稻鸭、稻鱼共作生态系统土壤可溶性有机N的动态和损失

通过田间试验研究了稻鸭、稻鱼共作生态系统土壤可溶性有机N(SON)的动态和损失,及其与土壤微生物量N和水稻吸N量的相关性。结果表明,(1)土壤SON是稻田土壤主要的可溶性N,其中处理CK,RD和RF土壤SON库分别为121.16,109.30和113.71 kg/hm2,高于土壤无机N库。(2)土壤SON与土壤可溶性无机N显著正相关(p<0.01);在水稻生育期间,土壤SON含量随水稻的生长而逐渐降低;同时由于鸭和鱼的存在,处理RD和RF土壤SON含量显著低于处理CK;土壤SON与水稻累积吸N量呈显著负相关(p<0.01),表明水稻生长强烈影响着土壤SON。(3)在水稻生长前期,渗漏水各形态N含量最大;溶解性有机N(DON)是稻田渗漏水N素的主要形态;同时,统计分析显示,相对于处理CK,RF土壤SON的下渗淋失量显著降低,RD土壤SON的下渗淋失量则略为降低。(4)水稻生育期间,土壤微生物量N不断地变化着,此外,由于鸭和鱼的存在,相对与处理CK,处理RD和RF土壤显著的提高了土壤MBN。同时,由于水稻吸收和N的淋失,土壤微生物量N与土壤SON不相关。总之,在水稻生长期间,土壤可溶性有机N受水稻吸N、微生物吸N与分解和N淋失的共同作用。

农作物种子处理方法研究进展

概述了目前在农作物生产中常用的种子处理(物理、化学、生物农药、种子引发、种子包衣及丸粒化等)方法的特点和原理,主要将种子处理方法对农作物的生物学效应进行了分析与综述,并对作物种子处理方法的发展趋势进行了展望。

丹江口库区坡耕地不同轮作模式作物生产力及农田养分流失比较

在丹江口库区习惯施肥条件下,比较坡耕地不同轮作系统的作物生产力及农田水土和养分流失的差异。结果表明,在5种轮作模式中,作物生产力水平以"小麦-玉米"轮作最高,生产效益以"油菜-玉米"轮作最高;农田产流量、土壤侵蚀量和磷钾养分流失量均以"小麦-玉米"轮作最小,"小麦-芝麻"轮作最大;而氮流失量以"油菜-玉米"轮作最小,以"小麦-芝麻"轮作最大。因此,"小麦-玉米"轮作为丹江口库区坡耕地适宜的环保型作物复种模式。

有机肥资源在当代农业生产中的利用

分析了有机肥的利用方式和有机肥对农业生产的影响，以期为农业生产中有机肥的合理利用提供理论依据。

秸秆还田对免耕稻田温室气体排放及土壤有机碳固定的影响

秸秆还田影响免耕稻田土壤固碳潜力,相应地改变了温室气体的排放,从而影响秸秆还田后稻田土壤固碳减排对减缓全球变暖的贡献。通过研究不同油菜秸秆还田量(0、3000、4000kg·hm-2和6000kg·hm-2)对免耕稻田温室气体(CO2、CH4和N2O)排放和土壤碳固定的影响,评估秸秆还田后温室气体增排的综合增温潜势对稻田固碳减缓全球变暖的贡献的抵消作用。结果表明,秸秆还田显著提高CO2和N2O排放,降低CH4排放,显著提高土壤有机碳含量,有效地提高土壤碳固定,从而有效地提高稻田土壤碳固定对温室气体增排的温室效应抵消作用。随着秸秆还田量的增加,稻田土壤固碳减缓全球变暖的贡献相应增加,因此必须考虑免耕稻田秸秆还田量的问题,以有效发挥免耕稻田秸秆还田的固碳潜力和降低温室气体的排放。

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和P(MBP)、土壤基础呼吸、代谢商(qCO2)及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。

