检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：常悉尼南京农业大学

学位级别：硕士

我国有超过60%人口以稻米作为主食,有约1/3的粮食耕地种植水稻。近10年,我国水稻单位面积产量呈缓慢增长的趋势,而随着人口的持续增长和可耕地面积的日益缩减,提高水稻单产迫在眉睫。与作物育种相比,改变田间管理措施简单易行,且成效显... 详细信息

我国有超过60%人口以稻米作为主食,有约1/3的粮食耕地种植水稻。近10年,我国水稻单位面积产量呈缓慢增长的趋势,而随着人口的持续增长和可耕地面积的日益缩减,提高水稻单产迫在眉睫。与作物育种相比,改变田间管理措施简单易行,且成效显著。因此,通过优化田间管理来提高水稻的产量和氮肥利用效率意义重大。作物生长模型结合气象、土壤和作物栽培管理措施,可以从系统角度定量描述作物生长的状态与环境的关系,模拟作物的生长发育及产量形成等动态过程,因而能够为作物的生产提供管理决策支持。本研究基于我国水稻主产区两个典型单季稻和双季稻站点(南京和南昌),结合2007-2015年田间试验资料和1980～2015年的气象数据,利用ORYZA(v3)、CERES-Rice和RiceGrow三个水稻生长模型,通过设计单一改变播期、移栽密度、施氮量、施氮次数和氮肥基追比,以及同时改变播期与移栽密度、播期与施氮量和移栽密度与施氮量,模拟并研究了不同管理措施对水稻产量和氮肥利用率的影响。同时,本研究模拟了常规、高产高效、超高产栽培模式和具有模型特色的潜在模式下的水稻产量,对比和分析了不同栽培模式下水稻的产量和氮肥利用率差异。本研究将为我国优化水稻田间管理、提升产量与资源利用效率,以及保障粮食安全提供一定的理论和技术支持。研究表明,三个水稻生长模型模拟结果总体上规律一致,但模拟的产量及效率绝对值存在差别。不同管理措施对水稻产量和氮肥利用效率的影响在不同模型和稻作类型间也存在差异。与常规农户方案相比,单一管理措施改变下,水稻产量随着播期的提前、移栽密度的增大和施肥量的增大而增大,且在施氮量一定的情况下增加施肥次数,或增加追肥比例对产量有提升作用。对水稻产量有显著提升效应的管理措施及其对缩小产量差的贡献率在单季稻上表现次序为:播期提前(10.55%)、增加施肥次数(10.30%)、增大移栽密度(8.33%)、增加施氮量(0.66%);早稻上为:播期提前(16.98%)、增大移栽密度(10.05%)、增加施肥次数(6.15%)、增加施氮量(5.62%)、增大追肥比例(1.93%);晚稻上为:播期提前(17.62%)、增大移栽密度(11.71%)、增加施肥次数(8.23%)、基蘖肥和穗肥比例为8:2下改变基肥、蘖肥和穗肥比例(0.50%)。单一管理措施改变下能够提高氮肥利用效率的管理措施在单季稻上表现次序为:施氮量减小、施肥次数增加、移栽密度增大、播期提前;早稻上为:施氮量减小、移栽密度增大、追肥比例增大、播期提前、施肥次数增加;晚稻上为:施氮量减小、播期推迟、施肥次数增加,移栽密度增大。不同管理措施互作下水稻产量随着播期的提前、移栽密度的增大和施氮量的增加而增加,且管理措施之间存在互补作用。对产量具有提升效应的管理互作组合及其贡献率在单季稻上表现次序为:播期提前和密度增大的互作(9.48%)、施氮量增加和移栽密度增大的互作(8.52%)、播期提前和施氮量增大的互作(3.60%)、施氮量减少和移栽密度增大的互作(1.48%);早稻上为:播期提前和移栽密度增大的互作(13.63%)、播期提前和施氮量增大的互作(8.50%)、施氮量增加和移栽密度增大的互作(8.38%)、播期推迟和移栽密度增大的互作(2.0%)、施氮量减少和移栽密度增大的互作(1.42%);晚稻上为:播期提前和移栽密度增大的互作(9.89%)、播期提前和施氮量增大的互作(8.82%)、施氮量增加和移栽密度增大的互作(6.33%)、播期提前和移栽密度减小的互作(0.23%)。不同管理措施互作对水稻氮肥偏生产力有普遍提升作用的依次为:播期提前和移栽密度增大互作、播期提前和施氮量减少互作、播期推迟和施氮量减少互作、施氮量减少和移栽密度减少互作以及施氮量减少和移栽密度增大互作。通过对常规、高产高效、超高产栽培模式和潜在模式下产量和氮肥利用率的对比分析,得出:对于单季稻、早稻和晚稻而言,4种栽培模式下地上部生物量和产量均表现为常规<高产高效<超高产<潜在模式。其中在三个模型均值中,与当地常规栽培模式下相比,高产高效、超高产和潜在三种栽培模式中,单季稻地上部生物量分别增加 2.14%、10.42%、31.11%,早稻地上部生物量分别增加 5.77%、15.59%、32.12%,而晚稻地上部生物量分别增加4.35%、9.47%和39.87%;水稻产量与常规栽培模式下相比,在高产高效、超高产和潜在栽培模式中,单季稻产量分增加2.42%、14.50%、33.97%,早稻产量分别增加8.87%、22.46%、37.03%,而晚稻产量分别增加4.35%、9.47%和39.87%。水稻的氮累积量表现为常规<高产高效<超高产栽培模式,而氮肥利用效率在高产高效栽培模式下最高,在超高产栽培模式下最低。常规、高产高效和超高产三种栽培模式的氮累

