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阶段培养法测定稻田氮素矿化量的效果评价

土壤学报 2017年第3期54卷 775-784页

作者：宋挚于彩莲刘智蕾刘洋刘小慧彭显龙东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 哈尔滨理工大学化学与环境工程学院哈尔滨150040 黑龙江粮食产能协同创新中心哈尔滨150030

传统原位培养法测定的氮素矿化量与无氮区水稻吸氮相关性不高。为此对传统培养方法进行改进,以期为准确测定土壤供氮提供方法。传统培养方法是在插秧前取土,按水土比约1:1装入自封袋中于田间原位连续培养,每隔约30 d取样测定土壤无机氮... 详细信息

传统原位培养法测定的氮素矿化量与无氮区水稻吸氮相关性不高。为此对传统培养方法进行改进,以期为准确测定土壤供氮提供方法。传统培养方法是在插秧前取土,按水土比约1:1装入自封袋中于田间原位连续培养,每隔约30 d取样测定土壤无机氮含量。改进培养方法则采取阶段培养的方法,在插秧前取土,同上法装入自封袋,再将自封袋放入装满水的离心管中于田间培养,在下次取土样(约30 d后)的同时取出上次培养的土袋,并测定土壤无机氮含量。2013—2015年的试验结果表明,随着培养时间的延长,传统培养方法测定的矿化氮先增加后降低,与最高值相比,矿化氮下降了6.7%~28.6%;而改进的阶段原位培养法测定矿化氮未出现下降情况,因此传统方法测定的矿化氮较改进方法降低了30.0%~67.7%(p<0.05)。培养时间对矿化氮量影响显著,土样在田间连续培养约40 d就有抑制氮素矿化的风险,因此,每次培养时间不宜过长。改进培养方法测定的矿化氮量与田间无氮区水稻吸氮量之间具有正相关关系,决定系数R^2为0.621(p<0.01)。在测定稻田土壤矿化氮时,应采用阶段培养法,每次培养时间不宜超过40 d。该方法测定矿化氮量可以作为评价土壤供氮能力的指标。

关键词：土壤供氮原位培养法稻田矿化氮吸氮量

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肥水优化管理对寒地水稻抗倒伏性能的影响

核农学报 2012年第2期26卷 352-357页

作者：王丹刘元英彭显龙刘智蕾宋文博东北农业大学资源与环境学院黑龙江哈尔滨150030

采用小区试验方法,在25和30穴/m2的种植密度下,研究肥水管理对寒地水稻抗倒伏能力的影响。结果显示,相同种植密度下,与农民习惯肥水管理相比(FFP-25,FFP-30),肥水优化管理(OPT-25,OPT-30)使水稻产量增加8.5%～9.8%(P<0.05),抽穗后40d,... 详细信息

采用小区试验方法,在25和30穴/m2的种植密度下,研究肥水管理对寒地水稻抗倒伏能力的影响。结果显示,相同种植密度下,与农民习惯肥水管理相比(FFP-25,FFP-30),肥水优化管理(OPT-25,OPT-30)使水稻产量增加8.5%～9.8%(P<0.05),抽穗后40d,茎粗增加了9.4%～17.5%(P<0.05),茎壁厚度增加了12.7%～21.2%(P<0.05);单位节间干重和糖氮比增加,大小维管束截面呈近圆形,明显提高了大小维管束数量、面积和机械组织厚度,茎秆抗折力增加了30.8%～31.9%(P<0.05),倒伏指数降低15.4%～21.1%(P<0.05)。相同肥水管理下,增加种植密度对水稻倒伏和产量没有显著影响,增加密度的同时优化肥水管理(OPT-30),产量比FFP-25增加了15.5%(P<0.01),倒伏指数降低了16.8%(P<0.05)。肥水优化管理改善了水稻基部第二节间的显微结构,促进了节间充实,增加了水稻抗倒伏性能。

关键词：寒地水稻肥水优化密度倒伏显微结构

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肥水优化管理对寒地水稻群体质量的影响

东北农业大学学报 2012年第11期43卷 11-15页

作者：彭显龙刘智蕾刘元英王丹东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

采用田间小区试验方法,在25和30穴.m-2的密度条件下,比较农民习惯肥水管理(FFP)和肥水优化管理(OPT)的群体质量指标。结果表明,FFP-25产量为8.95 ***-2,FFP-30通过增加密度使抽穗期粒重/叶面积提高11.4%(P<0.01),但是分蘖成穗率降低,因... 详细信息

