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。     

低温条件下小麦返白系叶片中H2O2累积的原因初探

为了研究低温处理下小麦叶色阶段性白化品种返白系与对照品种矮变1号叶片的H_2O_2含量是否存在差异,并初步分析导致差异的原因,采用DAB组织染色法检测返白系和矮变1号在4℃低温处理90 d、25℃下恢复培养10 d时叶片H_2O_2含量的动态变化,测定4℃低温处理下返白系和矮变1号中表征光合电子传递效率的荧光参数F_v/F_m和qP,并采用qRT-PCR方法分析返白系和矮变1号中几个光合电子传递体基因及质体H_2O_2清除相关基因的表达模式。结果显示,低温处理下,矮变1号叶片中H_2O_2含量变化不大,返白系叶片中H_2O_2会大量累积;低温处理下,返白系叶片的叶绿素荧光参数F_v/F_m、qP都明显低于矮变1号。同时,低温下返白系光合电子传递链中部分电子传递体亚基基因petD、petN、ndhB和ndhK,以及质体H_2O_2清除相关基因 APX4和 HO1的表达量低于矮变1号。这些结果表明,低温处理下,相较于矮变1号,返白系叶片中会累积大量的H_2O_2。返白系质体中光合电子传递受阻引起电子泄露,同时质体中清除活性氧的能力下降,可能是导致返白系叶片中积累大量H_2O_2的原因。     

小麦旗叶光呼吸对光强和CO2浓度的响应

为给C₃作物光呼吸等光合参数以及光响应模型和CO₂响应模型的研究提供参考,定量研究了小麦花期旗叶光呼吸速率对光强和CO₂浓度的响应。结果表明,在21%和2%O₂下小麦旗叶光饱和点分别为1 960.629和2 030.120 μmol·m^-2·s^-1。在较弱光强(小于800 μmol·m^-2·s^-1)下,小麦的总光呼吸速率(R_pt)与表观光呼吸(R_pa)均随着光强的升高而增大;当光强大于800 μmol·m^-2·s^-1时,R_pt和R_pa趋于稳定;整体上,不同光强下R_pt与R_pa之间差异较小(P>0.05),这主要是由于在380 μmol·mol^-1 CO₂下,光呼吸的CO₂回收利用率较低。饱和光强下,R_pa随着CO₂浓度的增加呈先上升后下降的趋势,R_pa最大值(Rpmax)所对应的外界CO₂浓度为600 μmol·mol^-1,而R_pt则随着CO₂浓度的升高而降低;在低浓度CO₂(小于380 μmol·mol^-1)条件下,R_pt与R_pa之间差异显著(P<0.05)。R_pt与羧化速率的比值(R_pt /Vc)随着胞间CO₂浓度的升高而呈下降的趋势,而不同光强下R_pt /Vc相对稳定,整体上未达到显著水平(P>0.05)。     

玉米田土壤中N_2O的释放特性及对不同因素的响应

采用土壤释放气体常压培养模拟装置,通过设置不同的氮肥施用量、土壤含水量、培养温度及土壤酸化等处理,明确N_2O释放特性及对环境因素的响应。结果表明,纯氮施入量由70 mg/kg增加至300 mg/kg,N_2O释放总量分别增加了32.9%(对照)和21.2%(酸化土壤);含水量由15%增加至25%;N_2O释放总量分别增加26.5%(对照)和16.1%(酸化土壤)。不同培养温度对比发现,N_2O释放总量变化趋势为25℃处理35℃处理15℃处理,25℃处理与15℃处理相比,N_2O释放总量增加了12.7%(对照)和20.0%(酸化土壤)。与对照处理相比,酸化处理N_2O释放总量平均增幅均高于5%。试验所设定的条件范围内,增施氮肥、提高含水量、土壤酸化导致N_2O释放强度增大,合适的培养温度有利于N_2O释放。     

