不同灌溉和施肥模式对稻田磷形态转化和有效性的影响

为阐明不同灌溉和施肥模式对水稻磷吸收和利用效率、稻田土壤磷形态转化特征的影响及其对土壤磷素有效性的贡献,该研究以杂交籼稻中浙优1号为供试材料,设常规淹灌（Conventional Flooding,CF）、干湿交替（Alternate Wet and Dry irrigation,AWD）2种灌溉模式,以及不施肥（CK）、常规尿素（Ureal,100%PU）、常规尿素减氮20%（80% of Urea,80%PU）、缓控释复合肥减氮20%+生物炭（80% of Control-Released Fertilizer+Biochar,80%CRF+BC）和稳定性复合肥减氮20%+生物碳（80% of Stable Fertilizer+Biochar,80%SF+BC）5种施肥模式,对比分析了不同灌溉和施肥模式下水稻产量、磷吸收效率、稻田土壤磷有效性及土壤磷形态变化特征。1）与CF相比,AWD灌溉模式下80%CRF+BC和80%SF+BC处理水稻产量显著高于100%PU和80%PU处理（P<0.05）;2）AWD灌溉显著增加了成熟期80%SF+BC处理水稻穗部磷累积量,且80%CRF+BC与80%SF+BC处理水稻各器官磷累积量、磷吸收效率与磷肥偏生产力均显著高于80%PU处理;3）AWD灌溉显著提高80%CRF+BC和80%SF+BC处理土壤有效磷、无机磷、有机磷含量与磷活化系数,以及土壤各形态无机磷和0～15 cm 土壤中活性有机磷（Moderately Labile Organic Phosphorus,MLOP）、活性有机磷（Labile Organic Phosphorus,LOP）含量,且其含量均显著高于两组尿素处理;4）相关分析表明,土壤中稳态有机磷（Moderately Resistant Organic Phosphorus,MROP）、LOP、MLOP和Al-P是土壤有效磷的主要决策因子,O-P（闭蓄态磷）和Ca-P是有效磷的主要限制因子。通过适宜的水肥管理提高MROP、LOP、MLOP含量可能是提高土壤有效磷的潜在有效途径。AWD灌溉模式下,生物炭配施稳定性复合肥/缓控释肥能通过调控土壤磷形态转化和磷素活化提高稻田磷有效性,进而提高水稻磷吸收累积和磷素利用效率。研究结果可为通过不同水肥管理模式提高水稻磷利用效率提供理论依据。     

增氧模式对水稻光合特性及产量的影响

【目的】研究不同增氧模式对水稻光合特性和物质生产的影响,并探讨适宜不同生态型水稻品种生长以及提高其产量的增氧模式,进一步明确稻田根部增氧对水稻生长的作用,为水稻好氧栽培提供参考和理论依据。【方法】以中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)3种不同生态型水稻品种为材料,设置增施过氧化钙(T_1)、微纳气泡水灌溉(T_2)和表土湿润灌溉(T_3)等不同增氧模式以及淹水对照(CK),分别测定水稻叶片光合特性、干物质积累量和产量等指标。【结果】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉处理增加了3个水稻品种主要生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和干物质量,水稻有效穗数和结实率显著高于对照;表土湿润灌溉处理下,3个品种的叶片SPAD值、叶面积指数、光合参数和干物质量下降,结实率显著低于对照,但提高了叶片水分利用率。完熟期,增施过氧化钙处理下,中浙优1号、IR45765-3B和中旱221稻谷产量分别较对照增加了22.38%、18.27%和18.17%;微纳气泡水灌溉处理下,3个品种稻谷产量分别较对照增加了13.89%、10.67%和8.85%;表土湿润灌溉处理下,产量分别比对照减少5.86%、8.19%和6.16%。【结论】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量、叶面积指数和光合作用能力,并显著增加水稻干物质积累和产量;而表土湿润灌溉处理下,水稻水分供应不足,叶片光合作用及产量均有所下降。     

低温影响水稻发育机理及调控途径研究进展

早稻育秧期间低温频发,严重影响水稻秧苗质量,抑制水稻在大田期间的生长发育,导致水稻减产.深入研究低温对水稻生长发育的影响及适宜的外源调控途径对保障我国早稻生产具有重要意义.本文综述了低温对早稻秧苗期、营养生长期与生殖生长期的影响,概括了水稻响应低温胁迫的生理、生化和分子机制,包括抗氧化系统、低温应答基因表达等.最终提出...     