关键词：水稻水稻生长模型管理措施栽培模式产量产量差氮肥利用率

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水稻土壤—植株氮素模拟及氮肥情景模拟研究

水稻土壤—植株氮素模拟及氮肥情景模拟研究

引用

作者：常瑞佳南京农业大学

学位级别：硕士

水稻(Oryza sativa L.)是我国最重要的粮食作物之一。近年来为了提高水稻产量,氮肥的使用量大幅度增加,导致氮肥利用率低并带来了一系列环境问题。为了降低农业生产对环境的影响,保证国家粮食安全,本研究通过实施不同氮肥水平、基追比... 详细信息

水稻(Oryza sativa L.)是我国最重要的粮食作物之一。近年来为了提高水稻产量,氮肥的使用量大幅度增加,导致氮肥利用率低并带来了一系列环境问题。为了降低农业生产对环境的影响,保证国家粮食安全,本研究通过实施不同氮肥水平、基追比处理的水稻大田试验,测试分析了稻田氮素的动态变化,对已有的水稻生长模型RiceGrow的土壤氮素循环模块进行改进,并应用改进前后的RiceGrow和CERES-Rice进行模拟比较;然后基于已建立的最大、最小、临界氮浓度稀释曲线,构建植株氮素吸收与分配模型,模拟植株和器官氮素动态变化;最后基于三个水稻生长模型,设置不同氮肥情景模拟水稻产量,分析不同氮肥情景对水稻产量、收入以及氮肥利用效率的影响,提出合理的氮肥管理方案。研究结果将为水稻生产的氮素管理提供基础。土壤中硝态氮和铵态氮的变化是影响水稻产量的重要因素,通过实施不同施氮水平的田间试验,连续测定表面水及土壤剖面中硝态氮、铵态氮的含量,分析不同施氮水平下氮素的动态变化,对RiceGrow模型的土壤氮素循环模块进行改进,并对改进前后的RiceGrow以及CERES-Rice模型进行比较检验。结果显示,在不同氮肥水平处理下,表面水中铵态氮、硝态氮浓度在施肥后2-3天内量迅速上升达到最高值,一周后与对照组无差异。而土壤剖面中的氮素变化与表面水中的变化相比变化不显著。模型检验结果说明改进后的模型能很好地模拟出不同施氮水平下硝态氮和铵态氮的动态变化趋势,而改进之前的RiceGrow和CERES-Rice没有考虑到按在土壤中的固定作用,对土壤中铵态氮的模拟存在较大的偏差。通过不同年份、施氮水平的水稻田间试验,基于不同器官的氮素供求关系,构建水稻植株和器官氮素吸收与分配模型。首先,通过植株的临界氮浓度和最大氮浓度,计算植株的潜在需氮量和最大需氮量;再根据土壤的供氮量以及植株的最大需氮量确定植株实际的吸氮量;最后计算氮素在各器官之间的分配,在穗分化之前植株吸收的氮在各器官之间进行分配,在穗分化之后,基于植株的吸氮量、各器官的最小氮浓度和穗的需氮量,各器官氮素向穗转运。利用独立的试验数据对模型进行校准与验证。结果表明,对植株和各器官的干物重和氮积累量的模拟值与实测值较为吻合。植株和各器官的干物重与氮累积量模拟值和实测值的拟合斜率为0.82-1.069,相关系数达0.83-0.99,NRMSE为8-29%,平均为18.8%。