秸秆及生物炭添加对燥红壤N_2O排放的影响

通过室内培养研究生物炭和秸秆施用之初对N_2O排放的影响。试验设生物炭(BC,用量为烘干土的1%)、秸秆(S,与生物炭等氮量)和空白(CK)3个处理。培养在75%田间持水量,30℃恒温箱中进行。结果表明,添加秸秆和生物炭均可改善土壤性状,显著提高土壤pH值、有机碳含量和阳离子交换量(CEC),其中秸秆对土壤pH值和速效钾的改善作用更突出。秸秆可以显著减少硝态氮和铵态氮的含量,促进氮的生物固持,由此显著减少N_2O的排放。生物炭能显著促进硝化作用的进程,提高硝化程度,使得土壤N_2O集中于短时间内排放,但与CK相比,没有显著差异,造成这一原因可能源于生物炭的用量少,影响了其对N_2O的吸附。生物炭施用利于土壤硝态氮的累积,热带的气候和土壤条件下,显著增加了硝态氮淋失的风险。     

氮素调控措施对小麦植株氮素同化过程和产量的影响

为明确不同氮素调控措施对小麦氮素同化过程和产量的影响,以皖麦68为试验材料,设置传统施肥+生物炭(CN+C)、传统施肥+硝化抑制剂(CN+D)、传统施肥+叶面肥(CN+P)、不施氮肥(CK)和传统施肥(CN)5个处理,分析各氮素调控措施与小麦叶片和茎秆的氮代谢物质含量、氮肥利用效率及产量等的关系。结果表明,与传统施肥相比,施用生物炭和硝化抑制剂能提高小麦体内铵态氮含量以及硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,叶面喷肥能提高小麦灌浆期铵态氮含量和NR活性;各氮素调控措施能提高小麦灌浆期体内游离氨基酸和可溶性蛋白质含量,增强小麦的氮素转运速率和氮代谢水平,显著提高氮肥吸收利用率、氮肥农学效率和氮素偏生产力,进而提高小麦产量;施用生物炭、硝化抑制剂和叶面肥相比传统施肥分别增产568.3、520.0和663.3 kg·hm~(-2)。     

生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响

在包头和通辽试验点,设0、8、16、24 t/hm^2生物炭水平及0、150、300 kg/hm^2施氮水平,研究生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响。结果表明,在0~20 cm土层,生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,且与氮肥存在交互作用。0~20 cm和21~40 cm土层,生物炭和氮肥均可显著提高土壤含水量和蓄水量,土壤持水性随生物炭量增加呈先增后减的趋势。生物炭和氮肥均可有效降低土壤三相比偏离值。炭氮配施可显著提高春玉米产量和氮效率,包头和通辽均以8 t/hm^2生物炭配施150 kg/hm^2氮为最大值,较单施氮肥增产20.07%和15.59%。     

江汉平原不同类型“一种两收”水稻品种对稻田CH4和N2O排放的影响

为了探讨多年生稻和再生稻生产模式对稻田温室气体排放的影响,为构建丰产减排的稻作模式提供依据,于2021年在湖北荆州以再生稻品种丰两优香1号、虾稻1号和多年生稻品种多年生稻23、云大25为研究对象开展试验,分析江汉平原多年生稻与再生稻的稻田CH₄、N₂O排放差异。结果表明,多年生稻和再生稻的CH₄排放规律基本一致,主要集中在头季齐穗期和再生季齐穗期;再生稻和多年生稻的N₂O排放趋势也基本一致,在头季施基肥和促芽肥至提苗肥期间出现N₂O排放。与再生稻相比,多年生稻头季、再生季和全生育期的CH₄排放分别增加了213.0%、55.8%和156.9%;多年生稻全生育期N₂O排放量与再生稻差异不显著,头季N₂O平均排放量较再生稻高13.7%,再生季却低40.4%。多年生稻的全球增温潜势和单位稻谷产量温室气体排放强度分别较再生稻高139.3%和650.0%。综合分析,再生稻丰两优香1号具有较高的稻谷产量和较低的温室气体排放,更...     

