长期定位施肥对农田土壤温室气体排放的影响

采用静态箱/气象色谱法,研究长期不同养分配施(CK,NK,NP,PK和NPK)后的农田土壤温室气体排放差异。结果表明,不同处理条件下,土壤CO2排放呈相似的变化趋势,受土壤温度和水分的共同影响,土壤CH4和N2O的时间变化在不同处理间存在差异,和温度水分的关系不明显。平均排放通量的分析表明,长期不同肥料配合施用后形成的不同肥力的土壤以及作物生长的差异是影响土壤温室气体排放的一个重要因素,土壤CO2平均排放通量顺序依次为CK相似文献   

亚硝酸盐添加对土壤硝化和反硝化基因转录活性及N2O排放的影响

设施菜田土壤氧化亚氮（N2O）脉冲式排放期间通常伴随着亚硝酸盐（NO2-）的大量积累,为揭示NO2-对设施菜田土壤N2O排放的影响机制,以两种典型蔬菜种植区土壤（碱性土壤/酸性土壤）为研究对象,通过室内培养试验,对比厌氧和好氧培养条件下添加NO2-后两种土壤无机氮转化与N2O、氮气（N2）和二氧化碳（CO2）等气体排放,以及氨氧化单加氧酶α亚基调控基因（amoA）、亚硝酸盐还原酶调控基因（nirK和 nirS,统称nir）和N2O还原酶调控基因（nosZ）的丰度和转录情况。结果显示：受pH等环境因素影响,土壤中NO2-含量并不一定与N2O排放之间存在相关性,但添加NO2-的处理显著增加了两种土壤的N2O排放量和N2O/(N2O+N2)指数（IN2O）（P<0.05）。碱性土壤中,60 mg?kg-1外源NO2-对土壤CO2排放无明显抑制作用,厌氧培养条件下nirK基因、好氧培养条件下amoA和nirS基因均出现了添加NO2-后转录拷贝数显著高于空白处理的现象,而nosZ基因无此现象。酸性土壤中,amoA转录活性整体较低,好氧空白处理时nirS基因转录拷贝数随培养时间的延长而增加（P<0.05）;60 mg?kg-1外源NO2-明显降低了酸性土壤的CO2排放量、相关基因的丰度及转录拷贝数。上述结果显示,土壤中积累的NO2-会通过诱导nir基因转录与N2O还原酶竞争电子和抑制N2O还原酶活性等途径,增加土壤的IN2O,影响有氧条件下N2O的排放途径,研究结果将为探索设施菜田土壤氮素高效利用和N2O减排提供科学依据。     

抑制剂对海南土壤中硝化作用及N2O排放的影响

通过室内培养试验研究4种肥料增效剂对尿素在海南土壤中氮素转化和N₂O排放的影响,以期筛选出适合海南土壤的氮肥增效剂类型。培养试验设单施尿素（CK）、尿素 + 长效复混肥添加剂（加入尿素量的8‰,NAM）、尿素 + 双氰胺（加入尿素量的3.5%,DCD）、尿素 + 3,4-二甲基吡唑磷酸盐（加入尿素量的1%,DMPP）、尿素 + 2-氯-6-三氯甲基吡啶（加入尿素量的8‰,NMAX）5个处理。在培养过程中定期测定土壤理化性质、铵态氮和硝态氮含量以及N₂O排放量的变化,以分析不同增效剂对土壤氮素形态及N₂O排放的影响。结果表明:添加增效剂处理土壤的pH、有机质、全氮和速效钾等均与CK无显著差异,但土壤速效磷含量显著降低。培养过程中,除DCD外,DMPP、NAM和NMAX处理铵态氮浓度一直处于较低水平,而土壤硝态氮含量缓慢增长,显示出明显的硝化抑制效果。与CK处理相比,添加抑制剂处理土壤N₂O浓度峰值延后,累计排放量显著降低,但不同抑制剂间差异不显著。综合比较硝化抑制作用及N₂O减排效果,可以认为添加长效复混肥添加剂（NAM）、3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和2-氯-6-三氯甲基吡啶（NMAX）等抑制剂的肥料适宜应用于海南水稻土。     

