9个晚籼稻品种在红壤中的耐酸性鉴定及有关保护酶活性的变化

为了研究水稻耐酸特性,选择9个已在江西省推广的晚籼稻品种,分别在填入了水稻土和酸性红壤的水池中种植,测定了过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等保护酶活性及丙二醛(MDA)含量等生理指标,考察了株高、产量等农艺性状。结果表明,不同品种生理指标存在差异。酸胁迫下CAT活性和MDA含量降低,SOD活性升高,POD活性无明显变化规律。MDA含量的变化与3种保护酶活性各自间均无明显关联,但可能受到它们的共同影响。酸胁迫下各品种农艺性状呈现不同程度的变异,POD活性、MDA含量与单株产量变异幅度显著相关,可以用于评价水稻耐酸特性。综合看来,天丰优6418、深优957和跃新2号为具有较强耐酸特性水稻品种。     

化肥减量配合紫云英还田对双季稻产量及氮肥利用率的影响

旨在明确化肥减量条件下不同紫云英还田量对亚热带双季稻区早、晚稻产量及氮肥利用率的影响。以双季稻种植模式为研究对象,设置2个不同的减肥量处理配施不同的紫云英还田量,观察紫云英连续还田下不同处理对双季稻产量和养分利用率的影响。结果表明:与常规施肥处理(100%F)相比,20%减肥量各处理的早稻产量均得到显著提高,增产幅度为5.0%～13.2%;40%减肥量条件下,配施15 000～22 500 kg/hm~2紫云英早稻产量不减产,而配施30 000～37 500 kg/hm~2紫云英后早稻产量有显著提高,增产幅度为5.4%～8.5%。各减肥配施紫云英处理的晚稻产量均随紫云英还田量的增加而升高(P0.05)。各减肥配施紫云英处理早稻化学氮肥的农学利用率、偏生产力及回收率均较常规施肥处理显著提高,但晚稻的氮肥利用率无显著差异。将紫云英还田输入的氮纳入总氮素投入后,早稻总氮素的农学利用率和回收率均随紫云英还田量的增加而降低;与100%F相比,各减肥配施紫云英处理的农学利用率未显著降低,但紫云英还田量达到37 500 kg/hm~2及以上时会导致早稻的氮素回收率显著降低。各紫云英还田处理土壤全氮含量均高于100%F(P0.05),且土壤速效氮含量均显著高于100%F处理(P0.05)。亚热带双季稻种植模式下,长期紫云英还田配合减量施肥对早、晚稻产量和氮肥利用率均产生正面效应,且能提高土壤有机质含量和全氮含量,土壤速效氮含量显著高于常规施肥处理。因此,适量紫云英还田配施化肥除可减少化肥用量外,也是亚热带双季稻区兼顾提升稻米产量和培肥土壤的有效技术。本试验条件下,化肥减量40%配合22 500～30 000 kg/hm~2紫云英的配比综合效果较好。     

两种典型水稻土中秸秆碳转化的微生物过程

【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆（CK）和添加 ¹³C标记的水稻秸秆（RS）处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用 ¹³C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质（SOM）产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO₂和CH₄贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0（一般细菌）是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0（G ⁺细菌）和18:1ω9c（真菌）也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G ⁺细菌和放线菌的相对丰度增加,G ^-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质（SOM）矿化主要与G ^-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM是导致这种差异的重要因素。     

鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节分布特征及污染风险分析

为明确鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节性分布及污染风险,于2015—2019年对位于江西省南昌市南昌县向塘镇国控监测点的“冬闲-双季稻”种植模式进行了原位监测。结果表明：监测期早稻季径流量占全年总量的比例最高,为39.11%~61.50%,其次是冬闲季,占23.31%~54.30%,而晚稻季的径流量最小;氮磷养分流失量与径流量的季节分配规律相似,也大体表现为早稻季>冬闲季>晚稻季。然而,监测期多数年份（除2016年外）防控关键期（施肥后10 d）的径流量及氮磷流失量占全年总量的比例均低于13%,表明双季稻田防控关键期的污染风险可能被夸大。但极端降水条件下,径流量、氮流失量和磷流失量在全年的占比分别为27.34%~52.19%、14.21%~54.06%和25.38%~45.95%,远高于防控关键期,表明极端降水可能导致较大的双季稻田面源污染风险。因此,对于鄱阳湖平原双季稻区,早稻季和冬闲季均是稻田氮磷流失防控的重要时期。由于降水事件具有偶然性,仅靠降低“防控关键期”的氮磷流失来防控面源污染具有较大风险,极端降水条件下的氮磷流失防控可能是未来消减双季稻区面源污染的重点研究方向。     

