麦秆还田对直播和移栽棉花产量及氮素吸收的影响

为明确长江流域棉区植棉对麦秆还田的响应及其对麦秆中氮素的吸收利用效果,采用田间试验,设置棉花直播冬小麦秸秆不还田（D-S）、棉花直播冬小麦秸秆还田（D+S）、棉花移栽冬小麦秸秆不还田（P-S）和棉花移栽冬小麦秸秆还田（P+S）4个处理。利用¹⁵N同位素示踪技术研究麦秆还田对直播和移栽棉花的产量、生物量、氮素吸收及秸秆氮利用率的影响。结果显示,麦秆还田可不同程度地增加直播和移栽棉花的产量、秸秆生物量和根系生物量。直播条件下,麦秆还田后棉花籽棉产量、叶片、茎秆、棉壳和根系生物量的增幅分别为7.8%、3.7%、4.6%、3.4%和14.6%;移栽条件下,麦秆还田后棉花产量及各部位生物量的增幅分别为5.9%、5.2%、5.6%、7.4%和7.9%。从棉花生物量和产量来看,各处理均表现为P+S>P-S>D+S>D-S。收获期,与麦秆不还田相比,麦秆还田后直播和移栽棉花的根系数、果枝数、叶片数、叶片SPAD、单株铃数和单铃重均有明显增加,而株高、根茎粗和衣分的差异并不显著。与D-S处理相比,D+S、P-S和P+S处理的棉株氮素吸收量分别增加14.4、34.6和51.1 kg·hm^-2,增幅达到9.0%、21.8%和32.2%。表观法和¹⁵N示踪法得出棉花季麦秆氮素的平均回收率分别为22.3%和11.5%,且移栽棉花对麦秆氮素的利用率高于直播棉花,表明棉花季大部分小麦秸秆氮素残留在土壤中。因此,在长江流域麦-棉轮作区,积极开展麦秆还田技术可增加直播、移栽棉花的产量和棉株氮素吸收,并减少化学氮肥施用,从而提高秸秆氮素养分的循环利用效率。研究可为作物秸秆资源利用和棉花季氮肥科学减量施用提供参考依据。     

氮肥类型对不同稻作模式水稻生长和产量的影响

探究复合肥、缓/控施肥、有机无机互混肥和不施氮肥对传统中稻模式和稻虾共生模式下水稻生长动态及产量的影响,为不同稻作模式下优化氮肥管理和提高水稻产量提供理论依据。采用裂区设计,2种稻作模式为主区,4种氮肥施用类型为裂区,于水稻主要生育期内调查水稻叶面积指数(LAI)和光合势(LAD)、干物质积累量(DW)和生长速率、光合特征,成熟后测定产量及产量构成因子,计算收获指数和氮肥偏生产力。结果表明:稻虾共生模式下水稻生育期延长,抽穗期LAI、抽穗期和成熟期DW、生长速率、抽穗期SPAD值和净光合速率、产量显著降低,抽穗期至成熟期LAD显著增加。常规中稻模式下未施氮处理的生殖生长期和全生育期短于3个施氮处理,稻虾共生模式下未施氮处理的营养生长期和全生育期长于3个施氮处理。有机无机互混肥的各时期LAI、LAD、抽穗期光合能力和千粒重最高,复合肥的分蘖期光合能力和抽穗期至成熟期生长速率最高,缓/控释肥的各时期DW、分蘖期至抽穗期生长速率、有效穗数、产量和氮肥偏生产力最高。缓/控释肥是两种稻作模式下水稻产量和氮肥偏生产力最高的最佳氮肥类型。     

