湖南省生态农业研究与示范*

 论述了湖南省近10年（1994～2003年）在生态农业研究与实践方面取得的主要成就。在编制全省生态农业发展规划和评价标准的同时，按山区、丘陵、平湖、城郊和工矿5大生态经济类型区设置生态农业试点县市，进行大规模的县域生态农业建设与示范，建立了山地“林－药－果”、丘陵“草－粮－牧”、岗地“果－粮－猪”等7种不同区域类型的生态农业模式，并系统地分析其结构、功能与演化过程，及生态农业发展的规律、步骤和原理；针对全省水土流失、化肥农药及“三废”污染等因素导致的农业生态系统退化严重等问题，全面展开丘岗资源保护性开垦、经济绿肥开发、稻草易地还土、有机专用配方肥研制、农药有害残留物控制降解、退化农业生态系统恢复重建等实用技术攻关，均取得了重大突破。通过近10年的生态农业建设与示范，5个试点县市的生态环境质量得到显著改善，农业与农村经济得到巨大发展，累计推广应用了326.7万hm²、新增产值50.9亿元。     

氮钾配合施用对桑树生长和桑叶产量的影响

在大田条件下研究了不同氮肥、钾肥施用水平对桑树生长和桑叶产量的影响。结果表明,氮钾肥适合用量配比能提高桑树每株枝条数、枝条叶片数、枝条长、枝条平均重和平均单叶重。结果显示,在氮肥施用量为450 kg/hm2.a,钾肥施用量为300 kg/hm2.a时桑叶产量最高,与对照相比,平均增产35.2%。试验结果还表明,氮肥、钾肥对桑叶增产效果有互促作用。     

湖北省桑园养分状况研究Ⅲ.土壤与桑叶养分相关性

对湖北省蚕桑主产区桑园养分状况的相关性进行了统计,结果表明,桑因土壤pH值与土壤有机质、速效K、Ca、Mg含量呈正相关,与速效N、P、Fe、Mn、Cu、Zn呈负相关,表现出全省桑园土壤养分的地域性分布特点。土壤有机质与土壤和桑叶中大多数养分含量呈正相关说明施用有机肥和提高土壤有机质的重要作用。桑园土壤N、P、Ca、Mg、Mn含量与桑叶中相应养分呈正相关,而K、Fe、Cu、Zn与桑叶中相应养分呈负相关,反映出桑树吸收养分的复杂性。     

氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响

为研究氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响,采用大田小区试验,以籼型杂交稻品种广两优35和常规粳稻品种日本晴为研究材料,设置3个锌水平和4个氮水平的交互处理,分析了各生育期水稻的生物量,成熟期产量及构成因素,各部位氮和锌的含量、累积量和分配比例。结果表明,氮锌配施对水稻早期的生长和后期的产量形成均具有协同增效效应,这种效应在不同水稻品种中具有一定的差异性。氮锌配施对水稻每公顷穗数具有极显著的正向交互效应,每公顷穗数的显著增加是氮锌配施下水稻产量提高的主要原因。氮锌配施不仅提高了水稻植株中的氮和锌含量,同时还促进了氮和锌向生殖器官(小穗)中分配,这可能是水稻产量提高的主要生理机制之一。     

“稻-再-油/肥”轮作和施氮对水稻产量及籽粒灌浆特性的影响

为探究稻-再-油/肥轮作和施氮对水稻产量及籽粒灌浆特性的影响,于2015-2017年在湖北省武穴市进行稻-再-油/肥轮作定位试验,设置4个处理。T1:稻-再-油轮作,三季均不施氮;T2:稻-再-油轮作,三季施氮量为165、120和180 kg·hm^-2;T3:稻-再-肥轮作,三季施氮量与T2相同;T4:稻-再-闲轮作,前两季施氮量与T2相同。研究各处理水稻产量及产量构成因子的变化,并利用Richards方程拟合水稻强、弱势粒的灌浆过程。结果表明：①2015-2017年头季稻和再生稻产量均表现为T3＞T2＞T4＞T1。与T4相比,2016-2017年T2处理的头季稻和再生稻分别增产8.4%和14.4%、22.2%和17.7%,T3分别增产12.7%和17.9%、25.1%和244%;与T1相比,2015-2017年T2处理的头季稻和再生稻分别增产35.1%和22.0%、36.4%和30.3%、651%和65.6%。②在稻-再-油/肥轮作和施氮条件下,2017年头季稻和再生稻籽粒灌浆特性表现一致。与T4相比,T2、T3均能提高头季稻和再生稻强势粒起始势和弱势粒达到最大灌浆速率的干物质量;与T1相比,T2延长头季稻和再生稻强、弱势粒有效灌浆期,从而实现头季稻和再生稻籽粒粒重增加,产量提高。     

