晚稻根际土壤特性对CH4和N2O排放的影响

为进一步揭示水稻根际土壤特性对CH4和N2O排放的影响机理,采用静态暗箱/气相色谱法对晚稻不同品种的CH₄和N₂O排放通量进行了原位观测,并对CH₄和N₂O排放通量与水稻根际土壤特性的相关性进行了分析。结果表明：不同品种CH₄、N₂O季平均排放通量间存在差异,变化范围分别为9.27～14.57 mg/（m²·h）、7.16～15.28 μg/（m²·h）;CH₄排放通量与5 cm处土壤Eh值呈极显著负相关（p<0.01）,与pH值呈显著正相关（p<0.05）;N2O排放通量与5 cm处土壤Eh呈负相关,但不显著,与pH值呈显著负相关（p<0.05）。CH₄排放通量与0～7、7～13、13～20处土壤溶液中CH4浓度均呈显著正相关（p<0.05）,N₂O排放通量与7～13 cm处N₂O浓度呈显著正相关（p<0.05）;CH₄、N₂O排放通量与0～7、7～13、13～20 cm处土壤溶液pH值均呈显著负相关（p<0.05）,CH₄排放通量与电导率呈极显著正相关（p<0.01）,N₂O与电导率呈负相关,但不显著。因此,水稻根际土壤Eh、pH、电导率以及CH₄浓度是影响CH₄排放的重要因素,根际土壤pH与N₂O排放密切相关。     

茶园土壤N2O产出与排放研究进展

化肥的大量施用使得酸性茶园土壤N₂O排放量大量增加,成为大气重要的N₂O排放源,加剧了全球气候变暖和臭氧层破坏。本文综述了茶园土壤N₂O的产出机制及排放的影响因素,探讨了不同N₂O减排措施的实际效果,并提出研究展望。     

玉米施用氮肥和有机物N2O释放研究

氧化亚氮(N2O)是除二氧化碳和甲烷之外的一种重要温室气体。N2O通量有明显的季节变化,夏季高于春秋两季;不施肥料及猪粪、秸秆不还田的玉米田N2O排放通量明显高于空地,表明种植玉米促进N2O排放;施用氮肥N2O排放通量在整个玉米生长季均高于不施肥的处理,表明施肥促进土壤N2O排放通量的增加。在施用化肥基础上,玉米秸秆还田、施用猪粪N2O排放通量均高于只施用化肥,在两个排放高峰期表现尤为明显。玉米秸秆、猪粪含有较多的C、N物质,进一步促进了土壤中微生物的硝化和反硝化作用,有利于N2O的生成及排放。在等碳量条件下,施用猪粪N2O排放通量高于玉米秸秆还田;在碳不等量条件下,玉米秸秆还田或猪粪量越高,N2O排放通量越大,表明在一定用量范围内增施有机物料,能增加N2O排放通量。     

施氮量对稻田CH_4排放的影响

通过温室土培试验,采用密闭箱——气相色谱法测定了不同施氮量对水稻土CH4排放通量的影响。结果表明,不同氮肥水平之间CH4排放均有差异,具体表现在,随着氮肥施用量的增加,水稻的分蘖期延长,分蘖数增多,稻田CH4排放通量增加。     

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。     

不同灌溉方式及施肥量对稻田土壤N_2O排放的影响

设置滴灌、淹灌2种灌溉方式及5种施肥量的小区试验,研究膜下滴灌水稻土壤N_2O排放量。结果表明:滴灌和淹灌处理的N_2O的排放总量差异显著,滴灌处理土壤N2O排放量显著高于淹灌处理(P0.05);滴灌、淹灌处理土壤N_2O排放量随施氮量的增加而增加,相同灌溉方式下N_2O排放量从大到小顺序均为N480、N390、N300、N210、N0。滴灌、淹灌处理土壤N_2O累积排放量为0.17~0.34 kg/hm2。     

