尿素及秸秆添加对华中地区茶园土壤CO_2和N_2O排放的影响

为了明确尿素和秸秆添加对茶园土壤CO_2和N2O排放的影响,为茶园合理施肥提供理论依据,本研究在室内培养条件下,以华中地区红壤丘陵区茶园土壤为对象,运用静态培养系统研究方法,研究该土壤在尿素输入和作物秸秆添加后CO_2和N_2O的排放特征。培养试验共设置对照、尿素、作物秸秆和尿素+作物秸秆4种处理。结果表明:不同处理下华中地区茶园土壤CO_2和N_2O排放呈显著差异。作物秸秆添加显著提高茶园土壤CO_2的排放,作物秸秆和作物秸秆+尿素处理分别是对照的5.57和4.99倍。尿素输入显著促进茶园土壤N_2O的排放,而秸秆添加却降低N_2O的排放。对照和添加尿素处理土壤N_2O排放通量与铵态氮含量呈显著正相关关系。无秸秆添加处理土壤N_2O排放通量与硝态氮含量呈显著的相关性,而添加秸秆处理二者无显著相关关系。土壤可溶性有机碳含量对CO_2排放有显著影响,二者之间呈极显著线性正相关关系。     

模拟大气温度和CO_2浓度升高对双季稻氮素利用的影响

未来气候主要表现为大气温度和CO2浓度升高的变化趋势,升温2℃和CO2浓度达到450μL L–1(同比增加60μL L–1)情景是哥本哈根共识下的安全阈值。本研究采用自主研制的开顶式气室(open-top chamber,OTC)进行双季稻大田原位模拟试验,以早稻两优287和晚稻湘丰优9号为试验材料,设置了大田(UC)、对照(CK)、增温2℃(CT)、增CO2 60μL L–1(CC)和同时增温2℃增CO2 60μL L–1(CTC)5个处理,研究温度和CO2浓度升高对双季稻产量和氮素利用的影响。结果表明,早稻CT的籽粒产量和氮素积累量均低于CK,CC和CTC比CK提高籽粒产量19.7%和2.0%,提高氮素积累量15.7%和5.1%;晚稻CT、CC和CTC籽粒产量和氮素积累量比CK分别提高9.2%、14.4%和18.8%,及7.3%、10.2%和15%。茎叶氮素转运率和贡献率早稻CC和CTC略低于CK,晚稻CC、CTC均高于CK。氮素吸收利用率早稻以CC最高(45.7%),晚稻以CTC最高(48.5%),分别比CK提高了35.5%和33.1%。氮素农学利用率与之一致,早稻和晚稻的CC和CTC均最高(23.1 kg kg–1和26.9 kg kg–1),比CK提高了56.3%和46.2%。氮素生理利用率早稻和晚稻均以CC最高,相比CK提高了12.7%和10.5%,但差异不显著。CK与UC之间各项指标差异不大,这表明OTC覆盖对水稻生长造成的影响在可接受误差之内。综上所述,本研究认为温度升高2℃对早稻产量和氮素利用倾向于不利影响,对晚稻则相反;CO2浓度增加60μL L–1对早稻和晚稻产量和氮素利用倾向于有利影响;同时增温和增CO2对早稻表现抵消作用,对晚稻表现协同作用。     

秸秆全量还田下施用过氧化钙对南方双季稻产量和稻田温室气体排放的影响

为探明秸秆全量还田条件下施用过氧化钙（CaO₂）对南方双季水稻产量和稻田温室气体排放的影响,设置不施CaO₂（CK）和早稻旋耕前一次性施用CaO₂ 2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法监测稻田温室气体排放,以明确秸秆全量还田下施用CaO₂对双季稻产量、稻田温室气体排放、综合温室效应（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的影响。结果表明,与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年晚稻产量,增幅分别为3.44%和2.65%,但对早稻产量无显著影响。施用CaO₂显著降低了早稻季CH₄累积排放量、GWP和GHGI,降幅分别为14.73%、14.74%和15.09%,但是对N₂O累积排放量无显著影响。施用CaO₂对晚稻季CH₄和N₂O排放均无显著影响。与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年的周年产量,增幅分别为1.93%和2.58%;但对CH₄和N₂O累积排放量、GWP及GHGI均无显著影响。因此,施用CaO₂有助于协同实现双季稻增产和稻田温室气体减排。     

