Soil quality assessments in integrated crop–livestock–forest systems: A review

Integrated crop–livestock–forest is a promising strategy to improve soil quality. It comprises four different integrated farming systems: crop–livestock, crop–forest, forest–livestock and crop–livestock–forest. This work systematically reviewed studies about integrated crop–livestock–forest systems and soil quality. A total of 92 papers were retrieved from the Web of Science—Clarivate Analytics platform, and the following information was analysed: publication year, institution, region of the studied site, type of integrated system, soil type, tillage system, maximum soil depth and the soil quality indicators assessed. Most studies were published in the second half of the 2010s. Brazil is a prominent focus of research about soil quality and integrated crop–livestock–forest systems, with significant contribution from its central and southern regions. The Embrapa was the main publishing institution, present in over one‐third of the studies. Crop–livestock was the most common integrated system, Ferralsols was the most common soil group, and most of the studied soils were clayey. No tillage was the main tillage system. Most studies focused on the topsoil, assessing physical and/or chemical soil quality indicators. More emphasis on biological indicators of soil quality is required, as well as assessments integrating biological, physical and chemical indicators of soil quality. Future works should compare different integrated systems, including assessments deeper in the soil profile, especially in systems with the forest component, and also in sandy and silty soils. Soil quality indicators that have been rarely used should be further tested. Novel indicators should be added to better understand the promotion of soil quality by integrated crop–livestock–forest systems.     

体外产气法评价全株藜麦与全株玉米混合青贮饲料饲用价值

为提高全株藜麦的饲料化利用率，寻找其与全株玉米的最佳青贮比，试验共设全株藜麦与全株玉米比为100：0，90：10，80：20等11个组合进行青贮发酵，发酵60 d后测定各组青贮料的体外产气发酵指标，使用灰色关联度分析筛选出最佳青贮比例。结果表明，体外发酵至36 h时，各处理组GP趋于稳定，体外发酵减弱接近停止；全株藜麦与全株玉米比例为90：10时，该青贮饲料组合的粗蛋白（CP）和粗脂肪（EE）含量显著高于其他各组（P<0.05），乙酸（AA）、总挥发性脂肪酸（TVFA）含量以及氨态氮（NH₃-N）浓度显著高于其他各处理（P<0.05）。分析表明，全株藜麦与全株玉米比例为90：10时，混合青贮饲料的营养品质和产气发酵特性综合表现最好，可作为优质混合青贮饲料在家畜养殖中推广使用。     

山下黑猪与鲁莱黑猪正反交F1代杂种优势的估计

旨在估计山下黑猪和鲁莱黑猪正反交F₁代杂种优势，筛选出合适的杂交方式，以提高优质肉猪的生产效率，满足人们对于优质猪肉的需求。本研究在山下黑猪（164头）和鲁莱黑猪（69头）及其正（6头山下黑猪♂×25头鲁莱黑猪♀）、反（3头鲁莱黑猪♂×35头山下黑猪♀）交4个群体中测定了生长肥育、体尺外貌（75～110 kg）、繁殖和胴体肉质（90～115 kg）4大类共43个性状，比较了这些性状在群体间的差异，并估计了正反交F₁代的杂种优势。结果表明，山下黑猪的生长肥育和体尺性状较好，鲁莱黑猪的繁殖和肉质性状较好，正反交群体介于它们之间。正交群体的繁殖性能优于反交群体，但生长肥育性能比反交差。由于这4个群体的母猪都是纯种，因此繁殖性状没有表现出明显杂种优势。除膘厚、胸椎数、45 min pH和剪切力无显著的杂种优劣势外，大部分胴体性状和肉质性状有明显的杂种劣势。生长肥育性状的杂种优势在正反交群体中的表现不一致，反交群体表现出显著杂种优势，而正交则无明显的杂种优势。本研究估计了山下黑猪和鲁莱黑猪正反交的杂种优势，为筛选山下黑猪和鲁莱黑猪的最佳杂交方式奠定基础。     

