生物炭基产品及其对土壤培肥改良效应的研究进展

生物炭疏松多孔,具有很强的吸附和抗分解能力,其在农业中的应用不仅实现了秸秆资源的有效利用,还对改良土壤、减少化肥使用、增强土壤固碳能力和降低温室气体排放具有重要意义。然而,生物炭直接用作肥料时,由于其养分含量相对较低,运输和储存成本较高,加之易引起粉尘污染等问题,限制了其在农业中的广泛应用。近年来,将生物炭作为载体或特定功能组分,开发新型土壤培肥改良产品及配套技术,成为推动可持续农业发展的重要方向。通过养分合理组配和控制释放,生物炭基产品不仅能改善土壤结构、提高养分利用率,还能缓解土壤障碍、改善作物生长条件,已成为当前本领域研究热点。本文综述了生物炭基产品的类型、制备工艺、性能评价和在土壤改良与培肥中的应用,指出其对提升土壤质量、促进作物增产和环境保护具有显著效果,未来需加强新材料和技术研发,完善检测标准,加快示范推广,并关注其长期应用的生态环境效应。

施用生物炭对东北大豆草甸土理化性质及腐殖质组分的影响

为评价生物炭添加对土壤理化性质、腐殖质及其腐殖化程度的改良效果,以生物炭田间定位试验为基础,设置4个处理:空白对照(CK)、常规施肥(NPK)、单施生物炭(B1)和化肥配施生物炭(NPK+B1),通过连续2年的田间试验,研究了生物炭添加对土壤理化性质和土壤胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)以及大豆产量的影响。结果表明:施用生物炭可短期内有效提高土壤养分,增加土壤中腐殖物质含量,提高稳定性,并改善土壤质地,提高大豆产量。其中与CK相比,B1和NPK+B1处理的土壤理化性质提升效果较为明显,电导率(EC)提高3.50%—98.99%、有机碳(OC)含量提高18.01%—23.18%、碱解氮(AN)含量提高23.48%—37.15%、全氮(TN)含量提高14.93%—25.37%、有效磷(AP)含量提高8.33%—110.16%、全磷(TP)含量提高10.00%—45.00%、速效钾(AK)含量提高6.61%—20.76%、全钾(TK)含量提高13.24%—30.74%、大豆产量提高了54.34%—90.36%。与NPK处理相比,NPK+B1处理土壤HA、FA和HM含量分别提高了38.62%、26.76%和16.45%。且通过相关性分析和主成分分析表明,土壤pH、EC、AK、TK、TP、AN、TN、OC和大豆产量与腐殖质存在显著的正相关关系。因此,化肥配施生物炭处理可有效改善土壤理化特性,提高土壤腐殖质组分含量,为克服大豆连作障碍,提高大豆生产能力提供理论和技术支撑。

水稻新株型创造与超高产育种(英文)

水稻单产水平在经历了矮化育种和杂种优势利用两次大的飞跃后 ,已有相当长一段时间停滞不前。第三次产量突破将产生于理想株型与优势利用相结合的超高产育种。研究结果表明 ,增加生物产量是获得超高产的物质基础 ,优化产量结构是实现超高产的先决条件 ,利用籼粳稻亚种间杂交或地理远缘杂交创造新株型和强优势 ,再通过复交或回交优化性状组配是选育超高产品种的有效途径。根据这一理论与方法 ,中国北方已经创造出新株型优异种质 ,并育成了直立大穗型超高产粳稻新品种 ,在北方寒地稻作生态区产量已达到 12～ 13t· ha-1。这些品种的最大特点是直立或半直立大穗型 ,生物产量高。从光合作用与物质生产角度看 。