减施氮肥和增氧灌溉对水稻氮代谢关键酶活性及氮素利用的影响

该研究旨在分析减施氮肥和增氧灌溉对水稻氮代谢关键酶活性及氮素利用的影响。2020年以中旱221（旱稻）、中浙优8号（水稻）和IR45765-3B（深水稻）共3个品种为材料,设常规淹水灌溉（Conventional Flood Irrigation, WL）、微纳米气泡水增氧灌溉（Micro-nano Bubble Water Oxygenation Irrigation, MBWI）2个灌溉模式和常规施氮（195.0 kg/hm2）、减施氮肥（157.5 kg/hm2）2个氮水平,研究了减施氮肥和增氧灌溉对水稻关键生育时期氮代谢相关酶活性、植株含氮量、氮素积累量以及产量和氮肥利用率的影响。结果表明,与常规施氮处理相比,减施氮肥降低了氮代谢酶活性,而增氧灌溉有助于提高硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶、谷丙转氨酶活性。增氧灌溉和氮肥一定程度上有助于水稻氮素积累,增氧灌溉下减施氮肥处理比淹水灌溉常规施氮量的当季氮肥利用率分别提高15.6%、36.2%、21.5%（P<0.05）。增氧灌溉和增施氮肥显著增加水稻产量,中旱221增氧灌溉下减施氮肥比淹水灌溉常规施氮量处理增产3.5%（P<0.05）,而中浙优8号和IR45765-3B增氧灌溉下减施氮肥与淹水灌溉常规施氮量差异不显著（P>0.05）。相关分析表明,氮代谢酶活性与同时期叶片含氮量及氮素积累量大多呈显著或极显著的正相关。可见,增氧灌溉可以显著提高水稻氮素代谢相关酶活性,从而显著提高水稻氮素积累量、产量和当季氮肥利用效率,水稻氮肥减施条件下采用增氧灌溉有助于水稻维持较高氮肥吸收和利用效率,而谷氨酰胺合成酶活性可以用于预测水稻各时期氮素积累量。研究结果可为水稻氮肥减施和提高水稻氮肥利用效率提供理论和技术支持。     

增氧处理对稻田土壤微生物量碳、氮和酶活性的影响

【目的】探讨增氧方式对稻田土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性的影响。【方法】以中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料,研究微纳米气泡水增氧灌溉、干湿交替灌溉、淹水灌溉对稻田土壤微生物量碳、氮,土壤氮代谢作用强度和土壤氮素转化相关酶活性的影响。【结果】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉可以显著提高稻田土壤微生物生物量碳、氮,中旱221、中浙优8号和IR45765-3B的增氧处理较淹水灌溉处理微生物生物量碳、氮分别增加了30.0%~46.1%和7.1%~92.1%,并且增氧处理降低了3个水稻品种的微生物量碳氮比;与淹水灌溉相比,微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉有助于提高稻田土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、蛋白酶、羟胺还原酶活性,降低硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性。【结论】微纳米气泡水增氧灌溉和干湿交替灌溉改善稻田土壤的氧化特性,提高土壤酶活性、微生物量碳、氮和硝化强度,有助于改善土壤环境和肥力状况,协调了C、N代谢的平衡。     

水稻氮代谢对根际氧气供应的响应研究

氧气在水稻生长发育过程中起着重要的作用,水稻的需水需氧特异性矛盾容易造成根际氧气供应不足、根系呼吸减弱、矿质营养吸收降低,进而引起水稻碳氮代谢紊乱,不利于其生长发育及产量形成。因此,深入研究水稻根际氧生理及根际氧环境改善方案,对于水稻耐涝高产以及提高氮素利用均具有重要意义。本文综述了根际氧气供应对水稻生长、氮素吸收及同化和相关氨基酸代谢、氮肥利用率等的影响研究,并对今后的研究进行了展望。     