中国奶牛养殖生产布局优化研究——基于比较优势的实证分析

科学分析奶牛养殖区域比较优势,是优化中国奶牛养殖生产布局的前提条件。利用2001-2017年中国乳业数据,通过面板数据模型分析影响中国奶牛养殖生产布局的关键因素,基于比较优势理论、采用资源禀赋系数法,针对关键因素进一步分析中国奶牛养殖区域比较优势,探讨中国奶牛养殖生产布局的优化方向。研究结果表明:中国奶牛养殖生产布局主要受到玉米产量、生产者预期和温度的影响,不同地区在这三个方面具有不同的奶牛养殖比较优势。奶牛养殖优势区域主要集中在华北产区和西部产区,包括内蒙古、河北、山西、新疆、甘肃和宁夏;非优势区域主要集中在南方产区,包括上海、江苏、浙江、福建、湖北、湖南、广东、四川、安徽、江西和广西;其余省份为较优势区域,主要集中在东北产区和大城市周边产区。因此,从区域发展层面,提出建设优势区域产业带、因地制宜发展较优势区域、引导非优势区域转移和整合区域资源优势等建议;从奶牛养殖生产布局显著性影响因素层面,提出推广种养结合养殖模式、种植替代玉米的饲料作物、引导乳制品消费、改善养殖基础设施等建议。     

水稻对稻飞虱抵御机制研究

为更好地利用水稻自身抵御能力遏制稻飞虱为害,综述了水稻抵御稻飞虱的物理、生化效应和机制的研究现状。水稻抵御稻飞虱的物理机制包括宏观的水稻叶脉间距、宽度,钩毛和纤细毛密度、长度,硅含量和微观的粗纤维、胼胝质含量及叶绿体膜稳定性;生化机制涉及水分、可溶性糖、叶绿素、游离氨基、酶物质活性及挥发物的含量。国内外虽广泛涉及水稻自身固有的物理结构及体内生理生化物质对稻飞虱的抵御效应研究,但其分子机理研究较为匮乏,尚需深入系统的研究。     

不同氮肥水平下蚯蚓粪施用对水稻生长特性及产量的影响

以两优培九为材料,采用大田微区试验,研究不同氮肥水平(N1,9 g/m~2;N2,12 g/m~2;N3,15 g/m~2)下不同蚯蚓粪施用量(EC0,0;EC_1,16.88 kg/m~2;EC_2,33.76 kg/m~2)对水稻生长及产量形成的影响。结果表明,移栽40 d后EC_2和EC_1处理的茎蘖数均显著高于EC0(P0.05);幼穗分化期和乳熟期EC0处理的SPAD值均显著低于EC_1和EC_2处理(P0.05);齐穗期EC0处理的叶面积指数分别比EC_1和EC_2处理低32.7%和80.7%,地上部总干物质量分别比EC_1和EC_2处理低30.6%和59.8%;成熟期有效穗数、地上部干物质量和水稻产量均表现为EC_2EC_1EC0,EC_2和EC_1处理的有效穗数分别比EC0处理多41.5%和21.3%、地上部干物质量分别比EC0处理高47.7%和25.8%、产量分别比EC0处理高35.4%和34.3%。由此可见,施用蚯蚓粪便可促进水稻分蘖,提高水稻叶面积、SPAD值和地上部干物质量,进而提高水稻籽粒产量。     

基于RGB颜色空间的早稻氮素营养监测研究

针对双季稻区水稻过量施肥带来环境污染和成本提高问题,设计不同品种氮肥梯度大田试验,应用数码相机获取早稻冠层数字图像,研究不同色彩参数及早稻氮素营养指标的时空变化特征,以期确立双季早稻氮素营养预测模型。结果表明:不同品种同一氮肥处理下图像色彩参数差异不大;拔节期数字图像参数对氮素营养指标敏感;模型构建结果显示,图像参数INT与水稻氮素营养指标构建的模型决定系数(R2)最大,模型预测效果最佳,R2分别为0.895 7和0.924 7;进一步采用多元回归分析和BP神经网络分析法进行预测,预测效果均较好。对预测结果进行检验,发现品种对于模型的构建影响不大,以BP神经网络分析法构建的叶片氮浓度(LNC)模型和以INT为敏感色彩参数构建的叶片氮积累量(LNA)回归模型效果最优,而多元回归分析方法则效果不佳。早稻冠层RGB颜色空间敏感参数与氮素营养指标间相关性较好,可以实现氮素营养的无损监测诊断。     

