稻油两熟农田生态系统净碳交换特征及其主要影响因子研究北大核心CSCD

为深入了解农田生态系统碳交换规律以及碳循环的机理和过程,本研究采用涡度相关技术,对湘中地区稻油两熟农田生态系统进行了全年的通量观测,分析了碳通量及其各组分在不同时间尺度上的变化特征,探讨了水稻、油菜生长季内碳通量对主要环境因子的响应。结果表明:稻油两熟农田生态系统净碳交换日尺度变化特征总体呈"U"型单峰曲线变化,季节变化特征呈现单峰双谷"W"曲线变化,存在两个明显的碳吸收期;净碳交换吸收峰值水稻普遍高于油菜,总初级生产力和生态系统呼吸的累积速率水稻高于油菜;稻油两熟农田生态系统全年的净碳交换累积总量为-206.26 g/m^(2),总初级生产力累积总量为1 173.9 g/m^(2),生态系统总呼吸累积总量为967.64 g/m^(2),生态系统的碳利用效率为17.6%,总体表现为碳吸收旺盛;水稻和油菜生长季内碳通量与环境因子的相关性不同,白天的净碳交换与光合有效辐射呈负相关,夜间生态系统呼吸随土壤温度的升高呈指数曲线变化,油菜的温度敏感性要高于水稻。本研究结果可为农田固碳减排提供理论依据和数据支持。     

外源放线菌对谷子生长和成熟期根际可培养微生物的影响

为研究外源放线菌对谷子生长及成熟期根际可培养微生物的影响，本研究通过盆栽和田间试验分析施加放线菌微白黄链霉菌（Streptomyces albidoflavus，T4）和密旋链霉菌（Streptomyces pactum，Act12）后成熟期谷子生物量、产量形成指标及根际可培养微生物结构组成的差异，并对谷子生长与根际微生物之间相互关系进行分析。结果表明，①T4促进了盆栽和田间试验中谷子生物量的增加，而T4和Act12也使田间试验中单株谷子籽粒干重和产量增加了13.7%～22.6%。②对于根际微生物，T4处理使培养箱盆栽试验中谷子根际可培养细菌（B）、真菌（F）、放线菌（A）及微生物总数量增加了29.5%～56.9%。T4和Act12使室外盆栽试验中根际真菌数量分别提高了73.3%和222.0%，A/F和B/F降低了34.7%～72.4%。③相关分析表明，成熟期谷子茎叶干重、单株谷子籽粒干重与根际B、F、A和总微生物数量显著正相关（r = 0.748～0.971，P < 0.01），而与A/F和B/F显著负相关（r = -0.764 ～ -0.906，P < 0.01）。综上，供试放线菌通过调整根际可培养微生物群落结构促进了谷子生长，增加了谷子产量。因此，通过外源施加放线菌优化根际可培养微生物群落结构是谷子促生增产的可行途径之一。     

湘中地区冬油菜全生育期碳通量变化特征分析

为探讨冬油菜的净碳交换特征及其固碳能力，采用涡度相关法对湘中地区油菜生态系统（2019年10月-2020年5月）的碳通量进行连续观测，分析了油菜全生育期内碳通量变化特征。结果表明：油菜生育期内碳通量具有明显的日变化和季节变化动态，碳通量月平均日变化以及不同生育期日变化均呈现为夜间高、白天低、正午达到最低谷的“U”型单峰曲线变化，不同月份和不同生育期的差异主要体现在曲线变化的幅度上；油菜不同生育时期的固碳能力有所不同，固碳能力由大到小依次为：花期、角果期、抽薹期、苗期，固碳能力总体随生育进程推进不断提升；油菜生育期内的净碳交换量总和为-101.62 gC·m^-2、总初级生产力为461.67 gC·m^-2、总呼吸为360.05 gC·m^-2，即净CO₂吸收量为1.02 t·hm^-2，说明油菜生态系统表现出一定的碳汇功能。     

基于涡度相关法的水稻光能利用率研究

为探讨水稻生长季内光能利用率（light use efficiency，LUE）的动态特征，使用2020年5—9月稻田通量观测资料，应用简单相关分析和通径分析方法，分析环境因子对光能利用率的影响。结果表明，水稻生长季LUE日平均值为0.95%，波动范围为0.25%~2.23%，小时尺度表现为早晚值较高、中午值较低，日动态上呈现先升高后降低的单峰曲线变化；日尺度上的LUE主要受光合有效辐射和空气温度影响。研究为合理利用农田生态系统资源、推动LUE在生产力模型中的应用提供了理论依据。     

两种新型机械移栽方式下不同肥密处理水稻生长及产量差异研究

以晶两优华占为供试材料，比较研究了印刷播种无盘育秧大苗机插技术、机钵体育秧有序抛栽技术下不同肥密处理对水稻生长发育及产量的影响。结果表明，在水稻分蘖期，有序机抛移栽方式水稻茎蘖数比大苗机插移栽方式多，两种移栽方式下均是减肥增密处理低于常肥常密处理；水稻各生育时期单位面积地上部干物质积累量表现为有序机抛移栽方式高于大苗机插方式，两种移栽方式下减肥增密处理高于常肥常密处理12.00%～14.00%。两种移栽方式下移栽密度为17 cm×25 cm、肥料减施24%时产量较高，比对照（常肥常密）提高4.54%～6.23%。     

