长期施用化肥对红壤性水稻土中微生物生物量、活性及群落结构的影响

利用化肥长期定位试验,研究了施肥对土壤微生物生物量、活性及其群落结构的影响.结果表明:与不施肥相比,长期施用化肥不仅增加了土壤微生物生物量,而且导致了土壤微生物群落结构的分异.其中,有机无机配施处理和2倍NPK配施处理显著提高了土壤有机质含量、全N含量、土壤微生物生物量和土壤微生物活性.NPK均衡施肥处理对土壤有机质、土壤微生物生物量及其活性的影响小于非均衡施肥的处理(NP、NK、N、P、K),适当增施K肥有利于提高土壤微生物中真菌的比例.     

环太湖耕地利用变化与驱动机制研究——以苏州市吴中区为例

以环太湖苏州市吴中区为样区,利用统计资料、遥感数据和典型调查数据,结合RS和GIS技术,分析18年来耕地利用变化特点与驱动机制。结果表明:研究区耕地年递减率为1.6%,表现出以水域和各类非农建设用地大量占用耕地为突出特点的区域土地动态变化特征;耕地数量变化与区位和地形有关;种植业对耕地利用强度出现波动下降趋势,作物生产由粮食作物生产为主转化为粮食与经济作物生产并重;其变化机制主要是经济发展、人口增长、农业结构调整和政策因素驱动。最后,并在此基础上提出相关建议。     

气候变暖对我国水稻生产的综合影响及其应对策略

气候变暖已是不争的事实,预计到21世纪末全球地表平均气温仍将上升1.5℃以上。水稻是我国最重要的口粮作物,全国80%以上的人口以稻米为主食,探明气候变暖对我国“口粮绝对安全”的潜在影响意义重大。作者依据多年的田间增温试验及长期观察,并结合国内外现有研究,阐明了我国粮食主产区气候变暖的基本态势,总结发现温度升高1.5℃对我国水稻生产的潜在影响正负参半,并取决于具体的稻作季节和地区。但是,随着水稻种植制度调整,尤其是南方双季稻种植面积下降,温度升高对我国水稻生产的负面影响将逐步递增。最后,作者提出了应对气候变暖的气候智慧型稻作技术创新建议,并展望了该研究领域的重点内容和方向。     

抽穗期高温对水稻产量构成要素和稻米品质的影响及其基因型差异

田间条件下,采用远红外增温设施,在水稻抽穗期对6个品种进行高温(40℃)处理,以探讨全球气候变暖情况下,极端高温对水稻产量构成要素和稻米品质的影响及其基因型差异。结果显示:水稻抽穗期高温会显著降低水稻结实率,高温处理下6个水稻品种的结实率平均比常温对照下降25个百分点以上,但对穗粒数和千粒重影响不显著;高温也显著(P<0.05)降低稻米的整精米率,提高稻米的垩白率和垩白度,但对糙米率影响不显著。尽管各品种对高温的响应表现出显著的基因型差异,但是高温对所有品种的产量和品质均产生了严重影响。因此,培育耐热品种是解决热害的技术途径之一,但近期内,关键在于进行种植制度调整与栽培技术创新,以提高植株生态避热和生理抗热能力。     

长期绿肥还田对江南稻田系统生产力及抗逆性的影响

 依据江南丘陵地区双季稻田28年（1981-2008年）长期绿肥还田的田间定位试验和4年的养分耗竭盆栽试验,分析比较了长期不同量绿肥还田对稻田系统生产力和抗逆性的综合影响。结果表明,常量绿肥还田和高量绿肥还田处理下,早稻、晚稻和历年的全年平均籽粒产量和生物学产量及其变异系数与长期单施化肥处理差异不显著,但由于绿肥还田处理施用绿肥替代部分化肥,平均每年的化肥N、P和K投入量比单施化肥处理分别减少90.0、9.9和72.0 kg/hm2。绿肥处理的双季稻全年产量呈上升趋势,而长期化肥处理则呈下降趋势,且前者的全年产量可持续性产量指数均略高于后者,常量绿肥还田下稻田系统的耐瘠能力也显著高于长期单施化肥处理。不同量绿肥还田下稻田系统生产力差异不显著,但耐瘠能力常量还田处理较高。     

施肥水平对抽穗期水稻穗部温度的影响及其原因分析

在田间环境下, 利用2个冠层结构差异显著的水稻品种（扬稻6号、 扬粳9538）, 设置高、 中、 低3个施肥水平, 研究水稻抽穗期穗部温度特征, 以探讨水稻抗热避热的生态学机制。 穗部与大气的温度变化趋势基本一致, 但扬稻6号和扬粳9538的穗部平均温度分别比气温低3.58℃和3.04℃。 施肥水平显著影响大气 穗部的温度差, 高肥和中肥处理下, 2个品种的平均值分别比低肥的高1.54℃和0.90℃。 品种间大气 穗部温度差也存在差异, 扬稻6号平均比扬粳9538高0.85℃。 相关分析发现, 不同施肥水平下大气 穗部温度差与总叶面积指数、 穗上叶面积指数、 生物量和有效分蘖数呈极显著正相关, 而与穗部透光率呈极显著负相关。 说明通过优化田间管理比如合理的施肥来建立良好的群体结构, 对降低穗部温度, 提高水稻抗热避热能力的效应显著。     

