不同浓度镉水灌溉对土壤及水稻品质的影响

通过桶栽土培水稻试验研究不同浓度(0.04,0.08,0.10,0.12,0.20,0.24mg/L)镉水灌溉对土壤及水稻产量和品质的影响。结果表明,重金属Cd主要累积在5-20cm土层,对水稻的株高有明显的抑制作用,对千粒重也有影响,但对水稻的每穗粒数及单株产量无明显影响。不同浓度镉水灌溉对稻米的外观品质、碾米品质有一定的抑制作用,但均能达绿色大米标准;营养品质则不受影响,6个处理下蛋白质、直链淀粉含量均能达标,且与CK无差异。土壤中的Cd含量随着镉水浓度的增大而增大,稻米中的Cd含量也与镉水浓度成正比。镉水中的大部分Cd残留在土壤中,6个处理下残留量分别为99.3%,73.8%,60.4%,55.5%,37.4%,47.6%,由此可见,镉水浓度越小,土壤对Cd的吸收能力越强,镉水浓度越大,土壤对Cd的吸收能力越弱。当镉水浓度大于0.20mg/L时,精米中的Cd含量达到了限量标准值(0.2mg/kg),说明灌溉水中的重金属Cd的浓度应该控制在0.20mg/L以下。     

实时实地氮素管理对水稻产量和氮素吸收利用的影响

以扬两优6号和培两优3076水稻为材料,通过田间试验比较研究了基于SPAD值的氮素管理对水稻氮素吸收、产量和氮肥利用率的影响。结果表明,随着SPAD预设阈值的增加,氮肥用量增加,籽粒产量和氮素吸收也随之增加。实时氮素管理条件下,水稻扬两优6号和培两优3076均以SPAD值为41处理获得较高的籽粒产量和氮素利用率,该处理在籽粒产量不降低的同时节约了氮肥用量12. 8% ～33.3%;而实地氮素管理条件下,水稻扬两优6号和培两优3076均以SPAD值为39～41处理获得较高的籽粒产量和氮素利用率,该处理在籽粒产量不降低的同时节约了23.1%的氮肥用量。鉴于实地氮素管理在田间易于操作,因此建议采用39～41作为水稻关键生育期指导氮肥施用的SPAD阈值。     

有机无机肥配施对双季稻田土壤养分利用与渗漏淋失的影响

采用田间小区试验,研究稻草、猪粪、猪粪堆肥或沼渣沼液与化肥配施对双季稻田土壤养分利用与渗漏淋失的影响。结果表明,有机肥与化肥配施有利于提高稻田土壤中N、P、K养分和有机质含量,降低稻田渗漏液中TN、TP、NH4+-N、NO3--N浓度,促进水稻养分吸收与利用。其中,以20%的猪粪堆肥氮与化肥配施效果较好,与施纯化肥相比,1年后土壤中全氮、全磷、全钾和有机质含量分别提高了2.59%,0.87%,0.15%和21.45%,碱解氮、速效磷、速效钾含量分别提高3.31%,3.22%和12.24%;氮、磷、钾肥料利用率分别提高5.22%,0.55%,3.50%;水稻地上部氮、磷、钾养分累积量分别提高7.83,0.33,3.14g/kg;水稻生长期稻田渗漏液中TN、TP、NH4+-N、NO3--N浓度明显降低;早稻增产19.65%,晚稻无明显减产。     

氮肥后移对引黄灌区水稻产量和氮素淋溶损失的影响

通过田间小区试验研究在优化施肥条件下氮肥后移技术对引黄灌区水稻籽粒产量和氮素渗漏淋失量的影响。结果表明:与农民常规施肥处理(N300)比较,氮肥后移各处理在氮素投入降低20%的基础上水稻产量没有降低,显著提高了氮肥利用率,N240/3处理的氮肥利用率达到40.5%,比N300处理提高了8.8%。田面水中TN和NH4+浓度施肥后1～3d达到最大,而NO3-极大值出现在施肥后3～5d内,之后逐渐降低,施肥后的前9d做好水肥管理是防止氮素流失的关键时期。N300处理氮素渗漏淋失主要发生在分蘖期,氮肥后移处理主要发生在分蘖期和孕穗期,TN渗漏淋失量在29.78～44.51kg/hm2之间,N240/3处理TN淋失量比N300处理降低了33.1%;氮素淋失形态以NO3-为主,占TN淋失量的74.14%～79.44%。综合考虑水稻产量和环境效益,氮肥后移技术N240/3处理可作为一种资源节约和环境友好的施肥技术在水稻种植上应用。     

