洞庭湖区农田土壤肥力因子的演变及其原因分析

本文利用洞庭湖区的汨罗市、岳阳县、沅江市和汉寿县的测土配方施肥调查(2010)与第二次土壤普查(1982)的1517组点对点土壤数据,分析了该区土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾5个肥力指标的变化,解析了该区耕作土壤肥力障碍因子的变迁,并分析了其形成原因。结果表明,经过近30年的耕种,该区土壤pH值平均降低0.4个单位,酸性障碍的比例已由有26%增加至53%,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量均有明显的提高,平均增幅分别为21%、35%、139%和46%;土壤缺磷和缺钾障碍已由第二次土壤普查期间的25%以上降低至5%以内,已不是该区的主要障碍因子。其障碍因子变迁主要是由于近30年来,化肥,尤其是生理酸性肥料的大量施用,以及水稻土的酸缓冲能力弱导致的。     

稻草添加对新垦红壤易氧化有机碳和腐殖碳的影响

通过始于2000年的长期定位试验,研究了稻草施用对新垦红壤易氧化有机碳和腐殖碳的影响。结果表明:2001年施肥对土壤有机碳的影响初步显现,但处理间差异较小。随着试验继续进行10年后,有机碳含量进一步提升(幅度8.75%~51.04%),处理间差异增加,其中稻草配施化肥效果最好,其次为化肥单施。与无肥处理比较,稻草施用显著提高了土壤易氧化有机碳总量,效果优于化肥单施,而无肥与休闲处理差异较小。易氧化有机碳占总有机碳的比率在各施肥处理中均随时间延长而降低,且化肥单施与稻草化肥配施间差异不显著。施肥对可提取腐殖碳含量及其占总有机碳比率的影响基本与易氧化有机碳一致。从长期结果看,施肥处理对土壤胡富比影响相对较小,化肥单施和稻草配施化肥胡富比略低于不施肥和休闲处理。总体上,稻草与化肥配施能提高红壤旱地总有机碳、易氧化有机碳和可提取腐殖碳含量,同时降低土壤胡富比,使土壤有机质更活跃,在土壤有机碳数量和质量上均具有明显的积极作用。     

抗虫抗除草剂转基因水稻B1C893的获得与鉴定

利用农杆菌介导法将Cry1Ca#和Bar基因转化水稻恢复系R893,获得6株再生植株。经过分子鉴定,发现Bar基因和Cry1Ca#基因成功整合到水稻基因组并稳定表达。测定其中单拷贝且可育的转基因株系苗期不同器官中Cry1Ca蛋白的表达量,发现根系中最低而叶片中最高,其中最高的第6号株系叶片中含量达到35.07μg/g。获得的转基因株系对除草剂草铵膦和稻纵卷叶螟均具有良好的抗性。     

典型喀斯特峰丛洼地土壤有机碳含量空间预测研究

我国西南喀斯特地区可能是全球水循环加强背景下一个重要的碳汇[1]。植被和土壤有机碳(SOC)的增加对于该地区整体碳汇的增加,以及这部分由水驱动的碳汇的增加具有极为重要的意义。然而峰丛洼地地区从景观到群落不同尺度水平上表现出的高度异质性,为该地区碳储量的估算和碳源/汇的评估带来很大困难,亟需探索有效方法对     

