化肥减量配施不同类型腐植酸有机肥对盐碱地水稻产量和品质的影响

基于盐碱地土质差、水稻产量低的问题,以不施用腐植酸(A0)及化肥常规用量(B1)处理为对照,研究化肥减量[常规用量减量20%(B2)]配施不同类型腐植酸有机肥[粒状腐植酸有机肥(A1)、粉状腐植酸有机肥(A2)]对水稻产量和品质的影响,为盐碱地水稻高产优质栽培提供理论依据与技术支持。结果表明,在不同施肥量水平下,A1处理明显增加水稻穗数,A2处理明显增加水稻结实率,从而2个处理较A0处理增加产量;不同类型腐植酸有机肥均可明显降低稻米的精米率、整精米率,增加垩白度和垩白粒率,A2处理明显增加稻米直链淀粉含量与食味评分,其中,食味评分较A0处理提高3.40%,但A2处理降低蛋白质含量。B2处理总体上可明显降低水稻穗数、穗粒数,降低产量,同时明显降低稻米的加工品质,增加垩白度、垩白粒率、直链淀粉含量和食味评分。A1B1处理可增加水稻净光合速率、穗粒数,进而提高产量,并明显增加糙米率。A2B2处理明显增加稻米的垩白度和垩白粒率,降低外观品质,A2B1处理明显增加稻米食味评分。综上,A1B1处理产量最高,A2B1处理食味品质最佳。     

秸秆连续还田对苏打盐碱水稻土养分及真菌群落的影响

为探明水稻秸秆长期还田对苏打盐碱土养分状况以及土壤真菌群落结构的影响,采用盆栽试验,设置0(CK)、3.0(RS1)、7.5(RS2)、12.0(RS3)、16.5(RS4) t·hm~(-2) 5个梯度秸秆还田量,于连续还田5 a后测定土壤的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效养分含量以及真菌的相对丰度、Alpha多样性和群落结构变化。结果表明:秸秆还田显著降低了土壤全氮含量,降幅为20.37%～31.48%;RS1和RS3处理碱解氮含量较CK分别降低11.77%和9.61%;秸秆还田显著提高了土壤的pH值,增幅为9.39%～12.65%;RS4处理的有机质含量较CK增加了11.03%。随还田量的增加,全磷、有效磷和速效钾含量呈显著增加的趋势,均在RS4处理达到了最大值,较CK分别增加15.00%、49.34%、103.81%。总体上秸秆还田对苏打盐碱土起到了改良效果。Illumina MiSeq测序结果表明,还田量3.0 t·hm~(-2)时,Aphelidiomycota、轮虫门以及黄藻门相对丰度与CK分别相差20.40%、1.47%、0.08%;还田量16.5 t·hm~(-2)时,子囊菌门、担子菌门、裂壳菌属、柄孢壳属、腐质霉属以及被孢霉属与CK分别相差52.45%、1.40%、30.70%、16.84%、0.53%、0.44%,表明秸秆还田能够显著提高部分菌门和菌属的相对丰度。秸秆还田显著降低了土壤真菌Alpha多样性,ACE指数、Chao1指数、香浓指数降幅分别为10.86%～25.32%、7.81%～26.32%、0.25%～31.34%。秸秆还田处理改变了真菌的群落结构,其中RS3和RS4处理对其影响更为显著。进一步利用RDA和Mantel test分析表明,全钾(p0.05)、全磷(p0.05)、有效磷(p0.01)、速效钾(p0.01)以及有机质含量(p0.01)对真菌群落结构的影响显著。综合分析表明,秸秆还田能够调节土壤的理化性质,从而影响真菌的群落结构。     

