稻虾共作模式下龙虾品种和养殖密度对CH4和N2O排放的影响

为探究稻虾共作体系中不同龙虾品种和养殖密度对稻田温室气体排放的影响,本研究通过设置不同龙虾品种和养殖密度试验,采取密闭静态箱-气相色谱法研究稻虾共作对温室气体排放规律、排放量及综合增温潜势（GWP）的影响。结果表明：在整个稻虾共作期间,各处理CH₄和N₂O排放规律基本一致,均在拔节期出现排放高峰; CH₄累积排放量表现为DZ（水稻单作） ＞DA（水稻澳龙共作） ＞DD（水稻低密度克氏原螯虾共作） ＞DG（水稻高密度克氏原螯虾共作）,而N₂O累积排放量表现为DG＞DD＞DA＞DZ; GWP表现为DZ＞DA＞DD＞DG,与DZ处理相比,DG、DD和DA处理GWP分别降低36.9%、30.7%和18.1%。土壤氧化还原电位、水体溶解氧、铵态氮、硝态氮与CH₄排放呈显著负相关（P＜0.05）,与N₂O排放呈显著正相关（P＜0.05）。研究表明,稻虾共作降低稻田CH₄排放,增加N₂O排放,减少GWP,其中DG处理减缓GWP效果最好。在稻虾共作体系中,为了更有效降低稻田系统中温室气体的排放,需要考虑龙虾品种和养殖密度的选择。     

我国水稻秸秆钾资源分布及其还田对土壤钾平衡的重要性

【目的】我国钾肥资源不足但秸秆资源丰富,有待科学高效循环利用。本研究估算了我国水稻秸秆钾养分的量和空间分布特征,为利用水稻秸秆还田保持土壤钾素平衡提供参考。【方法】本研究基于《中国农村统计年鉴》和其他文献资料数据,结合草谷比法对我国各省份不同季别水稻秸秆钾资源量及还田情景下的土壤钾输入量进行测算。【结果】2019年我国水稻秸秆钾(K₂O)养分总产量为493.9万t,其中早稻、晚稻和中晚稻秸秆钾养分量的占比分别为13.1%、14.6%和72.4%。不同稻区的水稻秸秆钾资源量占总量的比例为：长江中游(33.4%)?长江下游(21.7%)?西南(15.3%)?东北(13.1%)?华南(12.8%)?华北(3.7%)。早稻和晚稻秸秆钾养分主要源自湖南(25.2%和24.7%)、江西(23.8%和24.4%)、广东(18.6%和19.5%)及广西(17.2%和14.8%)。中晚稻秸秆钾养分资源在主产省区间的分布表现为：江苏(14.3%)?黑龙江(12.9%)?湖北(12.2%)?四川(10.7%)?安徽(10.5%)?湖南(8.8%)。在双季稻主产省区湖南、江西、广东和广西...     