硝化抑制剂和通气调节对土壤N2O排放的影响

采用室内培养方法,研究了土壤水分含量和温度对硝化反应速度、N2O排放及施用硝化抑制剂(N-Serve)和土壤掺砂对N2O排放的影响。结果表明,硝化反应速度随温度升高而加快,30℃时反应进行最快;水分对硝化反应速度的影响不显著。N2O排放通量随温度和水分含量升高而加大,最高排放通量出现在水分含量28.5%,20℃或30℃时。30℃、低水分(14.2%)时,N2O排放量较低,15d累积排放量为126.4.mg/kg,且主要来自硝化反应,施用N-Serve可使总排放量减少65.0%;水分含量增加到28.5%,反硝化反应发生,N2O排放量急剧增加,15d累积排放量达764.4.mg/kg;施用砂子或N-Serve,总排放量分别减少82.9%、62.1%。因此,低水分时,施用N-Serve可抑制硝化反应;高水分时,施用砂子或砂子与N-Serve配合,可有效抑制N2O排放。     

污泥及其混合堆肥对番茄土壤性质和N_2O排放的影响

目前关于污泥及其生物质堆肥的土地利用过程中土壤性质变化和温室气体排放数据十分缺乏,难以满足农田土壤氮素保存和温室气体减排的需求。该研究通过在番茄种植过程中添加800 kg/hm2新鲜污泥(S-H)、400 kg/hm2新鲜污泥(S-L)、800 kg/hm2秸秆堆肥(VM-S)和800 kg/hm2猪粪堆肥(VM-M),开展土壤性质、无机氮形态、作物生长以及N2O排放特征的研究。结果表明:堆肥处理显著增加了土壤电导率(electric conductivity,EC)(P0.05),其中猪粪堆肥时土壤EC值最大。添加污泥和堆肥都使土壤p H值显著上升(P0.05),最终趋于中性,且VM-M对土壤酸化的抑制效果略优于VM-S。污泥和堆肥处理时土壤NO3--N浓度显著高于对照,且各处理组NO3--N浓度均随时间逐渐下降,NO3--N主要被番茄吸收,部分NO3--N从土壤上层淋溶至下层;NH4+大多数被氧化为NO3-,部分NH4+被植物吸收。在施入的无机氮量相等情况下,VM-M、VM-S、S-H处理组中番茄地上部分生物量分别为1 515、1 383、1 103 g/株,株高分别为56.8、54.5、51.3 cm,对番茄生长的促进效果为VM-MVM-SS-H,而S-H比S-L多施入的氮肥对番茄生长并未起到明显促进作用(P0.05)。与对照相比,污泥或生物质堆肥都显著提高了土壤N2O的排放(P0.05),各处理组N2O的排放均集中于施肥后的前20天,且土壤N2O的排放通量大小顺序为S-L(0.76 kg/(hm2·a))VM-M(0.95 kg/(hm2·a))VM-S(1.19 kg/(hm2·a))S-H(1.71 kg/(hm2·a))。因此,在进行污泥及其生物质堆肥的土地利用时,应考虑有机肥的种类及其施用量,以在提高作物产量的同时改善土壤并减少温室气体排放,在进行污泥的农田利用时可先将污泥与畜禽粪堆肥。     

控释肥对土壤氮素反硝化损失和N_2O排放的影响

在实验室培养条件下,研究了3种控释肥对土壤氮素硝化反硝化损失和N2O排放的影响。结果表明,控释肥具有明显控制氮素释放的作用。在培养的前23d,控释肥处理的土壤NH4＋-N含量低于尿素处理,而后则高于尿素处理。各肥料处理土壤NO3--N含量均随培养时间逐渐增加,但不同肥料处理间差异不显著。28d培养期间,施入控释肥的土壤反硝化氮损失量为30.33～30.91mg N·kg-1土,比施加尿素处理土壤低13.83～14.41mgN·kg-1土,差异达到显著水平（P〈0.05）,控释肥降低氮肥的反硝化损失达3.45～3.60个百分点。控释肥处理土壤N2O累积释放量约为15.71～20.45mgN·kg-1土,比尿素处理高0.86～5.60mgN·kg-1土,但差异未达到显著水平。     

