湖南耕地土壤和稻米重金属污染防控实践与思考

湖南省是我国主要产粮区之一。由于矿产经济活动及其他人类活动,大面积耕地土壤受到重金属污染,从而一些地方的稻米重金属含量超过国家食品卫生标准。本研究对湖南省耕地土壤与稻米重金属污染现状和成因进行剖析。结果表明:湖南耕地土壤重金属污染特征是复合污染为主,污染程度逐年上升,主要分布在湘江流域和工矿区,并逐渐蔓延至养殖区,稻米重金属污染主要以Cd为主,其次是As和Pb。针对湖南稻米重金属污染的各种防控措施,阐述其工作原理、应用实例和优缺点,然后对湖南省开展的土壤重金属污染修复措施和研究进行总结与思考,提出应当构建一种基于土壤组成的原味钝化材料耦合易操作农艺措施的经济、绿色、高效的综合性技术方案,以期来修复耕地土壤重金属污染和降低稻米重金属含量,保障粮食安全生产。

超声协同大豆分离蛋白对米粉和米面包品质的影响及机制研究

目的探究超声协同大豆分离蛋白(soybean isolate protein,SPI)对米粉以及米面包品质的影响。方法以碎米为主要原料,5个梯度(0%、3%、6%、9%、12%,以碎米粉质量计)的大豆分离蛋白(soybean isolate protein,SPI)为辅料,比较超声协同5个梯度SPI对混合粉热机械学特性、糊化特性、流变特性以及米面包比容、损耗率、感官评价的影响。结果与未进行超声处理的样品相比,超声协同SPI处理的米粉的吸水率从64.90±0.00增加至94.80±0.00,其混合粉的峰值黏度从2704.00±47.76降低至1567.00±116.73,表明超声使淀粉部分支链断裂,生成大量短直链淀粉,导致分子量下降,相互作用减弱;超声处理后的样品储能模量(G')曲线随着SPI含量的增加呈现出先降低后增加再降低的趋势,损耗模量(G")曲线呈现出逐渐降低的趋势。当SPI添加量为9%时,米面包的比容达到最大值,为(0.86±0.08)mL/g,感官评分从50.05±3.75增加至86.27±2.28;当SPI添加量达到12%时,米面包的损耗率达到最低。结论综上所述,采用9%SPI的方法制备米面包,可以有效地改善米面包品质,本研究为米面包在食品领域的应用提供了理论基础。

轻简化栽培稻田杂草发生趋势与防控技术

随着水稻轻简化栽培技术的应用与推广,东北稻区、西北稻区、长江流域稻区和华南稻区等水稻主产区的杂草种群演替加快,稗草、千金子和马唐等恶性杂草频繁发生,杂草抗药性水平上升迅速。若杂草防控不及时、不彻底,极易对水稻生产构成严重威胁。为此,对水稻直播、机插和抛秧等轻简化栽培稻田杂草的草相特征、发展趋势和防除方法等进行了概述,以期为制定合理、高效的轻简化栽培稻田杂草综合防控技术、水稻用农药减量增效除草方案,延缓杂草抗药性产生与发展提供借鉴。

2023年我国水稻产业形势分析及2024年展望

2023年我国水稻面积略有减少,单产再创历史新高,总产连续13年稳定在2亿t以上;国内稻米市场价格偏强运行,大米消费基本稳定;大米进口大幅减少,出口继续下降;审定品种数量下降,品质水平不断提高;经营方式不断优化,社会化服务、绿色高效轻简化技术和智能技术加速推广。分析了当前我国水稻产业面临的问题。预计2024年水稻面积保持稳定,单产小幅提高,稻米市场平稳运行,优质稻米较快发展。

