太湖地区水稻土长期不同施肥条件下油菜季土壤呼吸CO2排放

利用长期定位试验研究了太湖地区不同施肥处理下油菜生长期间水稻土CO2排放通量,耕作方式为水稻-油菜轮作,并对CO2排放通量和土壤（5cm）温度、土壤水分含量进行了回归模拟。结果表明,不同施肥处理平均土壤呼吸CO2排放速率在49．37～85．97CO2-Cmg·m^-2·h^-1之间,与不施肥处理相比,长期施用肥料显著提高了土壤呼吸CO2排放速率,且在油菜的两个生育期,施肥对土壤呼吸释放CO2的促进作用,花角期显著高于角果发育成熟期。相关分析表明,土壤呼吸CO2排放强度与土壤水分、土壤温度有显著的正相关关系。通过计算Q10,无肥处理（NF）较其他肥料处理（CF、CFM、CFS）对土壤温度有更大的敏感性。     

蚯蚓堆肥用作苹果育苗基质的应用研究

本研究采用穴盘栽培的方式,以不同比例的蚯蚓堆肥替代草炭调配育苗基质配方,用于苹果的育苗效果研究,通过比较苹果苗生长状况,以为蚯蚓堆肥在果树育苗上的应用提供参考。试验设置4个处理,包括传统草炭基质处理(对照)、蚯蚓堆肥25%、50%、100%替代草炭基质处理,对苹果苗的株高、茎粗、叶片光合色素含量、壮苗指数、根系形态和根系活力指标进行测定和分析。结果发现:与对照相比,蚯蚓堆肥不同比例替代草炭(25%、50%、100%)均能够增加苹果苗的地上生物量,以全替代(100%)的效果最为显著,全替代处理下苹果苗的存活率提高了15%,根系长度、根表面积、根体积、根尖数、根干重和根系活力分别增加了23.40%、47.61%、5.88%、38.57%、20.17%、228.75%。因此,蚯蚓堆肥可以全替代草炭用作苹果苗的育苗基质,且不仅能够降低成本,还可以促进农业废弃物的循环转化,降低环境风险。     

MAS育种改良籼稻恢复系R747及其杂交种稻瘟病抗性

为了改良籼稻恢复系R747及其杂交种的稻瘟病抗性,以携带广谱抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75-1-127为供体亲本,以R747为受体及轮回亲本,利用Pi9基因内功能标记,开展分子标记辅助选择育种实践。获得了如下主要结果:室内接种试验表明,75-1-127与R747对来自国内外不同稻区的24份稻瘟菌菌株的抗菌谱差异显著,抗性频率分别为91.7%和41.7%,两亲本在田间自然病圃苗瘟抗性表现分别为高抗和高感;根据Pi9基因序列信息开发了一个共显性多态标记SPL-1,该标记在75-1-127和R747基因组中分别扩增出一条745 bp和一条850 bp的条带,标记基因型对稻瘟病抗感表型的选择效率为100%;从BC6F3株系中遴选出一个高抗苗瘟的改良恢复系R747-Pi9,并用它与不育系培矮64S、P88S和桃1A分别配制出高抗稻瘟病的杂交种;利用分布于水稻全基因组不同位点的220个SSR标记,分析了改良抗病恢复系R747-Pi9与受体亲本R747的遗传背景差异,结果表明R747-Pi9对R747的背景回复率为0.94。本研究通过分子标记辅助选择和连续回交育种,成功定向改良了恢复系R747及其杂交种的稻瘟病抗性。     

