辐射诱变技术在农业育种中的应用与探析

辐射诱变育种是在人工控制的条件下,利用中子、质子或者射线等物理辐射诱变因素对种子进行辐照,诱发其染色体的数量、结构和行为变异,从而得到可供利用的突变体,并在此基础上进一步培育出新的种质资源的一种新兴的育种技术。本文以水稻、小麦、大豆、花卉和林木等材料所做的辐照试验为依托,综述了国内外在辐射诱变育种方面所取得的成就,分析了该技术的作用机理、特点、优势、适用范围及其发展历程,并对其发展方向和应用前景做出了展望。其主旨在于提高人们对辐射诱变育种技术在农业生产中应用的价值、意义及其前景的认识,并为该技术的进一步发展和应用提供参考与借鉴,以期促进现代化物理农业工程的发展和应用,提高人民的生活水平与质量。     

添加竹酢液和菌剂对园林废弃物堆肥理化性质的影响

为研究不同水平竹酢液及菌剂对堆肥效果的影响,以园林废弃物为原料,通过L9(34)正交设计以竹酢液和菌剂为添加剂进行静态好氧高温堆肥试验,分析了堆肥过程中各个时期不同处理的温度、pH值、EC值、全N、全P和全K的变化趋势,并对腐熟后各处理堆肥产品中的全N、全P、全K、Mg、Fe和S的质量分数进行了方差分析与多重比较。结果表明,添加竹酢液和菌剂的处理使堆肥初期温度上升较快,有效降低了堆肥产品中的pH值和EC值;添加竹酢液和菌剂对于堆肥产品中的全N、全P、全K、Fe和S质量分数均影响极显著,可有效增加全P、全K、Fe和S质量分数,且存在交互作用;氮以氨气形式挥发损失,与空白比较,加入菌剂会加速氮的损失,而添加一定稀释倍数的竹酢液可有效保氮;将堆肥产品间各指标进行比较,稀释1 000倍竹酢液2 L+0.5%“有机废物发酵菌曲”的园林废弃物堆肥效果 最好。     

马尿酸在土壤中的分解及对土壤酶活性的影响

选用沈阳市东陵区天柱山耕作棕壤,采用室内培养试验,研究了外源马尿酸在土壤中的分解特点及其对土壤酶活性的影响。结果表明:不同浓度外源马尿酸在土壤中的分解均呈现出分解速率较快的特点,于第7d降解率可达98%以上,其分解速率可用动力学模型进行描述。马尿酸对土壤酶的影响主要表现在培养的7～42d;其中,对中性磷酸酶、脲酶、转化酶活性的影响均表现为中、高浓度显著抑制,低浓度显著促进,且浓度间差异显著;对土壤过氧化氢酶活性的影响,各浓度均表现为显著的抑制作用,随浓度增加抑制增强,不同浓度间差异均达显著水平。与马尿酸在土壤中的分解特点相比,马尿酸对各酶的影响显示出了滞后性,进而对养分转化的影响会有较长期性。     

柠檬酸对三种人工合成氧化铁磷吸附特性的影响

试验采用了3种人工合成的氧化铁为材料,研究了氧化铁对磷的吸附以及柠檬酸对氧化铁磷吸附特性的影响。结果表明:3种人工合成的氧化铁对磷的吸附特性及柠檬酸对氧化铁吸附磷的影响都可用Langumir方程来描述,都达到了极显著水平。从磷的最大吸附量(Sm)、吸附反应常数(K)和最大缓冲容量(MBC)来看,未加入柠檬酸时,水铁矿对磷的吸附在容量和强度方面均为最高;而在加入柠檬酸时,3种人工合成的氧化铁对磷的吸附能力的顺序并无差别,水铁矿和针铁矿的磷Sm和MBC要比赤铁矿大很多。     

近40年大兴区耕地土壤有机质时空变异特征及其影响因素

研究长时期的土壤有机质(SOM)时空动态变化规律对指导大都市边缘区耕地保护、农田土壤肥力提升和农业生产管理具有重要意义。通过综合运用GIS、地统计学与数据统计分析方法,研究北京市大兴区近40年来五个时期(1980、1990、2000、2006、2017)耕地SOM的时空变异特征,并对其影响因素进行定量分析。结果表明:近40年来大兴区土壤有机质的动态变化表现为短期下降但整体呈上升趋势,从1980年的Ⅴ级地为主到2017年以Ⅳ级地为主,土壤有机质含量均值从9.36 g kg-1上升到14.87 g kg-1,增加了58.87%;大兴区五个时期的土壤有机质含量变异系数范围为0.22～0.38,均属中等程度变异;五个时期SOM的块金系数C0/Sill分别为50.00%、45.45%、49.92%、43.19%和38.17%,说明随着时间推移区域耕地资源的本底因素引起的异质性愈占主导;SOM的空间最大相关距离在8.14～14.57 km范围内波动;大兴区耕地土壤有机质含量整体上升,其主要受到土壤质地、土壤类型、种植作物类型和人为耕作管理活动的影响。在未来的农田管理过程中,应改善土壤结构,施用有机...     