生物炭对滨海盐土区麦田N2O排放和小麦产量的影响

为了解氮肥配施生物炭对滨海盐土区麦田N₂O排放和小麦产量的影响,设置不施氮（N0）、农民常规施氮（N1）、氮肥配施20 t·hm^-2生物炭（N1B1)和氮肥配施40 t·hm^-2生物炭（N1B2) 4个处理,采用静态暗箱 气相色谱法对滨海盐土区麦田不同处理间N₂O排放通量进行观测和比较。结果表明,施用氮肥（N1）后滨海盐土区麦田N₂O累积排放量和小麦产量较N0处理分别增加了70.4%和50.5%（P<0.05）,施氮对单位产量N₂O排放量以及土壤反硝化酶活性（DEA）没有显著影响（P>0.05）。与N0处理相比,N1B1、N1B2处理下土壤硝化潜势（PNR）分别降低了16.9%（P<0.05）和19.9%（P<0.05）。在所有施氮处理中,生物炭的N₂O减排作用较明显,但是没有显著增加小麦产量。与N1处理相比,N1B1处理下土壤N₂O累积排放量、PNR、DEA分别降低了17.4%、17.6%（P<0.05）和29.4%（P<0.05）,N1B2处理下分别降低了28.8%（P<0.05）、20.5%（P<0.05）和3.4%。N1B1与N1B2处理间土壤N₂O累积排放量、PNR、DEA和小麦产量均无显著差异。因此,滨海盐土区实行氮肥配施生物炭在保证小麦稳产的同时有助于减少N₂O排放。     

中国中南部双季稻栽培CH_4和N_2O排放特征及其环境成本评估

CH4和N2O是水稻生产过程中产生的2种重要温室气体。本文评估了中国中部和南部双季稻生产CH4和N2O排放及潜在温室效应环境成本。通过评估1992~2011年华中、华南10省(区)CH4和N2O排放量和环境成本发现:(1)20 a间,华中、华南CH4和N2O年均排放总量变化趋势一致,呈V字走势,2003年为转折点。(2)1992~1996、1997~2001、2002~2006、2007~2011年华中、华南CH4和N2O年均排放量表现逐渐下降,近几年排放量有增加态势;单位面积排放量逐渐增加;CH4和N2O排放量对应环境成本变化与其一致。(3)华中CH4、N2O年均排放总量分别为200.13、0.66万t,单位面积排放量分别为234.89、0.89 kg/hm2。华南CH4、N2O年均排放总量分别为125.42、0.48万t,单位面积排放量分别为216.78、1.17 kg/hm2。(4)华中CH4、N2O年均排放量环境成本分别为7.05、0.41亿美元,单位面积成本分别为98.65、5.54美元/hm2;华南CH4、N2O年均排放量环境成本分别为4.60、0.40亿美元,单位面积成本为91.05、7.25美元/hm2。(5)华中的湖南和江西CH4、N2O分别占华中排放总量的68.02%、61.07%,华南的广东和广西CH4、N2O分别占华南排放总量的80.49%、75.51%,需重点考虑减少这些地区的CH4、N2O排放,降低生产环境成本。由此可见,中国中南部双季水稻种植CH4、N2O排放量和环境成本较高,需要采取符合实际情况的减排措施,适度降低温室气体排放量和环境成本。     

秸秆还田对水稻生长发育和稻田温室气体排放的影响

秸秆是一种传统的能源物质,营养丰富,秸秆还田可培肥地力,增加作物产量。本文综述了秸秆及其制成的有机物料还田对水稻产量和稻米品质的影响及其生物学机制、秸秆还田对培肥土壤的作用和稻田温室气体排放的影响,讨论了秸秆还田存在的问题和今后研究的重点。     