稻田增氧模式对水稻籽粒灌浆的影响

 为考查水稻产量形成和灌浆动态对不同稻田增氧模式的响应特征,于2008年和2009年,以国稻1号和秀水09为材料,长期淹水田块为对照(CK),采用过氧化尿素（T1）、过氧化钙（T2）和干湿交替灌溉（T3）的稻田增氧模式,监测并采用Richard方程模拟水稻籽粒灌浆过程。 国稻1号产量依次为T3＞T1＞T2＞CK,秀水09产量依次为T3＞T2＞T1＞CK。2008年,国稻1号T1、T2和T3分别比CK增产11.6%、8.5%和13.6%,秀水09增产6.6%、9.2%和9.4%。2009年,国稻1号T1、T2和T3分别比CK增产16.8%、14.4%和23.0%,秀水09增产14.6%、17.2% 和17.4%。不同增氧模式对水稻灌浆过程的影响表现为：1）灌浆过程均符合Richards方程（拟合度>0.989）;2）强、弱势粒的最大粒重均有提高、粒重差异减少、灌浆同步性提高;3）两水稻品种的弱势粒均得到充分灌浆,其中增氧延长了国稻1号弱势粒的灌浆时间、增大了秀水09弱势粒灌浆速率。增氧模式下,弱势粒充分灌浆和结实率提高是水稻产量增加的主要原因。     

超级稻宁粳1号与常规粳稻CH4排放特征的比较分析

以超级稻宁粳1号和常规稻镇稻11为材料,采用盆栽试验,系统比较了两个品种的生产力及CH4排放的差异,并分析了其主要原因。结果表明,虽然两个品种的CH4排放通量的动态特征和生物学产量均基本相似,但宁粳1号的CH4排放总量比镇稻11低35.22%(P<0.05),土壤水溶液中CH4平均浓度也低41.31%(P<0.01)。两个品种的CH4排放差异主要出现在水稻生长中期,前期和后期的差异不明显。比较两个品种的生物学产量、株高、叶面积、根系等生长特性,发现宁粳1号强大的根系是降低CH4排放的最关键因素。综合比较植株生产力和CH4排放强度,发现宁粳1号不仅具有更高产量,而且单位干物质和籽粒产量的CH4排放量均分别比镇稻11低42.42%和81.38%(P<0.05)。上述结果显示,水稻产量的提高不一定伴随CH4排放的增加,选育高产低排放的水稻品种是可能的。大面积推广应用超级稻,可能不仅利于粮食安全,也有利于温室气体减排。     

红黄壤水田高产高效可持续复种模式研究

在全面分析红黄壤水田种植系统现状的基础上，结合国家科委“八五”攻关项目研究结果，作者总结设计了3种适应该区的新型复种模式（马铃薯／玉米-稻、草莓／糯玉米-稻、大蒜／西瓜-稻），以当地3种传统模式（油-稻-稻、肥-稻-稻、菜-稻-稻）为对照，在江西省临川市进行对比试验。两年试验结果表明：3种新模式的经济效益和效率、土壤肥力状况均好于对照，其中草莓／糯玉米-稻模式的经济效益和土壤肥力状况最好；粮食产量以马铃薯／玉米-稻复种模式最高，该模式的优质饲料生产所占比例较高，粮食生产结构比较合理。     

非对称性增温对冬小麦强势粒和弱势粒淀粉合成关键酶活性的影响

以扬麦11为材料,采用全生育期田间开放式增温系统进行增温处理,研究了不同增温处理对小麦强和弱势粒淀粉合成关键酶活性的影响差异。结果表明,冬小麦强势粒中蔗糖合酶(SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)和淀粉分支酶(SBE)的活性较弱势粒高,而且三者白天的活性均比夜间高。不增温条件下,整个灌浆期强势粒中SS、AGPase和SBE的活性平均分别比弱势粒高72.9%、111.4%和7.8%。全天、白天和夜间增温条件下,强势粒SS白天的活性比常温对照的高8.4%~31.2%,夜间的活性比对照高11.1%~20.3%;弱势粒SS白天的活性比对照高9.7%~20.3%之间,夜间的活性比对照高6.1%~32.0%。弱势粒中AGPase活性在不同增温处理下也显著提高,其白天的活性比对照高54.2%~124.4%,夜间的活性比CK高20.7%~99.3%。增温对SBE活性的影响较小,强势粒和弱势粒在增温条件下其白天的活性均比对照高3.9%~12.1%,夜间的活性均比对照高1.0%~7.6%。相关分析表明,AGPase和SBE的活性与千粒重之间存在极显著正相关,增温条件下AGPase和SBE的活性显著提高,尤其是弱势粒中AGPase和SBE活性的显著提高是千粒重提高的一个重要原因。