不同稻田综合种养模式的成本效益分析

为获知和分析稻田综合种养模式在中国的发展现况及存在问题,根据2013年中国4个省份两种主要稻田种养模式的调查数据,采用Kruskal—Wallis非参数检验等方法分析了不同稻田种养模式在生产投入、经济效益上的差异以及在化肥、农药减量等方面的效应。结果显示,稻田综合种养具有较好的经济和生态效益,稻蟹、稻鱼两种种养模式的平均利润为水稻单作的2.43~3.92倍,化肥成本减少2.8%~49.2%,农药成本减少3.2%~83.6%,但技术成熟度及产业化程度的差异使种养户在最终经济收益及生态效益上的极差较大。研究表明,中国稻田综合种养规模化程度不够、成本投入偏高、综合种养生态、社会效益提升有限是目前面临的主要问题,因此加大政府的扶持力度,加强种养关键技术的研究,因地制宜将规模化的现代农业与传统稻田种养相结合是解决这些问题的关键。     

提升稻鱼共生模式的若干关键技术研究

新一轮稻田生态养殖在国内已经广泛开展,为了提升传统的稻鱼共生模式的产量,探讨了不同水平的水稻移栽密度和复合肥(N:P:K=14:2:7)施用量对稻田养鱼产量的影响,以及在不产生面源污染的情况下最适宜稻鱼共生系统的生产模式,通过田间试验对不同的处理所得到的产量进行测定和分析。结果表明：在田鱼产量为750 kg/hm²模式下,适当的增加水稻移栽密度(25 cm×25 cm)能显著增加水稻产量(P=0.005)而不影响田鱼产量(P=0.175);稻鱼共生系统的水稻产量可以降低对复合肥的依赖,将复合肥施用量水平从750 kg/hm²减少到600 kg/hm²,水稻和鱼产量都没有显著性改变,生产成本下降,环境面源污染风险降低。本试验研究提出适合本地生态条件和生产习惯的稻鱼系统管理模式是：水稻移栽密度30 cm×30 cm,复合肥施用480 kg/hm²,投放规格为55±3 g的冬片9000尾/hm²,设计产量为稻7500 kg/hm²、鱼1500 kg/hm²。实践证明,这种优化模式能较好地利用稻鱼共生系统中的各种资源而不产生面源污染等环境压力,可以推荐到全球重要农业文化遗产保护项目青田稻鱼共生系统保护地所在的青田县及其周边乃至全国范围内生态条件及生产消费习惯类似的地区。     

鸡胚成纤维细胞与鸡气管黏膜上皮细胞共培养体系的建立

【目的】建立鸡气管黏膜上皮细胞(Chicken trachea epithelium cells,CTECs)和鸡胚成纤维细胞(Chicken embryo fibroblasts,CEFs)共培养体系,为CTECs体外培养研究与应用奠定基础。【方法】利用细胞套皿培养方法,使CEFs与CTECs体外共培养在一个营养体系中,用含有不同促细胞生长因子(氢化可的松(HC)、转铁蛋白(TF)、人表皮生长因子(HEGF)或牛垂体提取物(BPE))和血清(胎牛血清、鸡血清)的培养液培养,观察各组CTECs的生长情况,绘制生长曲线,记录CTECs体外生长增殖的特点。【结果】与单独培养的CTECs相比,共培养体系中的CTECs体外贴壁、生长增殖能力均显著提高,72h能够铺满整个培养皿,并呈典型的上皮细胞"铺路石"状排列。共培养体系中的CTECs,在缺少3种重要哺乳动物气管黏膜上皮细胞培养所需的促细胞生长因子培养液中,仍能保持较好的生长能力,大大降低了CTECs的培养成本。【结论】成功建立了CTECs与CEFs的共培养体系,为CTECs的体外培养和应用提供了技术支持。     

