早稻秸秆原位焚烧对红壤晚稻田CH4和N2O排放及产量的影响

选取湖南双季稻田为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对晚稻田在常规施肥（NPK）、常规施肥+秸秆原位焚烧（NPK+SB）处理下的CH4和N2O排放通量进行观测,同时根据设定参数对秸秆焚烧排放的CH4和N2O进行估算。结果表明,晚稻生长期间NPK和NPK+SB 处理的CH4排放量差异很小,秸秆焚烧会增加N2O排放22.8%,但差异不显著（p＞0.05）。两种施肥方式下N2O排放峰值都出现在追肥后的土壤水分饱和时期而晒田期排放很少。据估算秸秆焚烧排放的CH4和N2O分别占NPK+SB处理总排放的4.27% 和17.31%。NPK+SB处理单位产量的全球增温潜势比NPK处理高22%。综合考虑生产效应和环境效应,水稻秸秆焚烧不是明智的选择。     

晚稻期间秸秆还田对早稻田CH_4和N_2O排放以及产量的影响

选取湖南双季稻田为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对晚稻期间秸秆还田配施减量化肥(DNPK+RS)和施化肥(NPK)处理下后季早稻田(2009年)的CH4和N2O排放通量进行观测。结果表明,在早稻田等量化肥条件下,DNPK+RS比NPK增加早稻田CH4排放的81%,减少N2O排放的53%。早稻产量表明,DNPK+RS显著低于NPK(P<0.05)。晚稻期间以秸秆还田来代替部分化肥,会降低次年早稻的有效穗数和肥料增产效应。DNPK+RS处理的单位产量的全球增温潜势为NPK的2倍。秸秆还田应该重视与化肥的搭配比例,否则会降低水稻产量,同时增加下季早稻的温室效应。     

盐胁迫对5种抗旱型小麦苗期生理特性的影响

[目的]探讨盐胁迫对不同抗旱型小麦品种苗期叶片抗氧化酶活性和相关生理指标的影响,为耐盐抗旱型小麦品种筛选和抗盐机制研究提供科学依据.[方法]选取5种抗旱型小麦品种(晋麦47、长4642、长6350、长6154和长6878),通过水培试验模拟不同盐胁迫处理(T1:Hoagland营养液+100 mmol/L NaCl;T2:1/2浓度Hoagland营养液+200 mmol/L NaCl;CK:1/2浓度Hoagland营养液)对小麦幼苗期的伤害效应,分别在胁迫第3 d和第7 d测定植株超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及叶片丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,分析不同抗旱型小麦对盐胁迫的响应差异.[结果]不同抗旱型小麦品种对不同盐胁迫浓度及胁迫时间的响应存在差异,其中晋麦47的叶片SOD活性在低盐浓度(T1处理)胁迫下被激活,随着盐浓度升高及胁迫时间延长,SOD活性又逐渐降低,叶片POD活性和MDA含量相对处于较低水平.方差分析结果表明,取样时间对小麦叶片SOD活性的影响极显著(P<0.01,下同),叶片POD活性在不同盐胁迫处理、不同品种、采样时间及盐胁迫处理和品种互作间均存在极显著差异;叶片MDA含量在不同盐胁迫处理、不同品种和采样时间间存在极显著差异;脯氨酸含量在不同盐胁迫处理、采样时间间存在极显著差异.相关性分析结果表明,叶片MDA含量与SOD活性无明显相关性,而与POD活性及叶片和根系脯氨酸含量均呈极显著正相关.[结论]叶片POD活性和MDA含量可作为小麦的耐盐性筛选指标.5个抗旱型小麦品种中,晋麦47在苗期具有相对较强的耐盐性,适合在盐碱地推广种植.     

