Effects of Rice-Fish Co-culture on Oxygen Consumption in Intensive Aquaculture Pond

Rice-fish co-culture has gained increasing attention to remediate the negative environmental impacts induced by intensive aquaculture. However, the effect of rice-fish co-culture on oxygen depletion has rarely been investigated. We constructed a rice-fish co-culture system in yellow catfish (Pelteobagrus fulvidraco) and freshwater shrimp (Macrobrachium nipponense) ponds using a new high-stalk rice variety, and conducted a field experiment to investigate the effect of rice-fish co-culture on water parameters and oxygen consumption. The results showed that rice-fish co-culture reduced the nutrients (total nitrogen, ammonia-N, total phosphorous and potassium) and the dissolved oxygen content in fish and shrimp ponds. However, they showed similar seasonal change of dissolved oxygen in the water of fish and shrimp ponds. Rice-fish co-culture reduced the total amount of oxygen consumption and optimized the oxygen consumption structure in pond. The respiration rates in water and sediment were significantly reduced by 66.1% and 31.7% in the catfish pond, and 64.4% and 38.7% in the shrimp pond, respectively, by additional rice cultivation. Rice-fish co-culture decreased the proportions of respiration in sediment and water, and increased the proportion of fish respiration. These results suggest that rice-fish co-culture is an efficient way to reduce hypoxia in intensive culture pond.     

饲料蛋白含量对稻-黄颡鱼共作模式气态氮排放、黄颡鱼生长和氮利用率的影响

【目的】明确饲料蛋白含量对稻-黄颡鱼共作模式下N₂O和NH₃挥发特征及黄颡鱼生长的影响,有利于稻-黄颡鱼综合种养的高效、绿色发展。【方法】采用盆栽模拟试验,以常规单养黄颡鱼模式为对照,系统研究了不同饲料蛋白含量对稻-黄颡鱼共作模式下N₂O和NH₃的排放特征、水体和底泥的氮含量以及黄颡鱼生长的影响。【结果】在相同蛋白含量下,稻-黄颡鱼共作模式的N₂O和NH₃挥发分别比单养黄颡鱼模式降低18.3%和76.20%,水体总氮和无机氮含量降低41.30%和48.85%,黄颡鱼蛋白累积量增加20.00%,氮利用率增加171.50%。在稻-黄颡鱼共作模式下,提高饲料蛋白含量会显著增加N₂O排放量和水体残留氮含量,但对NH₃挥发无显著影响;黄颡鱼特定生长率和蛋白累积量与饲料蛋白含量呈二次曲线关系。饲料氮利用效率随饲料蛋白含量增加呈线性降低趋势。【结论】综合考虑黄颡鱼生长和N₂O排放以及养殖水体氮残留等因素,确定稻-黄颡鱼共作模式饲料蛋白含量不宜超过43.04%。     

局部根系水分胁迫下不同形态氮素营养对水稻幼苗生长的影响

为区分水稻根系与地上部对水分胁迫的生理响应,采用分根营养液培养及聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫的方法,研究了局部根系在水分胁迫下不同形态氮素营养(NH4+、NO3- 、NH4+与NO3-等体积混合) 对水稻幼苗水分与氮素吸收利用的影响。结果表明： 1）全根水分胁迫显著抑制了单供NO3- N营养条件下水稻的生长,而对单供NH4+ N营养条件下水稻生长的影响较小。局部根系水分胁迫对3种供氮形态营养下水稻总生物量没有明显影响,但对单供NO3- N营养水稻根系的生物量、根系总长、根体积、平均直径以及根表面积的影响最大,均以未受水分胁迫的一侧根系生物量明显高于另一侧（受水分胁迫）。2）水分胁迫促进根系对NO3- N的消耗。3）全根水分胁迫严重抑制了单供NO3- N营养水稻的光合速率,但对单供NH4+ N营养水稻的影响较小。不论局部根系水分胁迫还是全根水分胁迫对3种供氮形态的生理水分利用率均无显著影响。4）全根水分胁迫显著降低了单供NO3- N营养水稻的光合氮素利用率。     

