夜间增温对水稻生长、生理特性及产量构成的影响

2015年6-11月,在大田条件下采用铝箔反光膜覆盖对水稻(南粳46)进行夜间增温试验。试验设置夜间增温(NW)和对照(CK)两个处理,在水稻主要生育期(分蘖期、拔节期、抽穗扬花期、灌浆期和成熟期)观测水稻分蘖数、叶绿素含量(SPAD值)、叶面积指数、光合作用和蒸腾作用参数以及产量构成(有效穗数、穗粒数和千粒重)。结果表明:(1)铝箔反光膜覆盖达到了夜间增温的目的,整个生育期夜间水稻冠层平均气温比对照提高0.4℃。(2)夜间增温条件下,水稻分蘖数比对照平均每株减少4.33个;各生育期叶片叶绿素含量(SPAD值)分别下降0.2%、2.75%、6.31%、10.77%和32.03%,而叶面积指数差异不大。(3)NW处理各生育期水稻叶片的光合和蒸腾作用参数,包括净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于对照(P0.05)。(4)NW处理每穗粒数和有效穗数分别比对照低12.76%和19.02%,产量下降32.54%,千粒重增加3.93%。研究认为,夜间增温对水稻的生长及光合作用产生显著影响,在未来气候变化背景下,应进一步研究不同增温方式对水稻生产的影响及其模型模拟。     

UV-B辐射增强对不同品种大麦田土壤微生物量碳和土壤呼吸的影响

利用田间模拟UV-B辐射装置,从大麦分蘖期开始进行UV-B辐射增强处理,以后各主要生育期各选择一典型日分别观测作物根际、非根际土壤微生物量碳含量和土壤呼吸速率.UV-B辐射设对照(Ambient)和增强(Elevated,14.4kJ·m-2·d-1)两个水平,增强处理相当于南京地区4-5月自然光UV-B辐射量的120％.3个大麦品种分别为单2号、苏啤3号和苏啤4号.结果表明:3个品种中作物根际、非根际土壤微生物量碳含量均随生育进程表现出一致的规律,即分蘖、拔节、孕穗和抽穗期逐渐增加并达到最大值,成熟期则显著下降,UV-B辐射增强没有改变这种变化趋势;UV-B辐射增强后,各品种在多数生育时期观测的根际与非根际土壤微生物量碳含量显著低于对照(自然光)(P＜0.05),而单2号和苏啤4号在孕穗期(4月23日)观测的非根际土壤微生物量碳含量却明显高于对照(P＜0.05);UV-B辐射增强条件下,单2号在孕穗期和成熟期、苏啤3号在抽穗期与成熟期观测的土壤呼吸速率显著低于对照(P＜0.05),其它阶段的差异不显著,各处理中土壤呼吸速率由分蘖到拔节、孕穗、抽穗期逐渐增加,抽穗期、成熟期逐渐下降的趋势没有改变;在UV-B辐射增强条件下,单2号和苏啤3号两个品种的Q10值显著低于对照(P＜0.05),苏啤4号的Q10值则显著增大,明显高于其它品种(P＜0.05).研究认为,不同大麦品种土壤微生物量碳和土壤呼吸速率对UV-B辐射增强的响应存在差异.     

长期施肥对红壤性水稻土根际土壤可溶性有机碳含量的影响

[目的]研究长期施肥对红壤性水稻土根际土壤可溶性有机碳的影响。[方法]采用田间定位试验,研究了不同施肥制度下红壤性水稻土根际土壤可溶性有机碳（DOC）的动态变化。[结果]与非根际土壤相比,根际土壤DOC含量的变化趋势呈现为水稻分蘖期低、抽穗期高、结实期低、成熟期高;而与移栽前相比,水稻收获时土壤DOC含量增加明显。[结论]种植水稻有利于保持和提高土壤有机碳库质量。     

秸秆单施或配施氮,磷化肥对潮土供应氮磷特性的影响

采用室内恒温培养法研究了秸秆单施或配施氮、磷肥对潮土供氮磷特性的影响。结果表明;秸秆施入土壤２－３个月后,土壤碱解氮有明显提高。秸秆单施或与磷肥配施,矿化过程表现为前期净固持,后期净矿化。配施氮肥,麦秸和玉米秸前期矿化氮释放量很少,而花生秸矿化可明显提高土壤碱解氮水平。不同秸秆矿化对土壤速效磷影响不同,这与其Ｃ／Ｐ有关,但前期（１－２个月）都能提高土壤速效磷水平。     

秸秆配施氮磷化肥对潮土氮磷含量变化的影响

采用室内恒温培养法研究了秸秆配施氮、磷肥对潮土供氮磷特性的影响．结果表明：秸秆施入土壤２～３个月后,土壤碱解氮有明显提高．秸秆单施或与磷肥配施,矿化过程表现为前期净固持后期净矿化．配施氮肥,麦秸和玉米秸前期矿化氮释放量很少,而花生秸矿化可明显提高土壤碱解氮水平．不同秸秆矿化对土壤速效磷影响不同,这与其Ｃ／Ｐ比有关,但前期（１～２个月）都能提高土壤速效磷水平．     