肥料减量深施对土壤N2O排放和冬油菜产量的影响

为揭示肥料深施条件下减量施肥对土壤N2O排放及作物产量的影响,提出有效的减氮减排及增产增效措施,该研究以冬油菜为对象,设置肥料深施条件下当地推荐缓释肥量（750 kg/hm2,N-P2O5-K2O:25-7-8）的100%（DF100）、80%（DF80）和60%（DF60）3个施肥水平,以地表撒施当地推荐缓释肥量（BF100）和不施肥（F0）为对照,共5个处理;采用静态箱-气相色谱法对N2O排放进行原位监测,分析不同施肥处理对土壤N2O排放、土壤充水孔隙率（Water-Filled Pore Space, WFPS）、土壤温度及冬油菜产量的影响。结果表明：较地表撒施相比,肥料深施土壤N2O排放量增加了13.3%,但不显著（P>0.05）;冬油菜产量显著增加了20.1%,肥料偏生产力（Partial Factor Productivity,PFP）和农学利用率（Agronomic Efficiency,AE）分别显著提高了20.1%和31.9%（P<0.05）。减量施肥显著减小了土壤N2O排放、冬油菜产量及肥料利用率（P<0.05）,DF100处理较DF80、DF60和F0处理土壤N2O排放量分别增加了22.7%、42.5%和153.7%;DF100处理冬油菜产量分别是DF80、DF60和F0处理的1.30、2.24和3.24倍;DF100处理较DF80和DF60处理PFP分别增加了3.8%和34.5%且AE分别增加了19.7%和201.3%。综合考虑产量和温室效应,在深施当地推荐缓释肥施用量的基础上能够适当减量施肥,但需高于600 kg/hm2。该研究为冬油菜区N2O减排及油菜机械化直播种植合理施肥提供参考。     

长期连续秸秆还田和生物质炭施用对稻田N2O排放的影响

为了评估麦季多年连续秸秆还田和生物质炭施用对稻麦轮作系统下稻田N₂O排放的影响，于2010年麦季开始开展了为期11 a的麦季秸秆还田和生物质炭施用定位试验。试验共包括5个处理：无玉米秸秆还田和生物质炭施用(CK);6 t/(hm²·a)玉米秸秆还田(CS);2.4 t/(hm²·a)生物质炭施用(BC1);6 t/(hm²·a)生物质炭施用(BC2)和12 t/(hm²·a)生物质炭施用(BC3)。结果表明，BC2和BC3处理较CK均显著提高了土壤碱解氮、有效磷、速效钾、易氧化碳、可溶性有机氮和土壤微生物生物量氮含量。CS、BC1和BC2处理水稻生长季N₂O总排放量与CK没有显著差异，但是BC3处理的N₂O总排放量比CK提高了245.31%，并显著高于其他处理。BC3处理的N₂O总排放量和施氮肥后N₂O排放高峰期的累积排放量分别比CK提高了3.84 kg/hm²和3.3...     

粒径对冻融过程中加氮灌溉土壤N2O排放的影响

通过室内模拟的方法,研究了冻融过程潮土两种粒径（1 cm和0.25 mm）在加氮灌溉条件下N2O的排放通量,并且分析比较了3种氮素形态（铵态氮、硝态氮和酰胺态氮）和3种浓度（40、200和800 mg/L）对土壤N2O的排放通量的影响。结果表明：冻结前,除硝态氮浓度在大于200 mg/L时,细土N2O排放通量小于粗粒径土壤,其他氮素形态和浓度得到相反结果;冻结过程细土达到N2O稳定排放通量的时间要早于粗粒径土壤;融化后细土比粗粒径土壤早出现N2O排放峰,并且该峰值总体比粗粒径土壤小;随氮素浓度增加,粗粒径土壤3种氮素形态平均N2O累积排放量分别比细粒径土壤多45.46%、7.81%和46.87%。建议土壤在加氮灌溉时应尽量避免施加硝态氮肥,铵态氮肥的施用应尽量考虑降低浓度,并建议在灌溉越冬水且土壤冻结后耙碎大土块以减少N2O排放。     

