摘要：针对水稻穗肥撒施效率和机械化程度低的问题,为提高无人机撒肥均匀性,基于多旋翼无人机平台设计了一种水稻撒肥系统,确定了离心盘、流量调节装置等主要结构参数,同时应用EDEM软件仿真分析了离心盘转速、落入位置角、肥料流量、无人机飞行速度和飞行姿态对肥料分布的影响。试验表明:肥料分布呈同心圆时,撒肥有利于幅宽边界确定;幅宽随着离心盘转速的增加而增大,肥料分布峰值随流量增大由左侧逐渐变为右侧;撒肥均匀性随流量增加呈先增、后减的趋势,无人机俯仰角与横滚倾斜角对肥料分布均有影响,俯仰造成肥料向中部堆积,横滚使肥料向单侧堆积。肥料流量、无人机飞行速度和离心盘转速与落入位置角均存在交互作用,对撒肥均匀性有显著影响。当落入位置角为40°、离心盘转速为1 100 r/min、肥料流量为3 460颗/s、飞行速度为5 m/s时,撒肥性能最佳,此时变异系数为8.86%。田间试验结果表明,无人机施肥效率约为人工施肥的12.5倍。本研究为水稻穗肥的机械化施用提供了解决方案,可为水稻穗肥的无人机撒肥系统设计提供参考。

摘要：通过明确不同秸秆还田与栽插方式下水稻根系及产量形成的差异,为不同栽插方式下秸秆还田提供理论和实践依据,以迟熟型杂交籼稻F优498为试验材料,采用2因素裂区设计,主区设置秸秆不还田、覆盖还田和翻埋还田3种还田方式,副区为人工移栽和毯苗机插2种栽插方式,研究不同秸秆还田方式和栽插方式下水稻根干质量、根冠比、根系形态生理特征及产量形成的差异。结果表明:1)秸秆还田对根系生长的影响表现为前抑后促,抑制了分蘖盛期单茎和群体根系的生长,促进了拔节期至成熟期根系的生长,齐穗期翻埋还田水稻根系生长更好,成熟期则是覆盖还田根干质量、根数更高。各生育时期根系直径,分蘖盛期和成熟期的单茎、群体根系指标以及根干质量,拔节后15 d、齐穗后15 d和成熟期单茎伤流强度均表现为人工移栽>毯苗机插,但拔节期和齐穗期根系形态指标和群体根干质量小于毯苗机插。不同于翻埋还田对毯苗机插稻齐穗期根系生长有利,覆盖还田能有效促进人工移栽稻齐穗期根系生长,减缓花后根系衰老,维持单茎较大伤流强度。2)与秸秆不还田相比,秸秆还田平均使水稻增产3.50%,与人工移栽互作的增产率为2.03%～9.81%,与毯苗机插互作的增产不明显,其中又以秸秆覆盖还田与人工移栽互作增产效果最佳。3)分蘖盛期根干质量,成熟期根干质量、单茎根系指标和群体根系指标,分别与每穗粒数、总颖花量和产量显著正相关,分蘖单茎和群体根系形态指标与有效穗呈显著负相关。综上所述,秸秆还田后人工移栽均实现了增产,而毯苗机插多表现为减产,覆盖还田产量较翻埋还田高。覆盖还田与人工移栽互作下的水稻根系早生快发、衰老慢、单茎伤流强度大,产量最高,翻埋还田促进了毯苗机插中期的根系生长,但齐穗后根系衰老快,单茎伤流强度小。

