有机肥和生物炭对旱地土壤养分累积利用及小白菜生产的影响

为探明有机肥与生物炭对旱地作物种植及环境效应的影响,利用田间小区长期定位试验,研究了有机无机肥配施及添加生物炭对土壤养分变化、小白菜产量和品质以及肥料利用率的影响。结果表明:与施纯化肥处理相比,有机无机肥配施并添加生物炭的土壤全氮、碱解氮、全钾、速效钾、速效磷、有机质分别提高0.52%、1.46%、0.44%、19.65%、1.58%、30.31%;氮、磷肥利用率分别提高了195.35%、307.3%。小白菜体内可溶性糖和氨基酸含量分别提高15.42%、26.24%;增产74.37%。有机无机肥配施且添加生物炭处理能有效提高土壤养分含量,促进小白菜地上部氮磷养分累积,提高小白菜产量,改善小白菜品质。

低氮密植栽培对机插晚稻产量及氮素吸收利用的影响

研究低氮密植栽培对机插晚稻干物质累积与氮素利用效率的影响,为水稻高产高效栽培提供依据,以杂交稻‘泰优390’与常规稻‘湘晚籼13’为材料,在大田栽培条件下,研究机插密度(36.4穴/m2、28.6穴/m^2)与施氮肥量(0、120、150kg/hm^2)对机插晚稻产量及氮素利用率的影响。结果表明:与常规栽培(28.6穴/m^2,150kg/hm^2)相比,低氮密植(36.4穴/m^2,120kg/hm^2)条件下,晚稻的干物质累积量与氮素累积量显著提升,‘泰优390’与‘湘晚籼13’的收获期干物质累积量分别提高22.8%和15.3%,氮素累积量分别提高10.6%和16.2%;产量构成因素中,穗粒数、结实率、千粒质量在2种栽培条件下无显著差异,但有效穗数、偏生产力及氮肥吸收利用率显著提高。由此可见,水稻低氮密植栽培保持了稳定高产,同时显著提高氮肥利用率,是一种可实现水稻高产高效的栽培模式。

以玉米为主的作物间套作模式效果研究进展

简要归纳了国内外有关以玉米为主的作物间套作对作物养分吸收、光合作用、水分利用及土壤微生物和酶活性、田间杂草与病虫害、水土侵蚀、经济效益的影响研究结果,指出了研究以玉米为主的作物间套作模式对作物经济、环境综合效益的影响,以期获得适应特定区域兼具经济、环境效益双赢的间套作模式,展望了日后该间套作模式的关键研究点应以兼顾经济、环境效益为前提深入进行相关机理机制研究。

配施有机肥条件下油菜化肥氮减施潜力研究

探明湖南省油菜种植区配施有机肥条件下化肥氮减施潜力,为该地区油菜生产中氮肥减施增效提供参考。田间试验在湖南省郴州市进行,供试油菜品种为湘油420,采用裂区设计,研究配施等量(2250 kg/hm^(2))有机肥条件下不同氮肥用量(0、90、135、180、225、270 kg/hm^(2))对油菜生长、产量、理论产油量和经济效益的影响。结果表明,所有氮肥水平下配施有机肥均显著提高油菜产量,且在低氮水平下增产效果更加明显,有机肥的增产效果主要通过增加单株角果数和每角果粒数来实现。在不施与施有机肥条件下,施氮量分别为213和199 kg/hm^(2)时油菜籽产量最高,分别为1754和2514 kg/hm^(2),氮肥减少了6.6%、产量提高了43.3%;施用有机肥条件下达到不施有机肥的最高产量值仅需127 kg/hm^(2)氮肥,减少了44.1%。所有供氮水平下,施用有机肥可显著增加氮素积累量、理论产油量和经济效益,包括有机肥氮的氮肥偏生产力也呈增加趋势,而包括有机肥氮的氮肥农学效率和氮肥表观利用率变化较小;与不施有机肥相比,施有机肥的最高理论产油量施氮量减少了3.0%,最高效益施氮量减少了20.0%,而理论产油量和效益分别增加了41.1%和50.0%。