采用田间小区试验方法,在25和30穴.m-2的密度条件下,比较农民习惯肥水管理(FFP)和肥水优化管理(OPT)的群体质量指标。结果表明,FFP-25产量为8.95 ***-2,FFP-30通过增加密度使抽穗期粒重/叶面积提高11.4%(P<0.01),但是分蘖成穗率降低,因此增产不显著;与FFP-25相比,OPT-25通过肥水优化管理使分蘖成穗率提高4.8%,抽穗期粒重/叶面积提高14.8%(P<0.01),产量提高8.5%(P<0.05);OPT-30在优化施肥的基础上增加密度,与FFP-25相比,抽穗期叶面积指数提高10.8%,粒重/叶面积提高15.7%(P<0.01),产量提高15.5%(P<0.01)。试验结果表明,增加密度产量增加不显著,增加密度的同时降低总氮量,增加穗肥中氮素的比例,并采用以水带氮的追肥方式,能够改善水稻群体质量,提高了抽穗期粒叶比,显著提高水稻产量。

关键词：寒地水稻肥水优化群体质量产量

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氮肥优化管理对稻花香抗倒伏能力的影响

东北农业大学学报 2017年第8期48卷 45-50,87页

作者：彭显龙梁辰于彩莲张晓辉刘智蕾东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 黑龙江粮食产能协同创新中心哈尔滨150030 哈尔滨理工大学化工与环境工程学院哈尔滨150040

优质水稻品种稻花香2号易倒伏,通过改善栽培措施提高其抗倒伏能力具有重要意义。设置习惯施肥、氮肥综合管理和控释掺混肥等处理,研究氮肥管理模式对稻花香2号抗倒伏能力影响。结果表明,与习惯施肥相比,氮肥综合管理处理增加茎秆含钾量... 详细信息

优质水稻品种稻花香2号易倒伏,通过改善栽培措施提高其抗倒伏能力具有重要意义。设置习惯施肥、氮肥综合管理和控释掺混肥等处理,研究氮肥管理模式对稻花香2号抗倒伏能力影响。结果表明,与习惯施肥相比,氮肥综合管理处理增加茎秆含钾量,显著提高水稻茎秆抗折力,水稻田间倒伏较少或未倒伏,而习惯施肥处理倒伏比例为4.5%~8.7%(P<0.05);氮肥综合管理和控释掺混肥处理比习惯施肥水稻产量提高7.0%和9.2%(P<0.05);施用控释掺混肥处理水稻基部节间长度、基部第二节间充实度和茎秆抗折力等与氮肥综合管理处理无显著差异,但田间倒伏比例显著高于氮肥综合管理和习惯施肥,原因是施用控释肥掺混肥处理在整地时控释肥漂浮导致肥料分布不匀。氮肥综合管理可提高稻花香抗倒伏能力,提高水稻产量及稳产性。

关键词：水稻倒伏产量氮控释肥

相同气候背景下南北方稻田土壤上水稻生长及氮响应差异研究

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中国农业科学 2021年第19期54卷 4143-4154页

作者：黄秋红刘智蕾李鹏飞车俊杰于彩莲彭显龙东北农业大学资源与环境学院哈尔滨理工大学化学与环境工程学院

【目的】土壤是影响作物产量和氮肥吸收利用的因素之一,深入研究南北方稻田土壤对水稻生长及氮效率的影响,以期为调控区域水稻高产优质提供参考。【方法】2018—2019年,以黑龙江省黑土型水稻土,江苏省乌栅土型水稻土为试验材料,在黑龙... 详细信息