超级稻宁粳1号与常规粳稻CH4排放特征的比较分析

以超级稻宁粳1号和常规稻镇稻11为材料,采用盆栽试验,系统比较了两个品种的生产力及CH4排放的差异,并分析了其主要原因。结果表明,虽然两个品种的CH4排放通量的动态特征和生物学产量均基本相似,但宁粳1号的CH4排放总量比镇稻11低35.22%(P<0.05),土壤水溶液中CH4平均浓度也低41.31%(P<0.01)。两个品种的CH4排放差异主要出现在水稻生长中期,前期和后期的差异不明显。比较两个品种的生物学产量、株高、叶面积、根系等生长特性,发现宁粳1号强大的根系是降低CH4排放的最关键因素。综合比较植株生产力和CH4排放强度,发现宁粳1号不仅具有更高产量,而且单位干物质和籽粒产量的CH4排放量均分别比镇稻11低42.42%和81.38%(P<0.05)。上述结果显示,水稻产量的提高不一定伴随CH4排放的增加,选育高产低排放的水稻品种是可能的。大面积推广应用超级稻,可能不仅利于粮食安全,也有利于温室气体减排。     

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。     

H2O2预处理对不同水稻品种Cd耐性的影响

 以耐性不同的两个水稻品种N07 63和N07 6为材料,采用水培法研究了镉（Cd）胁迫下过氧化氢（H2O2）预处理对水稻Cd耐性和吸收转运的影响及品种间差异。比较了两个品种不同处理下丙二醛（MDA）、还原型谷胱甘肽（GSH）、非蛋白巯基（NPT）、植物络合素（PCs）含量以及谷胱甘肽硫转移酶（GST）活性的变化。结果表明,50 μmol/L Cd处理显著抑制水稻生长,提高GSH、NPT、PCs、MDA含量和GST活性,且品种间差异显著。从Cd在水稻植株中的分布上看,N07 6向地上部转运的Cd比N07 63多。H2O2预处理后,两个品种Cd毒害效应减轻,GSH、NPT、PCs含量和根部GST活性得到进一步提高,且N07 63的增幅高于N07 6,其耐性也提高更多。H2O2预处理降低了两个品种的Cd向地上部转运,但对根部Cd含量存在不同的影响。从上述结果可以推测,两个品种在Cd解毒机制和对H2O2的响应上存在明显差异。     

NaCl和Na2SO4胁迫对天人菊种子萌发的影响

[目的]明确天人菊种子萌发阶段和胚芽、胚根生长阶段对NaCl和Na₂SO₄盐胁迫的耐受性。[方法]以天人菊种子为试材,研究0、20、40、60、80、100、120、140 mmol/L NaCl和Na₂SO₄盐胁迫对其种子萌发的影响。[结果]天人菊种子萌发阶段对NaCl和Na₂SO₄的耐盐半致死浓度分别为154.70 mmol/L和99.77 mmol/L,而胚芽生长阶段和胚根生长阶段对Na Cl和Na₂SO₄耐盐半致死浓度分别为79.68、63.35 mmol/L和105.56、60.24 mmol/L。[结论]该研究可为盐碱地区引种栽培天人菊提供参考依据。     

H2O2和NO对反季节龙眼成花及FT基因表达的影响

为阐明H2O2和NO对龙眼成花及FT基因表达的影响,选用9年生‘石硖’反季节龙眼,结合H2O2和NO促进剂及信号阻断剂喷施,分析龙眼成花及FT基因表达量的动态变化。结果表明：反季节龙眼FT基因表达量在成花过程中上升,且叶片中FT基因表达高峰时间早于顶芽,而SNP和MV均不同程度上调了FT基因的表达;DMTU和L-NNA有效地抑制了顶芽中FT基因的表达,但对花芽分化后期的叶片中FT基因表达抑制不明显。结合龙眼成花情况,推断H2O2和NO信号在促进龙眼成花方面具有重要作用。     

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。     

不同浓度CO2对蕹菜产量和品质的影响

在南方温室大棚栽培环境下,以泰国柳叶蕹菜为试材,研究不同浓度CO2对蕹菜生长发育及若干生理生化指标的影响.结果表明:蕹菜的株高、茎粗、叶面积、鲜重随CO2浓度的升高而增加,其中以CO2浓度为1 200μL/L增加的效果最佳.CO2施肥可明显提高蕹菜叶片碳水化合物的积累,促进光合产物的运输和分配,蕹菜叶片中可溶性糖含量随CO2浓度的升高而明显增加,可溶性蛋白质含量在浓度1 200μL/L的CO2处理14d时增加效果最佳.而叶片中的硝酸盐含量在处理7d和14d时随着CO2浓度的升高而增加,处理21 d后随CO2浓度的升高而减少.     