生物炭连续还田对苏打盐碱水稻土养分及真菌群落结构的影响

以苏打盐碱土为供试土壤，设置0，3.0，7.5，12.0，16.5 t/hm² 5个梯度生物炭还田量，通过盆栽试验研究不同量生物炭连续多年还田对苏打盐碱水稻土养分及真菌群落结构的影响。结果表明：（1）不同量生物炭还田后，提高了土壤pH、有机质、速效钾、有效磷和全磷含量，土壤全氮和全钾含量呈现先增加后降低的趋势，对盐碱土起到了改良的效果。（2） Illumina MiSeq测序结果表明，还田量为7.5 t/hm²时，Aphelidiomycota、担子菌门以及链格孢属的相对丰度显著高于对照；还田量为12.0 t/hm²时，子囊菌门、毛霉亚门以及被孢霉属的相对丰度显著高于对照，相关分析显示土壤理化特性与菌门和菌属的相对丰度关系密切，表明生物炭通过调节土壤的理化特性，从而影响真菌的相对丰度。（3）生物炭还田处理对土壤真菌α多样性影响不显著，对土壤真菌群落结构产生一定的影响，其中高生物炭还田量处理对其影响更为显著。进一步利用冗余分析（RDA）研究影响群落结构变化的环境因子表明，全钾含量对群落结构影响最大。     

生物炭对白浆土水分渗透性能、养分含量及大豆产量的影响

白浆土理化与生物学性质恶化,严重降低了作物产量。生物炭具备独特的理化性质,具备改良白浆土的理论基础。不同用量生物炭对白浆土白浆层理化性质及大豆产量影响的研究结果表明:生物炭可增加白浆土白浆层水分渗透性能,A3处理的初始渗透率、平均渗透率、稳定渗透率、渗透总量分别为CK的3. 64,2. 75,2. 89,3. 03倍;生物炭增加了大豆各生育时期白浆土速效磷、速效钾、全氮、全磷、有机质含量;生物炭增加了大豆单株产量和单株粒数,A2和A3处理的单株产量分别较对照增加61. 83%和58. 45%,A1～A3处理的单株粒数分别较对照增加18. 8%、48. 8%、51. 2%。     

寒地水稻叠盘暗室育苗的秧苗素质及产量效应研究

2021年在建三江分公司各农场开展大田试验,以‘龙粳31’为材料,比较分析了不同地点叠盘暗室育苗与常规育苗对寒地水稻秧苗素质及产量的影响。研究结果表明,叠盘暗室1.5叶期的株高、叶龄、根数、茎基宽、百株地上鲜质量、百株地下鲜质量、百株地上干质量和百株地下干质量比常规育苗分别提高了46.83%、47.06%、64.78%、14.28%、71.23%、25.60%、67.44%和17.48%;叠盘暗室移栽前的株高、叶龄、根数、茎基宽、百株地上鲜质量、百株地下鲜质量、百株地上干质量和百株地下干质量比常规育苗分别提高了2.84%、9.21%、12.08%、10.53%、12.51%、14.63%、10.83%、8.90%。叠盘暗室育苗方式的出苗率、成苗率和标准苗率极显著高于常规育苗,分别提高了5.21%、5.64%、7.77%,插秧用量极显著低于常规育苗,降低了8.37%。叠盘暗室育苗方式比常规育苗的理论产量、实测产量分别提高了6.32%和5.07%。通过一年多点试验得出,叠盘暗室的秧苗素质极显著优于常规育苗,前哨农场的叠盘育苗增产效果优于其他8个试验农场。在生产实践中应推广叠盘暗室育苗技术。     