【目的】土壤是影响作物产量和氮肥吸收利用的因素之一,深入研究南北方稻田土壤对水稻生长及氮效率的影响,以期为调控区域水稻高产优质提供参考。【方法】2018—2019年,以黑龙江省黑土型水稻土,江苏省乌栅土型水稻土为试验材料,在黑龙江省哈尔滨市进行水稻盆栽试验。每种土壤设置3个施氮水平,即N0:不施氮肥;N1:0.87 g N/pot(相当于150 kg N·hm-2);N2:1.74 g N/pot(相当于300 kg N·hm-2)。测定水稻分蘖、SPAD值、分蘖成穗率、土壤矿化氮量、水稻产量和氮效率。【结果】黑土型水稻土的早期分蘖对施氮有响应,分蘖数随施氮量增加而增加,而乌栅土型水稻土的分蘖在拔节期后才对施氮有响应。土壤对水稻分蘖的影响存在年际间差异,2018年土壤类型对分蘖数有显著影响,不施氮时乌栅土型水稻土的分蘖数比黑土型水稻土高4.41%—43.04%,而施氮后乌栅土型水稻土比黑土型水稻土的分蘖数低8.25%—12.98%;2019年黑土型水稻土的分蘖数多数高于乌栅土型水稻土4.41%—46.53%。两种水稻土的分蘖成穗率与叶片SPAD值在2018年有显著差异,乌栅土型水稻土的叶片SPAD值比黑土型水稻土高19.28%—21.19%,乌栅土型水稻土的分蘖成穗率比黑土型水稻土高23.89%—40.53%,2019年土壤类型对水稻分蘖成穗率与叶片SPAD值均无显著影响。28 d淹水培养试验表明,两种土壤的无机氮总量基本相同,乌栅土型水稻土的初始矿化速率比黑土型水稻土高,但后期矿化速率比黑土型水稻土低,黑土型水稻土的矿化势更高,有更大的矿化潜力。黑土型水稻土的AEN(氮肥农学效率)比乌栅土型水稻土高,而乌栅土型水稻土的PFPN(氮肥偏生产力)比黑土型水稻土高,乌栅土型水稻土的Y0/Nr(Y0为无肥区产量,Nr为施氮量)更高,供氮与施氮更加协调。2018年黑土型水稻土的REN(氮肥吸收利用率)和PEN(氮肥生理利用率)均显著高于乌栅土型水稻土,2019年土壤类型对REN和PEN无显著影响。【结论】土壤差异不是南北方稻田氮效率差异的决定性因素,氮效率差异是土壤、气候和品种等因素共同作用的结果。相对于黑土型水稻土而言,前期养分供应能力强的乌栅土型水稻土应减施基、蘖肥,适当增施穗肥,以保证后期供氮促进水稻高产。

关键词：土壤类型水稻氮响应氮效率分蘖氮矿化

不同土壤条件下秸秆还田量对土壤还原性物质及水稻生长的影响

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中国水稻科学 2024年第2期38卷 198-210页

作者：彭显龙董强张辰李鹏飞李博琳刘智蕾于彩莲东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 东北农业大学寒地粮食作物种质创新与生理生态教育部重点实验室哈尔滨150030 哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040

[目的]在不同土壤上研究水稻秸秆还田后还原性物质的形成及其与水稻生长的关系。[方法]在砂壤土(S1)和粉壤土(S2)上进行2年盆栽试验,模拟低(RL)中(RM)高(RH)产量下秸秆全量还田,以秸秆不还田(R0)为对照,测定土壤还原性物质总量、Eh、亚... 详细信息

[目的]在不同土壤上研究水稻秸秆还田后还原性物质的形成及其与水稻生长的关系。[方法]在砂壤土(S1)和粉壤土(S2)上进行2年盆栽试验,模拟低(RL)中(RM)高(RH)产量下秸秆全量还田,以秸秆不还田(R0)为对照,测定土壤还原性物质总量、Eh、亚铁离子、锰离子和铵态氮含量,分析水稻分蘖、根系干质量、根系活力和水稻产量等指标。[结果]秸秆还田后生育前期土壤Eh显著降低,还原性物质数量增加,S2的还原性物质高于砂壤土。与对照相比,2021年在移栽后56d之前秸秆还田处理还原性物质总量、铁和锰离子含量分别提高了8.36%~199.64%、1.43%~160.03%和8.43%~57.68%。2022年在移栽后45 d前对应增加了2.95%~163.61%、0.77%~19.74%和3.28%~64.96%。随着秸秆还田量增加,还原性物质总量、铁和锰含量有增加趋势。在移栽后56 d前(2021年)和35 d前(2022年)秸秆还田显著增加了土壤铵态氮含量11.28%~50.67%和10.79%~351.53%。秸秆还田使水稻分蘖期和拔节期的根系干质量降低15.06%~45.80%,秸秆还田显著降低了砂壤土上水稻分蘖期和拔节期的根系活力,在S2土壤上RL和RM增加了拔节期根系活力,RH降低了根系活力。秸秆还田后水稻分蘖数在水稻生育期降低了7.23%~48.44%,干物质积累量降低了3.59%~43.57%。RL和RM处理第二年水稻产量降低不明显,RH处理2年均显著减产。砂壤土中氧化还原电位高于S2,S2还原性物质总量、锰离子含量、铵态氮含量、根系干质量、根系活力、分蘖数、干物质积累量和产量均高于砂壤土。[结论]在本研究条件下,秸秆还田显著增加还原性物质总量,抑制水稻早期生长。黏重土壤上秸秆全量还田引起减产,砂壤土上中低产量下秸秆全量还田不会造成穗数显著降低,因促进大穗形成不会造成显著减产。采取有效措施减少秸秆还田下还原性物质危害是秸秆还田技术优化的重点。