摘要：为实现油菜轻简化精量播种,设计了一种油菜精量穴播集中排种装置。基于油菜种子的机械物理特性和精量播种要求,提出了适宜油菜穴播1~3粒的渐开线状型孔,确定了主要结构参数。应用EDEM软件构建了穴播集中排种装置仿真模型,分析了型孔长度、截面尺寸和型孔深度对充种性能的影响,发现渐开线状型孔有助于充种,且型孔长度和深度分别为3.5 mm和2.6 mm的渐开线状型孔均充种1粒或2粒;护种带提高了投种一致性,当排种轮与护种带间隙为0.2 mm时,成穴较优。通过台架试验研究了油菜品种和转速对排种性能影响,结果表明:品种、排种轮转速及其二者的交互作用对排种合格率均有显著影响,排种合格率随转速增加呈先增大后减小的趋势,在转速为20~40 r/min时,排种合格率(1~3粒)高于94%,穴距变异系数低于12%;50穴的总粒数标准误差在10粒之内,排种量一致性变异系数低于10.0%。田间试验结果表明,油菜平均株数为2.05株/穴,能够适应不同含水率条件的油菜精量播种要求。油菜精量穴播集中排种装置可实现6行成行成穴精量排种,为轻简化油菜排种器结构设计和成穴精量播种提供了参考。

摘要：【目的】探明秸秆还田和氮肥管理对麦/油后直播杂交稻氮素积累、转运、氮肥利用效率及籽粒产量的影响。【方法】选用优质三系杂交稻宜香优2115,采用二因素裂区设计,麦、油茬田同步开展试验,处理完全一致。主区为麦/油秸秆全量翻埋还田(M1)和秸秆不还田(对照,M0),副区设4个氮肥管理,即不施氮对照(N0)、m基肥:m分蘖肥:m促花肥:m保花肥比例分别为1:0:0:0(N1)、3:3:2:2(N2)、2:2:3:3(N3),测定了直播杂交稻主要生育时期各器官的氮素积累量及籽粒产量。【结果】结果表明,两种轮作方式下,氮肥管理对直播杂交稻主要生育时期的氮素积累、齐穗后茎鞘、叶片的氮素转运及稻株氮素利用效率均存在显著或极显著的调控效应。秸秆还田显著提高麦/油茬杂交稻中后期的氮素积累量、茎鞘和叶片的氮素转运量以及氮肥利用效率,其中,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率较秸秆不还田分别提高了34.96%/28.76%、2.52%/2.61%和31.91%/22.30%。同时,油菜秸秆还田下直播杂交稻各生育时期氮素积累和产量较麦秆还田表现更好,籽粒产量提高481kg/hm2(5.22%)。M1N2处理、M0N3处理下,直播杂交稻各阶段的氮素积累速率明显加大,促进结实期茎鞘和叶片的氮素向穗部转运,成熟期稻株氮素积累量优势明显且有较高的氮素利用效率(麦/油茬稻氮肥农学利用率、偏生产力和表观利用率分别达17.87 kg·kg^-1/17.85 kg·kg^-1、67.27 kg·kg^-1/71.28 kg·kg^-1、74.93%/75.05%),最终实现高产。【结论】在麦/油-稻轮作下秸秆全量还田,配合N2氮肥管理,可有效提高直播杂交稻氮素吸收、利用效率,增加籽粒产量,尤以油菜秸杆还田的效果更好。