氮源对马铃薯微型薯的影响

本文报道不同氮素来源对马铃薯微型薯形成的影响。结果表明:NO_3~-—N 浓度与成薯指数呈直线负相关关系;NH_4~+—N 浓度与成薯指数呈二次抛物线形式;NO_3~-—N/NH_4~+—N 比值对微型薯形成的影响呈双曲线形式;当总氮浓度在30～40m 时,成薯指数有较大值;降低 NO_3~-—N/NH_4~+—N 比值或总氮含量有利于微型薯的形成。NO_3~-—N 与 NH_4~+—N 的最佳组合为[NO_3—N]=17.325mM,[NH_4~+—N]=16.612mM。     

水稻苗期氮素吸收利用效率的遗传分析

利用主基因 多基因混合遗传模型,对由韭菜青×IR26杂交和自交构建的一个由220个家系组成的重组自交系群体 (F8)的苗期吸氮能力和氮素生理利用率进行了遗传分析。水稻苗期硝态氮吸收能力、铵态氮吸收能力和氮素生理利用率均由两对主基因+多基因模式控制。硝态氮吸收能力的主基因遗传率为6320%,多基因遗传率为20.64%,两对主基因之间有加性和上位性效应;铵态氮吸收能力的主基因遗传率为55.67%,多基因遗传率为0.03%,两对主基因之间具有显性上位性效应;氮素生理利用率的主基因遗传率仅为19.47%,多基因遗传率达67.46%,两对基因之间具有重叠效应。对水稻氮高效利用品种的选育策略进行了讨论。     

稻鱼共作对养殖池塘沉积物-水界面微观剖面理化性质的影响

采用微电极系统研究了黄颡鱼-水稻共作和黄颡鱼单养两种模式下沉积物-水界面基本理化性质的变化。研究结果表明,与黄颡鱼单养相比,黄颡鱼-水稻共作可使沉积物-水界面附近O2浓度下降速率减慢,O2渗透深度增加71.4%,并使界面Eh值升高,改善塘底沉积物-水界面厌氧状况;黄颡鱼-水稻共作降低了界面附近pH值,比黄颡鱼单养低约一个单位。以上研究结果表明,养殖池塘种植水稻改变了沉积物-水界面的微环境,可能会影响界面物质迁移转化过程。     

不同氮效率小麦品种苗期根系的NO3-、NH4 吸收动力学特征

为了给氮素高效利用品种的选育提供依据，采用水培方法研究了3个不同氮效率小麦品种（秦麦11、扬麦9号、扬9817）苗期根系NO3^-、NH4^＋吸收动力学特性的差异及培养液中添加NH4^＋对根系NO3^-吸收的影响。结果表明，3个不同氮效率小麦品种苗期根系对NO3^-和NH4^＋吸收的最大速率（Vmax）和亲和力（1／Km）有显著差异，表现趋势均为：秦麦11＞扬麦9号＞扬9817。氮高效品种苗期根系对NO3^-、NH4^＋的吸收显示出了较为明显的优势，而且对NH4^＋的吸收动力学参数均大于对NO3^-吸收的参数。NH4^＋的存在明显抑制了根系对NO3^-的吸收，主要表现为对NO3^-吸收速率（Vmax）的影响．而不是对亲和力值（1／Km）的影响。表明根系氮素吸收动力学特征的测定可以作为确定高产优质小麦最适施氮量的参考依据，同时亦可作为小麦育种高世代材料选育氮高效吸收小麦品种的方法之一。     

