秸秆综合利用的“莱西经验”——记2019年亚太地区保护性耕作暨秸秆综合利用现场观摩会

2019年11月2日,由农业农村部保护性耕作研究中心、中国农业大学国家保护性耕作研究院、联合国可持续农业机械化中心主办,莱西市农机服务中心承办的2019年亚太地区秸秆综合利用现场观摩会在莱西市举行,联合国可持续发展农机中心官员、亚太地区10多个国家农业专家代表,青岛市政府副市长曹杰军、农机服务中心主任程兴谟以及高等院校、科研院所、农机企业、合作社等320多人了参加观摩会。     

结构参数对秸秆揉碎机抛送装置气动噪声的影响分析

针对目前秸秆揉碎机抛送装置存在噪声大问题,为了在设计阶段预测其结构参数对气动噪声的影响规律,采用计算流体力学与声比拟理论相结合的方法对饲草揉碎机抛送装置的气动噪声进行了数值计算,通过气动噪声试验进行了验证。基于此分析叶片数、叶片倾角及出料管高度对气动噪声的影响规律。研究表明:①出料口计算与实测总声压级差值为1.11 dB(A);进料口计算与实测值差值为0.50 dB(A),仿真与实测结果误差较小,可见气动噪声数值计算结果可信。②抛送部分叶片的角度对进料口噪声影响小、对出料口影响大,进出料口在3个叶片时产生的噪声都最低,增加出料管高度可降低装置尤其是进料口处的气动噪声。该研究可为秸秆揉碎机结构声优化设计提供参考。     

旋耕深度对滨海盐渍田水稻生长和产量性状的影响

采用大区对比法,在不同地点研究旋耕深度对滨海盐渍土水稻生长和产量性状的影响。结果表明:随着旋耕深度的增加,水稻叶片SPAD值、地上部干重、穗数和产量呈现增加的趋势,而耕深9 cm和12 cm间差异不显著,只有当深度达到15 cm时,各性状才呈现显著增加;旋耕深度对水稻穗粒数、结实率和千粒重的影响较小;旋耕深度对水稻性状的影响在2个地点表现出相同的变化趋势,可采取相同的旋耕措施。     

不同作物秸秆腐解液对节节麦种子萌发和幼苗生长的影响

节节麦(Aegilops tauschii Coss.)作为麦田恶性杂草之一,给中国小麦生产带来了严重的经济损失。为探究农作物秸秆在节节麦生态防治方面的作用,本试验采用了滤纸培养皿法和小杯法研究了不同浓度的玉米、油菜、水稻秸秆及稻壳腐解液对节节麦种子萌发率、发芽指数及幼苗根长、苗高和干重5项生物指标的影响。结果表明,当浓度为6.25 mg/mL时,玉米、油菜秸秆腐解液对节节麦幼苗干重表现为促进作用,对其他测定指标均为抑制作用。稻壳腐解液除了对根长具有抑制作用外,对其他指标均具有促进作用。水稻秸秆腐解液对5项指标均具有促进作用。当浓度大于50 mg/mL时,4种秸秆腐解液对5项指标均具有抑制作用,且随着浓度的增加,抑制作用增强。总体来说,作物秸秆腐解液对节节麦的化感作用强弱依次为玉米秸秆、油菜秸秆、稻壳、水稻秸秆,且对根的化感作用尤为明显。     

热解温度对玉米秸秆生物炭稳定性的影响

为了探究热解温度对生物炭稳定性的影响,选用玉米秸秆作为生物质原料,分别在300、500、700℃条件下热解制备生物炭。利用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TGA)表征生物炭的结构和性质,采用H_2O_2和K_2Cr_2O_7氧化法测定生物炭的抗氧化能力。结果表明,生物炭的C含量随热解温度的升高而增加,H和O含量以及H/C和O/C之比则随热解温度的升高而降低,说明了生物炭的芳香化程度增加,稳定性增强。FTIR结果表明,随着热解温度的升高,生物炭中的—OH、C—O—C和—CH等不稳定性集团减少甚至消失。TGA分析表明,随着热解温度的增加,生物炭质量损失由42.9%降低至14.67%,其700℃制备生物炭热稳定性最强。H_2O_2和K_2Cr_2O_7抗氧化结果表明,500℃条件下制备的生物炭的碳损失量最低,分别为7.19%和6.02%,其抗氧化能力最强。     