养分运筹对早稻叶片叶绿素及类胡萝卜素含量的影响

以湘早籼45号为材料,采用田间小区试验,分别在湖南益阳、湘阴设置不施氮肥、农民习惯施肥、高产高效施肥、超高产施肥、超高产高效施肥A、超高产高效施肥B共6个处理,研究养分运筹对早稻叶片叶绿素及类胡萝卜素含量的影响。结果表明:高产高效施肥与农民习惯施肥相比,在节氮20%的条件下,通过增施有机肥及调节后期的施氮比例,益阳、湘阴早稻叶片灌浆期的总叶绿素含量分别提高29.27%、38.20%,类胡萝卜素含量分别提高13.16%、30.12%,分别增产4.20%、4.80%。益阳超高产高效施肥A和B处理的早稻叶片灌浆期总叶绿素含量比农民习惯施肥分别提高53.91%、53.73%,类胡萝卜素含量分别提高35.95%、37.47%,分别增产16.60%、18.75%;湘阴超高产高效施肥A和B处理的早稻叶片灌浆期总叶绿素含量比农民习惯施肥分别提高57.82%、56.80%,类胡萝卜素含量分别提高54.88%、57.03%,分别增产10.10%、6.75%。相关分析表明:不同地力环境条件下,早稻叶片叶绿素及类胡萝卜素含量与产量呈显著或极显著正相关(P<0.05或P<0.01)。养分运筹对早稻叶片叶绿素及类胡萝卜素含量的促进作用显著。

2种施肥条件下油菜农艺性状与产量的分析

为探讨包膜复混肥在油菜上的应用效果,实现高产高效栽培,于2010—2011年以‘湘油1613’油菜品种为材料,在湖南省2个地方设计小区试验,研究2种施肥条件对油菜农艺性状及产量的影响。结果表明:在普通复混肥处理的基础上,包膜复混肥提高油菜产量平均达到10.23%,提高了油菜大部分性状的变异程度,仅有每角果粒数的变异性低于普通复混肥处理,其中地上部干重变异系数达到最大值0.58,千粒重的变异最小。包膜复混肥对根干重的变异性程度的提高达到最大值0.24,对产量变异程度的改变最小,仅有0.02,可以认为包膜复混肥能够改善油菜的生长形态,获得高产的同时可以起到稳产的效果。与普通复混肥相比,包膜复混肥提高了各性状之间以及各性状与产量之间的相关性,因此通过包膜复混肥提高油菜产量,主要加强了对性状株高、分枝数、茎干重、角果皮干重、每株角果数的提高。包膜复混肥处理的前2个主成分累积贡献率达到85.49%,分别代表了油菜的整体生长状况与角果性状的信息,普通复混肥处理的前3个主成分累积贡献率达到89.00%,分别代表了主茎性状与产量的信息,角果性状的信息和主茎与千粒重的信息。不同施肥条件下,各性状的重要程度发生改变,施用包膜复混肥条件下,茎干重、角果皮干重、产量、株高、主茎节数、每株角果数具有较大的重要程度,应进行重点选择,可作为施用包膜复混肥料的条件下评价油菜生长状况与产量的指标。

不同包膜肥用量对油菜碳氮代谢产物和产量的影响

为研究包膜肥在直播早熟油菜上的应用效果,采用田间小区试验,探究不同用量包膜肥对‘湘杂油1613’碳氮代谢和籽粒产量的影响。结果表明,施肥量相同条件下,施用包膜肥油菜碳氮代谢活跃,叶绿素含量(SPAD)升高,可溶性糖和游离氨基酸总量增加,含量差异不明显;单株有效分枝数和角果数明显增加,每角果粒数和千粒重小幅提高。施用包膜肥增产效果明显,包膜肥施肥量为1500 kg/hm^2时产量最高,达到2066.9 kg/hm^2。通过拟合建模,包膜肥用量为1611.0 kg/hm^2时,产量达到最高为2164.9 kg/hm^2;而普通肥的用量为1870.5 kg/hm^2时,最高产量为1904.8 kg/hm^2,包膜肥产量增加13.6%,同时用量减少13.9%。