不同类型氮肥和耕作方式对稻田土壤氨挥发的影响

研究不同类型氮肥与耕作方式下稻田土壤氨挥发特征,开展稻田土壤氨挥发损失的田间试验,分析不同类型氮肥与耕作方式对稻田土壤氨挥发速率的季节性变化规律和稻季氨挥发损失量的影响。结果表明,氮肥类型影响着稻田土壤氨挥发,施用猪粪总氨挥发量最大,尿素次之,后依次为复合肥、包膜尿素与新型缓效有机肥(脲肽磷复肥),其中包膜尿素与新型缓效有机肥处理总氨挥发量相当;猪粪、尿素与复合肥处理氨挥发通量的峰值出现在施肥后1～3d;相对于稻田免耕,稻田翻耕显著降低土壤氨挥发,其总氨挥发量是免耕处理的70%,表明稻田免耕降低了水稻对肥料氮的利用率。

藏中矿区重金属污染土壤的微生物活性变化

微生物几乎参与土壤中的一切生物及生物化学反应,土壤微生物活性可较敏感地反映土壤中生化反应的方向和强度,是探讨重金属污染生态效应的有效途径之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤酶活性、基础呼吸、代谢商(qCO2)和可矿化N的影响。结果表明,矿区土壤受重金属Cu、Zn、Pb、Cd不同程度污染,使得土壤酶活性、可矿化N受到抑制,基础呼吸和qCO2则受到刺激。逐步多元回归分析表明,在Cu、Zn、Pb、Cd复合污染条件下,矿区土壤重金属复合污染对土壤微生物活性的影响是复杂的;主成分分析表明,土壤总体微生物活性指标能较好地反映拉屋矿区土壤重金属复合污染状况,可作为藏中矿区土壤环境质量评价及量化分类的有效指标。

氮、磷、钾用量与种植密度对油菜产量和品质的影响

以"华油杂9号"为试验材料,固定氮(N)∶磷(P2O5)∶钾(K2O)比例为1∶0.55∶0.8。设置施纯氮量135、225、315 kg/hm2,以及种植密度15、45、75万株/hm2的不同处理,研究施肥量与密度对油菜产量及品质的影响。结果表明,籽粒产量随施肥量、密度的增大而增加,增加施肥量的增产幅度大于增加密度;施肥水平较低时,提高密度的增产作用更为显著。改变施肥量与密度对经济性状、产量构成因素均可产生显著影响,但改变密度对单株有效分枝数及角果数的影响更大。不同肥力下密度每增加30万株/hm2,单株有效分枝数降低1.7～3.8个。主茎籽粒含油量高于分枝,蛋白质及硫苷含量低于分枝。随施肥量增加含油量下降,硫苷、蛋白质含量上升。随密度增加含油量上升,蛋白质含量下降,主茎与分枝的硫苷含量上升,但整株硫苷含量下降。因此,若以减少施肥、节本增效为前提,选择每公顷施纯氮135～225 kg、P2O575～124 kg、K2O 108～180 kg,并且在45～75万株/hm2范围内适当提高密度,有利于获得3000 kg/hm2以上的籽粒产量。

不同氮效率基因型水稻植株氨挥发速率及其与氮效率的关系

植物组织中氮素气态挥发损失可能与其氮效率密切相关。探讨不同氮效率基因型水稻地上部NH3挥发特征及其与氮效率的关系,可为氮高效基因型的筛选提供理论依据和技术指标。本试验采用4个氮浓度进行盆栽液培,以扬稻6号、BG34-8、武育粳3号和珍汕97B等4个水稻品种为材料,研究水稻NH3挥发速率(ammonia volatilization rate,AVR)与氮利用效率的关系。结果表明,各基因型的AVR在各生育期的变化趋势不完全相同,扬稻6号和武育粳3号在幼穗分化期最高,分别为11.0和10.4mg N h-1pot-1,而BG34-8和珍汕97B的AVR在孕穗期最高,分别为22.5和23.4mg N h-1pot-1;对相同的基因型,随培养液中氮浓度的增加,植株的AVR增大,氮低效基因型珍汕97B和武育粳3号的增幅大于氮高效基因型扬稻6号和BG34-8;在培养液中氮浓度较高时(80mg N L-1)植株地上部AVR与氮素积累量、氮素籽粒生产效率、氮肥农学利用率和氮肥生理利用率呈显著或极显著负相关(r=-0.6768**、-0.6158*、-0.6667**、-0.8353**)。综上所述,水稻植株的AVR存在基因型差异,氮高效基因型的AVR较低;在高氮浓度液培条件下,较低的AVR可作为氮高效材料筛选指标。

