FACE水稻氮素动态的模拟研究

为了明确开放式空气CO2浓度增高(FACE)对水稻氮素动态的影响,借助目前我国惟一的FACE技术平台,以武香粳14为供试品种,设置不同施N量处理,研究了大气CO2浓度比对照高200μmol.mL-1的FACE处理对水稻N素吸收利用动态的影响。结果表明,FACE处理使水稻各生育期N素累积量增加,而使含N率下降;增施N肥使FACE及CK条件下的N素累积量均有不同程度的增加。在此基础上建立了相应的模拟模型,模型以时间为驱动因子,描述了水稻N素累积量及含N率随移栽天数的动态变化过程,对CO2浓度增加及常规条件下水稻N素的动态变化均有很好的拟合性。通过不同年份试验数据对模型的检验,结果表明模型的预测性能好,具有很好的适用性。     

FACE对三系杂交籼稻汕优63磷素吸收利用的影响

在水稻品种中,杂交籼稻因其杂种优势强、抗逆性好、穗型大、产量潜力高,在稻作中占有重要的、不可替代的作用.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63不同生育时期磷素含量、磷素吸收、磷素分配和磷素效率的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63各生育时期稻株含P率极显著提高,使各生育时期P素吸收量极显著增加,生育中期的增幅略小于生育前、后期;(2)FACE处理使汕优63抽穗后P素在茎鞘中的分配比例显著增加,穗中的分配比例显著下降,对抽穗前P素在叶片、茎鞘中的分配比例均无显著影响;(3)FACE处理使汕优63不同生育期P素干物质生产效率极显著下降,使P素子粒生产效率和P素收获指数亦均极显著下降;(4)增施N肥,使汕优63大多数生育时期的植株P素含量和吸P量得到显著或极显著的增加,使大多数生育时期P素干物质生产效率下降,使P素子粒生产效率和收获指数显著下降;(5)CO2×NCO2×Y对植株含P率、吸P量的影响有互作效应,FACE处理使汕优63稻株含P率、P素吸收量显著提高;使P素干物质生产效率、P素子粒效率显著下降.     

FACE对三系杂交籼稻汕优63氮素吸收利用的影响

在水稻品种中,杂交籼稻因其杂种优势强、抗逆性好、穗型大、产量潜力高,在稻作生产中占有重要的、不可替代的作用.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63不同生育时期N素含量、N素吸收、N素分配和N素效率的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63各生育时期稻株含N率显著下降,使各生育时期N素吸收量显著增加.生育中期的增幅明显小于生育前、后期;(2)FACE处理对汕优63 N素在不同器官中分配比例无明显影响;(3)FACE处理使汕优63不同生育期N素干物质生产效率极显著提高,使N素子粒效率显著提高,但对N素收获指数无显著影响;(4)增施N肥,使汕优63不同生育时期的植株N素含量和吸N量均得到显著或极显著的增加,使N素干物质生产效率和N素子粒效率下降;(5)CO2×Y、N×Y对植株含N率、吸N量的影响有互作效应,FACE处理使汕优63稻株含N率显著下降;使N素吸收量、N素干物质生产效率、N素子粒效率显著提高.     

开放式空气CO2浓度增高对水稻磷吸收利用的影响

在大田栽培条件下,研究自由空气中CO2浓度增高(FACE)200μL·L-1时对水稻磷吸收利用的影响。结果表明:FACE处理后,水稻不同生育时期植株的含磷率(除移栽后28d外)和磷累积量显著提高;增加施氮量,抽穗期磷累积量显著提高。FACE处理后,磷干物质生产效率、磷籽粒生产效率略有下降,磷收获指数显著下降;施氮量对FACE处理与对照植株含磷率、磷干物质生产效率、磷籽粒生产效率、磷收获指数无显著影响。     

FACE水稻叶面积指数的模拟研究

为了明确开放式空气CO2浓度增高（FACE）对水稻叶面积动态的影响，借助我国的稻/麦FACE技术平台，以武香粳14为供试品种，设置不同施N量处理，对FACE条件下水稻LAI动态进行研究，并构建了相应的模拟模型。模型以时间为驱动因子，以水稻叶片干物重（LDMW）及比叶重（SLW）为研究对象，确立了LAI随LDMW及SLW的动态变化过程。模拟结果表明，大气CO2浓度增加后水稻叶片干物重随之增加，而比叶重保持不变，因此LAI相应增加，施N量越大这种趋势越明显。通过不同年份试验数据对模型的验证，表明模型拟合程度高，具有较好的适应性和预测性。     