NaCl和Na2SO4胁迫对玉米幼苗渗透调节物质含量的影响

研究了NaCl和Na₂SO₄胁迫对玉米幼苗电解质渗漏、根系活力及脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质含量的影响。结果表明，玉米在NaCl作用下其电解质渗漏、根系活力及渗透调节物质含量的变化和Na₂SO₄胁迫相似，电解质渗漏、根系活力及渗透调节物质含量均随着盐浓度的增加而加剧。NaCl胁迫下增幅大于Na₂SO₄胁迫，表明NaCl胁迫对玉米幼苗的伤害大于Na₂SO₄胁迫。     

GA3和KNO2引发处理对水稻芽期生长、淀粉及呼吸代谢的影响

种子引发作为一种播前处理技术,其对种子萌发和幼苗生长的促进作用已被广泛报道,赤霉素(GA₃)和亚硝酸钾(KNO₂)均参与调控种子发芽过程。但是,GA₃引发和KNO₂引发对水稻种子萌发出苗及相关生理代谢过程的影响及其复合效应尚不清楚。本研究以常规稻湘早籼45号和杂交稻株两优4024为供试品种,在生长箱条件下,以非引发处理为对照(CK),探究水引发(HP)、赤霉素引发(GA₃)、亚硝酸钾引发(KNO₂)和复合引发(GA₃+KNO₂)处理对水稻种子萌发、幼苗生长、淀粉降解代谢和呼吸代谢的影响。结果表明,与CK相比,不同引发处理均显著提升了种子发芽指数和活力指数,增强了幼苗素质,且GA₃引发和KNO₂引发的促进作用要优于HP引发;同时,GA₃引发和KNO₂引发较CK和HP引发显著提升了种子萌发过程中的α-淀粉酶活性和可溶性糖含量,一定...     

氮对玉米杂交种F2∶4家系秸秆品质性状及分离特性的影响

在施氮和不施氮两种条件下,对农大108 F_2∶4家系秸秆主要品质性状中的粗蛋白(CP)、粗脂肪(CF)、酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量进行了初步分析。结果表明,两种氮肥处理之间以及不同家系之间各营养成分含量差异均达极显著水平;增施氮肥有利于提高秸秆的粗蛋白和粗脂肪的含量,降低酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的含量;两种氮水平条件下,不同家系之间秸秆各主要营养成分含量的变异性分离均符合正态分布,并存在不同程度的双向超亲分离;不同基因型的玉米对氮素的敏感性各异。相关分析表明,无论在施氮或不施氮条件下,CP与CF以及ADF与NDF分别呈极显著正相关(平均r=0.42和0.95),而CP与ADF、NDF均呈极显著负相关(平均r= -0.58和-0.62)。     

低钾胁迫对两个耐钾能力不同水稻品种养分吸收和分配的影响

通过土培和大田试验,研究了不同供钾水平对两个耐缺钾能力不同水稻品种的氮钾钠等营养特性及其生长的影响。结果表明,不耐低钾的81394具有生物量大但体内钾素含量低的遗传特性,在缺钾条件下,其生长及钾素积累都受到明显抑制,而供钾水平的变化对耐低钾品种辐简稻的影响不大。缺钾条件下,生育前期辐简稻钾素利用效率大于81394,但生育后期及供钾充足时相反。钾效率表现为辐简稻始终大于81394。低钾胁迫使水稻体内含氮量增大,N/K升高,养分比例失调,81394表现更为显著。缺钾促进水稻对钠的吸收,在辐简稻根系中更为突出。