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Effect of Slow-release Nitrogen Fertilizer on Rice Yield and Fertilizer Utilization Efficiency in Jiangsu Province
ZHANGJie, SHAOWenqi, MaHongbo, CHENChuan, ZHANGAnkang, LIChuanzhe
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (8) : 104-109.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effect of Slow-release Nitrogen Fertilizer on Rice Yield and Fertilizer Utilization Efficiency in Jiangsu Province
This study aims to clarify the yield-increasing and efficiency-improving effects of slow-release nitrogen fertilizer in rice fields of Jiangsu Province, providing theoretical basis for reducing fertilizer application while increasing rice production in this region. A total of five treatments with respective basal dressing and top dressing were set up in the study, including ordinary urea + ordinary urea (T1), ordinary compound fertilizer + ordinary urea (T2), ordinary urea + slow-release urea (T3), slow-release urea + ordinary urea (T4), and slow-release urea + slow-release urea (T5). We examined the effects of different treatments on soil physicochemical properties, rice yield, and fertilizer utilization efficiency, using 'Nanjing 5718' as the test variety. The results indicated that applying slow-release nitrogen fertilizer significantly increased the content of total N and alkali-hydrolyzable N in the soil and improved the chlorophyll content and plant height of rice, thereby improving crop yield and N fertilizer utilization efficiency. The optimal treatment was T5, which applied slow-release N fertilizer to both basal dressing and topdressing, contributing to rice yield of 9562.01 kg/hm2 and N fertilizer utilization efficiency of 45.48%. The values were 25.1% and 20.3% higher than those with only ordinary urea (T1), and 23.3% and 22.4% higher than those with compound fertilizer + ordinary urea (T2), respectively. All the results indicated that slow-release nitrogen fertilizer had significant yield-increasing and efficiency-improving potential in rice production in Jiangsu.
slow-release urea / soil physiochemical properties / rice yield / fertilizer use efficiency
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水稻是江苏第一大粮食作物,与稻米加工业产业关联度高,是农业现代化的重要标志,肩负着农民增收、农业增效和建设粮食产业强省的重任。文章分析了江苏省稻米加工业发展现状与优势、问题与不足,并提出现阶段江苏稻米加工业高质量发展的对策建议。
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Rice has a huge impact on socio-economic growth, and ensuring its sustainability and optimal utilization is vital. This review provides an insight into the role of smart farming in enhancing rice productivity. The applications of smart farming in rice production including yield estimation, smart irrigation systems, monitoring disease and growth, and predicting rice quality and classifications are highlighted. The challenges of smart farming in sustainable rice production to