摘要：【目的】逐步采用机械化直播的集约栽培模式已是水稻种植的主要趋势之一,本文研究了机械化水稻直播条件下,缓释尿素与普通尿素不同配施对水稻生长和产量的影响特征,为直播稻的高产高效施肥技术提供理论基础。【方法】以优质杂交籼稻‘宜香优2115’为材料,采用两因素裂区设计,主区为直播(CD)和手插(CH)两种栽植模式;副区为氮肥运筹方式,总施氮量150kg/hm^2,设普通尿素按基、蘖、穗肥配比为3∶3∶4(U30),普通尿素全量基施(U100),缓释尿素全量基施(S100)及缓释尿素(基肥)与普通尿素(穗肥)配比为8∶2(S80)、6∶4(S60)、4∶6(S40)6种肥料运筹方式,以不施氮肥(CK)为对照。调查了直播水稻的叶色变化、叶片生长、LAI、剑叶光合作用和叶片碳氮代谢及其与产量形成的关系。【结果】1)直播稻产量略高于手插稻,前者有效穗数优势显著,后者优势在于每穗粒数,其产量差异表现取决于有效穗数和每穗粒数是否充分互补,具体体现在总颖花数,优势肥料处理在有效穗数和每穗粒数上协调性更强。2)缓释尿素与普通尿素的配施处理下叶色表现,直播稻和手插稻分别呈“三黑三黄”和“二黑二黄”交替变化,直播稻的叶色相对较浅;直播稻叶片生长前快后慢,齐穗期LAI及齐穗后剑叶Pn值均较低,但其高效叶面积率较高,表明后期群体上部功能叶叶面积较大,群体质量较高;在叶片碳氮代谢上,直播稻中、后期叶片NSC/N较高,碳代谢较旺盛,两种栽植方式中高产处理后期叶片NSC/N相近,均较低,但代谢途径不同,直播稻主要通过增强氮代谢,手插稻则通过增强碳水化合物的同化进行调节。增加穗肥占比可有效优化直播稻中后期的叶片质量。3)相关分析显示,孕穗期的叶片增长率、LAI、剑叶Pn及叶片NSC/N均与产量呈显著或极显著相关,表明孕穗期的叶片质量是影响产量形成的关键。4)直播稻和手插稻分别在基肥(缓释尿素)与穗肥(普通尿素)配比为4∶6和8∶2下产量最高,分别达12.11t/hm^2和11.51t/hm^2,较普通尿素常规运筹(U30)分别增产15.55%和5.40%。【结论】缓释尿素与普通尿素配施下,增大速效穗肥比例,前期控氮控群体,后期增氮壮个体,实现直播稻群体与个体的协调,增强后期氮代谢,有效调节叶片碳氮比,提高叶片质量防早衰,是增产的有效途径。

摘要：【目的】研究秸秆还田与水氮配施的理论与技术,探讨对水稻群体质量和产量形成的影响。【方法】选用宜香优2115为试验材料,三因素裂裂区设计,主区为油菜秸秆堆腐还田和直接还田两种秸秆还田方式,裂区为淹水灌溉和控制性交替灌溉两种水分管理方式,裂裂区为4种施氮量,分析对水稻群体质量及产量的影响,并探讨秸秆还田与水氮管理模式下群体质量和产量形成的关系。【结果】秸秆还田与水氮管理对主要生育时期水稻干物质积累量、叶面积指数(LAI)及产量均存在显著或极显著的调控效应,互作效应显著;且群体质量指标与产量呈显著或极显著正相关。秸秆堆腐还田对水稻群体质量指标的调控显著高于秸秆直接还田,齐穗期高效叶面积指数提高了4.71%～6.50%,群体干物质显著增加了9.22%～13.30%;并对水稻产量及其构成因素影响显著,有效穗数及每穗粒数分别提高了5.9%～9.8%和1.5%～5.2%,从而使产量提高了9.5%～13.4%。控制性交替灌溉相对于淹灌能保证足够的穗数,提高干物质积累量,减缓拔节至齐穗期叶面积衰减,加快结实期群体生长率,利于穗粒数及产量的提高;且随着氮肥用量的增加,分蘖数、干物质积累量、有效叶面积率和高效叶面积率均呈先增后降的趋势。【结论】从三因素间的互作效应来看,秸秆堆腐还田处理下,控制性交替灌溉与施氮量150 kg/hm^2,可有效提高齐穂期高效叶面积指数(4.80～5.32),具有较高的结实期干物质积累量(6.94～7.36t/hm^2),显著提高了有效穗(181.6万～220.9万/hm^2)及每穗粒数(180～200粒),从而显著提高产量达到10328.1～12464.1 kg/hm^2,为本研究节水减氮增效最佳的处理。

