秸秆还田下大气CO2浓度升高对水稻生长和CH4排放的影响

【目的】明确秸秆还田下大气CO₂浓度升高对水稻生长和稻田CH₄排放的影响,为气候变化下温室气体排放评估和丰产低碳的稻作技术创新提供理论参考和科学依据。【方法】利用开顶式气室(Open top chamber, OTC)进行田间试验,设置两个CO₂浓度处理,分别为正常大气CO₂浓度处理(简称aCO₂,CO₂浓度约为0.04%)和大气CO₂浓度升高处理(简称eCO₂,CO₂浓度约为0.055%),每个处理的田块混入等量的前茬小麦秸秆,探明秸秆还田下大气CO₂浓度升高对水稻产量等生长特性、稻田CH₄排放及微生物丰度的影响,揭示秸秆还田下大气CO₂浓度升高对CH₄排放的影响机制。【结果】大气CO₂浓度升高显著促进水稻的生长,使剑叶叶面积增加25.0%,地上生物量增加22.0%,产量提高29.0%。大气CO₂浓度升高显著增加了穗数、结实率和千粒重,但对穗粒数影响不显著。秸秆还田下,大气CO₂浓度升高有降低稻田CH₄排放的趋势,使单位产量CH₄排放量降低了39.4%。大气CO₂浓度升高使土壤甲烷氧化关键基因pmoA的拷贝数增加了20.0%,但对甲烷产生关键基因mcrA的拷贝数影响较小。【结论】秸秆还田条件下,未来大气CO₂浓度升高不仅提高了水稻产量,而且有利于减少稻田温室气体CH₄的排放。     

CO2倍增对霍山石斛光合特性和生长的影响

为评估CO₂倍增对霍山石斛光合特性和生长的影响,本研究以霍山石斛幼苗为试材,比较了CO₂浓度400 μmol/mol（大气浓度,对照组）和800 μmol/mol（处理组）栽培180 d对霍山石斛光合特性、生长和有效成分的影响。结果表明,CO₂倍增处理显著提高了霍山石斛的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）和水分利用率（WUE）,但霍山石斛未出现“光合适应”现象。栽培30 d后,处理组的存活率、着根率和新芽数始终显著高于对照组,而60 d后,处理组的叶片可溶性蛋白含量显著低于对照组。栽培180 d后,CO₂倍增处理组显著提高了霍山石斛的茎鲜重、茎干重、茎长、单株叶片数和叶片厚度,而对茎粗和单叶面积无显著影响。同时,处理组也显著提高了茎的多糖含量,比对照组提高94%,但生物碱含量则显著下降。茎的总氨基酸含量与总黄酮含量在两组间无显著差异。综上,CO₂倍增处理能显著促进霍山石斛的生长,提高成活率及其主要药用部位茎的产量和多糖含量。     

灵芝子实体不同生长阶段多糖与三萜类物质含量的研究

采用分光光度计法研究了灵芝芝蕾、芝柄、分化菌盖及成熟子实体等生长阶段的多糖与三萜类物质含量。结果表明,芝蕾发育阶段多糖含量最高,随着灵芝的生长发育,多糖含量逐渐降低;而三萜类物质含量则相反,芝蕾发育阶段最低,随着灵芝的生长发育逐渐升高,到成熟子实体阶段含量又略有降低。     

微碱化栽培料对金针菇产量和质量的提升效应

为探讨栽培料提高碱性对金针菇菌丝生长、产量与质量的影响,在栽培料中添加壳灰,研究其对栽培料pH和金针菇菌丝生长、产量、子实体性状、营养成分、重金属含量的影响。结果表明：添加0.5%~4.0%壳灰的栽培料可提高栽培料pH以及产量。添加量为1.0%~1.5%壳灰的最佳,灭菌后pH为6.2~6.4,高于对照（pH 5.1）;生物学效率为107.6%~113.7%,高于对照（96%）,提高了12.4%~18.4%;此外,子实体的粗蛋白和粗纤维含量提高,且子实体性状、商品率、重金属积累未发生改变。以壳灰为碱化剂,栽培料微碱化栽培金针菇可有效提高产量和营养,具有推广应用前景。     