大豆和玉米生长对土壤N2O排放的影响

测定了盆栽试验条件下大豆和玉米生长期间的土壤N₂O排放。种大豆土壤的N₂O排放总量是相同条件下裸土排放总量的5.9倍，在大豆出苗后89 d里，种豆土壤的N₂O排放平均速率显著低于裸土，此后种豆土壤的N₂O排放速率显著高于裸土，种豆土壤N₂O排放总量的93%发生在只占全生育期24%的成熟衰老期。种玉米土壤的N₂O排放峰值出现在玉米出苗后13 d，而裸土的N₂O排放峰值出现在玉米出苗后81 d，裸土的N2O排放总量是种玉米土壤N₂O排放总量的13.5倍；种玉米土壤N₂O排放主要发生在前一半时期里，而裸土的N₂O排放主要发生在后一半时期里。无论在大豆还是玉米生长期间，裸土的N₂O排放速率均与气温呈极显著的正指数相关，而种豆土壤的N₂O排放速率与气温呈极显著的负相关，种玉米土壤的N₂O排放速率与气温没有显著相关性。由此可见，植物生长和植物类型不仅影响土壤N₂O排放的数量，也影响土壤N₂O排放与温度之间关系。     

MgO对高铝高炉渣脱硫的影响及其动力学分析

随着廉价高铝铁矿石的不断使用,高炉炉渣内Al₂O₃含量也随之升高,这势必会影响高炉炉渣的各项冶金性能。为深入研究高铝高炉渣脱硫性能,明确MgO含量对高铝渣脱硫性能的影响,笔者通过改变高铝渣中MgO的含量,分别设定渣中MgO含量为5%、9%、13% MgO,研究不同MgO含量高炉高铝渣的脱硫性能及其脱硫动力学。结果表明：MgO含量不仅对高铝渣的黏度、脱硫能力有不同的影响,还使炉渣的脱硫速率发生了很大的改变。MgO含量越高对应的黏度越低,脱硫能力越大;但脱硫速率却表现出了不同规律,9% MgO的脱硫速率表现为最大;经过综合比较,当碱度固定为1.1、Al₂O₃含量固定为17%时,MgO含量为9%的炉渣同时具有较好的粘度和脱硫性能。     

秸秆全量还田下晚稻季翻耕对双季稻田温室气体排放和产量的影响

翻耕有利于秸秆还田,为了探究秸秆全量还田下不同耕作措施对双季稻产量和温室气化排放的影响,在晚稻季设置浅旋耕和翻耕2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法连续监测当季晚稻和第2年早稻季稻田温室气体排放,以阐明秸秆全量还田下晚稻季翻耕对稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放及产量的影响。与浅旋耕处理相比,晚稻季翻耕显著降低了当季晚稻CH₄累积排放量（19.04%）、综合温室效应（19.19%）和温室气体排放强度（22.02%）,而对N₂O累积排放量无显著影响。晚稻季翻耕对第2年早稻季稻田温室气体排放无显著影响。可见,翻耕的减排效应只体现在当季。此外,浅旋耕和翻耕处理对当季晚稻和第2年早稻产量及其构成均无显著影响。短期来看,秸秆全量还田下晚稻季翻耕有利于协同实现双季稻稳产和稻田温室气体减排。     