摘要：【目的】秸秆还田方式影响土壤和肥料中养分的有效性,本研究通过比较不同还田方式下水稻产量、氮素吸收利用的差异,为水稻人工插秧和毯苗机插技术选择适宜的秸秆还田方式提供依据。【方法】本试验于2016-2018年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验田进行,以籼型三系杂交稻F优498为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为秸秆不还田(S0)、覆盖还田(S1)和翻埋还田(S2) 3种还田方式,副区为人工插秧(HT)和毯苗机插(MT) 2种栽插方式,氮肥用量为N 135 kg/hm^2,按基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥=3∶3∶2∶2的比例施用。磷肥(过磷酸钙)用量为P2O5 90 kg/hm^2,作基肥一次施入;钾肥(氯化钾)用量为K2O 150 kg/hm^2,施用比例为基肥∶穗肥=7∶3。分别于分蘖盛期、拔节期、齐穗期和成熟期采集茎鞘、叶和穗样品测定干物重和氮含量,计算不同时期氮素积累、转运及氮素利用效率。【结果】秸秆还田方式对人工和机械插秧水稻产量、植株氮素积累及氮素利用具有显著影响。1)与S0相比,S1、S2处理提高了水稻产量,抑制了水稻分蘖盛期氮素积累,促进了拔节期至成熟期各器官及植株氮素积累,提高了植株氮含量,S1效果优于S2,且S1提高了氮素茎鞘转运量(44.1%)、茎鞘转运率(10.2%)、叶片转运量(23.5%)和穗氮增加幅度(21.2%),S2仅提高了氮素茎鞘转运量(24.7%)、茎鞘转运率(6.5%)和穗氮增加幅度(16.7%)。氮肥农学效率和氮素回收率表现为S1> S2,但S1、S2氮素的稻谷生产效率均有所降低。2)分蘖盛期至拔节期,HT处理的水稻各器官氮素积累、各时期植株氮素积累、氮素转运和产量均大于MT处理的,氮素回收率则显著低于MT处理的。秸秆还田方式对不同栽插方式氮素积累和转运的影响程度不一,分蘖盛期HT处理的氮素积累以S2处理最小,MT处理则以S1最小。两种栽插方式下拔节期至成熟期氮素积累和转运量、氮肥农学利用率及吸收利用率均以S1处理最大。【结论】从提高水稻产量和氮素利用率来看,人工插秧和毯苗机插均适宜采用小麦秸秆覆盖还田模式,并以覆盖还田结合人工插秧方式为最佳。

摘要：为了明确西南地区鲜食玉米鲜食大豆带状间作的高产与利于机械化实现高效的田间配置技术,以2个株高差异较大的鲜食玉米品种为材料,采用两因素裂区设计,综合分析2种带宽(高产带宽2 m和宜机械化高效带宽2.4 m)与玉米种植密度(37,500、45,000、52,500和60,000株hm^(-2))对鲜食玉米-大豆带状间作系统中群体产量、商品品质及种植效益的影响,明确了高产高效最优田间配置。结果表明,鲜食玉米产量受玉米密度的影响更显著,而鲜食大豆产量主要受带宽的影响。带宽和玉米密度显著影响鲜食玉米商品品质,随着带宽增加,矮秆玉米品种一级果穗率2年平均降低25.78%,秃尖长2年平均增加9.55%,高秆玉米品种则一级果穗率降低11.76%,秃尖长增加17.54%;随着玉米密度增加,2种带宽下矮秆和高秆玉米品种一级果穗率均显著降低,秃尖长均显著增加,2019年2 m带宽下矮秆和高秆玉米种植密度从52,500株hm^(-2)增至60,000株hm^(-2),一级果穗率分别降低46.16%、27.78%,秃尖长分别增加19.44%、14.17%,2.4m带宽下则一级果穗率分别降低25.01%、23.60%,秃尖长分别增加16.46%、11.53%。带宽、密度对鲜食大豆2粒荚率和3粒荚率的影响达显著水平,随着带宽增加,带状间作大豆2粒和3粒荚率均显著增加,与矮秆和高秆玉米品种间作的大豆2粒荚率和3粒荚率2年平均分别增加7.94%和18.88%、8.10%和16.71%;随玉米密度增加,大豆2粒和3粒荚率均显著降低,2019年玉米密度从52,500株hm^(-2)增至60,000株hm^(-2),高秆玉米间作大豆2粒荚率降幅为6.19%~9.09%,3粒荚率降幅为11.94%~14.39%。通过主成分综合评价得分和DTOPSIS法综合评价结果表明,高产和高效带宽下,矮秆和高秆玉米品种带状间作鲜食大豆均以52,500株hm^(-2)和45,000株hm^(-2)玉米密度各性状接近理想值,综合性状表现好,种植效益分别可实现8.44万元hm^(-2)和10.09万元hm^(-2)。