岭南地区荔枝主栽品种品质评价分析

为探索岭南地区不同产区荔枝的营养品质特性及差异性,以海口、茂名、湛江、广州、惠州、汕尾6个荔枝主产区的8个荔枝品种为试验材料,测定单果重、可食率、Vc、还原糖、蔗糖、总酸、可溶性固形物、糖酸比8项品质指标,分析了不同品种、不同产区间荔枝品质的差异。结果表明：不同荔枝品种在单项品质指标上各有优劣,紫娘喜和糯米糍荔枝单果重和可食率分别最高,妃子笑荔枝Vc和还原糖含量最高,桂味荔枝蔗糖含量和可溶性固形物含量最高。不同品质指标存在相关性,主成分分析将8项品质指标综合为3个主成分,综合得分最高的是妃子笑荔枝。不同产地相同品种的荔枝品质指标也存在差异。海口、湛江、茂名3个产区妃子笑荔枝单果重、Vc、还原糖、蔗糖、可溶性固形物均无显著差异,但海口妃子笑荔枝可食率、糖酸比均显著高于湛江妃子笑;广州桂味荔枝的可食率、Vc和总酸含量均显著高于茂名桂味;在广州、惠州、汕尾3个产区糯米糍荔枝中,单果重、Vc、蔗糖含量最高的为惠州糯米糍。通过聚类分析将3个产区的荔枝分为了3类,每类所包括的荔枝均为相同的荔枝品种。研究结果将为荔枝鲜食品种的筛选及种植结构调整提供科学依据。     

鄂东地区稻田二熟制模式的生产力、温光资源利用和氮磷养分平衡比较

为了优化鄂东地区稻田耕作制度,挖掘作物周年生产潜力,提高作物生产效益和资源利用效率,通过连续4 a的定位试验,比较了油菜-玉米 （oilseed rape-maize,O-M）、油菜-水稻 （oilseed rape-rice,O-R）、油菜-节水抗旱稻 （oilseed rape-water-saving and drought-resistant rice,O-WDR）、小麦-玉米 （wheat-maize,W-M）、小麦-水稻 （wheat-rice,W-R）、冬闲-双季稻 （fallow- double season rice,F-DR）6种二熟制种植模式的周年生产力、生产效益、温光资源和氮磷利用以及土壤氮磷含量变化的差异。结果显示：周年经济产量以W-R模式最高,其次为O-R模式,而平均周年生产效益以O-R模式最高;氮利用率以O-R和W-R模式在鄂最高,磷利用率以O-R模式最高,温光资源利用效率则以F-DR模式最高。经过4轮复种后,O-R模式在鄂东地区具较高的丰产性和稳产性及良好的生产效益,并有利于维持农田土壤肥力和降低氮流失风险,具有替代传统双季稻模式的应用前景。     

微波辅助硫酸水解肉骨粉的工艺条件优化

为充分利用病死动物尸体资源,以病死畜禽经高温发酵法无害化所得肉骨粉为原料,经萃取剂去除油脂后,分别在无微波和有微波辅助下经硫酸水解获得含氨基酸水解液,筛选水解最优条件,并进行最优条件下水解前后物料中大中微量植物营养元素及重金属元素的物料平衡及其在水解产物中的分布分析。结果显示：最佳萃取剂为正己烷,在固液比1∶10,油脂萃取率达100%,萃取剂回收率达97.06%;常规硫酸水解肉骨粉最佳条件为：硫酸浓度5 mol/L、固液比1∶4、温度90 ℃、水解时间7 h,此时水解液中总氮的转化率为93.42%,氨基酸态氮转化率为42.63%;微波辅助硫酸水解肉骨粉的最佳条件为：微波功率 550 W、硫酸浓度5.0 mol/L、水解时间60 min,此时水解液中总氮的转化率为90.12%,氨基酸态氮转化率为82.13%;2种工艺在最佳条件下,各元素在水解液相和固相残渣的分布差异不大,其中N、P、K、Fe、Cu、Zn元素有66%~93%分布在水解液中,Ca、Mg、Mn元素32%以上分布在残渣中,而重金属元素Pb、Cr、Cd超过58%进入水解液,但未超出相关肥料产品农业行业标准限值。结果表明,微波辅助显著提高水解液中氨基酸态氮转化率并缩短水解时间,大、中、微量植物营养元素大部分进入液相,在制作氨基酸水解液方面具有明显的优越性。     

硅对植物抗逆性影响的研究进展

硅作为有益元素,具有促进植物生长、提高作物产量的作用,同时硅在增强植物抗逆性方面也发挥着重要作用。为进一步探究硅增强植物抗逆性的深层作用机制,本文综述了硅增强植物抵御生物胁迫（包括病原菌、害虫等）及非生物胁迫（干旱、盐害、重金属等）方面的研究进展,认为硅可通过改善植物形态、平衡养分吸收、调节激素代谢、改良土壤性状等多种作用机制缓解胁迫。针对硅的未来研究方向进行了展望,如硅抵抗各种胁迫的耦合机制,深入研究硅提高植物抗逆性的生物化学及分子机制以及加强新型硅肥及配套施用技术的研发。     

糖代谢与信号调控果实脱落的研究进展

果实是一个库力强大的异养器官,其生长发育需要消耗大量的糖类物质。糖不仅为果实器官的生命活动提供碳源和能源物质,还能作为信号分子来调节果实的生长发育和胁迫响应。糖营养的供求平衡对果实坐果起着关键作用,糖营养供应不足则引发严重落果。蔗糖代谢和己糖代谢相关酶调控果实的糖代谢进程,影响糖的积累及其组分水平,是引起果实脱落的重要因素之一。糖饥饿诱导糖信号发生,并通过己糖激酶(HXK)、SnRK1(SNF1-related protein kinase 1)和TOR(target of rapamycin)激酶转导,与内源激素(脱落酸和乙烯)信号网络连接,协调调控果实脱落。通过总结有关糖代谢与信号调控果实脱落方面的研究进展,旨在为深入研究果实脱落调控机制提供思路与参考,并对今后利用技术手段进行糖信号综合调控网络研究进行了展望。