高标准农田建设提升了农户种粮积极性吗?——基于双季稻种植的考察

高标准农田建设是增强粮食综合生产能力,强化国家粮食安全保障的重要举措。基于江西省1556份微观农户调查数据,采用双季稻种植行为来衡量农户种粮积极性,实证分析高标准农田建设对传统双季稻主产区农户种粮积极性的影响及其作用机制。研究发现:(1)高标准农田建设显著提高了农户种粮积极性,促进传统双季稻主产区农户种植双季稻,并扩大双季稻种植规模,该结论在进行稳健性检验后依然成立。(2)机制分析表明,促进农业社会化服务发展、降低农业生产成本、诱导农地转入是高标准农田建设提高农户种粮积极性的三个重要路径。(3)异质性分析发现,高标准农田建设对农地调整、低细碎化与非平原地区农户的双季稻种植行为有更明显的促进作用。为进一步强化粮食安全保障,更好地发挥高标准农田建设的种粮激励效应,应持续大力推进高标准农田建设,优化高标准农田建设模式,着力降低高标准农田的细碎化程度。

爪哇虫草菌JS001浸种处理对水稻生长和防御褐飞虱的影响

【目的】明确新登记的真菌杀虫剂爪哇虫草菌Cordyceps javanica JS001在调控水稻生长和防御褐飞虱Nilaparvata lugens中的作用。【方法】室内分别用1×10^(4),1×106和1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸泡水稻种子48 h,以0.01%Triton X-100溶液浸种为对照,待培养8 d后,对水稻苗进行生长测定,并测定褐飞虱成虫对其的行为选择反应;通过气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种对水稻苗次生代谢化合物含量的影响。采用1×10^(7)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液和清水(对照)分别浸泡水稻种子48 h,于种子直播50 d后,调查稻田中稻飞虱和蜘蛛个体数量。【结果】室内测定结果表明,与对照相比,1×10^(6)和1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种处理不仅显著促进水稻种子发芽、水稻苗根和茎叶的生长,而且降低褐飞虱成虫对水稻苗的选择性。化合物分析结果表明,与对照相比,1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种处理的水稻苗中防御性化合物过氧化氢、油酸、辛烷等含量显著增加,能吸引褐飞虱的化合物2-壬酮含量显著降低。田间试验结果表明,与对照相比,1×10^(7)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种显著降低稻田中稻飞虱数量,但对捕食性天敌蜘蛛个体数量无影响。【结论】爪哇虫草菌JS001浸种处理不但能促进水稻苗的生长,而且能提高水稻对褐飞虱的防御能力。田间试验进一步明确了爪哇虫草菌JS001在增强水稻防御稻飞虱危害中的作用。这些结果可为爪哇虫草菌的应用及稻飞虱生物防治策略的制定提供新途径。

基于XGBoost算法的可恢复耕地宜耕性评价——以湘阴县为例

为科学有序开展可恢复耕地资源的整治,本研究提出一种基于XGBoost算法的可恢复耕地的宜耕性评价方法。选取自然条件、区位条件、社会经济状况以及工程条件等4个方面的因素,涉及海拔高程、坡度级别、国家自然等、集块面积、国家经济等、地块形状等36项影响因素为自变量,以现状可恢复耕地和耕种耕地二分类为因变量,分析各项影响因素对耕地宜耕性评价的重要程度,并进一步结合皮尔逊共线性分析和指标关联性分析,最终得到21项影响因素及其权重P值,优化后影响因素的权重P值相对稳定,其中自然因素对可恢复耕地宜耕性的影响权重最大,区位因素和工程因素权重次之,社会经济因素的权重最小。经过验证发现,预测耕种情况与实际耕种情况的符合率高达91.87%,且具有良好的泛化能力和鲁棒性,预测效果良好。借助上述模型预测得到的湘阴县可恢复耕地地块的宜耕潜力,形成如下认识:全县中西部平原区可恢复耕地宜耕潜力明显优于东部丘陵山区;可恢复耕地中未耕种和即可恢复地块的宜耕潜力高于工程恢复类地块,这些地块均属于良好的整治地块,可优先整治恢复为耕地;从可恢复耕地具体地类来看,坑塘和养殖坑塘类可恢复耕地的宜耕潜力最大,其次为其他林地类可恢复耕地;在耕地整治过程中,应结合可恢复耕地的宜耕性评价,合理有序地开展可恢复耕地的整治;此外,应开展精细化的耕地“非粮化”监测,实施差异化补偿政策,以遏制耕地“非粮化”。