涝害和高温下棉花苗期的生长生理代谢特征

雨涝和高温是长江中下游地区限制棉花生长的2种主要气象灾害,且夏季伴随发生概率大,目前尚不清楚高温胁迫下棉花苗期对涝害的响应特征。2013年利用桶栽试验,在棉花苗期设置不同涝害(受涝0、3、6、9 d)和高温(高温0、3 d)水平,分析棉株关键形态生长特征、倒4叶叶绿素荧光特性及膜脂保护性酶活性。结果表明,受涝天数不超过3 d进行连续高温处理对棉花形态生长特征无显著影响;受涝时间3 d遭遇高温胁迫,进一步限制了棉花株高和叶面积生长,干物质量减少,根/冠比降低,且这些参数在高温胁迫下低于不受涝处理的时间普遍比自然温度条件下提早3 d。受涝过程伴随高温加剧降低了根系活力,进一步减少了叶绿素a、叶绿素b含量及PS II最大光化学量子产量和潜在光化学转换效率,而对叶绿素a/叶绿素b影响普遍不明显。在自然温度条件下,叶片和根系超氧物歧化酶、过氧化物酶活性随受涝天数的延长而降低,丙二醛含量则变化相反。涝害和高温复合胁迫下,叶片超氧物歧化酶和过氧化物酶活性先升高后降低,在受涝3 d最高,受涝9 d最低;叶片和根系丙二醛含量急剧增加,表明受涝过程中遭遇高温天气加剧了棉株细胞膜的受损程度。从对棉花生长的影响程度来看,涝害居首位,高温胁迫次之,且二者交互作用在叶绿素、PS II潜在光化学转换效率及叶片超氧物歧化酶、过氧化物酶和丙二醛上表现显著。研究可为长江中下游平原湖区棉苗抗逆栽培及棉田排水管理提供科学参考。     

不同水管理模式下稻田对养殖肥水的净化效果研究

利用配有相对独立的供、排水系统的测坑研究间歇灌排、间歇灌连续排、灌排平衡3种水管理方式下稻田对养殖肥水的净化效果。研究结果表明：①3种水管理方式下稻田对养殖肥水中养分均有显著的去除率,其中,对不同形态的氮而言,NH4^＋-N的去除率优于NO3^--N;对不同物质而言,对氮、磷的去除率优于CODMn;②对不同的水管理方式...     

稻田对池塘养殖肥水的吸收利用效果研究

池塘养殖废水由于富含氮、磷等营养物质,故有时又称其为养殖肥水。为了实现养殖废水零排放的目标,进行了池塘养殖水灌溉稻田的试验。结果表明,①稻田对来自养殖池塘的灌溉水中的营养物质具有明显的吸收效果,尤其对NO3--N和TP。池塘养殖水在田间滞留8h以上,就有一定吸收效果：对TN、TP、NO3--N、NH4＋-N和CODMn...     

稻虾轮作模式下江汉平原土壤理化性状特征研究

稻虾轮作模式在湖北江汉平原已发展近30年,对农民增产增收具有重要作用。开展不同年限稻虾轮作对土壤理化性质影响的研究,有助于科学指导该模式下的农田管理。在同一农渠范围内选择相似的稻田,分别采集水稻单作(CK)和稻虾轮作(1、3、7、13、18和23a)的3个土层深度(0～20、20～40和40～60 cm)原状土样,分析其相应的理化指标。结果显示,与中稻单作相比,长期稻虾轮作会显著降低0～20和20～40 cm土层土壤容重并提高非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度,而40～60 cm土层变化较小;稻虾轮作1 a后土壤pH、全氮和易氧化有机碳含量显著增加,但速效养分和阳离子交换量增幅不明显。与稻虾轮作1 a相比,轮作7～13 a稻田的土壤pH和其他各项指标均显著增加;轮作13 a以上,0～20 cm土层的pH、全氮和速效养分增幅最为明显,但20～60 cm土层的理化性质无明显变化。随着轮作年限的延长,0～20 cm土层的pH和其他各项指标均表现为:23 a18 a13a7a1a0(CK),20～40cm和40～60cm土层的pH、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量也有相似规律,但增幅并不明显。因此,长期稻虾轮作有助于改善耕层土壤结构、增强土壤缓冲能力和提高pH及氮、磷、钾等速效养分含量。     

缓释氧肥对花铃期棉花涝害的缓解效果初探

在湖北江汉平原地区,棉花花铃期降水较多,棉田易遭受雨涝危害,对棉花生长和产量影响较大。为探索有效缓解棉花涝害的措施,根据棉花花铃期受重涝危害的情形,模拟棉田淹水5~10 cm持续10 d,设置T1、T2两个处理,其中T1处理为受涝前不施用缓释氧肥,T2处理则于受涝前2 d每株穴施2 g缓释氧肥,涝后观察棉花生长并测定相关生理指标,成熟季节实收计产,同时以正常管理未受涝害的棉花为对照。结果表明:涝前施入缓释氧肥能显著增加受涝棉花的株高,抑制过氧化物酶活性过度升高,减少丙二醛的累积;T1处理的棉花产量为对照的43.31%,T2处理的棉花产量为对照的50.94%,可见,涝前施入缓释氧肥可显著缓解棉花涝害,减少产量损失。     

