长期施肥下水稻土有机碳固持形态与特征

基于为期30年的红壤性水稻土长期定位试验,选用不施肥(CK)、化肥氮磷钾配施(NPK)、NPK配施低量有机肥(NPKM7/3)、NPK配施中量有机肥(NPKM5/5)、NPK配施高量有机肥(NPKM3/7)五个处理,通过物理-化学联合分组方法,分析土壤有机碳在不同施肥处理下的非保护、物理、化学、生化、物理-化学及物理-生化保护组分的碳含量特征及其与土壤总有机碳之间的关系,并探讨稻田土壤有机碳的固持机制。结果表明,除了非保护的轻组和微团聚体内闭蓄态的粘粉粒组分外,其他组分的质量比例在各施肥处理间均有显著性差异。有机无机配施(NPKM7/3、NPKM5/5、NPKM3/7)下,总有机碳含量(19.1~25.0 g·kg-1)、非保护的粗颗粒有机碳(cPOM)含量(8.41~12.7 g·kg-1)及物理保护的微团聚体有机碳(6.41~6.62 g·kg-1)含量均显著高于CK处理(P<0.05)。对化学、生化、物理-化学及物理-生化保护态的有机碳含量无显著性影响,表明非保护的cPOM及物理保护的微团聚体(μagg)对施肥的响应最敏感。相关分析表明,cPOM、物理保护的μagg及其闭蓄的细颗粒有机碳(iPOM)与土壤总有机碳含量之间呈显著正相关关系(P<0.05),相关方程的斜率表明有机碳变化引起了组分变化,其中:土壤总有机碳变化引起的cPOM变化率最高(50%);土壤总有机碳积累引起物理保护的μagg及其闭蓄的iPOM碳组分变化率为12%;生化保护的非酸解粘粒和物理-化学保护的酸解的粉粒虽与土壤总有机碳显著相关,其变化率仅为2%~3%;其他各保护机制下的组分与土壤总有机碳含量均无显著相关关系。这表明在现行种植和管理制度下,供试红壤性水稻土有机碳主要以cPOM及μagg有机碳的形式积累,土壤化学、生化、物理-化学及物理-生化保护碳组分可能已经达到平衡。     

不同水稻产量形成过程的干物质积累与分配特征

2003年在福建农林大学教学农场以晚季稻汕优63(三系杂交稻)、两优2186(二系杂交稻)和IR64(常规稻)为材料,研究了3种晚季水稻产量形成过程的干物质积累与分配特征。结果表明,汕优63、两优2186和IR64的干物质积累量在各生育期的变化趋势相似,干物质积累量间亦无显著差异。汕优63、两优2186和IR64的干物质积累量均在黄熟期最高,依次达到2074.13g/m2、1976.10g/m2和1924.14g/m2,完熟期时依次降低到1926.38g/m2、1933.80g/m2和1842.30g/m2,完熟过程中损耗的干物质分别占其干物质积累量的7.12%、2.63%和4.25%,这与呼吸消耗增强,稻株自然衰老有关。汕优63和IR64的群体生长率均以孕穗初期最大,分别为52.13g/(m2·d)和44.26g/(m2·d),两优2186的CGR以齐穗期最大(45.15g/),3种水稻各生育期CGR的大小依次为:孕穗初期(齐穗期)>灌浆期>黄熟期>分蘖盛期>分蘖初期。3种水稻的干物质在各器官中的分配比例均以籽粒的最大,汕优63、两优2186和IR64的干物质分配在籽粒中的比例分别为47.94%,41.14%和45.69%。灌浆过程中,汕优63、两优2186和IR64总干物质的表观转化率依次为46.87%、24.98%和34.41%。汕优63(三系杂交稻)在物质转化和分配方面比两优2186(二系杂交稻)和IR64(常规稻)更优。采用三次曲线模型和Logistic模型对3种水稻产量形成过程干物质积累变化进行拟合的结果表明,三次曲线模型拟合的精度均比Logistic模型高,R2均大于0.99。     

不同水稻品种镉积累特性差异研究

以水稻品种昌丰B、中9B、协青早B和地谷B为材料,采用火焰原子吸收法和电感耦合等离子体发射光谱法,在不同镉胁迫浓度下对各水稻品种中镉的积累差异进行了研究。结果表明,在低、中等的镉处理浓度下,籽粒中镉含量表现为中9B昌丰B协青早B地谷B,中9B籽粒中镉含量随镉胁迫浓度的增加急剧降低;营养器官中镉含量表现为中9B地谷B昌丰B协青早B,品种间各营养器官的镉含量变化趋势存在差异。     

