小龙虾扰动下水稻秸秆腐解及养分释放和表面结构变化特征

为探究持续泡水条件下小龙虾参与水稻秸秆腐解过程与特征,完善稻虾模式水稻秸秆还田技术、实现秸秆资源的高效利用及农田可持续发展,采用自制尼龙网箱法,在稻虾环沟模式的养殖沟内,以不养虾为对照,模拟研究小龙虾扰动下水稻秸秆的腐解特性、养分释放特征及其表面微观结构变化特点。结果显示,无论是否有小龙虾参与,水稻秸秆各时段平均腐解率表现出快—慢—快—慢—快的特点;150d及以前,有虾处理与无虾处理各时段腐解量、累计腐解率和各时段平均腐解率差异均不显著,180d及以后各指标均表现为有虾处理显著高于无虾处理,至210d时,有虾处理水稻秸秆累计腐解率达85.67%,比无虾处理高出12.35百分点。秸秆养分累积释放率均表现为K>P>N;150 d及以后,有虾处理N累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,180 d及以上,有虾处理P累积释放率和总养分累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,至210 d,有虾处理K累积释放率表现出高于无虾处理的趋势。120d及以后,有虾处理的秸秆表面结构受破坏程度明显大于无虾处理。结果表明,稻虾环沟模式下,小龙虾扰动能增加中后期水稻秸秆表面微观结构的受破坏程度,促进后期水稻秸秆腐解和养分释放。

水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响

通过探索水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响,为该模式下水稻水分管理和土壤改良提供科学依据。在水稻直播和机插两种种植方式下,分别设置以水稻分蘖后期和成熟期两次重晒田等措施为主的水分优化管理处理、以水稻分蘖后期和成熟期两次轻晒田等措施为主的水分常规管理处理,于湖北省潜江市采用田间定位试验开展研究。结果表明,在水稻直播和机插条件下,水分优化管理相对于常规管理平均增产率分别为8.5%和9.4%,增产效果均达到显著水平。相对于常规管理,水分优化管理对水稻有效穗数和每穗粒数的正效应大于结实率和千粒质量。水稻分蘖后期,水分优化管理相对于常规管理0~10 cm土层亚铁含量下降40.8%~41.8%,0~20 cm土层还原性物质总量下降45.1%~46.4%;与分蘖后期相比,水稻收获后0~20 cm土层亚铁和还原性物质总量总体呈下降趋势。由此表明,稻虾共作模式下分蘖后期和成熟期两次重晒田等水分优化管理措施能够显著增加水稻产量,缓解土壤潜育化程度。

稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体特征及有机碳分布的影响

为研究长期稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体数量、稳定性以及土壤团聚体有机碳含量、分布的影响,本研究依托始于2014年的长期定位试验,设置冬泡无秸秆还田(W)、冬泡+秸秆还田(WS)和冬泡+秸秆还田+养虾(WSC)3个处理,采集各处理表层土壤样品,分析土壤团聚体及有机碳分布特征。结果表明:土壤水稳性团聚体以>1~2 mm粒级为主,在冬泡条件下秸秆还田处理显著提高了土壤中>2 mm团聚体比例、有机碳含量和有机碳贡献率,且增加了土壤团聚体平均质量直径;相对于冬泡+秸秆还田处理,冬泡+秸秆还田+养虾处理土壤>2 mm和>1~2 mm团聚体比例显著提高了19.8%和6.5%,而0.053~0.25 mm团聚体比例则显著下降了9.2%,且>0.25 mm的团聚体数量、平均质量直径和几何平均直径分别提高了7.8%、20.6%和37.5%。冬泡+秸秆还田+养虾处理的土壤总有机碳、微生物量碳和颗粒有机碳含量较冬泡+秸秆还田处理分别显著提高了6.2%、34.0%和23.1%,且显著提高了<0.25 mm团聚体中有机碳的含量。研究表明,稻虾共作模式下克氏原螯虾养殖促进了土壤大团聚体的形成,增强了团聚体稳定性,增加了土壤有机碳及活性组分含量,尤其提高了微团聚体中有机碳含量,提升了土壤固碳能力。

