Biochar effects on soil chemical properties and mobilization of cadmium (Cd) and lead (Pb) in paddy soil

This study focused on the effects of biochar (BC) application on soil chemical properties and mobilization of cadmium (Cd) and lead (Pb) in the paddy soil. BC was applied at the rate of 0, 10, 20 and 40 t ha⁻¹, respectively. BC application caused a significant increase in soil organic carbon contents (SOC), pH, nitrate–nitrogen (-N),and available phosphorus contents (AP) in the top and subsurface soil, while SOC contents in the subsurface soil decreased with increasing rate of BC. BC40 effectively reduced the mobility of Cd and Pb from the top layer to the subsurface soil, while concentrations of Cd and Pb in the topsoil remained unchanged. Path analysis showed that the direct path coefficient AP was highest; SOC, -N and AP had a negative direct effect on the Cd and Pb in subsurface soil. Soil pH and -N had a high negative indirect effect through AP. The decision coefficient decreased in the following order: pH, AP, SOC, -N and -N. Regression analysis showed that soil Cd and Pb had a significant linear correlation with soil AP, whereas soil Pb also had a significant linear correlation with soil pH. In conclusion, BC40 can alter soil chemical properties and reduce the mobility of Cd and Pb from the top layer to the lower subsurface of the paddy soil.     

减氮条件下高产水稻品种的产量形成和氮素利用特征

为探索通过品种改良实现在减少施氮的条件下维持水稻高产的可行性,明确减氮高产品种特征,本研究于2015-2016年在较当地高产高效栽培减氮三分之一(施氮量120 kg·hm^-2)的条件下,以粤晶丝苗2号为对照,分析了晶两优华占、盛泰优722、丰田优553、五优308、粤晶丝苗2号、4HD005、川优丝苗、恒丰优7011、国优9113、云氮4号、9311A/R672、荃香优6号、华润2号、五山丝苗、天优华占、深优513、两优336、春两优油占、盛泰优018、聚两优751共20个水稻品种的产量及其构成、分蘖动态、物质生产、源库特性和氮素吸收利用。结果表明,参试水稻品种间产量差异显著(P<0.01),2015年和2016年分别为4.99~7.18 t·hm^-2和6.22~7.73 t·hm^-2;产量较对照高10%以上的品种为2015年的晶两优华占、盛泰优722、丰田优553、五优308、恒丰优7011、国优9113、9311A/R672和荃香优6号,以及2016年的晶两优华占、盛泰优722、丰田优553、天优华占、深优513和聚两优751,其中晶两优华占(两年)、国优9113、荃香优6号、深优513和聚两优751的产量均超过7.00 t·hm^-2,且较对照高20%以上,表明通过品种改良实现减氮高产是可行的。在减氮条件下,水稻产量与总生物量、库容量均呈显著正相关,而与产量构成因子、单位面积茎蘖数、不同阶段物质积累量及叶源大小均无显著相关性。减氮条件下,高产水稻品种的总吸氮量不高,但其氮素籽粒生产效率较高,表明生物量大、库容量大、氮素籽粒生产效率高是减氮高产水稻品种的重要特征。本研究结果为减氮高产水稻品种的选育提供了参考依据。     

涝渍地稻田三杂配套模式的研究

研究了江汉平原涝渍地不同熟期的品种组合和配套栽培技术对单位面积产量和经济效益的影响。结果表明三杂配套模式及其配套技术能明显提高作物单位面积产量和经济效益。     

超级杂交稻超高产栽培技术研究展望

超级杂交稻在中国取得了巨大的成功,本文从干物质生产、养分吸收规律、库容特性、光合特征、灌浆特性、根系特征等超高产栽培技术理论,阐述了超级杂交稻的生理特性和生态特性以及超高产栽培技术途径,并针对生产上制约超级杂交稻高产稳产的问题进行分析,讨论今后超级杂交稻高产稳产栽培技术的研究方向。     

不同栽培模式对华南双季晚稻产量和氮肥利用率的影响

为探讨氮肥运筹和栽插规格等栽培管理措施对华南双季稻产量和氮肥利用率的影响,以杂交稻粤杂889为材料,设置6种栽培模式,分别为不施氮肥(N0),前期重施氮肥的农民习惯栽培(FP,N肥 200 kg·hm^-2,栽插规格20.0 cm×23.3 cm),氮肥后移与不同栽插规格组成的4种栽培模式(简称优化模式),即高产高效1(M1,N肥180 kg·hm^-2,氮肥后移,20.0 cm×20.0 cm)、高产高效2(M2,N肥200 kg·hm^-2,氮肥后移,30.0 cm×13.3 cm,宽行窄株)、高产高效3(M3,N肥180 kg·hm^-2,氮肥后移,25.0 cm×13.3 cm,宽行窄株)和高产高效4(M4,N肥220 kg·hm^-2,氮肥后移,30.0 cm×13.3 cm,宽行窄株),比较不同栽培模式下水稻产量形成特点和氮素吸收利用特征。M1、M2、M3和M4栽培模式,2011年较FP分别增产16.7%、20.5%、18.3%和24.1%,2012年较FP模式分别增产6.3%、16.0%、22.9%和12.8%。与M1相比,M2、M3和M4增产1.3%~15.6%。两年中,M1、M2、M3和M4的氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力平均比FP提高65.2%~82.4%、55.6%~88.1%和7.9%~33.9%,差异显著。优化模式产量的提高主要与单位面积颖花数和结实率的增加密切相关;4种优化管理模式的平均增产量分别与抽穗至成熟期干物质积累量、成熟期干物质积累量、穗分化始期和成熟期氮素积累量、氮素农学利用率和吸收利用率呈显著或极显著的线性正相关。结果表明,在现有技术的基础上通过优化氮肥用量和栽插规格综合措施具有进一步提高产量和氮肥利用效率的潜力。     

