土壤施用生物质炭对取食水稻的灰飞虱生活史特征的影响

【目的】为评价土壤施用生物质炭在防治农作物害虫中的潜力,观察了土壤施用生物质炭对取食水稻的灰飞虱(Laodelphaxstriatellus)发育和生殖的影响。【方法】开展室内盆栽试验,采用生物质炭种类(玉米、水稻和小麦秸秆)与添加量（0、30和50g/kg）的2因素×3水平组合处理土壤,种植水稻苗、接种灰飞虱,观察灰飞虱的发育和生殖表现。【结果】1)生物质炭种类与添加量互作影响灰飞虱若虫历期,当施用玉米或水稻生物质炭时,不同添加量之间的若虫历期无显著差异;当施用小麦生物质炭时,添加30g/kg生物质炭处理下的若虫历期比对照(18.70±0.30 d)延长1.54 d。2)生物质炭种类与添加量没有显著互作影响雌成虫寿命。添加量不影响,但生物质炭种类具有显著影响,施用玉米或小麦生物质炭处理雌成虫寿命比水稻生物质炭处理雌成虫寿命(23.70±0.48d)分别延长2.13 d或3.10 d。3)生物质炭种类与添加量互作影响灰飞虱雌虫终身产卵量,施用生物质炭使生殖力下降,但下降幅度随生物质炭处理不同而异,当添加30g/kg生物质炭时,施用玉米生物质炭处理下的雌虫终身产卵量(176.40±6.84粒)比施用水稻或小麦生物质炭处理分别多22.80粒或18.95粒;当添加50g/kg生物质炭时,施用玉米生物质炭处理的雌虫终身产卵量(140.30±3.26粒)比施用水稻或小麦生物质炭处理分别少16.90粒或21.60粒。【结论】施用生物质炭可减弱灰飞虱的生殖力,减幅随生物质炭种类与添加量的不同而异。     

施用生物质炭对酸性茶园土壤氨挥发的影响

氨挥发是土壤氮素损失的主要因素之一。通过田间试验,研究了施用生物质炭对酸性茶园土壤理化性质及氨挥发的影响,以期为评价生物质炭在茶园土壤中的应用提供科学数据。试验设不施氮肥(对照CK)、单施氮肥(B0N1,225 kg·hm-2)、施8 t·hm-2生物质炭基础上增施氮肥(B1N1)、施16 t·hm-2生物质炭基础上增施氮肥(B2N1)4个处理,施氮量春季追肥、秋季追肥和冬季基肥比例为3︰3︰4,进行了为期1年的观测。结果表明,与B0N1处理相比,B1N1和B2N1处理显著提高了土壤p H值和有机碳含量(P0.05),显著降低了土壤容重(P0.05),全氮量变化不显著(P0.05);与B0N1处理相比,B1N1和B2N1处理土壤铵态氮平均含量降低了5.34%~12.59%,硝态氮平均含量增加了11.02%~36.54%,促进硝化作用。酸性茶园土壤氨挥发量为13.01~40.95 kg·hm-2,氨挥发损失率为7.29%~12.42%,冬季基肥期氨挥发损失量最大;施氮显著增加土壤氨挥发量(P0.05),增施生物质炭则显著降低了氨挥发量(P0.05),降幅为26.25%~28.21%。土壤铵态氮浓度是影响氨挥发的最主要因素,施用生物质炭降低了土壤铵态氮浓度,从而抑制了氨挥发。     

生物质炭施用对土壤团聚体及碳库的影响研究进展

生物质炭（Biochar）是指由一些含碳量丰富的生物质材料在缺氧的条件下,经过热解并炭化后,得到的富含碳元素、高度芳香化的难熔性固态高聚产物。在土壤中使用生物质炭不仅能够提高土壤大团聚体比重,提高土壤的固土保肥能力和贮碳能力,对减缓温室效应也有极大帮助。综述了生物质炭施用于土壤对土壤团聚体及碳库影响的研究进展。     