enhance the understanding of researchers, policymakers, and stakeholders are discussed. Numerous efforts have been exerted to combat the issues in rice production in order to promote rice sector development. The effective implementation of smart farming in rice production has been facilitated by various technical advancements, particularly the integration of the Internet of Things and artificial intelligence. The future prospects of smart farming in transforming existing rice production practices are also elucidated. Through the utilization of smart farming, the rice industry can attain sustainable and resilient production systems that could mitigate environmental impact and safeguard food security. Thus, the rice industry holds a bright future in transforming current rice production practices into a new outlook in rice smart farming development. |
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氮素是植物生长发育中至关重要的营养元素,对玉米器官建成和产量形成具有重要影响。本文围绕近年来缓/控释氮肥在玉米生产中的应用展开综述,通过探讨缓/控释氮肥输入对土壤氮素库、酶活性、玉米产量和生物量、氮素吸收利用的影响及环境效应,旨在为今后简化玉米生产、提高氮肥利用效率及玉米专用缓/控释氮肥研发应用提供理论依据和技术支撑。研究发现,缓/控释氮肥对不同玉米生产群体土壤氮素库平衡和部分土壤酶活性有积极影响;不同类型缓/控释氮肥对不同区域的玉米生物量与产量均有影响,其效果受土壤肥力水平、施氮方式及不同氮素类型配施比例等因素影响;缓/控释氮肥输入可以一定程度提高玉米植株氮素积累量和氮素利用效率,但输入类型、施用深度和配比等均会对其产生不同影响;缓/控释氮肥的缓释特性还能够减少氮素各种形式的损失,对于降低氮素对生态环境的污染有积极作用。综上所述,合理的缓/控释氮肥输入可以提升土壤的供氮能力,减少氮素损失,提高氮肥利用效率,对玉米产量和品质提升也有积极作用,同时很大程度上减少农业生产中的环境污染。目前对于缓/控释氮肥在玉米生产中的应用已有较多研究,但还有一些科学问题需要深入观察和分析:1)玉米复合群体中缓/控释氮肥的应用效果研究较少,需加大缓/控释氮肥在更多玉米复合群体应用中的研究及明确其影响机理;2)玉米生长环境对缓/控释氮肥输入的响应还不明确,应进一步研究缓/控释氮肥输入长期效应及其释放与玉米生长环境的适应性;3)旱作和灌溉条件下玉米缓/控释氮肥输入的不同效应尚不清楚,可加强旱作和灌溉条件下缓/控释氮肥输入对玉米生长和氮素吸收利用影响的研究;4)缓/控释氮肥包膜残留对玉米生长和环境的效应研究也较少,应深入研究不同缓/控释氮肥的残膜对玉米不同时期不同器官生长和环境效应的影响。
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在簇生稻与粳稻日本晴杂交后代 F8 世代中发现一个能稳定遗传的浅绿叶色突变体（ pgl， pale green leaf）。与野生型相比，突变体 pgl 株高、剑叶宽、主穗粒数和千粒重均显著下降。从幼苗开始，突变体 pgl 叶片都表现为浅绿色。在苗期和抽穗期突变体叶片的叶绿素含量都极显著低于野生型，其中叶绿素 b 的含量极低，仅为 0.002~0.003 mg/g，突变体 pgl 表现为叶绿素 b 的缺失。在分蘖期与齐穗期，突变体 pgl 的净光合作用速率与野生型相当。叶绿体超微结构观察表明突变体 pgl 的叶绿体基质片层和堆叠层数较少。遗传分析发现浅绿叶色表型由一对隐性细胞核基因控制。采用 BSA 法，通过全基因组SNP 芯片分析，浅绿叶色基因 pgl 被定位于水稻第 10 染色体上的 22806614~23000408 区间，与 R1022900951CA 标记紧密连锁。突变体 pgl 与另外 3 个浅绿叶色突变体（ W1、 Y406 和 Y45）的等位性检测结果表明浅绿叶色基因 pgl 与突变体 W1 的浅绿叶色基因为等位基因。对 pgl 的候选基因 LOC_Os10g41780（ 叶绿素 a 加氧酶， chlorophyll a oxygenase）的序列比对发现，在突变体 pgl 中， LOC_Os10g41780 在第 2507 和 3136 位碱基处分别发生 1 个 T 的缺失和 T 变成 C 的替换。分析发现，第3136 位碱基位于第 9 外显子内，其碱基 T 变 C 的替换导致其编码的精氨酸变成色氨酸。本研究鉴定的突变体 pgl 和 W1 为LOC_Os10g41780 的新变异，为阐明浅绿叶色形成的分子机理和光合作用机理的研究提供了特异资源。
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缓控释氮肥作为一种新型肥料，兼顾增产和环境友好两大特点，在提高水稻产量与氮素利用率以及缓解环境污染方面展现出了显著优势。在前人研究基础上，总结了缓控释氮肥的概念、分类、不同缓控释氮肥作用机理，及缓控释氮肥在水稻生产上形成的不同施肥技术的特征及其效果，如缓控释氮肥一次性施肥、与速效尿素混合一次性基施、不同的缓控释氮肥相互混合一次施用，以及与速效尿素分次施用的施肥技术。介绍了缓控释氮肥不同施用技术对水稻产量形成的影响，以及施用缓控释氮肥对土壤和大气环境的影响。明确缓释氮肥在水稻生产应用中的优势，进一步指出缓控释氮肥在水稻生产应用中存在的问题并且提出相关建议，为推动缓控释氮肥在水稻生产上的广泛应用提供一定的参考依据。
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