黑龙港低平原区直播夏花生高产品种筛选

引进新品种是提高作物产量的重要手段之一,本研究通过2年(2015年和2017年)大田试验,比较了14个夏播花生品种在黑龙港低平原区的生态适应性和产量表现。结果表明:试验年份显著影响花生的经济和农艺性状。与‘冀花4号’(对照)相比,‘豫花9620’‘豫花25’‘远杂9102’‘豫花9326’‘远杂9847’‘远杂9307’和‘豫花9719’等多个品种均具有产量优势,其中‘豫花9719’表现最好。两年试验中‘豫花9719’的荚果产量和籽仁产量分别比对照高出43.1%～46.4%和59.1%～73.5%。此外,荚果产量与籽仁产量、出仁率及百果重等均显著相关,但与单株饱果数、主茎高及侧枝长等的相关性受试验年份的影响。综合来看,在黑龙港低平原区引进种植‘豫花9719’是提高该区域夏花生产量的有效途径,可为该区域花生产业发展及种植业结构调整提供高产花生品种资源。     

华北平原春绿豆-夏玉米种植模式经济效益和碳足迹评价

华北平原是我国重要的粮食生产基地,长期集约化的冬小麦-夏玉米种植导致氮肥施用过量、地下水超采及碳排放增加等生态环境问题日益突出。因此,调整现有种植结构,构建资源节约型种植制度对缓解该区域生态环境问题具有重要意义。为明确新型春绿豆-夏玉米模式的可行性,本研究基于大田试验和生命周期评价方法(life cycle assessment, LCA),定量评估了春绿豆-夏玉米模式与冬小麦-夏玉米模式的产量、经济效益、碳排放和碳足迹。结果表明,春绿豆-夏玉米模式中绿豆与玉米的产量分别为1 760.1 kg·hm~(-2)和8 775.8 kg·hm~(-2),当量产量(换算为玉米产量)为18 833.4kg·hm~(-2),比冬小麦-夏玉米模式低20.4%(P0.05);周年净收入为27 085$·hm~(-2)(包括每年7 500$·hm~(-2)的冬季休耕补贴),比冬小麦-夏玉米模式高20.2%;周年碳排放为4 642.1 kg(CO2-eq)·hm~(-2),比冬小麦-夏玉米模式低36.1%;单位产值碳足迹为0.17kg(CO_2-eq)·$~(-1),比冬小麦-夏玉米模式低48.5%(P0.01)。综合来看,在华北平原引入春绿豆-夏玉米模式部分替代传统冬小麦-夏玉米模式,能够改善种植结构,同时提高农民收入、降低农业生产系统碳排放和碳足迹。     

黑龙港低平原地区绿豆高产品种筛选

品种筛选与引进是提高作物产量的重要方法之一。通过大田试验,对黑龙港低平原地区引种的32个绿豆品种进行产量和农艺性状测定;采用平方Euclidean距离法,对参试绿豆品种进行了聚类分析。结果表明:白绿11号、白绿13号、绿豆522、大鹦哥绿935、大鹦哥绿985、JL2012-15、BL13-615、BL13-637、BL13-645、BL13-653、BL13-667、吉绿3号、吉绿4号、洮绿218、中绿1号和蒙清绿豆聚为一组,属高产品种。该组品种具有主茎分枝数多,主茎节数、单株荚数、单荚粒数、荚长均适中的高产特性,平均产量为1 563.39 kg/hm~2,其中BL-637产量最高,达到了1 912.20 kg/hm~2。在黑龙港地区引进种植白绿11号、白绿13号、绿豆522、大鹦哥绿935、大鹦哥绿985、JL2012-15、BL13-615、BL13-637、BL13-645、BL13-653、BL13-667、吉绿3号、吉绿4号、洮绿218、中绿1号和蒙清绿豆具有较大的增产潜力。     