水稻根际土壤解磷细菌筛选及其解磷机制研究

解磷细菌通过提高植物根际有效磷的含量提高植物对磷的吸收利用，是重要的农业微生物资源。本文通过筛选和鉴定得到甲壳虫WSH-0021细菌（Bacillus megaterium WSH-0021）和阿氏芽孢杆菌（Priestia aryabhattai）2个菌株。甲壳虫WSH-0021细菌和阿氏芽孢杆菌分别在培养12 h和8 h进入对数生长期，并且2种细菌进入对数生长期后均显著降低培养液的pH值。用无机和有机磷细菌解磷能力鉴定液体培养基分别培养甲壳虫WSH-0021细菌和阿氏芽孢杆菌，培养基中有效磷含量分别较对照提升了392.78%和1 799.02%。将2种细菌分别接种至土样1（低磷土壤）和土样2（高磷土壤）后培养30 d，以单纯添加细菌培养基的土样作为对照，结果显示，土样1和土样2中的细菌丰度和微生物量磷含量均显著增加，说明细菌在土壤中存活并发挥作用。接种甲壳虫WSH-0021细菌后，土样1和土样2中的有效磷含量分别增加了21.15%和11.66%；接种阿氏芽孢杆菌后，土样1和土样2中的有效磷含量分别增加了13.68%和12.07%。进一步研究发现，接种解磷细菌后2个土样的pH值均显著...     

稻蛙共作对土壤理化特性和水稻产量的影响

通过大田试验比较了常规种稻（CK）、稻蛙共作低密度养蛙（DWL）和稻蛙共作高密度养蛙（DWH）3种模式对稻田土壤理化特性、养分含量变化动态及水稻产量的影响。结果表明，与CK相比，稻蛙共作提高了土壤pH值、电导率、全磷和速效磷含量，但降低了土壤全氮、碱解氮、速效钾和有机质含量，同一生育时期，DWH处理土壤养分含量高于DWL处理；与CK相比，DWL处理显著降低水稻产量12.0%,DWH处理降低水稻产量3.1%，差异不显著。稻蛙共作导致水稻产量下降的主要原因是显著降低了水稻有效穗数。可见，在稻作系统下养殖适宜数量的黑斑蛙会导致水稻产量小幅下降，但稻谷安全性和黑斑蛙产出提高，不仅有助于增加单位面积稻田的经济效益，而且因为生产过程中不施化肥和农药，减少了对环境的污染，实现较好的生态效益。     

叶面肥对水稻养分吸收、产量和二化螟危害的影响

施用合适的叶面肥有利于水稻生长和产量提高。本试验以5种不同类型的叶面肥为材料，分析比较了施用不同叶面肥对水稻养分吸收、产量及二化螟危害的影响。结果表明，5种叶面肥均能提高水稻体内氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锌（Zn）和钼（Mo）等营养元素的含量，显著提高水稻产量3.88%～7.47%，其中，瑞普生和丰瑞达牌叶面肥的增产效果较为显著，其次为彪榜、行万里和天需牌叶面肥。通过分析产量构成因子后发现，施用叶面肥增产的主要原因在于提高了每穗粒数。行万里牌叶面肥可以显著降低二化螟引起的水稻枯心丛率和枯心株率，其余叶面肥对降低水稻枯心丛率和枯心株率没有显著效果。施用不同叶面肥处理的经济效益表现为丰瑞达>瑞普生>彪榜>天需>行万里。在实际生产中可根据需要选择适宜的叶面肥品种。     

土壤微生物影响土壤健康的作用机制研究进展

土壤健康是农业可持续发展的中心主题。土壤微生物参与土壤生态功能、环境功能和免疫功能协同驱动土壤生命系统运转，是维持土壤健康的核心与关键。了解不同微生物介导的土壤健康调控机制对有效利用这些核心微生物维持和改善土壤健康至关重要。本文围绕微生物参与调节土壤碳循环、养分循环，改变土壤结构、抑制植物病虫害、污染控制等主要生物过程系统梳理了微生物在调控土壤健康中的重要作用，以及微生物作为土壤健康的敏感指标对土壤健康的指示与预警作用。强调未来应加强驱动土壤健康特定功能以及多个生物过程的核心微生物组信息数据库挖掘、构建与生产应用研究，为定向利用微生物改善农业土壤生态系统功能、维持土壤健康以及保障土壤可持续发展提供科学依据。