稻田秸秆还田的土壤增碳及温室气体排放效应和机理研究进展

秸秆还田是水稻生产中普遍采用的一项措施,具有固碳和促进养分元素循环、减少生产中的化肥施用等生态环境功能,但亦存在温室气体排放问题。鉴于秸秆还田对稻田产生固碳和温室气体增排的双重效果,本文综述了稻田生态系统秸秆资源利用现状,探讨了秸秆还田的土壤增碳效应,总结了秸秆还田下的温室气体(CO2、N2O和CH4)排放过程及其微生物过程机理。提出了应加强秸秆还田增碳过程中的物理–化学过程与微生物过程的耦合机理及其对固碳功能的作用机理、稻田温室气体产生机制与控制途径的研究,以实现稻田土壤固碳减排增汇和增产的共轭双赢作用。     

有机和常规生产系统中甜瓜的生长发育和产量分析

在有机和常规两种生产系统中,研究了不同施肥水平对春秋两季甜瓜生长发育和产量的影响。结果表明:在施肥水平较高的春季,甜瓜伸蔓期至果实发育中期,两种系统对甜瓜生物量没有显著影响;在果实成熟期,有机生产系统中甜瓜的生物量较高,但经济产量与常规系统差异不显著。秋季生产试验降低了施肥量,在发育前期,有机生产的甜瓜生物量显著小于常规生产,果实成熟期差异不显著,但经济产量降低了9.8%。在同一生产系统内,施肥量对植株生物量和产量均无影响。不同生产季节对甜瓜的生长发育影响显著,春季甜瓜的生育前期生长缓慢,后期迅速,秋季相反;春季植株的总生物量和经济产量大于秋季。甜瓜干物质分配在伸蔓期以叶片为主,中后期以果实为主,不同生产系统和施肥水平不影响干物质在各器官的分配比例。     

荷兰温室园艺对上海农业发展的借鉴

上海高效生态农业的发展借鉴荷兰温室园艺的成功经验非常重要。荷兰的温室园艺的成功经验,在于先进的农业装备、高效的园艺产业链和供应链的建设,基于EUREP—GAP的园艺产品质量综合管理体系,以市场为导向的知识创新服务体系和生产生态共荣的绿色理念,体现了物质生产、环境美化、休闲娱乐和文化传承的多种功能。发展上海的创新型农业和园艺业,笔者建议：发展工厂化农业技术,提高生产效率,使农业产业由劳动密集型向技术密集型转型：建设食品生产与环境建设一体化的特色现代农业园区,通过高技术的发展,减轻农业环境资源压力;通过CHINA—GAP标准化体系建设,保障农产品生产安全;通过“绿色区域”规划和农产品供应链建设,发挥上海的区位优势服务全国和世界;依托知识创新,保障农业的可持续发展。     

不同土壤水分对玉米光合特性和产量的影响

利用大型活动式防雨旱棚,人工控制土壤含水量,研究全生育期不同土壤水分对夏玉米光舍特性和产量的影响。结果表明：水分胁迫下,夏玉米叶片叶绿素含量、光舍面积、光合速率、蒸腾速率减少,引起果穗性状恶化,导致经济产量大幅下降。造成减产的主要原因是每穗粒数的减少和百粒重的下降。严重水分胁迫可使收获期玉米籽粒、苞叶、穗轴、花丝含水量较充分供水约高20％～60％,从而导致玉米成熟期推迟。     

无机氮和氨基酸态氮处理对番茄幼苗木质部和韧皮部汁液中矿质养分的影响

溶液培养条件下研究了番茄幼苗木质部和韧皮部汁液中氮及其它矿质养分运输对无机氮(NH₄^{+ _-}N、NO₃^- -N) 和氨基酸态氮(Gly-N) 处理的不同响应。结果表明, 不同氮素处理8 d后, ‘申粉918’和‘沪樱932’番茄木质部和韧皮部汁液中全氮含量表现为NH₄⁺ -N > Gly-N >NO₃^- -N处理, 而氮溢出量则以Gly2N处理的最多, 其次为NH₄^{+ _-}N或NO₃^- -N处理。两个品种木质部汁液中K、Ca、Mg以及‘沪樱932’木质部汁液中Cu含量表现为NO₃^- -N > Gly-N >NH₄⁺ -N 处理, 而‘申粉918’中的Cu含量则表现为NO₃^- -N>NH₄⁺ -N > Gly-N处理。两个品种木质部汁液中K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn溢出量均表现为NO₃^- -N> Gly-N>NH₄⁺ -N处理; 韧皮部汁液中K、Ca、Cu、Mn溢出量表现为Gly-N >NO₃^- -N>NH4+ 2N处理; 而其Mg、Zn溢出量则表现为NO₃^- -N> Gly-N >NH₄⁺ -N处理, 且‘沪樱932’的变化幅度较‘申粉918’的小。NH₄⁺ -N处理抑制番茄木质部养分向上运输的能力远大于Gly-N, ‘申粉918’受抑制的程度更为明显。     