球形赖氨酸芽孢杆菌WH07对潜育化水稻土的改良效果和土壤微生态的影响

为建立潜育化稻田微生物改良技术,采用MWMM(modified wolfe’s mineral medium)培养基富集微好氧FeOB,结合16S rRNA测序等技术鉴定菌株种类,分别采用100 mL 10^(6)(T1)、10^(7)(T2)、10^(8)(T3)CFU/mL菌株发酵液处理潜育化水稻土,评价菌株对潜育化水稻土壤的还原性物质、土壤养分、氮循环功能基因丰度和水稻秧苗生长的影响,并利用16S rRNA高通量测序技术评价该菌株对土壤微生态的影响。结果显示:筛选到的对Fe^(2+)具有较强氧化作用的FeOB为球形赖氨酸芽孢杆菌WH07(Lysinibacillus sphaericus WH07);相比于CK,土壤氧化还原电位(Eh)显著提高(P<0.05),并由负电位转为正电位;T1、T2、T3处理土壤还原性物质总量分别减少26.47%、41.53%、53.19%,亚铁含量分别减少0.37%、21.50%、50.09%,亚锰含量分别减少7.84%、21.57%、37.25%。土壤碱解氮含量分别显著增加15.50%、27.38%、48.90%(P<0.05),速效磷分别显著增加12.52%、17.34%、27.38%(P<0.05),速效钾分别显著增加11.56%、17.20%、19.34%(P<0.05),有机质分别显著增加8.66%、22.22%、45.05%(P<0.05),pH显著分别增加3.40%、8.94%、16.99%(P<0.05)。土壤AOAamoA基因丰度分别增加11.94%、14.68%、33.83%,nosZ基因丰度分别增加42.97%、75.78%、118.75%,nifH基因丰度分别增加38.29%、51.05%、216.13%,UreC基因丰度分别增加16.74%、54.51%、60.94%。水稻株高分别增加5.44%、10.98%、36.00%,叶龄分别增加10.21%、23.42%、36.94%,鲜质量增加分别12.61%、22.52%、28.38%,白根数分别增加10.14%、32.92%、46.81%。土壤微生物多样性指数Chao1和Shannon指数相比于CK均显著降低(P<0.05)。门水平上相对丰度前10的土壤细菌中,有8个显著下调(P<0.05),如Proteobacteria等、2个(Bacteroidetes和Firmicutes)显著上调。在相对丰度前50的属中,3个处理分别有20、19、22个属显著上调(P<0.05),包括Macellibacteroides等6个FeOB;25个属在3个处理中均显著下调(P<0.05),包括MBNT15等4个铁还原菌。调控网络分析显示菌株WH07潜在地与FeOB协同改善土壤理化性质和生物活性,最终促进了秧苗生长。结果表明,应用菌株WH07显著改善了潜育化水稻土壤理化性质,改变了土壤微生物群落结构和功能。

不同增氧剂释氧对潜育化土壤还原性物质的消减效果

本研究以市售增氧剂为材料,潜育化稻田土壤为研究对象,采用水培试验和土壤培养试验相结合的方法,探讨不同增氧剂的释氧特征、包膜与不包膜增氧剂掺混配比,对不同潜育化程度稻田土壤还原性物质和氧化还原电位的影响。水培试验设置21个处理,测定水体溶解氧,土壤培养试验设两种不同潜育化程度土壤,5种不包膜:包膜掺混比例,共24个处理,测定土壤氧化还原电位和还原性物质,以期为潜育化稻田土壤改良提供理论依据。结果表明:市售增氧剂以过氧化钙2~3 mm和过氧化尿素3~5 mm处理效果最好,过氧化钙和过氧化尿素均能降低土壤还原性物质含量提高氧化还原电位。因此,过氧化钙和过氧化尿素对还原性物质的消减各有优势,其中不包膜:包膜比例以3:7效果最好。

