不同缓控释肥及施肥方式对机插常规粳稻群体光合物质生产和产量的影响。【方法】2013—2014年在江苏省丹阳市延陵镇南京农业大学水稻试验基地进行,以当地常规粳稻武运粳24号进行机插种植,试验设置3种缓控释肥(掺混肥、4个月树脂尿素、硫包衣尿素)以及一次性施肥和一基一蘖两种施肥方式,共7个处理,分别为掺混肥的一次性基肥施用(B-BSRB)、4个月树脂尿素的一次性基肥施用(B-PCU)、硫包衣尿素的一次性基肥施用(B-SCU)、掺混肥的一基一蘖施用(BT-BSRB)、4个月树脂尿素的一基一蘖施用(BT-PCU)、硫包衣尿素的一基一蘖施用(BT-SCU)和当地高产施肥方式(CK)为对照,各处理的施氮量一致,磷钾肥用量均相同。【结果】水稻产量表现为掺混肥>4个月树脂尿素>硫包衣尿素,2年结果一致;一基一蘖施肥方式>一次性施肥,掺混肥一基一蘖处理产量最高,2年产量分别为11.6 t·hm^(-2)和10.1 t·hm^(-2),较常规高产施肥(CK)处理2年产量分别提高9.4%、12.2%。群体干物质重、叶面积指数、光合势均表现为掺混肥>硫包衣尿素>4个月树脂尿素;群体干物质重、叶面积指数和光合势均表现为一基一蘖施肥方式>一次性施肥,2年结果一致。干物质积累量、群体生长率在拔节期表现为掺混肥>硫包衣尿素>4个月树脂尿素,但是在成熟期表现为掺混肥>4个月树脂尿素>硫包衣尿素,一基一蘖施肥方式>一次性施肥。【结论】掺混肥在提高水稻群体干物质、叶面积指数、光合势及产量上优于4个月树脂包衣尿素和硫包衣尿素,一基一蘖施肥方式优于一次性施肥处理。与当地常规高产施肥相比,组配的掺混肥配合分蘖期速效氮肥的施用可以显著提高水稻群体的光合物质生产和产量。

超级杂交籼稻抗倒能力比较及其对氮素的响应

【目的】比较不同抗倒性超级杂交籼稻抗倒伏性差异及其原因,并分析氮素影响超级杂交籼稻抗倒性的生理机制,以期为水稻高产抗倒伏品种选育与栽培管理提供依据。【方法】以超级杂交籼稻Y两优2号(抗倒伏品种)和Ⅱ优084(易倒伏品种)为材料进行大田试验。2012年设置0、150和300 kg·hm-2 3个氮肥水平,2013年设置135、270和405 kg·hm-2 3个氮水平,比较不同处理倒伏发生率,并从力学、形态学和生理学指标等方面分析倒伏差异的原因。【结果】Y两优2号产量达11.7 t·hm-2,较Ⅱ优084高9.45%。这主要归因于Y两优2号较高的穗粒数及颖花量,二者分别较Ⅱ优084高28.0%和31.8%。与Ⅱ优084比较,Y两优2号成熟期田间倒伏率明显减少,倒伏指数下降19.0%,差异达显著水平,原因是Y两优2号基部节间显著缩短,茎壁明显增厚,叶鞘单位长度干重显著提高,从而弥补了茎秆粗度方面的劣势;其基部节间单位长度茎干重虽略有降低,但结构性碳水化合物含量较高,导致茎秆弯曲应力和折断弯矩显著增加,抗倒伏性提高。随施氮量增加,超级杂交籼稻基部节间茎秆折断弯矩显著降低,导致倒伏指数显著上升。大幅增加氮肥水平显著降低了抽穗期单茎鞘干重和灌浆后期基部节间单位长度叶鞘干重,从而使得茎秆质量变劣,且叶鞘对茎秆的保护和支持能力降低;此外,基部节间茎、鞘中木质素含量明显降低,茎秆弯曲应力和折断弯矩随之下降,倒伏风险增加。Ⅱ优084在较低的施氮水平下,折断弯矩大幅降低,甚至低于Y两优2号高氮水平,导致倒伏指数明显上升,尽管增加氮素用量未能显著增加其倒伏率,却较大幅度地降低了产量。【结论】缩短基部节间长度,增加茎壁厚度以弥补茎秆粗度不足的劣势,增加叶鞘充实程度,提高对茎秆的保护和支撑作用,是增强超级杂交籼稻茎秆机械强度和抗倒伏性的主要途径。氮素主要通过降低基部节间叶鞘充实程度及茎秆中结构性碳水化合物含量,特别是木质素的含量,从而降低茎秆强度,增加倒伏风险。

