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不同水稻品种氮素利用差异对产量的影响
1
作者 齐智娟 李思睿 +5 位作者 杜思澄 管升 徐丹 张广斌 马静 颜晓元 《农业机械学报》 北大核心 2025年第10期684-692,共9页
为探究不同水稻品种间氮素利用差异对水稻产量的影响,本研究对当地5个主栽品种开展连续2年田间定位试验。试验结果表明:龙粳31为产量最高品种,平均产量达9.67 t/hm^(2),依次为绥粳18(9.10 t/hm^(2))、龙庆32(9.06 t/hm^(2))、龙庆31(8.3... 为探究不同水稻品种间氮素利用差异对水稻产量的影响,本研究对当地5个主栽品种开展连续2年田间定位试验。试验结果表明:龙粳31为产量最高品种,平均产量达9.67 t/hm^(2),依次为绥粳18(9.10 t/hm^(2))、龙庆32(9.06 t/hm^(2))、龙庆31(8.34 t/hm^(2))、龙庆20(7.20 t/hm^(2))。通过相关性分析和通径分析可知,共7个指标与产量的相关关系达到极显著水平(p<0.01),其中穗粒数对产量的直接作用最大,直接通径系数达0.467,其次为氮素转运量、分蘖数峰值、抽穗期叶片氮素积累量、抽穗期叶面积指数、有效穗数、结实率。抽穗期叶片氮素积累量对产量的间接通径系数最高,达0.979,以龙粳20为对照,其余4个品种抽穗期叶片氮素积累量比龙粳20显著高19.45%~40.36%。氮素转运量与穗粒数共同作用对产量的决定系数最高,达0.221,以龙粳20为对照,其余4个品种氮素转运量比龙粳20显著高21.21%~94.05%。因此,通过提高抽穗期叶片氮素积累量与氮素转运量是促进产量提升的关键因素。研究结果可为黑土区通过水稻品种优选从而提升氮肥利用效率提供理论支撑。 展开更多
关键词 水稻品种 叶面积指数 氮肥利用效率 通径分析 产量构成
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节水灌溉减施磷肥对黑土稻作产量及土壤磷利用与平衡的影响 被引量：11
2
作者 张忠学 孙迪 +4 位作者 李铁成 齐智娟 杜思澄 王柏 黄彦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期67-74,共8页
为探寻节水灌溉减施磷肥对黑土稻作磷利用及土壤磷平衡的影响,于2020年和2021年开展大田试验,以常规淹灌+常规施磷肥(CK,45 kg/hm^(2))作对照,节水灌溉模式下设置5个磷肥施用梯度:0(CP0,不施磷肥)、18 kg/hm^(2)(CP1,减磷60%)、27 kg/hm... 为探寻节水灌溉减施磷肥对黑土稻作磷利用及土壤磷平衡的影响,于2020年和2021年开展大田试验,以常规淹灌+常规施磷肥(CK,45 kg/hm^(2))作对照,节水灌溉模式下设置5个磷肥施用梯度:0(CP0,不施磷肥)、18 kg/hm^(2)(CP1,减磷60%)、27 kg/hm^(2)(CP2,减磷40%)、36 kg/hm^(2)(CP3,减磷20%)、45 kg/hm^(2)(CP4,常规施磷)。分析节水灌溉模式下减施不同程度磷肥对稻田产量、地上部植株吸磷量和土壤剖面各土层有效磷含量的影响,并计算土壤磷素表观平衡量和磷肥利用率。结果表明:2020年水稻收获后节水灌溉减施磷肥各处理表层土壤有效磷含量均显著低于CK处理的土壤有效磷含量(P<0.05);2021年水稻收获后CP3处理表层土壤有效磷含量显著高于CK处理(P<0.05)。CP3处理2020年和2021年的地上部植株磷素积累量显著高于常规施肥CP4处理和CK处理,分别为14.64和15.86 kg/hm^(2)(P<0.05)。地上部植株各器官磷素积累量由大到小为籽粒、茎鞘、叶。与常规施肥相比,2 a年CP3处理均显著提高了磷肥的吸收利用效率、农学利用率,显著降低土壤磷素盈余量(P<0.05)。综合考虑,节水灌溉下减施常规磷肥用量20%为黑土区适宜的磷肥施用量,2 a均提高水稻产量和磷肥利用率,且土壤磷素盈余量低。研究可为黑土区磷肥施用提供理论依据。 展开更多
关键词 土壤 磷素 灌溉 减施磷肥 磷肥利用
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节水灌溉下生物炭与有机肥添加对黑土区稻田净碳排放的影响 被引量：10
3
作者 薛里 张忠学 +4 位作者 齐智娟 韩羽 张作合 李铁成 杜思澄 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期382-390,441,共10页
