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1.
磷氮在水田湿地中的迁移转化及径流流失过程   总被引:57,自引:8,他引:49  
水稻田湿地系统是我国东南部高产农业区的主要土地利用类型,是我国特有的景观结构.在巢湖六叉河小流域进行的野外实验结果表明,这一湿地系统的水塘、水沟和水稻田都能有效地截留来自村庄、森林地和旱地的磷氮非点源污染物.实验同时研究了磷氮物质从水稻田中的径流流失方式和机理,结果发现磷氮物质从水稻田中的径流流失量与水稻田持水量、施肥量、降雨量、水稻生长过程和水稻田排水堰高度等因素有关,并提出了一个模型计算磷氮径流流失量,表明在施肥情况下的磷氮流失量分别高达0.69和11.2kg·hm-2,是最大的潜在非点源污染.  相似文献   

2.
水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子。适宜的水氮耦合模式可通过“以水调氮、以水控氧”调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物“源-库”分配平衡,提高水稻群体质量和产量形成。同时,稻田水氮氧环境因子驱动的微生物调控机制在水稻-土壤系统氮高效利用方面也发挥重要作用。本文重点阐述了水氮耦合下水分、氮形态和溶氧量对水稻生长发育、光合作用、碳氮代谢、稻田氮转化过程及其微生物调控机制等方面的研究进展,展望并提出了未来亟待加强的研究方向:1)开展水氮耦合下水稻根际溶氧量时空动态分布特征及氧环境调控关键因子研究;2)明确不同基因型水稻根源信号增氧响应特征及其对水稻生长发育的影响调控机制;3)阐明根际氧环境驱动的关键微生物过程对稻田氮转化和氮素利用的影响。  相似文献   

3.
氮高效水稻种质资源筛选及相关特性分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
在不施氮和施氮量180 kg/hm22个水平下,对45份水稻种质的氮吸收与利用等相关性状进行分析,并根据参试品种在2个施氮水平下的产量差异将其分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型等4种类型,重点研究不同氮效率水稻产量、吸氮量以及氮素利用率等性状的相关性及差异分析。结果表明,单株子粒重、单株秸秆重、植株吸氮量和氮生理利用率变幅分别为4.50~29.65 g、6.35~18.70 g、4.80~21.28 g/m2和19.88~62.05 g/g。无论是在低氮还是高氮水平下,水稻产量与有效穗数、穗粒数、结实率、生物量、子粒吸氮量、吸氮量和氮生理利用率均呈显著或极显著正相关,与子粒和秸秆氮浓度呈显著负相关。4种氮效率类型品种间的产量与生物量、吸氮量和氮生理利用率差异均达到极显著水平,双高效型和高氮高效型水稻受氮肥的影响最大,低氮高效型水稻受氮肥的影响最小。研究认为,青马早和陆财早不论是在低氮还是高氮水平下均表现出氮高效利用特性,为典型氮高效型;广陆矮4号在低氮水平下表现出氮高效利用特性,适于低氮条件种植,为典型耐低氮型;早89-01和早籼152在高氮水平下表现出氮高效利用特性,适于高氮条件种植。  相似文献   

4.
水稻氮行为模拟模型和数学优化程序结合在氮肥运筹中的应用郑志明严力蛟王兆骞(浙江农业大学农业生态研究所杭州310029)徐照本楼余产(金华县农技推广中心金华321000)*浙江省自然科学基金和“作物生产模拟与系统分析(SARP)”国际项目资助课题。收稿...  相似文献   