生物质炭施用方式对土壤水分养分及茶树生长的影响

通过对贵州中部山区茶园土壤进行生物质炭施用及覆盖的盆栽试验,探讨不同生物质炭施用方式对植茶土壤水分、养分、微量元素的影响及春茶生长的响应.试验设置对照(未施用炭)、炭全部覆盖、炭全部施用、1/2炭覆盖加1/2炭施用4个处理,测定春梢的着叶数、叶面积,土壤常规理化性质和有效铁、锰、铜、锌,且定期测定土壤体积含水率.结果表明:用生物质炭覆盖表土后,在春季和夏季降雨及干旱时段,植茶土壤含水率均显著增加,土壤保水能力的大小顺序为炭全部覆盖>1/2炭覆盖+1/2炭施用>炭全部施用.施用生物质炭降低土壤酸度和提高土壤有机质含量,同时提高土壤养分含量,生物质炭全部施入土壤后较对照土壤有效氮、磷、钾含量分别平均增加13.61％、172.04％和48.23％.生物质炭覆盖表土增加土壤有效性氮、磷、钾含量.利用生物质炭覆盖表土或把生物质炭施入土壤均能显著地增加茶树春梢的叶面积,利于提高春茶产量.     

土壤添加生物质炭对黏虫生长发育和生殖的影响

为探究土壤添加生物质炭对植食性咀嚼式口器害虫的影响,选用黏虫为研究对象,设0、15、30和50g·kg~(-1)四个土壤添加生物质炭处理,对盆栽种植的麦苗接初孵黏虫幼虫,观察和分析幼虫生长发育和成虫生殖力的变化。结果表明,随生物质炭施用量的增大,黏虫幼虫发育历期呈线性缩短趋势,50g·kg~(-1)生物质炭处理下幼虫发育历期为19.0d,较不添加生物质炭处理下降6.5%。黏虫蛹鲜重随生物质炭添加量增大呈线性减小趋势,其中50g·kg~(-1)生物质炭处理下雌虫蛹鲜重为0.28g,较不添加生物质炭处理下降12.5%。施加生物质炭对黏虫的化蛹率(平均69.89%)和羽化率(92.08%)无显著影响。但随生物质炭施用量的增大,黏虫产卵量呈线性增大的趋势,50g·kg~(-1)生物质炭处理产卵量为605粒,较不添加生物质炭处理下增加近3.3倍。以上结果说明,施用生物质炭有提高黏虫生殖潜力的作用。     

镉污染土壤中施用秸秆炭对水稻生长发育的影响

本研究以北方粳稻为材料,采用盆栽试验,研究了在轻度镉污染土壤中施用不同量炭对水稻生长发育及其净光合速率的影响。结果表明:在镉污染土壤中施用炭能够提高光合速率,增加干物质积累,提高产量,对水稻生长具有较大的促进作用。在水稻生长发育前期,不同施炭量处理对水稻茎、叶等干物质积累影响不显著,但至水稻抽穗期以后,这种影响初步显现,各不同施炭量处理均与对照(CK)有较大差异,表现为茎、叶、穗干物质增加,且在完熟期C1处理与其它处理均差异显著;不同施炭量处理对水稻净光合速率影响显著,各处理在不同发育时期均与对照有显著差异,在灌浆期以后,水稻净光合速率与蒸腾速率的提高,可促进水稻的物质积累与籽粒成熟,增加千粒重,提高结实率;在最终产量形成上,C1与C2处理均与对照达到极显著差异,分别比对照提高产量18.4%和2.92%。     

施用生物质炭6年后对玉米生长前期养分吸收和光合生理特征的影响

2014年在新疆石河子121团炮台土壤改良试验站设置田间原位试验,设置5个处理,分别为不施生物质炭处理(CK)、一次施用生物质炭15.75 t/hm²(C1)、31.50 t/hm²(C2)、63.00 t/hm²(C3)和126.00 t/hm²(C4),研究施用不同量生物质炭6年后(2020)对玉米前期生长、养分吸收及光合生理特征的影响。结果表明,玉米在苗期和拔节期的株高、茎粗、各器官生物量、叶面积指数、总根长和总根表面积均随着生物质炭施用量的增加而增加,其中C4处理的增幅最高。在苗期和拔节期各器官养分含量和吸收量也随着生物质炭施用量的增加而显著增加,C4处理增幅最高,根系、茎秆、叶片的养分积累量较CK增加了98.21%～279.08%,且养分主要在叶片中积累。施用生物质炭对苗期玉米的光合生理特征无显著影响,但显著促进了拔节期的净光合速率,气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度,C4处理增幅最高,净光合速率较CK显著增加了111.01%,气孔导度显著增加了123.23%,蒸腾速率显著增加了108.6...     