水稻机插缓混一次施肥技术的研发与示范

针对机插水稻凸显的氮肥施用量大、施肥次数多、稻田氮肥损失严重等问题,根据高产水稻氮肥阶段吸肥规律和水稻精确定量栽培技术原理,将不同释放速率的缓控释肥进行科学混合组配,使得混配肥料养分释放规律与优质高产水稻二次吸肥高峰同步,创新了一次施肥满足水稻一生优质高产所需的"缓混肥";将缓混肥与水稻机插侧深施肥技术相结合,构建了"水稻机插缓混一次性施肥技术",实现机插水稻"一次施肥、一生供肥"的效果。多年多点示范结果表明,该技术减少机插水稻施氮量20%左右、增产6%以上、节省施肥用工3~4次、稻米食味值增加5%以上,并能有效减少氨挥发和径流氮排放,氮肥利用率达到世界先进水平的55%~60%,是一项经济、环保、高效可行的先进实用技术,适合有机插条件的水稻产区广泛应用。

江淮稻-麦两熟种植制度对气候变暖的适应

气候变暖日益加剧,近100年来全球地表平均气温已经上升近1.0℃。稻–麦两熟是苏、皖江淮地区的主流种植制度,但江淮稻–麦两熟种植制度对气候变暖的适应还不清楚。为此,我们利用34个气象站点和45个物候站点多年历史数据分析了江淮稻–麦两熟区气温升高特征和作物物候变化规律。研究表明,江淮地区增温幅度区域上南高北低,熟季间麦季高稻季低,月份间3月份最高。水稻季,江南地区播种期推迟3.4 d 10a^(–1)、淮南抽穗期提早2 d 10a^(–1)、淮北收获期推迟6.2 d 10a^(–1)。小麦季,江南播种期推迟6.4 d 10a^(–1)、全区域抽穗期和收获期有提早的趋势。稻–麦茬口期淮北缩短4.6 d 10a^(–1)、江南延长6.9 d 10a^(–1)。水稻、小麦各生育阶段平均温度没有显著变化、花后有效积温大多呈增加趋势。水稻季积温生产效率变化不大,小麦季积温生产效率提高了0.008~0.346 kg hm^(–2)℃^(–1)10a^(–1)。气温升高降低了江南和淮南地区小麦产量和淮南地区水稻产量,但增加了淮北地区小麦产量。研究结果表明江淮稻–麦两熟种植制度正逐步适应了气候变暖,通过合理改变播期可以减缓气候变暖对作物产量的负面影响;可为气候变化适应性栽培和耕作技术创新提供参考。

立体种植模式下甜高粱间套大豆的光合性能与产量

构建立体种植模式,配置4行甜高粱套种2行大豆、1行马齿苋,侧重研究甜高粱和大豆的光合性能与产量。结果表明,甜高粱与大豆的净同化率、胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔导度及水分利用效率在立体种植模式与单种模式下均无显著差异,但甜高粱的净同化率、水分利用效率显著高于大豆,胞间CO2浓度显著低于大豆(P<0.05),体现了C4与C3作物的差异。立体种植模式下土壤的CO2释放速率、水分蒸发速率与单独种植的差异均不显著。立体种植模式所得的作物生物质产量虽与单独种植的无显著差异,但大大提高了土地利用率。