硝化抑制剂对稻田土壤N2O排放和硝化、反硝化菌数量的影响

【目的】本研究旨在明确硝化抑制剂对稻田土壤氮素周转的影响,探讨抑制剂提高氮肥利用率及微生物响应机理。【方法】以草甸黑土发育的水稻土为研究对象,进行了两组培养试验 (25℃),培养周期均为150天。共设4个处理:1) 不施肥 (CK);2) 单施尿素 (Urea);3) 尿素 + 双氰胺 (Urea + DCD);4) 尿素 + 3, 4-二甲基吡唑磷酸盐 (Urea + DMPP)。一组试验从培养第1天起,抽取气体样品,用气相色谱法测定N₂O排放量。另一组试验从培养第1天直到结束,取土样测定氨氧化细菌和氨氧化古菌数量,采用荧光定量PCR等技术测定nirK基因和nirS基因拷贝数,用常规方法测定土壤无机氮含量。【结果】施用尿素显著增加了N₂O排放量,其中85%的N₂O排放发生在培养开始后的前两周内。Urea + DMPP处理土壤NH₄+浓度在前23天稳定在较高水平,与Urea处理相比,N₂O减排率为78.3%,Urea + DCD处理为21.6%。Urea + DMPP处理排放系数为0.05%,Urea + DCD为0.18%,Urea + DMPP处理显著低于Urea + DCD处理。施用尿素培养,土壤氨氧化细菌 (AOB) 数量显著增加而氨氧化古菌 (AOA) 数量则显著减少。添加DCD和DMPP能显著抑制AOB的数量,但对AOA没有影响。培养第3、30和90天,Urea + DMPP处理土壤中的AOB数量显著低于Urea + DCD处理的30%、56%和60%。对于反硝化细菌来说,所有处理中的nirK基因拷贝数均显著高于nirS基因拷贝数。添加DMPP在培养第3和30天显著减少了含nirK和nirS基因的反硝化细菌数量,而添加DCD对两类反硝化细菌数量无明显作用。【结论】东北黑土水稻生产中,硝化抑制剂DMPP降低N₂O排放量和排放系数的效果显著好于DCD,因为DMPP在培养后的30天内,可以显著抑制氨氧化细菌繁衍,降低反硝化细菌数量,从而起到减少N₂O排放、提高肥料利用率的作用。     

水稻籽粒灌浆的发育遗传与分子生态特性研究

本文从发育遗传生理和分子生态学角度, 综述了近年来国内外研究水稻籽粒灌浆的现状与存在的问题。提出了水稻籽粒发育与物质充实涉及信号传递与多基因调控及其与环境互作的分子生态学过程。强、弱势粒由于基因时空表达模式和功能蛋白作用方式的不同, 导致不同粒位胚乳细胞发育程序、籽粒灌浆速率和干物质重的明显差异。已有研究结果表明, 强势粒发育灌浆早、充实快, 具有明显的遗传稳定性; 而弱势粒发育灌浆起步晚, 充实度较差, 易受环境调控。通过分子遗传改良和分子生态调节是改善弱势粒胚乳细胞健康顺利发育, 实时启动灌浆充实, 提高结实率和千粒重, 最终实现高产的两条有效途径, 已成为世界各国优先研究的领域。本文认为籽粒灌浆为何存在一个滞育期(stagnant phase), 强弱势粒在这一发育阶段基因表达和功能作用为何存在差异是值得深入研究和回答的科学问题。     

Improvement of rice (Oryza sativa L.) growth in upland conditions with deep tillage and mulch

The productivity of upland rice in Japan as well as in the world is low and unstable owing to scarce and unpredictable rainfall. The objective of this study was to examine whether agronomic methods could enhance grain yield of upland rice. Four field experiments were conducted from 2001 to 2003 in Nishitokyo, Japan, under upland conditions with different water supplies, in order to quantify the effects of deep tillage combined with deep placement of manure (50-cm depth), straw mulch (6 t ha⁻¹), or their combinations on the growth and grain yield of rice. Mulch kept surface soil moisture higher than without mulch even at reproductive stage, and it increased yield to the greatest extent under the most favourable conditions with much rainfall before heading (i.e., 2003). Deep tillage with deep placement of manure induced deep root proliferation and higher nitrogen uptake, increasing biomass production, and panicle number, and consequently grain yield was enhanced under the two lowest yielding environments with less rainfall before heading. Rice plants with deep tillage with deep manure application without mulch tended to have lower leaf water potential and higher diffusion resistance during drought, and negative effects on grain filling and harvest index in some experiments compared with the control. When deep tillage with deep placement of manure was combined with mulching in two experiments in 2002 and 2003, grain yield always enhanced compared with the control (P < 0.10, 6.0 t ha⁻¹ versus 5.4 t ha⁻¹ on average), suggesting their synergetic mechanisms for yield increase and stabilization. The results showed that deep tillage or mulching can improve grain yield of rice under drought-prone rainfed upland conditions in a temperate climate on an Andosol, and their combination had more consistent and greater positive effects.     