不同养分配比对油菜生长和产量影响效应的研究

采用田间小区试验,研究了总施肥量一定条件下,不同养分配比对油菜生长发育和产量的影响。结果表明,总施肥量一定的情况下,较高施氮比例的油菜营养生长和生殖生长均比较差,最终产量较低,经济效益较差;较低的施氮比例下油菜的整体生长状况都达到比较好的水平,而且变异程度较低,生长状况稳定,最终获得高产稳产,产量达到3 207.16 kg/hm2,比不施肥处理增产292.51%,比农民习惯施肥处理增产28.79%,产量显著高于其他处理,经济效益也达到最高;N∶P2O5∶K2O=14∶4∶7处理的油菜营养生长最好,产量略低于低氮比例处理,但是变异程度较高,油菜各性状生长不稳定,有较大的提升空间与配比改进的必要。综上所述,供试6种氮磷钾配比处理中,以N∶P2O5∶K2O=12∶6∶7的处理有利于油菜的生长以及获得较高的产量,值得在当地推广。

南方三熟区早熟油菜品种养分需求特性

【目的】研究稻-稻-油三熟制早熟油菜品种的干物质积累及养分吸收特征,分析其与常规熟期油菜品种的差异,为南方三熟区早熟油菜生产中科学借鉴已有的常规熟期油菜施肥技术和理论提供参考。【方法】于2017年冬季至2019年春季,在湖南省衡阳市布置为期两年的田间小区试验,供试品种为早熟品种湘油420和常规熟期品种湘油1035,从播种45~50天后开始,每隔15天左右取样测定两个品种的干物质积累量和氮(N)、磷(P)、钾(K)、硼(B)、镁(Mg)元素的吸收特征,并在收获期测产。【结果】早熟品种的干物质、K和Mg的积累量低于常规熟期品种,两年平均分别低11.2%、6.3%和11.0%,但其收获指数、籽粒产量以及N、P、B素积累量高于常规熟期品种,两年平均分别高4.4%、8.2%、22.2%、10.0%和22.7%。早熟品种干物质和磷素净增量在角果发育期最大,常规熟期品种在开花期最大,在2017—2018和2018—2019年度,角果发育期早熟品种干物质净增量分别为6492和3559 kg/hm^2,分别占总积累量的52.3%和35.8%,开花期常规熟期品种干物质净增量分别为4975和4867 kg/hm^2,分别占总积累量的37.1%和41.8%;角果发育期早熟品种磷素净增量分别为15.0和12.0 kg/hm^2,分别占总磷积累量的47.5%和31.7%,开花期常规熟期品种磷素净增量分别为12.1和16.8 kg/hm^2,分别占总磷积累量的44.1%和46.1%。氮素净增量早熟品种为开花期最大,常规熟期品种为苗期最大,开花期早熟品种氮素净增量分别为62.8和46.2 kg/hm^2,分别占总氮积累量的46.8%和41.9%,苗期常规熟期品种氮素净增量分别为53.0和51.5 kg/hm^2,分别占总氮积累量的48.6%和56.7%。最大钾素净增量早熟品种和常规熟期品种均在开花期,但钾素净增量的次高期早熟品种为角果发育期或蕾薹期,常规熟期品种为苗期,早熟品种最大钾素净增量分别为120.6和172.1 kg/hm^2,分别占总钾积累量的39.9%和66.8%,常规熟期品种最大钾素净增量分别为105.8和145.0 kg/hm^2,分别占总钾积累量的32.8%和52.7%,该期K素净增量占比早熟品种高于常规熟期品种。B和Mg素净增量最高时期2017—2018年度为早熟品种在角果发育期,常规熟期品种在开花期,而2018—2019年度两品种均在开花期,但该年度B素净增量次高时期早熟品种(角果发育期)仍滞后于常规熟期品种(蕾薹期);B素净增量最高时期的占比早熟品种分别为47.5%和58.4%,常规熟期品种分别为64.3%和54.9%,对应的净增量早熟品种分别为237.9和249.7 g/hm^2,常规熟期品种分别为260.1和193.6 g/hm^2;Mg素净增量最高时期的占比早熟品种分别为39.4%和39.5%,常规熟期品种分别为37.7%和37.0%,对应的净增量早熟品种分别为6.2和3.4 kg/hm^2,常规熟期品种分别为6.4和3.8 kg/hm^2。【结论】常规熟期品种干物质和养分积累高峰主要集中在苗期到开花期,而早熟品种在开花期到角果发育期,明显迟于常规熟期品种,其中延迟最明显的是氮素养分吸收。因此,在生产中早熟品种氮磷钾肥和中微量元素肥均应更加注意满足开花期至角果发育期的养分需求。