5.
应用近红外光谱预测水稻叶片氮含量   总被引:4,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
以水稻(Oryza sativa)新鲜叶片和干叶粉末两种状态的样品为研究对象,基于近红外光谱(NIRS)技术,应用偏最小二乘法(PLS)、主成分回归(PCR)和逐步多元回归(SMLR),建立并评价了水稻叶片氮含量(NC)近红外光谱模型。结果表明,基于PLS建立的模型表现最好,鲜叶氮含量近红外光谱校正模型校正决定系数RC2为0.940,校正标准误差RMSEC为0.226;干叶粉末氮含量的近红外光谱校正模型RC2为0.977,RMSEC为0.136。模型的内部交叉验证分析表明,预测鲜叶氮含量内部验证决定系数RCV2为0.866,内部验证标准误差RMSECV为0.243;预测干叶粉末氮含量RCV2为0.900,RMSECV为0.202。模型的外部验证分析表明,预测水稻鲜叶氮含量的外部验证决定系数RV2大于0.800,外部验证标准误差RMSEP小于0.500,预测干叶粉末氮含量的RV2为0.944,RMSEP为0.142。说明,近红外光谱分析技术与化学分析方法一致性较好,且基于干叶粉末建立的近红外光谱预测模型的准确性和精确度较新鲜叶片高。  相似文献   

6.
间作是一种优良的生态农业模式,但以水稻为主的水生作物间作研究很少.本试验以水稻和雍菜为研究对象,开展了连续两年(2014—2015年)四季的大田试验,研究水稻和雍菜间作条件下产量、种间关系以及水稻的硅、氮营养状况.试验共设置5个处理,包括水稻单作、雍菜单作、水稻-雍菜2∶2间作、3∶2间作、4∶2间作.结果表明: 水稻和雍菜间作显著增加水稻的产量,其中2∶2间作、3∶2间作和4∶2间作在单位面积上的增产幅度分别为77.5%~120.6%、64.9%~80.9%、37.7%~56.0%,但间作显著降低了雍菜的产量.从土地当量比(LER)来看,水稻和雍菜间作可增加系统的综合产量,3种间作的LER全部大于1,其中3∶2间作模式最佳.从竞争指数来看,在间作系统中,水稻比雍菜有更强的竞争能力,特别是在早季.与水稻单作相比,水稻-雍菜间作显著增加水稻叶片对硅和氮的吸收量以及成熟期水稻叶片的硅含量,但是并没有增加水稻叶片的氮含量,甚至在成熟期略低于单作;而对土壤有效硅、铵态氮和硝态氮含量没有显著影响.在整个试验期间,与水稻单作和间作相比,雍菜单作始终有最高的土壤有效硅、铵态氮和硝态氮含量.本研究表明,水稻和雍菜间作可以促进水稻对硅和氮的吸收,增加水稻的竞争能力.  相似文献   

7.
不同施氮水平下稻田铵态氮和硝态氮淋溶量的动态模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
借助自行设计的直管型和弯管型渗漏计,研究水稻生长期间不同施氮水平下稻田犁底层渗漏水中铵态氮和硝态氮的动态变化,以探寻氮素的渗漏损失规律;利用系统动力学模拟软件Vensim构建氮素转化、循环模型,模拟了氮素在水稻、土壤和水中的迁移转化过程,用2003年杭州余杭区稻田0、75、150、225、300、375 kg N·hm-2氮素水平试验结果来校准模型系数,并用2007年相同氮素水平下试验田大田数据来验证模型.从稻田不同供氮水平分次施肥后渗漏水中氮浓度的模拟结果与实测值的比较可知,直管和弯管型渗漏计的模拟数据与实测值的拟合程度较好,说明模型模拟结果可靠,具有应用价值.  相似文献   

8.
福建省耕地土壤全氮密度和储量动态变化   总被引:3,自引:0,他引:3  
准确估算土壤全氮密度和储量的动态变化能为氮肥优化管理和水体富营养化防控提供重要依据。以位于福建省不同地区的闽侯县、同安区、武平县和永定县1982年11087个样点及2008年1616个样点建立的1∶5万土壤数据库为基础,利用尺度上推的方法分析了1982—2008年福建省耕地全氮密度和储量的动态变化。结果表明,近30年来福建省耕地土壤氮素富集明显,全氮密度和储量分别上升了0.08 kg/m2和1.22 Tg,但不同土壤类型差异较大,紫色土土类、酸性紫色土亚类和猪肝土土属氮素富集最明显,全氮密度均上升了0.18 kg/m2;赤红壤土类、淹育水稻土亚类和赤土土属氮素损失最多,全氮密度均下降了0.10 kg/m2。水稻土土类、渗育水稻土亚类和黄泥田土属全氮储量增加最多,分别达1.24、0.80 Tg和0.71 Tg;赤红壤土类、赤红壤亚类和灰砂泥田土属下降最多,分别达0.13、0.13 Tg和0.08 Tg。因此,在今后的福建省耕地管理中根据不同土壤类型氮素富集程度合理指导施肥,以节约资源和减少氮素流失是十分必要的。  相似文献   