硅缓解水稻根系铁毒害

Silicon (Si) can enhance the resistance of plants to many abiotic stresses. To explore whether Si ameliorates Fe2+ toxicity, a hydroponic experiment was performed to investigate whether and how Si detoxifies Fe2+ toxicity in rice (Oryza sativa L.) roots. Results indicated that rice cultivar Tianyou 998 (TY998) showed greater sensitivity to Fe2+ toxicity than rice cultivar Peizataifeng (PZTF). Treatment with 0.1 mmol L-1 Fe2+ inhibited TY998 root elongation and root biomass significantly. Reddish iron plaque was formed on root surface of both cultivars. TY998 had a higher amount of iron plaque than PZTF. Addition of Si to the solution of Fe treatment decreased the amount of iron plaque on root surface by 17.6% to 37.1% and iron uptake in rice roots by 37.0% to 40.3%, and subsequently restored root elongation triggered by Fe2+ toxicity by 13.5% in the TY998. Compared with Fe treatment, the addition of 1 mmol L-1 Si to the solution of Fe treatment increased xylem sap flow by 19.3% to 24.8% and root-shoot Fe transportation by 45.0% to 78.6%. Furthermore, Si addition to the solution of Fe treatment induced root cell wall to thicken. These results suggested that Si could detoxify Fe2+ toxicity and Si-mediated amelioration of Fe2+ toxicity in rice roots was associated with less iron plaque on root surface and more Fe transportation from roots to shoots.     

Effects of inoculation of cyanobacteria on nitrogen status and nutrition of rice (Oryza sativa L.) in an Entisol amended with chemical and organic sources of nitrogen

A field experiment was conducted with wetland rice (Oryza sativa cv. IR-36) in a sandy clay loam soil (Entisol) to study the effect of inoculation with a soil-based mixed culture of four diazotrophic cyanobacteria,Aulosira fertilissima, Nostoc muscorum, N. commune andAnabaena spp., on the N-flux in inorganic NH₄ ⁺+NO₃ ^–+ NO₂ ^–), easily oxidizable, hydrolysable and non-hydrolysable forms of N in soil during vegetative growth periods of the crop. Effects on grain and straw yield and N uptake by the crop were estimated. The effects of applying urea N and N as organic sources, viz.Sesbania aculeata, Neem (Azardirachta indica) cake and FYM, each at the rate of 40 kg N ha^–1, to the soil were also evaluated. Inoculation significantly increased the release of inorganic N, evidenced by its increased concentrations either in soil or in soil solution. However, such increases rarely exceeded even 4% of total N gained in different froms in the soil system by inoculation during the vegetative growth stages of the rice plant, when the nutritional requirement of the plants is at a maximum. Most of the N₂ fixed by cyanobacteria remained in the soil as the hydrolysable form (about 85%) during this period. Inoculation caused an insignificant increase in grain (8%) and straw (11%) yield, which was, however, accompanied by a significant increase in N uptake by the grain (30%) and an increase in total uptake of 15.3 kg N ha 1. Such beneficial effects of inoculation varied in magnitude with the application of organic sources, with farmyard manure (FYM) being the most effective. Application of urea N, on the other hand, markedly reduced such an effect.     

不同形态硒向水稻籽粒转运途径及品种差异

硒是人体必需微量元素,提高水稻籽粒硒含量对改善人体膳食硒营养有重要意义。以富硒水稻品种(Oryza sativa L.)秀水48和非富硒品种S.Andrea为材料,在灌浆期分别供应离体穗亚硒酸盐、硒酸盐、硒代蛋氨酸(SeMet)和硒甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys),探讨两品种水稻在灌浆期向籽粒转运不同形态硒的品种差异及转运途径。结果表明:水稻体内有机硒主要通过韧皮部转运至籽粒,硒酸钠可能通过木质部和韧皮部共同转运至剑叶,而亚硒酸钠主要通过木质部转运至剑叶。秀水48从茎至籽粒转运硒酸盐和硒代蛋氨酸能力显著强于S.Andrea,并且富硒水稻秀水48从剑叶至籽粒转运有机硒(硒代蛋氨酸)能力显著高于S.Andrea。与非富硒水稻相比较,富硒水稻能通过茎和剑叶向籽粒转运较多的硒,这可能是引起水稻籽粒硒含量差异的直接原因。     