长期稻虾共作模式下氮肥运筹对直播水稻养分吸收和产量的影响

以水稻单作模式为对照,研究长期稻虾共作模式下不同氮肥运筹处理(氮基肥分别占50%、40%、30%、20%、0及不施氮肥)对直播水稻养分吸收和产量的影响,为稻虾共作模式下水稻的高产、优质、高效、生态栽培提供技术支撑。结果表明,长期稻虾共作模式下氮基肥比例为20%和0、水稻单作模式下氮基肥比例为30%和20%,均有利于水稻对氮、磷、钾的吸收;在相同氮肥运筹方式下,稻虾共作模式较水稻单作模式能大幅促进水稻对氮、磷、钾的吸收。长期稻虾共作模式下氮基肥比例降至20%及以下,水稻单作模式下氮基肥比例降至30%及以下时,水稻产量显著高于其他处理,且主要是通过有效穗数和结实率的增加来实现的;长期稻虾共作模式的水稻产量较水稻单作模式提高,平均提高11.1%,主要是通过有效穗数的增加来实现的。随氮基肥比例的下降,2种模式下水稻氮肥偏生产力、农学效率、表观利用率、贡献率总体与产量变化趋势一致;长期稻虾共作模式较水稻单作模式能较大幅度提高氮肥偏生产力和氮肥表观利用率,平均提高9.5%、21.3%,但降低氮肥农学效率和氮肥贡献率。综上,长期稻虾共作模式下推荐氮基肥比例为20%和0。

两种豆科绿肥对克氏原鳌虾生长及虾肉品质的影响

【目的】探明光叶紫花苕子(Vicia villosa Rothvar)和箭筈豌豆(Vicia sativa L.)这两种豆科绿肥饲料添加对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)生长性能及虾肉品质的影响。【方法】用五种饲料处理组(T1组,光叶紫花苕子;T2组,箭筈豌豆;T3组,专用饲料;T4组,光叶紫花苕子+专用饲料;T5组,箭舌豌豆+专用饲料)饲喂克氏原螯虾60 d后,分析豆科绿肥添加对其生长性能、理化性质和组织结构的影响。【结果】光叶紫花苕子和箭舌豌豆中蛋白质质量分数为27.80%和25.00%,粗纤维质量分数均为22.60%,天冬氨酸和亮氨酸含量相对较高。饲喂60 d后,与只饲喂专用饲料(T3组)相比,不同组别克氏原螯虾成活率无显著变化(76.7%~80.0%,P>0.05),但T1、T4和T5组增重率分别上升8.13%、32.92%和27.95%,且差异显著(P<0.05),T2组得肉率显著上升9.29%(P<0.05);T4和T5组加压失水率分别显著下降20.6%和18.8%(P<0.05),除T1组L*值下降外,其他组别色泽皆有一定程度上升,T4和T5组的虾肉肌纤维间隙减少,虾肉更加紧密。【结论】相比于单独饲喂专用饲料或豆科绿肥,混合饲喂效果更佳,且箭舌豌豆+专用饲料混合饲喂比光叶紫花苕子+专用饲料混合饲喂的克氏原螯虾生长性能和虾肉品质更佳。