大气CO2浓度对茶叶品质的影响

通过开顶式气室控制CO₂浓度,对盆栽茶树进行试验测定,研究了大气CO₂浓度升高对茶叶品质成分氨基酸、茶多酚、咖啡碱、可溶性糖和主要营养元素含量的影响。结果表明,在大气CO₂浓度为550和750βμmol/mol时,与正常大气CO₂水平相比,春茶氨基酸含量下降4.5%和12.2%,夏茶氨基酸含量降低1.7%和6.7%,秋茶降幅为2.9%和10.8%;茶叶咖啡碱含量降低3.1%~4.6%和5.1%~10.7%;但茶叶茶多酚和可溶性糖含量降CO₂浓度升高而提高,茶多酚含量提高3.8%~6.0%和6.9%~11.3%,可溶性糖含量增加8.4%~14.4%和18.1%~28.2%。同时,大气CO₂浓度的升高使茶叶营养元素氮、钾、钙、磷、钠含量有不同程度降低,而锌、镁、铁含量有所增加,其中,茶叶氮、钾元素含量降低6.1%~16.3%和12.9%~22.9%,锌、镁含量分别提高5.8%~17.8%和11.3%~16.0%。     

3种独蒜兰属植物的光合特性

为探明独蒜兰属植物在光合生理方面的差异,本研究以云南独蒜兰（Pleione yunnanensis）、美丽独蒜兰（P. pleionoides）和流苏独蒜兰（Pleione barbarae）为材料,测定其叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线和叶绿素含量（SPAD）,探究其光合特性。结果表明：3种独蒜兰属植物均具有较强的耐阴性,且植株叶片SPAD值的高低与其光合速率有相关性。3种独蒜兰属植物之间的光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）、暗呼吸速率（R_d）、初始量子效率（a）、光呼吸速率（R_p）和CO₂饱和点（CSP）均无显著差异。云南独蒜兰光合作用对较低浓度的CO₂利用率高,更能适应低CO₂浓度的环境;美丽独蒜兰表现出对光的适应范围较广,但在光合速率增加时所需的CO₂浓度较高;而流苏独蒜兰对强光较敏感,易出现光抑制现象。此外,CO₂的供应可能是影响其光合速率的主要因素之一,在生产栽培中注意遮荫,适当增加CO₂浓度对3种独蒜兰属植物的光合作用有利。     

播期、密度及施肥量对牡豆15主要农艺性状和光合特性的影响

为探讨高蛋白大豆品种牡豆15的高效栽培技术,本研究设播期、密度及施肥量3个因素,研究这3个因子对牡豆15的主要农艺性状和光合特性的影响。结果表明：在不同栽培因素条件下,牡豆15产量变化范围为1 958.97～2 851.28 kg·hm^-2,最大变化幅度为45.55%;蛋白质含量均值变化范围为42.19%～45.06%,最大变化幅度为6.80%;播期、种植密度和施肥量对气孔导度均有影响,其中播期和施肥量对净光合速率影响较小,种植密度对净光合速率影响较大且低种植密度的净光合速率较高,同时高种植密度有利于提升细胞间CO₂浓度、蒸腾速率和叶绿素含量。最高产量栽培方案为4月30日播种,保苗30万株·hm^-2,施肥量为350 kg·hm^-2,蛋白质含量最高的栽培方案为5月7日播种,保苗30万株·hm^-2,施肥量400 kg·hm^-2。     

甘蔗渣栽培料组合对草菇的产量及品质的影响

研究不同甘蔗渣栽培料组合对草菇子实体产量和品质的影响,结果表明:甘蔗渣替代棉籽壳20%处理草菇子实体产量比其他处理高出7.73%~32.74%,且其他其它处理间的差异均达到显著性水平;与其他处理相比,20%替代处理草菇子实体中氨基酸总量提高15.81%~19.33%;20%替代处理的草菇子实体支链氨基酸与芳香族氨基酸比值高于α-酪蛋白和卵清蛋白2种食用蛋白,显示出具有较高的营养价值。     