我国水稻种质资源创新研究与利用进展

农业种质资源主要包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源。截止到2023年,我国保存的作物种质资源有超过54万份,其中有8万多份是水稻种质资源,如何对这么庞大的水稻种质资源进行精确评价与利用,这将对今后水稻种质创新与育种具有重要意义。本文梳理了我国水稻种质资源收集、评价与精确鉴定、水稻新品系创制、水稻杂种优势利用、水稻种质创制新技术、新方法以及水稻优异基因资源的挖掘与利用等方面的进展,并归纳形成了水稻种质资源创制与利用的新模式。最后,本文就当前水稻核心种质构建、种质资源鉴定与挖掘以及种质资源共享共赢机制等方面的问题进行了探讨,并就如何加强专用型核心种资的构建、种质资源的精确鉴定、种质资源的创新研究、种质资源的共享机制以及种质资源的合作交流进行了分析与展望,以期为进一步深入开展水稻种质资源鉴定评价与创新利用提供一定的参考和帮助。

中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。

不同土壤条件下秸秆还田量对土壤还原性物质及水稻生长的影响

[目的]在不同土壤上研究水稻秸秆还田后还原性物质的形成及其与水稻生长的关系。[方法]在砂壤土(S1)和粉壤土(S2)上进行2年盆栽试验,模拟低(RL)中(RM)高(RH)产量下秸秆全量还田,以秸秆不还田(R0)为对照,测定土壤还原性物质总量、Eh、亚铁离子、锰离子和铵态氮含量,分析水稻分蘖、根系干质量、根系活力和水稻产量等指标。[结果]秸秆还田后生育前期土壤Eh显著降低,还原性物质数量增加,S2的还原性物质高于砂壤土。与对照相比,2021年在移栽后56d之前秸秆还田处理还原性物质总量、铁和锰离子含量分别提高了8.36%~199.64%、1.43%~160.03%和8.43%~57.68%。2022年在移栽后45 d前对应增加了2.95%~163.61%、0.77%~19.74%和3.28%~64.96%。随着秸秆还田量增加,还原性物质总量、铁和锰含量有增加趋势。在移栽后56 d前(2021年)和35 d前(2022年)秸秆还田显著增加了土壤铵态氮含量11.28%~50.67%和10.79%~351.53%。秸秆还田使水稻分蘖期和拔节期的根系干质量降低15.06%~45.80%,秸秆还田显著降低了砂壤土上水稻分蘖期和拔节期的根系活力,在S2土壤上RL和RM增加了拔节期根系活力,RH降低了根系活力。秸秆还田后水稻分蘖数在水稻生育期降低了7.23%~48.44%,干物质积累量降低了3.59%~43.57%。RL和RM处理第二年水稻产量降低不明显,RH处理2年均显著减产。砂壤土中氧化还原电位高于S2,S2还原性物质总量、锰离子含量、铵态氮含量、根系干质量、根系活力、分蘖数、干物质积累量和产量均高于砂壤土。[结论]在本研究条件下,秸秆还田显著增加还原性物质总量,抑制水稻早期生长。黏重土壤上秸秆全量还田引起减产,砂壤土上中低产量下秸秆全量还田不会造成穗数显著降低,因促进大穗形成不会造成显著减产。采取有效措施减少秸秆还田下还原性物质危害是秸秆还田技术优化的重点。

早熟优质水稻新品种合粳23的选育及栽培技术

合粳23是黑龙江省农业科学院佳木斯分院水稻育种研究所利用垦系1344作母本、龙粳31作父本进行有性杂交,通过系谱法选育而成的早熟水稻新品种,于2023年通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定。合粳23在多年多点鉴定过程中表现出高产、秆强抗倒伏、耐密植、抗病、早熟、活秆成熟等特点,适宜在黑龙江省第四积温带种植。

水稻新品种新农粳伊4号的选育及栽培技术

新农粳伊4号是新疆农业科学院核技术生物技术研究所选育的粳型常规水稻品种,母本为宁粳43号、父本为新稻36号。该品种于2020年通过国家审定,适宜在吉林省晚熟稻区、辽宁北部、宁夏引黄灌区、内蒙古赤峰地区、北疆沿天山稻区和南疆稻瘟病轻发区种植,稻瘟病重发区不宜种植。从播种、育苗、移栽、本田水肥管理及病虫草害防治等方面总结其机插栽培技术要点。