基于Meta分析评价耕作与秸秆还田对小麦籽粒品质的影响

为提高小麦籽粒品质，提出全面的小麦耕作和秸秆还田措施，研究选取2000—2020年耕作与秸秆还田的相关文献，采用Meta分析定量研究耕作与秸秆还田对小麦籽粒品质的影响并分析差异来源。结果表明，与翻耕处理相比，免耕处理提高了小麦籽粒蛋白质、湿面筋、出粉率、总淀粉和沉降值，但差异不显著；与秸秆不还田处理相比，秸秆还田处理的小麦蛋白质和湿面筋含量分别显著提高了2.73%和2.09%。播量与蛋白质含量呈显著正相关，施氮量与沉降值呈显著负相关。进一步对秸秆还田进行差异来源分析，发现东南地区小麦蛋白质含量和湿面筋含量分别显著提高3.07%和2.80%，华北地区小麦总淀粉含量显著提高5.97%;135 kg/hm²播量面粉湿面筋含量和沉降值分别显著提高3.38%和6.68%,150、180 kg/hm²播量面粉的蛋白质含量分别显著提高2.41%和12.27%；扬麦15的蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值分别显著提高6.02%、7.44%和16.35%；水稻秸秆还田处理的小麦蛋白质含量和湿面筋含量分别显著提高2.73%和2.65%;240 kg/hm^2...     

有序机抛技术下增密减肥对杂交稻肥料偏生产力的影响

为研究有序机抛增密减肥效果，采用湖南省大面积种植的杂交稻品种‘晶两优华占’设置3个密度水平，即低密M0(18万穴·hm^-2)、中密M1(22万穴·hm^-2)、高密M2(27万穴·hm^-2)。3个施肥量水平，低肥F0(450 kg·hm^-2)、中肥F1(525 kg·hm^-2)、高肥F2(675 kg·hm^-2)测定了干物质质量、分蘖数、产量，以及产量构成因素、肥料偏生产力。结果表明：产量最高的是M2F2，比M0F2高7.56%,M2F1处理主要生育期地上部干物质质量最优，比M0F0高59.19%;M1F0的各肥料偏生产力最高，密度增加，有效穗增加，每穗总粒数和产量先减后增，施肥量减少产量下降，增密减肥对于千粒质量和结实率影响不大；密度增加各时期干物质质量增加，施肥量增加各时期干物质质量先增后减；密度增加F0、F1施肥量下各肥料偏生产力先减后增，F2施肥量下先增后减；肥料减少各肥料偏生产力增加，一定的增密减肥可以提高杂交稻产量、地上部干物质质量、肥料偏生产力...     

硝铵氮源配比对谷子苗期生长及氮素利用的影响

通过营养液浇灌盆栽试验，以晋谷21号为供试材料，基于总氮水平（5mmol/L）设置5个氮素形态配比，无氮素营养液处理作为对照，分析不同形态氮素配比对谷子幼苗生长、氮代谢关键酶活性及氮效率的影响。结果表明，与对照相比，施氮能显著促进谷子幼苗地上部和根系生长、氮代谢关键酶活性及氮素利用，且在硝铵比为50%:50%时达到最大；与单施一种氮源相比，硝铵氮源混施能显著促进谷子幼苗地下部生长和谷氨酸合成酶活性；与铵态氮占比在50%以上的处理相比，硝态氮占比在50%以上的处理更有利于促进谷子幼苗地上部生长、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性及氮效率。隶属函数综合分析得出，氮源配施较单一氮源更有利于谷子幼苗的生长，且在硝铵比为50%:50%时效果最佳。     

播量对宽幅条播冬小麦群体结构和干物质积累分配的影响

为明确宽幅条播的适宜播量，于2017-2018年在山西省闻喜县（冬小麦试验示范基地）开展大田试验，采用宽幅条播，设150、225、300、375和425  kg·hm^-2共5个播量处理，研究播量对小麦群体结构、干物质积累和分配的影响。结果表明，播量从150  kg·hm^-2增加至300  kg·hm^-2，可增加冬小麦越冬期、拔节期群体分蘖数、越冬-拔节阶段群体分蘖增加量；增加各生育时期地上部干物质积累量，尤其生育中、后期；提高开花期和成熟期叶片、穗轴+颖壳干物质积累量所占比例；增加花前叶片、穗轴+颖壳中干物质积累量，显著提高花后干物质积累量及其对籽粒贡献率，从而提高了穗数（5%~13%）、千粒重（0.3%~5.0%），并显著提高产量（4%~19%），但播量超过300  kg·hm^-2则趋势相反。相关分析表明，冬小麦成熟期穗数与生育前期群体分蘖数密切相关，千粒重与花前干物质积累量和花后干物质积累量密切相关，尤其是花后干物质积累量。总之，山西南部冬小麦采用宽幅条播，播量为300  kg·hm^-2时，利于冬小麦前期形成较多的有效分蘖，增加中后期干物质积累量，尤其叶片、穗轴+颖壳积累比例；利于增加花前叶片、穗轴+颖壳干物质转运量；促进花后干物质积累及其对籽粒的贡献，提高穗数和千粒重，实现增产。