不同基因型水稻镉吸收差异及镉对水稻的影响研究进展

研究镉对水稻污染的生理生物学的作用机制,筛选富镉或低吸镉的水稻基因型品种对保护生态环境和生产绿色食品都具有重要的理论意义和实用价值。综述了稻田镉污染的现状、危害,水稻镉吸收积累差异以及镉对水稻生长发育的影响等方面的研究成果,并提出了今后的研究方向。     

杂交水稻不同器官重金属铅浓度与累积量

以生长于盆钵中的两系杂交稻和三系杂交稻共6个组合为试验材料,设置土壤铅(Pb)浓度为500mg/kg和不加Pb土壤(对照)两个处理,测定水稻植株不同器官Pb的浓度和累积量。结果表明,Pb处理降低了两优培九、103S/郑粳2号、丰优香占和汕优63的产量,主要是每穗粒数减少,对其余组合的产量无显著影响;不同基因型水稻植株对Pb吸收与积累存在差异,以103S/郑粳2号和两优培九累积量最多,K优818累积量最少;水稻植株不同器官Pb的浓度和累积量的大小顺序为根>茎鞘>叶片。籽粒不同部位Pb的浓度大小顺序为糠层>颖壳>精米,精米中Pb累积量仅为谷粒的25%左右,精米中Pb的浓度以103S/郑粳2号最高,K优818最低;在抽穗期和成熟期,同一器官Pb浓度与累积量呈显著或极显著正相关,但不同器官之间的相关不显著。对不同杂交稻组合植株中Pb浓度和累积量差异的原因进行了讨论。     

吉林省半干旱区春玉米干物质与氮、磷、钾养分累积与分配

在大田条件下研究4种栽培方式(农户习惯、高产高效、高产、保产增效)产量构成、干物质及氮、磷、钾的累积转运特征.结果表明,高产栽培方式下产量最高,为11 135.8 kg/hm²,较农户习惯增产112.7%.高产高效栽培方式下玉米生育后期子粒干物质分配比例高于其他3种栽培方式;成熟期后高产栽培方式下氮素子粒分配比例最高,保产增效栽培方式下磷素子粒分配比例最高.农户习惯栽培方式下子粒氮、磷、钾累积量与转运量显著低于其他3种栽培方式.高产高效栽培方式下子粒氮、磷、钾累积量最大,氮、磷、钾转运量保产增效栽培方式下最大.高产高效栽培方式下子粒中钾的累积比例显著低于氮、磷,其钾转运贡献率比氮、磷转运贡献率高20%~200%.     

重金属污染区耕地轮作休耕治理农户参与意愿实证研究

  目的  研究我国农村重金属污染区耕地轮作休耕治理农户参与意愿,分析影响农户参与重金属污染区耕地轮作休耕治理影响因素,为我国重金属污染耕地长期治理的有效实施提供参考依据。  方法  基于343户的调查数据,构建累积logistic回归模型,探究我国重金属污染区耕地轮作休耕治理农户参与意愿及其影响因素。  结果  相比于男性,女性更愿意参与重金属污染轮作休耕治理（?0.1341）;农户参与意愿与受教育程度（?0.098）、家庭收入（0.2591）正相关,但与年龄（0.2036）负相关;农户参与意愿与轮作休耕治理政策了解程度（0.3049）、治理过程评价（0.0985）正相关,参与意愿受亲朋好友（?0.1110）影响较大,由于信任度原因现阶段农村基层组织政策宣传对农户参与意愿影响较小;农户参与意愿与轮作休耕后家庭收入变化（0.4851）正相关;农户参与意愿与自有耕地污染程度（?0.3995）负相关,与农户对环境关注度（?0.1953）呈负相关。  结论  农户个体特征及基本情况、参与后的家庭收入变化、耕地污染特征及对环境感知、政策宣讲及实施过程对农户参与意愿具备实质性影响。因此,要提高基层村组在政策宣讲和政策执行过程在农户心中的信任度;提高农业从业人员的受教育水平,降低农业从业人员平均年龄;增加农户家庭收入,拓宽农户收入来源渠道;从环境保护和收入层面加强治理的预期效应宣传,逐步消除农户污染治理与自身收入平衡的矛盾心理。     