我国设施生态农业主要模式及配套技术的研究与实践

设施生态农业是指在设施种植和设施养殖中采用清洁、绿色、健康生产方式,以提高资源利用效率、农产品产量与质量、环境效益为目标的生态农业模式。2002年农业部重点推广的设施生态农业模式主要有两大类:一类是种养沼三结合的“四位一体”生态模式,从最初以农户为单位的单体日光温室到以村庄为单位的种养结合生态温室群模式,拓展到在一个大区域内将大型猪场的粪污进行工业化沼气并网发电,沼液通过管道输送到农田来减少化肥施用和改良土壤的宏观生态农业模式,相关的结构配置、配套的种养殖技术和装备也在不断研发和提升中。另一类是采用综合性生态农业技术的设施生态农业模式,包括:采用各类立体/垂直栽培技术提高土地资源利用率;通过各种轮作栽培技术减少设施蔬菜土壤连作障碍和降低农药使用量;采用土壤健康栽培技术,通过有机肥的合理施用改善土壤性状;采用有机基质栽培技术,用农林废弃物发酵后的物料作为栽培基质为作物提供养分;采用覆盖防虫网、色板诱杀、灯光诱杀、高温封棚、蒸气消毒、有色膜覆盖土壤、天敌昆虫生物防治等病虫草害生态防治技术来减少有害生物发生。期望通过相关配套装备技术的进一步研发提高设施生态农业的信息化、自动化水平,实现设施农业的可持续发展。

不同栽培模式对草莓果实挥发性香气物质的影响

为探明不同栽培模式对草莓果实挥发性香气物质的影响,以红颜(HY)、天使8号(TS8H)为试验材料,设置常规土壤栽培和高架基质栽培2种模式进行栽培试验。果实成熟后,采用搅拌棒吸附萃取(SBSE)结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对草莓果实的香气成分进行测定与分析。结果表明:2个草莓品种中共检测出83种、12大类挥发性香气物质。其中,脂肪酯29种、内酯3种、芳香族酯6种、脂肪醇4种、萜烯醇5种、呋喃酮2种、脂肪酮3种、萜烯酮2种、脂肪酸6种、脂肪醛8种、萜烯6种、其他9种。香气组分中,内酯、萜烯醇、脂肪酯相对含量较高。常规土壤栽培处理红颜果实内酯、萜烯醇、脂肪酯相对含量分别为46.77%、21.46%、16.18%,天使8号分别为44.20%、25.71%、19.77%;高架基质栽培处理红颜果实内酯、萜烯醇、脂肪酯相对含量分别为51.17%、24.21%、13.10%,天使8号分别为43.59%、18.11%、16.54%。不同栽培模式下,同一品种中90%以上挥发性香气物质种类一致,主要挥发性香气物质均为γ-癸内酯、γ-十二内酯、反式橙花叔醇;高架基质栽培方式下红颜果实γ-癸内酯和天使8号果实4-甲氧基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(DMMF)的相对含量明显高于常规土壤栽培。综上,高架基质栽培在维持草莓果实主要挥发性香气物质稳定的同时,还可以提升果实的果香、甜香味。

基于HRM技术开发水稻糊化温度基因ALK功能标记

【目的】糊化温度是影响稻米蒸煮食味品质的重要指标,ALK是控制水稻糊化温度的主效基因,开发可快速高通量鉴定ALK基因型的功能标记有助于提高水稻品质改良的效率。【方法】根据ALK基因4198位、4329位和4330位存在的单碱基差异,设计基于HRM技术检测的基因功能标记。【结果】通过PCR检测结合测序分析,筛选了ALK基因2个功能区域的功能标记ALKH4、ALKH5。利用ALKH4、ALKH5对81份籼稻品种、279份粳稻品种进行了ALK基因型检测,结果发现,16份粳稻和19份籼稻为G-GC基因型;51份粳稻为A-GC基因型;212份粳稻和62份籼稻为G-TT基因型。【结论】基于HRM技术开发的基因功能标记ALKH4、ALKH5可以快速高通量鉴定控制糊化温度ALK不同基因型,具有重要的应用价值。