为探寻节水灌溉条件下施入生物炭与有机肥对黑土区稻田净碳排放的影响,于2023年开展田间试验。试验设置常规淹灌(F)和控制灌溉(C)两种灌溉模式,同时在每种灌溉模式下设置生物炭还田(B)和有机肥还田(O)2种物料还田形式,以及无物料还田(N... 为探寻节水灌溉条件下施入生物炭与有机肥对黑土区稻田净碳排放的影响,于2023年开展田间试验。试验设置常规淹灌(F)和控制灌溉(C)两种灌溉模式,同时在每种灌溉模式下设置生物炭还田(B)和有机肥还田(O)2种物料还田形式,以及无物料还田(N)作为对照组,共计6个处理。分析了两种灌溉模式下施入生物炭与有机肥对稻田土壤CH_(4)、CO_(2)、N_(2)O排放和水稻产量的影响,并结合土壤有机碳含量的变化,计算各处理的净温室气体排放量(NGHGE)。结果表明:在施入相同物料下,控制灌溉处理CH_(4)排放总量较常规灌溉减少71.06%~85.39%;CO_(2)、N_(2)O排放总量较常规灌溉分别增加41.89%~47.97%、27.56%~38.26%。与对照处理相比,生物炭施入使稻田N_(2)O、CH_(4)排放总量分别降低14.31%~23.90%、15.10%~23.83%,CO_(2)排放总量增加23.03%~26.63%;有机肥施入使稻田N_(2)O、CH_(4)、CO_(2)排放总量分别增加8.22%~12.09%、18.36%~19.22%、51.48%~53.48%。生物炭与有机肥施入均能增加土壤有机碳储量与水稻产量,且控制灌溉下增幅效果更加明显。控制灌溉处理NGHGE均显著小于常规灌溉(P<0.05),且在控制灌溉下,与对照处理相比,施入生物炭与有机肥处理NGHGE分别减少44.01%、6.38%。综合来看,控制灌溉下施入生物炭提高了水稻产量,同时增加了土壤有机碳储量,并有效减少了黑土区稻田净碳排放。该研究结果可为东北黑土区稻田制定节水、增产、固碳减排的水碳管理策略提供科学依据,对保障东北地区可持续农业发展具有重要意义。 展开更多
关键词 黑土区稻田 节水灌溉 生物炭 有机肥 有机碳 温室气体
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不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析 被引量：8
4
作者 张忠学 余佩哲 +3 位作者 杜思澄 李铁成 齐智娟 王柏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期366-375,共10页
为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm^(2)(N)、99 kg/hm^(2)(N1,减氮10%)、88 kg/hm^(2)(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管... 为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm^(2)(N)、99 kg/hm^(2)(N1,减氮10%)、88 kg/hm^(2)(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO_(2)排放强度和CH4排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO_(2)排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO_(2)排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO_(2)排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37~489.00 g/m^(2),水稻收获后各器官固碳量由小到大依次为叶、根、茎、穗,分别为植株总固碳量的5.16%~6.72%、5.71%~10.78%、28.62%~36.66%、49.53%~58.70%。控制灌溉相较常规淹灌有效提高了植株固碳能力。在不同水氮管理模式下,水稻的净初级生产力(NPP)与总初级生产力(GPP)均在减氮量10%处理达到最高,相同灌溉方式下,随着施氮量的增大均呈现先增大后减小的变化趋势;相同施氮量下,控制灌溉下NPP、GPP均高于常规淹灌。控制灌溉相比常规淹灌具有更高的生产潜力。除CN处理净土壤碳收支数值呈负值外其余处理均为正值,即除CN处理外其余处理均为土壤净碳增益效果,相同施氮量常规淹灌下土壤净碳增益高于控制灌溉,但差异不显著(P>0.05);随着施氮量的减少相同灌溉制度下各处理土壤碳收支呈先增大后减小的变化趋势。综合考虑,CN1处理可以在保证较高生产能力下提高土壤固碳能力,减少土壤碳损失与稻田温室气体排放。 展开更多
关键词 黑土稻田 净土壤碳收支 净初级生产量 总初级生产力 土壤碳库 水氮管理模式