生物炭连续还田后效对盐碱土稻田养分、酶活性和腐殖质组分的影响

为明确生物炭连续还田对苏打盐碱土稻田的改良效果,于2014—2019年通过盆栽试验研究了生物炭连续还田对苏打盐碱土稻田养分含量、电导率、pH值、酶活性和腐殖质组分的影响。结果表明：生物炭还田量为7.5～16.5 t·hm^-2时,土壤全氮、全磷、有效磷和速效钾含量分别提高19.09%～30.00%、34.58%～45.37%、19.04%～39.16%、38.65%～63.12%（P＜0.05）;生物炭还田量12.0～16.5 t·hm^-2,土壤碱解氮含量提高5.34%～6.87%(P＜0.05);土壤电导率随生物炭还田量增大呈先增后降的趋势,峰值在7.5 t·hm^-2;土壤pH值与生物炭还田量显著正相关,并且生物炭12.0～16.5 t·hm^-2 pH值显著高于不添加生物炭处理;生物炭年还田量7.5～12.0 t·hm^-2时,有机质含量、腐殖质全碳量、胡敏素碳量分别较不添加生物炭处理提高48.74%～70.51%、47.40%～69.94%、68.94%～96.48%;HA/FA和PQ随生物炭还田量增大呈先增后降的趋势,峰值在12 t·hm^-2;生物炭还田量7.5 kg·hm^-2时,脲酶活性较不添加生物炭处理提高89.03%（P＜0.05）,碱性磷酸酶降低41.27%（P＜0.05）;生物炭还田量12.0 kg·hm^-2时,脲酶活性提高53.33%（P＜0.05）,蔗糖酶活性提高41.84%(P＜0.05)。因此,生物炭连续还田能够有效改良苏打盐碱土稻田,7.5～12.0 t·hm^-2为适宜生物炭还田量。     

稻米支链淀粉结构的研究进展

随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,人们对稻米品质的要求越来越高,在丰产的基础上还要求有较好的口感。支链淀粉是稻米淀粉的主要成分,其结构对食味品质有重要的影响。本文介绍了稻米支链淀粉结构的测定方法,籼粳稻支链淀粉结构的差异、遗传机制,支链淀粉超长链部分的合成调控以及支链淀粉的结构与理化特性和食味品质关系等方面的研究现状,认为今后有必要改进、完善和规范现有的支链淀粉结构测定方法,进一步研究籼粳稻杂交后代支链淀粉结构的差异,明确支链淀粉结构与亚种分化之间的关系,与此同时对支链淀粉结构与稻米食味品质之间的关系进行深入研究,以期为我国水稻生产及稻米品质改良提供理论指导。     

结实期不同时段低温对寒地粳稻品质的影响

为明确结实期不同时段低温对寒地粳稻品质的影响，于2019年以黑龙江省第一和第二积温带主栽的8份粳稻品种为试材，在水稻结实期分段(花后1～7 d、8～14 d、15～21 d)进行低温处理(昼/夜：17℃/13℃),测定稻米的外观、营养、蒸煮食味品质以及RVA谱特征值。结果表明：不同粳稻品种品质存在极显著差异，‘垦粳8’外观品质最优，‘龙稻18’蛋白质含量最低、食味品质最佳；不同品种对低温的响应存在差异；品种和低温互作对稻米品质存在极显著影响。花后1～7 d低温处理对外观品质影响较小；花后8～14 d和15～21 d低温后，垩白粒率和垩白度较对照分别显著提高73.22%、81.71%和105.57%、115.85%;籽粒长宽比受低温影响较小。低温处理显著提高了稻米的总蛋白含量(1.46%～2.76%)和醇溶蛋白含量(6.33%～17.47%),显著降低了球蛋白含量(4.55%～5.69%),花后1～7 d低温显著降低了清蛋白含量(2.84%),花后8～21 d低温显著提高了清蛋白含量(3.58%～3.88%)。稻米的最高黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度以及起始糊化温度在花后1～14 d受...     