一株产铁载体香蕉拮抗内生细菌的分离及鉴定

研究了羽叶决明(Chamaecrasta nictitans)替代麸皮栽培鸡腿菇(Coprinus comatus)对其产量、绝对生物学效率、基物失重、呼吸消耗及木质纤维素转化的影响。结果表明,羽叶决明牧草替代20 %麸皮(B2)栽培鸡腿菇的产量和绝对生物学效率最高,分别为235.2 g/袋和8.86 %。覆土前和采收后的基物失重、呼吸消耗都以B6为最高,分别为13.50 %、13.50 %和35.03 %、30.71 %,其纤维素转化率也最高,为33.61 %;木质素转化率以B1为最高,达78.25 %;半纤维素转化率以B2为最高,为44.10 %。回归分析表明,羽叶决明替代麸皮栽培鸡腿菇的产量、绝对生物学效率和半纤维素转化率与替代比例呈抛物线相关,而基物失重、呼吸消耗及木质素、纤维素转化率与替代比例呈线性相关。     

超临界和水蒸气提取高良姜精油及纯露的成分研究

以高良姜为原料,采用超临界CO₂提取技术和水蒸气提取技术提取高良姜精油和纯露,分析比较精油和纯露的提取率及外观颜色,并通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术对精油和纯露进行成分分析。结果表明,超临界CO₂提取技术提取的精油和纯露提取率均高于水蒸气技术提取的提取率,纯露外观颜色无差异;两种方法提取的精油和纯露在化学成分种类和相对含量上有差异,超临界CO₂提取技术提取鉴定出高良姜精油成分35种,纯露成分20种,水蒸气提取鉴定精油成分29种,纯露成分19种;1,8-桉叶素在超临界CO₂提取的精油相对含量为15.49%,在水蒸气提取的精油相对含量中为10.61%;超临界CO₂提取纯露含量最高的为柠檬烯,相对含量为68.50%;水蒸气提取纯露含量最高的为1,8-桉叶素,相对含量为31.83%。实验结果可为高良姜精油和纯露的提取提供理论依据。     

超级杂交稻叶片光合特性、光合氮素利用效率和产量对不同施氮量的响应

为探明超级杂交稻叶片光合特性、光合氮素利用效率和产量对不同施氮量的响应特征,以Q优6号(V1)、宜香优2115(V2)为材料,于2019年在贵州省黄平县进行了不同施氮量的田间试验.结果 表明,随着施氮量的增加,在孕穗期,最大电子传递速率(Jmax)和单位叶面积氮含量(Narea)呈上升趋势,表观光量子效率(AQE)、净...     

不同氮、钾用量对嫁接苦瓜养分吸收、分配及产量的影响

为解决目前冬季北运苦瓜生产上肥料过量施用问题,探讨氮、钾不同施用量对嫁接苦瓜养分吸收分配及产量的影响,以苦瓜嫁接苗为试材,以6个不同的N、K施肥量为处理,对嫁接苦瓜产量和各生育期不同器官干物质累积量及氮、磷、钾养分累积吸收量进行测定。结果表明：不同处理嫁接苦瓜各器官干物质积累量均随生育期的延伸有不同程度增加,在幼苗期和初瓜期同等施钾条件下,茎、叶、果干物质积累量与供氮水平呈显著正相关;在盛果期,在同等施氮条件下,茎、叶、果干物质积累量随供钾水平提高而显著增加;其中T₂处理在不同生育期各器官的干物质积累量均显著高于其他处理,且在盛果期干物质积累总量和果实干物质分配率均达到最大,分别为590.76 g/株、43%。不同处理嫁接苦瓜各器官氮、磷、钾养分累积量变化随生育期的延伸呈上升趋势,嫁接苦瓜对钾需求量较高,其次是氮,磷最少;T₂处理在各生育期氮、磷、钾累积量持续呈较高水平,成熟期累积量达到最高分别为每株20.9、3.5、27.3 g,较其他处理分别平均增加52.7%、43.2%、38.5%;与其他处理相比,T₂处理明显增强叶片（源）向 果实（库）的养分供应能力,氮、磷、钾果实干物质分配率在成熟期分别为59%、48%、48%,显著高于其他处理。不同处理对嫁接苦瓜产量均有差异,同等施钾条件嫁接苦瓜产量与供氮水平呈显著正相关,其中T₂处理嫁接苦瓜单瓜重、产量均显著较其他处理分别平均增加37.1%、46.4%。综合研究嫁接苦瓜生长量及氮、磷、钾养分的有效利用性,T₂处理（N 260 kg/hm²、K₂O 430 kg/hm²）对嫁接苦瓜增产的促进作用最显著,可根据具体情况在生产上推广应用,实现农业绿色“加减法”。     