LED补光对水稻秧苗素质及其生理特征和产量的影响

采用发光二极管(light-emitting diode,LED)精确调制光谱能量,研究不同光质对水稻秧苗素质(株高、根长和鲜干重)和生理特征(内源激素、抗氧化酶、可溶性蛋白和丙二醛)的影响,探讨生理特征与秧苗素质和补光移栽后产量的耦合关系。水稻秧苗分别在5种光质下进行补光照射:R (100%红光),B (100%蓝光),RB (80%红光+20%蓝光)RBG_12.5(62.5%红光+25%蓝光+12.5%绿光),RBG₂₅(50%红光+25%蓝光+25%绿光),光量子通量均为1 000μmol·m^-2·s^-1,照射30 d (6 h/d)后采样,并插秧至稻田,以无补光作为对照(CK)。与CK相比,LED补充光源显著(P<0.05)影响水稻秧苗的株高、根长和鲜干重。株高和地上部分干重最大值分别出现在R和RBG_12.5处理,而根长和地下部分干重的最大值均出现在RBG_12.5处理。LED补充光源对内源激素、抗氧化酶、可溶性蛋白和丙二醛的影响程度因光质和植物部位而异。与CK相比,RBG_12.5二显著(P<0.05)提高地上部生长素(IAA)含量和可溶性蛋白含量,B显著(P<0.05)提高地上部超氧化歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量;RBG_12.5和RBG₂₅显著(P<0.05)提高地下部IAA含量,RBC₂₅显著(P<0.05)提高地下部可溶性蛋白含量和MDA含量。补光移栽后水稻产量的变化趋势与光质对水稻秧苗壮苗指数的影响趋势一致:RBG_12.5> RBG25> RB> B> R> CK。逐步回归分析发现,壮苗指数与地上部赤霉素(GA_3)含量和IAA含量及地下部IAA含量和SOD活性显著正相关;补光移栽后产量与秧苗地上部IAA含量及地下部IAA含量和过氧化氢酶(CAT)活性显著正相关。LED补充光源通过调节水稻秧苗生理特征影响其素质,且影响效应延续至水稻成熟期。RBG_12.5光源更利于培育水稻壮苗和水稻增产,适宜用作工厂化育秧的补充光源。     

水稻保护性耕作技术模式效益分析

方正县农机推广站多年来积极开展“水稻保护性耕作技术模式”的探索,不断进行“水稻秸秆还田技术”的试验示范工作,经过周期为两年的试验示范以及数据的测试,形成了比较完整的水稻秸秆还田技术操作模式。通过数据分析对比,秸秆还田对解决土壤板结、提高地温、增加有机质含量、改善生态环境等方面作用比较明显。对提升粮食品质具有重要意义。     

长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下海泡石修复镉污染水稻土效应

采用盆栽试验,于长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下,研究海泡石对镉污染水稻土的修复效应及对水稻抗氧化胁迫和土壤养分含量的影响.结果表明,施加海泡石后,土壤pH值显著升高,土壤镉形态由酸提取态向残渣态转化.长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下,土壤有效镉含量分别下降16.3％～37.2％、7.8％～37.3％、14.8％～32.8％,稻米镉含量降幅分别为26.7％～60.0％、19.2％～46.2％、18.6％～50.0％,稻草镉含量分别降低25.0％～58.3％、15.2％～43.6％、15.4％～43.5％(P<0.05);土壤有效磷含量分别增加5.3％～26.2％、9.0％～33.6％、9.5％～25.1％,有效铁含量分别降低8.4％～19.5％、8.5％～15.1％、12.8％～18.9％,有效锌含量分别降低20.5％～45.5％、21.8％～60.0％、8.8％～52.9％,有效铜含量降幅分别为22.4％～32.7％、13.3％～33.6％、17.6％～32.8％(P<0.05);叶片CAT(过氧化氢酶)活性增幅分别为15.1％～130.2％、15.6％～93.3％、18.9％～137.8％,叶片GSH(蛋白类谷胱甘肽)含量最大增幅分别为33.5％、31.7％、39.9％(P<0.05).得出结论,长期淹水下,1.5％海泡石处理可使稻米镉满足我国食品中污染物含量限量值0.20 mg/kg(GB 2762—2012),长期淹水是一种推荐的镉污染稻田修复水分管理模式.     

生长素调控因子OsGRF4协同调控水稻粒形和稻瘟病抗性

【目的】水稻粒形为多基因控制的复杂数量性状,同时影响稻谷产量和稻米外观及碾磨品质,挖掘粒形相关基因并解析其遗传机制,对于水稻高产和优质品种选育具有重要意义。【方法】以前期利用大粒籼稻品种特大籼(TDX)为供体亲本、小粒粳稻品种日本晴(Nipponbare,NPB)为轮回亲本获得的一个大粒近等基因系,在水稻第2染色体上初定位粒形调控基因GS2.2(grain size 2.2)的基础上,对GS2.2基因进行了精细定位和候选功能基因的克隆鉴定。【结果】利用BC₄F₂群体中2887份极小粒单株及该群体中70份基因型杂合的大粒单株自交获得的BC₄F₃群体,将GS2.2基因精细定位在2M-7-1与2M-9之间的160.6 kb的区间内。该区间编码18个基因开放阅读框(ORF1-18)。测序发现ORF18基因在大粒近等基因系与小粒日本晴等位基因间存在5个SNP差异,ORF18编码生长素调控因子蛋白OsGRF4。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对大粒近等基因系中ORF18进行敲除,发现ORF18敲除株系粒长变短,证实ORF18是GS2.2的功能基因。进一步对ORF18大粒近等基因系和基因编辑敲除株系进行稻瘟菌室内离体和病圃接种鉴定,发现ORF18大粒近等基因系稻瘟病抗性增强,而基因编辑敲除株系稻瘟病抗性减弱,表明ORF18正调控水稻稻瘟病抗性。【结论】本研究发现的生长素调控因子OsGRF4协同调控水稻粒形和稻瘟病抗性,为协调水稻高产和抗性育种提供了重要的基因资源。