虾稻共作对稻田土壤线虫群落结构的影响

农业生态系统利用种间互惠将种植业与养殖业相结合,既能提高农作物产量,也能减少化肥农药等对环境的危害。本研究以土壤线虫作为指示生物,研究外来物种克氏原螯虾与水稻种养结合模式对稻田土壤生态系统的影响,为虾稻共作模式下稻田生态系统的健康和可持续利用提供依据。通过比较水稻单作和虾稻共作,分别在水稻分蘖期、抽穗期和成熟期采集土壤样品,分析土壤线虫群落结构。结果表明:与水稻单作相比,虾稻共作土壤中食细菌线虫的百分比较高(分蘖期增加了26.52%,抽穗期增加了19.85%,成熟期增加了32.65%),同时机会主义cp1线虫类群所占百分比较高(分蘖期增加了31.13%,抽穗期增加了24.91%,成熟期增加了19.49%),说明虾稻共作生态系统中农田土壤养分循环较快,土壤呈养分富集。但是,虾稻共作农田土壤中捕食杂食性线虫、cp3~5线虫类群百分比较低(P0.05),同时成熟度指数也显著低于水稻单作。因此,在克氏原螯虾的影响下,稻田土壤食物网趋于简化,土壤的生物稳定性有下降趋势,故需要进一步加强虾稻共作对稻田土壤健康长期影响的监测和研究。     

牛体外受精卵与牛胎儿睾丸支持细胞体外共培养研究

【目的】研究牛胎儿睾丸支持细胞对牛早期胚胎的体外发育是否有促进作用。【方法】从屠宰场采集5~7月龄胎牛睾丸,经原代和传代培养制备牛胎儿睾丸支持细胞(sertoli cells,SCs)饲养层,对比原代和传代胎牛睾丸SCs与牛体外受精卵共培养时受精卵的发育情况;分别以4×104,2×104mL-1两个密度接种传代胎牛睾丸SCs与牛受精卵体外共培养,并以培养液中无牛胎儿睾丸SCs饲养层为对照,研究体外牛胎儿睾丸支持细胞(sertoli cells,SCs)对牛受精卵体外发育的影响。【结果】与牛受精卵体外共培养时,接种密度为2×104mL-1传代胎牛睾丸SCs饲养层共培养组的卵裂率(79.3%)高于原代牛胎儿睾丸SCs饲养层共培养组(69.2%),但差异不显著(P>0.05);囊胚发育率(41.3%)极显著地高于原代SCs饲养层共培养组(16.7%)(P<0.01)。接种密度为4×104mL-1传代牛胎儿睾丸SCs饲养层共培养组的卵裂率大于接种密度为2×104mL-1传代牛胎儿睾丸SCs饲养层共培养组和对照组,但差异不显著;胚胎发育率极显著地低于接种密度为2×104mL-1传代牛胎儿睾丸SCs饲养层共培养组和对照组。【结论】制备的传代牛胎儿睾丸SCs饲养层,能有效促进牛体外受精卵的体外发育,提高囊胚发育率;接种的传代牛胎儿睾丸SCs饲养层密度过大,将严重影响牛体外受精卵的发育。     

共培养对土壤重金属污染植物修复的调控作用

A co-culture of two plant materials, Astragalus sinicus L., a leguminous plant with concomitant nodules, and Elsholtzia splendens Naki-a Cu accumulator, along with treatments of a chelating agent (EDTA), root excretions (citric acid), and a control with E. splendens only were used to compare the mobility of heavy metals in chelating agents with a co-culture and to determine the potential for co-culture phytoremediation in heavy metal contaminated soils. The root uptake for Cu, Zn, and Pb in all treatments was significantly greater (P < 0.05) than that of the control treatment. However with translocation in the shoots, only Cu, Zn, and Pb in plants grown with the EDTA treatment and Zn in plants co-cropped with the A. sinicus treatment increased significantly (P < 0.05). In addition, when a co-culture in soils with heavy and moderate contamination was compared, for roots in moderately contaminated soils only Zn concentration was significantly less (P < 0.05) than that of heavily contaminated soils, however, Cu, Zn, and Pb concentrations of shoots were all significantly lower (P < 0.05). Overall, this "co-culture engineering" could be as effective as or even more effective than chelating agents, thereby preventing plant metal toxicity and metal leaching in soils as was usually observed in chelate-enhanced phytoremediation.     

饲料蛋白含量对稻-黄颡鱼共作模式气态氮排放、黄颡鱼生长和氮利用率的影响

【目的】明确饲料蛋白含量对稻-黄颡鱼共作模式下N₂O和NH₃挥发特征及黄颡鱼生长的影响,有利于稻-黄颡鱼综合种养的高效、绿色发展。【方法】采用盆栽模拟试验,以常规单养黄颡鱼模式为对照,系统研究了不同饲料蛋白含量对稻-黄颡鱼共作模式下N₂O和NH₃的排放特征、水体和底泥的氮含量以及黄颡鱼生长的影响。【结果】在相同蛋白含量下,稻-黄颡鱼共作模式的N₂O和NH₃挥发分别比单养黄颡鱼模式降低18.3%和76.20%,水体总氮和无机氮含量降低41.30%和48.85%,黄颡鱼蛋白累积量增加20.00%,氮利用率增加171.50%。在稻-黄颡鱼共作模式下,提高饲料蛋白含量会显著增加N₂O排放量和水体残留氮含量,但对NH₃挥发无显著影响;黄颡鱼特定生长率和蛋白累积量与饲料蛋白含量呈二次曲线关系。饲料氮利用效率随饲料蛋白含量增加呈线性降低趋势。【结论】综合考虑黄颡鱼生长和N₂O排放以及养殖水体氮残留等因素,确定稻-黄颡鱼共作模式饲料蛋白含量不宜超过43.04%。     