湘中地区冬油菜全生育期碳通量变化特征分析

为探讨冬油菜的净碳交换特征及其固碳能力，采用涡度相关法对湘中地区油菜生态系统（2019年10月-2020年5月）的碳通量进行连续观测，分析了油菜全生育期内碳通量变化特征。结果表明：油菜生育期内碳通量具有明显的日变化和季节变化动态，碳通量月平均日变化以及不同生育期日变化均呈现为夜间高、白天低、正午达到最低谷的“U”型单峰曲线变化，不同月份和不同生育期的差异主要体现在曲线变化的幅度上；油菜不同生育时期的固碳能力有所不同，固碳能力由大到小依次为：花期、角果期、抽薹期、苗期，固碳能力总体随生育进程推进不断提升；油菜生育期内的净碳交换量总和为-101.62 gC·m^-2、总初级生产力为461.67 gC·m^-2、总呼吸为360.05 gC·m^-2，即净CO₂吸收量为1.02 t·hm^-2，说明油菜生态系统表现出一定的碳汇功能。     

外源赤霉素对不同磷素水平下胡麻产量形成的调控效应研究

为探究磷素养分和外源赤霉素(GA3)对旱地胡麻干物质积累特征及产量形成的调控效应,采用田间二因素裂区试验设计,研究了不同磷素水平(0、67.5和135 kg P2O5·hm-2)下于现蕾期和盛花期不喷和喷施15 mg·L-1、30 mg·L-1 GA3对胡麻干物质积累规律,花前、花后转运特征及产量的影响.结果表明:磷素...     

我国典型茶区化学氮肥施用与生产运输过程的温室气体排放量估算

基于相关统计数据和文献调研方法,估算了我国14个典型茶区中化学氮肥施用、生产及运输过程中的温室气体排放量。结果表明,化学氮肥施用导致的土壤N₂O直接排放和生产过程中的温室气体排放是茶园化学氮肥消费带来的温室气体主要排放源;14个典型茶区消费的化学氮肥产生的温室气体排放量(以CO₂排放当量计算)为16.81~344.80万t·a^-1,其中贵州、云南、湖北和四川4省的茶园消费的化学氮肥带来的温室气体排放量较高,均超过200万t·a^-1,占全部区域温室气体排放量的59.98%;单位面积温室气体排放量为3.22~9.76 t·hm^-2·a^-1,单位产量温室气体排放量为2.10~12.96 t·t^-1·a^-1、单位产值温室气体排放量0.39~1.90 t·万元^-1·a^-1;总体而言,贵州、云南、湖北、湖南和四川5省的茶园消费的化学氮肥带来的温室气体排放量、单位面积温室气体排放量、单位产量温室气体排放量和单位产值温室气体排放量较高,福建、河南省及重庆市3个茶区相对较低。在茶园化学氮肥施用量控制为300 kg·hm^-2和450 kg·hm^-2两种情景下,茶园生态系统温室气体减排总量为617.07万t·a^-1和228.94万t·a^-1,减排潜力为34.12%和12.66%,减排潜力较大的区域主要有湖北、四川、贵州、湖南和江西等5省。     

嫁接和施氮量对冬瓜干物质、氮素积累及其氮代谢酶的影响

本研究通过开展嫁接栽培与施氮量对冬瓜干物质、氮素累积及其氮代谢酶的影响,明确冬瓜干物质、氮素积累动态规律和氮素吸收利用规律,旨在为冬瓜科学施肥提供理论依据.试验以'铁柱2号'冬瓜和'海砧1号'砧木为材料,试验为裂区设计,主区为栽培方式,分别为嫁接栽培和自根栽培2种栽培方式;副区为氮肥施用量,分别设置N0(0 kg/hm...     