稻草覆盖还田对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响

以杂交稻“天优998”为材料, 设置覆盖还田和不还田2种稻草还田处理, 4种氮肥处理, 进行了连续2年的田间试验, 研究稻草还田对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响。结果表明: 稻草还田显著促进了水稻对氮素的吸收, 其总吸氮量比稻草不还田处理增加13.7%~20.3%, 但对不同生育阶段吸氮量占总吸氮量的比例影响不大。与稻草不还田处理相比, 稻草还田处理的水稻在分蘖中期(MT)、穗分化始期(PI)和抽穗期(HD)叶片叶绿素含量显著提高[实地养分管理(N1)的MT时期除外]。稻草还田可提高氮肥吸收利用率(RE)、农学利用率(AE)和氮肥偏生产力(PFP)。两年平均, 稻草还田处理的RE比稻草不还田处理提高8.23个百分点, 相对提高23.4%, 达极显著水平。AE、RE、PFP与MT~PI期间的吸氮量呈正相关, 其中AE和PFP达极显著水平。RE与HD~MA期间的吸氮量呈极显著正相关。在MT施氮、促进MT~PI期间的氮素吸收对提高AE、RE和PFP有重要意义。创造条件增加抽穗后的氮素吸收, 对于提高RE、减少氮肥损失和面源污染至关重要。     

紫茎泽兰和黄顶菊入侵对土壤微生物群落结构和旱稻生长的影响

为比较入侵植物与本地植物对土壤微生态影响的差异, 探索外来植物入侵的土壤微生物学机制, 本研究通过同质园试验, 比较分析了2种入侵菊科植物(紫茎泽兰、黄顶菊)和2种本地植物(马唐、猪毛菜)对土壤肥力和微生物群落的影响, 并通过盆栽反馈试验验证入侵植物改变后的土壤微生物对本地植物旱稻生长的反馈作用。同质园试验结果表明: 2种入侵植物和2种本地植物分别对土壤微生态产生了不同的影响, 尤其是紫茎泽兰显著提高了土壤有效氮、有效磷和有效钾含量,紫茎泽兰根际土壤中有效氮含量为39.80 mg·kg^-1,有效磷含量为48.52 mg·kg^-1。磷脂脂肪酸指纹图谱结果表明, 2种入侵植物与2种本地植物相比, 较显著增加了土壤中放线菌数量, 而紫茎泽兰比其他3种植物显著增加了细菌和真菌数量。盆栽结果表明: 黄顶菊生长过的土壤灭菌后比灭菌前旱稻株高增加113%, 紫茎泽兰也使旱稻的株高增加17%。由以上结果可知, 紫茎泽兰和黄顶菊可能通过改变入侵地土壤的微环境, 形成利于其自身生长扩散的微生态环境从而实现其成功入侵。     

铜绿假单胞菌对镉胁迫水稻苗期生长与镉积累的影响

稻米重金属污染是人们广泛关注的严重问题,微生物钝化是阻遏环境重金属进入生物循环的有效途径之一。为了解铜绿假单胞菌对苗期水稻镉污染的缓解效应,本文以无镉处理为对照,通过添加20μmol×L~(-1)镉的水培试验,研究了铜绿假单胞菌、载体A(硅藻土,粒径1~3 mm)、载体B(硅藻土,粒径3~6 mm)、载体C(活性炭,比表面积1 000 m~2×g-1)以及铜绿假单胞菌与载体制备的菌剂A、菌剂B和菌剂C对水稻生长、镉含量及镉积累量的影响。结果表明,20μmol×L~(-1)镉处理显著抑制了水稻根长、株高的生长和干物质积累,添加菌液及菌剂A、B、C后,水稻生长状况得到显著改善,总生物量比镉处理(0.523 g×株~(-1))提高38.5%~67.3%,以菌剂B处理的水稻生物量最高。水稻根、茎鞘、叶以及地上部镉含量显著降低,其中添加菌剂A、菌剂B、菌剂C及活性炭处理的水稻地上部镉含量分别比镉处理(101.3 mg×g~(-1))下降45.9%、47.9%、59.9%和59.9%,迁移系数降低16.7%、25.0%、33.3%和33.3%,富集系数减少48.1%、48.8%、58.8%和60.9%。添加活性炭、菌剂A和菌剂C处理的水稻单株镉积累量降低18.2%、9.5%和24.3%,添加菌剂B以及依次含有56.4 mL、45.3 mL、28.4 mL菌悬液的菌液A、菌液B和菌液C处理,其镉积累量依次增加15.0%、30.4%、14.9%、16.9%,说明菌株通过提高作物生物量增加了镉积累。综上,铜绿假单胞菌可显著促进镉胁迫水稻的生长,降低水稻的镉含量,抑制镉的迁移,降低水稻镉的有效性;菌剂A、B、C表现出良好的镉钝化能力,表明铜绿假单胞菌可为环境镉污染的生物修复提供新菌株。     