FACE对三系杂交籼稻汕优63 根系生长动态的影响

CO2浓度增高影响水稻生长.2005、2006年利用我国惟一的农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,设计施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究大气CO2浓度比对照高200 μmol·mol-1的FACE处理对三系杂交籼稻汕优63根系生长动态的影响.结果表明:(1)FACE处理使汕优63够苗期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干物质质量均极显著大于对照;(2)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根数和每穴根体积极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴不定根数和每穴根体积大幅度增加;(3)FACE处理使汕优63抽穗期每穴不定根总长度极显著增加,主要是由于FACE处理使汕优63有效分蘖期间、无效分蘖期间、拔节长穗期间每穴不定根总长度均大幅度增长;(4)FACE处理使汕优63抽穗期每穴根干物质质量极显著大于对照,主要是由于FACE处理使汕优63拔节长穗期间每穴根十物质质量的增长量大幅度增加;(5)FACE处理使汕优63抽穗期每条不定根长极显著大于对照,是因为FACE处理使汕优633个生长期间每条不定根的生长量均明显增加.FACE处理能够显著促进汕优63根系的发生和生长.     

大气CO2浓度升高对不同品种类型水稻钾素吸收利用的影响

以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE(大气CO_2浓度增加200μmol·mol~(-1))对不同品种类型水稻产量、钾素吸收、钾素利用的影响。结果表明:FACE处理使水稻产量显著提高,平均增加24.17%,常规籼稻增幅最大;FACE处理促进成熟期植株吸钾量和钾素籽粒生产效率的提高,比对照分别增加17.88%和11.80%,前者以杂交籼稻增幅最大,后者以常规籼稻增幅最大,提高吸钾量有利于提高水稻产量;FACE处理使水稻成熟期茎鞘、叶片和植株的含钾率均低于对照,植株含钾率平均降低8.43%,以常规籼稻降幅最大。提高植株含钾率有利于成熟期植株吸钾量的增加;FACE处理使水稻成熟期茎鞘吸钾量和穗吸钾量明显增加,叶片吸钾量略有下降,提高各器官吸钾量均有利于植株吸钾量的增加,茎鞘吸钾量相关程度最大;FACE处理使水稻移栽-分蘖、分蘖-抽穗、抽穗-成熟阶段吸钾量均有所提高,增加移栽-分蘖阶段吸钾量有利于成熟期植株吸钾量的提高;FACE处理有利于钾素向穗和茎鞘中分配,但叶片分配比例明显降低;FACE处理使结实期茎鞘叶钾素运转量降低44.04%,结实期穗部钾素增加量显著增加55.43%,常规籼稻增幅最大。提高结实期茎鞘叶钾素转运量和转运率均利于钾素籽粒生产效率的增加;FACE处理提高了成熟期钾素干物质生产效率、钾素收获指数,但每吨籽粒需钾量有所下降。综上,FACE处理提高了产量、成熟期植株吸钾量、钾素籽粒生产效率、钾素干物质生产效率、茎鞘叶钾素转运量和转运率、收获指数,降低了成熟期植株含钾率、每吨籽粒需钾量,籼稻品种钾素吸收对大气CO_2浓度升高的响应高于粳稻品种。     

开放式空气CO_2浓度增高对水稻茎蘖动态影响的模拟研究

为了明确开放式空气CO2浓度增高（FACE）对水稻茎蘖消长的影响，借助目前我国惟一的FACE技术平台，通过不同的N肥处理，对FACE条件下水稻茎蘖消长的动态进行了模拟研究并建立了相应的模型。该模型由茎蘖增长动态和茎蘖消亡动态两部分组成，以时间为驱动因子，描述了水稻茎蘖数随移栽后天数的动态变化过程，对常规及CO2浓度增加条件下水稻茎蘖的变化均有很好的拟合性。通过相关试验数据对模型的检验，结果表明模型的拟合程度高，具有很好的适用性。     