关键词：秸秆还田寒地水稻还原性物质产量

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基于农户施肥和土壤肥力的黑龙江水稻减肥潜力分析

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中国农业科学 2019年第12期52卷 2092-2100页

作者：彭显龙王伟周娜刘海洋李鹏飞刘智蕾于彩莲东北农业大学资源与环境学院哈尔滨理工大学化学与环境工程学院

【目的】黑龙江稻田面积320多万公顷,为全国稻田面积最大的省份,10多年来水稻产量一直徘徊在7 000 kg·hm,也是我国稻田化肥用量(纯N约150 kg·hm)最低的省份。在化肥零增长的背景条件下,黑龙江是否存在节肥潜力有待研究。【方法】调查... 详细信息

【目的】黑龙江稻田面积320多万公顷,为全国稻田面积最大的省份,10多年来水稻产量一直徘徊在7 000 kg·hm,也是我国稻田化肥用量(纯N约150 kg·hm)最低的省份。在化肥零增长的背景条件下,黑龙江是否存在节肥潜力有待研究。【方法】调查水稻主产区农户施肥情况。2005年调查区域为五常、方正、木兰、宁安、庆安、铁力、尚志、阿城;2008年调查区域为密山、虎林、庆安、五常、宁安、方正、萝北、桦川、富锦和尚志;2015年调查区域为五常、方正、宁安、虎林和庆安。每个地点随机选择一个乡,每个乡随机选择2或者3个村,每村调查10户,共638户。2009—2010年,采集了黑龙江水稻主产区8万多个土壤样品,测定0—20 cm土层速效磷、速效钾养分含量。采用理论适宜施氮量法估算黑龙江稻田氮肥用量;依据作物养分需求量和稻田土壤养分状况,采用磷钾衡量监控方法,估算稻田磷、钾肥适宜施用量,在此基础上分析黑龙江省水稻减肥潜力。【结果】2005、2008和2015年黑龙江水稻平均产量分别为6 427、7 593和7 142 kg·hm,3年平均产量为7 104kg·hm。农户间产量差异较大,高低相差近5 000 kg·hm。稻田N、PO和KO用量平均分别为141.0、56.6和51.6kg·hm,N、PO和KO用量高低相差均超过300 kg·hm,农户间施肥变异较大,盲目施肥问题突出。稻田土壤速效磷和速效钾的含量分别约为26和138 mg·kg。速效磷的变异超过了40%,不同区域间土壤肥力差异较大。70%以上的样品速效磷、速效钾含量处于较高水平。要达到7 500 kg·hm的产量水平,对应的理论适宜N用量为105 kg·hm,只有20%的农户实现了高产氮素高效,有70%的农户具有节肥潜力,可以节氮超过26%。通过节肥,每千克氮素生产的粮食可由50 kg提高到70 kg。按照目前的产量和土壤养分状况,稻田PO和KO适宜用量分别为41.6和35.9kg·hm,可以减量约30%。调研农户中,具有节磷和节钾潜力的农户分别约占总体的71%和72%,处于低产低效的农户均占总体的30%,节肥潜力最大。【结论】黑龙江作为全国施肥量最低的省份,有约70%的农户处于高产不高效或者低产低效水平,过量施肥问题突出,节肥潜力20%以上。

关键词：寒地稻田施肥量节肥潜力产量黑龙江

营养生长期低温持续时间与水稻生长恢复的关系

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生态学杂志 2018年第12期37卷 3610-3616页

作者：陶乐圆刘智蕾刘婷婷于彩莲王伟李奕彭显龙东北农业大学哈尔滨150030 哈尔滨理工大学哈尔滨150040

营养生长期低温抑制水稻生长,但这种抑制是低温的直接作用还是生育期延长造成的结果,目前尚不明晰,明确以上问题对于采取针对性措施减轻低温危害具有重要意义。本研究采用水培试验,设置不同低温持续时间(15℃下5、10、15 d)与施氮(40和8... 详细信息

