MANAGE-N优化施氮方案的增产效果及原因分析

合理施用氮肥是夺取水稻高产的基本条件之一。在氮肥施用中,目前普通存在着施用量过多或过少,施用时间不合理,氮肥利用率低等问题,不仅影响了水稻产量的提高和米质的改善,而且还污染了环境,降低了氮肥的使用效益。自80年代开始,模拟优化技术引入作物（水稻）生产系统后,已研制出了许多水稻高产栽培技术模式,如“双季杂交稻高产栽培模式”、“双季稻—冬作高产栽培模式”等。这些模式对水稻的施氮量和施氮方法虽有所改进,并取得了明显的增产增收效果,但均为经验模式,未突破传统的施肥概念。近年来,以国际水稻研究所引进的施氮技术模拟优化软件MANAGE-N,充分考虑了不同品种（作物参数）、不同气候条件（光、温、降水等气候因子）、不同土壤条件（土壤参数）等影响水稻生产发育的各种因素,因而具有更大的适应性     

种植不同作物对农田N2O和CH4排放的影响及其驱动因子

以种植玉米(Zea mays)、大豆(Glycine max)和水稻(Oryza sativa)的农田生态系统为研究对象,于2003年6~10月系统观测了N2O和CH4的排放、土壤温度和湿度以及相关的生物学因子。玉米和水稻分别施化肥氮300 kg.hm-2,大豆未施氮肥。研究结果表明,作物类型对农田N2O和CH4排放具有显著的影响。土壤-玉米系统、土壤-大豆系统和土壤-水稻系统的N2O季节性平均排放通量分别为620.5±57.6、338.0±7.5和238.8±13.6μg.m-2.h-1(N2O)。种植作物促进了农田生态系统的N2O排放,玉米地土壤和裸地土壤的N2O平均排放通量分别为364.2±11.7和163.7±10.5μg.m-2.h-1(N2O)。土壤-玉米系统、土壤-水稻系统、玉米地土壤和裸地土壤N2O排放受土壤温度的影响,与土壤湿度无显著统计相关,但受土壤温度和水分的综合影响。土壤-大豆系统N2O排放随作物绿叶干重的增加而指数增加,与土壤温度和水分条件无统计相关,由大豆作物自身氮代谢所产生的N2O-N季节总量约为6.2 kg.hm-2(N)。土壤-水稻系统CH4平均排放通量为1.7±0.1 mg.m-2.h-1(CH4),烤田抑制了稻田CH4的排放。烤田前影响稻田CH4排放的主要因素是水稻生物量,烤田后的浅水灌溉及湿润灌溉阶段的CH4排放与土壤温度和水稻生物量无关。本研究未观测到旱作农田有吸收CH4的现象。     

稻田甲烷排放及产生、转化、输送机理

通过对中国五大水稻产区稻田甲烷排放的多年观测实验,描述了稻田甲烷排放的时空变化规律及特征并分析研究了其形成机理。稻田甲烷排放的日变化有四种类型,甲烷的传输效率是日变化形成的主要因素。稻田甲烷土壤中排放率的季节变化型式在不同的地区是不同的,这取决于气温变化、水稻品种、施肥及水管理等不同因素。甲烷产生主要发生在稻田土壤耕作还原层（2～20 cm）,氧化主要发生在水土交界面的氧化层和根部氧化膜,并受多种因子的影响。土壤中的甲烷通过三个路径向大气排放,不同时期三个路径在甲烷传输中的相对重要性不同。施用化肥和沼渣肥可以降低土壤中甲烷的产生和排放,而有机肥会增加土壤中甲烷的产生和排放。中国的稻田每年向大气中排放9.67～12.66百万吨甲烷,全球稻田甲烷的总排放量约为35～56 Tg/a。     

土壤水分对氮肥肥效影响的试验

针对当前高产麦田中氮肥用量过大，浇水次数过多，严重影响小麦产量问题进行了试验。分析了不同肥、水条件对产量的影响，建立了数学模式。并根据投入、产出综合评判，得出不同产量水平下的经济最佳氮肥施用量和浇水次数。对提高小麦肥、水利用率有较高的实用价值。     

扬州市丘陵山区干旱特点及其水稻防旱减灾对策

分析了扬州市丘陵山区干旱特点及其对水稻生产的影响,探讨了水稻防旱减灾对策,提出了发展水稻生产、防御干旱应加强水利建设;因地制宜地调整作物结构和品种布局;增加肥料投入,提高土壤蓄水能力;推广节水灌溉技术等措施,以达到扬州市丘陵山区水稻高产,稳产,多收。     

冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响

全球气候变化引起的中高纬度地区积雪覆盖和降雪格局变化,造成该区域土壤冻融交替强度和频次变化,是土壤氮循环的重要影响因素。冻融温差和冻融循环次数影响微生物数量和群落的变化,进而影响土壤氮素生物地球化学循环。以大伙房水库实验林场小流域的河岸缓冲带生态系统为研究对象,通过分析冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响,阐明冻融交替对土壤无机氮含量变化的影响机制,为评估小流域氮素流失风险提供依据。结果表明：随着冻融循环次数的增加,土壤无机氮含量呈增加趋势;不同温差的冻融循环处理对土壤无机氮影响不同,冻融条件为-5/+5℃和-20/+5℃时土壤无机氮含量在冻融循环10次之后分别为34.9±0.9 mg/kg和37.2±0.8 mg/kg,是处理前的1.21和1.41倍;冻融温差和冻融循环次数对土壤NH₄⁺–N含量有极显著影响(P<0.01),土壤冻融10次后土壤NH₄⁺–N含量是对照处理的4-10倍;冻融循环次数对土壤NO₃^－–N含量有显著影响(P<0.05),冻融温差对NO₃^－–N含量无显著影响(P>0.05);土壤微生物量氮含量对冻融循环的响应显著(P<0.01)。可见,冻融交替显著增加了土壤无机氮含量,由于早春季节植被对无机氮吸收较少,可能增大土壤氮素随冰雪融化的淋溶流失风险。     

播期对不同类型水稻生长及产量构成因素的影响

通过分期播种,研究了不同播期对水稻生长和产量的影响.通过测定不同播期水稻抽穗期和成熟期的叶绿素、可溶性糖和氮的质量分数,分析不同播期对水稻生长的影响.结果表明Ⅰ期为两优培九和6两优9386最适宜播期,Ⅱ期为Ⅱ优084最适宜播期.播期对水稻单株穗数、每穗粒数、结实率、千粒重均有影响,尤其是对两优培九的结实率、6两优9386的每穗粒数有显著影响.研究结果可为合理利用南方气候资源、合理安排播栽播期、提高水稻产量提供理论依据和技术指导.     

不同降水年型冬小麦氮肥增产效益的研究

为发挥施肥的经济效益,对不同降水年型下旱作冬小麦氮肥增产效益进行了试验研究。试验采用小区和盆栽相结合的方法。结果表明,不同降水年型下施用氮肥的增产效益明显不同。     

根据红光和近红外光谱区的反射率估算马铃薯的光截获量和生物量

1986年马铃薯(Solanum tuberosum L.)的近红外(NIR)和红光(R)波长的辐射率测定值与地表覆盖、光截获量和破坏生长的测定值有关。NIR/R之比和作物地表覆盖之间的关系取决于作物氮(N)的状况,因为施肥可以提高叶片中的叶绿素含量。假定光截获量和地表覆盖之间的关系为1:1,光截获累加值的计算说明与∑NIR/R为曲线关系,施用氮肥则提高曲线的斜率。∑NIR/R值与作物的总干重有关,对施氮肥或不施氮肥的作物分别给出一个二次方程。为了检验这些关系式,回溯预测了1985年几种不同施氮水平的作物生物量。在冠层扩展期间,辐射测量资料过高估计了作物的生长。在冠层封垅后,当使用施氮肥作物的二次方程时,作物干重的测定值和估算值之间的平均差异是非常不显著的(P>0.1),接近于零。本文还讨论了作物生长模拟中使用辐射资料的意义。     

施用生物炭对土壤物理性质影响的研究进展

生物炭比重、表面结构及孔隙状况等特征对土壤物理性质具有重要的影响,本文综述了国内外施用生物炭对土壤结构、水力特征和热性质影响等方面的研究进展,较全面地总结了生物炭对土壤物理性质的影响。总体而言,施用生物炭可显著降低表层土壤容重,改善土壤孔隙结构,但对土壤团聚性和水力特性的影响具有一定的不确定性。生物炭可调节土壤温度的变化幅度,降低土壤热导率和地表反射率,基于目前关于生物炭对土壤热性质影响的研究较少,其影响机制尚不清楚。本文从生物炭种类、热解条件及土壤类型等方面深入分析了生物炭对土壤物理性质的影响机制,并提出了今后生物炭研究的重点。     

土壤铅污染对水稻生长影响的研究

研究土壤不同浓度铅污染对水稻（两优培九）生长的影响，以及水稻对土壤铅的吸收状况。结果表明：土壤铅对受试水稻的生长有影响，随着土壤铅浓度的增加，其株高、叶面积、千物重、单茎总粒数、结实率随之下降，单产降低；植株体内的铅含量随着土壤铅浓度的升高而增加，植株体内铅含量的增加幅度随土壤铅浓度的增加而变慢。铅在植株体内的分配规律为：根〉〉茎〉叶〉糙米。     

土壤微生物生物量研究进展

综述了近年来国内外土壤微生物量包括微生物碳、微生物氮、微生物磷和微生物硫及其与碳、氮、磷和硫循环方面的研究进展,着重论述了土壤微生物量C,N,P,S在土壤养分转化循环中的重要性,并就种植、轮作、施肥等农业措施和土壤微生物量与环境的关系包括重金属和农药污染对土壤微生物量的影响进行了探讨。同时,就今后土壤微生物量的研究重点提出了展望。     

