栽插和秸秆还田方式对水稻氮素吸收利用和产量的影响

【目的】秸秆还田方式影响土壤和肥料中养分的有效性,本研究通过比较不同还田方式下水稻产量、氮素吸收利用的差异,为水稻人工插秧和毯苗机插技术选择适宜的秸秆还田方式提供依据。【方法】本试验于2016-2018年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验田进行,以籼型三系杂交稻F优498为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为秸秆不还田(S0)、覆盖还田(S1)和翻埋还田(S2) 3种还田方式,副区为人工插秧(HT)和毯苗机插(MT) 2种栽插方式,氮肥用量为N 135 kg/hm^2,按基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥=3∶3∶2∶2的比例施用。磷肥(过磷酸钙)用量为P2O5 90 kg/hm^2,作基肥一次施入;钾肥(氯化钾)用量为K2O 150 kg/hm^2,施用比例为基肥∶穗肥=7∶3。分别于分蘖盛期、拔节期、齐穗期和成熟期采集茎鞘、叶和穗样品测定干物重和氮含量,计算不同时期氮素积累、转运及氮素利用效率。【结果】秸秆还田方式对人工和机械插秧水稻产量、植株氮素积累及氮素利用具有显著影响。1)与S0相比,S1、S2处理提高了水稻产量,抑制了水稻分蘖盛期氮素积累,促进了拔节期至成熟期各器官及植株氮素积累,提高了植株氮含量,S1效果优于S2,且S1提高了氮素茎鞘转运量(44.1%)、茎鞘转运率(10.2%)、叶片转运量(23.5%)和穗氮增加幅度(21.2%),S2仅提高了氮素茎鞘转运量(24.7%)、茎鞘转运率(6.5%)和穗氮增加幅度(16.7%)。氮肥农学效率和氮素回收率表现为S1> S2,但S1、S2氮素的稻谷生产效率均有所降低。2)分蘖盛期至拔节期,HT处理的水稻各器官氮素积累、各时期植株氮素积累、氮素转运和产量均大于MT处理的,氮素回收率则显著低于MT处理的。秸秆还田方式对不同栽插方式氮素积累和转运的影响程度不一,分蘖盛期HT处理的氮素积累以S2处理最小,MT处理则以S1最小。两种栽插方式下拔节期至成熟期氮素积累和转运量、氮肥农学利用率及吸收利用率均以S1处理最大。【结论】从提高水稻产量和氮素利用率来看,人工插秧和毯苗机插均适宜采用小麦秸秆覆盖还田模式,并以覆盖还田结合人工插秧方式为最佳。     

化肥减施下有机替代对小麦产量和养分吸收利用的影响

  【目的】  探讨化肥减施和氮肥有机替代对小麦产量、养分积累、运转和吸收利用的影响，为国家化肥零增长战略提供理论依据。  【方法】  于2017—2019年，定位研究了常规施肥 (CF)、等氮量有机替代 (有机替代30%N， CF+M)、化肥减施 (N、P₂O₅、K₂O分别减施25%、30%和16.7%，CFR)、减施替代 (有机替代30%N，CFR+M) 和单施有机肥 (M) 对小麦产量及其构成、生物量、不同生育期植株氮磷钾积累量、花前植株养分运转及花后养分积累、养分吸收利用的影响。  【结果】  与CF相比，CFR和CF+M处理小麦产量、成穗数和穗粒数均没有显著变化，千粒重有增加趋势；CFR提高了小麦拔节—开花阶段氮、磷、钾吸收量及其比例，CF+M与CF处理间各生育阶段尤其是拔节期后吸氮、钾量差异均不显著，而CFR处理开花—成熟期的氮磷吸收量显著降低，CF+M处理降低了花前茎叶氮运转量及花后氮磷积累量，CF+M、CFR和CF 3个处理间氮积累量差异不显著；CF+M提高了花前茎叶氮磷运转量对籽粒氮磷贡献率及花后氮积累量对籽粒氮的贡献率。籽粒氮素积累与各生育阶段氮素积累量、花前期茎叶氮素运转量及花后氮素积累量间呈显著或极显著正相关，籽粒磷素积累量仅与花后磷素积累量显著正相关，籽粒钾素积累量与返青—拔节阶段钾素积累量显著正相关，与花前颖壳+穗轴钾素运转量显著负相关。CFR和CF+M较CF提高了氮吸收、利用效率和氮肥偏生产力，CF+M较CF提高了钾素利用效率，降低了钾素吸收和钾素偏生产力。  【结论】  本试验的两年间，不同程度地减少氮磷钾化肥投入量，或不减少总氮量投入 (以30%有机氮替代化肥氮) 有利于花前期营养器官积累的养分向籽粒运转及籽粒对氮养分的吸收利用，都可以维持小麦产量。在减施氮肥量25%的前提下，用30%或者100%的鸡粪替代化肥则降低小麦各生育期干物质和氮磷钾养分的积累和运转，最终降低小麦的产量。因此，进行有机替代需要进一步研究适宜的氮肥减施比例。     

丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范——模式设计、技术集成与机制创新

2017年5月，中国农业科学院科技创新工程协同创新任务“丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范”正式启动。项目在农业绿色高效生产、种养耦合、生态循环、面源污染控制、多功能田园生态系统构建等方面开展协同创新。按照单一技术规范化、复合技术集成化、体系技术系统化的思路，任务创新集成水源涵养区生物多样性利用与农业种植结构调整、主要农产品全产业链绿色高效生产、种养循环新模式、生态型高效设施农业、农村生活污染物控制等环节的十大关键技术，总结形成一套水源涵养区绿色高效农业全域综合性的技术解决方案，可为其他同类地区提供可复制、可推广的经验、模式和示范样板，为保障南水北调水质安全，推动水源涵养区农业绿色发展、农民增收及区域脱贫攻坚提供有效的科技支撑。     