冬小麦气孔导度模型的比较

为评估不同模型模拟冬小麦气孔导度的适用性,从常用的Jarvis模型和Ball-Berry模型中分别选择两种,根据试验资料估算模型参数,并对模型预测效果进行检验和比较。结果表明：运用Jarvis模型1、Jarvis模型2、Ball-Berry模型1和Ball-Berry模型2预测冬小麦气孔导度时预测值与实测值之间的相关系数分别为0.854、0.777、0.751、0.784,均方根误差分别为0.149、0.247、0.183、0.169mol.m^-2.s^-1,据此可确定4种模型的预测精度为Jarvis模型1〉Ball-Berry模型2〉Ball-Berry模型1〉Jarvis模型2。研究结果可为现有的基于Jarvis模型和Ball-Berry模型的农田蒸散、陆面过程和生态系统模型提供参考。     

UV-B辐射增强对大麦生理生态的影响

在大田条件下,研究了UV-B辐射增强对大麦的生长发育、光合作用、蒸腾作用及其产量构成的影响。结果表明,UV-B辐射增强明显抑制大麦生长,使株高变矮、绿叶数减少、叶面积和干物质量下降,但抑制程度随生育期而异。在UV-B辐射增强条件下,大麦叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都有不同程度的降低,水分利用率也随之降低。UV-B辐射增强对大麦形态学和生理学上的不利影响,导致了大麦产量下降24.96%。     

不同遮阴处理下施肥对稻田CH4和N2O排放的影响

太阳辐射减弱是气候变化的主要特征之一。太阳辐射减弱下不同肥料种类和施用量对水稻生产、稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放的影响尚不明确。通过田间模拟试验研究了不同生育期遮阴条件下施用氮磷钾复合肥和硅肥对水稻产量、稻田土壤CH₄和N₂O排放的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴（S₀,遮阴率为0）、水稻开花-成熟遮阴（S₁,遮阴率为64%）和分蘖-成熟遮阴（S₂,遮阴率为64%）;氮磷钾复合肥设3水平,即100 kg·hm^-2（F₁）、200 kg·hm^-2（F₂）和300 kg·hm^-2（F₃）;硅肥设3水平,即不施硅（R₀）、钢渣200 kg·hm^-2（R₁）和钢渣400 kg·hm^-2（R₂）。结果表明,遮阴明显降低水稻产量,与S₀相比,S₁和S₂分别降低了43.33%和48.51%。遮阴极显著降低CH₄累积排放量,与S₀相比,S₁和S₂分别降低了7.46%和57.71%;氮磷钾复合肥可显著提高CH₄和N₂O累积排放量,与F₁相比,F₂和F₃ CH₄累积排放量分别增加了48.34%和57.03%,N₂O累积排放量分别增加了85.81%和192.98%;施钢渣硅肥显著影响CH₄累积排放量,与R₀相比,R₁降低了20.42%,R₂增加了17.56%。所有处理CH₄增温潜势占总温室效应的比例均高于91%,稻田CH₄排放在稻田总温室效应中起主导作用。研究表明,太阳辐射减弱背景下,保证产量的同时控制氮磷钾复合肥和钢渣硅肥施用量可有效降低CH₄和N₂O综合温室效应和排放强度,最适组合为复合肥100 kg·hm^-2（F₁）和钢渣硅肥400 kg·hm^-2（R₂）。     

施用生物炭和硅肥对增温水稻叶片光合及荧光特性的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的主要特征之一。夜间增温、施硅或施生物炭单因子对水稻生产的影响已有报道,但三者耦合如何影响水稻植株光合及荧光特性,尚不清楚。通过田间模拟试验,研究了夜间增温下施硅和生物炭对水稻不同生育期叶片光合作用和灌浆期荧光特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计,用铝箔反光膜夜间（19：00—6：00）覆盖水稻冠层模拟夜间增温,设常温对照（W0）、5 mm铝箔膜覆盖（W1）和11 mm铝箔膜覆盖（W2）3水平;生物炭施用量设不施生物炭（B0）、施7.5 t·hm^-2（B1）和施17.5 t·hm^-2（B2）3水平;硅肥设不施硅（Si0）、钢渣粉（Si1,200 kg·hm^-2）和矿粉（Si2,200 kg·hm^-2）3水平。结果表明,5 mm和11 mm铝箔膜可使5 cm土层夜间均温分别提高0.72℃和0.28℃,10 cm土层提高0.43℃和0.05℃。夜间增温降低水稻叶片平均净光合速率（Pn）、气孔限制值（Ls）和水分利用效率（WUE）,提高平均蒸腾速率（Tr）、胞间CO₂浓度（Ci）和气孔导度（Gs）;增加灌浆期的荧光耗散,抑制PSⅡ原初光能转化效率和光合性能,其中对Ls、Gs、Ci和光合性能的影响达显著水平（P<0.05）。施用生物炭（7.5 t·hm^-2）和硅肥可提高Pn,缓解夜间增温对水稻光合作用和荧光特性的抑制作用。在增温和不施硅条件下,施用生物炭（7.5 t·hm^-2）可促进光合作用,实现增产。     

玉米秸配施氮磷肥对其腐解及潮土供氮磷特性的影响

采用尼龙纱袋法及恒温培养法研究了玉米秸配施氮磷肥对其腐解及潮土速效氮磷含量的动态影响。结果表明，土壤质地对玉米秸腐解及腐质化系数（沙土为０．１７；粘土为０．２１）有一定影响，配施氮磷对玉米秸前期（５０ｄ）腐解有促进作用，但对腐质化系数没有明显蝗影响。