长期施用生物炭对棕壤养分及腐殖质组分的影响

【目的】研究长期施用生物炭对棕壤养分含量及腐殖质组分含量的影响,为评价生物炭在提高土壤肥力水平和调控土壤腐殖质组成及稳定性方面的长效作用提供科学依据。【方法】以生物炭田间定位试验为基础,采用随机区组设计,设置4个施炭量处理:0(CK)、15.75 t·hm^(-2)(BC1)、31.50 t·hm^(-2)(BC2)和47.25 t·hm^(-2)(BC3),分别测定生物炭施用4年和8年后土壤有机碳(SOC)、氮磷钾速效养分、氮磷钾全量养分以及土壤富里酸(FA)、胡敏酸(HA)和胡敏素(HM)含量。【结果】施用生物炭可提高SOC含量,BC1、BC2、BC3处理SOC含量较CK处理提高了37.35%—72.97%。施用生物炭显著提高了土壤速效钾(AK)含量,与CK处理相比,BC1、BC2和BC3处理土壤AK含量较CK处理分别提高了11.67—14.00、19.33—22.33和12.33—35.33 mg·kg-1。施用生物炭对土壤全氮(TN)、碱解氮(AN)、全磷(TP)、速效磷(AP)和全钾(TK)含量影响不大(除个别处理)。施用生物炭显著提高了土壤HA、可溶性腐殖质(HE)和HM含量。与CK处理相比,BC1、BC2和BC3处理土壤HA含量分别提高了39.68%—40.91%、30.91%—50.79%和34.55%—57.14%。BC1、BC2和BC3处理土壤HE含量较CK处理分别提高18.02%—29.74%、16.81%—30.48%和15.92%—24.91%。与CK处理相比,BC1、BC2和BC3处理土壤HM含量分别提高了48.39%—58.94%、13.57%—89.23%和82.36%—105.82%。施用生物炭4年后对土壤FA含量无显著影响,但施用生物炭8年后显著提高了土壤FA含量,BC1、BC2和BC3处理较CK处理分别提高了22.01%、30.19%和18.24%。在2016年,各施炭处理提高了土壤HA/HE和HA/FA,但降低了HE/HM,但在2020年,仅BC1处理显著提高了土壤HA/FA,BC3处理显著降低了HE/HM。通过冗余和相关分析表明,SOC、TK、AK、TP和AP与腐殖质组分含量存在显著的正相关关系;SOC和TK与土壤腐殖质的稳定性呈显著正相关关系,但土壤SOC、AK、TP和AP与土壤腐殖质的活性呈显著负相关关系。【结论】长期施用生物炭可改善土壤养分状况,主要表现在提高SOC和AK含量;长期施用生物炭可提高土壤腐殖质组分的含量,主要表现在提高土壤HA和HM含量,但对土壤腐殖质稳定性的影响会随时间推移被减弱;土壤养分含量与土壤腐殖质组分含量及稳定性存在显著正相关关系。

水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响(英文)

研究了水稻不同穗型对冠层特征及群体光分布和物质生产的影响。结果表明,水稻不同穗型群体在光分布、消光系数、冠层形成与发展,以及干物质生产速率等方面存在明显差异。与半直立或弯曲穗型群体相比,在叶面积指数相同情况下,直立穗型群体的消光系数低,群体内部光分布比较均匀。因此,在叶面积较大时,直立穗型群体的干物质生产和产量高于半直立或弯曲穗型群体。但在叶面积指数较小时,弯曲穗型群体的光吸收量相对较多,更有利于群体光能利用和物质生产。此外,本文还讨论了群体辐射吸收量和群体生产率的关系以及不同穗型品种对氮素的反应。

北方粳型稻超高产育种理论与实践

从育种理论、育种技术及育种实践等方面,综合评述了中国北方粳型稻超高产育种研究进展与前景,认为培育和推广超级稻是继株型育种和杂交稻之后,提高北方粳稻综合生产能力,实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。在“利用籼粳稻杂交创造新株型和强优势,通过复交优化性状组配,聚合有利基因,选育理想株型与优势利用相结合的超级稻”育种理论与技术路线确立之后,北方粳型超级粳稻在常规育种方面已取得重大突破,成功地培育出一批优质抗病的超级稻新品种并已广泛应用于生产,如沈农265、沈农606、吉粳88等。与常规超级稻育种相比,超级杂交粳稻育种研究进展则相对较缓慢。这一方面是由于北方气候与生态条件的限制,另一方面是育种技术相对落后。解决优势与生育期的矛盾、产量与品质的矛盾以及提高制种产量等问题,仍然是北方超级杂交粳稻育种所面临的严峻挑战。本文还讨论了与粳型超级稻育种有关的生理和遗传问题。

不同株型粳稻品种的冠层特征和物质生产关系的研究

对不同株型粳稻品种的冠层特征与群体物质生产和产量的关系进行了研究。结果表明,品种的株型不同,对肥力的反应不同,冠层发展动态和干物质生产速度亦有明显差异。表现为随着肥力水平的提高,不同株型品种间抽穗前叶面积增长速度的差异减小,抽穗后叶面积衰减速度的差异增大。抽穗期的LAI与抽穗后群体干物质生产速度和产量之间呈二次曲线回归关系,获得最高产量的最适LAI与获得最大干物质生产速度的最适LAI基本上是一致的。抽穗后群体干物质生产速度与产量之间亦呈现出极显著的正相关。