双季稻田冬闲期土壤细菌数量及结构对施氮的响应

[目的]研究不同施氮水平对湖南双季稻区冬闲期土壤细菌结构与数量的影响,为双季稻区水稻可持续生产提供理论依据。[方法]依托湖南省双季稻区连续8年的定位试验,选取3个氮肥水平处理:CK(不施氮肥)、N1(施N 100 kg/hm^2)、N2(施N 200 kg/hm^2),取稻田冬闲期5—20 cm耕层土样,采用高通量测序和荧光定量PCR方法测定了土壤细菌数量与结构。[结果]与CK相比,N1、N2处理显著增加了双季稻产量,提升了冬闲期土壤总氮、全碳含量,降低了土壤pH、硝态氮及碳氮比(P<0.05)。N1和N2处理的细菌16s rDNA基因拷贝数分别为CK的48.25和40.31倍。施氮显著增加土壤总细菌丰度,土壤细菌丰度与土壤全氮、碳氮比呈显著正相关,与土壤全碳呈显著负相关。施氮改变了冬闲期稻田土壤细菌的多样性及群落结构。与CK相比,N1处理提高了稻田土壤微生物多样性;N2处理显著增加稻田土壤细菌丰富度,但显著降低稻田土壤细菌多样性。此外,3个处理土壤菌群相对丰度最高的是Proteobacteria(变形菌门),达40.16%~51.16%。N2处理的变形菌门相对丰度显著高于CK与N1,N1处理的变形菌门相对丰度显著低于CK。3个处理属水平细菌相对丰度较高的是Anaerolineaceae_uncultured(厌氧绳菌属)和Nitrospira(硝化螺旋菌属),其相对丰度分别为8.6%~14.56%和8.16%~11.46%。Spearman相关性分析显示,11个优势门菌群数量均与土壤化学性质存在显著相关性。稻田11个优势菌群的数量与土壤化学性质显著相关。[结论]湖南双季稻区施氮降低冬闲期稻田土壤pH和C/N比,低施氮水平可增加稻田微生物多样性,高施氮量虽然增加稻田细菌丰富度,但降低了微生物多样性。     

1961-2018年全球青豌豆生产时空变化及发展趋势

我国是全球最重要的青豌豆生产国和出口国,然而全球尺度的主要生产国青豌豆种植面积和产量的历史变化规律和发展趋势并不清楚,制约了我国青豌豆生产的可持续发展。基于1961-2018年全球青豌豆逐年的收获面积、总产量和单产等数据,利用一元线性回归模型以及优势指数等分析了1961-2018年全球青豌豆生产的时空变化特征。结果表明,全球青豌豆生产在1990年前后出现明显的时空变化规律,1961-1990年全球青豌豆生产集中在欧洲,其收获面积和总产量分别占全球的42.5%和41.5%。1990年之后,全球青豌豆生产重心逐步转移到亚洲,其收获面积和总产量分别占全球的71.1%和77.9%。与美国、英国和印度等主产国相比,我国在1990年之前优势指数较弱,但1990年后生产规模优势显著高于其他主产国,效率优势指数逐步缩小。尽管近年来我国青豌豆种植面积的增加带动全球青豌豆生产重心逐渐向亚洲转移,但相较于其他主产国,我国的生产效率并未呈现显著优势。因此,优化和调整我国的青豌豆种植布局,提高单产水平,对提升我国青豌豆的国际竞争力和可持续发展具有重要意义。     

施氮水平对稻-稻-紫云英稻田土壤细菌数量及群落结构的影响

通过对稻-稻-紫云英稻田土壤细菌数量和群落结构多样性进行研究,揭示不同施氮水平对稻田土壤微生物的影响,以期为促进稻田土壤养分管理提供依据。以湖南省8年定位田间试验稻田土壤为对象,试验处理以冬闲水稻田不施氮肥为对照（CK）,设置冬种紫云英还田条件下水稻季三个施氮肥水平分别为不施氮肥（0 kg N·hm^-2,CN₀）、施中水平氮肥（100 kg N·hm^-2,CN₁₀₀）、施高水平氮肥（200 kg N·hm^-2,CN₂₀₀）。采用荧光定量PCR和Illumina MiSeq高通量测序平台分别研究了不同处理下稻田土壤的总细菌数量和群落结构。结果表明：稻田土壤总细菌数量为1.25×10⁸~8.47×10⁹拷贝数·g^-1干土;处理间物种多样性指数（Shannon和Simpson）和物种丰富度指数（Ace和Chao）均存在显著性差异;16S rRNA基因在门水平分类下3个主要类群是变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）,分别占总OTU比例的42.22%~54.54%、8.56%~20.73%、10.98%~15.08%;CN₁₀₀土壤样品中变形菌门的相对丰度低于CN₂₀₀、CN₀和CK,绿弯菌门的相对丰度分别为CN₂₀₀、CN₀和CK的2.26、1.58倍和1.17倍。相关性分析表明,土壤细菌16S rRNA基因拷贝数与铵态氮含量呈显著正相关。影响土壤细菌菌群结构的因子分析结果表明,土壤细菌与土壤pH值、铵态氮、硝态氮存在密切相关性。研究表明,在冬种紫云英还田条件下施加氮肥可以显著改变湖南省双季稻区土壤微生物数量与结构。     

