我国水稻秸秆钾资源分布及其还田对土壤钾平衡的重要性

  【目的】  我国钾肥资源不足但秸秆资源丰富,有待科学高效循环利用。本研究估算了我国水稻秸秆钾养分的量和空间分布特征,为利用水稻秸秆还田保持土壤钾素平衡提供参考。  【方法】  本研究基于《中国农村统计年鉴》和其他文献资料数据,结合草谷比法对我国各省份不同季别水稻秸秆钾资源量及还田情景下的土壤钾输入量进行测算。  【结果】  2019年我国水稻秸秆钾(K₂O)养分总产量为493.9万t,其中早稻、晚稻和中晚稻秸秆钾养分量的占比分别为13.1%、14.6%和72.4%。不同稻区的水稻秸秆钾资源量占总量的比例为:长江中游(33.4%)?长江下游(21.7%)?西南(15.3%)?东北(13.1%)?华南(12.8%)?华北(3.7%)。早稻和晚稻秸秆钾养分主要源自湖南(25.2%和24.7%)、江西(23.8%和24.4%)、广东(18.6%和19.5%)及广西(17.2%和14.8%)。中晚稻秸秆钾养分资源在主产省区间的分布表现为:江苏(14.3%)?黑龙江(12.9%)?湖北(12.2%)?四川(10.7%)?安徽(10.5%)?湖南(8.8%)。在双季稻主产省区湖南、江西、广东和广西,早稻秸秆还田可向土壤输入钾量分别为148.7、140.6、143.9和145.0 kg/hm2,早稻籽粒钾的携出量分别为25.6、24.2、24.8和25.0 kg/hm2;晚稻秸秆还田可向土壤输入钾量分别为153.4、145.3、146.3和131.1 kg/hm2,晚稻籽粒钾的携出量分别为30.3、28.7、28.9和25.9 kg/hm2;不施钾肥条件下,4个省区双季稻体系秸秆不还田的土壤钾素周年亏缺量分别为357.9、338.8、343.9和327.0 kg/hm2,秸秆还田后的土壤钾素周年亏缺量分别降至55.9、52.9、53.6和50.8 kg/hm2。中晚稻主产区为东北、长江下游、长江中游和西南稻区,中晚稻秸秆钾养分资源量分别为125.8、203.8、201.1和189.0 kg/hm2,相应的籽粒钾携出量分别为32.6、29.4、29.0和27.3 kg/hm2,说明如果秸秆全部还田,可以提高土壤钾素盈余。  【结论】  我国70%以上的水稻秸秆钾养分资源来自于中晚稻,50%以上的水稻秸秆钾养分资源分布在长江中游和长江下游稻区。早稻和晚稻秸秆还田可以大大降低土壤钾素亏缺,而中晚稻秸秆全部还田则可以提升土壤钾素的年盈余量。     

