膜下滴灌水稻栽培技术对降低甲烷气体排放以及化肥、农药施用污染的探讨

对当前传统水稻栽培技术对稻田甲烷气体排放以及化肥、农药施用后造成环境污染的现状进行了分析.采用膜下滴灌水稻栽培技术能够有效降低甲烷气体排放,减少施用化肥、农药对环境的污染;同时,膜下滴灌水稻比传统水稻在节水、增产方面有明显优势.     

根表铁膜对水稻磷素吸收影响研究进展

磷（P）对水稻生长的影响仅次于氮。P在土壤中含量丰富,但由于其难溶性及土壤的高吸附性,可被植物直接吸收利用的活性P含量很低。根表铁膜对土壤中的P有很强的吸附作用,在一定程度上是植物的营养库,铁膜中的P是植物吸收的重要P源。有关根表铁膜与水稻P吸收的关系已有很多报道,是促进还是抑制作用情况比较复杂。本文综述了水稻根表铁膜的形成原因、对P的吸附与解吸附能力以及对水稻吸收利用的影响,并对今后开展根表铁膜对水稻P吸收的调控机理研究提出几点建议,同时对根表铁膜调控水稻P吸收的应用前景进行了展望。     

水稻根尖边缘细胞对铁胁迫的缓解效应

 从20个水稻品种中筛选出较耐亚铁的水稻品种协优9308和敏感品种IR64,采用静置培养（使边缘细胞附于根尖）和摇床培养（移除根尖边缘细胞）,测定根相对伸长率、含水量、根尖保护酶（POD、SOD、CAT）活性以及各根段铁含量,研究边缘细胞对水稻根尖铁胁迫的缓解效应。结果表明,铁毒处理抑制根的伸长、降低幼根的含水量,移除边缘细胞的根相对伸长率以及含水量都低于保留边缘细胞的根,且随着铁毒处理时间的增加,根相对伸长率和幼根的含水量总体呈现下降趋势。在200 mg/L铁毒处理下,根尖保护酶（POD、SOD、CAT）活性受到抑制（除静置培养下协优9308的POD活性外）,摇床培养对酶活性的抑制程度较大。铁毒处理使根段铁含量显著上升,静置培养下根段铁含量从0~2 mm到8~10 mm依次增大,摇床培养除8~10 mm根段外其余均无显著差异。说明边缘细胞在水稻根尖铁毒防御中起着一定的作用。     

水稻烯酰辅酶A水合酶的功能预测分析

水稻潜根线虫是一类寄生于水稻根部的迁移性内寄生线虫,广泛分布于各类水稻田中,成为严重危害水稻的寄生线虫,其中水稻细尖潜根线虫是江西省最严重的水稻潜根线虫之一。目前培育抗病品种是防治水稻潜根线虫病最为经济、有效的措施。通过转录组分析水稻细尖潜根线虫侵染的和未受水稻细尖潜根线虫的感病水稻品种‘霸王鞭’根组织基因表达情况,筛选出差异表达显著上调基因OsECH1,并对OsECH1蛋白及其同源蛋白进行系统发育分析。结果表明：OsECH1蛋白与其他同源蛋白具有相同的保守结构域PLN02874,属于ECH家族。同时发现在水稻‘日本晴’中有5个同源基因,其中OsECH1基因位于染色体1上;克隆获得OsECH1基因全长并利用同源重组技术构建重组表达载体,通过农杆菌转化获得转基因水稻;经RT-qPCR分析该基因表达水平对水稻细尖潜根线虫侵染的影响。结果表明,在水稻中过表达OsECH1基因会减少水稻细尖潜根线虫的侵染,沉默OsECH1基因会增加水稻细尖潜根线虫的侵染;OsECH1蛋白亚细胞定位于细胞核中;通过His-tag pull down分析,该蛋白可能与5种防御相关蛋白互作。5种防御相关蛋白分别属于v...     