不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对大气CO2浓度升高响应的差异

目的 探明不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对FACE(大气CO₂浓度增高)响应的差异。方法 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对不同类型水稻产量、氮素吸收利用的影响。结果 1）FACE处理极显著提高了水稻产量,平均增加24.17%, 常规籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高;2）FACE处理显著增加了单位面积穗数,常规粳稻增幅最大,并显著增加了杂交籼稻和常规籼稻每穗粒数;3）FACE处理显著提高了成熟期吸氮量和氮素籽粒生产效率,成熟期吸氮量平均增加21.23%,杂交籼稻增幅最大, FACE和对照均以常规籼稻最高;氮素籽粒生产效率平均增加7.33%,杂交籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高。成熟期吸氮量对产量促进作用略大于成熟期氮素籽粒生产效率;4）FACE处理降低了植株含氮率,成熟期平均下降0.105个百分点,常规粳稻降幅最大。FACE处理极显著提高植株干物质量,成熟期平均增加23.95%,常规籼稻增幅最大;FACE处理显著提高常规籼稻和杂交籼稻成熟期单穗吸氮量,分别增加10.79%、13.93%,但常规粳稻下降了9.60%;FACE处理显著提高了成熟期群体吸氮强度,平均增加22.29%,杂交籼稻增幅最大。FACE处理对水稻全生育期天数无显著影响;FACE处理显著提高茎鞘、叶片、穗各器官吸氮量,叶片增幅最大,平均增加51.86%,杂交籼稻增幅最大;FACE处理显著提高了不同生育阶段吸氮量,抽穗-成熟阶段增幅最大,平均增加108.90%,杂交籼稻增幅最大;5）植株干物质量、单穗吸氮量、吸氮强度、穗吸氮量、抽穗-成熟阶段吸氮量对成熟期总吸氮量的促进作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生育天数、茎鞘叶吸氮量、移栽-分蘖和分蘖-抽穗阶段吸氮量;6）FACE处理显著提高了氮肥偏生产力,降低了每百千克籽粒需氮量,前者平均增加24.16%,常规籼稻增加最多;后者平均降低4.7%,常规籼稻降幅最大。结论 FACE处理可显著提高水稻产量和氮素吸收利用效率,但品种间差异较大。     

长期施肥处理对双季晚稻叶绿素荧光特征及籽粒产量的影响

研究施肥模式对水稻叶绿素含量及荧光参数的调节作用,对提高水稻光能利用效率及籽粒产量具有重要意义。本研究以水稻品种赣929为试验材料,比较长期定位施磷钾肥(PK)、施氮磷钾肥(NPK)、等养分条件下70%氮磷钾肥配合施用30%有机肥(70F+30M)、50%氮磷钾肥配合施用50%有机肥(50F+50M)、30%氮磷钾肥配合施用70%有机肥(30F+70M)条件下水稻叶绿素荧光参数和产量变化特征。结果表明,水稻旗叶叶绿素含量从齐穗期到成熟期呈下降趋势,且表现为30F+70M50F+50M70F+30MNPKPK。水稻叶绿素荧光参数Fv/Fm随水稻生育期的推进呈降低趋势,其中PK处理Fv/Fm值最低,而施氮处理比不施氮处理Fv/Fm值增加了2.85%～4.18%。叶绿素荧光参数qL、ΦPSII在NPK处理中表现为齐穗期较高, 20 d之后显著降低;在50F+50M、30F+70M处理中表现为齐穗期较低, 20 d以后显著增加;在PK处理、70F+30M处理中一直处于较高水平。NPQ变化趋势与qL基本相反。ETR-PAR光响应曲线拟合结果表明, 70F+30M处理ETRmax、?和Ek值在齐穗期和20 d后值均最高。综合看来,等养分条件下配施30%有机肥具有最优的叶绿素荧光指标组合及籽粒产量;而配施超过50%有机肥由于前期热耗散增大使得用于光合作用的光能份额减少,而施用氮磷钾肥处理则由于后期的衰老使得光能利用效率下降。     

水稻均衡营养肥对杂交稻生长发育的影响及养分吸收特性

研究了水稻均衡营养肥对杂交稻生长发育的影响及养分吸收特性,以为精准施肥及秸秆还田养分循环利用提供必要的科学参数。结果表明,水稻均衡营养肥处理的株高、总粒数、实粒数、结实率、穗质量和产量均高于常规施肥处理,稻谷中的总钾、S~(6+)和Fe~(2+)含量均高于常规施肥处理,但总磷、Ca~(2+)和Mg~(2+)的含量低于常规施肥处理,总氮含量则基本相同;常规施肥处理的秸秆中总氮、总钾、Mg~(2+)和S~(6+)含量均高于水稻均衡营养肥处理,总磷、Ca~(2+)和Fe~(2+)含量基本相同。均衡营养肥处理氮、磷、钾利用率分别为67.8%、60.0%和95.5%,农民常规施肥处理分别为32.3%、86.0%和100%。可见,水稻均衡营养肥能均衡的为杂交稻生长提供必需的养分,大幅度提高肥料利用率。