“花菜－蚯蚓”种养模式对杂草发生的影响及除草剂对蚯蚓的急性毒性评价

为了摸清蚯蚓活动对杂草发生的影响以及除草剂对蚯蚓的急性毒性,2017年－2019年连续3年调查了“花菜－蚯蚓”种养模式下田间杂草物种数、总草密度和生物量,同时测定了17种除草剂对威廉环毛蚓的急性毒性。结果表明,与花菜单一种植模式相比,“花菜－蚯蚓”种养模式显著降低了田间杂草物种数、总草密度和生物量,减轻了杂草危害。不同除草剂对威廉环毛蚓的急性毒性存在较大的差异。采用滤纸法处理48 h,丙草胺、高效氟吡甲禾灵和噁唑酰草胺对威廉环毛蚓的急性毒性最高,LD50分别为1.1、1.8 μg/cm2和7.1 μg/cm2。其次为灭草松,LD50为70.3 μg/cm2。乙羧氟草醚、吡嘧磺隆、氰氟草酯、五氟磺草胺、硝磺草酮、嘧啶肟草醚和烟嘧磺隆对威廉环毛蚓的急性毒性相对较低,LD50均大于1 200 μg/cm2。采用人工土壤法处理14 d,灭草松对威廉环毛蚓的急性毒性最高,LD50为50.3 mg/kg。其次为二甲戊灵、草铵膦和丙草胺,LD50分别为111.9、137.4 mg/kg和169.5 mg/kg。双草醚、氰氟草酯、硝磺草酮和苯唑草酮对威廉环毛蚓的急性毒性相对较低,LD50均大于500 mg/kg。基于滤纸法和人工土壤法的测定结果,丙草胺、灭草松、噁唑酰草胺、高效氟吡甲禾灵、草铵膦和二甲戊灵对威廉环毛蚓具有相对较高的急性毒性,不建议用于“作物－蚯蚓”种养农田防除杂草。     

NaCl筛选法获得无标记耐盐转基因水稻的高效转化技术研究

NaCl筛选法是培养无标记耐盐转基因水稻的有效方法。以中华11、秀水11、春江06这3个粳稻品种成熟胚愈伤组织为材料,以SKC1为目标基因,研究NaCl筛选条件下,热激与液体共培养对农杆菌介导耐盐基因转化水稻效率的影响。结果显示,热激处理和液体共培养都能提高耐盐基因对水稻的转化率,其中,热激处理最高转化提高率达到46.2%,液体共培养后最高转化提高率达到60.7%。     

稻虾共作模式下秸秆还田与投食对稻米品质的影响

为提高稻虾共作模式的稻米品质和效益,通过设置秸秆还田投食（SF）、秸秆还田不投食（SNF）、秸秆不还田投食（NSF）和秸秆不还田不投食（NSNF）处理,并以水稻单作秸秆还田（CK-S）和水稻单作秸秆不还田（CK-NS）为对照,对秸秆还田和投食对稻米品质的影响进行研究。结果显示：投食（F）处理能显著提高水稻、小龙虾产量和稻米营养品质,在秸秆还田（S）与秸秆不还田（NS）的条件下,F处理比不投食（NF）处理的蛋白质含量分别增加了27.41%和36.16%,差异显著。S处理与F处理的交互作用可显著影响稻米加工品质;整精米率和精米率在NSNF处理下最高,显著高于SF、SNF、NSF;秸秆还田、投食及其交互作用对蒸煮、食味品质无显著影响,稻米RVA黏滞性谱差异性较小;稻虾模式可提高稻米外观品质,稻虾共作模式下各处理垩白粒率和垩白度都低于稻田单作,与CK-S相比,SF处理垩白粒率和垩白度分别降低了15.09%、15.65%。结果表明,稻虾共作秸秆还田与投食2种措施可以改善稻米品质。