长期不同施肥模式下南方水稻土有机碳的平衡特征

以水稻土长期定位试验为依托,设置8个施肥处理:CK(不施肥),N(施N 375 kg·hm^-2),NP(施N 375 kg·hm^-2、P₂O₅ 187.5 kg·hm^-2),NK(施N 375 kg·hm^-2、K₂O 187.5 kg·hm^-2),NPK(施N 375 kg·hm^-2、P₂O₅ 187.5 kg·hm^-2、K₂O 187.5 kg·hm^-2),M(施有机肥22 500 kg·hm^-2),M+NPK(施有机肥22 500 kg·hm^-2、N 375 kg·hm^-2、P₂O₅ 187.5 kg·hm^-2、K₂O 187.5 kg·hm^-2),M+1.3NPK(施有机肥22 500 kg·hm^-2、N 487.5 kg·hm^-2、P₂O₅ 243.75 kg·hm^-2、K₂O 243.75 kg·hm^-2),研究不同施肥处理12 a间土壤有机质的动态变化、有机碳的平衡、碳的固定与转化速率,以及土壤有机质与作物产量的关系。结果表明,不同施肥处理下,土壤有机质含量随时间推进整体呈上升趋势,有机无机肥料配施(M+NPK、M+1.3NPK)可显著(P<0.05)提高土壤有机质含量,M+NPK、M+1.3NPK处理的土壤有机质含量较CK分别提高17.9%和23.3%。各施肥处理下,土壤有机碳平衡均表现为盈余,有机碳平衡和有机碳投入呈线性相关,试验点有机碳平衡每年所需的最低有机碳投入量为1 660 kg·hm^-2。有机无机肥料配施能提高土壤有机碳的固定速率,且以M+1.3NPK处理下碳的固定速率最高。作物产量与土壤有机质含量表现为线性相关。以上结果表明,有机无机肥料配施可有效提高水稻土有机碳含量及其固定速率,并有利于作物产量提高,其中,以M+1.3NPK施肥方式效果最佳。     

不同水稻品种的源库特性与产量形成的关系

以汕优多系１号等组合为材料,在不同栽培密度下,通过对不同时期干物质积累状况,茎,鞘光合产物分配及籽粒灌浆情况和经济性状的测定和分析,找出规律以确定不同水稻品种的源库特征,将供试品种分为增源产类和增源增库互作增产类２个类型。增源产型：茎鞘物质的输出率和转换率较高,穗实粒数较低,千粒重较高,上部叶片,对产量形成影响较大,而增库增产型则相反,并对不同类型的水稻品种提出了相应的栽培措施。     

不同产量潜力水稻品种的剑叶光合特性研究

以粳稻品种武育粳３号以及具有高产潜力的９５１６为材料,研究了不同产量潜力的两个水稻品种剑叶的光合特性差异。结果表明,在剑叶一生中,两者的净光合速率、叶绿素含量、ＲｕＢＰＣａｓｅ总活性和初始活性、光合全链（ｚ链）电子传递活性的变化趋势一致。９５１６的衰退速度慢于武育粳３号,且具有较长的光合速率高值持续期、叶绿素含量相对稳定期和较高的叶源量,其绝对值分别较武育粳３号高２．５ｄ,４．５ｄ和１２．３６％。     

土壤有机碳库与全球变化研究的若干前沿问题——兼开展中国水稻土有机碳固定研究的建议

缓解碳汇饱和的碳固定及其机制是寻找陆地生态系统碳管理可持续战略的主要科学问题。土壤有机碳是地球表层系统中最大且最具有活动性的生态系统碳库之一。近年来，国际学术界在探讨温带森林、湿地和极地生态系统与土壤碳汇效应的同时，越来越重视农业土壤有机碳库的变化及其对陆地生态系统和大气CO2的源汇效应，以及其在人类利用和管理与生态环境演变中的动态变化。西方国家已将固碳农业作为环境管理的导向。对土壤中有机碳固定作用的研究已应用颗粒分组^13C NMR或CPMAS－NMR技术，揭示土壤有机碳的微团聚体分布、腐殖质的转化和分子结构变化及其与土壤矿物质结合机制的微观水平。土壤有机碳在生态环境变化和全球变化下的稳定性是认识土壤碳库对于全球变化的长期效应的基本问题，成为土壤碳研究的热点。目前主要从土壤升温和空气CO2加倍两方面进行研究，但短期的实验结果用于讨论长期效应时仍存在不定性。中国大面积的水稻1980年以来显示出的有机碳库增加现象说明农业生产对大气CO2可能产生汇效应。但对于水稻土中有机碳的分布和结合状态与农业管理措施、水稻土质量变化、农业生态环境变化的关系仍不清楚。因而建议就这一问题从土壤物理学、化学和生物学的相互作用与土壤微团聚体中矿物质、有机质和生物质的相互结合关系的层面上进行多学科研究。     