麦-豆和麦/玉/豆体系中大豆的磷肥增产增效作用研究

【目的】小麦/玉米/大豆旱地三熟模式是我国西南山丘区的主要旱作耕作模式,大豆作为该体系中改善土壤环境的核心作物,明确其增产、增效作用,可指导该体系的科学管理。【方法】于2012、2013年连续2年进行田间试验,采用小麦-大豆(单作)和小麦/玉米/大豆(套作)两种体系,设置5个不同磷水平处理(SP1、SP2、SP3、SP4、SP5),调查了大豆在与玉米共生期和玉米收获后的生物量变化,以及收获期籽粒产量、全株养分含量和养分利用效率的差异。【结果】1)玉米收获前大豆植株地上部生长率,单作为1.52 g/(m2·d),套作为1.18 g/(m2·d),单作比套作高28.8%;玉米收获后,大豆植株地上部生长率,单作为4.15 g/(m2·d),套作为5.60 g/(m2·d),套作显著高于单作34.9%。2)大豆籽粒产量套作平均比单作高20.3%。单作、套作大豆籽粒产量均随土壤磷含量的增加呈先增加后降低的变化趋势,2年平均产量最高均在SP4处理,套作为2923 kg/hm2,单作为2400 kg/hm2。SP4处理产量与SP2和SP3差异不显著,与SP1和SP5差异显著。3)收获期大豆籽粒氮、磷、钾含量套作高于单作,茎、荚含量套作低于单作;各部位的氮含量随土壤磷含量的增加先增高后降低,磷、钾含量有随土壤磷含量的增加而增加的趋势。4)小麦+大豆种植带的植株氮、钾积累量,套作体系明显高于轮作体系,且随土壤磷含量的增加先增加后减少。5)小麦+大豆种植带磷肥当季利用率随土壤磷含量的增加而逐渐减小,SP2、SP3、SP4、SP5处理套作体系比单作体系分别高44.6%、74.9%、66.9%、109.5%,平均高74.0%。【结论】套作大豆相比单作大豆具有产量和营养优势,套作大豆茎、荚氮、磷、钾养分相比单作大豆可更多地向籽粒转运,大幅提高其对磷肥当季利用效率。合理施用磷肥也可提高大豆产量。     

间作对水稻根系分布特征的影响*

 通过田间试验，研究了两种水稻品种黄壳糯与合系41间作条件下的根系分布特征。结果表明：间作黄壳糯的根深指数显著高于单作，较单作提高49%。合系41第1行的根深指数显著高于第2行和第3行，分别比第2行和第3行高了26.7%和24.9%，且第2行和第3行之间的根深指数无显著差异。间作黄壳糯产量较单作黄壳糯呈增加趋势，但未达显著差异。合系41第1行的产量显著低于第2行、第3行及合系41单作的产量,分别低了23.7%，24.6%和24.6%,但合系41间作第2行、间作第3行与合系41单作之间的产量无显著差异。本试验应用Sufer软件绘制的根系分布图表明：合系41第1行表层根密度较小，下层根密度较大，根系总量显著减少；单作黄壳糯根系呈两边伸展，而间作黄壳糯根系则深层次分布较多。     

养分优化管理促进间作小麦高产群体的构建

华北平原上最近出现的、既能保障粮食安全又可提高农民收入的小麦/西瓜/玉米间作体系备受农民欢迎,但是该体系普遍存在施肥不合理,养分盈余严重的问题。因此,本研究通过单因素随机区组设计的田间试验,探讨养分优化对该体系间作小麦群体动态和产量形成的影响,为建立间作小麦高产高效技术体系提供科学依据。本试验共设置了2个施肥处理,即：农户传统施肥(Con处理)和养分优化施肥(Opt处理),在4个农户的地块进行,共8个试验小区。从小麦返青期开始,监测间作小麦在两种施肥方式下,边行和内行的分蘖数动态变化;从小麦抽穗期开始,每隔3天,监测两个处理间作小麦边行和内行的抽穗数、扬花数的动态及收获期的生物量、产量及其构成要素。研究结果表明,通过养分的优化管理,显著增加了间作小麦的有效分蘖数、抽穗数、扬花数,提高了小麦的成穗率;同时,养分优化管理也增强间作小麦的边行优势,其小麦产量同传统相比,增产11.8%,收获指数增加16.7%。因此,通过养分优化可提高间作小麦边行的收获指数,促进间作小麦高产群体的建成,边行优势的增强,有助于间作优势的提高。     