寒地水稻叶片SPAD值与稻米蛋白质含量的关系

为揭示寒地水稻叶片SPAD值及其衍生值与稻米蛋白质含量的关系，于2020—2021年在水稻拔节期（T1）、孕穗期（T2）、齐穗期（T3）测定顶部3片叶的SPAD值，依据盆栽试验（试验1和试验2）的数据资料建立SPAD值衍生指标与稻米蛋白质含量之间的关系模型，利用大田试验（试验3）数据资料对建立的模型进行验证。结果表明，2020年氮肥试验中A8水平（氮素施用量362.07 kg·hm^-2）稻米蛋白质含量较A1~A7水平（A1~A7氮素施用量分别为0、51.72、103.45、155.17、206.90、258.62、310.35 kg·hm^-2）分别极显著增加34.55%、27.44%、26.39%、22.19%、18.07%、14.39%、12.23%，而A8水平食味值较A1~A7水平分别极显著降低8.10%、5.06%、4.99%、4.10%、3.45%、2.96%、2.28%，2021年蛋白质含量、食味值变化趋势与前者相同。两年品种试验6个品种稻米蛋白质含量比较中，C6品种（三江6号）蛋白质含量较C5（龙粳21）、C4（垦粳8号）、C3（龙稻203）、C2（松粳16）、C1（松粳22）分别极显著提高2.99%、12.23%、10.43%、5.04%、15.63%，C6食味值较C5、C4、C3、C2、C1分别极显著降低1.17%、12.09%、3.54%、2.89%、7.93%。品种差异及施氮量对不同生育时期水稻顶部3 片叶的SPAD值分布规律有较大影响，但水稻冠层叶片出现的两次“黑黄交替”现象不受品种的影响，其中单片叶的SPAD值受品种差异的影响，与蛋白质含量不存在相关性，借助指标SPAD_(L1+L2+L3)/3、SPAD_L2×L3/mean可有效降低品种及环境差异对蛋白质含量预测结果的影响，指标SPAD_(L1+L2+L3)/3与蛋白质含量在T1~T3期（拔节期、孕穗期、齐穗期）的拟合方程分别为：Y=0.24X-1.94 ，R²为0.75^**、Y=0.25X-1.69，R²为0.74^**、Y=0.27X-2.45 ，R²为0.72^**；SPAD_L2×L3/mean拟合方程分别为：Y=0.22X-1.05 ，R²为0.75^**、Y=0.27X-2.43， R²为0.72^**、Y=0.26X-2.24，R²为0.72^** （Y为蛋白质含量，X为SPAD衍生值），拟合方程均达到极显著水平。稻米蛋白质含量和食味值评分变现为线性负相关，回归方程为Y=-4.21X+113.32（Y为食味值，X为蛋白质含量），拟合优度R²=0.93^**，达到极显著水平。综上，借助指标SPAD_(L1+L2+L3)/3和SPAD_L2×L3/mean能够实现快捷、无损和实时预测稻米蛋白质含量，在一定程度上判定出稻米蒸煮食味品质的优劣，达到按质收获以及对品质实时监测的要求，促进优质寒地水稻的可持续发展。     

采用叶片光谱反射率预测寒地水稻稻米蛋白质含量

为实现利用水稻叶片光谱指数实时预测稻米蛋白质含量，该研究采集了不同年份中氮素、品种差异下寒地水稻主要生育期（T1拔节期、T2齐穗期、T3结实期）顶部3片叶（L1、L2、L3）的叶片光谱反射率，探究其变化规律以及光谱指数与稻米蛋白质含量的关系，并用P-k、均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）和对称平均绝对百分比误差（Symmetric Mean Absolute Percentage Error，SMAPE）对模型精度进行验证。结果显示：施氮量多则稻米蛋白质含量高，蛋白质含量高的稻米食味值评分低。提高氮肥投入量，叶片反射率在可见光区域内呈降低趋势，而在近红外平台叶片反射率上升。随着生育期的推进，可见光区域内的叶片反射率逐渐上升，叶片反射率在近红外平台表现出先增加后降低的趋势，其变化规律与蛋白质营养转运有着密切联系。对光谱指标和稻米蛋白质含量进行相关分析，T2时期的L2的光谱指数与蛋白质含量的相关性优于其他时期的叶片，其中T2时期L1叶ARI1指标（(1/R550)-(1/R700)）、L2叶CTR1指标（(R695/R420)）以及T3时期L3 叶Rg指标（绿光范围510～560 nm内的最大波段反射率）显示出与蛋白质含量良好的拟合关系，指标验证的P-k分别为0.01、0.01、0.03，RMSE分别为0.19、0.11、0.14，SMAPE分别为1.56%、1.24%、1.44%，其中以T2时期L2叶CTR1指标表现最优，蛋白质含量拟合方程R2为0.75。综上，借助CTR1指标能够实现快捷、无损和实时预测稻米蛋白质含量的目的，达到按质收获以及品质实时监测的要求，促进优质寒地水稻的可持续发展。