水分管理和秸秆还田对稻田甲烷排放及固碳的影响研究进展

综述了水分管理对稻田甲烷产生、氧化和传输排放的影响以及秸秆还田对稻田甲烷排放和固碳的影响,并提出了今后中国稻田CH4排放应加强以下2方面的研究：（1）水分管理对稻田甲烷产生机理的研究;（2）秸秆还田对稻田甲烷排放和土壤固碳的综合影响研究,旨在为以后的水稻生产如何进行水分管理和秸秆还田提供参考和依据,以期充分发挥稻田的生态效益。     

解淀粉芽孢杆菌菌剂对雪菜生长和土壤氧化亚氮排放的影响

由于化肥的过度使用对环境的不利影响,微生物肥料的研究得到了广泛关注。实验利用甘薯淀粉废水培养解淀粉芽孢杆菌并将其作为微生物肥料用于雪菜种植。通过盆栽实验考察了尿素(CN)、解淀粉芽孢杆菌菌液(BF)、解淀粉芽孢杆菌灭活菌液(BI)、甘薯淀粉废水(SW)、尿素结合微生物肥料(BC)对蔬菜产量、NO3-、NO2-含量,以及土壤性状,N2O排放的影响。实验表明:BC和CN在蔬菜产量方面比CK提高了5倍。BF和SW对蔬菜产量影响不显著。半量氮肥配合菌肥处理(BCL)表现出与CN相近的增产效果,而蔬菜NO3-含量同CN处理相比下降了16.4%~73.6%,土壤NO3-含量降低了22%~29%,降低了土壤中氮淋溶风险;土壤N2O平均排放通量(FLUX30)较CN处理降低了58.3%~73.1%。综上,利用淀粉废水培养解淀粉芽孢杆菌不仅可以资源化利用废水,并且其产物可作为一种绿色肥料应用于蔬菜种植,为淀粉废水资源化利用和农田温室气体减排提供了一个新思路。     

OsWR2-RNAi对水稻角质层生物合成和耐旱性的影响

植物的角质层在干旱胁迫下对降低植物的非气孔性失水起重要作用。对水稻蜡质相关转录因子基因OsWR2过表达研究发现,OsWR2对水稻表皮蜡质和角质的含量和组分构成以及非气孔性失水均有影响,推测OsWR2是植物角质层代谢途径中重要的调控基因。本研究通过构建OsWR2-RNAi载体并转入水稻获得抑制OsWR2表达的突变转基因植株,发现OsWR2-RNAi水稻叶片角质层组成和含量明显变化,其蜡质组分中醛类、醇类和烷烃类的减少导致表皮蜡质晶体的积累和表皮蜡质总量减少14.8%,角质单体中C16:0ω-OH、C18:1ω-OH脂肪酸和di-OH脂肪酸等角质组分含量的显著降低导致OsWR2-RNAi水稻叶片中角质单体总量减少36.2%。幼苗干旱处理前后,OsWR2-RNAi植株自由脯氨酸含量与野生型相比变化不大,但其表皮通透性、水分散失率和MAD含量显著增加,幼苗耐旱性降低。本研究结果进一步证实OSWR2对水稻蜡质和角质生物合成及对非气孔性失水的调控作用,有望为水稻耐旱性状的改良提供重要基因资源。     