根表铁胶膜对镉污染土壤水稻吸镉量的影响

通过采用镉污染的土壤-河砂-营养液联合培养的方法，研究了在水稻分蘖期施铁对水稻根表铁胶膜中铁及铁胶膜吸附镉的影响。设四个亚铁(Fe^2 )处理水平分别为：0、30、50、70mg/L，研究施铁浓度与水稻根表铁氧化物胶膜的数量和吸附镉量之间的关系。结果表明，施铁处理的铁胶膜中铁的含量比不施铁(0处理)的高，但在其他三种处理(30、50、70mg／L)中，随施铁浓度的升高而降低。另外，施铁浓度与铁胶膜的数量呈正相关，所以，铁胶膜吸附镉与施铁浓度呈正相关。在水稻的另外三个时期：拔节、孕穗、灌浆期，对该问题将作进一步研究。     

施用稀土硅钙肥对膜下滴灌水稻生长发育及产量的影响

本研究通过稀土硅钙肥与常规混合肥料作为基肥在膜下滴灌水稻上的运用,对水稻生育期、主要农艺性状、产量以及土壤关键酶影响的对比,得出稀土硅钙肥比常规混合肥料更有利于膜下滴灌水稻的生长发育,可使膜下滴灌水稻缩短生育期,还能提高水稻的出苗率和结实率。此外,稀土硅钙肥是一种缓释复合肥,施用时间晚导致水稻产量有所降低;土壤两种关键酶的活性也相对较弱,但它延长了两种酶的利用时间。     

栽培稻和普通野生稻居群根表铁膜形成能力的比较研究

根表铁膜形成能力反映了水稻根系氧化力的强弱。为了了解普通野生稻根系氧化力,采用水培铁胁迫试验对5个水稻品种和2个普通野生稻居群根表铁膜形成能力进行评价。结果表明:同亚洲栽培稻相比,普通野生稻拥有较高的根孔隙度,但其根表铁膜含量较低;供试植株的根孔隙度与根表铁膜含量之间没有相关性,这很可能与侧根的数量有关。     

不同水稻土条件下“湘珠牌”水稻专用肥在早稻上的施用效果

采用田间小区试验,以普通单质肥和＂洋丰＂牌高浓度复合肥为对照,研究了＂湘珠＂牌水稻专用配方肥在湖南省8种不同类型水稻土条件下早稻上的施用效果。结果表明,在供试水稻土条件下,＂湘珠＂牌水稻专用肥对早稻的生长发育与养分吸收、经济性状的改善以及产量的提高都有明显的效果。在施用等养分量条件下,＂湘珠＂牌水稻专用肥比单质肥平均增产7.96%,比洋丰牌复合肥平均增产5.05%,比不施肥处理平均增产75.5%。＂湘珠＂牌水稻专用肥主要增加了有效穗数和穗长,提高了结实率和千粒重,减少了水稻的空瘪粒。＂湘珠＂牌水稻专用肥处理的土壤养分有效性高,有利于水稻对土壤养分的吸收,收获后土壤速效氮、钾养分含量均低于其他处理。不同土壤条件下水稻对肥料氮、钾养分的当季利用率为＂湘珠＂牌水稻专用肥〉洋丰牌复合肥〉单质肥料,对肥料磷的利用率为洋丰牌复合肥〉＂湘珠＂牌水稻专用肥〉单质肥料。     

减氮条件下施用蚓粪对水稻生长及产量的影响

以南粳9108为研究对象,研究了不同减氮条件下施用蚓粪对水稻生长及产量的影响。结果表明,减氮10%、施用蚓粪400 kg/667 m²的处理水稻产量最高,与常规施肥相比增产3.3 kg/667 m²。在减氮10%的条件下,施用400 kg/667 m²蚓粪后促进了水稻地上部的生长,增强了叶片的光合作用,进而有利于提高灌浆速率,从而提高水稻的实粒数和千粒重,最终达到减肥增产的目的。     

稻田甲烷排放的微生物学机理及节水栽培对甲烷排放的影响

全球变暖是当前亟需解决的环境问题之一。甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,其中稻田甲烷排放约占全球甲烷排放的10%~30%。稻田甲烷的产生与氧化是决定稻田甲烷排放的关键,其过程是在相关微生物参与下完成的,受多种环境条件影响。水分管理直接影响稻田土壤的通气状况,并对土壤微生物活动产生影响,从而直接或间接影响稻田甲烷的产生与排放。本文综述了稻田甲烷产生与排放的微生物学机理,并总结了干湿交替灌溉等常用节水栽培方式对稻田甲烷排放的影响。同时提出未来研究的重点方向。     