脱落酸和氮磷钾肥喷施对孕穗期、灌浆期受渍小麦的缓解效应

探究脱落酸（ABA）与氮磷钾肥配合施用对生育中后期受渍小麦生理特性及产量的减缓调控作用,为化控调节小麦生长提供科学依据。2014-2015年通过大田试验,以郑麦9023为试验材料,在孕穗期、灌浆期各设置受渍10d的水分胁迫组,于渍水结束后,喷施复配化控试剂（0.05μmol/L ABA、2%尿素和0.3%磷酸二氢钾的混合液）,以受渍处理喷施清水的小区为对照（CK）,测定叶片膜脂过氧化参数,叶绿素、可溶性蛋白含量等,并考察植株生长状况及产量。结果表明,与CK相比,孕穗期、灌浆期受渍后喷施复配化控试剂,丙二醛（MDA）含量、可溶性糖含量和过氧化物酶活性显著降低;叶绿素、可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶活性显著上升。孕穗期受渍,复配化控溶液使产量提高的原因主要是粒数的增加;而在灌浆期受渍,产量的提高主要是粒重的增加和不孕小穗数的减少。孕穗期受渍喷施复配化控试剂与氮磷钾肥溶液,产量分别提高17.4%和13.4%;而在灌浆期,产量相应提高5.4%和4.2%。ABA和氮磷钾肥配合喷施可缓解孕穗期受渍小麦的生理伤害,促进产量提高。     

一个玉米逆境响应基因ZmSPK1表达载体的构建及拟南芥转化

首次在玉米（Zea mays L.）中克隆了1个SnRK家族基因,命名为ZmSPK1。为了研究ZmSPK1的功能,把ZmSPK1的cDNA连接到植物表达载体pGreen0029中,通过农杆菌介导转入拟南芥（Arabidop-sis）中进行过量表达。PCR及Western-blot分析表明,ZmSPK1已经转入到拟南芥中,并且在大多数转化植株中稳定表达。     

适雨灌溉下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及产量的影响

【目的】探讨江汉平原地区适雨灌溉条件下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及水稻生长的影响,为当地机插稻水肥管理措施的改善提供理论和数据支撑。【方法】采用田间小区试验,研究了适雨灌溉条件下,农民习惯施肥(FFP)、70%控释掺混肥+30%尿素(70%CRF+30%N)和有机无机复混肥(OIF)对稻田降雨利用率、田面水氮磷质量浓度的动态变化与径流流失量、干物质积累及水稻产量的影响。【结果】适雨灌溉下,返青期、分蘖期、拔节孕穗期和灌浆成熟期的降雨利用率分别为17.5%、100%、100%和84.2%;基肥和分蘖肥施用过后,FFP、70%CRF+30%N和OIF处理田面水TN、NH4+-N和TP质量浓度迅速提高,在第1天达到峰值,水稻移栽后30 d内70%CRF+30%N处理田面水TN、NH4+-N和TP的平均质量浓度较FFP处理分别降低40.4%、47.4%和0.5%;稻田氮磷径流流失量的90%左右在返青期,10%左右在灌浆成熟期,70%CRF+30%N处理TN、NH4+-N和TP径流损失量较FFP处理分别降低31.4%、30.9%、1.9%;70%CRF+30%N处理在返青期干物质积累量显著低于FFP和OIF处理,移栽-返青期阶段干物质积累量占总积累量比例表现为FFP处理>OIF处理>70%CRF+30%N处理,成熟期OIF处理干物质积累量显著高于70%CRF+30%N和FFP处理,实际产量表现为OIF处理>70%CRF+30%N处理>FFP处理。【结论】适雨灌溉条件下,70%CRF+30%N处理有助于减少稻田氮素流失,OIF处理有助于机插稻干物质积累与产量的增加。