9.
水分管理调控水稻氮素利用研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
水、氮是调控水稻生长发育的两个重要环境因子。通过"以水调氧"增加根际溶氧量(如干湿交替、好氧栽培等)能够提升土壤硝化势和氧化还原电位,刺激土壤氮的矿化作用,使水稻处于NH+4与NO-3混合营养中,并能通过诱导水稻的生理特性及改善根系的吸收功能增强其抗旱性能,提高水稻产量及氮素利用率。光合作用是形成干物质的主要途径,土壤氮水平、氮形态与水稻光合速率紧密相关,提高叶片光合速率将有助于提高水稻的氮素利用率和产量。从稻田水分管理对土壤氮素形态特征、水稻氮吸收利用、光合速率及氮环境效应的影响等方面综述了国内外相关研究进展,并指出进一步的研究方向。  相似文献   

10.
汤英  刘满强  王峰  陈法军  邵波  苏昱  葛成  黄菁华  李辉信  胡锋 《生态学报》2010,30(11):2890-2898
地上部植食者对地下部土壤生态系统的影响引起了陆地生态学者的浓厚兴趣。报道了盆栽条件下褐飞虱取食不同品种水稻后对水稻苗期生长和土壤活性碳氮的影响。土壤活性碳氮水平的评价采用了土壤微生物生物量碳和氮、可溶性碳和氮及无机氮等指标,它们是反映土壤生态过程的重要变量。结果表明,褐飞虱侵害降低了苗期水稻茎叶、根系的生物量及根冠比,并与水稻品种的抗褐飞虱能力存在交互作用。褐飞虱也显著影响土壤活性碳氮水平(P0.05),并强烈依赖于水稻品种特性。一般的,褐飞虱导致感虫品种广四的土壤微生物生物量碳、可溶性碳下降,而对抗虫品种IR36的影响则相反。在褐飞虱的危害下,抗虫品种水稻对土壤微生物生物量氮、可溶性氮及硝态氮的促进程度较大。中感品种汕优63与汕优559在褐飞虱作用下对水稻茎叶、根系生物量及土壤活性碳氮的影响也不相同。汕优63的影响趋势与感虫品种广四一致,而汕优559的影响与抗虫品种IR36更接近。总之,土壤活性碳氮组分对褐飞虱危害的响应程度和趋势因水稻品种不同而不同,特别是抗虫品种在褐飞虱侵害时有利于土壤活性碳氮水平的维持,提高土壤生物活性,从而可能进一步促进土壤生态功能的发挥。  相似文献   

11.
施氮对水稻植株和颖果发育及稻米品质的影响   总被引:9,自引:0,他引:9  
以'扬稻6号'和'粳稻941'为材料,在施氮总量相同条件下分别设置低分蘖肥高孕穗肥和高分蘖肥低孕穗肥2个施氮处理,通过盆栽试验研究施氮量和施氮时期对水稻植株生长、颖果发育和稻米品质的影响.结果表明:水稻植株鲜重、干重、分蘖数和株高随分蘖期氮肥用量增加而增加;增加孕穗期氮肥用量比例能显著提高抽穗期水稻剑叶和颖果光合速率、颖壳叶绿素含量、呼吸速率、颖果CAT及SOD活性;增加孕穗期氮肥用量还能提高水稻籽粒出糙率、精米率、整精米率,降低稻米垩白率,改善稻米的碾米品质和营养品质.因此,增加分蘖期施氮比例能促进水稻植株生长,而提高孕穗期施氮量则有利于水稻颖果发育和稻米品质改善.  相似文献   