小麦玉米秸秆长期还田对砂姜黑土磷库组成的影响

为优化管理小麦-玉米轮作体系秸秆还田条件下的土壤磷素,本研究依托皖北砂姜黑土区秸秆还田定位试验,设置不施肥（CK）、常规施肥（F）、常规施肥+小麦秸秆单季还田（FWS）、常规施肥+玉米秸秆单季还田（FMS）、常规施肥+小麦玉米秸秆双季还田（FWMS）5个处理,采用蒋柏藩-顾益初法及Bowman-Cole法分别测定了砂姜黑土无机磷和有机磷组分含量,运用相关分析和通径分析探究了土壤不同磷组分与有效磷之间的关系。结果表明：小麦玉米秸秆还田显著提高了砂姜黑土全磷和有效磷含量及土壤磷活化系数。秸秆还田可显著提高砂姜黑土无机磷组分中磷酸二钙（Ca₂-P）、磷酸铝（Al-P）及磷酸铁（Fe-P）的含量,与F处理相比,FWS、FMS和FWMS的土壤Ca₂-P含量分别增加32.3%、28.4%和43.8%,Al-P含量分别增加15.3%、10.7%和13.4%。土壤有机磷组分中活性有机磷（LOP）、中活性有机磷（MLOP）和中稳性有机磷（MROP）含量在秸秆还田条件下均明显增加。秸秆还田下砂姜黑土闭蓄态磷（O-P）含量无显著变化,FMS和FWMS处理的磷酸八钙（Ca₈-P）含量显著增加,磷灰石（Ca₁₀-P）和高稳性有机磷（HROP）含量下降。秸秆还田可显著增加砂姜黑土中Ca₂-P所占比例,降低O-P、Ca₁₀-P和HROP的占比。砂姜黑土中Al-P、Fe-P、Ca₂-P及MLOP与有效磷呈极显著正相关关系,其中Al-P、Ca₂-P和MLOP对有效磷的正向直接影响较大。研究表明,小麦-玉米轮作制中秸秆单季或双季还田均可促进砂姜黑土中无效态磷向有效态磷和缓效态磷转化,从而提升土壤磷素有效性,秸秆单季和双季还田处理在砂姜黑土磷素活化效果方面无显著差异。     

植物的硅吸收及其对病虫害的防御作用*

 硅是地壳中含量最丰富的元素之一，但是绝大部分不能被植物直接吸收利用。土壤有效硅含量受多种环境因素的影响，然而在植物吸收硅后土壤仍能保持土壤溶液中硅浓度在一恒定水平。硅主要以二氧化硅胶（SiO₂·nH₂O）的无机物形态存在于植物表皮细胞和细胞壁上。植物体内硅的含量在不同物种间差异很大。植物主要以单硅酸形式吸收硅，不同植物吸硅的能力不同。水稻具有主动吸硅能力，大多数植物以被动形态吸收硅。施用硅肥能提高植物对病虫害的抗性，从而降低病虫害的发生。     

不同覆盖材料对幼龄苹果园树体生长与土壤特性的影响

以京郊三年生"红富士"苹果为试材,采用树盘覆盖园艺地布、普通地膜和可降解地膜的方法,以清耕为对照(CK),研究不同地面覆盖材料对幼龄苹果园杂草控制、土壤养分含量及树体生长的影响,以期为山地果园地面管理提供参考依据.结果表明:与CK相比,地面覆盖显著降低杂草生物量,园艺地布、普通地膜和可降解地膜处理分别减低杂草鲜质量92.21％、84.00％和46.45％,园艺地布控草效果最好.长期表施肥料后进行地面覆盖,土壤养分含量下降.覆盖园艺地布、普通地膜和可降解地膜后,0～20 cm 土层中土壤有机质含量较CK降低52.64％、5.08％和30.30％,有效磷含量较CK降低27.63％、35.07％和33.11％.园艺地布降低全氮含量,较CK降低48.28％,其余处理无显著影响.20～40 cm土层中,与CK相比,园艺地布和可降解地膜有机质含量分别降低25.34％和35.83％,全氮含量分别降低24.09％和54.74％,速效钾含量分别降低13.81％和15.23％,有效磷含量与CK差异不显著,普通地膜各种土壤养分含量与CK差异不显著.地面覆盖显著增加幼龄苹果树的新梢长度,提高新梢生长速度,园艺地布作用最明显,新梢生长速度较对照提高360.23％.与CK相比,3种覆盖材料均显著增加百叶鲜质量和含水量,园艺地布显著降低百叶干质量,较CK降低18.13％,其余处理与CK无显著差异.3种覆盖材料显著提高叶片氮、钾含量,对叶片磷含量影响不显著,园艺地布效果最明显.综合分析,幼龄苹果园树盘覆盖可有效控制杂草,改变土壤养分含量,促进树体生长及叶片质量提升.从促进果树生长的角度,园艺地布效果明显最好.     