供氮形态和水分胁迫耦合作用对磷在苗期——分蘖期水稻植株不同部位含量与分配的影响

为探讨不同形态氮素营养对干旱条件下水稻P吸收与分配的影响, 采用室内营养液培养及聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫处理的方法,在分蘖期设置3种供氮形态（NH4+ N、NO3- N以及NO3- N和NH4+ N相同浓度下等体积混合）和两种水分条件（非水分胁迫及水分胁迫）的耦合处理进行研究。结果表明： 1）在水分胁迫条件下,水稻植株及各部位含P量均是全NH4+ N营养明显高于全NO3- N营养;同时,在分蘖期,全NO3- N营养水稻植株含P量明显低于非水分胁迫条件下的相应处理,但水分胁迫对全NH4+ N以及NO3- N和NH4+ N混合营养水稻含P量影响不大;2）在两种水分条件下,全NH4+ N以及NO3- N和NH4+ N混合营养均相对降低了水稻对吸收进入体内的P向叶片和根系的运输比例;而全NO3- N营养则只相对降低了水稻体内的P向叶片的运输比例。此外,由分蘖初期到中期,在水分胁迫条件下,全NH4+ N营养水稻积累的P素增加比例最高。     

氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响

为给小麦优质生产中合理施用氮肥提供理论依据,以小麦品种豫麦34为材料,采用盆栽方法研究了三种氮素形态对豫麦34地上器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,小麦叶片、茎、鞘和籽粒中游离氨基酸含量均以开花期最高;穗轴和颖壳中游离氨基酸含量以花后10 d最大;各叶位游离氨基酸含量高低表现为旗叶>倒二叶>倒三叶>倒四叶。三种氮素形态处理比较,各器官中（开花期倒三叶、倒四叶、穗轴和颖壳除外）游离氨基酸含量于花后30 d前均以酰胺态氮处理最大,铵态氮和硝态氮处理下互有高低,花后30 d以酰胺态氮处理最低;硝态氮处理下籽粒球蛋白含量最高,铵态氮处理下醇溶蛋白和麦谷蛋白含量最高,酰胺态氮处理下清蛋白含量、麦谷蛋白/醇溶蛋白比值、蛋白质含量最高,氮素形态间差异显著。说明施用酰胺态氮肥能够提高籽粒灌浆前、中期地上各器官中游离氨基酸含量,促进灌浆后期游离氨基酸向籽粒中的转运,提高籽粒蛋白质含量,因此,酰胺态氮肥是豫麦34品质栽培中首选的氮源。     

杂交稻旗叶衰老过程中超氧自由基与超氧物歧化酶活性的变化

植物叶片的衰老、光氧化与体内自由基的积累和膜脂过氧化有关。由于超氧阴离子的累积,导致叶绿素和蛋白质降解。而在植物体内也存在着清除自由基的酶系统(如SOD,CAT,POD等),对防止叶片衰老和强光等逆境的胁迫起着重要的保护作用。目前用不同水稻品种来研究叶片超氧自由基和内源清除剂之间的关系报道较少。本文研究了在自然条件和光氧化条件下,叶片衰老和光氧化过程中产生的超氧自由基(O_2~■)和超氧物歧化酶(sOD)活性的关系,为生理育种,防止水稻后期叶片的早衰及光氧化伤害提供依据和鉴定指标。     

稻虾共作对稻田土壤耕作层养分的影响——基于益阳市南县的实证分析

为探明稻虾共作模式对土壤耕作层养分的影响,选择湖南省南县稻虾共作模式实施1年、2年、3年及以上的稻田,以一季中稻单作为对照,分析其纵向变化趋势和横向变化差异.结果表明,相对于中稻单作,稻虾共作模式1年、2年、3年及以上的土壤pH提高了8.95%~11.42%;全氮、全磷分别提高了18.33%~35.05%、3.13%~25.71%;碱解氮、有效磷、速效钾分别提高了3.32%~22.22%、29.94%~34.12%、8.74%~15.02%;稻虾共作模式土壤有机质含量呈先降后升趋势,较中稻单作模式第1年降低12.28%,第2年、3年及以上分别提高了29.39%、38.87%.稻虾共作模式提高了土壤耕作层养分含量,促进了土壤中氮、磷、钾元素的固定和转化吸收,改善了中稻单作模式养分流失的问题.     