四川省犍为县两种纵卷叶螟幼虫和蛹的寄生蜂种类及发生动态

本研究旨在明确稻显纹纵卷叶螟和稻纵卷叶螟幼虫和蛹寄生蜂种类和优势寄生蜂种类差异,为两种纵卷叶螟的种间竞争机制研究和生物防治提供理论依据。通过采集四川省犍为县两种纵卷叶螟幼虫和蛹,于室内饲养羽化并收集寄生蜂,鉴定寄生蜂种类和调查自然寄生情况。结果显示,稻显纹纵卷叶螟和稻纵卷叶螟幼虫和蛹的寄生蜂种类主要有8种。其中,在两种纵卷叶螟中均发现的寄生蜂为趋稻厚唇姬蜂Phaeogenes sp.,仅在稻显纹纵卷叶螟中发现的寄生蜂为无脊大腿小蜂Brachymeria excarinata(Gahan,1925)、粘虫广肩小蜂Eurytoma verticillata(Fabricius,1798)、黄眶离缘姬蜂Trathala flavo-orbitalis(Cameron,1907)、具柄凹眼姬蜂指明亚种Casinaria pedunculata(Szépligeti,1908)和稻苞虫兔唇姬小蜂Dimmockia secunda(Crawford,1910),仅在稻纵卷叶螟中发现的寄生蜂为棱角肿腿蜂Goniozus sp.和大螟钝唇姬蜂Eriborus terebrans。稻显纹纵卷叶螟的寄生蜂寄生率(0.01%~0.46%)比稻纵卷叶螟寄生率(0.34%~2.07%)低。大螟钝唇姬蜂为稻纵卷叶螟寄生蜂的丰富种且优势度指数最高,但无脊大腿小蜂是稻显纹纵卷叶螟中优势度指数最高的优势种寄生蜂。稻显纹纵卷叶螟的寄生蜂优势种随时间发生变化,7月和9月的优势寄生蜂为无脊大腿小蜂,而8月为趋稻厚唇姬蜂和黄眶离缘姬蜂。但是,10月采集的稻显纹纵卷叶螟没有发现寄生蜂寄生的现象。两种纵卷叶螟虽为近缘种,但二者寄生蜂种类和优势寄生蜂种类存在差异。

长期稻虾共作模式对不同施氮量下直播水稻产量和氮肥利用效率的影响

以水稻单作模式为对照,研究了长期稻虾共作模式对不同施氮量下直播水稻产量及氮肥利用效率的影响,以期明确2种模式下的最佳施氮量。结果表明,相对于水稻单作模式,长期稻虾共作模式水稻产量增加16.3%,且主要是通过增加有效穗数来实现的;长期稻虾共作模式的氮肥偏生产力、氮肥农学效率以及氮肥表观利用率分别提高了15.3%、7.6%和22.7%;采用线性+平台模型确定在长期稻虾共作模式和水稻单作模式下直播水稻氮肥合理用量分别为102.4 kg/hm^2和139.6 kg/hm^2,长期稻虾共作模式的直播水稻合理施氮量较水稻单作模式降低了26.6%。由此可见,长期稻虾共作模式能够大幅增加水稻产量,提高氮肥利用效率。

施氯对烤烟生长及氯在烟株体内分布的影响

盆栽试验结果表明 ,施氯量为 80mg·kg- 1 对烟株纵向生长有利 ,过量则有抑制作用。施氯量为1 60mg·kg- 1 时烤烟干物质积累明显增加 ,过量则明显降低。烟株体内氯的含量和积累量均以叶 >茎 >根 ,不同叶位氯的含量以下部叶 >中部叶 >上部叶 ,而氯的积累量则正好相反 ,为上部叶 >中部叶 >下部叶。烟叶及茎、根氯的含量随施氯量的增加而升高 ,而积累量与施氯量表现为二次抛物线关系。

