我国梯田农业生态系统文化服务研究热点与趋势

梯田农业生态系统是全球和中国重要农业文化遗产的重要组成部分。为探讨国内梯田农业生态系统文化服务的研究热点和发展态势,本研究利用CiteSpace软件,以CNKI数据库中我国2001—2020年1 403篇与梯田农业生态系统文化服务相关的文献为研究对象,讨论其研究现状、进展和热点。结果表明,发文量整体呈现波动式上升趋势,涉及新工科、新文科等多学科交叉领域研究。研究热点演化具有缓慢发展、快速发展、提升和优化发展的3个阶段性特征,并与国家相关政策及学科发展等有很大关联。梯田文化多样性、服务管理与应用、价值评估等宏观与微观研究主题讨论不断深化,研究态势从早期相对独立的稻作文化和梯田文化,转变为赋能乡村振兴的梯田农业生态系统文化服务,同时梯田可持续管理的研究力度有所加大。本研究回顾和梳理了我国梯田农业生态系统文化服务的研究进展与核心议题,以期为该领域研究和乡村振兴战略实施提供参考依据。     

稻秆及稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH4和CO2累积排放量的影响

为明确稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH₄和CO₂累积排放量的影响过程与机制,本研究以稻田红壤为对象,通过室内培养试验,按土壤质量的1%等碳添加量设置对照(CK)、稻秆(RS)及300、400℃和500℃下制备的稻秆生物炭(RSB300、RSB400、RSB500)5个处理,对比分析了稻秆及稻秆生物炭添加0、30 d与120 d时,稻田红壤中可溶性有机碳(DOC)、总有机碳(TOC)、游离态粗颗粒有机碳(fcPOC)、游离态细颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)、游离态矿物结合态有机碳(fMOC)及闭蓄态矿物结合态有机碳(oMOC)的变化差异,并探讨了稻田红壤CH₄和CO₂累积排放量与各有机碳组分含量的相关关系。结果表明:稻秆生物炭添加后稻田红壤中DOC、TOC、fcPOC、ffPOC、oPOC和fMOC含量均显著增加;其中,oPOC与oMOC含量随着培养时间的增加而显著增加,但fcPOC与fMOC含量则显著降低(P<0.05)。与CK处理相比,RS处理的稻田红壤中CH₄和CO₂的累积排放量均显著且持续增加;RSB各处理的稻田红壤中CO₂的累积排放量显著降低;只有RSB300和RSB400处理的稻田红壤中CH₄的累积排放量显著增加,且在培养120 d时分别增加了188.5%和32.7%(P<0.05)。相关性分析表明,添加稻秆及稻秆生物炭的稻田红壤中CH₄和CO₂累积排放量虽与DOC、ffPOC和fcPOC含量均呈极显著正相关关系,但其中DOC和fcPOC含量起主导作用(P<0.01)。研究表明,添加稻秆生物炭可以有效提高稻田红壤中各有机碳组分的含量与稳定性,且500℃热解制备的稻秆生物炭添加对稻田红壤中CH₄、CO₂累积排放量抑制效果最好。     

灌排模式对稻田作物水足迹的影响

设置浅水勤灌(FSI)、浅湿灌溉(WSI)、控制灌溉(CI)和蓄水控灌(RC-CI)4种灌排模式,于2017—2018年进行了桶栽观测试验,利用作物水足迹计算方法量化蓝、绿、灰水足迹,分析灌排模式对水稻水足迹及其组成的影响。结果表明:在不同灌排模式下,水稻作物水足迹、组成及其效率均存在差异。所有处理水足迹的范围为846.3~1132.3 mm,RC-CI处理水足迹最小,而FSI最大。FSI、WSI、CI、RC-CI作物生产水足迹年均值分别为1.26、1.18、1.06、1.08 m^3/kg。在水足迹组成方面,蓝、绿、灰水足迹比例分别为10.9%~22.3%、28.8%~44.1%和39.4%~55.0%。FSI处理蓝水比例最大,RC-CI处理绿水比例占有优势。蓄水控灌降低了水稻作物水足迹,其用水结构更为合理,减小了机会成本,能够较好地实现节水减排。本研究可为选择水稻高效灌排模式和农业节水策略制定提供参考。     

基于逆向工程的搅浆刀作业性能界定与关键设计参数研究

水田搅浆是基于稻作制度的独立机械化作业环节,搅浆刀是进行搅浆农艺处理的专用刀具,但目前缺乏针对搅浆的农艺界定及搅浆刀专用设计参数研究。本文利用逆向工程技术获取搅浆刀的关键几何参数,并对搅浆作业和搅浆刀的设计方法进行定义。通过与常规旋耕刀(R245)进行分析对比提出搅浆刀的专用设计参数,进而通过田间试验进一步探讨搅浆刀的设计方法。结果表明,搅浆刀的楔面入土效应是保障其水田搅浆性能的关键,该效应所对应的搅浆刀设计参数被定义为侧切刃楔角,侧切刃楔角与侧切刃刀面宽度2个关键设计参数决定了搅浆刀入土过程的侧向搅浆作业强度。与R245旋耕刀相比,侧切刃楔角是搅浆刀设计的显著特点,搅浆刀的侧切刃静态楔角高于动态楔角,而R245的侧切刀面是一平直刀面(楔角为0°),在正切刃区域,搅浆刀与旋耕刀的楔角变化基本一致。基于田间土壤条件的原位台架试验进一步证明了搅浆刀专用设计参数对保障起浆、水田埋草等性能的优越性。     