泰国MaeFahLuang大学学者访问亚热带生态所

3月22—28日,英籍著名土壤学家、泰国Mae Fah Luang University的J．Keith Syers教授到中科院亚热带农业生态研究所进行学术交流访问。     

长期水分胁迫对夏玉米根叶保护酶活性及膜脂过氧化作用的影响

利用防雨旱棚研究了水分胁迫对夏玉米根系及叶片保护酶活性及脂膜过氧化作用的影响。结果表明在水分胁迫下,玉米根系与叶片保护酶SOD、CAT、POD活性均在生长发育前中期显著升高而后期下降。即保护酶系统对水分胁迫响应的策略不同,前中期如大口期和抽雄前期主要表现为积极应对,后期如灌浆期和乳熟期主要表现为被动忍耐;根系SOD、CAT和POD活性小于叶片。SOD、CAT、POD活性对水分胁迫的敏感程度不同,SOD对水分胁迫不敏感,水分胁迫后期,SOD仍有较高活性,POD活性则明显降低。膜脂过氧化产物MDA含量随水分胁迫程度加剧而增加,且根系MDA含量小于叶片MDA含量。在水分胁迫下,叶片与根系的可溶性蛋白质含量降低。研究还表明,在水分胁迫下,玉米根系保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应与叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用对水分胁迫的反应呈正相关关系,且绝大多数的相关系数达显著或极显著水平。     

小麦根内细菌群落与黄花叶病发生的关联机制

植物根系微生物组在宿主生长发育、养分吸收以及病害抵御等方面发挥重要作用。为探究小麦根系微生物组变化与黄花叶病发生的关联机制,进而寻求小麦黄花叶病的生物防治方法,本研究采集了健康(H)、中度发病(M)和重度发病(S)小麦根系样品,研究了不同发病程度下小麦根内细菌群落结构及其环境驱动机制。结果表明：随着发病程度的增加,小麦根内细菌群落丰富度呈下降趋势。细菌群落结构在不同发病程度之间显著分异,且与根际土壤养分含量变化有关。其中短小杆菌属(Curtobacterium)、根瘤菌属(Rhizobium)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、人藤黄色杆菌属(Luteibacter)在发病小麦根内富集,其相对丰度与根际土壤中硝态氮(NO₃^--N)、有效磷(AP)、有机碳(SOC)、全磷(TP)、全钾(TK)、植物体内碳(PC)含量呈显著正相关,与根际土壤中铵态氮(NH₄⁺-N)、镁(Mg)含量呈显著负相关。泛菌属(Pantoea)在健康小麦根内富集,其相对丰度...     

干旱对夏玉米根冠生长的影响

利用大型活动式防雨旱棚，人工严格控制不同的土壤含水量，全生育期系统研究了夏玉米根冠生长对水分的响应，结果表明：干旱并不影响夏玉米根系、冠层干物质累积、株高增加、茎(基)粗增大等过程的总趋势。但随胁迫的增强，根、冠干物质累积速率、干物质累积总量降低，根条数变少、株高降低、茎(基)粗变细，但它们并不呈线性相关关系；水分供应量的减少延长了夏玉米的生育周期，随胁迫的增强，根系生物量最大值、最大根条数、冠层最大株高出现的时间延后；根冠比(R/S)随土壤水分的改变而改变；不同水分处理的夏玉米，Ｒ/Ｓ值影响最小的时期是开花—灌浆盛期，最大的时期是在拔节—抽雄，此阶段充分供水处理H的Ｒ/Ｓ是严重水分胁迫处理L的125.77%。充分供水的处理则有最大的根冠比 ( R/S=0.173)。在干旱条件下，协调夏玉米根冠平衡，最大程度发挥根系和地上部叶片的功能，才有利于提高产量。     

英国洛桑试验站Philip教授到中科院亚热带生态所开展合作交流

6月23日-7月21日,中国科学院外国专家特聘研究员、英国洛桑试验站Philip CharlesBrookes教授到中科院亚热带农业生态研究所执行国际合作局外国专家特聘研究员计划,并进行学术交流,完成了作物光合同化碳向土壤碳库输入