典型喀斯特峰丛洼地降雨特性及浅层地下水埋深变化特征

以桂西北典型喀斯特峰丛洼地连续6年(2006-2011年)的降雨资料和浅层地下水埋深的实测数据为基础,分析研究区降雨特性和浅层地下水的变化特征。结果表明:研究区虽然降雨丰富,但年际变化大且季节分布不均。除2008年为丰水年(1 979.8mm)、2011年为欠水年(1 127.3mm)外,其余年份均为平水年(1 302.7～1 510.1mm);降雨主要集中在4-9月(雨季),其占全年降雨量的比例表现为平水年(82.4%～85.1%)>丰水年(74.7%)>欠水年(65.9%);有效降雨次数、累计有效降雨量和最大日降雨量有随年降雨量增加而增加的趋势;60min雨强大于16mm/h的降雨和最大日降雨量的最大值分别为67.4mm/h和152.9mm,主要集中在5-8月;年内50%以上为无雨天气,其中,平均出现26次连续3d以上,5次连续10d以上的无雨天气,不同水文年差异不大,且多发生在旱季,年降雨量并未因无雨天数的增加而降低。雨季地下水埋深约为2m,旱季大于3m,呈中等变异,且雨季大于旱季;地下水埋深年内随降雨呈单峰型分布,但峰值维持时间短,前期降雨对地下水位的涨落有重要影响。     

分期播种对耐高温东北粳稻农艺性状的影响及耐热性评价

用5份耐高温东北粳稻(“东稻2号”、“东农03-33”、“东农415-1”、“合江195”和“吉粳3”)为材料在中国科学院亚热带农业生态研究所长沙水稻试验站进行分期播种试验(播种日期分别为2011年3月20日、3月30日、4月9日、4月19日、4月29日、5月9日、5月19日和5月29日),研究了分期播种对供试材料株高、主穗穗长、结实率、千粒重、单株穗数、每穗总粒数、单株产量等农艺性状的影响,并分析了自然温度与结实率的关系,评价了供试材料在抽穗扬花期的耐热性.研究结果表明,随着播种期推迟各品种播始历期逐渐变短,不同播种期间的单株穗数、每穗总粒数、单株产量变异幅度较大,而株高、主穗穗长、结实率、千粒重在不同播种期间的变异幅度较小.结实率与日最高温度和日平均温度均呈负相关,“合江195”结实率受温度影响最小,“东稻2号”、“东农03-33”、“东农415-1”的结实率与温度显著相关(P＜0.05),“吉粳3”为极显著相关(P＜0.01).回归分析发现,在一定温度范围内,结实率与温度呈二次曲线关系,且日最高温度和日平均温度对结实率的影响具有一致性.抽穗扬花期遇到高温的各播种期处理材料,除“东农03-33”5月29日播种结实率为58.7％、“吉粳3”5月19日播种结实率为52.5％外,其他材料结实率均在64.9％～75.1％之间,表现出较强的耐热性.综合分期播种的田间农艺性状表现和各材料结实率与自然温度之间的关系,认为“东稻2号”和“合江195”适合作为早稻在湖南种植.     

喀斯特地区不同层次土石混合介质对土壤水分入渗过程的影响

桂西北喀斯特地区土壤中常常含有土石隔层,分析其对土壤水分入渗过程的影响有助于深入研究该区水循环机理和促进植被恢复重建进程。通过室内模拟土柱试验,研究了不同土石隔层碎石粒径(5～20,20～40 mm)及土石隔层(土石质量比为1:1)位置(上层(0～20 cm),中层(10～30 cm),下层(20～40 cm))对土壤水分入渗过程的影响。结果表明,碎石粒径为5～20 mm时,土石隔层位于中层时土壤累积入渗量最大。碎石粒径为20～40 mm时,土石隔层位于下层时土壤累积入渗量最大。当土石隔层位置一定时,碎石粒径较小有利于土壤水分入渗;粒径为5～20 mm的土石隔层土壤稳定入渗速率最大,且达到稳定入渗的时间最短,但土层隔层位于下层时均质土壤及不同粒径土壤的稳定入渗速率无显著差异。土石隔层位置和隔层碎石粒径对初始入渗速率没有显著影响;土石隔层位于上层时,土石隔层的存在缩短了水分入渗运移过隔层的时间。土石隔层位于中层时,隔层碎石粒径为20～40 mm时水分入渗到达隔层及运移过隔层的时间最长。土石隔层位于下层时,隔层碎石的存在缩短了水分入渗到达隔层及运移过隔层的时间。Kostiakov入渗模型与Philip方程都可以较好地描述含土石隔层土壤的入渗过程,但Kostiakov入渗模型模拟效果更好。     