油菜角果SPS活性变化对其碳氮代谢及油分形成的影响

【目的】探明油菜角果蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)活性变化对其碳氮代谢产物及油分含量的影响,为进一步研究油菜SPS表达调控机理、改良油菜品质和产量的矛盾提供理论依据。【方法】以氮低效和氮高效油菜品种为试验材料,在正常供氮和氮胁迫条件下进行土培试验。角果发育中期涂抹SPS抑制剂,以涂抹蒸馏水为对照,处理后第3 d上午测定角果皮及籽粒的SPS活性、可溶性糖和游离氨基酸含量,成熟期测定籽粒油分含量。【结果】角果涂抹SPS抑制剂后,不同氮水平条件下不同氮效率油菜品种的SPS活性均明显下降,其差异达显著水平(P<0.05)。氮胁迫条件下,氮低效品种的SPS活性受抑制较明显,而在常氮条件下,氮高效品种的SPS活性受抑制较明显;角果发育期的SPS活性表现为正常供氮处理高于氮胁迫处理,氮高效品种高于氮低效品种;可溶性糖含量的变化规律与SPS活性一致;游离氨基酸含量在不同氮水平间和品种间的差异与SPS活性一致,而对SPS抑制剂的反应与SPS活性和可溶性糖含量不同,即在SPS活性受抑制条件下呈升高趋势。籽粒油分产量也与SPS活性的变化趋势相同,在SPS抑制剂处理下明显下降,氮胁迫和常氮水平下氮低效和氮高效品种的籽粒油分含量分别降低5.00%、13.13%、17.57%和21.88%,表现出氮高效品种的籽粒油分产量高于氮低效品种、常氮处理高于氮胁迫处理。【结论】无论氮水平如何,氮低效和氮高效油菜品种油菜角果的SPS活性受抑制时,角果皮和籽粒的碳代谢减弱、氮代谢增强,最终导致油分产量降低。

早熟与常规熟期冬油菜品种养分吸收规律差异研究

探明南方三熟区早熟与常规熟期冬油菜品种在干物质积累及养分吸收方面的规律差异,为稻-稻-油三熟制油菜施肥提供依据。于2017年冬季至2018年春季在湖南衡阳布置田间小区试验,供试品种为早熟品种湘油420和湘油642、常规熟期品种湘油1035和湘杂油710×1035,间隔10~15d取样,监测4个油菜品种的干物质积累动态,氮、磷、钾元素吸收的时空特征及产量。早熟冬油菜品种与常规熟期冬油菜品种的产量及产量收获指数无显著差异,早熟冬油菜品种的干物质、磷在花期-角果期积累比例最大,分别为79.9%~80.0%、69.3%~79.5%,氮、钾积累量在花期的比例最大,分别为46.8%~47.7%、39.9%~52.3%;常规熟期冬油菜品种的干物质、磷、钾在花期积累比例最大,分别为37.1%~38.6%、44.1%~49.3%、32.8%~36.2%,氮在苗期的积累比例最大(48.6%~73.9%)。相较于常规熟期冬油菜品种,早熟冬油菜品种对干物质及养分的吸收高峰推迟,干物质和磷、钾养分累积多集中在花期-角果期。冬油菜的养分积累量随干物质积累量的增大而提高。早熟冬油菜品种生育期185d,较常规熟期冬油菜品种短15d,能缓解稻油轮作时茬口矛盾;收获期早熟冬油菜品种氮、磷积累量明显高于常规熟期冬油菜品种,氮、磷、钾累积特性适用于缓控释肥养分释放速率慢、周期长的释肥特性。早熟冬油菜品种生育期短且养分积累量高,在南方三熟区存在季节优势和养分积累优势,适宜在南方三熟区大面积推广。