稻田甲烷排放的微生物学机理及节水栽培对甲烷排放的影响

全球变暖是当前亟需解决的环境问题之一。甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,其中稻田甲烷排放约占全球甲烷排放的10%~30%。稻田甲烷的产生与氧化是决定稻田甲烷排放的关键,其过程是在相关微生物参与下完成的,受多种环境条件影响。水分管理直接影响稻田土壤的通气状况,并对土壤微生物活动产生影响,从而直接或间接影响稻田甲烷的产生与排放。本文综述了稻田甲烷产生与排放的微生物学机理,并总结了干湿交替灌溉等常用节水栽培方式对稻田甲烷排放的影响。同时提出未来研究的重点方向。     

覆膜滴灌条件下稻田CH_4排放研究

为了揭示覆膜滴灌对稻田CH_4综合排放的影响,采用比较分析法分析了覆膜滴管条件下稻田甲烷的排放变化。试验采用覆膜滴灌Ⅰ、覆膜滴灌Ⅱ和漫灌3个处理,分别对当地高产主栽品种吉旱1号进行CH_4排放通量的测定。结果表明,覆膜滴灌稻田CH_4排放通量显著高于漫灌稻田;覆膜滴灌处理条件下,土壤含水率高的覆膜滴灌Ⅰ稻田CH_4排放通量高于覆膜滴灌Ⅱ,说明土壤水分是稻田CH_4排放的主要影响因素之一;3个处理下CH_4的排放趋势大体一致,排放高峰均出现在水稻分蘖的前中期和拔节孕穗期,说明覆膜滴灌未改变稻田CH_4排放的进程。     

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。     

根表铁胶膜对镉污染土壤水稻吸镉量的影响(英文)

通过采用镉污染的土壤—河砂—营养液联合培养的方法,研究了在水稻分蘖期施铁对水稻根表铁胶膜中铁及铁胶膜吸附镉的影响。设四个亚铁(Fe~(2+))处理水平分别为:0、30、50、70mg/L,研究施铁浓度与水稻根表铁氧化物胶膜的数量和吸附镉量之间的关系。结果表明,施铁处理的铁胶膜中铁的含量比不施铁(0处理)的高,但在其他三种处理 (30、 50、70mg/L)中,随施铁浓度的升高而降低。另外,施铁浓度与铁胶膜的数量呈正相关,所以,铁胶膜吸附镉与施铁浓度呈正相关。在水稻的另外三个时期:拔节、孕穗、灌浆期,对该问题将作进一步研究。     

气温及水肥管理方式对中稻田甲烷排放的影响

 采用计算机控制的全自动气相色谱监测系统，对中稻田4个处理进行了130个日夜的甲烷排放量的监测，各处理中以无机肥＋绿肥＋长期淹灌处理的甲烷排放通量最高，为464.0 mg/m²·d，最低的为无机肥＋绿肥＋间歇灌溉处理，只有180.5 mg/m²·d。水稻生长前半期是甲烷排放高峰期，除长期淹灌的处理外，其它处理在移栽后65 d的排放量约占总排放量的77%~93%。甲烷排放量与气温呈正相关。搁田可明显减少甲烷的排放量。     

灌溉与绿肥对稻田土壤甲烷释放能力的影响

 通过稻田控水可迅速提高土壤Eh值，由-206 mV升至+38 mV，土壤水溶解甲烷含量由平均5.54降至0.25 μg/mL，而且复水后甲烷含量上升极其缓慢。在持续淹灌条件下溶解甲烷含量一直处于较高水平，其峰值达到12.12 μg/mL。稻田耕层各层次进行比较，土壤溶解甲烷含量随深度增加而逐渐上升，土壤0、 5、 10和15 cm的甲烷平均含量分别为1.11、 3.38、 4.53和6.00 μg/mL。     

水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系

采用溶液培养方法,使铁毒耐性不同的两个基因型水稻根表分别形成有铁膜和无铁膜的根系,研究水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系。不同基因型水稻根表形成的铁膜厚度存在显著差异,对介质中磷的富集能力也有显著差异。根表形成的铁膜越厚,对介质中磷的富集作用也越大,即根表铁膜数量与铁膜对磷的富集量呈显著正相关。铁膜对磷的富集作用是一个化学过程,吸附可在0.5~1.0 h内达到饱和。根表铁膜明显促进水稻对磷的吸收,表明在淹水降低土壤磷有效性时,水稻根表铁膜富集的磷可作为磷库,保证水稻能正常吸收利用磷。