12.
施氮水平对两种水稻产量影响的动态模拟及施肥优化分析   总被引:21,自引:2,他引:19  
杨京平  姜宁  陈杰 《应用生态学报》2003,14(10):1654-1660
借助水稻生长模型ORYZA-0和氮肥管理模块,通过田间和水槽的水稻氮肥试验,对水稻模型和N素动态模块进行了验证。结果表明,模型模拟的不同N素水平水稻生物量、产量同实际测定值明显呈正相关。其中,氮肥用量160kg·hm-2为最佳经济施氮量,通过获得的水稻参数和氮肥应用曲线模拟的氮肥运筹结果表明:1)在低N(N<100kg·hm-2)水平下,氮肥应在移栽后35d内全部施入;2)当施氮量为100~200kg·hm-2时,N应在移栽后45d内全部施入;3)当施氮量N>200kg·hm-2时,氮肥应在移栽后60d内全部施入;4)随着施氮量的增加,后期施肥比重可略为增加。总体来看,模型不仅能较准确地模拟水稻生长动态,而且可以模拟水稻N吸收和积累的行为动态,从大田晚稻的氮肥运筹模拟结果可看出,氮肥应用次数越多,越接近施氮应用积累曲线的连续施氮产量模拟值(6199kg·hm-2),但是在实际生产中这会增加农民的用工量和生产成本,难以让农民接受。因而在生产实际中既能让生产者接受,又不致较多地影响产量和收入,在160kg·hm-2(纯N)施用量下的最佳施肥方案为N素化肥分4次按0.2:0.3:0.3:0.2的比例,分别于移栽后5、20、30和40d施入,可获得5916kg·hm-2的产量。  相似文献   

13.
不同穗型粳稻品种产量和品质性状的比较分析   总被引:8,自引:1,他引:7  
利用不同穗型粳稻品种,在不同氮肥水平下对产量性状和品质性状进行了比较.试验结果表明,随着施氮水平的提高,直立穗型品种产量增加幅度大于半直立和弯曲穗型品种,但产量构成因素的变化趋势,在各种穗型品种间变化基本一致.随着施氮量的增加,3种穗型品种的糙米率、精米率和整精米率均增加,而垩白率的变化在不同穗型品种间不相一致.直立穗型品种较半直立和弯曲穗型品种,胶稠度相对较硬,蛋白质含量较高,并且对氮素的反应较敏感.  相似文献   

14.
两种温室气体排放方案下我国水稻产量变化模拟   总被引:23,自引:1,他引:22  
利用最新的温室气体和SO2排放方案,即政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式PRECIS和作物模型CERES-Rice相嵌套,在50 km×50 km网格尺度下,模拟了未来2080年我国水稻产量的变化.结果表明,两种温室气体排放方案下,我国水稻的年平均单产水平各地有增有减,增产地区主要集中在长江及长江流域以南地区,其中四川和湖北交界的山区增产幅度最大,减产地区主要集中在华北平原和东北平原;由于CO2的肥效作用,A2温室气体排放方案对我国水稻单产的正面影响大于B2方案,A2排放方案下,我国水稻总产呈现一定程度的上升趋势,B2排放方案下,水稻总产表现为少量下降.  相似文献   

15.
The rational input of materials is one of the key techniques to realize the comprehensive benefits of an agro-ecological engineering mode and is an important element of the hardware of an ecological engineering. The calculation of fertilizer application rate is the common difficulty for farmers in planting organic rice, for which the model of an optimum fertilizer application was applied and the corresponding field verification experiment was also carried out. The results showed that the calculated yields were quite close to the actual ones by the selected model, although the actual yields were all higher. So adding a constant K adjusting N supply to the model was set forth in order to improve the accuracy of forecasting yields. The field experiment showed that if the green manure grew well, no application, the occurrence of diseases and pests (except rice leaf rollers) did not become heavier with more organic N input, and the resistance to white-backed plant hoppers became higher with more organic N input. The test of the rice quality showed that the organic rice quality was quite stable and rarely impacted by different N input levels.  相似文献   