不同化感潜力水稻品种对低钾的生理与分子响应

选择国际公认的化感水稻品种“P1312777”和非化感水稻品种“Lemont”为材料,在K元素为5mg&#183;L^-1（低K）和40mg&#183;L^-1（正常K）2个水平的营养液中培养,通过水稻形态学指标（根长、株高、根冠比和生物量）、生理生化指标（SOD、POD、CAT、根系活力及植株中N、P、K含量）,评价不同化感潜力水稻品种对低K胁迫的生理响应,并采用实时荧光定量PCR（Realtime Fluorescent Quantitative PCR,FQ-PCR）,分析了低K胁迫下水稻根和叶中与N、P、K吸收利用相关的12个关键酶的基因表达差异。结果表明,低K促进了化感水稻“P1312777”根的生长,根冠比加大,生物量增加,但对株高的影响不显著;而该条件下非化感水稻“Lemont”的上述指标均受到不同程度的抑制。低K对两种水稻的保护酶系（SOD、POD、CAT）和根系活力均有一定程度的抑制作用,植株中N、P、K含量降低,但非化感水稻“Lemont”受抑制的程度远大于化感水稻“P1312777”。FQ-PCR检测结果表明,低K胁迫下两种水稻根、叶中的12个关键酶的基因均呈现上调表达,而化感水稻“P1312777”的基因表达上调倍数均明显大于非化感水稻“Lemont”。低K胁迫下两种水稻品种的形态学差异、生理与分子响应均表明,化感水稻“P1312777”比非化感水稻“Lemont”具有更强的适应K匮乏的能力。     

根区一次施氮提高水稻氮肥利用效率的效果和原理

我国水稻氮肥施用量大,农民习惯氮肥表面撒施,氮肥通过氨挥发以及径流等途径损失严重,造成经济损失和环境污染。农村劳动力缺乏,土地流转迅速,省时省力、节肥高效的施肥方式亟待探索和推广。大田条件下,在环太湖水稻高施氮区,比较常规氮肥用量下(225 kg/hm2)的农民习惯分次施用(40%︰30%︰30%分次施用)与根区一次施用(偏根系5 cm,土表下10 cm穴施)两种施肥方式对水稻产量及氮肥利用率的影响。结果表明不种植水稻的前提下,习惯施氮处理表层土壤NH_4~+-N最高,自表层向下逐渐降低,各层养分均随时间推移而下降。根区一次施氮可显著提高施肥点周围土壤中的NH_4~+-N含量及其贮存时间,施肥后30,60和90 d,根区施氮处理NH_4~+-N最高值分别达到542.6、412.1和39.8 mg/kg。且根区一次施氮处理施肥点周围土壤高NH_4~+-N含量至少可保持60 d。种植水稻后,相对习惯分次施氮而言,根区一次施氮显著提高水稻分蘖数、各器官的氮含量、氮积累量及氮肥利用效率。根区一次施氮处理水稻氮积累量高达196.7 kg/hm2,相对习惯施氮增加34.9%。氮肥表观利用率分别达到59.8%(差值法)和42.5%(15N标记法),相对习惯施肥分别增加22.6和30.6个百分点。肥料氮损失由分次施用的73.0%下降到29.7%。根区一次施氮显著增加肥料养分在土壤中的贮存时间,降低肥料养分损失的风险,提高水稻氮肥利用效率,是一种节肥高效的施肥方式,值得进一步研发施肥机械和推广应用。