FACE对常规籼稻扬稻6号产量形成的影响

2006年利用我国农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)研究平台,以常规籼稻扬稻6号为供试材料,设计比大气CO2浓度(对照,370 μmol·mol-1)高200 μmol·mol-1的FACE处理(570 μmol·mol-1)和施N量为125 kg·hm-2(LN)、250 kg·hm-2(NN)处理,研究其对扬稻6号产量形成的影响.结果表明:(1)FACE处理使扬稻6号的产量平均比对照增加24.1%,其中LN处理、NN处理条件下分别比对照增产18.0%、31.0%,处理间的差异达极显著水平;(2)FACE处理使扬稻6号单位面积穗数、每穗颖花数、结实率和千粒重平均比对照增加6.8%、8.3%、4.2%、和3.2%,除单位面积穗数外,处理间的差异均达显著或极显著水平;(3)FACE处理使扬稻6号生物产量平均比对照增加21.3%,达极显著水平,对经济系数无明显影响,生物产量的极显著增加是FACE水稻产量极显著增加的重要原因;(4)N处理以及CO2×N的互作效应对扬稻6号产量和产量构成因素的影响均未达显著水平.     

开放式大气CO2浓度增高对水稻土反硝化活性的影响

利用江都市小记镇的稻-麦轮作FACE平台,研究大气CO2浓度增高对农田反硝化活性的影响.在2005年水稻生长季研究不同施肥(施常规氮量和低氮量)、不同秸秆还田(秸秆半还田、秸秆不还田)处理土壤中的反硝化细菌数量、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性在大气CO2浓度升高(FACE)条件下随时间的变化情况,并且在拔节期测定对照及FACE土壤的反硝化潜势.结果表明:CO2浓度增高对水稻生长各时期的土壤反硝化细菌数量具有一定的抑制作用,这种抑制作用在常规氮肥施用及秸秆不还田情形下最为显著(P＜0.01).FACE对硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性几乎没有影响.对反硝化潜势的研究发现,在低氮与常氮施用条件下,FACE土壤的反硝化潜势分别为对照土壤的84.21%和97.46%.通过与土壤理化性质的相关性研究,认为主要是因为FACE促进植物生长和土壤中的微生物活性,反硝化微生物在竞争中受到抑制,使得反硝化活性降低.     

植物有效磷与水溶性磷对土壤磷素积累的响应研究

以浙江省河谷平原、水网平原、滨海平原和丘陵山地等4类地貌的耕地为例,探讨了植物有效磷和水溶性磷随土壤磷素积累的变化特征。结果表明：植物有效磷和水溶性磷均随土壤磷素积累呈现明显的增加,它们随土壤磷素积累的增加量存在转变点。当土壤全磷达到0.80~0.95 g/kg以上时,植物有效磷随土壤磷素积累的增幅明显地增强;而当植物有效磷分别为42~62、165~265 mg/kg以上时,土壤水溶性磷水平发生了明显的2个递增过程。总体上,河谷平原土壤中植物有效磷和水溶性磷发生明显变化时土壤积累磷的临界值相对较低。由于易释放态磷占土壤磷的比例随磷积累的增加而增加,研究认为控制土壤磷素的过度积累可有效降低土壤磷素的流失。     

磷肥施用对红壤有效磷含量和易流失磷含量的影响(英文)

[目的]该研究旨在探讨好气培养条件下,不同磷肥施用量的红壤中,应用Olsen法和Bray-1法测定的土壤有效磷含量及应用CaCl2法测定的土壤易流失磷含量的变化及其相关关系,为红壤区的磷素管理及磷素流失潜力评价提供理论依据。[方法]试验共设6个土样处理,室内好气培养后测定各土样中Olsen-P、Bray-1P和CaCl2-P含量。[结果]随培养时间的延长,施用不同量磷肥的红壤中Olsen-P含量逐渐降低,Bray-1P含量逐渐升高,CaCl2-P含量呈先升高后降低的趋势;CaCl2-P含量与Olsen-P含量和Bray-1P含量均呈线性相关关系;肥料磷进入红壤Bray-1P库的比例高达62%,进入Olsen-P库的比例为14%,进入CaCl2-P库的比例为0.12%。[结论]好气条件下施用磷肥造成红壤磷流失的风险不大,但随施磷量的增加,磷流失潜能仍会升高,且在施磷初期流失潜能最高。     