1988―2019年中国农田表土有机碳库密度变化及其主要影响因素

  【目的】  研究中国农田土壤有机碳(SOC)密度时空变化特征及其主要驱动因素,为土壤肥力提升、固碳减排和粮食安全提供理论依据。  【方法】  基于1988至2019年农业农村部全国农田监测数据(1298个点位),分析水田、旱地和水旱轮作下SOC密度时空变化特征,利用方程拟合和提升回归树模型探究气候、施肥和土壤属性对SOC密度变化的影响。  【结果】  1988―2019年全国农田表层(0―20 cm) SOC密度平均为35.13 t/hm2,不同土地利用方式下表现为水田>水旱轮作>旱地,水田和水旱轮作较旱地分别高53.2%和24.9%。SOC密度随监测时间的延长呈先降低后增加的趋势,其中水田、旱地和水旱轮作分别在2000、1998和2004年之前呈下降趋势,之后呈上升趋势。不同利用方式水田SOC密度随监测时间的变化趋势在东北地区逐渐增加,华南地区逐渐降低,西南和长江中游地区则先降低后增加,转折点分别在1995和2002年;旱地SOC密度的变化趋势在西北、华北和华南地区逐渐增加,东北、长江中游和长江下游地区先降低后增加,转折点分别在2008、2004和2004年;水旱轮作下SOC密度的变化趋势在长江中游、下游地区先降低后增加,转折点分别在2001和2013年,在西南地区呈先上升后微弱下降趋势,转折点在2012年。提升回归树结果显示,水田SOC密度后期上升阶段最重要的解释变量在西南、东北和华南区是年均温,在长江中游和下游分别是钾肥用量和土壤速效钾含量;旱地SOC密度后期上升阶段最重要的解释变量在东北为年均温,华北和华南为年均降雨,长江中游、下游区为氮肥,西北为有效磷;水旱轮作SOC密度后期上升阶段最重要的解释变量,在西南、长江中、下游地区分别为年均降雨、有效磷、氮肥。  【结论】  1988―2019年全国农田表层SOC密度除华南水田外,整体上呈先降低后增加,水田、旱地和水旱轮作土壤的转折点分别在2000、1998和2004年,旱地SOC密度的提升快于水田和水旱轮作。影响表土SOC密度提升的主要因素,东北和西南地区水田和旱地为年均温,长江中、下游地区水田为钾肥投入和土壤速效钾含量,旱地为氮肥投入;华南地区水田为年均温,旱地为年降雨量;华北和西北地区旱地为年均降雨和土壤有效磷含量;西南和长江中游水旱轮作区为土壤有效磷含量,而长江下游为土壤速效钾含量。     

猪腺苷酸活化蛋白激酶α基因(AMPKα)特异性siRNA载体的构建及干扰效果评价

腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK),在真核细胞生物中广泛存在,是调控机体能量代谢的关键酶.本研究旨在构建并筛选猪(Sus scrofa)AMPKα基因的有效siRNA干扰载体,并探讨AMPKα基因对脂肪分解关键酶基因表达的影响.根据猪AMPKα基因(GenBank登录号:NM-001167633)全长cDNA序列,设计合成其特异性发夹siR-NA干扰片段,将其克隆插入pSilencer 4.1-CMV neo Vector干扰载体中,构建猪AMPKα基因的siRNA真核表达载体RA1和RA2,并通过PCR、双酶切和测序对其进行鉴定.构建成功后转染猪肌内脂肪前体细胞并检测其干扰效果及对脂肪分解关键酶一一激素敏感脂肪酶(hormone sensitive lipase,HSL)、脂肪甘油三酯脂肪酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)和肉毒碱棕榈酰转移酶(carnitine palmitoyl transferase,CPTl)基因表达的影响.结果表明,所构建的猪AMPKα基因的特异性siRNA表达载体RA1和RA2均可降低猪AMPKα mRNA表达(P＜0.05),而且RA2干扰效果优于RA1.用RA2干扰AMPKα后,猪肌内脂肪前体细胞中AMPKα及脂肪分解关键酶HSL、ATGL和CPT1基因表达量显著下降(P＜0.05).提示,抑制AMPKα基因表达后,猪肌内脂肪前体细胞中脂肪分解和脂肪酸氧化速率降低.本研究结果为深入探讨AMPKα对猪脂肪代谢的影响机制及通过营养调控基因表达进而调控猪体脂沉积提供基础资料.     

基于最小二乘向量机土壤水分动态模拟与分析

土壤水分动态的模拟对水分循环与农业生产中水分的合理利用与管理具有重要的意义.应用最小二乘支持向量机对加入气象因子随机变量的红壤中土壤水分动态变化进行了训练、检验及模拟.结果表明,最小二乘支持向量机相比与神经网络方法不论是模拟性能指标还是建模的数学意义都有更好的可靠性和优越性;本研究应用最小二乘支持向量机对土壤水分动态日变化进行了模拟,并采用bior 3.3小波函数5层分解提取日变化趋势图进而把该研究区土壤水分日变化划分为4个阶段,其结果可为研究区水分合理利用和土壤墒情的预测预报提供科学依据.     