农用生物炭研究进展与前景

生物炭以其良好的解剖结构和理化性质,广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景,成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文综合分析、评述了生物炭在土壤、作物、农田生态系统等领域应用的主要研究进展及其未来保障中国粮食安全的重要意义,从低碳、循环、可持续视角,客观、辩证地探讨了生物炭在农业上的应用价值及其产业化发展前景。生物炭在修复土壤障碍,提升耕地生产性能和作物生产能力,促进农业可持续发展和保障国家粮食安全等方面具有重要现实意义和应用价值,本文结合中国国情,提出了进一步深入研究与开发生物炭产业的方向与建议,旨在为中国生物炭产业的健康发展提供参考。

我国粳稻生产现状及发展趋势

对中国粳稻生产现状和发展趋势进行了分析与讨论,认为北方粳稻生产承载着全国人民“口粮安全”和社会稳定的历史重任。千方百计地发展北方粳稻生产,增加粳稻总产量已势在必行。但从目前北方粳稻生产形势看,靠扩大水稻种植面积来提高总产量的潜力已很有限,惟一出路是依靠科技进步提高单产。通过育种手段开发推广超级稻,提高品种的生产潜力,以及通过栽培手段改造中低产田,实现大面积均衡增产,是近期大幅度增加粳稻总产量的有效途径。此外,还对直接影响中国粳米市场走势的东北稻区水稻生产发展战略进行了讨论。

水稻叶片气孔密度与气体扩散阻力和净光合速率关系的比较研究

气孔密度和气体扩散阻力存在着极显著的类型间和品种间差异。一般籼稻的气孔密度大于粳稻,气体扩散阻力则小于粳稻,通过籼粳稻杂交育成的品种表现为中间型。气孔密度与气体扩散导度和净光合速率之间呈极显著的正相关,与比叶重呈显著的负相关,与单叶面积的相关不显著。籼稻品种较高的光合速率主要来自其大的气孔密度和低的气体扩散阻力。如果通过籼粳稻杂交将籼稻气孔密度大、气体扩散阻力低的特性与粳稻比叶重大的特点适当结合在一起,将有可能获得较高的净光合速率。

水稻超高产育种——从理论到实践

自20世纪80年代初提出并开展水稻超高产育种研究以来 ,经过20年的努力 ,已在超高产育种理论研究、新株型优异种质创制和超高产育种实践等方面取得重大突破。(1)确立了利用籼粳稻亚远缘或地理远缘杂交创造新株型和强优势 ,再通过复交或回交优化性状组配 ,聚合有利基因 ,并使理想株型与优势相结合 ,培育超高产品种或超级杂交稻的理论与技术路线 ;(2)创制出一批新株型育种材料 ;(3)育成了常规超级稻沈农265和沈农606,超级杂交稻两优培9和协优9308,大面积试种示范平均单产已超过12t·hm-2,并实现了超高产与优质的结合。

水稻超高产育种研究进展与前景

对水稻超高产育种理论研究与育种实践的发展历史、现状及发展趋势进行了综合评述。认为重塑株型、利用亚种间杂交优势、使株型与优势相结合是当前水稻超高产育种的主要方向。新株型的共同特点是株高增加；分蘖数减少，成穗率提高，大穗；生物产量与经济系数并重。实践证明，通过籼粳稻亚种间杂交或地理远缘杂交创造中间材料或特异种质资源，经回交或复交进行优化性状组配，是选育超高产品种切实可行的途径。

中国超级稻育种研究进展与前景

综合评述了中国超级稻育种研究进展与前景,认为培育和推广超级稻,是继株型改良和杂交稻育种之后,提高水稻综合生产能力,实现水稻单产水平进一步提高的重要途径。在"利用籼粳稻杂交创造新株型和强优势,通过复交优化性状组配聚合有利基因,选育理想株型与优势利用相结合的超级稻"育种理论与技术路线确立之后,在常规超级稻育种和超级杂交稻育种两方面都已取得重大突破,成功地创造出一批新株型优异种质,培育出一批优质抗病的超级稻新品种和新组合。这些超级稻新品种、新组合已广泛地应用于水稻生产实践,并已取得较好的增产效果。