CO2浓度升高和施氮对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响

为探讨大气CO₂浓度升高对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响及氮素营养的调节作用,以小偃22和小偃6号为材料,于2007—2009连续2个生长季,利用开顶式气室进行盆栽试验,对背景CO₂浓度(375 μL L^-1)和高CO₂浓度(2007—2008年度680 μL L^-1, 2008—2009年度750 μL L^-1)条件下不同施氮处理的干物质和氮素在籽粒、花前地上部中的累积以及花后营养器官的转运进行了评价。2007—2008年度设4个施氮水平,分别是0、0.1、0.2和0.3 g kg^-1土; 2008—2009年度设3个施氮水平,分别是0、0.15和0.30 g kg^-1土。结果表明,施氮和CO₂浓度升高促进了干物质和氮素在籽粒和花前营养器官的积累,增加了花前营养器官和地上部贮存干物质和氮素向籽粒的转运量,适量施氮提高了CO₂浓度升高对花前营养器官干物质和氮素累积以及花后向籽粒转运的正向效应。与背景CO₂浓度相比,高CO₂浓度提高了花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率,但CO₂浓度升高对花前氮素的贡献率和转运率的影响因年份和品种而异。CO₂浓度升高后,2007—2008年度各营养器官和地上部,以及2008—2009年度茎鞘和穗的氮素贡献率和转运率均增加,但2008—2009年度2个品种叶片和地上部氮素贡献率在施氮时均显著降低,小偃22叶片和地上部氮素转运率在各施氮水平下以及小偃6号地上部氮素转运率在0.13 g kg^-1土施氮水平下均明显增加。适量施氮也在大多数情况下增强了CO₂浓度升高对营养器官干物质和氮素的贡献率和转运率的正向效应。说明CO₂浓度升高后小麦产量和氮素积累增加与其促进花前干物质和氮素积累及花后向籽粒的转运密切相关。     

冬种黑麦草对6种水稻土重金属含量及晚稻不同器官重金属累积与分配的影响

研究双季稻区6种不同土壤类型冬季种植黑麦草对土壤重金属含量及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响, 可为水稻质量安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。本文以7年定位试验为基础, 研究了南方双季稻区冬季种植黑麦草对6种不同水稻土耕层土壤重金属Cd、Pd、Hg和As含量的变化及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响。结果表明, 在6种不同土壤类型中, 灰泥田土壤Cd含量极显著高于其他土壤类型; 黄泥田土壤Pd含量极显著高于其他土壤类型; 土壤Hg含量以红黄泥田最高, 达0.029 mg kg^-1, 与其他土壤类型差异达极显著水平; 土壤As的含量以黄泥田最高, 为29.5 mg kg^-1, 极显著高于其他土壤类型。6种不同土壤类型晚稻植株Cd、Pb、As含量均为根>茎叶>糙米。在晚稻植株根系、茎叶和糙米的Cd含量以红黄泥田最高, 均极显著高于其他土壤类型; 植株根系Pb、As含量以黄泥田最高, 分别为33.0 mg kg^-1和119.5 mg kg^-1, 均极显著高于其他土壤类型; 河沙泥水稻植株茎叶的Hg、As含量均极显著高于其他土壤类型。说明黄泥田种植水稻有利于降低稻米中重金属含量, 改善稻米品质。     

稻田免耕稻草覆盖马铃薯的产量及商品性研究

于2004—2005年开展了稻田免耕稻草覆盖马铃薯不同密度和不同施肥田间试验,结果表明：在不同密度和肥料运筹处理下,马铃薯产量存在显著差异,以F1D4产量最高。在不同密度处理下马铃薯产量随马铃薯种植密度的提高而增产,马铃薯种植密度降低有利于形成大薯,平均单个薯重增加,提高商品性,提出稻田免耕稻草覆盖马铃薯最低密度不宜少于60000穴/hm2,高肥下可适当降低播种密度,低肥下应适当增加播种密度。     

中国南方稻田多熟种植存在的问题及对策

调查分析了南方稻田多熟种植的现状、存在的问题,并提出了对策。通过实地考察、典型案例剖析、文献资料查阅,阐述当前稻田多熟种植的地位、研究进展和生产状况。南方稻田多熟种植快速发展中存在着熟制缩减、面积下降、模式单一、效益降低、地力衰退和耕地撂荒的问题,对策实行多元化、高效化、集约化、轻型化、绿色化和生态化的多熟种植模式。     

免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响

于2005-2006年在双季稻田以翻耕处理为对照,研究了免耕抛栽对水稻产量及其源库特性的影响。结果表明, 每公顷有效穗数免耕抛秧处理略低于翻耕抛秧而高于翻耕移栽,结实率高于翻耕处理。随着免耕次数的增加,各处理产量基本持平。水稻一生中叶面积指数、抽穗后水稻群体光合势、势粒比、颖花伤流量、源库增量比和籽粒平均灌浆速率均免耕处理高于翻耕处理,而粒叶比则相反;剑叶中叶绿素含量以免耕高于翻耕,而丙二醛(MDA)含量以免耕低于翻耕。免耕抛栽水稻后期不易早衰,有利于同化物的转运和结实率的提高。     