干湿交替灌溉下施氮模式对水稻光合产物和氮转运的影响

[目的]采用大田小区试验,研究不同灌溉模式下氮肥施用模式对水稻产量、光合生理特性、非结构性碳水化合物和氮素利用效率的影响,以期为当地稻田灌溉和施氮模式优化管理提供理论依据.[方法]以中浙优1号为供试材料,设常规淹灌和干湿交替2种灌溉模式,以及不施氮(N0)、常规施氮(PUN100)、减氮20％(PUN80)、缓控释复合...     

初冬银杏叶总黄酮超声浸取工艺优化

超声辅助浸提初冬银杏叶总黄酮,考察超声浸提时间、乙醇浓度、水浴温度、浸提次数对银杏叶总黄酮浸提的影响,并对试验结果进行验证.结果表明,初冬银杏叶总黄酮超声浸取的最佳工艺为:料液比1∶20,45 ℃水浴中60%的乙醇超声浸提20 min,共浸提3次,测得浸提液中银杏叶总黄酮含量为22.35 mg/g.验证性试验结果表明此工艺稳定,重复性好,回收率高,简单可行,省时,节能,可为工厂化浸提初冬季节银杏叶总黄酮提供技术参考.     

北京市近20年农业用水变化趋势及其影响因素

对1986-2007年北京市农业用水情况和影响其变化的相关指标进行主成分分析。结果表明:农作物播种面积、有效灌溉面积、种植业总产量、养殖业总产量和参考作物腾发量五大指标所代表的面积、产量、气候三大因素对北京市农业用水影响的贡献率依次为44.1%、35.2%和17.1%。具体分析各因素,发现近20年北京市农业用水量的降低主要是因为农作物播种面积和有效灌溉面积缩小,节水灌溉面积扩大以及节水技术进步;种植业单位产量用水量的减少,使农业用水量降低;种、养业等用水比例变化趋向合理,有利于北京市节水型农业结构的发展;但目前北京市参考作物腾发量呈上升趋势,将加大农业灌溉用水压力。     

基于慕课平台的农业生态学混合式教学实践

近年来,基于慕课平台的混合式教学模式在部分高校得以试点与应用。笔者结合西南科技大学农业生态学混合式教学试点班的实践情况,阐述了基于慕课平台的混合式教学组织实施方式与教学效果评价,思考并总结了混合式教学模式实践中存在的问题与相关建议,以期为今后开展相关工作提供借鉴。     

水稻施用“永丰年”牌调理剂的效果分析

为了明确"永丰年"牌调理剂在水稻上施用效果,采用随机区组设计在湖南省祁东县红壤稻田进行了试验研究。结果表明:在红壤地区稻田上施用"永丰年"牌调理剂肥料使水稻增产7.1%,使氮肥的利用率提高10%、磷肥提高6.2%、钾肥利用率提高2.4%;调理剂农学效率为0.9kg/kg,调理剂用量以40kg/hm~2为佳。施用调理剂同时可以提高土壤中有机质和土壤其他养分,对土壤具有一定培肥作用。     

紫云英还田后不同施肥下的腐解及土壤供钾特征

采用尼龙网袋法研究了紫云英翻压后不同施肥处理下在稻田的腐解和养分释放规律,以及不同施肥处理土壤钾库的变化特征。结果表明:紫云英还田后,不同施肥处理对其腐解及养分释放无明显影响。紫云英的腐解,氮、磷、钾释放量与翻压时间的关系可用一级动力学方程拟合,不同施肥处理下紫云英最大腐解率达到64.8%~68.3%,氮、磷、钾最大累计释放率分别为84.2%~86.7%、85.3%~89.3%、89.9%~98.0%,养分释放速度表现为钾磷氮。紫云英养分释放主要集中在翻压后15 d之内,应加强水稻生育后期的养分运筹管理。紫云英短期(1个生育期)内能够活化土壤中的钾,但晚稻收获后的土壤速效钾含量明显降低,说明紫云英还田不能完全替代化学钾肥效果。在连续3年不施化学钾肥的情况下,种植紫云英还田后,不会降低早稻土壤速效钾含量,但晚稻收获后土壤速效钾含量低于施用化学钾肥处理,说明紫云英还田不能完全替代化学钾肥效果。