不同土地利用方式对农田表土有机碳库的影响——以太湖地区吴江市为例

采用耕地质量监测资料,分析了2003年江苏省吴江市6种土地利用方式下的土壤有机碳含量的变化,并与该市1982年第二次土壤普查土壤肥力调查的结果进行了比较.结果表明,2003年吴江市土壤耕层平均有机碳密度比1982年提高(0.14±0.05)t·hm-2·cm-1;在稻田、桑园、菜地、林地、果园、旱地6种主要土地利用方式中,稻田土壤有机碳密度显著高于其他利用方式,并比1982年稻田耕层有机碳密度增加(0.21±0.06)t·hm-2·cm-1.近20多年来,吴江市水稻土的碳固定增加了1.8×103 t,但由于该市的耕地面积减少而造成的总土壤表层有机碳库的减少量为14.32×105 t.因此,稻田作为一种特殊的土地利用方式在陆地碳固定上有着特殊意义.     

寒地水稻不同品种产量对比研究

为筛选适宜三江地区种植的优质高产水稻品种,选用10、11、12叶的19个水稻品种进行对比试验,结果表明：基本掌握了品种特征特性,及在本地区的适应能力。其中增产潜力最大的10叶品种是三江1号、11叶品种垦稻20号和12叶品种垦稻23号,产量分别为9879.0 kg＆#183;hm-2、10057.5 kg＆#183;hm-2和10134.0 kg＆#183; hm-2;分别增产11.0%、13.0%和13.9%。产量最低的为垦稻25和垦稻12号,分别为8901.0 kg＆#183;hm-2和8451.0 kg＆#183;hm-2。综合分析各品种的丰产性、稳产性、抗逆性及适应性,推荐在生产中可以大面积种植的10叶品种为三江1号,11片叶品种有垦稻18、垦稻20、垦粳2号和三江3号;12片叶品种垦稻23及垦鉴稻6号。     

不同木薯品种叶片碳氮代谢与块根淀粉积累特性研究

以木薯高淀粉品种GR891、南植199(nanzhil99)和低淀粉品种南洋红(SC201)为材料,分别在块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期测定叶片碳氮代谢有关指标和块根淀粉含量,探讨木薯叶片碳氮代谢与块根淀粉积累的关系.结果表明,块根淀粉含量与叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性、叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、叶片磷酸合成酶(SS)活性、叶片可溶性糖含量呈正相关关系且与叶片磷酸合成酶(SS)活性达到显著水平,与叶片硝酸还原酶(NR)活性呈负相关但不显著.块根淀粉含量与叶片蔗糖含量、叶片可溶性蛋白含量、叶片氨基酸含量呈极显著负相关关系.但高淀粉木薯品种在生育后期代谢活性下降缓慢,显示出源端较强的同化物持续供应能力,各品种表现出相同的规律.     

不同穗型粳稻的光合作用与物质生产特性

【目的】为了明确不同穗型粳稻产量形成的物质来源。【方法】以27个粳稻品种或品系为试材，对光合特性和干物质生产、分配及其与产量的关系进行了研究。【结果】齐穗期、灌浆期直立和半直立穗型品种的剑叶和倒2叶净光合速率高于弯穗型品种。齐穗期直立和半直立穗型品种的剑叶和倒2叶气孔导度大于弯穗型品种，但灌浆期各类品种气孔导度的差异变小。灌浆期细胞间隙CO2浓度比齐穗期有所增高，其中弯穗型品种增高幅度较大。齐穗期和成熟期细胞间隙CO2浓度与产量呈显著正相关。【结论】直立和半直立穗品种由于具有较强的光合效率和物质转运能力，干物质分配到穗部的比例较大，产量较高。     

兴安岭落叶松生长过程中的固碳模型研究

通过研究兴安岭落叶松树高、胸径与树龄的关系、生物量与D2H的关系及树种含碳率,建立了评估该树种固碳能力的模型。     

银川市不同立地二氧化碳固定效益研究

以银川市宁夏大学北校区、西夏公园、大团结广场、枕水花园的总面积,不可绿化面积,绿化面积和建筑物投影面积为调查对象,对4个不同立地条件下二氧化碳固定量和绿化合格率进行计量分析。结果表明：4个不同立地条件下二氧化碳总固定量的大小顺序为大团结广场（128642887．00kg）〉宁夏大学北校区（71860396．12kg）〉西夏公园（57034734．88kg）〉枕水花园（18729879．20kg）,绿化合格率都达标。     

不同水稻品种孕穗期冷抗的动态分析

在孕穗期对10个水稻品种进行阶段性低温处理,调查分析花药长度、花粉大小、可育花粉率的降低率与结实率降低率的关系,并采用R=F/S对这些指标进行冷抗动态分析.结果表明,不同品种在孕穗期受到冷胁迫时,花药长度、花粉大小、可育花粉率降低率与结实率降低率显著正相关;不同品种花药长度降低率、花粉大小降低率、可育花粉率降低率的冷抗R峰值出现时期不同,R峰值越高耐冷性越强;F-S曲线冷应力S的屈服应力点越高,品种耐冷性越强;由此鉴定出九02YC-11耐冷性最强,其次是水源381和优育8号.     