生物质炭输入对稻田土壤理化特性和温室气体排放及水稻产量影响研究进展

水稻是我国最主要的粮食作物,稻田也是温室气体甲烷和氧化亚氮的主要排放源。生物质炭因其具有较强的稳定性、吸附性和pH值高等特性,在改良土壤、提高作物产量等领域得到广泛应用。同时,生物质炭能够对稻田土壤微生物产生影响,直接或间接影响稻田温室气体的排放。本文总结了生物质炭对稻田土壤理化特性、温室气体排放及水稻产量的影响,提出了未来的研究方向,以期为水稻的高效生产及稻田温室气体减排提供理论与实践依据。     

甘蔗渣基生物质炭对热带砖红壤理化性质的影响

为明确生物质炭添加对热带地区砖红壤理化性质的影响,采用室内模拟实验,于5种不同温度(350、450、550、650、750℃)下热解制备甘蔗渣基生物质炭(GZ350、GZ450、GZ550、GZ650、GZ750),研究4种不同添加比例(0.1%、0.5%、1.0%、5.0%)下各生物质炭对砖红壤理化性质的影响。结果显示:生物质炭可以提高土壤p H、CEC、有机质和有效养分(N、P、K)含量,其效果随生物质炭添加比例的增加而增强;不同温度制备的生物质炭对土壤不同理化性质的影响不一,与低温制备的生物质炭相比,高温制备生成的生物质炭提高土壤p H、CEC、有机质和有效养分的效果更好,其中GZ750提高土壤p H、CEC和有效P的效果最好,GZ650增加有机质和碱解N含量的效果最佳,GZ550对有效K的提高作用最为明显。综合考虑,650℃和750℃制备的甘蔗渣基生物质炭对砖红壤具有较好的改良效果。     

改性稻秸生物质炭对水田土壤及水稻植株Cd2+的钝化效应

采用亚克力管套作法,以稻秸生物质炭(BC)为原料,通过KMnO₄浸渍(BC-Mn)、NaOH碱化(BC-Na)、羟基磷灰石浸渍(BC-H)和FeC1₃浸渍(BC-Fe)4种改性手段制备相应的生物质炭,设置0、0.3和0.6 kg/m²的投加量,以揭示改性稻秸生物质炭对水田土壤及水稻植株Cd²⁺的钝化效应。结果表明：1)在未施加生物质炭的情况下,水田土壤有效态镉含量会随水稻生育期延长而不断累积,当各类生物质炭投加量为0.3和0.6 kg/m²时,与秧苗期相比,水稻成熟期土壤有效态镉含量均有所降低,投加量为0.3 kg/m²时,BC-Mn处理下的土壤有效态镉含量降幅最大,而在投加量为0.6 kg/m²时,改性稻秸生物质炭对土壤有效态镉含量的钝化效应均不如生物质炭原样;2)在投加各类生物质炭后,与秧苗期相比,在水稻成熟期,水田土壤全镉含量均有不同程度降低,其中,效果最显著的为BC-Na处理,土壤全镉含量会随BC-Na投加量的增加而降幅增大;...     

不同植物上灰飞虱适合度的研究

 通过室内笼罩饲养法观察了水稻、玉米、高粱、稗草等57种植物上灰飞虱Laodelphax striatellus（Fallén）的生长发育繁殖情况。不同供试植物上灰飞虱羽化率、若虫历期、初羽化成虫体质量、成虫寿命和产卵量等参数均存在不同程度的差异。结合主成分分析和种群趋势指数分析,发现57种供试植物中,适宜灰飞虱生存的寄主植物有稗草等5种,这些植物上灰飞虱羽化率介于59.4%~86.9%,种群趋势指数在27.8以上;较适宜灰飞虱生存的寄主植物有黑麦草等9种,灰飞虱羽化率在27.0%~64.5%,种群趋势指数多在10以上;较不适宜灰飞虱生存的寄主植物有牛筋草等5种,羽化率介于130%~35.6%,种群趋势指数为1~10;不适宜灰飞虱生存的植物有无芒雀麦等13种,羽化率在10%以下,种群趋势指数在1以下;玉米等25种植物上灰飞虱若虫不能羽化为成虫。其中,黑麦草、棒头草、菵草、白顶早熟禾、野燕麦和荠菜等为新证实的寄主植物。     

生物炭对土壤化学性质及水稻苗期生长的影响

研究表明,采用盆栽法,在土壤中添加油菜秸秆生物炭可极显著提高土壤的pH值和有机质含量,但对土壤全氮、碱解氮含量无显著影响;添加生物炭可显著或极显著增加水稻的根系活力、总根长、总根表面积、总根体积、分蘖数、叶面积、叶片叶绿素含量以及水稻各部位(根、茎、叶)干物质量.综上,添加生物炭有利于改善土壤肥力,进而促进水稻苗期根系...     