磷肥施用对红壤有效磷含量和易流失磷含量的影响

[目的]该研究旨在探讨好气培养条件下,不同磷肥施用量的红壤中,应用Olsen法和Bray-1法测定的土壤有效磷含量及应用CaCl2法测定的土壤易流失磷含量的变化及其相关关系,为红壤区的磷素管理及磷素流失潜力评价提供理论依据。[方法]试验共设6个土样处理,室内好气培养后测定各土样中Olsen-P、Bray-1-P和CaCl2-P含量。[结果]随培养时间的延长,施用不同量磷肥的红壤中Olsen-P含量逐渐降低,Bray-1-P含量逐渐升高,CaCl2-P含量呈先升高后降低的趋势;CaCl2-P含量与Olsen-P含量和Bray-1-P含量均呈线性相关关系;肥料磷进入红壤Bray-1-P库的比例高达62%,进入Olsen-P库的比例为14%,进入CaCl2-P库的比例为0.12%。[结论]好气条件下施用磷肥造成红壤磷流失的风险不大,但随施磷量的增加,磷流失潜能仍会升高,且在施磷初期流失潜能最高。     

不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分特征差异

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征,以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下,以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料,研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg（表示为0、10、20、30 mg•kg-1）条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加,且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理,根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理（不施磷、施磷10、20 mg•kg-1）条件下,高效品种根际土壤水溶性磷出现了亏缺,而施磷量较高（施磷30 mg•kg-1）时,其根际土壤水溶性磷则出现了富集。根际与非根际土壤无机磷组分浓度为Ca10-P＞O-P、Fe-P＞Al-P＞Ca8-P＞Ca2-P,且Ca10-P浓度占无机磷总量的50%以上。不施磷、施磷10 mg•kg-1,高效品种根际土壤中Ca2-P浓度是低效品种的1.22和1.23倍、1.31和1.59倍。低效品种根际土壤Al-P浓度在不施磷处理下是高效品种1.13和1.23倍。施磷量减少,不同磷效率小麦根际土壤均表现出O-P、Fe-P的减少。根际与非根际土壤4种有机磷组分中,以中活性有机磷浓度最高,其次为中稳性有机磷和高稳性有机磷,而活性有机磷的浓度最低。不施磷和施磷10 mg•kg-1处理,低效品种渝02321根际土壤活性有机磷浓度是高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的2.00与1.76倍、1.68与1.63倍。【结论】磷高效小麦具有较强的磷素积累、物质生产和水溶性磷吸收能力。低磷胁迫下,磷高效品种活化吸收Al-P、Ca-P、活性有机磷能力强于低效品种。     

不同磷敏感棉花品种临界磷浓度稀释模型与磷营养诊断

【目的】 建立不同磷敏感性棉花品种临界磷浓度稀释模型,并基于模型确定磷营养指数,为实现棉花合理施用磷肥提供理论依据。【方法】 以磷敏感型棉花品种鲁54和磷弱敏感型品种豫早棉9110为试验材料,于2017—2018年在江苏省大丰市稻麦原种场设置施磷量（0、50、100、150、200 kg P₂O₅·hm ^-2）试验,分析施磷量对棉花干物质累积、磷浓度动态变化和籽棉产量及产量构成的影响。利用2017年棉花地上部生物量和磷浓度数据分别建立2个品种临界磷浓度稀释模型,确定磷营养指数（phosphorus nutrition index,PNI）。利用2018年数据对模型进行验证,并通过2年数据研究磷营养指数和相对地上部生物量之间的关系。 【结果】 施磷量对铃重没有显著影响,但150、200 kg P₂O₅·hm ^-2施磷量下棉花铃数和籽棉产量显著增加。随施磷量的增加,磷敏感型棉花品种鲁54铃数增加幅度为16.0%—37.9%,籽棉产量增加幅度为16.6%—44.9%,均分别高于磷弱敏感性棉花品种豫早棉9110铃数（6.3%—32.6%）和籽棉产量（6.6%—35.6%）的增加幅度。随生育进程的推进,棉花地上部磷浓度逐渐降低,地上部生物量呈升高趋势。在各取样时期,棉花地上部生物量、磷浓度均随施磷量的增加而升高,表现为0＜50＜100＜150≈200 kg P₂O₅·hm ^-2。根据2017年地上部生物量和磷浓度的关系,分别建立了2个品种的临界磷稀释曲线模型（鲁54：P_c=0.784W ^-0.221,豫早棉 9110：P_c=0.774W ^-0.198）。2个稀释曲线模型的RMSE分别为0.1296、0.1383;n-RMSE分别为17.8504%、18.5447%,说明模型有较好的稳定性,且鲁54的模型稳定性略高于豫早棉9110。与豫早棉9110的模型参数相比,鲁54的参数a、b分别提高了1.29%、11.62%。基于临界磷浓度稀释曲线的PNI随生育进程的推移先升高后下降,在同一取样时期,PNI随施磷量的增加而升高。PNI与相对地上部生物量显著正相关。 【结论】 施磷对铃重没有显著影响,但显著提高棉花铃数,进而提高了棉花籽棉产量。磷敏感棉花品种鲁54每积累单位干物质时磷浓度下降速度大于豫早棉9110。棉花临界磷浓度稀释曲线和PNI可以很好地诊断和评价棉株磷素营养状况。综合考虑棉花籽棉产量及PNI,150 kg P₂O₅·hm ^-2的施磷量为本地区棉花适宜施磷量。     