16.
氮硅肥配施对水稻生长、产量及土壤肥力的影响   总被引:32,自引:4,他引:28  
采用田间试验研究了氮硅肥配施对水稻生长、产量、养分吸收及土壤养分含量的影响。结果表明 ,氮、硅肥单施都能促进水稻生长及对养分的吸收 ,氮肥效果好于硅肥。氮硅肥配施下 ,水稻有效穗数、穗实粒数、千粒重、水稻产量以及水稻地上部生物量 ,植株氮、磷、钾、硅养分含量增幅均高于氮肥和硅肥单施。随施硅量增加 ,氮 /硅比率后期有明显下降趋势。氮硅配施提高了土壤速效氮含量和有效硅含量、降低了土壤速效钾含量 ,而对速效磷、pH、有机质及全氮无明显影响。  相似文献   

17.
建立基于光谱仪的江西双季稻氮素监测诊断模型,可指导氮肥精确施用,达到双季稻丰产、提质、增效的目的。本研究开展了不同早、晚稻品种与氮素水平的小区试验,采用GreenSeeker光谱仪和作物生长监测诊断仪(CGMD)于分蘖期和拔节期测定了早、晚稻冠层光谱植被指数和植株氮积累量,建立了双季稻植株氮积累量光谱监测模型,并采用独立的田间试验数据对模型进行检验。利用双季稻丰产栽培经验及建立的氮素光谱诊断模型,对双季稻分蘖肥和穗肥施氮量进行定量推荐。结果表明: 双季稻氮肥施用关键期(分蘖期和拔节期)基于两种光谱仪的光谱植被指数与植株氮积累量均呈显著正相关,分蘖期和拔节期的模型预测效果比生长前期模型好。基于GreenSeeker光谱仪的归一化差值植被指数(NDVI(780,660))的指数方程可较好地预测植株氮积累量,模型决定系数(R2)为0.92~0.94,模型检验的均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RRMSE)和相关系数(r)分别为3.09~5.96 kg·hm-2、5.8%~18.5%和0.92~0.98;基于CGMD光谱仪的差值植被指数(DVI(810,720))的线性方程可较好地预测植株氮积累量,R2为0.90~0.93,模型检验的RMSE、RRMSE和r分别为3.71~6.33 kg·hm-2、11.7%~14.3%和0.93~0.96。基于CGMD光谱仪的模型推荐的施氮量高于基于GreenSeeker光谱仪的模型推荐的施氮量;模型生成的精确施氮方案较传统农户方案减少施氮量5.5 kg·hm-2,氮肥农学利用率提高0.8%,纯收益提高128元·hm-2。用双季稻氮素光谱诊断方法指导施肥能在增产的同时,降低成本,增加纯收益,对科学指导双季稻生产具有重要意义。  相似文献   

18.
Field undisturbed tension-free monolith lysimeters and 15N-labeled urea were used to investigate the fate of fertilizer nitrogen in paddy soil in the Taihu Lake region under a summer rice-winter wheat rotation system. We determined nitrogen recovered by rice and wheat, N remained in soil, and the losses of reactive N (i.e., NH3, N2O, NO3 ?, organic N and NH4 +) to the environment. Quantitative allocation of nitrogen fate varied for the rice and wheat growing seasons. At the conventional application rate of 550 kg N ha?1 y?1 (250 kg N ha?1 for wheat and 300 kg N ha?1 for rice), nitrogen recovery of wheat and rice were 49% and 41%, respectively. The retention of fertilizer N in soil at harvest accounted for 29% in the wheat season and for 22% in the rice season. N losses through NH3 volatilization from flooded rice paddy was 12%, far greater than that in the wheat season (less than 1%), while N leaching and runoff comprised only 0.3% in the rice season and 5% in the wheat season. Direct N2O emission was 0.12% for the rice season and 0.14% for the wheat season. The results also showed that some dissolved organic N (DON) were leached in both crop seasons. For the wheat season, DON contributed 40–72% to the N- leaching, in the rice season leached DON was 64–77% of the total N leaching. With increasing fertilizer application rate, NH3 volatilization in the rice season increased proportionally more than the fertilizer increase, N leaching in the wheat season was proportional to the increase of fertilizer rate, while N2O emission increased less in proportion than fertilizer increase both in the rice season and wheat season.  相似文献   