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氮肥减施对节水灌溉稻田NH_(3)与N_(2)O排放及氮肥利用的影响 被引量：15
5
作者 李铁成 张忠学 +3 位作者 张作合 杜思澄 韩羽 薛里 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期348-355,共8页
为探究节水灌溉模式下黑土稻田NH_(3)、N_(2)O排放及氮肥吸收利用对减施氮肥的响应规律,以黑龙江省黑土稻田为研究对象,于2021年进行了大田试验,试验设置常规淹灌(F)和控制灌溉(C)2种灌溉模式,全生育期施氮量设置常规施氮水平(N,110 kg/... 为探究节水灌溉模式下黑土稻田NH_(3)、N_(2)O排放及氮肥吸收利用对减施氮肥的响应规律,以黑龙江省黑土稻田为研究对象,于2021年进行了大田试验,试验设置常规淹灌(F)和控制灌溉(C)2种灌溉模式,全生育期施氮量设置常规施氮水平(N,110 kg/hm^(2))、减氮10%(N1,99 kg/hm^(2))和减氮20%(N_(2),88 kg/hm^(2))3个水平,并在F和C灌溉模式下分别设置不施氮肥处理(CK1和CK2)作为对照组,共8个处理。分析了不同灌溉模式下减施氮肥对水稻全生育期NH_(3)挥发速率和N_(2)O排放的影响,计算了氮肥气态损失量和损失率,并基于同位素示踪技术进一步估算了水稻对氮肥的吸收利用量及水稻收获后土壤中的氮肥残留量。结果表明:2种灌溉模式下的氮肥气态损失量及损失率均随着施氮量的减少而降低。控制灌溉模式的应用增加了黑土稻田氮肥气态损失,其各处理的氮肥气态损失量及损失率均高于常规淹灌模式下相同施氮量处理。然而同位素示踪结果表明,采用控制灌溉模式能够增强水稻对氮肥的吸收,同时能够有效降低氮肥损失。控制灌溉模式下各处理水稻对氮肥的吸收利用量和利用率均显著高于常规淹灌模式下相同施氮量处理,且当施氮量相同时,控制灌溉模式下各处理的氮肥损失量和总损失率均显著低于常规淹灌模式(P<0.05)。综上所述,控制灌溉模式下减施氮肥提高了氮肥吸收利用率,同时降低了氮肥损失,并可稳产甚至能够在一定程度上增加水稻产量。研究结果可为东北地区稻田制定节肥、增效、减排兼容的水肥资源管理策略提供科学依据,对保障东北地区农业可持续发展具有重要意义。 展开更多
关键词 稻田 节水灌溉 减施氮肥 气态损失 吸收利用 同位素示踪技术
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水氮耦合下黑土稻作碳氮磷累积分配和化学计量特征 被引量：6
6
作者 秦子元 张忠学 +3 位作者 杜思澄 黄彦 王柏 张作合 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期326-339,共14页
为阐明黑土稻作碳氮磷吸收累积分配对水氮耦合模式的响应机制并解析氮磷养分限制状况,设置常规淹灌(F)、浅湿灌溉(S)和控制灌溉(C)3种灌溉模式,0、85、110、135 kg/hm^(2)(N0、N1、N2、N3)4个施氮量水平,共计12个处理,研究不同水氮耦合... 为阐明黑土稻作碳氮磷吸收累积分配对水氮耦合模式的响应机制并解析氮磷养分限制状况,设置常规淹灌(F)、浅湿灌溉(S)和控制灌溉(C)3种灌溉模式,0、85、110、135 kg/hm^(2)(N0、N1、N2、N3)4个施氮量水平,共计12个处理,研究不同水氮耦合模式对水稻各生育期植株碳氮磷含量、累积量、分配比例、化学计量比以及氮磷养分限制状况的影响。结果表明:不同水氮耦合处理下,生育期内茎鞘碳氮磷含量分别为35.87%~39.43%、0.44%~2.19%、0.14%~0.32%,叶碳氮磷含量分别为36.34%~40.83%、0.76%~3.70%、0.14%~0.36%,穗碳氮磷含量分别为37.05%~41.72%、0.82%~1.63%、0.24%~0.39%。控制灌溉可提高拔节孕穗期至成熟期碳氮累积量,常规淹灌生育期内磷累积量始终高于浅湿灌溉和控制灌溉。3种灌溉模式下,成熟期N1、N2、N3处理较N0处理碳累积量分别提高31.46%、52.55%、57.37%,氮累积量分别提高52.98%、117.63%、144.88%,磷累积量分别提高50.28%、79.85%、93.89%。水稻茎鞘碳氮磷分配比例先增后减,叶碳氮磷分配比例持续减小,穗碳氮磷比例持续增加。与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式对水稻植株碳含量影响较小,但能提升水稻植株生长中后期氮含量,并降低植株磷含量,从而降低水稻植株C/N,提高水稻植株C/P和N/P。施氮处理显著提高水稻植株氮含量,小幅提升水稻植株磷含量,对水稻植株碳含量影响相对较小,进而降低水稻植株C/N、C/P,提高水稻植株N/P。常规淹灌和浅湿灌溉模式下,水稻地上部植株从磷限制过渡到氮磷共同限制再到氮限制状态,控制灌溉模式下,水稻地上部植株仅从磷限制过渡到氮磷共同限制状态。总体上,控制灌溉可促进氮素吸收并提升水稻产量,综合考虑CN2为最佳水氮耦合模式。 展开更多