土壤水分对化肥肥效影响的研究

在土壤—植物—大气系统中,肥料和水分是十分重要的因子。在不同的水分和肥料的组合下,作物的生长、发育和产量大不相同。随着化肥工业的发展,农田化肥用量不断增加,粮食产量增加很快,但还是落后化肥用量增长速度。据有关资料,1965—1982年,化肥用量平均年增12.8％,同期粮食总产量平均年增3.6％。盲目施肥是造成这种增长不同步的原因之一。过量的氮肥造成作物倒伏或贪青晚熟,降低产量,浪费严重,并且造成了环境污     

高、低温对杂交稻结实率危害规律的探讨

推广杂交水稻是我国农业科学的一项重大成就,是当前提高水稻产量的有效途径之一。但现在推广的杂交组合空壳率较高(一般达25—30％,有的甚至高达50—60％),其原因大体有四:一是高、低温影响;二是恢复度影响;三是氮肥过度;四是混杂及病虫害等原因造成。特别是抽穗扬花期遇上高温低湿或低温     

吐鲁番市地膜春小麦气候适应性及其高效载培技术的研究

根据田间试验资料,讨论了不同地膜覆盖对麦田土壤温度、土壤有效水分含量以及小麦生长发育产量形成的综合影响。结果表明：地膜覆盖具有显著的增温效应,可使春小麦生育期提前,产量提高,并可提高土壤有效水分的利用率。吐鲁番市地膜春麦最佳土著部方案应采用“膜下条播、３月初播种、５２５万株／ｈｍ＾２基本苗”。     

吐鲁番市地膜春小麦气候适应性及其高效栽培技术的研究

根据田间试验资料 ,讨论了不同地膜覆盖方式对麦田土壤温度、土壤有效水分含量以及小麦生长发育产量形成的综合影响。结果表明 :地膜覆盖具有显著的增温效应 ,可使春小麦生育期提前 ,产量提高 ,并可提高土壤有效水分的利用率。吐鲁番市地膜春麦最佳栽培方案应采用“膜下条播、3月初播种、525万株/hm2基本苗”。     

盘锦湿地芦苇群落土壤碱解氮及溶解性有机碳季节动态

基于2005年4～10月盘锦湿地芦苇群落土壤不同土层土壤碱解氮及溶解性有机碳的观测资料,分析了盘锦湿地芦苇群落土壤碱解氮与溶解性有机碳(DOC)的季节动态。结果表明:不同土层碱解氮、溶解性有机碳的季节动态并不相同。0～10 cm土层碱解氮与DOC季节动态相似,6月土壤碱解氮与DOC含量均最高,分别为244.86 mg/kg和13.16 mg/L。8月碱解氮含量最低,为139.18 mg/kg;9月DOC含量最低。10～20 cm土层DOC的季节性动态变化与表土具有相似性,峰值均出现在6月,谷值出现在9月;10～20 cm土层碱解氮最低值出现在6月,与0～10 cm土层不同。20～30 cm土层内,4～7月DOC几乎无变化,8月DOC含量最低,9月增加;4～5月碱解氮波动较大,5月降到102 mg/kg,6月增加到151 mg/kg。研究表明,盘锦湿地芦苇群落土壤微生物活性与凋落物分解对DOC及碱解氮的季节动态有很大的影响,同时温度、降水量及冻融也影响着DOC及碱解氮的季节动态。     

降雨对江汉平原农业面源污染的影响不容忽视

正江汉平原,鱼米之乡,农田阡陌纵横,一眼望去绿油油的农田,其实并不像人们想象的那样"绿色"。实际上,农田对化肥的吸收利用率并不高,有相当一部分随着水体流动而流失,而其中的氮、磷等元素会造成农业面源污染。荆州农试站站长刘凯文表示,在江汉平原这样一个水资源丰沛的地区,农业面源污染已经构成了对水环境的威胁,也成为江汉平原乡村振兴示范区建设的     

气候变化对越南北方水稻生产的影响

利用越南北方各省19个代表站近50a的气候和水稻资料,采用EOF等数理统计方法,分析了气候变化对越南北方水稻生产的影响。同时讨论了水稻趋势产量和气象产量变化的特征,气温、降水等要素与水稻产量之间的关系以及1959年以来气象灾害对越南北方水稻产量形成的影响,并通过积分回归分析探讨了不同因子在不同时段对水稻生产的作用,进而提出在未来气候变暖背景下越南北方应采取的相应对策。     

适宜复杂气候的农业气候区划方法初探——基于气候资源的区划方法在贵州水稻农业气候区划中的应用

基于气候资源的农业气候区划是以GIS精细气候区划为基础、以提高气候资源利用率为目标的农业气候区划方法,很好地解决了贵州复杂气候条件下多水稻品种的区划问题。根据该区划提供的生育期长度和积温指标,通过遘选相匹配的水稻品种进行种植,可以充分发挥各品种的优势,提高气候资源的利用率,免受气象灾害的影响,实现品种结构的优化和调整。