pH值对茶树生理活动的影响

水培试验结果表明,硝态氮源茶树的适宜pH值为4.5—6.0,最适pH值为6.0;氨态氮源茶树的适宜pH值为4.5—6.5,最适pH值为5.5。硝态氮茶苗比氨态氮生长好,但叶色发黄。在适宜pH范围内,茶树对氮磷钾的吸收量多,水分代谢旺盛,光合效率高,呼吸作用随pH升高而增强;在适宜pH范围外,茶树的生理活动明显受到抑制,生长不良和伤害致死。在水培过程中,溶液的pH不断向酸性方向变化,表现了茶树的喜酸性特性,但在适宜pH范围内向酸性变化小,范围外变化大,氨态氮源较硝态氮源变化大。     

稻蟹共作模式生态效应研究进展

主要从土壤、水环境和杂草防控三个方面,对目前我国稻蟹共作模式下田间生态的研究现状进行了总结与分析.提出了几种目前比较常见的稻蟹共作模式,即有机稻蟹和常规稻蟹两种普遍模式.分析了稻蟹共作对土壤理化性质、土壤酶活性和根际微生物区系的影响.养蟹稻田可以显著降低土壤容重,而总孔隙度及全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾和土壤有机质含量都显著增加;显著提高0~10 cm土壤脲酶、蛋白酶、脱氢酶以及过氧化氢酶的活性;土壤根际微生物以细菌为主要菌群,氨化细菌、反硝化细菌、嫌气性纤维素分解菌、好气性自生固氮菌、亚硝酸细菌数量显著高于单作水稻;与常规稻蟹相比,有机稻蟹的土壤性状表现更好.稻蟹模式下浮游动植物的多样性和生物量显著低于单作水稻,而水体中溶解氧(DO)明显偏低,硝酸盐、磷酸盐含量显著高于不养蟹稻田.稻田养蟹能够显著抑制稻田4种优势杂草的密度,对于稻田杂草的防控效果明显.     

黑斑蛙养殖模式对稻田土壤肥力、土壤酶活性的影响及其经济效益

对两种黑斑蛙养殖模式即黑斑蛙精养和稻蛙共生进行田间对比试验,旨在比较分析两种模式下的稻田土壤肥力、生物酶活性变化特征,并与水稻单作进行经济效益比较.试验结果表明,与黑斑蛙精养田相比,进行稻—蛙共生的稻田土壤全磷、全钾、碱解氮、速效钾均有所增加,增幅分别为87.5%、28.4%、10.0%、120.7%,而全氮、有效磷、有机质却低于精养田(p<0.05),分别减少了41.6%、66.7%、41.3%;但两种模式的C/N无明显差异.在土壤生物酶活方面,精养田土壤中的中性磷酸酶、脱氢酶和脲酶均明显高于稻蛙田(p<0.05),分别提高43.4%、65.9%、62.6%.水稻单作模式一般利润为1650元/公顷左右,而两种黑斑蛙养殖模式的经济效益显著高于水稻单作,其利润分别为297750、119250元/公顷,三者的产投比分别为1.99、1.60、1.18.从经济效益看,精养模式明显高于稻蛙共生模式,但从养殖管理和风险管控而言,稻蛙共生模式操作更为稳当,且经济效益较水稻单作仍较为可观,可在确保粮食安全前提下,有效提高农民生产积极性,实现保产增收、提质增效.     

稻虾共作对稻田水体环境的影响

为探明稻虾共作对水体环境的理化性质和物质含量的影响,选择湖南省南县实施稻虾共作模式和中稻单作模式的稻田,分析稻虾共作前后的稻田水体物质变化和不同稻作模式下稻田水体环境变化差异.结果表明,相较于自然水体和中稻单作田间水体,稻虾共作田间水体的pH值提高了1.88%和1.37%,色度提高了42.19%和10.98%,TDS提高了1.66%和1.14%,电导率提高了13.08%和10.31%,氧化还原电位提高了14.15%和6.03%,溶解氧降低了17.20%和9.41%.稻虾共作改变了自然水体理化性质,对水体环境的影响程度比中稻单作模式更大,创造了适宜稻虾共同生长的水体环境,在抑制潜水蒸发、提高水体自净能力方面有积极作用.但水体溶氧量的降低,不利于水生植物的生长和部分物质的分解消化,影响稻田水质.在稻虾共作过程中,需充分利用水体环境变化的有利因素,合理人工增氧,以规避水体溶氧降低带来的影响.     