灌溉方式和有机无机氮比例对水稻产量与水分利用的影响

通过盆栽试验,研究了3种有机无机氮比例,即60%无机氮+40%有机氮（F1）、80%无机氮+20%有机氮（F2）、100%无机氮（F3）,和3种灌溉方式,即常规灌溉(FIR)、控制灌溉（CIR）和间歇灌溉(IIR),对水稻生长、产量构成、产量和水分利用的影响。结果表明,与FIR处理相比,CIR和IIR处理水稻全生育期灌水量分别下降31.3%和15.9%,但是理论产量平均分别降低31.9%和15.9%,因此水分利用效率（WUE）提高不明显。与F3相比,F1和F2的理论产量平均增加20.1%和14.2%,FIR条件下WUE分别提高37.3%和25.5%。通径分析表明,在不同灌溉方式与有机无机氮比例条件下,有效穗数、每穗粒数、千粒重仍是影响水稻产量的主要因素。主成分分析表明,在间歇灌溉条件下,在总施氮量不变时,配施40%有机氮肥可降低水稻灌水量,并适当提高水稻产量。     

小麦-玉米-大豆轮作下黑土农田土壤呼吸与碳平衡

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,探讨农田生态系统的土壤呼吸与碳平衡对于科学评价陆地生态系统在全球变化下的源汇效应具有重要意义。基于中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验,对不同施肥处理下黑土小麦-玉米-大豆轮作体系2005—2007年的作物固碳量与土壤CO2排放通量进行了观测,并对该轮作体系下黑土农田生态系统的碳平衡状况进行了估算。结果表明:在小麦-玉米-大豆轮作体系中,作物固碳量的高低表现为:玉米>大豆>小麦,平均值分别为6 513 kg(C).hm-2、4 025 kg(C).hm-2和3 655kg(C).hm-2。从作物生长季土壤CO2排放总量来看,3种作物以大豆农田生态系统的土壤CO2排放总量最高,平均值达4 062 kg(C).hm-2;其次为玉米,为3 813 kg(C).hm-2;而小麦最低,为2 326 kg(C).hm-2。3种作物轮作下NEP(净生态系统生产力)均为正值,表明黑土农田土壤-作物系统为大气CO2的"汇",不同作物系统的碳汇强度表现为玉米>小麦>大豆,三者的平均值分别为3 215 kg(C).hm-2、1 643 kg(C).hm-2和512 kg(C).hm-2。长期均衡施用氮、磷、钾化肥或氮、磷、钾化肥配施有机肥后,小麦、玉米和大豆农田生态系统的固碳量和土壤CO2排放总量均明显增加,并在氮、磷、钾配施有机肥处理下达到最高。不同的施肥管理措施将改变土壤-植物系统作为大气CO2"汇"的程度,总体表现为化肥均衡施用下NEP值较高,而化肥与有机肥配施下农田生态系统的NEP值较低。     

稻田病虫害生态防控模式及其在西南地区的应用

近年来,由于受气候、种植制度、栽培方式、生态环境和品种多样化等因素的综合影响,水稻病虫害危害程度加重,防控压力增大;同时,由于当前我国农村劳动力的匮乏以及文化水平的限制,病虫害防治过分依赖化学药剂,造成环境污染,威胁食品安全。基于此,通过对传统优秀农业植保技术的挖掘、提高以及现代科学技术的发展、应用,一些以农业、物理和生物防治为关键技术的生态综合防控模式正被广泛应用并进行示范推广,逐渐显现出病虫害防治和减少农药施用的优势。本文总结并梳理了当前西南稻作区主要的稻田病虫害生态防控模式及其应用成效,结果发现:杂糯间作的品种多样性防控模式可有效控制稻瘟病,但增加了劳动量;稻鸭共作的生物多样性防控模式可有效控制纹枯病、稻飞虱、叶蝉、福寿螺和杂草,但对技术水平和市场条件要求较高。此外,对昆虫性信息素、生物农药、植物性驱虫剂和天敌保护利用技术等生物防控技术的优缺点进行了总结和分析。     