长期稻虾共作模式下稻田钾素平衡状况及合理施钾量研究

通过田间试验,研究了长期稻虾共作模式和中稻单作模式下农田生态系统钾素的输入、输出特征、平衡状况以及不同施钾量对直播水稻产量和钾肥利用效率的影响。结果表明,稻虾共作模式钾输入总量为134.3kg/hm^(2),主要由化肥、饲料、降雨及灌溉水等带入,分别占输入总量的46.3%、10.3%、5.5%和34.8%;相对于中稻单作模式,稻虾共作模式由饲料和灌溉水输入的钾大幅增加。稻虾共作模式钾输出总量为119.4 kg/hm^(2),主要由水稻籽粒、商品虾、渗漏以及排水带出,分别占输出总量的26.5%、5.0%、41.2%和27.3%,相对于中稻单作模式,以上4种途径钾输出均大幅增加。两种模式下钾表观平衡均出现盈余,且稻虾共作模式系统钾的盈余量低于中稻单作模式。同等施钾量条件下,长期稻虾共作模式的水稻产量、钾肥偏生产力和钾肥利用率较中稻单作模式分别平均提高了14.1%、14.2%和5.6%,且水稻增产主要是通过增加有效穗数来实现的。中稻单作模式和稻虾共作模式施钾量分别达到47.3 kg/hm^(2)(即K_(2)O施用量57.0 kg/hm^(2))和21.6 kg/hm^(2)(即K_(2)O施用量26.0 kg/hm^(2))时能够维持农田生态系统钾素平衡,而K_(2)O施用量分别达到82.2和85.0 kg/hm^(2)时水稻能够获得较高的产量。

不同耕作深度与施肥量对江汉平原稻田土壤紧实度和水稻产量的影响

连续两年(2014—2015年)在湖北省潜江市浩口镇进行大田试验,研究了3个耕作深度和4个施肥水平对稻田土壤紧实度和水稻产量的影响。结果表明,水稻栽插前深耕(30 cm)相对于浅耕(10 cm)和中耕(20 cm)对土壤的扰动较大,但经过整个水稻大田期沉降之后,对表层土壤的紧实度影响很小,能明显降低中层土壤的紧实度,能明显增加下层土壤的紧实度,形成"上松下紧"的结构,但耕作深度对水稻产量没有显著影响。在氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)按1∶0.5∶0.8配比的条件下,用线性+平台模型确定的中稻氮肥最合理用量为156.5 kg/hm2。

黔北烤烟不同起垄及地膜覆盖方式保水效果

采用大田小区试验研究了黔北烤烟不同起垄及地膜覆盖方式的保水效果。结果表明,对于单行垄和双行平垄,全生育期盖膜相对于团棵期揭膜不利于雨水向土壤补充,揭膜与否对烤烟的农艺性状和经济性状影响不明显;对于双行凹垄,全生育期盖膜相对团棵期揭膜有利于水分向垄体内补充,有利于保水,对烤烟的农艺性状和经济性状有明显的促进作用。在团棵期揭膜的条件下,双行平垄保水效果和经济性状表现最好;在全生育期盖膜条件下,双行凹垄的集雨和保水效果最好,其农艺性状和经济性状均明显好于其他起垄方式。

黔北烤烟双行凹垄全生育期地膜覆盖适宜施氮量研究

通过大田小区试验,研究了在双行凹垄全生育期地膜覆盖条件下,肥料N、P2O5、K2O保持1.00∶1.22∶2.73不变时,黔北中等肥力旱地土壤栽培烤烟适宜的施氮量。结果表明,在82.5～105.0kg/hm2的施氮量范围内,增加施氮量能促进烤烟早发,随生育期的推进,不同处理烤烟农艺性状的差异有所缩小。随施氮量的增加,烤烟单位面积产量增加,上等烟率上升,烟叶的单位面积产值和均价均与施氮量表现为二次函数关系。综合而言,黔北中等肥力旱地土壤采用双行凹垄全生育期地膜覆盖栽培烤烟最适宜的施氮量为90kg/hm2。

水稻扬两优6号营养特性与施肥效应研究

通过大田小区试验,在京山县对杂交水稻(Oryza sativa L.)品种扬两优6号进行了营养特性与施肥效应研究。结果表明,在氮、磷、钾养分之间,氮肥对该品种产量影响最大,其次是钾肥,磷肥对该品种产量影响不明显。综合而言,N、P2O5、K2O推荐经济施用量分别为200.0、95.0、165.0 kg/hm2。拔节孕穗期叶片SPAD值受施氮量影响较大,而与施磷量和施钾量无明显关系,该时期叶片SPAD值42.16可以作为该品种合理施氮的判断指标。