19.
发生在水稻根际的硝化作用对水稻的氮素(N)营养受到人们越来越大的关注。在田间条件下研究了不同N效率粳稻品种(4007、武运粳7号和Elio)在无肥(0kgN/hm^2)、中肥(180kgN/hm^2)和高肥(300kgN/hm^2)水平下籽粒产量、吸N量、N肥利用率、根际土壤铵态氮(NH4^+-N)和硝态氮(NO3^--N)含量、硝化强度和氨氧化细菌(AOB)数量。结果表明不同水稻品种的籽粒产量在3个N处理中差异极显著,4007在中肥处理中获得最高产量11117kg/hm^2,而Eilo在所有处理中籽粒产量均最低。各品种地上部吸N量随施N量增加而增加,但各品种之间差异不显著。不同水稻品种N肥利用率差异显著,4007显著高于武运粳7号和Elio。本试验根据不同品种水稻在不施N肥水平下的籽粒产量与N肥利用率的大小,将3个品种分为N肥高效敏感型(4007)、N肥高效不敏感型(武运粳7号)和N肥低效不敏感型(Elio)。在水稻中后期干湿交替的水分管理条件下,无肥和中肥区的水稻根际土壤以NO3^--N为主;而在高肥区则以NH4^+-N为主。随着施N量增加,水稻根际土壤铵、硝态N含量也随之增加。NH4^+-N含量在无肥、中肥和高肥水平下分别为0.88、0.94mg/kg和13.5mg/kg,而NO3^--N含量分别为1.61、1.73mg/kg和2.33mg/kg。不同水稻品种根际土壤硝化强度之间差异极显著,在3个施N水平下均表现为4007〉武运粳7号〉Elio。其平均值分别为6.94、5.46μg/(kg·h)和2.42μg/(kg·h)。在3个施N水平下,Elio根际土壤AOB数量均显著低于4007和武运粳7号。4007根际土壤AOB数量在高肥水平下达最大值2.02×106个/g土,而最小值为中肥水平下Elio的根际土壤(1.89×105个/g土)。相关性分析表明,水稻根际土壤硝化强度在无肥、中肥和高肥条件下与产量呈极显著正相关关系(r=0.799,0.877,0.934),而且在中肥条件下与水稻N肥利用率显著相关(r=0.735)。水稻根际土壤AOB数量分别和硝化强度以及水稻籽粒产量呈极显著正相关关系。试验结果表明,水稻根际的硝化作用较大程度上决定着水稻籽粒产量或水稻N肥利用率。  相似文献   

20.
本研究开展了连续3年(2017—2019年)的田间试验,通过设置不施肥(CK)、单施化肥(F)、等氮条件下有机肥配施化肥(FM)(有机肥全部于早稻季施用)3个处理,对双季稻轮作系统作物产量、土壤肥力进行分析,并连续2年(2018—2019年)对单施化肥和有机肥配施化肥处理的CH4和N2O排放进行监测。结果表明: 施肥可以显著提高早、晚稻产量,其中FM处理的增产效果最好,与F处理相比,FM处理早稻和晚稻分别平均增产5.6%和7.2%,且增产效果随着年限的增加表现为增加趋势。FM处理早稻、晚稻和周年轮作CH4排放量较F处理分别增加8.2%、4.8%和6.7%;但N2O排放量分别下降31.4%、5.0%和18.8%。尽管连续2年各处理双季稻轮作系统全球增温潜势差异不显著,但FM处理温室气体排放强度较F处理分别下降6.8%和8.5%。与F处理相比,FM处理土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别增加9.7%、4.1%、30.9%和2.5%。综上所述,在本研究条件下,有机肥集中于早稻季施用替代化肥是增加双季稻产量、提高土壤肥力和降低稻田温室气体排放强度的有效措施。  相似文献   

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