天津市设施菜地施肥现状及减施潜力和对策

  【目的】  设施菜地存在施肥量过大、肥料利用率低、环境污染等问题。通过对天津市设施菜地施肥现状调查，明确设施菜地施肥现状和存在问题，为制定科学合理的施肥方案提供依据。  【方法】  本研究对天津市193个设施蔬菜地块施肥现状展开调查，明确设施菜地施肥特征，估算肥料总养分和化肥养分减施潜力。  【结果】  天津市日光温室平均养分施用总量为N 775.6 kg/hm2、P₂O₅ 715.5 kg/hm2和K₂O 524.9 kg/hm2，显著大于塑料大棚对应养分平均施用总量N 670.9 kg/hm2、P₂O₅ 584.5 kg/hm2和K₂O 425.3 kg/hm2 (P < 0.05)。有机肥是设施菜地养分的主要来源，对日光温室和塑料大棚N、P₂O₅和K₂O各自施用总量的贡献均超过50%。日光温室和塑料大棚中，化肥对磷 (P₂O₅) 施用量的贡献分别为44.2%和48.8%。从养分施用方法看，N、P₂O₅和K₂O基施比例日光温室分别为79.4%、80.2%和73.5%，塑料大棚分别为70.2%、78.2%和67.4%，P₂O₅基施比例大于N和K₂O。日光温室和塑料大棚平均养分施用比例 (N∶P₂O₅∶K₂O) 分别为1.00∶0.92∶0.69和1.00∶0.87∶0.63。相比推荐施肥量，天津市设施蔬菜N和P₂O₅普遍施用过量，甘蓝和白菜K₂O投入不足。设施菜地总养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 减施潜力在31.5%～65.0%，化肥养分减施潜力在22.4%～66.6%。  【结论】  天津市设施菜地养分以基施为主，其中化肥基施比例偏高，追肥养分比例过低，养分总量过量施用现象普遍。设施菜地基施化肥和追肥中P₂O₅比例偏高，养分结构不合理。主要设施蔬菜中，茄子、番茄和芹菜的N和P₂O₅施用总量远超过各自推荐施肥量，化肥养分减施潜力较大，是设施蔬菜肥料减施关注的重点。     

施肥方式与施用生物质炭对设施菜地氨排放的影响

采用通气法对设施菠菜和黄瓜在施用生物质炭与翻耕措施下土壤氨气(NH3)排放进行观测,探索设施菜地NH3减排的有效途径.观测表明,设施菠菜与黄瓜土壤NH3排放主要发生在施肥后一周内.在施化肥氮总量300 kg/hm2条件下,设施菠菜不施生物质炭和表施生物质炭处理的NH3排放量分别占总氮投入量的8.00％和10.15％,而...     

北京市设施蔬菜施肥状况及减施潜力分析

通过对北京市352 个设施蔬菜地块的施肥状况进行实地调研，查明设施蔬菜施肥现状及存在问题，估算肥料减施潜力。结果表明，北京市设施蔬菜养分投入量普遍超过推荐施肥量（养分超标率＞72%）。不同设施类型施肥量差异较大，其中日光温室每季蔬菜平均氮磷钾（N、P₂O₅ 和K₂O）投入总量分别为858 、409、572 kg · hm^-2，明显高于塑料大棚每季蔬菜平均氮磷钾投入总量593、317、438 kg · hm^-2。设施蔬菜养分主要来源于有机肥基施，对日光温室和塑料大棚养分投入总量的贡献分别为66% 和52%。不同蔬菜种类肥料减施潜力巨大，其中甘蓝、黄瓜和茄子总养分相对减施潜力分别为61%～62%、43%～48% 和18%～47%。日光温室和塑料大棚氮磷钾养分投入比例（N∶P₂O₅∶K₂O）分别为1∶0.47∶0.66和1∶0.53∶0.73，表明钾肥比例相对不足。建议加快设施蔬菜水肥一体化技术的推广应用，加强设施蔬菜施肥技术指导，尤其要降低日光温室的氮、磷肥投入量，避免过量施肥带来的资源浪费和环境污染。     