聚合物包膜控释肥料膜壳累积、降解及对土壤质量影响的研究进展

聚合物包膜控释肥料是实现化肥提质增效的新型肥料之一,其控释效果依赖于包膜材料。控释肥料养分释放后的残留膜壳是农业土地上微塑料的重要来源,膜壳及其降解产物是否对土壤质量安全造成影响尚不清楚。本文综合了国内外膜壳残留及其降解的研究进展,从聚合物包膜控释肥料残留膜壳在农田中的累积现状、降解性能研究及其对土壤物理–化学–生物学效应等土壤质量参数的影响进行了阐述,包括:1)现有文献指出,控释肥料膜壳在农田中的累积量与施用量基本相同,其在不同类型农田土壤及不同土层中的赋存、分布和累积现状不同;2)不同类型控释肥料膜壳在土壤中的降解过程主要与聚合物材质相关,降解率可通过聚合物材料改性来提高,其降解过程、产物及机制值得探索;3)控释肥料膜壳降解产物对土壤物理、化学、生物学性状及作物生长的影响程度取决于聚合物材料类型、累积量及土壤类型。短期内低浓度的膜壳累积对土壤理化性质、土壤生物及作物生长无不良影响,长期累积或高浓度下膜壳影响土壤质量变化的阈值亟需明确。据此,进一步提出,1)应广泛开展不同种类控释肥料膜壳在农田中的赋存、分布和累积的现场监测评估工作;2)开发控释肥料膜壳及其次级降解物分离提取、鉴定和定量表征的分析技术和方法,建立健全标准化方法;3)了解控释肥料膜壳及其降解产物在土壤中的去向和迁移过程及其对不同类型土壤及不同作物品种的影响,探寻膜壳残留量与效应之间的关系及其影响机制;4)研制开发天然、生物及可降解控释肥料膜材,研究膜壳降解与养分释放之间的相互关系,构建新型可生物降解控释肥料膜壳降解与养分释放关系数据模型,以期为聚合物包膜控释肥料的应用、开发及标准的制定提供科学依据。     

不同栽培方式下春玉米养分累积与转运特征

通过两年定位试验,研究不同栽培方式下春玉米产量、干物质累积、养分累积与转运特征,为春玉米的养分高效利用提供理论依据。2012～2013年在吉林省农安县靠山镇进行田间试验,设置3种栽培模式,分别为农户模式(TRA)、优化栽培模式1(OPT-1)、优化栽培模式2(OPT-2),供试品种均为利民33,在玉米6展叶(V6)、12展叶(V12)、开花(R1)、灌浆(R3)、成熟(R6)5个生育时期测定群体氮、磷、钾养分吸收动态,并测定产量构成。结果表明:在3种栽培模式中,两年产量的平均值表现为OPT-2>OPT-1>TRA,与TRA处理相比,OPT-2处理下的产量两年间分别增加了24.6%和24.2%;OPT-1和OPT-2处理下两年的收获穗数平均值分别增加65.4%和81.5%。OPT-2处理下的干物质累积在整个生育进程中均显著高于OPT-1和TRA处理,至成熟期,OPT-2处理下干物质累积量较OPT-1处理高10.0%,较TRA处理高24.2%;从6展叶期至成熟期,各处理下植株氮素、磷素与钾素累积量逐渐增加,累积速率均在开花期达到最大,至成熟期,OPT-2处理下整株的氮、磷、钾积累量较OPT-1和TRA处理分别增加了12.8%和39.2%、10.4%和26.1%、12.8%和27.5%,且各处理间差异显著。3种栽培模式下,开花期前,OPT-2处理下磷、钾素转运量、贡献率比OPT-1处理高;开花期后,OPT-2处理下氮累积量及贡献率比OPT-1处理高;与OPT-1处理相比较,OPT-2处理两年的氮、磷、钾肥偏生产力平均增加了10.8%。因此,在合理提升密度的基础上,优化化肥用量和施肥时期,可以实现东北中部春玉米氮、磷、钾养分的高效利用,保证玉米高产的持续性。     