Evaluation of Rice Germplasm for Resistance to the Small Brown Planthopper(Laodelphax striatellus)and Analysis of Resistance Mechanism

One hundred and thirty-eight rice accessions were screened for resistance to the small brown planthopper(SBPH)resistance to SBPH were detected,accounting for 18.1%of the total accessions,which included 2 highly resistant,9 resistant and 14 moderately resistant varieties.Compared with indica rice,japonica rice was more susceptible to SBPH.Antixenosis test,antibiosis test and correlation analysis were performed to elucidate the resistance mechanism.The resistant check Rathu Heenati(RHT),highly resistant varieties Mudgo and Kasalath,and resistant variety IR36 expressed strong antixenosis and antibiosis against SBPH,indicating the close relationship between resistance level and these two resistance mechanisms in the four rice varieties.Antibiosis was the dominant resistance pattern in the resistant varieties Daorenqiao and Yangmaogu due to their high antibiosis but low antixenosis.Dular,ASD7 and Milyang 23 had relatively strong antixenosis and antibiosis,indicating the two resistance mechanisms were significant in these three varieties.The resistant DV85 expressed relatively high level of antixenosis but low antibiosis,whereas Zhaiyeqing 8 and Guiyigu conferred only moderate antibiosis and antixenosis to SBPH,suggesting tolerance in these three varieties.Antibiosis and antixenosis governed the resistance to SBPH in the moderately resistant accession 9311.Antixenosis was the main resistance type in V20A.Tolerance was considered to be an important resistance mechanism in Minghui 63 and Yangjing 9538 due to their poor antibiosis and antixenosis resistance.The above accessions with strong antibiosis or antixenosis were the ideal materials for the resistance breeding.     

灰飞虱从冷冻病叶获得水稻黑条矮缩病毒方法的研究初报

  研究出一种利用灰飞虱从冷冻病叶中获得水稻黑条矮缩病毒（rice black streaked dwarf virus, RBSDV）的方法。以-70℃条件下冷冻保存的RBSDV罹病植株叶片对灰飞虱饲毒,随后接种感病水稻品种,结果发现灰飞虱可从冷冻病叶上获得RBSDV,并传播RBSDV,且获毒能力和传毒能力与新鲜病叶没有差异。这表明从冷冻病叶上获得RBSDV的灰飞虱可以应用于品种抗性鉴定,此法可望加快RBSDV抗病品种的选育进程。     

Evaluation of Rice Germplasm for Resistance to the Small Brown Planthopper （Laodelphax striatellus） and Analysis of Resistance Mechanism

One hundred and thirty-eight rice accessions were screened for resistance to the small brown planthopper (SBPH) (Laodelphax striatellus Fallén) by the modified seedbox screening test. Twenty-five rice accessions with different levels of resistance to SBPH were detected, accounting for 18.1% of the total accessions, which included 2 highly resistant, 9 resistant and 14 moderately resistant varieties. Compared with indica rice, japonica rice was more susceptible to SBPH. Antixenosis test, antibiosis test and correlation analysis were performed to elucidate the resistance mechanism. The resistant check Rathu Heenati (RHT), highly resistant varieties Mudgo and Kasalath, and resistant variety IR36 expressed strong antixenosis and antibiosis against SBPH, indicating the close relationship between resistance level and these two resistance mechanisms in the four rice varieties. Antibiosis was the dominant resistance pattern in the resistant varieties Daorenqiao and Yangmaogu due to their high antibiosis but low antixenosis. Dular, ASD7 and Milyang 23 had relatively strong antixenosis and antibiosis, indicating the two resistance mechanisms were significant in these three varieties. The resistant DV85 expressed relatively high level of antixenosis but low antibiosis, whereas Zhaiyeqing 8 and Guiyigu conferred only moderate antibiosis and antixenosis to SBPH, suggesting tolerance in these three varieties. Antibiosis and antixenosis governed the resistance to SBPH in the moderately resistant accession 9311. Antixenosis was the main resistance type in V20A. Tolerance was considered to be an important resistance mechanism in Minghui 63 and Yangjing 9538 due to their poor antibiosis and antixenosis resistance. The above accessions with strong antibiosis or antixenosis were the ideal materials for the resistance breeding.     