不同程度干旱胁迫对油菜种子萌发及幼苗生长特性的影响

采用不同渗透势聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱胁迫处理,观察油菜种子的萌发及生长状况。结果表明,干旱胁迫不同程度降低了油菜种子的萌发速率和出苗速率,-0.5^-1.0 MPa处理的最终发芽率随着渗透势的降低而显著降低,较对照降低了3.9%~86.9%,在-0.6^-1.0 MPa渗透势范围内不能成苗。试验7 d后将不同胁迫条件下未萌发的种子转入蒸馏水后均迅速萌发,第8天发芽率达到97.3%~98.3%,与对照差异不显著。干旱胁迫降低了种子活力,随着渗透势的降低,种子的平均发芽天数增长0.1~1.5 d,发芽指数降低了2.9%~96.45%,幼苗活力指数(-0.1^-0.5 MPa)降低了5.0%~23.8%。干旱胁迫同时降低茎长和根长,但茎长的降低幅度明显大于根长,根/茎比值表现较强的增加趋势。

不同耕作方式下稻田土壤CH4和CO2的排放及碳收支估算

二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)是重要的温室气体,研究免耕稻田CO2和CH4排放有助于评价稻田免耕技术对全球气候变化及碳循环的影响。本文通过运用静态箱技术和田间原位碱液吸收法研究了免耕稻田土壤CO2和CH4的排放规律和排放量,及其稻田碳(C)的收支状况。研究表明,施肥提高了CH4排放,而不影响CO2的排放;免耕显著影响稻田CH4排放,而CO2的排放不受耕作影响。对稻田C收支及平衡的分析表明,施肥提高了稻田系统C的输入,同时,相对于翻耕处理,免耕处理表现为大气C的"汇",表明了稻田免耕能将更多的碳累积于农田土壤碳库中,有利于提高稻田生态系统在减缓气温上升过程中所发挥的作用。

西藏当雄拉屋矿区污染土壤微生物及其活性研究

通过现场采样及室内培养分析,研究了西藏当雄拉屋矿区污染土壤微生物区系组成、主要生理类群及其活性。结果表明:矿区土壤受重金属Cu、Zn、Pb、Cd不同程度污染,矿区污染土壤几种重金属质量分数比非矿区土壤有明显的增加。矿区土壤微生物区系组成和各生理类群发生了明显变化,土壤细菌、真菌、放线菌以及各生理类群数量均显著降低,且3大微生物以及各生理类群对矿区污染的敏感性大小分别表现为放线菌>细菌>真菌,硝化细菌>氨化细菌>纤维分解菌。矿区土壤酶活性较低,对照土壤的各种酶活性最高,而矿区土壤基础呼吸和代谢商则受到刺激明显提高,其中土壤脱氢酶的活性变化最大,作为矿区重金属污染的指标更灵敏。可见,土壤中微生物区系组成及参与物质转化的生理类群种类、数量及土壤酶活和微生物活性在一定程度上可反映该矿区污染生境的重金属污染特征及其生态功能的演变规律。

光呼吸和谷氨酰胺合成酶抑制剂对水稻冠层NH3挥发的影响

在营养液培养条件下,对两个不同氮效率基因型水稻品种扬稻6号和武育粳3号采用光呼吸抑制剂异烟肼(INH)和谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂蛋氨酸亚砜亚胺(MSO)处理,研究其对水稻光合速率、光呼吸速率、GS酶活性及冠层的NH3挥发速率的影响。结果发现:(1)MSO导致剑叶光合速率下降,光呼吸速率升高;INH导致光呼吸速率显著下降,同时一定程度上引起光合速率降低。(2)MSO处理显著降低了GS酶活性,相应地引起NH3挥发速率增加;INH在一定程度上导致NH3挥发速率降低。(3)扬稻6号NH3挥发速率比武育粳3号低的生理原因是光呼吸速率较低和GS酶活性较高。

光强对油菜角果生长发育及几项品质指标的影响

以华双3号、中油821和北堡6号为试验材料,在角果生长发育期进行田间人工遮光处理并定期采样分析。结果表明:遮光条件下,角果干物质生产能力明显下降,籽粒含油量在后期迅速下降,在籽粒发育前期粗蛋白含量明显提高,可溶性糖含量无明显变化。遮光条件下,华双3号和中油821籽粒硫甙含量均明显降低,北堡6号则显著增加;中油821的芥酸含量明显提高,"双低"品种华双3号以及黄籽油菜北堡6号则存在明显降低趋势。