关键词 水稻 黑土区 水氮耦合 碳氮磷 化学计量比
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水氮管理对黑土稻作土壤碳氮磷化学计量特征的影响 被引量：3
7
作者 秦子元 张忠学 +3 位作者 郑和祥 畅利毛 韩再慧 杜思澄 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期264-272,共9页
为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响,设置3种灌溉模式(常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉)和4个氮肥梯度(0、85、110、135 kg/hm^(2)),探究了水稻产量、土壤碳氮磷含量及其化学计量比和层化率对不同水氮... 为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响,设置3种灌溉模式(常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉)和4个氮肥梯度(0、85、110、135 kg/hm^(2)),探究了水稻产量、土壤碳氮磷含量及其化学计量比和层化率对不同水氮管理模式的响应规律。结果表明:与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式下,水稻通过形成足量大穗提高库容,小幅增加结实率,从而显著提高产量(P<0.05)。稻田土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)含量随土层深度增加而降低,施氮处理可显著提升SOC、STN含量并降低STP含量(P<0.05)。与浅湿灌溉和控制灌溉相比,常规淹灌模式增加SOC、STN含量,而与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式增加STP含量。土壤C/N随施氮量增加而降低,土壤C/P、N/P随施氮量增加而升高,施氮能提升不同土层平均C/N层化率,降低C/P、N/P层化率。相比常规淹灌,控制灌溉模式能提升不同土层SOC、STP含量层化率,在一定程度上说明控制灌溉模式下配施适宜氮肥可以改善土壤质量。综合考虑,本研究中控制灌溉模式配施110 kg/hm^(2)氮肥为最优水氮管理方式。 展开更多
关键词 水稻 黑土区 水氮管理 土壤 碳氮磷 化学计量比
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物体区域信息引导下的RGB-D场景3D目标检测
8
作者 缪永伟 单丰 +2 位作者 杜思澄 王金荣 张旭东 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2023年第S02期183-190,共8页
针对室内场景RGB-D数据的3D目标检测是图形学与三维视觉中的重要问题。针对RGB-D场景中3D目标检测对复杂背景的适应性较差、目标检测中难以有效利用物体区域信息及场景点云特征信息等缺陷,基于物体区域信息引导,提出一种融合全局和局部... 针对室内场景RGB-D数据的3D目标检测是图形学与三维视觉中的重要问题。针对RGB-D场景中3D目标检测对复杂背景的适应性较差、目标检测中难以有效利用物体区域信息及场景点云特征信息等缺陷,基于物体区域信息引导,提出一种融合全局和局部点云特征并排除背景干扰的3D目标检测框架。该框架以场景RGB-D数据作为输入,首先提取彩色图像中待检测目标对象2D区域并为对象进行粗分类,再将对象区域二维边界框提升到三维斜锥体区域并转化形成点云数据;然后在斜锥体点云上利用物体区域分类信息进行特征提取,并利用特征变换与最大池聚合操作将点云全局特征和局部特征有效融合;接着利用融合特征以预测各采样点与前景背景相关程度的概率分数,依据此概率分数分割场景前景点与背景点,并通过场景背景点剔除以形成屏蔽性点云;最终在屏蔽性点云中投票产生物体中心点并借助物体区域信息提出建议及3D目标预测,此外,还加入了一个角点损失,对边界框精度进行优化。针对SUN RGB-D数据集进行网络训练,实验结果表明,与传统方法相比,所提框架的目标检测结果准确率得到有效提升,同一评估指标下的点云目标检测准确率达到59.1%,并且在强遮挡或稀疏采样点区域下亦能够精确估计三维物体的边界框。 展开更多
关键词 3D目标检测 前景点云提取 点云分割 RGB-D 区域信息
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