不同粳稻品种产量构成因素与光合特性的研究

以36个水稻品种或品系为试材,研究了不同类型粳稻品种的产量构成因素、光合性状及其对产量的影响。结果表明,产量构成因素对产量的直接作用以有效穗为主。在齐穗期和灌浆期,紧穗型和半紧穗型品种的净光合速率相对较高。在齐穗期,半紧穗型品种细胞间CO2浓度较高;半紧穗型和紧穗型品种的蒸腾速率达到4mmol·m-2·s-1,散穗和半散穗型品种相对较低。半紧穗型品种在整个生育时期都具有较高的叶面积指数,成熟期叶绿素含量下降缓慢,抗衰老能力较强,产量较高。     

稻渔共作水稻生育特点及产量形成研究

 以同期播种的常规栽培水稻为对照,研究稻渔共作对水稻生长发育动态、株型特征及产量形成的影响。结果表明,稻渔共作具有改善稻田土壤的理化性状,延长水稻生育期,增加群体各生育期生物量,提高叶面积指数和冠层叶片的面积,延缓后期功能叶片衰老,增大茎秆粗度,促进根系发育及伸长节上须根发生等特点。但同时也表现出稻株基部节间长度增大,节间数增多,植株重心上移,后期根系活力降低等特征。在产量及其结构方面表现为茎蘖成穗率、穗粒数和结实率下降,粒重增加,若品种选择与栽培控制得当,可提高单位面积有效穗数并达到增产的目的。     

不同播种方式对直播水稻产量形成的影响

为了探明不同播种方式对直播水稻产量形成的影响,以水稻精量穴直播机进行开沟起垄,开展人工穴播和人工条播两种播种方式的大田研究。试验以杂交稻品种培杂泰丰和常规稻品种玉香油占为研究材料,比较分析了2种播种方式下水稻干物质积累动态、产量及其构成因素。基于开沟起垄直播开展穴播和条播的研究结果表明,以穴播方式的水稻产量较高,穴播处理能够显著提高培杂泰丰和玉香油占的产量,分别达到23.77%和10.89%,其原因是穴播处理能够提高供试水稻品种的有效穗数,穴播方式还有利于优化水稻群体配置,增加水稻群体干物质积累。因此,开沟起垄方式下穴播较条播有利于水稻稳产和增产。     

不同耕作方式和栽培密度下强化栽培水稻的生长发育与产量形成

以三系杂交组合金优253和中优315为试验材料,在两种土壤耕作方式和三种栽培密度下,研究了强化栽培水稻的生长发育与产量形成。结果表明,耕作方式和栽培密度对强化栽培水稻的生长发育和产量产生明显影响。相同耕作方式不同密度下,单株分蘖数随株行距的增加而增加,单位面积分蘖数随株行距的增加而下降;抽穗期最大叶面积指数及其衰减率随株行距的增加而下降;抽穗前的群体干物质积累量随株行距的增加而下降,抽穗至成熟期的群体干物质积累量以中等密度的最大,但成熟期群体干物质积累量仍随株行距的增加而下降;茎叶干物质表观输出率随株行距的增加而下降;单位面积有效穗数随株行距的增加而显著下降,每穗总粒数、结实率和千粒重随株行距的增加而增加。免耕条件下的强化栽培水稻产量随株行距的增加而下降,常耕条件下的产量则以中等株行距处理的最高。     

3个杂交稻新组合源库特性与产量形成研究

以生产上高产两系杂交稻Y两优1号为对照,分析了特大粒恢复系R257与生产上骨干两系不育系C815S、Y58S、N118S所配制的3个杂交稻新组合C815S/R257、Y58S/R257、N118S/R257的库容、产量特性、叶面积动态变化、干物质积累特性及物质转运水平。结果表明：组合C815S/R257、N118S/R257的库容量极显著高于对照Y两优1号,生育后期的上3叶叶面积、干物质积累量、茎鞘叶物质转运水平均优于对照,最终产量分别比对照增产2.65%和0.79%。对新配组合的源特征、干物质积累及转运特性与产量的关系做了讨论。