我国三省稻田养殖克氏原螯虾肌肉中24种微量元素含量及健康风险评价

为探讨我国稻田养殖克氏原螯虾的微量元素含量水平和食用安全性,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析了湖北、湖南和安徽3省156份稻田养殖克氏原螯虾肌肉样品中24种微量元素的含量,并采用污染指数法、暴露评估和非致癌风险评价法进行污染评价和膳食评估。结果显示,在克氏原螯虾样品的24种微量元素中,Li、Be、Tl和U这4种元素未检出,Ni、Cd和Pb这3种微量元素检出率低于50%。有16种元素含量在安徽与其他两个产地间存在显著差异,而其中5种元素在3个不同产地间存在显著差异。所有克氏原螯虾样品中,有害重金属元素As、Cu、Pb、Cd和Cr的污染指数均小于0.2,处于正常背景值水平。研究表明,21种微量元素的总目标危害系数TTHQ=3.672<10,有害元素的THQ均在可接受范围,长期食用对人群没有明显的健康风险,但营养元素Fe的摄入值得关注。     

冷浸田双季稻品种和栽培方式比较研究

为了筛选适宜于冷浸田栽培的双季稻品种和高产栽培方式,2009年早晚两季在湖南宁乡县、永兴县和桃源县进行了大田栽培试验,结果表明:(1)双季稻产量及其构成因子品种间差异显著,3地点平均产量早稻以陆两优996最高(5.68 t/hm2),晚稻以天优华占最高(5.61 t/hm2);(2)双季稻不同栽培方式间产量差异显著,3地点平均产量均以垄厢栽培最高,早稻和晚稻分别为5.52 t/hm2和5.81 t/hm2;以传统栽培方式最低,平均产量分别为4.75 t/hm2和5.25 t/hm2。由此可见,选用适宜于冷浸田的双季稻品种,采用垄厢栽培方式有利于获得高产。     

上海优质粳稻产业现状及高质量发展对策

总结了上海优质粳稻产业发展现状,分析了产业发展中存在的问题,提出了相应对策。具体对策为：进一步优化茬口布局,推进用养结合型稻田农作制;实现优质水稻品种创新和绿色生产关键技术提升;以智慧农业为引领,积极推进现代农机农艺应用,提升绿色水稻产能水平;实施地产稻米品牌战略,促进提质增效。     

Effect of Biogas Digested Liquid on OH4 and N2O Flux in Paddy Ecosystem

Biogas production generates digested slurry as a byproduct. It can be used as a fertilizer especially after its conversion into digested liquid. A pot based study was conducted in order to evaluate the effect of the application of digested liquid on CH4 and N2O flux, and plant biomass in paddy. Analysis revealed that digested liquid treated soils released more CH4 compared to ammonium sulphate and the control. Ammonium sulphate treated soil emitted the highest N20 whereas digested liquid application decreased its emission significantly. Further, the cumulative emission over 101 d of the experiment was found to be higher for CHa （16.9 to 29.9 g m^-2） compared to N20 （-49.3 to 18.9 mg m^-2） for all treatments. Digested liquid application had positive impact on plant variables such as panicle number and weight of panicles. This study suggests that digested liquid application significantly decrease N20 emission and increase CH4 emission possibly due to affecting the availability of organic C in the soil to microbial activity for methanogenesis. Another possibility for enhancing CH4 emission by following biogas digested liquid could be attributed to the increase in plant biomass.     

浙西丘陵区水田改旱后土壤团聚体组成与稳定性的变化

选择浙西低丘地区的黄筋泥田和红紫砂田2类土壤的水田与相应改旱不同年限的旱地、果园和茶园,比较研究了水田改旱后土壤团聚体组成及其稳定性的变化.结果表明,水田改旱后,土壤中＞5.00 mm和＞0.25 mm非水稳定性团聚体和水稳定性团聚体数量均呈现下降,土壤团聚体的水稳定性减弱,其中,水稳定性团聚体的下降比非水稳定性团聚体更为明显.水田改旱种植旱粮,土壤中＞5.00 mm和＞0.25 mm非稳定团聚体、水稳定性团聚体及团聚体的稳定呈持续下降;而当水田改旱种植果树和茶树时,初期土壤中＞5.00 mm和＞0.25 mm非稳定团聚体、水稳定性团聚体和团聚体的稳定呈明显下降,但随着时间的增加,其大团聚体逐渐恢复.改旱后土壤团聚体的变化与其有机碳和无定形氧化铁数量发生变化有关.     

稻田土壤还原性物质特征及与甲烷排放的关联性分析

以南方稻田土壤的定位试验为研究对象,选取其中的五种不同施肥(无肥、化肥、猪粪+化肥、鸡粪+化肥、稻草+化肥)处理,监测了水稻生长期间土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质、亚铁(Fe2+)含量、土壤Eh值和甲烷(CH4)排放的动态变化,分析还原性物质与CH4排放的关系。结果表明,水稻生长前期稻田CH4排放通量、土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质和Fe2+含量均较高,并随水稻生长呈逐渐下降的趋势;而土壤Eh在水稻整个生育期介于-238至118 mv之间,且为水稻生长前期低,后期高。施用有机肥后的土壤活性还原性物质和Fe2+含量比化肥处理平均分别增加了13%和11%,而土壤Eh值则低于无肥和化肥处理。相关分析表明,CH4排放通量与土壤中活性还原性物质、Fe2+均呈极显著正相关关系,而与土壤Eh呈极显著负相关关系。通过逐步回归分析进一步表明,土壤中Fe2+含量显著影响稻田CH4排放,控制稻田土壤中Fe2+含量有利于稻田CH4的减排。