头季稻氮肥运筹对再生稻根际机能及产量的影响

【目的】再生稻是头季稻生长的延续。本研究尝试从根际微生态系统的变化来阐明机械化栽培下头季稻氮肥管理对头季-再生季水稻产量形成的影响,为再生稻高产高效栽培提供参考。【方法】以“甬优1540”为材料,通过2年的田间试验,在头季总施氮量(225.00 kg/hm²)不变的前提下,设置头季不同氮肥运筹处理,分析了机械化栽培下再生稻产量、根系伤流强度、根际土壤酶活性及其微生物多样性的变化特点。【结果】头季前氮后移施肥处理(N1、N2)有助于根系保持较高活力,尤其在头季生长中后期N1处理(基肥∶一次分蘖肥∶二次分蘖肥∶孕穗肥=3∶1∶2∶4)根系伤流强度比对照(N0)和当地常规施肥处理(N4)显著提高;N1处理两季总产量最高,2年平均达17 351.23 kg/hm²,比当地常规施肥处理(N4)提高了23.00%。土壤酶活性分析表明,蔗糖酶活性在头季齐穗期表现为N2>N1>N3>N4>N0,之后则表现为N1>N2>N3>N4>N0;过氧化氢酶与硝酸还原酶活性在头季生长期均表现为N1>N2>N3>N4>N0;脲酶活性从头季齐穗期至再生季齐穗始终表现为N1>N2>N3>N4>N0;各生育时期土壤酶活性与根系伤流强度间均呈显著或极显著正相关。细菌 16S rDNA 测序表明,施肥与不施肥处理细菌群落结构多样性差异显著,N1处理细菌 Chao1 指数和香农指数显著高于其他处理。菌群结构分析表明,施肥处理增加了与土壤碳氮循环、有机质含量及抗逆性密切相关的细菌数量,尤其是N1、N2处理硝化螺旋菌属相对丰度较高,有利土壤氮素循环。【结论】机械化栽培下,头季氮肥适当后移有利于再生稻根际微生态系统的改善,从而提高根系活力,促进水稻生长,获得两季水稻的高产。     

不同药剂处理对芝麻茎点枯病的防治效果研究

为了探讨芝麻茎点枯病的有效防治方法,采用随机区组设计,研究了药剂拌土处理和开花结蒴期药剂喷施处理对芝麻茎点枯病的防病效果。结果显示:55%杜邦升可湿性粉剂拌土处理能在芝麻生长前期(如苗期、蕾期、初花期)对茎点枯病起较好的预防作用;开花结蒴期以喷施40%氟硅唑乳油10 000倍液的防效最好,且可增产40.95%。这表明结合2种措施可以有效控制芝麻茎点枯病的发生,适宜在江西红壤旱地的芝麻茎点枯病防治中推广应用。     

稻麦轮作农田氮素循环的DNDC模型分析

基于长江中下游稻麦轮作体系的氮肥施用田间试验,采用Denitrification- Decomposition model (DNDC) 模型研究了气候条件、土壤属性、农业管理等输入因素的不确定性对子粒产量、作物氮吸收、氨挥发、N2O排放等预测结果的影响。结果显示:采用DNDC模型模拟的土壤氨挥发速率和N2O排放通量与田间实测结果较为吻合,氨挥发通量模拟值与实测值相关系数为0.688,N2O排放通量模拟值与实测值相关系数为0.528,均达极显著水平,表明DNDC模型预测农田土壤氮素具有较高可信度。模拟结果显示,气温和氮肥用量是影响作物产量和吸氮量的关键因素;土壤氨挥发主要受氮肥品种影响,并随氮肥用量增加而增加;土壤N2O排放主要受温度、土壤pH值、土壤有机碳含量的影响。为使DNDC能更有效地估算氨挥发和N2O排放,有必要获取更翔实的资料以减少输入数据的不确定性。     

