稻田—田埂过渡区土壤优先流特征研究

为揭示田埂对稻田—田埂过渡区土壤水分渗漏的影响,对比不同位点(田内、过渡带和田埂)优先流特征差异,采用室外亮蓝染色示踪方法,对江汉平原典型稻田—田埂过渡区进行研究。结果表明:过渡区土壤染色面积比(SAR)随深度的增加呈波动下降,其中0~20cm土层SAR较高,占剖面总SAR的53.85%~88.55%。不同位点土壤SAR差异明显,0~20 cm土层平均SAR由大到小依次为田内、过渡带、田埂,20 cm以下各位点SAR均较低,但田埂平均SAR高于田内。各位点水平剖面染色结果与垂直染色结果能较好对应,且随着深度增加,土壤染色区域急剧减少。各位点染色路径数(SPN)与SAR显著相关,田埂中、下层土壤SPN均高于田内。染色路径宽度(SPW)结果显示,0~20 cm田内以10~80 mm和大于80 mm SPW为主,过渡带和田埂大于80 mm SPW较少,均以小于10 mm和10~80 mm为主。各位点SPW的差异反映在水流类型上,田内为非均质指流—高相互作用大孔隙流,过渡区和田埂以混合作用大孔隙流—高相互作用大孔隙流为主。水分渗漏路径结果显示,田内水分由过渡带和田埂的垂直和侧向渗漏较强,且田沟田埂侧向流较田间田埂明显。田埂是稻田水分快速流失的主要区域,加剧了稻田水肥流失和水环境污染风险。本研究可为稻田水分保持和制定合理施肥、灌溉等措施提供依据。     

不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构的影响

为了研究土壤真菌群落结构在不同程度重金属污染中的变化,本文用Illumina Hi Seq高通量测序技术分析了苏南地区某金属冶炼厂和加工产业区的重金属污染水稻土的真菌群落结构,发现不同程度重金属污染对水稻季土壤真菌丰度和群落结构均有显著影响。经过真菌主成分分析发现,PC1影响因素对样品处理差异的贡献率是35.96%,PC2影响因素对样品处理差异的贡献率是21.48%;通过真菌冗余度分析发现,重金属Pb和Cu污染对土壤真菌群落结构的影响显著;通过对真菌属水平的相对丰度分析表明,重金属污染会显著降低敏感真菌的丰度,如被孢霉属相对丰度最高降低了87.50%、木霉属最高降低了99.46%、离壳菌属和菇属最高降低了100.00%,同时耐性真菌的相对丰度会提高,如类球囊霉属的相对丰度最高增加了98倍、四枝孢霉属最高增加了56倍、根囊壶菌属最高增加了2.62倍。综上所述,不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构有显著影响,且随着污染程度的增加,抗逆真菌相对数量和种类显著增加,敏感真菌的相对数量急剧减少,真菌群落结构随着重金属污染程度增加进一步分化。     

长期施肥对黄壤性水稻土有机碳矿化的影响

以贵州省农业科学院内黄壤性水稻土长期(22年)定位施肥试验为对象,采用室内模拟培养试验研究了不施肥(对照,CK)、施化肥(NPK)、低量有机无机肥配施(0.5MNPK)、施牛粪(M)和常量有机无机肥配施(MNPK)对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:NPK处理土壤有机碳含量(21.6 g kg~(-1))与CK处理(22.8 g kg~(-1))基本相同,而0.5MNPK、M和MNPK处理的土壤有机碳含量较CK处理分别提高了30.6%、72.9%和62.2%,其中,M和MNPK处理差异达显著水平(p0.05)。模拟培养条件下,CO2产生速率在培养的第2天达到最大值,然后迅速下降,而后缓慢下降(第4~24天),后期(第24~30天)趋于稳定;各处理土壤有机碳矿化速率大小依次为:MMNPK0.5MNPKCKNPK,各处理土壤有机碳矿化速率随时间的动态变化均符合对数函数关系(p0.01)。培养结束(30 d)时,各处理土壤有机碳累积矿化量为1.23~2.37 g kg~(-1),以M处理和MNPK处理较高,较CK处理(1.46 g kg~(-1))分别增加了62.6%和44.2%(p0.05);各施肥处理土壤有机碳的累积矿化率(土壤有机碳累积矿化量/土壤有机碳含量)较CK处理(6.4%)均有所下降,以M处理和MNPK处理下降较多,降幅分别为1.2%和0.9%。土壤有机碳累积矿化量随培养天数的动态变化可以用一级动力学方程拟合(p0.01),模拟结果表明,CK处理土壤潜在可矿化有机碳量为1.55 g kg~(-1),与CK处理相比,NPK处理下降了11.6%,但差异不显著(p0.05),而有机肥处理(0.5MNPK、M和MNPK)有不同程度的提高(21.3%~73.6%),其中,M和MNPK处理提高幅度较大(p0.05);同时,MNPK处理能够提高土壤有机碳的周转速率,减少周转时间。上述结果指示黄壤性水稻土长期施用有机肥(0.5MNPK、M和MNPK)能够提高土壤有机碳的矿化速率,在促进土壤有机碳积累的同时降低其累积矿化率(单位有机碳矿化水平),增强土壤固碳能力。     