桂西北喀斯特峰丛不同土地利用方式坡面产流产沙特征

由于缺乏长期定位观测资料,西南喀斯特山区坡地水土流失规律一直不明确,严重影响了该区石漠化综合治理和水土流失防治工作的成效和进程。该文基于13个大型径流小区(宽20m、投影面积>1000m2)5a(2006-2010年)的定位观测资料,分析了桂西北喀斯特峰丛洼地不同利用方式坡面降雨产流规律和地表侵蚀产沙特征。结果表明:观测期内年降雨量为1300～2000mm,无论平水年还是丰水年,不同利用方式坡面次降雨径流系数<5%,地表产流很少,降雨几乎全部入渗。不同利用方式地表侵蚀产沙模数虽有较大差异,但土壤侵蚀以微度(<30t/(km2a))为主,部分甚至只有0～5t/(km2a)。植被类型、土地利用方式对坡面降雨产流的影响较小,但人为干扰会增加地表侵蚀产沙量。该文为喀斯特坡地植被恢复重建和水土流失防治提供参考。     

转OsbHLH1和Bar基因水稻及相关特性分析

OsbHLH1基因编码bHLH(basic helix-loop-helix,碱性螺旋-环-螺旋)类转录因子,与水稻耐低温相关。草铵膦是一种高效低毒灭生性除草剂,Bar基因表达产物能解除草铵膦的毒性。本实验对通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)浸染法获得的以粳型水稻(Oryza sativaL.subsp.japonica Kato)恢复系淮C17为受体的转OsbHLH1和Bar基因水稻进行研究,鉴定其除草剂抗性和耐低温能力,考查其农艺性状。草铵膦筛选发现Bar基因正常表达;对草铵膦筛选获得的转基因植株进行PCR、Southern、RT-PCR和实时荧光定量PCR检测,发现OsbHLH1基因已经整合到水稻基因组中并且在水稻中表达。转基因T3代株系芽期(萌发芽长0.5mm)在2℃条件下处理6d,第6号转基因株系死苗率为17.8%,对照死苗率为61.1%。T3代苗期(一叶一心)在8～10℃下处理7d,第5、6、9、11号株系的根长显著长于对照,第3、5、11号株系的根数显著多于对照,第3号株系的平均鲜重显著重于对照。芽期、苗期耐冷性试验表明,OsbHLH1基因在水稻中过量表达显著提高了水稻芽期、苗期的耐低温能力。对转基因T2代的农艺性状进行考查,株高、千粒重、结实率、理论产量等农艺性状与对照相比较均出现了显著的变化,外源基因的导入对水稻的农艺性状有明显影响。研究结果将为选育抗除草剂、耐低温杂交粳稻新组合提供新种质。     

稻草还土对红壤氮磷积累及有效性的影响

增加土壤氮、磷养分的库容及其有效性是培肥退化丘陵红壤、提升红壤旱地地力和促进区域农业可持续发展的关键。本文利用田间定位试验,研究稻草还土对亚热带丘陵红壤氮、磷积累与有效性的影响及其作用机制。连续8年稻草还土,土壤全量氮、磷分别增加36.1%和28.6%,提取态氮、磷增加0.98和2.90倍,微生物量氮、磷增加1.42和2.80倍,脲酶和酸性磷酸酶活性增加151.1%和48.3%。与施用化肥相比,稻草还土显著增加土壤全氮、提取态磷/全磷、微生物量氮和磷、微生物量氮/全氮、微生物量磷/全磷、脲酶和酸性磷酸酶活性,而降低提取态氮/全氮。土壤提取态氮与微生物量氮、脲酶活性以及提取态磷与微生物量磷、酸性磷酸酶活性均呈极显著正相关关系。因此,稻草还土是快速增加亚热带丘陵红壤氮、磷库容和提升土壤氮、磷有效性的有效措施。