中国稻田CH_4和N_2O排放及减排整合分析

【目的】对中国有关稻田CH4和N2O排放试验结果进行整合分析,估算不同管理措施的减排潜力,为稻田CH4和N2O减排提供参考依据。【方法】通过建立中国稻田CH4和N2O排放的数据库,研究稻田CH4和N2O的排放特征,分析作用显著的影响因素,比较不同措施的减排效果。【结果】中国稻田CH4排放存在明显的地域性分布规律,主要表现为西南地区稻田CH4排放远高于其它地区。水稻生长季节水分管理方式、非水稻生长季水分状态、化肥氮投入量和有机物料对稻田CH4排放具有重要影响(P0.05)。与淹水灌溉(CF)相比,前期淹水-中期晒田-淹水(F-D-F)、前期淹水-中期晒田-淹水-湿润灌溉(F-D-F-M)和间歇灌溉或完全湿润(M)降低稻田CH4排放的幅度分别为45%、59%和83%。与休闲期淹水(F)相比,采取冬闲期排干(SD)、稻旱轮作(LD)或旱-旱-稻轮作模式(TD),能降低稻田CH4排放42%—56%。不同有机添加物产生CH4的能力的顺序为:作物秸秆+厩肥(S+FM)绿肥(GM)厩肥(FM)作物秸秆(S)堆肥或沼渣(CM)。化学氮肥的种类对CH4排放有一定的影响,但特征不明显,而随着氮肥用量(N)的增加,CH4排放逐渐降低。当0N≤150kgN·hm-2,150N250kgN·hm-2和≥250kgN·hm-2时,CH4排放较不施任何肥料降低12%、29%和65%。中国稻田N2O排放的地域性分布特征不明显。水稻生长季节水分管理方式、非水稻生长季水分状态和总氮投入量是影响N2O排放的最重要的因素(P0.05)。与CF相比,F-D-F、F-D-F-M和M能够提高稻田N2O排放12%、140%和478%,而且在F-D-F、F-D-F-M模式下的氮肥N2O排放因子分别为0.43%和0.68%。不同非水稻生长季水分状态模式下N2O排放平均值表明,SD、LD和TD比F增加40%—110%的排放。【结论】稻田CH4和N2O排放的消长关系表现在水分管理、非水稻生长季节的水分状态和氮素的投入量等方面。合理的减排措施应基于二者的综合考虑。通过优化稻田水肥管理措施可降低稻田CH4和N2O排放的温室效应。     

稻草及其循环利用后的有机废弃物还田效用研究

【目的】研究稻草及其循环利用后的有机废弃物还田对稻田土壤肥力、生态及经济效益的影响,为稻草等有机废弃物资源化再利用提供理论依据。【方法】以无肥(O)和纯施化肥(CK)为对照,设置稻草、菌渣、牛粪、沼渣与减量化肥配施处理(NPK+S、NPK+FD、NPK+CD和NPK+BD),研究4种有机废弃物还田对土壤理化性质、CH4和N2O排放、水稻产量及经济效益的影响。【结果】4种有机废弃物还田均可一定程度地降低土壤容重、增加孔隙度及提高土壤团聚体的稳定性,提高土壤有机质、速效养分的含量,从而提高了土壤肥力水平;有机废弃物与减量化肥配施处理与CK处理相比,早稻略有减产,晚稻略有增产且实际收入也有所增加,但差异均不显著,而产投比却明显高于CK处理;有机废弃物还田处理能不同程度地增大稻田CH4排放,其中NPK+S处理增幅最大,NPK+FD、NPK+BD处理较小,但均能显著降低N2O的排放;有机废弃物还田可以减少10%—20%氮、磷、钾化肥用量,同时处理有机废弃物6250—22500kg·hm-2,节约能源的同时又减小了环境污染威胁。【结论】兼顾生产、经济、生态环境等效益,建议在南方双季稻种植区采用稻草循环利用后的菌渣、沼渣与化肥减量配施还田。     

解鸟氨酸拉乌尔菌ZK4菊酯农药降解酶基因BioH的克隆及原核表达

为挖掘新的拟除虫菊酯类农药降解基因，在大肠杆菌中实现异源高效表达，以本课题组前期筛选出的降解谱广泛、降解率较高的菌株解鸟氨酸拉乌尔菌(Raoultella ornithinolytica)为研究对象，克隆其菊酯类农药降解酶基因BioH,在大肠杆菌中表达。通过解鸟氨酸拉乌尔菌全序列进行基因组注释、蛋白注释和通路注释，和已有菊酯类农药降解基因序列比对，筛选出潜在的具有菊酯类农药降解功能的基因；以解鸟氨酸拉乌尔菌基因组DNA为模板，根据功能基因序列设计特异性引物进行PCR扩增，回收目的片段后与pMD19-T载体连接，筛选阳性克隆并鉴定；酶切回收目的片段后和pET32a(+)表达载体连接，转化至大肠杆菌BL21(DE3)中，将验证正确的重组菌经IPTG诱导表达，通过SDS-PAGE分析蛋白表达情况。结果表明：通过筛选得到BioH基因，该基因具有水解酶的作用，同时也具有其他菊酯类农药降解基因序列中存在的保守五肽motif-GXSXG,PCR扩增后得到大小为783 bp的条带，通过重组技术获得阳性克隆，PCR扩增、酶切和DNA测序进行验证，重组菌经0.2 mmol/L IPTG诱导4 h后获得约为...