说明模型能较好的模拟植株和器官氮素的吸收与分配过程。在对模型进行改进与验证的基础上,选取江苏省如皋市单季稻区进行氮肥情景模拟研究,根据水稻稻的需肥特点与生育期长短设定氮肥情景;然后利用三个水稻生长模型(ORYZA2000、RiceGrow、CERES-Rice)模拟不同氮肥情景下的水稻产量变化,同时结合水稻价格、肥料价格以及人工费用等,分析施氮量、基追比、施肥次数对产量、收入以及氮肥利用率的影响,提出合理的施肥方案,以提高肥料利用率、增加农民收入。研究结果表明产量随施氮量的增加而增加,产量的增加量逐渐减小,而且农民收入随施氮量的增加而略降低,氮肥利用率随施氮量的增加也呈明显降低趋势。基追比对产量和氮肥利用率的影响相似,主要表现为适当氮肥后移可以提高产量和氮肥利用率,同时不同施肥次数间施肥次数较高的产量略高。因此,适当降低施氮量,氮肥后移,提高施肥次数能在保证产量的基础上增加农民收益并提高氮肥利用率。

关键词：水稻氮肥土壤氮素平衡氮素吸收与分配情景模拟氮肥利用率水稻生长模型

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水稻氮肥精准管理技术研究进展

引用

江苏农业科学 2019年第12期47卷 18-25页

作者：李克亮周志艳华南农业大学工程学院/广东省农业航空应用工程技术研究中心广东广州510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广东广州510642 南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广东广州510642

氮肥施用是水稻生产中比较重要,对水稻增产效益最高的环节,但目前我国水稻氮肥管理形式粗放,过量施用情况时有发生,这不仅增加了生产成本,还对环境造成污染。因此,进行氮肥施用精准管理研究,对水稻生产的提质增效有重要意义。对影响水... 详细信息

氮肥施用是水稻生产中比较重要,对水稻增产效益最高的环节,但目前我国水稻氮肥管理形式粗放,过量施用情况时有发生,这不仅增加了生产成本,还对环境造成污染。因此,进行氮肥施用精准管理研究,对水稻生产的提质增效有重要意义。对影响水稻氮肥吸收利用的主要因素进行深入分析,包括水稻品种、土壤理化性质、气候条件、水分管理、氮肥施用技术等5个方面;并对基于测土配方、生长模型、实地观测、遥感监测的主流水稻氮肥管理技术进行总结归纳,深入剖析当前我国水稻氮肥精准管理中所存在的主要问题;最后,提出解决我国水稻生产中氮肥过量施用问题的有效方法,并指出在未来水稻氮肥施用中,无人机遥感用于精准施氮决策将是重要的发展方向之一。水稻氮肥精准管理技术的研究对我国农业生产中化肥的减量施用具有重要意义。

关键词：水稻氮素吸收水稻生长模型水稻氮肥管理精细农业遥感

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