植物生长调节物质对食用稻米品质的影响研究

灌浆结实期对两优培九、汕优63和扬稻六号三个不同品质的品种进行PDJ、BR和ALA三种植物生长调节物质处理试验,研究表明:植物生长调节物质对灌浆期稻米品质的存在影响。BR及ALA导致稻米的整精米率下降和垩白粒率的上升,而PDJ处理结果与之相反;不同浓度的ALA处理后,导致稻米的整精米率的下降、垩白度以及垩白粒率的上升,但对稻米品质的加工品质如糙米率及精米率和外观品质等其他指标影响不大。三种植物生长调节物质均可使供试验的三个品种的结实率明显提高,并使千粒重增加,且使杂交稻稻米的胶稠度一般呈上升趋势,而常规稻的胶稠度有所下降。生长调节物质对稻米氨基酸含量有影响但规律性不强。     

控释肥一次性侧深施对水稻生长、氮素利用和产量的影响

为探索机插水稻一次性侧深基施的轻简高效栽培技术,以水稻品种“全两优鄂丰丝苗”为材料,设置不施肥（N0）、控释肥一次性侧深基施（N1）、控释肥减氮10%一次性侧深基施（N2）、控释肥减氮20%一次性侧深基施（N3）和传统施肥（CK）处理,测定水稻分蘖动态、主要生育期的叶面积指数与干物质积累量、齐穗期根系指标、氮素利用效率与产量,研究控释肥一次性侧深施对水稻生长、氮素吸收利用和产量的影响。结果显示：与CK相比,处理N1、N2显著增产12.99%～14.85%和5.47%～6.09%,处理N3产量与CK差异不显著,对施肥量和产量拟合后分析,在减氮18.72%时与CK产量持平。与CK相比,控释肥一次性侧深施处理显著提高了水稻的成穗率、提高了生育中后期的叶面积指数和干物质积累量、促进了根系的生长并扩大了根系的分布范围,处理N1、N2和N3与处理CK相比,分别提高氮素表观利用率1.21%～46.57%、氮素农学利用率18.85%～61.73%、氮素生理利用率8.90%～17.71%和偏生产力12.99%～23.61%。研究结果表明,控释肥一次性侧深施促进了根系生长,增加水稻有效穗数,提高了氮素利用...     

氮肥施用期及施用量对稻米品质的影响

通过连续3a的试验发现；齐穗期喷施尿素溶液能改善稻米加工品质，适当提高直链淀粉含量，延长胶稠度，但对垩白发生有一定促进作用，早稻早季种植形成较优米质的最佳氮肥用量大于晚季种植，增氮的同时应注意选择垩白小的品种，以扬其改善加工，蒸煮，营养品质之长，避增加垩白之短，重施基肥吻合早季种植水稻生育期短，灌浆快的特点，使其尽早吸收，充分利用氮素营养，故能形成较优的米质，而重施穗肥吻合晚季种植水稻生育期长，灌浆平缓的特点，在生育后期集中向籽粒供氮，利于优良米质的形成，施氮时期及施氮量调控优质稻米的形成与适应不同类型品种或不同季节水稻的生长发育特点有关，但伴随加工，蒸煮，营养等品质改善的同时，垩白总是增加，因此选择小晋白品种是运用氮肥调控米质的基础，各米质指标中，加工品质与垩白受影响最大，直链淀粉含量，胶稠度受影响次之，粒长及粒形受影响较小，糊化温度几乎不受影响，施氮越多，施用时期越晚，蛋白质含量越高，但由于国家标准中未涉及蛋白质含量与米质的关系，因此对米质的影响是好是坏有待进一步研究。     

自制酯酶对甲胺磷农药残留的快速检测研究

利用猪肝提取酶水解碘化硫代丁酰胆碱后形成的硫代胆碱,与二硫双对硝基苯甲酸发生化学反应测定酶、底物的添加量以及保温温度和保温时间对酶活力的影响,并研究了不同浓度与保温时间的甲胺磷对胆碱酯酶活力的抑制情况。结果表明自制胆碱酯酶对甲胺磷比较敏感,其样品最低检出浓度为2.0mg/kg,适合对蔬菜中高残留农药的快速检测。     

生物质炭对土壤-水稻系统中Cd迁移累积的影响

探究生物质炭添加对Cd污染土壤中Cd形态、植株对Cd的吸收分配及土壤肥力的影响,为污染稻田粮食安全提供科学依据。在湖南省长沙市Cd污染稻田进行田间定位试验,设置5个生物质炭添加量处理(0,10,20,30,40t/hm^2),分析生物质炭对Cd在土壤中形态转化和水稻器官中分配的影响。结果表明:生物质炭通过将土壤中酸溶态Cd钝化为可还原态Cd以减少在水稻器官中的累积,钝化量随着生物质炭增加而增加,土壤酸溶态Cd较CK降低3.83%～19.08%;且茎对根和糙米对茎的转运系数随生物质炭的添加分别降低4.23%～9.30%和1.39%～8.33%;土壤酸溶态Cd含量直接影响糙米中Cd含量,且受土壤pH和土壤有机碳的调控。Cd污染稻田添加生物质炭可以提高土壤肥力,降低土壤Cd生物有效性,20t/hm^2生物质炭添加量可以作为研究区周边Cd污染稻田修复的参考标准。