外源碳磷的加入对农田土壤微生物碳磷比及磷素有效性的影响

设置室内培养试验,在较低养分和碳素质量分数的农田土壤中,通过加入外源的高、中、低质量分数的无机磷和碳源黑麦草基质的方式,研究不同梯度的磷素质量分数和不同培养时间序列的土壤微生物磷、微生物碳磷比的变化规律以及磷素利用的有效性。结果表明,低养分条件下外源无机磷的加入对土壤微生物碳的影响不大,黑麦草的加入引起微生物碳的巨大变化,即碳素的多少对于微生物碳的变化起着重要作用。低碳条件下,无机磷的加入对微生物磷的影响不大,而加入黑麦草后较高碳素质量分数下,微生物磷出现巨大变化,说明碳源多少对于微生物磷起着重要作用。微生物磷具有较快的周转周期。微生物碳磷比波动比较大,加入外源物质以后,分别在第5天和第25天出现高峰,大多数在第10天前后出现低谷,也就是第10天前后微生物活性较大,微生物磷质量分数较高,磷素利用较为活跃。可见,速效磷与微生物磷和微生物碳磷比具有很好的相关性,分别呈对数函数和二项式函数关系。     

磷肥不同施用方式对土壤速效磷及春玉米磷素吸收和产量的影响

通过田间小区试验的方法研究了磷肥不同施用方式下,土壤速效磷含量变化、超高产春玉米磷素吸收规律以及产量的变化.结果表明,土壤速效磷含量随施磷量的增加呈增加的趋势,苗期不同处理间差异显著,至蜡熟期差异逐渐减小.施用磷肥提高了春玉米植株对磷素的吸收量,在磷肥总量相同的条件下,不同基肥、追肥比例春玉米磷素吸收量有所不同.春玉米产量与磷肥施用量呈典型抛物线关系,一定范围内随施磷量增加春玉米产量呈增加的趋势,过量施用磷肥导致减产.     

解磷芽孢杆菌及其对养殖池塘水体磷组分的转化研究

为解决养殖水体磷元素引起的富营养化问题,从养殖池塘中分离芽孢杆菌,测定其解磷能力,将芽孢杆菌施入模拟池塘进行试验。试验设计采用对照组、芽孢杆菌加沸石处理组和芽孢杆菌处理组,经过培养后,分析池塘底泥中有机磷组分及底泥和上覆水体中可溶性磷含量的变化,初步了解芽孢杆菌对池塘磷元素转化的影响。研究结果表明,从池塘分离的芽孢杆菌有较强分解有机磷能力,芽孢杆菌迅速分解有机磷;随着时间的延长,部分芽孢杆菌的上清液中可溶性磷含量逐渐减少。芽孢杆菌施入模拟池塘后,底泥活性和中等活性有机磷含量与对照组相比,下降较多,池塘上覆水体中可溶性磷含量也低于对照组。