东北水稻生长发育和产量对夜间升温的响应

 采用两套开放式增温系统,在吉林公主岭开展了4年的水稻全生育期夜间增温试验。结果表明,全生育期冠层夜间温度平均升高0.7℃~1.0℃,水稻始花期提前2~3 d,但灌浆时间延长1~2 d。夜间增温对水稻净光合速率无显著影响,但显著提高剑叶面积、花后总绿叶面积和叶面积指数,其中吉粳81和吉粳83叶面积指数提高了40.0%和45.5%。夜间增温下,水稻地上部生物量和籽粒产量呈现递增趋势,增幅皆为10%左右;有效穗数和每穗粒数分别提高7.0%和5.7%。夜间温度升高主要通过缓解低温对水稻生长的影响,其对东北寒地水稻的直接效应将以增产为主。     

深松方式与施氮量对玉米茎秆解剖结构及倒伏的影响

以不同深松方式和施氮量下玉米茎秆解剖结构的变化为研究内容,从微观角度研究玉米倒伏机理及调控措施.结果表明,茎秆表皮厚度、维管束的数量和面积、木质部和韧皮部面积与倒伏均呈显著负相关关系.通过深松及适量施氮均可调节维管束结构.对倒伏率的影响,维管束面积表现为大维管束大于小维管束;维管束内部结构表现为韧皮部面积大于木质部面积.深松和施氮均提高了维管束的输送效率.玉米倒伏率与茎秆中含氮量呈显著负相关关系,与含磷量和含钾量的关系不密切.玉米茎秆的抗折强度与倒伏率呈负相关关系,适量增施氮肥可提高茎秆的抗折强度.施氮量为225 kg/hm2时结合隔行深松,玉米茎秆维管束内部结构发达、输送效率最高、抗折强度最大、倒伏率最低.     

科学认识东北气候变暖 充分发挥水稻适应潜力

东北不仅是我国水稻尤其是优质粳稻的主要产区,也是我国气候变暖最明显的区域。近40年来,东北水稻单产的递增幅度与日最低气温的升高幅度呈显著正相关,历年颁布并推广的主要水稻品种生育期每10年也延长了2.8 d左右。近20年来,东北水稻实际播种期提早了3.7 d,收获期推迟了1.7 d,全生育期延长了5.4 d左右,种植重心也向北位移了近80 km。田间实际增温试验也发现,夜间温度继续升高1℃,东北水稻单产仍可以提高10%左右。上述分析与试验表明,气候变暖对东北水稻的增产效应显著。在未来气候变化的应对策略上,应从多抗品种选育、抗逆栽培创新和农田基本建设等方面着手,全面增强稻田系统的抗逆性和稳定性,充分挖掘水稻对气候变暖的适应潜力。     

土壤重金属Pb和Cd在蕹菜中的累积特征及产地环境安全临界值

通过盆栽方法研究了水稻土和潮土两种土壤条件下蕹菜对Pb和Cd的累积特征,并探讨了Pb与Cd在产地土壤环境中的安全临界值。结果表明:两种土壤中蕹菜的Pb和Cd累积量与土壤Pb、Cd添加量均呈正相关关系,茎中的累积量显著高于叶。水稻土和潮土环境下,蕹菜茎中的Pb平均含量分别是叶中的3.86、2.02倍,Cd平均含量分别是叶中的3.58、4.73倍;在同一处理水平下,水稻土中Pb和Cd比潮土中更易被植株累积,水稻土环境下蕹菜茎、叶中Pb含量分别是潮土环境下的4.88、2.56倍,Cd含量则分别是潮土环境下的3.04、4.02倍;依据国家食品污染物限量标准(GB2762—2005)进行方程拟合,得出种植蕹菜的水稻土中Pb的安全临界值为57.83mg·kg-1,潮土中Pb和Cd的安全临界值分别为77.02、0.47mg·kg-1,均高于国家土壤环境安全标准限制的临界值(HJ332—2006)。     