基于辣椒产量、磷素累积及土壤磷环境风险的磷肥用量研究

针对西南地区辣椒生产中磷素吸收分配及土壤磷素累积特征不明的问题,通过田间试验明确辣椒不同时期各器官的磷素累积、分配及土壤磷累积动态过程,阐明基于辣椒产量、磷素吸收和土壤磷环境风险的最佳磷肥用量。试验于2018年以当地主栽品种开展田间试验,通过设置5个施磷水平(P 0、33、65、131、393 kg/hm²),测定辣椒各器官干重、磷含量、磷累积量及土壤磷累积量、土壤有效磷浓度、土壤水溶性磷浓度等指标。结果表明,随施磷量的增加:初花期和收获期辣椒茎、叶、果的干重均显著增加,施磷使初花期茎、叶干重增幅分别为50.0%～150%、50.0%～175%,施磷使收获期茎、叶、果干重增幅分别为39.7%～122%、66.7%～143%、15.2%～51.0%;磷累积量均显著增加,施磷使初花期茎、叶磷累积量增幅分别为63.6%～200%、40.9%～     

氮肥减施下施用炭吸附聚谷氨酸叶面肥对夏玉米产量、氮素累积和转运的影响

田间试验设置正常氮和减氮20%两个施氮水平,每个氮处理下设置不喷施、3或8叶期小剂量喷施炭吸附聚谷氨酸（1.8 kg/hm²）、3或8叶期大剂量喷施（3.6 kg/hm²）等5个处理,研究氮肥减施下喷施炭吸附聚谷氨酸对玉米植株干物质和氮素累积分配及子粒产量的影响。结果表明,施氮处理对各器官干物质量的累积分配无显著影响,氮肥减施后氮素累积量明显降低,但子粒中氮素分配比例提高5.6%。与不喷施相比,3叶期喷施显著增加干物质和氮素累积量,子粒氮素分配比例在8叶期小剂量喷施下最高为61.39%,8叶期喷施显著提高了营养器官花后氮素转运量和转运效率。喷施处理显著提高了果穗行粒数,正常氮下3叶期小剂量喷施处理的产量最高为11.87 t/hm²。氮肥减施小剂量喷施下的产量与正常氮不喷施处理无显著差异,因此,在夏玉米生产中,氮肥减施20%下3或8叶期喷施炭吸附聚谷氨酸1.8 kg/hm²能够维持玉米产量。     

土壤含硒量对四种蔬菜产量和硒累积量的影响

采集陕西省安康市富硒区土壤配制成五种不同含硒量土壤,分别种植四种蔬菜,采用盆栽试验研究土壤含硒量对四种蔬菜产量及蔬菜中硒累积量的影响。结果表明,四种蔬菜产量受土壤硒含量的影响均不明显,四种蔬菜中硒累积量均随土壤硒含量的增加而增加,但四种蔬菜对硒的累积能力随土壤硒含量的增加而呈下降的趋势,说明蔬菜中硒累积量和累积能力与土壤含硒量有明显的相关性。不同蔬菜对土壤中硒的累积除与土壤中硒含量有关外,还与蔬菜生长过程中对硒的吸收机理有关系,这些都需结合土壤硒的含量特点及蔬菜对硒的需求特性进一步研究。     

立体种植农田不同生育期及土壤水分的根系分布特征

在立体种植农田中,作物根系分布是影响作物间水肥竞争及利用效率的首要因素。针对滴灌条件下番茄套种玉米立体种植农田设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个土壤水分处理,研究不同水分处理对立体种植农田不同位置土壤含水率、作物根系分布的影响,探讨立体种植农田根系在不同生育期生长发育特征。结果显示:立体种植农田番茄侧土壤含水率平均值显著低于玉米侧,膜内土壤含水率明显高于膜外土壤含水率,膜内不同位置土壤含水率无明显差异;随着生育期的推进作物间根系呈"不交叉—轻度交叉—完全交叉—轻度交叉"规律;随着土壤含水率的增加根系总量呈增长趋势,在0~30 cm的滴灌湿润区,作物根系分布最密集,约占总根系的60%~70%,且高水分处理根量显著大于低水分处理,根长密度、根表面积密度、根体积密度以及根重密度均呈现T1T2T3的趋势,而在非滴灌主要湿润区则正好相反;累积根系分布曲线分析显示随着土壤含水率增加根系向土壤下层生长,随着生育期推进根系向作物中间发展。立体种植农田作物在不同生育期根系分布变化明显,同时土壤水分对根系分布影响较大。