水氮处理对稻茬小麦籽粒产量及品质的影响

为给稻茬小麦水肥优化管理提供对策，以国审小麦品种兰考198为供试材料，连续两年在河南信阳研究了水（正常和渍水）、氮（0、225和300 kg·hm^-2）处理对小麦产量和品质的影响。结果表明，水氮处理对小麦产量与品质性状的影响表现为氮>水>水×氮。施氮处理可显著提高小麦穗数、穗粒数、产量、籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值，对千粒重影响不大。渍水处理降低了小麦籽粒产量、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值，但两种水分处理间差异不显著；渍水对产量构成三因素的影响也因年降雨量的不同有所差异，对籽粒容重无显著影响。因此，在当前土壤水分含量相对较高的豫南稻茬麦区，氮肥仍是决定小麦籽粒产量与品质性状的关键因素。     

浮萍与稻糠控制稻田杂草效果初探

稻田杂草过分依赖除草剂,使杂草抗药性增强,同时对生态环境造成破坏。笔者通过田间试验表明,水稻种植早期撒施浮萍、稻糠对稻田单、双子叶杂草有较明显的生态控制作用,稻糠对杂草的株防效和总鲜重防效可达50%以上,但控制时间较短,对晚发双子叶杂草的抑制作用有限。相较之下,浮萍持效期更长,对单、双子叶株防效和总鲜重防效在70%左右。     

海南中部国家重点生态功能区农户粮食生产与生态要素的函数研究——以琼中县为例

以重点生态功能区内的琼中县为例,将自然资本和农户家庭特征作为生产要素纳入水稻的生长函数中,根据农户问卷调查数据,结合遥感信息解译结果,构建了琼中县水稻生产函数。结果表明:村庄内部及周边的天然植被、人工林面积均与水稻单产存在显著正相关;在琼中县目前的施肥情况下,尿素与水稻产量存在正相关,而复合肥和磷肥与水稻单产没有显著相关关系;农户劳动力是影响水稻单产的重要因素,随着外出务工人数的增加,水稻单产呈下降趋势;非农家庭的水稻产量显著低于纯农家庭和兼业家庭。     

施肥类型和种植年限对淹水稻田土壤可溶性有机碳的影响

采用淹水连续培养法研究了延边地区2种种植年限(80年和120年)3种施肥方式(单施化肥、化肥配施有机肥、单施有机肥)的稻田土壤可溶性有机碳(DOC)的时空分布格局.结果表明:长期淹水培养条件下稻田土壤DOC存在明显的时空变异性;单施化肥或化肥配施有机肥有利于长期淹水稻田表层土壤DOC的释放;单施有机肥促进了深层土壤DOC的积累,使耕层形成明显的土壤DOC垂直空间异质性,而化肥施用则削弱了土壤DOC垂直分布的异质性;连作80年稻田淹水培养期土壤DOC含量高于连作120年土壤,且连作80年稻田培养期DOC含量波动时间(28 d)短于120年土壤(49 d).     

不同生物炭类型及添加量对土壤碳氮转化的影响

通过室内培养试验,研究不同生物炭类型(椰壳炭、稻壳炭、柠条炭)以及生物炭添加水平对不同土壤(砖红壤和水稻土)碳素转化的影响。结果表明,在施用等量尿素的情况下,随着生物炭添加量的增加土壤的有机碳含量显著提高。对土壤氮素转化的影响总体表现一致,土壤铵态氮含量逐渐减少,而硝态氮含量逐渐增加;添加1%、2%、5%生物炭的处理土壤NH_4~+-N含量分别比对照降低了13.3%~16.0%、18.6%~28.5%、51.1%~68.8%,NO_3~--N含量比对照提高了6.4%~13.3%、12.9%~19.7%、18.4%~22.7%,这可能与添加生物炭后土壤pH升高引起的氨挥发增加有关,然而其影响程度与土壤类型、生物炭类型和生物炭添加量密切相关。     

京西稻农业文化遗产价值及保护利用研究

京西稻是位于北京海淀的皇家推广种植的水稻景观生产系统。由于水资源日益短缺、农业结构调整和城市化快速推进，京西稻几近消失。京西稻具有生态、文化、教育、科研等多种价值，但当前京西稻存在面积大幅减少、品牌建设滞后、经济导向过重等问题，应采取在核心地区恢复部分京西稻田，建设京西稻文化品牌，促进产学研融合发展等策略，推动京西稻生态、文化、教育、科研等价值的挖掘和利用。     

Fusarium solani Upregulated Sesquiterpene Synthase Expression,Sesquiterpene Production and Allelopathic Activity in Piper betle L.

Activators of sesquiterpene synthase (STS) gene expression and sesquiterpene production in Piper betle L. were examined using quantitative real time PCR and gas chromatography mass spectrometry methods, and the allelopathic activity of untreated and Fusarium solani-treated betel extracts was tested on seed germination and on the shoot and root growth of Thai rice variety PSL2 (Oryza sativa cv. Phitsanulok 2) and three dominant paddy weeds (Eclipta prostrata, Echinochloa crus-galli and Chloris barbata). The results demonstrated that F. solani dramatically upregulated STS expression and productions of β-cubebene, β-caryophyllene and germacrene D sesquiterpene when compared with the untreated control, and that betel extracts had a greater inhibitory effect on weeds than on rice. The effects were more clearly detected on seed germination and root growth than on shoot growth, and they were found to be dose-dependent. It is also noted that F. solani-treated extract had stronger effects than the untreated extract. The species most sensitive to the allelopathic effects was C. barbata, germination of which was completely inhibited even at a dose of 0.1 mg/mL untreated extract. With regards to rice, although betel extract at 1.0 mg/mL showed no inhibition on germination, it affected the elongation of rice roots, in addition to those of the tested weeds. The obtained data suggested that F. solani has potential as an activator of sesquiterpene allelochemical production via STS expression, the latter leading to the treated betel extract having a stronger phytotoxic effect. These results were beneficial in the promotion of natural herbicide production using biotechnology.