生物炭对玉米根系特性及产量的影响

采用大田试验研究生物炭对郑单958产量和不同生育时期根系生长、形态特征及生理特性的影响,明确生物炭对玉米根系与产量的效应,探明生物炭在玉米生产上应用的潜力与价值。结果表明,土壤中施入生物炭能增加玉米根系的总根长、根体积和根干重,提高玉米根系总吸收面积和活跃吸收面积。在玉米生育后期,生物炭在一定程度上延缓了根系衰老,成熟期施生物炭处理根系活力分别比对照高48.12%和42.71%;同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;添加生物炭后郑单958最高产量达12 076.35 kg/hm2,比对照增产10.23%,具体表现为穗长、穗行数、行粒数和百粒重的提高。     

氮肥运筹模式对小麦茎秆抗倒性能与产量的影响

为了解氮肥运筹对小麦茎秆抗倒性和产量的影响,以淮北地区主栽小麦品种烟农19和新麦26为供试材料,通过氮肥施用量和基追比两因素随机区组试验(施氮量设135、180、225和270 kg·hm~(-2)四个水平,分别用N1～N4代表;氮肥基追比设10∶0、7∶3、5∶5和3∶7四个水平,分别用R1～R4代表),分析了不同氮肥运筹下小麦茎秆基部第二、第三节间抗倒特征和产量差异。结果表明,小麦的株高、重心高度、倒伏程度和倒伏率均随着氮肥总施用量和基施量的增加而增加,其中N4水平下烟农19和新麦26的株高、重心高度比N1水平分别增加8.73%和12.9%。在N4R1处理下倒伏率最大,达到56%。在N3条件下小麦茎秆基部第二、第三节间粗度、秆壁厚度、茎秆强度和抗倒伏指数均高于其他施氮水平,较N1水平分别增加18.89%、15.16%、33.03%、48.42%和48.95%。在相同氮肥施用总量条件下,R3处理的茎秆粗度、秆壁厚度显著大于其他处理,以N3R3处理的茎秆基部第二、第三节间抗倒形态特征最优。在相同追肥比例条件下,不同施氮总量间小麦产量表现为N3N4N2N1;当氮肥总施用量相同,不同追肥比例下产量表现为R3R2R1R4;两个品种产量均以N3R3处理最大,分别为8 279.14和8 062.36kg·hm~(-2),比产量最低的N1R1处理分别增产21.75%和15.82%。在本试验条件下,施氮量180～225kg·hm~(-2)、基追比5∶5可作为淮北平原小麦的抗倒、丰产与稳产的氮肥运筹模式。     

氮素精准管理对小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素高效利用与小麦籽粒产量协同提高的目标,于2017-2018和2018-2019年在山东省泰安市和德州市两地进行了基于小麦氮肥需求特征的氮肥精准管理试验,设传统农户施肥(FN)和氮肥精准管理(PN)2个处理。结果表明,与传统农户施肥相比,氮肥精准管理可以在氮肥用量减少30.2%~44.8%的情况下,使小麦籽粒产量增加7.9%~11.6%,使氮素吸收效率提高43.4%~63.3%,使氮素表观利用率增加30.7%~68.7%,使氮素农学效率提高50.6%~81.3%,使氮肥偏生产力增加84.0%~103.2%。这说明,基于小麦需肥特征的氮肥精准管理能在显著降低氮肥投入量的同时取得较高产量,这为减氮增效协同目标的实现奠定了理论基础。     

缓释肥与速效氮肥配比施用对滨海盐碱稻区水稻产量及生长发育的影响

以盐丰47为试验材料,采用小区对比试验方法,研究缓释肥与速效氮肥配比施用对机插水稻生长发育及产量的影响。结果表明,在插后1.5叶龄期施用一次蘖肥45 kg/hm^2,在插后7叶龄期施用112.5 kg/hm^2穗肥会获得高产。该施肥模式增加了后期穗肥的施用量,促进了齐穗后干物质向穗部的转移,抽穗期和成熟期干物质积累量大,同时高效叶面积指数、高效叶面积率和有效叶面积率大,该施肥模式齐穗及生育后期仍有较强的光合能力,达到了保蘖促花的作用。通过产量构成因素分析得出该施肥模式通过增加颖花数、千粒重、结实率和每穗成粒数实现高产。     