营养生长期低温抑制水稻生长,但这种抑制是低温的直接作用还是生育期延长造成的结果,目前尚不明晰,明确以上问题对于采取针对性措施减轻低温危害具有重要意义。本研究采用水培试验,设置不同低温持续时间(15℃下5、10、15 d)与施氮(40和80 mg·L-1)处理,分析不同抗性水稻品种的干重、氮积累与生育期的变化。结果表明,低温抑制水稻干物质与氮素积累,且持续时间越久抑制作用越大。恢复正常温度培养至10.5叶龄期时,低温持续时间少于5 d对生育进程影响较小,低温持续时间大于10 d时延迟水稻生育期3～6 d;低温后干物重基本能够恢复至正常水平,增施供氮对干物质积累影响不显著。低温持续时间少于5 d时,低温敏感品种氮积累较常温低12.25%(P<0.05),增加供氮促进氮积累的恢复;抗性强品种氮积累受温度影响较小。低温持续时间大于10 d时,无论是抗性强还是弱的品种,给予足够的生长时间后,氮积累均能恢复至正常水平,增加供氮显著促进氮积累。因此,营养生长期低温对水稻生长的影响主要是由于生育期延迟导致的,生产中可选择熟期稍短的抗性品种,这对于增强水稻低温抗性具有重要意义。

关键词：水稻低温施氮干重氮积累

确定经济合理施氮量的新方法:基于施氮量与稻米产量效应函数

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植物营养与肥料学报 2022年第7期28卷 1182-1193页

作者：彭显龙车俊杰宋聪齐文晶李鹏飞刘智蕾于彩莲东北农业大学资源与环境学院黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150040

【目的】探究实现水稻高产、优质和氮肥高效的密度与施氮量协同组合。【方法】于2018—2019年,在黑龙江省五常市龙凤山乡辉煌村进行田间试验。采用裂区试验方法,以‘五优稻4号’为供试品种。以密度为主区,设置15穴/m2(D1)和24穴/m2(D2)... 详细信息

【目的】探究实现水稻高产、优质和氮肥高效的密度与施氮量协同组合。【方法】于2018—2019年,在黑龙江省五常市龙凤山乡辉煌村进行田间试验。采用裂区试验方法,以‘五优稻4号’为供试品种。以密度为主区,设置15穴/m2(D1)和24穴/m2(D2);以施氮量为副区,设施氮(N)量为0、75、105、135 kg/hm^(2)4个水平,分别表示为N0、N75、N105、N135处理。在水稻成熟期,测定了植株地上部干物重、稻谷产量、精米产量、精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值等指标;比较了稻谷产量与精米产量确定的施氮量差异。【结果】在D1、D2两个密度下,随着施氮量的增加,稻谷产量、地上部干物重、精米产量都呈先升高后降低的趋势,均在N105达到最大值。除D1密度下N105处理的稻谷产量与N135处理差异不显著外,其余均显著高于其他处理,而N135处理的稻谷产量与N75处理无显著差异,但2018年地上部干物重却显著高于N75处理。随着施氮量的提高,精米蛋白质含量呈现增加趋势,精米率和食味值却呈降低趋势。与N0相比,N135处理精米蛋白质含量平均提高了7.58%,精米率和食味值分别平均降低了8.81%和10.24%。N105处理的氮素回收率显著高于N75和N135处理,农学效率、氮肥生理利用率和偏生产力均显著高于N135处理。D2密度下精米蛋白质含量低于D1密度处理,而精米率和食味品质高于D1密度处理,D2密度下的稻谷产量、氮积累量和精米产量均高于D1密度处理,氮积累量和氮肥偏生产力比D1处理平均提高了40.35%和40.31%,两个密度间氮肥回收率、农学效率和氮肥生理利用率无明显差异。农户直接出售优质米使经济效益提高了7428元/hm^(2),D2密度使经济效益额外增加了4229元/hm^(2)。施氮量与稻谷产量、精米产量均呈二次曲线关系,依据施氮量与稻谷产量效应函数,确定经济最佳施氮量为96.4~123.7 kg/hm^(2);依据施氮量与精米产量效应函数,确定的适宜施氮量为76.2~105.9 kg/hm^(2)。【结论】适度密植(24穴/m2)有利于稻谷产量、氮素吸收量的提高,而不影响食味值和精米率。在本试验水稻适宜密植条件下,基于施氮量和精米产量效应函数确定的适宜施氮量为76.2~105.9 kg/hm^(2),该施氮量的确定方法有利于协同实现稻米高产优质和氮肥减施增效。

关键词：水稻密度施氮量产量品质氮素利用效率