信息资源管理学科标准化人才培养模式研究——以“N+2+3”培养模式为例

信息资源管理学科与标准化领域关联密切,随着信息产业规模的不断扩大,标准化工作的重要性在信息资源管理领域逐渐凸显。本文旨在基于当前标准化人才培养的经验,优化信息资源管理标准化人才的培养模式。通过文献研究、网络调查对国内外人才培养的现状进行调查;采用访谈法和参与式观察对信息资源管理标准化人才培养的典型案例进行实地调研,继而进行案例分析。该典型案例中,信息资源管理标准化人才培养采用“N+2+3”模式,即“标准驱动、两层培育、三维协同”。通过比较该模式与国内外标准化人才培养的经验,发现该模式存在教学主体不够多元、忽略产业和市场需求的问题。基于此提出了优化模型,以促进更加全面的信息资源管理标准化人才培养。

水稻新品种垦研1804的选育、特征特性及栽培技术

垦研1804是黑龙江省农垦科学院水稻研究所2010年以垦稻25为母本、垦稻09-1588为父本杂交,通过南繁加代,经系谱法选育而成的早熟多抗优质粳稻新品种,适宜在黑龙江省第二积温带插秧种植。介绍了垦研1804的选育过程、特征特性及产量表现,并根据生产实际提出了其稳产高产配套栽培技术,为该品种的推广种植提供依据。

水稻新品种垦研1803的选育及特征特性

垦研1803是黑龙江省农垦科学院水稻研究所2010年以空育131为母本、垦鉴稻3号为父本杂交,通过南繁加代,经系谱法选育而成的粳稻新品种。该品种早熟、多抗、优质,适宜在黑龙江省第三积温带插秧种植。对垦研1803的选育过程、产量表现、特征特性等进行了介绍,并从播种及插秧、肥水管理、病虫害防治、冷害预防等方面总结了其栽培技术要点,以期为垦研1803的生产应用提供指导。

水稻浮床对养殖池塘水质净化效果研究

为研究水稻对养殖池塘水质净化效果及对鱼类产量的影响,设计2个处理,分别为水稻浮床组(试验组)和常规养殖组(对照组)。试验期间,定期检测2个试验池塘水质理化指标,试验结束后统计养殖鱼类产量、成活率及水稻产量。结果表明:试验组平均水温略低于对照组,透明度(SD)高于对照组;试验初期,试验组溶解氧(DO)含量高于对照组,中后期DO含量低于对照组。水稻浮床对养殖池塘水体总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)、化学耗氧量(COD_(Mn))的平均去除率分别为30.6%、29.6%、27.9%、21.0%和15.6%。试验组不同养殖鱼类成活率均高于对照组,养殖鱼类产量22557.15 kg/hm^(2),浮床水稻产量5234.57 kg/hm^(2)。

我国保护性耕作的发展与政策建议

保护性耕作是一项可持续农业技术,以少免耕和作物残茬覆盖地表为主要特点,为我国农业生产带来了显著的经济、环境、社会效益;在我国农业生产转向大规模、高效率、智能化发展的背景下,推动保护性耕作的深化发展,有利于耕地保护、藏粮于地、藏粮于技等国家战略实施。本文从技术与机具研发、示范推广与能力建设、东北黑土区应用三方面,全面回顾了我国保护性耕作的发展历程;系统梳理了我国保护性耕作技术与机具的发展现状,涵盖代表性技术模式,地表秸秆及作物残茬处理、浅层土壤耕作、免少耕播种等关键机具;深入分析了适宜的模式与机具、法律和政策的支持、规模化种植大户的带动等影响我国保护性耕作发展的主要因素。研究建议,筹建国家级科技创新平台、整县推进高标准示范工程,加强政策引导、高质量实施国家级行动计划,持续开展保护性耕作技术宣传,以促进我国保护性耕作技术及应用的稳健发展。