北方粳型超级稻育种的理论与方法

以沈阳农业大学水稻研究所近20年来从事超级稻育种研究所取得的成果为主线,从基本理论、育种技术及新品种选育等方面,综合评述了北方粳型超级稻育种的理论与方法,并讨论了与粳型超级稻有关的生理和遗传问题,指出开发推广超级稻是提高北方粳稻综合生产能力、实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。

生物炭与农业环境研究回顾与展望

本文综合分析、评述了生物炭在农业环境领域应用的主要研究进展,从生态安全和可持续发展视角,探讨了生物炭对农业生态环境系统的重要影响和潜在价值,并对其应用前景进行了客观、深入、综合的分析。认为生物炭在治理农业面源污染、提升耕地质量、修复重金属污染农田、应对气候变化、维持和稳定农业生态系统功能及保障农业环境安全等方面具有重要意义和应用价值。结合我国农业发展现状,提出了未来生物炭在农业环境领域的研究方向和发展重点,旨在为生物炭的应用及产业化发展提供参考。

水稻超高产育种研究进展与前景

水稻单产经历了由矮化育种和杂交稻带来的两次飞跃以后 ,长时间停滞不前。研究表明 ,以籼粳稻亚种间强优势利用与理想株型相结合为主要特征的超高产育种 (即超级稻 ) ,正孕育着单产水平的第 3次突破。基本理论与技术路线是增加生物产量 ,优化产量结构 ,利用籼粳稻亚远缘杂交或地理远缘杂交创造新株型和强优势 ,通过优化性状组配使理想株型与优势相结合。按照这一理论与技术路线 ,已经成功地创造出一批新株型优异种质 ,并育成了单产 12～ 13t/hm2 的超级稻。

水稻超高产育种的理论与实践

对国内外水稻超高产育种研究历史、现状和发展趋势进行了综合分析与评述,认为水稻单产水平已经历了由矮化育种和杂种优势利用带来的两次大的飞跃.进一步高产,难度将越来越大.第三次单产水平的飞跃将产生于以理想株型与优势利用相结合为导向的超高产育种.实践证明,利用籼粳稻亚种间杂交或地理远缘杂交创造株型变异和强优势,再通过优化性状组配将二者结合起来,是选育新株型超高产品种或杂交稻行之有效的途径.本文还简要介绍了北方粳稻超高产育种研究的进展情况.

北粳南引研究的进展与前景

北粳南引存在的主要问题是因生态条件不同植株繁茂性差、生长量不足、生育期不适合当地需要、抽穗开花期不耐高温、结实率偏低和脱粒困难。多年来北粳南引的重新研究结果表明，改用灿粳稻杂交育成的、适应性强的新型粳稻是解决上述问题的有效途径，并已使北粳南引获得历史性的成功。沈阳农业大学稻作研究室所选育的代表品种中粳５６４在安徽江淮稻区作中稻，不仅生育期适宜，繁茂性好，而且像籼稻一样容易脱粒。因此，北粳南引的成功，标志着在水稻引种理论与实践上都取得了重大突破性进展，为安徽江淮稻区乃至长江流域的籼改粳打开了新局面，为我国籼粳稻杂交育种研究开辟了更为广阔的应用领域。

稻叶气孔性状研究新方法

在对观测植物叶片的各种方法进行比较研究的基础上 ,探索出专用于水稻叶片气孔性状观测的“脱硅刮制法”。该方法通过对材料的固定、脱硅、刮制、染色和透明 ,最终做成可永久保存的封藏片。用该方法研究稻叶气孔性状 ,具有图像清晰 ,观测结果准确等优点 ,并可通过显微摄影直接在照片上观测气孔大小、密度及排列方式 ,使原本麻烦的稻叶气孔性状观测变得简单易行。

水稻理想株型的研究

在大田试验和盆栽试验条件下,对不同株型品种的叶面积与干物质生产速度,消光系数和穗型与群体光分布,叶绿素含量、比叶重和含氧量的品种间差异及其与产量性状的关系,气孔密度和气体扩散阻力的类型间、品种间差异及其与光合速率的关系,源库关系等问题进行了广泛的、综合的研究,旨在从水稻生理学角度阐明高产水稻品种应具备的株型特点及选育理想株型品种应注意的问题。1