稻虾共作模式下喷施乙烯利对水稻抗倒伏能力及产量的影响

以南粳5718为供试水稻材料,在水稻拔节1叶龄期叶面喷施浓度为200 mL/hm^(2)(ET1处理)、400 mL/hm^(2)(ET2处理)、600 mL/hm^(2)(ET3处理)的乙烯利,同时以喷施等量清水为对照处理(CK),研究稻虾共作模式下乙烯利施用对水稻产量形成及抗倒伏特性的影响。结果表明,与CK处理相比,ET1处理的水稻产量几乎不变,水稻株高显著下降了6.60%,茎壁厚度增加了10.46%,基部节间抗折力、折断弯矩和弯曲应力分别增加了23.47%、23.47%和29.63%,倒伏指数显著降低了31.28%,抗倒伏能力增强。尽管在ET2、ET3处理下水稻茎秆的倒伏指数比CK处理降低了18.25%~20.15%,但其抗折力、弯曲力矩也有所降低,且水稻减产12.13%~15.74%。综合来看,ET1处理的水稻稳产、抗倒伏效果最好。在ET1处理下,水稻倒伏特性各指标间的相关性分析结果表明,抗折力主要与折断弯矩、弯曲应力呈正相关,与株高呈负相关。综合分析可知,在稻虾共作模式下,喷施低浓度乙烯利可在不影响粮食安全的情况下提高水稻抗倒伏能力。

稻虾共作模式碳足迹评价的敏感性和不确定性分析

客观全面地评价稻虾共作模式的碳足迹对于稻田综合种养产业的低碳绿色发展具有重要意义。对碳足迹进行敏感性和不确定性分析有助于增加评价结果的稳健性,并为未来进一步优化参数和降低评价结果的不确定性提供借鉴。本研究基于大田试验和生命周期评价方法(LCA),以单位面积、单位产值和单位营养密度单元(NDU)为功能单位对水稻单作和稻虾共作模式进行较为全面的碳足迹评价。结果表明,水稻单作和稻虾共作模式的单位面积碳足迹分别为14126 kg(CO_(2)-eq)∙hm^(−2)和13140 kg(CO_(2)-eq)∙hm^(−2)。由于稻虾共作有更高的经济产值和营养密度输出,该模式的单位产值碳足迹[0.11 kg(CO_(2)-eq)∙¥^(–1)]和单位NDU碳足迹[3.05 kg(CO_(2)-eq)∙NDU^(–1)]分别比水稻单作降低81.4%和49.3%,而该模式的净生态系统经济预算(85745¥∙hm^(−2))比水稻单作增加511.5%。热点分析表明,CH_(4)排放(59.8%)、电力消耗(13.8%)和饲料投入(12.3%)对稻虾共作模式的碳足迹构成贡献较大,这几个参数比其他输入参数对评价结果的影响程度也更大。不确定性分析表明,在95%的置信区间下,稻虾共作模式的单位面积碳足迹为11179~15613 kg(CO_(2)-eq)∙hm^(−2)。本研究结果突显了稻虾共作模式丰富的营养产出功能,并从改善居民饮食结构的角度剖析了传统农业向生态农业转型的迫切性和必要性。本研究所使用的方法可为具有多功能产出的农业生产系统进行更全面的碳足迹评价提供技术支撑。

稻虾共作模式下喷施褪黑素对水稻产量形成和抗倒伏特性的影响

倒伏是限制稻虾共作模式水稻优质高产的瓶颈问题。为研究外源褪黑素喷施对该模式下水稻茎秆倒伏特性的影响,以‘南粳5718’为试验材料,在稻虾共作模式下于拔节初期叶面喷施200μmol·L^(-1)褪黑素处理(MT),以未喷施为对照(CK),比较不同处理下水稻的形态学指标、茎秆力学指标、茎秆化学成分含量、水稻产量及木质素、纤维素生物合成关键基因的表达。结果表明,稻虾共作模式下,MT处理的水稻产量为9261 kg·hm^(-2),与CK差异不显著;但MT处理的穗粒数较CK显著增加,而有效穗数和结实率较CK显著降低。与CK处理相比,MT处理水稻的株高、穗颈节高度和重心高分别显著降低13.04%、14.91%和22.93%,而第2节间抗折力和折断弯矩显著增加22.39%和22.34%,弯曲力矩和倒伏指数显著降低20.61%和35.03%;木质素、纤维素生物合成关键基因OsCoMT、OsCesA4、OsCesA7和OsCesA9表达上调。相关性分析表明,MT处理下,倒伏指数与株高、穗颈高度和折断部位至穗顶距离呈极显著正相关,与抗折力、折断弯矩和弯曲应力呈显著负相关。综上所述,稻虾共作模式下喷施褪黑素可在水稻稳产的前提下提高水稻茎秆抗倒伏能力,为稻虾共作模式下水稻抗倒栽培调控提供理论和实践指导。

稻渔共作模式碳足迹评价及减排对策分析

稻渔共作是中国稻区重要的生态农业发展模式,对该模式进行系统全面的碳足迹评价有助于稻田综合种养产业的低碳绿色发展。研究基于田间试验数据,利用生命周期评价法评价了水稻单作、稻鳅共作和稻鲶共作3种稻作模式的单位面积碳足迹(CFA)、单位产值碳足迹(CFV)、单位利润碳足迹(CFP)和单位营养密度碳足迹(CFNDU),并在此基础上进行了情景分析。结果表明:稻鳅共作的CFA、CFV、CFP和CFNDU分别为11923 kg CO_(2)-eq·hm^(-2)、0.10 kg CO_(2)-eq·￥^(-1)、0.14 kg CO_(2)-eq·￥^(-1)和1.37 kg CO_(2)-eq·NDU^(-1),比水稻单作降低了17.5%、82.1%、79.1%和77.7%;稻鲶共作的CF_(A)、CF_(V)、CF_(P)和CF_(NDU)分别为12110 kg CO_(2)-eq·hm^(-2)、0.16 kg CO_(2)-eq·￥^(-1)、0.22 kg CO_(2)-eq·￥^(-1)和2.48 kg CO_(2)-eq·NDU^(-1),比水稻单作降低了16.2%、71.4%、67.2%和59.7%。综合来看,稻鳅共作以最低的碳排放为人们提供了最高的营养密度并创造了最高的经济效益,最值得推广。敏感性分析表明CH_(4)排放、灌溉耗电和水产动物饲料对碳足迹影响较大。情景分析表明,当综合使用光伏发电、水稻新品种和提高饲料利用效率时,两种稻渔共作模式的单位面积碳减排潜力可达到23.4%~24.4%。研究从碳排放的角度为中国传统稻作模式向生态稻作模式转型提供了理论依据。