烟管菌M-1对柑橘炭疽病菌的抑制作用及发酵条件优化

本文优化了烟管菌Bjerkandera adusta M-1发酵液对柑橘炭疽病Colletotrichum gloeosprioides的抑制发酵条件,为柑橘炭疽病菌生物防治提供研究基础。通过采用平板对峙试验、单因素试验及响应曲面法,研究了烟管菌M-1菌株对柑橘炭疽病菌的拮抗作用。平板对峙试验表明,烟管菌M-1对柑橘炭疽病菌具有明显的抑制作用,抑菌率达65.7%,显著高于化学农药多菌灵和甲基托布津;发酵条件优化后,当C/N 7.5,初始pH 6.5,装瓶量36%,发酵时间22 d,转速180 r/min,温度30℃时,对柑橘炭疽病菌的抑菌率最高,达71.1%。本研究首次发现烟管菌M-1对柑橘炭疽病菌具有很好的拮抗作用,并确定了最优的发酵条件组合,这将为利用烟管菌防治柑橘炭疽病的实际应用奠定理论基础。     

退化红壤植被恢复中表层土壤微团聚体及其有机碳的分布变化

采用超声波分散分离提取土壤微团聚体 ,通过测定有机碳含量、分析碳稳定性同位素 ,研究了退化红壤在植被恢复下土壤微团聚体粒组分布与有机碳分布 .结果表明 ,植被恢复尤其是豆科 -禾本科植物轮作较快地增加了土壤有机碳储存 ,这种碳存储表现为 2～ 0 .2 5mm团聚体的建成 ,并对微团聚体有机碳的稳定性同位素组成分异产生影响 .本文揭示了我国广泛实施的区域土壤治理和植被恢复措施促进了土壤碳截存 ,可以认为显著地贡献于陆地系统对大气CO2 的汇作用     

三种南方典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究Ⅱ.团聚体内有机碳的化学结合机制

在对我国南方3种典型的水稻土有机碳团聚体分布研究的基础上,对用低能量超声波分散法分离得到的团聚体颗粒组进一步进行有机碳键合形态分析,考察不同键合态有机碳在不同粒径团聚体的分布,由此探讨这些水稻土中有机碳积累中物理作用基础上的化学机制。结果表明:钙键合态有机碳(Ca-SOC)多分布于2 000～200μm的粗团聚体颗粒组中,且在紫色水稻土中含量最高(达到9 g kg-1左右),而红壤性水稻土中最低(不到3 g kg-1);相反,铁铝键合态有机碳(Fe(Al)-SOC)趋向于在细团聚体颗粒组集中,是<2μm颗粒组中有机碳的优势组分,且以红壤性水稻土中最高(介于20～30 g kg-1之间),紫色水稻土中最低(仅为10 g kg-1左右),这与该团聚体颗粒组中铁铝氧化物的含量分布相吻合。统计分析表明,易氧化态碳(LOC)占有机碳(SOC)的比值与Ca-SOC占SOC的比值表现为正相关关系,而与Fe(Al)-SOC占SOC的比值表现为反相关关系。直径为2 000～200μm的粗团聚体中的Ca-SOC和Fe(Al)-SOC对长期不同耕作和施肥的响应最为敏感,良好的耕作施肥下水稻土有机碳的积累主要表现为Fe(Al)-SOC的增加。氧化铁铝的含量与SOC和LOC的含量之间存在一定的依变关系,说明这些土壤发生的无机组成分在有机碳的保护与稳定中发挥着重要作用,并且以红壤性水稻土粗团聚体中的氧化铁铝对有机碳的保护作用最强。由此看来,团聚体更新中物理保护的有机碳在细团聚体形成中进一步与氧化铁铝的键合可能是这些水稻土中有机碳稳定的重要机制。     