东北典型稻区不同种植模式下稻田氮素径流损失特征研究

为了降低东北稻区稻田氮素径流损失,选择东北典型水稻种植区盘锦市,开展了不同栽培模式下水稻生长季田间氮素径流监测试验,试验设5个处理:对照(CK)、常规模式(TR)、稻蟹共生(CR)、有机水稻(OR)和减量施肥(RR),利用集水池收集各处理的地表径流,并测定径流的硝态氮、铵态氮、总氮含量,计算氮素流失量。研究结果显示:稻田地表径流损失的铵态氮远高于硝态氮;稻蟹共生和常规模式处理田间排水铵态氮的损失量相差不大,减量施肥处理比常规模式处理低26%,有机水稻处理比常规模式低73%。稻蟹共生处理比常规模式处理排水中硝态氮的排放量少23%,减量施肥处理比常规模式处理减少34%,有机水稻处理比常规模式处理低67%。稻蟹共生和常规模式处理排水总氮排放量无显著差异,分别为6.15 kg.hm 2和5.89 kg.hm 2;减量施肥处理显著低于常规模式处理,总氮排放量为4.76 kg.hm 2,比常规模式处理低19%;有机水稻处理在各水稻模式中总氮排放量最低,仅为1.93 kg.hm 2,并且显著低于常规模式处理,比常规模式处理低67%。     

抗真菌转基因水稻根际土壤真菌群落结构的动态变化

以非转基因水稻"七丝软粘"为对照,采用传统平板计数法和变性梯度凝胶电泳技术,研究了抗真菌转基因水稻"转品1"和"转品8"生长周期内对根际土壤中可培养真菌数和真菌群落结构的影响。结果显示,相同生育期转基因水稻根际土壤可培养真菌数量与其非转基因对照水稻相比较无显著性差异,表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌数量产生明显影响;18S rRNA真菌群落DGGE图谱分析显示,相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌DGGE条带数量和条带位置均无显著性差异,表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌群落结构产生明显影响。进一步分析相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌群落香农多样性指数(Shannon diversity index)和均匀度指数(Evenness index)的动态变化,发现两者均没有显著性差异。以上研究结果表明,外源抗真菌基因的导入对水稻根际土壤中真菌群落数量和群落结构均没有明显影响。此外,将不同位置的真菌DGGE条带切胶回收,克隆、测序后,进行系统进化树分析,结果表明根际土壤真菌群落主要归属为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、接合菌门(Zygomycota)和未知真菌(unknown fungi)5个类群。     

施肥对水旱轮作作物产量、氮素吸收与土壤肥力的影响

2008～2009年,利用田间试验研究了优化施肥、单施有机肥、有机无机配施和习惯施肥对水旱轮作体系下水稻和春小麦产量、氮素吸收利用和土壤肥力的影响.结果表明,施肥都能提高水稻和春小麦的子粒和秸秆产量.同等养分供应下,优化施肥处理的增产效果最佳,其次是有机无机配施.不同施肥处理对水稻和春小麦地上部总吸氮量都有显著影响,水稻当季氮肥利用率为10.4％～37.0％,春小麦为11.7％ ～ 35.9％.施用有机肥有利于土壤有机质、全氮、C/N比和土壤碱解氮、有效磷和速效钾的提高.水旱轮作下土壤干湿交替也有利于土壤有效养分的提高.综合考虑作物增产、氮肥利用率和土壤培肥等因素,本试验水旱轮作体系下,有机无机配施是最佳的施肥措施.