超级杂交稻两优培九的营养特性研究

在田间试验条件下,对超级杂交稻两优培九各生育阶段的养分吸收特性进行了研究和分析.结果表明,两优培九在分蘖、拔节、孕穗和抽穗结实期的养分吸收量占总吸收量的比率,氮为46.7%,10.3%,17.8%和15.6%,磷为46.5%,17.8%,24.7%和8.3%,钾为54.7%,9.2%,20.8%和11.3%;平均每生产其1 000 kg稻谷需吸收氮16.0 kg、磷3.9 kg、钾 20.9 kg.     

基于养分专家系统的水稻磷肥减施潜力研究

为探究养分专家系统推荐施肥下磷肥用量的减施潜力,进而为不同肥力水平稻田磷肥减施提供理论依据,在高、中、低肥力稻田上,通过在养分专家系统推荐施肥基础上增减15％、30％、45％磷肥用量开展双季稻田间试验,并分析磷肥用量与水稻产量的量化关系.结果表明,在高、中、低肥力稻田上,养分专家系统推荐施肥处理的早、晚稻产量均呈高肥力...     

Characteristics of effluent load from a watershed including irrigation ponds

This paper describes an attempt to estimate the mass budget of irrigation ponds within a watershed and the possibilities to control the effluent load of nutrients from the watershed located in the Kyotanabe area. The paddy field lots were irrigated by the ponds and several mountain streams. In the study watershed, there were two ponds located on the upper and lower sides of a paddy area. Water could be pumped up from the lower pond to the upper pond as necessary. At the ponds, the total amount of nitrogen and phosphorus in the inflow loads including the sediment release was larger than those in the outflow loads. In SS, the effect of load reduction in the ponds was high. It is assumed that organic load reduction was not expected in the ponds. The study result indicates that it is possible to remove the nutrients in the ponds when a larger amount of water is pumped up than when the ponds are only in irrigation use. Moreover, the removal capacities of the nutrients could probably be increased in both ponds by controlling the amount of sediment releases. Electronic Publication     

转基因水稻中重组植酸酶的表达

为通过在转基因植株中表达植酸酶降解植酸来提高水稻中无机磷利用率,构建了由玉米泛素基因Ubi启动子控制的植酸酶基因植物表达载体,并以来源于水稻未成熟胚的愈伤组织作为转化受体,经农杆菌介导法将植酸酶基因导入水稻中,共获得15个独立的转基因株系。对转基因水稻总DNA的PCR和Southern 杂交分析证明目的基因已整合入转基因水稻植株基因组中,并能稳定遗传。对部分转基因水稻未成熟种子总RNA进行RT PCR分析,表明导入的植酸酶基因能够在转基因水稻种子中正常表达。无机磷含量分析表明含目的基因的转基因水稻种子及其后代叶片中的无机磷含量较未转化植株均有了明显的提高。     

间作条件下玉米与马铃薯的养分利用特征

采用田间小区试验,通过2行玉米间作2行马铃薯、4行玉米间作4行马铃薯及相应单作试验,在玉米拔节期和大喇叭口期比较植株氮磷钾浓度和养分吸收量,研究玉米间作马铃薯中养分吸收和肥料利用效率的变化。结果表明,玉米大喇叭口期,间作玉米植株氮钾浓度显著低于单作(F_氮=6.608,P_氮=0.015;F_钾=5.148,P_钾=0.028),且根、茎、叶中氮磷钾浓度都低于单作处理,部分差异达到了显著水平,根对氮和磷的利用贡献大一些,茎对钾的利用贡献大。间作玉米的养分吸收量没有优势,但间作玉米单株产量极显著高于单作,产量与玉米大喇叭口期植株氮钾浓度极显著和显著负相关,表明提高玉米氮钾利用效率可促进增产。