褪黑素调控根系生长和根际互作的机制研究进展

【目的】根系生长和根际互作是影响植物对土壤养分吸收的关键因子。根系在土壤中穿插生长,不断改变其形态可塑性,进而改变根系构型,扩大与土壤的接触面积以获取所需养分。同时根系的生理可塑性协同根系形态可塑性显著影响根际互作效应,为植物经济高效获取养分资源提供可能。探究褪黑素等内源生长调节因子对根系形态和生理可塑性的调控机制,揭示通过最大化根际效应强化根际互作的有效途径,对集约化作物体系提高养分利用效率,促进绿色增产增效,具有重要的理论与实践意义。主要进展褪黑素作为新型植物生长调节信号分子,在盐害、干旱和低温等非生物胁迫中具有增强植物抗逆性、改善植物生长等重要调节作用。褪黑素显著改变根系生长,对植物主根生长主要表现为抑制作用,对侧根及不定根的发育和生长具有浓度依赖性调节,从而深刻影响植物根系构型。褪黑素调控根系生长的机制尚不清楚,总结已有进展表明:一方面褪黑素调节光周期,影响光合产物的运输和糖信号,从而调控地下部碳分配和根系生长;另一方面,褪黑素还能与生长素等植物激素互作,参与激素对植物生长调控的信号通路,从而对植物的生长发育和新陈代谢产生影响。这些进展对深入揭示褪黑素调控根系生长发育的机制提供了重要依据。问题与展望根系的生长发育以及根系构型的改变显著影响根际过程和根际互作,褪黑素作为调控因子在不同养分环境条件下显著影响根系的形态可塑性。然而,褪黑素在根际过程和根际互作中的作用机制并不清楚,有关研究亟待加强。深入探究褪黑素参与根际互作的机制,理解褪黑素调控根系生长和根际过程的作用途径,可为集约化农业体系下精准调控作物根系生长,强化根际互作,提高养分利用效率提供科学依据。     

长期不同秸秆还田措施对土壤供磷能力的影响

研究潮土区冬小麦-夏玉米轮作体系下长期不同秸秆还田措施对土壤磷素吸附解吸特性的影响,以期为提高该地区土壤供磷能力提供理论依据。依托山东禹城长期定位试验（始于2007年）,研究了秸秆不还田（CK）、小麦秸秆单季还田（W）、玉米秸秆单季还田（M）和小麦玉米秸秆双季还田（D）4个处理对土壤有效磷含量和土壤磷吸附解吸特性的影响。结果发现,与CK相比,3种秸秆还田均显著提高了土壤有效磷含量,W、M和D处理有效磷含量分别增加了47.5%、15.4%和12.2%,而土壤交换性钙含量分别降低了49.1%、30.5%和31.7%。不同秸秆还田措施均对潮土磷吸附特征产生了影响：与CK相比,秸秆还田处理均能显著降低土壤对磷的吸附,W、M和D处理土壤磷平均吸附量分别下降了10.7%、7.5%和5.1%;单季秸秆还田处理W的土壤最大吸磷量（Qm）显著低于CK处理,但M和D处理土壤Qm与CK没有显著差异;秸秆还田处理的磷吸附饱和度（DPS）均有所增加,但仅单季秸秆还田处理（W和M处理）的磷吸附饱和度显著高于CK。3种秸秆还田处理均显著提高了土壤磷解吸能力,各处理土壤磷解吸率表现为W>D≈M>CK,而秸...