摘要：研究多元化种植模式下,不同前茬秸秆还田与水氮管理对水稻产量形成、干物质积累分配及氮素吸收利用的影响。2018—2019年以杂交稻F优498为材料,采用三因素裂裂区设计,主区设置油菜-水稻(Py)、小麦-水稻(Px)、青菜-水稻(Pq)3种种植模式秸秆还田,裂区设置常规淹水灌溉(W_(0))和干湿交替灌溉(W_(1))2种水分管理方式,裂裂区设置不施氮处理(N_(0))、常规施氮处理(N_(1))、精量减氮处理(N_(2))3个施氮水平,分析测定了拔节期、齐穗期和成熟期不同处理下秸秆还田的腐解率、氮素释放率、水稻各器官的干物质积累分配、植株氮素吸收利用以及籽粒产量。结果表明,Py的平均产量分别较Px、Pq增加2.55%、13.99%,主要原因是其有效穗数和千粒重较高;Py可促进各营养器官干物质和氮素积累,有利于干物质分配、提高茎鞘氮素贡献率和氮肥利用率,Py各时期的平均干物质积累总量、氮素积累总量分别比Px和Pq增加5.25%、7.48%和14.60%、17.30%,Py的氮肥偏生产力较Pq显著增加24.90%,但Py的秸秆腐解率和氮素释放率较低。3种模式下W1处理的水稻产量分别比W0处理增加5.10%(Py)、1.76%(Px)和4.80%(Pq),W1处理可促进秸秆腐解和氮素释放,促进干物质积累和氮素吸收转运,有利于Py和Px模式下的干物质分配,进而提高氮肥利用率。同一秸秆还田和水分管理下,N2处理可促进秸秆腐解和氮素释放,有利于干物质分配和氮素转运,提高了齐穗期、成熟期茎鞘和叶片氮素积累量,进而提高氮肥利用率,N2处理的产量、干物质积累量较N1处理略有下降,但二者差异不显著。综合考虑分析,油-稻种植模式下,油菜秸秆还田配合干湿交替灌溉与精量减氮(120 kg hm^(-2))有利于干物质积累分配、氮素吸收转运,进而提高氮肥农学利用率、氮肥偏生产力,并可节约20%氮肥投入,实现水稻稳产高效生产。

摘要：为明确甘蓝型矮秆油菜的农艺性状、产量与氮素利用特征,在四川盆地稻油轮作条件下开展了大田试验研究。试验采用二因素裂区设计,以不同株高的油菜品种(矮秆油菜MJ01、高秆油菜川油36)为主因素,不同施氮量(纯氮0、135、225 kg·hm^-2,分别以N0、N1、N2表示)为副因素,在油菜成熟期测定植株的主要农艺性状、产量与氮素积累量,并分析计算相关氮素效率指标。结果表明,矮秆油菜的株高、分枝部位高度、主花序长度、单株角果数均显著低于高秆油菜。相同施氮量(N1、N2)条件下,矮秆油菜的籽粒产量(2289.0、2857.5 kg·hm^-2)与高秆油菜的籽粒产量(2258.3、3006.6 kg·hm^-2)均无显著差异。与高秆油菜相比,矮秆油菜的籽粒N含量相对较低,而N收获指数相对较高,但均无显著差异。矮秆油菜的氮利用效率、氮生理效率均大于高秆油菜,其中氮生理效率的差异显著。矮秆油菜和高秆油菜的氮吸收效率则相近。随施氮量增加,矮秆油菜和高秆油菜的氮吸收效率都呈降低趋势,而氮生理效率呈升高趋势。矮秆油菜具有较大的收获指数、较高的氮利用效率和氮生理效率,且在合理施氮量条件下可以获得与高秆油菜相近的产量。