分子标记辅助选择Pigm基因改良湘晚籼13号的稻瘟病抗性

以湘晚籼13号、谷梅4号、75–1–127(CK1)和CO39(CK2)为材料,用21份来自不同稻区的稻瘟菌菌株室内接种,采用室内苗瘟鉴定和田间病圃鉴定的方法,明确Pigm基因供体亲本谷梅4号和受体亲本湘晚籼13号的稻瘟病抗性表现及抗菌谱;根据Pigm基因序列信息,设计和筛选高效多态分子标记T9E4;利用获选分子标记,开展分子标记辅助选择(MAS)连续回交育种实践,培育高抗病株系。结果表明:Pigm基因供体亲本谷梅4号和受体亲本湘晚籼13号的抗性反应及抗菌谱存在明显差异,抗性频率分别为95.2%和61.9%。大田病圃稻瘟病抗性鉴定表明,谷梅4号高抗苗瘟和穗瘟,而湘晚籼13号高感苗瘟和穗瘟。T9E4标记引物在谷梅4号和湘晚籼13号基因组中分别扩增出1条约750 bp和1条约1 800 bp的稳定明亮条带,且PCR产物可以用琼脂糖凝胶电泳快速检测,标记辅助选择效率达100%。通过连续回交、自交及分子选择,培育出1个含有Pigm纯合等位基因、高抗苗瘟和穗瘟,且主要农艺性状与湘晚籼13号高度相似的BC5F3株系,实现了定向改良目标。     

氧化铁辅助农业固碳减排的技术探索

通过选取水稻秸秆、猪粪、污泥和颗粒有机肥,添加氧化铁后分别进行室内好气培养(25℃)和田间填埋矿化(夏季),以探索农业固碳减排的技术途径.结果表明,室内好气培养条件下,氧化铁明显降低了水稻秸秆、猪粪、污泥和颗粒有机肥的CO_2释放速率,整个培养期间的CO_2累积释放量分别由未添加氧化铁的10 934.45、5 426.12、5 288.43和794.90 mg CO_2-C·kg~(-1)降低为添加氧化铁的125.47、1 535.15、1 473.36和498.72mgCO_2～C·kg~(-1),以水稻秸秆的效果最为显著.田间填埋条件下,除了颗粒有机肥的有机碳降解速率基本未受氧化铁影响外,其余3种有机物料在每一取样阶段的有机碳降解速率均受到了氧化铁的有效抑制.填埋90 d后,水稻秸秆、猪粪和污泥的有机碳降解速率分别由未添加氧化铁的34.06%、14.91%和19.90%降低为添加氧化铁的24.25%、9.45%和14.24%,也以水稻秸秆的效果最为显著.可见,无论是室内好气培养还是田间填埋矿化,氧化铁均表现出对有机物料矿化降解的有效抑制作用,具有明显的有机碳固持能力.     

水稻土基底呼吸与CO2排放强度的日动态及长期不同施肥下的变化

土壤呼吸排放是陆地生态系统土气交换快速而活跃的途径之一,对大气CO2浓度的变化有显著的影响。本文对太湖地区一个代表性水稻土水稻收割后土壤基底呼吸CO2排放进行了昼夜观测和采样分析。结果表明,不同小区平均土壤呼吸与CO2排放速率在CO2-C.12.2～25.2.mg/(m2h)之间,日排放量在CO2-C.327.2～604.1mg/(m2d)之间,低于文献报道的森林和草地及旱作农田的土壤呼吸;与长期有机-无机配施处理相比,长期单施化肥CO2日排放量提高了55%～85%,并且显著提高了土壤呼吸对土壤(5.cm)温度的响应敏感性。相关分析表明,土壤呼吸CO2排放强度与土壤微生物N(Nmic)、微生物C∶N(Cmic/Nmic)和P的有效性有密切的关系;生物有效N和P的有效性显著地影响着土壤呼吸与CO2的生成和排放。本试验结果进一步支持了水稻土的固碳效应。但是,供试不同小区土壤呼吸排放强度的变异隐含着长期不同施肥处理可能使与高呼吸活性有关的微生物群落发生改变,有待于进一步研究。     

维生素B_1对羊肚菌菌丝体生长的影响

维生素B1是影响羊肚菌菌丝体生长的环境因素之一,基础培养基中加入适量的维生素B1可促进菌丝体的生长。试验研究M延-5、M延-12、M川美3种羊肚菌菌丝体生长所需的最适维生素B1浓度范围,结果表明,M延-5、M延-12、M川美菌丝体生长最适维生素B1浓度分别为25~30、15、15 mg/L。