Application of Rice Husk Biochar for Achieving Sustainable Agriculture and Environment

This paper critically reviewed the current knowledge and challenges of rice husk biochar(RHB) production and its effects on soil properties, plant growth, immobilization of heavy metals, reduction of nutrient leaching and mitigation of greenhouse gas emissions. The characteristics of RHBs produced at various pyrolysis temperatures were discussed and compared to biochars derived from other agroindustrial wastes. RHBs produced at higher pyrolysis temperatures show lower hydrogen/carbon ratio, which suggests the presence of higher aromatic carbon compounds. The increase of pyrolysis temperature also results in production of RHBs with higher ash content, lower yield and higher surface area. RHB usually has higher silicon and ash contents and lower carbon content compared to biochars derived from other feedstocks at the same pyrolysis conditions. Although it depends on soil type, RHB application can improve soil organic carbon content, cation exchange capacity, available K concentration, bulk density and microbial activity. The effect of RHB on soil aggregation mainly depends on soil texture. The growth of different crops is also enhanced by application of RHB. RHB addition to soil can immobilize heavy metals and herbicides and reduce their bioavailability. RHB application shows a significant capacity in reduction of nitrate leaching, although its magnitude depends on the biochar application rate and soil biogeochemical characteristics. Use of RHB, especially in paddy fields, shows a promising mitigation effect on greenhouse gas(CH_4, CO_2 and N_2 O) emissions. Although RHB characteristics are also related to other factors such as pyrolysis heating rate and residence time, its performance for specific applications(e.g. carbon sequestration, p H amendment) can be manipulated by adjusting the pyrolysis temperature. More research is needed on long-term field applications of RHB to fully understand the advantages and disadvantages of RHB as a soil amendment.     

生物炭施用对早稻产量形成的影响

为探明生物炭施用对早稻产量形成的影响,以中早39为材料,于2015年和2016年早季在湖南省浏阳市永安镇开展大田试验,在不同施氮水平下(N0,0 kg N/hm~2;N1,90 kg/hm~2;N2,150 kg N/hm~2)对施炭(C1,20 t/hm~2)和不施炭(C0,0 t/hm~2)处理早稻的产量、产量构成、干物质生产和收获指数进行了比较。结果表明,除2015年N1水平外,C1处理的产量均低于C0处理,其中,2016年C1处理的平均产量比C0处理低12.85%;2015年和2016年C1处理的千粒重分别比C0处理低2.46%~4.12%和2.55%~3.76%;齐穗后C1处理干物质生产量高于C0处理,但其收获指数低于C0处理,2015年和2016年C1处理与C0处理的收获指数最大相差5.33个和4.00个百分点。由此可见,施用生物炭显著降低了早稻千粒重和收获指数,进而导致早稻减产。     

生物炭对双季水稻产量、养分吸收和土壤性状的残留效应

生物炭对改良酸性土壤质量和提高作物产量具有重要作用。本研究以常规稻中嘉早17(早稻)和杂交稻五优308(晚稻)为供试品种,于2015年开始设置不施生物炭(C0)和一次性施用生物炭20 t/hm^2(C20)处理,以阐明施用生物炭3年后对双季稻产量、养分吸收和土壤性状的残留效应。结果表明,与C0处理相比,C20处理显著提高双季早稻产量,但对晚稻产量无显著影响;C20处理显著提高早、晚稻钾素吸收,对早稻氮素和磷素吸收有增加的趋势,但未达显著水平。试验进行4年后,C20处理显著提高土壤有机质含量和pH值。因此,在本试验中的酸性红壤上一次性施用生物炭后的第4年,生物炭仍然对双季水稻产量和土壤肥力具有提升效应。     

生物炭和石灰对酸性稻田水稻产量、土壤性状和经济效益的影响

通过两年的田间试验,探讨了两种酸化土壤改良剂(生物炭和石灰)对双季水稻产量、土壤性状和水稻经济效益的影响。结果表明,与对照相比,生物炭处理降低了2015年早、晚稻产量,但在2016年却增加了早、晚稻产量;在2015年和2016年试验中,石灰处理均增加了早、晚稻产量。除2015年早季,其他季别产量差异均达显著水平。试验结束后检测发现,生物炭处理显著增加了土壤pH值和有机质含量,石灰处理显著增加了土壤pH值和碱解氮含量。生物炭处理显著降低了2015年粮食产值和净收益,但显著增加2016年粮食产值和净收益;石灰处理显著增加了2年粮食产值和净收益。与生物炭处理相比,2016年石灰处理粮食产值和净收益分别提高2.9%和6.7%。因此,选用石灰作为稻田土壤酸化改良剂对提高南方双季稻区水稻产量、改良土壤酸化和增加农民收入效果更好。