氮肥与生物质炭配施对春小麦生长、产量及品质的影响

为了解氮肥和生物质炭配施对北疆灌区春小麦生长、产量及品质的影响,采用随机区组试验设计,以春小麦品种新春37号为供试材料,设置3个氮肥水平[不施氮肥(N0:0 kg·hm^-2)、常规施氮(N1:300 kg·hm^-2)、减量施氮(N2:255 kg·hm^-2)]和4个生物质炭水平[不施生物质炭(B0:0 kg·hm^-2)、低量生物质炭(B1:10×10³ kg·hm^-2)、中量生物质炭(B2:20×10³ kg·hm^-2)、高量生物质炭(B3:30×10³ kg·hm^-2)],分析了不同处理下春小麦干物质积累与转运特性、籽粒产量及品质指标的差异。结果表明,生物质炭与氮肥配施可增加春小麦单株干物质积累量,提高花前同化物转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献率,促进籽粒灌浆和产量形成,改善加工、营养品质。对小麦生长、品质及产量指标进行综合分析,减量施氮配施中量生物质炭(N2B2)...     

氮素与品种对小麦产量和品质性状的效应

选用产量和品质性状存在差异的四个小麦品种济南17、PH 82-2-2、PH 97-4、PH 97-5,在两种施氮量和两个追肥时期下,研究了氮素与品种对小麦产量和品质性状的效应。结果表明,施氮量、追肥时期、品种及因素间互作对小麦产量的贡献率分别为20.69%、18.44%、48.66%、12.01%,对蛋白质含量的贡献率分别为0.01%、0.26%、97.25%、2.49%,几种因素都显著影响小麦产量。对蛋白质含量而言,品种起了决定性的作用。小麦的加工品质主要取决于品种的遗传特性,品种对加工品质的贡献率依次为沉淀值、硬度、面团稳定时间、吸水率、面团形成时间、降落值、容重,其中沉淀值、硬度、面团稳定时间、吸水率来源于品种的贡献大于98%,可以作为衡量小麦加工品质性状的可靠依据。     

生物炭与氮肥施用量对大豆生长发育及产量的影响

通过大田圆柱管栽培试验,研究生物炭与氮肥的交互作用对大豆生长发育及产量的影响。结果表明:适量施入生物炭对单株干物质积累与LAI的调控起到了促进作用,其调控作用在生育后期大于生育前期。在R6期C1(施炭750 kg·hm-2)处理单株干物重与LAI最高,但随着施炭量的进一步增加单株干物重与LAI却逐渐下降,施炭量为C3(施炭2 250 kg·hm-2)时单株干物重与LAI低于不施炭处理。施入生物炭使大豆株高降低,施炭量越多株高降低幅度越大。在相同施炭量条件下,不同施氮处理各生育时期单株干物重及叶面积指数的均值以N2(施氮60 kg·hm-2)最高,叶绿素的均值以N3(施氮90 kg·hm-2)最高。施炭750 kg·hm-2和施氮42 kg·hm-2为大豆高产的最优施用组合,理论产量为3 546.9 kg·hm-2。生物炭与氮肥配合施用,主要是通过调节单株粒数来影响产量。     

氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响

为探讨氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响,通过田间试验,设置对照（不施氮,CK）、常规施氮（300 kg·hm^-2、N1）、单施生物炭（20 t·hm^-2、B）、常规施氮+生物炭（N1B）、减氮15%（255 kg·hm^-2、N2 ）、减氮15%+生物炭（N2B）、减氮30%（210 kg·hm^-2、N3）、减氮30%+生物炭（N3B）8个处理,对比分析了不同处理间春小麦光合作用、干物质积累和转运及产量的差异。结果表明,与常规施氮相比,减氮（N2、N3）对春小麦光合作用、干物质积累和转运均无显著影响,但产量及其构成要素和氮肥农学利用效率随着施氮量的减少而降低,配施生物炭后上述各指标均显著提升。综合表现以减氮15%配施生物炭处理（N2B）效果最优。该处理下旗叶SPAD值和净光合速率处于较高水平,成熟期单茎干重、籽粒占单茎重比例、花前同化物对籽粒产量的贡献率分别为5.01 g、51.31%和18.03%;籽粒产量为8 301.35 kg·hm^-2,较 CK及N1处理分别增产38.09%和18.11%;氮肥农学利用效率最高,为12.40 kg·kg^-1。在本试验条件下,氮肥减量15%配施20 t·hm^-2生物炭最有利于春小麦光合生产、干物质积累和转运及产量提升。