我国主要低产水稻冷浸田养分障碍因子特征分析

研究我国冷浸田主要分布的7个省份冷浸田土壤样品的养分特征,通过与当地高产田土壤养分特征比较发现:我国冷浸田土壤中有机质含量(13.76～21.52g/kg)和全磷含量(2.78～11.36g/kg)总体高于高产田,部分差异显著(P<0.05);全氮含量(1.39～2.24g/kg)总体略高于高产田,但差异不显著(P<0.05);有效锌含量(4.92～11.03mg/kg)总体高于高产田的含量,且差异显著(P<0.05),表明我国冷浸田的潜在生产力比较高。但是,与高产田相比,我国冷浸田土壤pH值显著偏低(4.47～5.32),致毒因子还原态硫含量(296.12～3 069.33mg/kg)和亚铁含量(160.28～3 786.12mg/kg)却显著偏高(P<0.05),同时,部分地区冷浸田土壤速效磷(1.90～30.20mg/kg)和速效钾(1.30～111.70mg/kg)养分显著缺失(P<0.05),表明这几种养分指标是影响我国冷浸田生产力的重要障碍因子,因此,只要有针对性的改良上述冷浸田养分障碍因子,其必将成为我国粮食生产的巨大战略资源。     

PEG胁迫下15份紫云英种质材料萌发期的抗旱性鉴定

以不同渗透势的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件,对15份不同来源的紫云英(Astragalus sinicus)种质材料的萌发特性和抗旱能力进行了研究.结果表明:(1)低浓度的PEG胁迫对部分紫云英种质的种子萌发有一定的促进作用;(2)PEG胁迫加剧会导致紫云英种子的发芽率、萌发抗旱指数、活力指数下降,而胚根/胚芽比值上升;(3)PEG浓度达到20％时所有紫云英种质的种子均不能萌发;(4)运用模糊数学隶属函数法对15份紫云英种质材料进行综合评价,发现其抗旱性强弱顺序为,萍宁3号＞湘肥2号＞南京芦庄紫云英＞浙紫62-18＞常山紫云英＞兵库紫云英＞金沙紫云英＞南充紫云英＞78-7＞青浦紫云英＞73-129＞72-24＞清江紫云英＞78-18＞78-1-1.     

长期不同施肥红壤磷素特征和流失风险研究

为探索长期施肥对红壤磷素吸附固持的影响,分析不同施肥土壤磷流失风险及影响因素。在南方丘陵区红壤上开展了持续25年的长期定位试验,处理包括:不施肥(CK)、施氮肥(N)、施磷肥(P)、施钾肥(K)、施氮磷钾肥(NPK1)、施2倍量氮磷钾肥(NPK2)、单施有机肥(OM)和氮磷钾配施有机肥(MNPK)。研究了不同施肥下土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P含量及磷吸持指数(PSI)、磷饱和度(DPS)的变化,探讨不同施肥处理土壤对磷的吸附和解吸特征,并分析了土壤磷指标与土壤有机碳、pH、CEC之间的关系。结果表明:长期施用化学磷肥有利于补充土壤磷素,特别是土壤全磷,并使Olesn-P和Mehlich 1-P有增加趋势,而对CaCl2-P影响不显著;施用化肥对DPS影响不显著,单施磷会降低PSI,低量氮磷钾提高了PSI,高量氮磷钾处理与对照差异不显著;长期施用有机肥(猪粪)土壤全磷增加,而Olsen-P、Mehlich 1-P和CaCl2-P则大幅累积, PSI显著降低, DPS显著增加。长期施用化肥处理土壤对新添加磷的吸附较强,长期施用有机肥降低了土壤对新添加磷的吸附;土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P、PSI、DPS及最大吸附容量(Qm)与土壤pH、CEC、土壤总有机碳(TSOC)、土壤水溶性有机碳[冷水提取水溶性有机碳(CWSOC)和热水提取水溶性有机碳(HWSOC)]间相关性较高;土壤磷指标和土壤有机碳、pH、CEC指标之间存在典型相关关系,第1对和第2对典型变量的典型相关系数分别为0.997和0.951,达显著水平。研究表明,施用有机肥是调节土壤磷的供给和保持的重要措施,土壤水溶性有机碳和pH可能是反映红壤磷素供应和流失的关键指标。