水稻光合能力的高温稳定性评价指标与遗传分析

为了探讨一种简单适用的可用于水稻品种资源的光合速率高温稳定性评价指标,以指导水稻高温适应性研究和高光效生理育种,利用CIRAS-Ⅰ型便携式光合测定系统,对不同类型水稻品种在武汉夏日高温和人工控制温度条件下的光合作用日变化进行了多年测定,并用光合高温稳定性较好的品种蜀恢527和稳定性较差的品种特籼占杂交F2群体对光合作用高温稳定性进行了遗传分析。结果表明:在自然高温条件下,09:00与13:00的叶片净光合速率之差值能较好反映品种间光合高温稳定性差异,同时气孔导度、光合下降起点温度值也可作为参考指标;蜀恢527/特籼占的F2群体各单株高温下光合速率下降值特性呈连续分布,但偏向高温稳定性好的亲本分布,表现为数量性状遗传特征。高温光合速率下降值、气孔导度和光合下降起点温度值可作为水稻光合高温稳定性的评价指标,在光合作用生理育种中,选用光合速率高温稳定性好的亲本,对后代在较高世代进行选择较为有效。

不同稻作模式下稻田土壤活性有机碳变化动态

通过大田试验,研究了稻鸭复合种养(RD)、间歇灌溉(RW)、常规淹水灌溉(CK)3种不同稻作模式下稻田土壤可溶性有机碳(DOC)、易氧化态有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)3种活性有机碳组分的动态变化规律.结果表明:3种稻作模式下土壤DOC、MBC在水稻拔节-齐穗阶段含量最高;ROC在水稻整个生育期内变化平稳,没有表现出显著的阶段性差异.MBC受水稻生育期的影响最大;DOC受水稻生育期和稻作模式的影响均较大;而ROC主要受稻作模式的影响.与CK相比,RD能显著提高土壤DOC和ROC及其有效率;而RW极显著降低了DOC及其有效率,明显提高了ROC及其有效率.3处理间MBC及微生物熵均没有显著差异.

免耕施肥对稻田甲烷与氧化亚氮排放及其温室效应的影响

2008年采用静态箱-气相色谱法对鄂东南免耕不施肥(NT0)、翻耕不施肥(CT0)、免耕施肥(NTC)和翻耕施肥(CTC)4种处理下稻田CH4和N2O的排放进行测定.结果表明:各处理CH4排放均呈先升高后降低的季节性规律,而N2O排放的季节性规律不明显;施肥显著提高了稻田CH4和N2O的排放.与翻耕不施肥相比,免耕不施肥显著提高了CH4的排放量,并显著降低了N2O的排放量;与翻耕施肥相比,免耕施肥仅略降低了CH4的排放量和略提高了N2O的排放量.对稻田CH4和N2O两种气体的综合温室效应分析表明,与翻耕不施肥相比,免耕不施肥的综合温室效应提高了25.9%,与翻耕施肥相比,免耕施肥的综合温室效应降低了10.1%.因此,合理的肥料运筹和稻田免耕技术可降低两种气体的综合温室效应.

基于水稻高光谱遥感数据的PLS波长选择研究

对武汉地区不同生长状况下的水稻冠层进行了遥感监测,采用偏最小二乘(PLS)分析方法分别对水稻叶面氮含量、叶绿素含量进行了波长选择研究,并通过构建8种波长组合进行PLS水稻叶面氮含量反演分析和比较,选择出最合适的反演波长。多种波长(波段)组合进行叶面氮含量反演的验证表明,采用552 nm、675 nm7、52 nm7、76 nm的4波长组合是最适合叶面氮含量反演的波长选择结果,同时,采用光谱能量空间变换的形式能较好地改善波长选择的反演效果。

植物Rubisco活化酶的研究进展

植物Rubisco活化酶广泛存在于光合生物中,是AAA+家族成员,具有ATP酶活性,并具有对温度反应的活化Rubisco和分子伴侣的双重功能。该文重点介绍了近年来对Rubisco活化酶的分子特性、作用机制、温度等因子的影响及基因工程研究的最新进展。