乡村地域系统环境污染演化过程及驱动机制研究

乡村地域系统转型发展过程中面临严峻的资源供给紧张、生产环境恶化、生态环境污染与功能退化等问题。乡村污染治理是实现国家乡村振兴战略与乡村系统可持续发展的重要保障。基于乡村污染物类型梳理与污染演变过程刻画，探讨了乡村地域系统环境污染的驱动机制。结果表明：从污染属性来看，乡村地域系统的污染物主要包括水体、土壤和大气污染物；在时间上，污染物从单项无机物逐渐演变为无机有机复合物，致使乡村地域系统环境污染从单一污染逐渐演变为复合污染和立体污染；在空间上，从城市近郊村、远郊村到一般农区的污染源与污染程度呈现递减趋势；乡村内部资源利用、生活和生产活动、污染治理体系，外部工业化、城镇化、全球变化、信息化等共同驱动乡村地域系统污染。未来应选择典型样带-样区-样点，研究不同乡村地域系统污染现状格局、驱动机制及其资源环境效应模拟评价，推动乡村污染治理与政策创新。     

规划猪场粪便废弃物的处理与综合利用研究

在现代化社会的发展中,养殖业是重要的发展领域,对我国经济水平的提升有巨大的影响,并得到我国政府及相关部门的重视,积极鼓励农户参与到养殖业的发展中,逐渐扩大我国养殖业的发展规模,还可提升农户的经济水平。但是,在养殖业的发展中,还是会众多因素的影响,而阻碍养殖业的发展,其中最急需解决的问题就是规划猪场粪便废弃物的处理与综合利用,资金投进不足、设备、技术落后、养殖场环保意识淡薄等,严重污染着周围环境与水源。因此,还需相关部门加大监管力度,结合实际情况制定完善的管理制度与措施,既可以促进我国养殖业的稳定发展,又维护生态平衡,为人们营造良好的生活环境。     

上海动物园游客保护教育需求及满意度调查

本研究利用问卷调查收集了上海动物园游客类型与特征、游园目的、游客游览时获得野生动物科普知识的途径、游客对现有科普活动的评价、对科普教育的需求、游客满意度、意见与建议等,并进行了研究。结果表明,大部分(66.02%)游客为本市居民和暂居本市的中青年。近9成(89.51%)游客携带孩子游览动物园,其中超过半数(52.34%)为父母与孩子共同出行。游客游园目的主要为观看动物、游玩娱乐和让孩子学习动物知识。观察动物和阅读动物科普说明牌是游客学习动物科普知识的主要途径。互动类和深度游类项目,是游客最愿意参加的活动类型。游客更希望园方从动物科普设施、饲养员讲解、志愿者讲解这3方面提升其教育功能。总体而言,游客对上海动物园感到满意,超过半数(53.81%)表示很满意。具体而言,动物说明牌的满意度最高,其次是路面状况和路标指示牌。基于研究结果,提出以下建议:提升科普活动的内涵和互动性;提升游园体验,延长游览时间;寻找迎合和引导的平衡;完善基础设施。     

线粒体靶向抗氧化剂MitoQ在猪卵母细胞冷冻保存中的应用

在猪卵母细胞解冻后的孵育液中添加线粒体靶向抗氧化剂MitoQ,通过检测线粒体膜电位、早期凋亡、脂质氧化、活性氧、胚胎发育水平以及相关基因表达水平等,研究MitoQ在猪卵母细胞冷冻保存中的作用。结果表明:猪卵母细胞冷冻后使用MitoQ处理,其线粒体膜电位(0. 66±0. 06)与对照组(0. 47±0. 05)相比显著升高,早期凋亡比率(43. 00%±3. 51%)与对照组(55. 33%±1. 45%)相比显著下降;冷冻后MitoQ处理猪卵母细胞,其活性氧水平(3. 03±0. 61)与脂质氧化水平(20. 54±0. 91)与对照组(13. 13±1. 52和26. 78±0. 54)相比显著下降;冷冻后MitoQ处理猪卵母细胞的存活率(60. 33%±1. 86%)、卵裂率(28. 82%±1. 38%)和囊胚率(4. 50%±0. 48%)与对照组组(47. 67%±1. 67%、22. 07%±1. 07%和2. 20%±0. 51%)相比显著升高;在基因表达方面,与对照组相比,冷冻后MitoQ处理组其Bcl-2、Cu Zn SOD和Mfn2相对表达量显著提升,DNM1、Bax和TNF-α相对表达量则显著下降。综上,在冻后孵育液中添加MitoQ能够提高线粒体功能,降低细胞氧化应激水平,抑制细胞凋亡和改善相关基因表达水平,从而提高冷冻后猪卵母细胞的体外发育能力。     

成品油管道水击超前保护优化方案

成品油管道发生泵站意外停电事故后通常执行水击超前保护程序,该保护方案对管道的安全性有决定性影响。为了确保管道从事故前稳态安全平稳过渡到事故后较优的运行状态,需要制定最佳的水击超前保护方案。对成品油管道泵站意外停电水击工况进行分析,以水击事故发生后下一稳态时输量最大且各调节阀节流压力之和最小为目标,建立优化模型,相应的约束条件为全线不超压、不汽化。模型求解采取两种不同策略:事故站下游以各站出站压力最低为目标分别寻优,采用水力坡降线平移法求解;事故站上游以整体总节流最小寻优,为了提高求解速度,采用深度优先搜索法求解。以某成品油管道泵站意外停电事故工况为例,对该优化模型进行实例应用,并根据优化结果制定水击事故过渡过程的控制逻辑,并使用仿真软件SPS验证了控制逻辑的合理性,表明该优化模型合理可靠。