不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对大气CO2浓度升高响应的差异

目的 探明不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对FACE(大气CO₂浓度增高)响应的差异。方法 以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE对不同类型水稻产量、氮素吸收利用的影响。结果 1）FACE处理极显著提高了水稻产量,平均增加24.17%, 常规籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高;2）FACE处理显著增加了单位面积穗数,常规粳稻增幅最大,并显著增加了杂交籼稻和常规籼稻每穗粒数;3）FACE处理显著提高了成熟期吸氮量和氮素籽粒生产效率,成熟期吸氮量平均增加21.23%,杂交籼稻增幅最大, FACE和对照均以常规籼稻最高;氮素籽粒生产效率平均增加7.33%,杂交籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高。成熟期吸氮量对产量促进作用略大于成熟期氮素籽粒生产效率;4）FACE处理降低了植株含氮率,成熟期平均下降0.105个百分点,常规粳稻降幅最大。FACE处理极显著提高植株干物质量,成熟期平均增加23.95%,常规籼稻增幅最大;FACE处理显著提高常规籼稻和杂交籼稻成熟期单穗吸氮量,分别增加10.79%、13.93%,但常规粳稻下降了9.60%;FACE处理显著提高了成熟期群体吸氮强度,平均增加22.29%,杂交籼稻增幅最大。FACE处理对水稻全生育期天数无显著影响;FACE处理显著提高茎鞘、叶片、穗各器官吸氮量,叶片增幅最大,平均增加51.86%,杂交籼稻增幅最大;FACE处理显著提高了不同生育阶段吸氮量,抽穗-成熟阶段增幅最大,平均增加108.90%,杂交籼稻增幅最大;5）植株干物质量、单穗吸氮量、吸氮强度、穗吸氮量、抽穗-成熟阶段吸氮量对成熟期总吸氮量的促进作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生育天数、茎鞘叶吸氮量、移栽-分蘖和分蘖-抽穗阶段吸氮量;6）FACE处理显著提高了氮肥偏生产力,降低了每百千克籽粒需氮量,前者平均增加24.16%,常规籼稻增加最多;后者平均降低4.7%,常规籼稻降幅最大。结论 FACE处理可显著提高水稻产量和氮素吸收利用效率,但品种间差异较大。     

生物质炭配施氮肥对茶树生长及氮素利用率的影响

通过水泥池小区试验,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究了生物质炭配施氮肥对茶树生长及氮素利用率（茶树吸收、土壤氨挥发、N₂O和土壤残留量）的影响。结果表明,与不施生物质炭且不施氮肥（B₀N₀）处理相比,施氮能促进茶树的生长发育,茶树株高、树幅和基部径粗均显著增加,茶叶增产68.06%~112.63%。生物质炭对茶叶产量的影响因施氮量而异,在不施氮（N₀）和减量化施氮（N₁）条件下,配施生物质炭处理茶叶产量增加8.82%和8.75%,而常规施氮（N₂）条件下配施生物质炭处理茶叶产量略有降低,但差异均不显著。与B₀N₀处理相比,施氮处理土壤氨挥发和N₂O排放量显著增加;在N₁条件下,配施生物质炭（B₁N₁）处理氨挥发和N₂O累积排放量分别降低了5.87%和4.99%;在N₂条件下,配施生物质炭（B₁N₂）处理氨挥发和N₂O累积排放量分别降低了9.97%和11.41%,B₁N₂处理氮素减排效果更好。与单施氮肥处理相比,配施生物质炭均能增加茶树各器官氮含量、¹⁵N丰度和Ndff值,有利于茶树对氮素的吸收利用。与单施氮肥处理相比,配施生物质炭处理茶树¹⁵N利用率和¹⁵N残留率分别增加了0.46~3.93百分点和4.09~14.37百分点,¹⁵N损失率下降4.54~18.30百分点,其中B₁N₁处理效果优于B₁N₂处理。总体而言,生物质炭配施氮肥促进了茶树对氮的吸收,增加土壤氮素持留,并降低氮素气态损失,从而提高了氮素利用率,以减量化施氮配施生物质炭（B₁N₁）处理茶树能起到“减氮增产”效果,具有良好的应用前景。