氮肥施用对豫南稻茬小麦群体质量指标及产量的影响

为了研究豫南稻茬小麦产量低而不稳的障碍因子及小麦群体质量指标,在豫南稻茬麦区田间条件下,系统研究了氮肥施用(0,150,225 kg/hm~2)对扬麦15和兰考1 982个冬小麦品种群体质量指标及产量的影响,并提出了相应的对策。结果表明,2个冬小麦品种籽粒产量均随氮肥用量增加而增加,说明在当前豫南稻茬麦区氮肥仍是影响小麦产量提高的主要限制因子,并且在相同氮肥供应条件下,兰考198小麦籽粒产量明显高于扬麦15品种。研究还发现,实现该地区小麦产量6 000 kg/hm~2左右,产量构成需达到以下指标:成穗数490万~620万穗/hm~2,穗粒数42粒,千粒质量37 g以上。进一步分析发现,达到上述产量目标,小麦起身期群体茎蘖数为680万~780万穗,起身、拔节和开花期的适宜叶面积指数分别为2.89~3.20,4.08~5.60,6.09~7.61,开花期和成熟期干物质积累量分别为13 025~16 568 kg/hm~2,20 888~24 090 kg/hm~2,且开花期和成熟期粒数叶比和粒重叶比分别应高于0.38粒/cm~2和9.45 mg/cm~2。根据本试验结果,初步认为,兰考198较扬麦15更适宜当前豫南稻茬麦区种植,实现6 000 kg/hm~2产量水平,全生育期氮肥用量应在225 kg/hm~2左右,并达到主要生育时期适宜的群体质量指标。     

作物秸秆直接还田思考与秸秆多途径利用商榷

作物秸秆直接还田是当前农业生产中常见的一种秸秆处理方式和培肥地力措施,具有重要的科学价值和实践意义,随着秸秆产量的不断增加,连年秸秆直接全量还田导致的问题凸显。为了给作物秸秆科学利用途径的选择提供有益参考,笔者梳理与权衡了作物秸秆直接还田的正负效应,思考与讨论了连年秸秆直接全量还田实践下秸秆腐解不完全存在的潜在隐患,总结了作物秸秆的多途径利用方式和技术,并对符合可持续发展战略的作物秸秆利用方向进行了展望。分析认为,长期秸秆直接全量还田致使土壤中积聚大量未腐解的有机物质,成为农田生态系统的负担,最终可能会超出农田的最大承载力,破坏农田生态系统平衡,因此,生产上应在保证土壤地力持续提升的秸秆还田量基础上,因地制宜多领域综合利用作物秸秆。     

川东南冬水田杂交中稻强化栽培技术研究

摘 要：在川东南应用水稻强化栽培技术只要选用着粒数在173粒以内的组合,能获得显著的增产,提高稻谷的整精米率,降低垩白粒率,并且能省工省种,1hm2增收节支1250元以上。     

稻草还田与不同耕作方式对小麦出苗以及产量的影响

为了研究稻草还田与不耕作方式对小麦出苗以及产量的影响,通过小区试验研究稻草还田与不同耕作方式对小麦出苗率、出苗整齐度、均匀性、产量以及主要产量性状的影响。结果显示,稻草还田使小麦出苗率以及出苗均匀性下降;稻草还田条件下,免耕降低了出苗整齐度,旋耕、浅翻耕、深翻耕提高了出苗整齐度;稻草还田后影响小麦产量主要原因是小麦出苗率、出苗均匀性低;稻草还田后小麦出苗率变低、均匀性变差,通过影响小麦千粒重、有效穗数、每穗粒数而影响小麦产量。