紫云英还田对早稻直播稻田温室气体排放的影响

为研究早稻直播条件下冬种紫云英翻压还田对稻田CH_4与N_2O排放的影响。选取南方双季稻区稻田为研究对象,采用静态暗箱-气相色谱法监测冬闲-双季稻,不施氮肥(CK);冬闲,早晚稻每季施氮200 kg·hm~(-2)(N_(200));冬种紫云英全量还田,早晚稻均不施氮(CMV);冬种紫云英半量还田,早晚稻每季施氮100 kg·hm~(-2)(CMV+N_(100))等4个处理的CH_4与N_2O排放速率及其全球增温潜势(GWP)与单位粮食产量温室气体排放强度(GHGI)。结果表明,各处理CH_4排放峰主要在水稻种植初期至分蘖末期,早稻与晚稻出现最大峰值的处理分别是CMV(105.6 mg·m~(-2)·h~(-1))和CMV+N_(100)(52.94 mg·m~(-2)·h~(-1));N_2O排放峰主要出现在田间水稻种植初期至分蘖及田间水分干湿交替阶段,早稻晚稻最大峰值均为N_(200),分别为717.7μg·m~(-2)·h~(-1)和1 065.57μg·m~(-2)·h~(-1);与N_(200)相比,CMV+N_(100)增加了CH_4累积排放量,减少了N_2O的排放,且早稻季CH_4排放量低于晚稻季。与CK相比,施肥对于稻田GWP并无显著影响,其中CH_4对GWP的贡献可达90%以上;与N_(200)相比,CMV+N_(100)增加了早稻季GHGI,降低了晚稻季GHGI,而对双季稻GHGI并无显著影响。综上,早稻直播条件下紫云英还田配施氮肥虽然增加了稻田CH_4排放,但降低了N_2O排放,可降低晚稻田GHGI。     

紫云英与化学氮肥配施对双季稻田CH4与N2O排放的影响

【目的】 冬季种植紫云英翻压还田对促进稻田养分循环和提高氮素利用效率具有重要意义,本文重点研究了紫云英还田与氮肥配施对稻田温室气体排放的影响。 【方法】 盆栽试验条件下,设置紫云英与氮肥配施6个处理:不施肥 (CK);单施尿素 (CF);单施紫云英 (MV);1/4紫云英+3/4尿素 (1/4 MV+3/4 CF);1/2紫云英+1/2尿素 (1/2 MV+1/2 CF) 和3/4紫云英+1/4尿素 (3/4 MV+1/4 CF),除CK外,所有处理的施氮 (N) 量均为111.4 mg/kg干土。采用静态暗箱–气相色谱法,监测双季稻季节内稻田CH₄和N₂O排放特征及其全球增温潜势 (GWP) 与单位粮食产量温室气体排放强度 (GHGI)。 【结果】 1) 不同处理稻季CH₄排放规律基本一致,早稻和晚稻生长季各处理CH₄排放均集中在分蘖期与抽穗期,其中早稻季CH₄没有明显的排放峰,其最大值为5.69 mg/(m2·h);晚稻季有两个较为明显的排放峰,出现在水稻移栽初期以及晒田期,最大峰值分别为13.33 mg/(m2·h) 和8.83 mg/(m2·h);稻田CH₄累积排放量随紫云英施用比例的增加而增加。2) 不同施肥处理下N₂O排放通量有较为明显的季节变化规律。早稻季N₂O最大峰值出现在播后第3天,为1092.2 μg/(m2·h);晚稻季N₂O排放主要集中在分蘖期和后期干湿交替阶段,最大峰值为795.7 μg/(m2·h);N₂O累积排放量随紫云英施用比例的增加而减小,且MV的N₂O累积排放量为负值。3) CF处理双季稻产量最高,显著高于CK、1/4 MV+3/4 CF和MV;1/2 MV+1/2 CF处理双季稻产量显著高于CK和1/4 MV+3/4 CF;各处理对稻田GWP及GHGI的影响均不显著。 【结论】 通过不同配比紫云英与氮肥配施盆栽试验发现,与CF相比,紫云英与氮肥不同配比对于稻田GWP及GHGI并无显著影响。      

有机农业生态系统服务功能价值评价

首先,简述了生态系统服务功能及其价值评价;然后,阐述了有机农业生态系统服务功能的类型及价值评价,进一步分析有机农业生态系统服务功能价值评价指标;最后,对有机农业发展中存在的问题进行了分析。通过对有机农业生态系统服务功能的价值评估,不仅可以提高人们对有机农业的认识,也有利于充分发挥有机生态系统对农业发展的作用。