长期施肥下黑土玉米田土壤温室气体的排放特征

研究不同施肥措施下东北黑土区玉米农田温室气体（CO₂、N₂O和CH₄）的排放量及其增温潜势,将为制定农业温室气体减排措施提供理论依据。本研究以国家（公主岭）黑土长期定位试验为平台,采用静态箱-气相色谱法对不同施肥措施下玉米农田土壤温室气体排放通量进行了监测,并分析了不同施肥处理间玉米田的综合温室效应差异。结果表明：各施肥处理土壤温室气体CO₂和N₂O的排放高峰均出现在玉米拔节期。农家肥和化肥配施（M₂NPK）处理土壤CO₂、N₂O排放通量和CH₄吸收量均显著高于施化肥处理（P<0.05）;施用化肥处理土壤CO₂、N₂O排放通量高于不施肥处理;撂荒区土壤CO₂排放通量最高,而土壤N₂O排放通量显著低于施肥处理;等施氮量条件下,化肥（NPK）处理土壤N₂O排放通量明显高于秸秆还田（SNPK）处理,而土壤CH₄净吸收量结果则截然相反。从土壤综合温室效应和温室气体强度可分析出,与不施肥（CK）比较,偏施化肥N和NPK处理的综合温室效应（GWP）分别增加了142%和32%,SNPK综合温室效应降低了38%;尤其是有机无机配施（M₂NPK）处理的综合温室效应为负值,为净碳汇。平衡施肥NPK和有机无机肥配施（SNPK和M₂NPK）温室气体排放强度（GHGI）较弱,显著低于不施肥（CK）和偏施化肥（N）处理,其中M₂NPK为-222 kg CO₂-eq·t^-1。因此,为同步实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,有机无机肥配施是东北黑土区较为理想的土壤培肥方式。     

不同土壤类型下杂交籼稻地上部器官对重金属镉和铅的富集特征

于2008年选用江苏省两种典型土壤(潮土和水稻土),采用盆栽试验研究杂交籼稻K优818地上部不同器官对土壤重金属镉(Cd)和铅(Pb)的富集特征。结果显示,水稻地上部不同器官对土壤Cd和Pb的富集特征差异显著,总体上呈现茎鞘叶片大米的趋势。水稻土栽培下重金属对水稻株高、单穗重等的抑制效应显著强于潮土,且抑制效应随土壤重金属浓度的升高而增强。与对照相比,当外源Cd和Pb的浓度为7mg/kg和900mg/kg时,单穗重降幅最大,分别下降了28.4%和36.6%。不同土壤类型下,重金属的生物有效性差异明显,水稻土栽培下水稻各器官的Cd与Pb含量显著高于潮土。     

东北地区玉米田长期免耕土壤碳氮及微生物活性的剖面分布特征

通过东北玉米田长期定位试验,比较分析了免耕和常规耕翻下土壤碳氮及微生物活性的剖面分布差异。结果表明：长期免耕显著提高了耕层(0～20 cm)土壤有机碳(SOC)含量,其他各层差异不显著;免耕和翻耕之间,土壤总氮(TN)的浓度在各层次上差异均不显著;长期免耕下耕层土壤的碳氮比显著高于翻耕土壤,但其他各层差异不显著;长期免耕下耕层土壤的微生物活性略比翻耕的高,但其他层次基本一致。SOC、TN和微生物活性在整个土壤剖面上呈现类似的趋势,均随土层的加深而降低。耕层土壤的SOC含量是底层(60～100 cm)的近4倍。     

长江三角洲集约农区农牧系统区域差异及发展趋势

通过多方调研,制定了长江三角洲集约农区农牧系统区域差异评价指标体系,包括自然资源状况、种植业与养殖业特征和社会消费与农村经济特征等方面内容。对指标体系进行动态聚类分析,约定了长江三角洲集约农区边界,分析了农牧系统的主要特征,以县(市)为单位将长江三角洲集约农区农牧系统划分为5个区并论述了其特征及发展趋势。     

农牧结合在解决中国粮食安全问题中的作用

通过对中国粮食生产和需求现状的分析，揭示了中国中长期粮食安全问题产生的根本原因。认为在中长期内，中国人口的增长、营养结构的改善是不可避免的，而资源的有限在一定程度上可通过内涵挖潜加以克服。论证了农牧结合是解决粮食安全问题的一条有效途径，并提出了一些措施。     

土壤重金属Pb和Cd在小萝卜中的富集特征及产地环境安全临界值

通过盆栽试验研究江苏2种不同理化性质的典型土壤(潮土和水稻土)下,小萝卜对Pb、Cd吸收、积累及分配的影响,探讨了Pb与Cd在产地土壤环境中的安全临界值.结果表明:(1)2种土壤中小萝卜Pb、Cd含量与土壤添加量均呈正相关,根部含量显著高于叶的.水稻土中小萝卜根的Pb平均含量是叶的60.88倍,Cd平均含量在水稻土和潮土中则分别是叶的3.20倍和1.85倍;(2)同一处理水平下,水稻土中的Pb、Cd比潮土中更易被小萝卜富集.水稻土中小萝卜根的Pb含量是潮土中的21.58倍,Cd含量是潮土中的2.26倍;(3)依据国家食品污染物限量标准(GB 2762-2005),进行方程拟合,得出种植小萝卜的水稻土的Pb、Cd安全临界值分别为139.99、3.43 mg/kg,潮土的安全临界值分别为220.25 mg/kg和6.11 mg/kg,均显著高于国家土壤环境安全标准限制的临界值(HJ 332-2006).