粳稻品种WDR129营养特性与施肥效应

通过大田小区试验,在襄阳市对粳稻品种WDR129进行了营养特性与施肥效应研究,基本查明了该品种对氮、磷、钾等养分的吸收规律,该品种N、P2O5、K2O的经济施用量分别为300 kg/hm2、130 kg/hm2、150 kg/hm2左右。

湖北省稻虾共作典型区域水稻施肥现状评价

采用抽样调查法对湖北省稻虾共作典型区域(潜江市)的水稻(Oryza sativa L.)施肥现状进行了综合分析和评价。结果表明,稻虾共作模式水稻氮(N)、磷(P_(2)O_(5))、钾(K_(2)O)的平均施用量分别为135.5、59.5、68.5 kg/hm^(2),相对于基础年份分别减少27.4%、34.2%和32.0%。随共作年限的增加,氮、磷、钾的施用量均表现出下降的趋势;稻虾共作第1~5年氮、磷、钾的施用量相对于上一年分别平均减少8.0%、12.5%和9.6%;共作第6年及以上相对于第5年分别减少6.6%、21.6%和13.1%,相对于基础年份分别减少39.0%、60.2%和48.1%。稻虾共作模式水稻有1/2左右的氮、几乎全部的磷和绝大部分的钾都作为基肥施用;随共作时间的延长,总磷和总钾相对于总氮的比例也表现出下降的趋势。稻虾共作有72.5%~82.1%的农户选择施基肥、分蘖肥各一次的方法,均高于基础年份;稻虾共作有7.1%~27.5%的农户选择施基肥、分蘖肥和穗肥各一次的方法,均低于基础年份的40.0%;稻虾共作6年及以上有10.7%的农户不施基肥,只施分蘖肥和穗肥。

新型肥料在稻虾共作区直播水稻应用效果初探

在江汉平原稻虾共作区,通过田间小区试验研究3种新型肥料对直播水稻产量及养分吸收的影响。结果表明,对于新型包膜氮钾复合肥,在一次性施肥条件下,随包膜肥所占比例的下降,水稻的产量表现出下降趋势,所有包膜肥处理相对于推荐施肥对照均未表现出明显增产效果,且在水稻生长中后期表现出缺氮症状;对于沃农生物有机肥,在化肥氮减少2.5%~6.3%、化肥钾减少35.4%~72.9%的条件下,相对于推荐施肥处理水稻增产2.1%~3.5%,且增产主要是通过增加有效穗来实现的;对于PPF菌肥,对水稻产量影响不明显。

粳稻品种南粳45营养特性与施肥效应

通过大田小区试验,对粳稻(Oryza sativa L.)品种南粳45进行了营养特性与施肥效应研究。结果表明,氮、磷、钾配合施用对南粳45的增产有明显作用,氮的效应对产量的影响最大,磷和钾的肥效基本相当,也是不可或缺的。南粳45移栽后植株全氮、全钾含量先升高后下降,全氮含量在始蘖期、全钾含量在分蘖盛期有最高值;全磷含量在分蘖盛期有最高值,之后逐步下降。综合各方面因素,南粳45在该区域N、P2O5、K2O推荐施用量分别为275、115、210 kg/hm2。

襄阳市直播稻生产存在的主要问题及对策

采用进村入户问卷方法,调查了湖北省襄阳市4个产区直播稻的生产现状。结果表明,当前习惯生产管理条件下,直播稻的生产潜力没有得到充分发挥,草害严重、倒伏、早衰是限制襄阳市直播稻发展的3个主要问题。从技术层面,必须通过提高整地质量特别是田间平整度、选择适宜品种和播种量、加强化学除草剂的合理使用、优化水肥管理技术等综合措施加以解决,确保襄阳市直播稻稳产高产。