复合保水剂吸水保水性能及其应用

为了促进自制的复合保水剂(以下称复合保水剂)在节水型设施基质栽培中的合理应用,该文比较了复合保水剂和对照保水剂(旱宝贝MP3005KM)的吸水保水性和发芽率,以β-环糊精(β)、羧甲基纤维素钠(CMC)、可溶性淀粉(K)、竹炭粉(Z)和玉米芯热解粉(TD)为原料,采用水浴加热法制备,分析5种保水剂的pH值、溶胀度、吸水速率、失水速率、反复吸水性并进行发芽试验,对结果进行方差分析和多重比较。结果表明:4种复合保水剂性能均优于对照,其中以β-环糊精+羧甲基纤维素钠+可溶性淀粉+玉米芯热解粉配方的复合保水剂为最优,溶胀度达183.98mL/g,吸水速率最大,失水速率最小,发芽指数达对照的7倍。该研究可为中国未来保水剂的研究开发、生产和应用提供参考。     

长期种植绿肥稻田土壤颗粒有机碳演变特征

【目的】基于长期定位试验探讨长期冬种绿肥稻田颗粒有机碳演变特征与土壤肥力的关系。【方法】以中国农业科学院祁阳红壤实验站水田轮作制度长期定位试验为基础,测定了1982年至2012年每6年一次的历史土壤-样品的颗粒含量、颗粒有机碳含量和稻田土壤养分含量。试验设4个处理:1)稻-稻-冬闲(R-R-WF):2)稻-稻--油菜(R-R-RP):3)稻-稻-紫云英(R-R-MV);4)稻-稻-黑麦草(R-R-RG)。晚稻收获后,采集0-20 cm耕层土壤。土壤颗粒分级采用改进的Anderson离心法得到砂粒(53~2000μm)、粗粉粒(5~53μm)、细粉粒(2~5μm)、粗粘粒(0.2~2μm)和细粘粒(0.2μm)。采用重铬酸钾法测定土壤颗粒有机碳含量。【结果】1)30年试验后三种绿肥处理稻田土壤有机碳在不同土壤颗粒中的分布表现为细粘粒(28.05~28.27 g/kg)粗粘粒(25.76~26.91 g/kg)细粉粒(12.80~14.52 g/kg)、砂粒(13.83~14.92 g/kg)粗粉粒(1.67~2.62g/kg),与冬闲处理(R-R-WF)相比,土壤总有机碳、细粘粒有机碳和粗粘粒有机碳含量分别显著增加34.6%~42.4%、12.3%~13.2%、6.1%~10.9%砂粒有机碳含量显著降低26.2%~31.6%(P0.05)。2)30年试验后,三种绿肥处理稻田土壤总有机碳在不同颗粒中平均分布比例为粗粘粒有机碳(45.0%)细粉粒有机碳(25.8%)细粘粒有机碳(15.1%)砂粒有机碳(11.5%)粗粉粒有机碳(2.7%),与R-R-WF处理相比,总有机碳在粗粘粒中的比例提高8.0%~12.8%在砂粒中的比例降低36.8%~42.9%在细粘粒、细粉粒、粗粉粒中的比例提高5.3%~6.1%、5.5%~6.4%、6.5%~8.1%。3)长期种植绿肥土壤总有机碳、粗粘粒有机碳、细粘粒有机碳含量与时间(年)呈现极显著线性正相关(P0.01),累积速率分别为0.16 g/(kg·a)、0.31 g/(kg·a)、0.22 g/(kg·a);砂粒有机碳、粗粉粒有机碳、细粉粒有机碳含量与时间(年)呈现显著线性负相关(P0.05),消减速率分别为0.59 g/(kg·a)、0.35 g/(kg·a)、0.19 g/(kg·a)。粗粘粒有机碳年均增幅1.5%,是细粘粒有机碳增幅的1.5倍;粗粉粒有机碳年均减幅2.7%,是细粉粒、砂粒有机碳减幅的2.8倍和1.5倍。4)细粘粒、粗粘粒有机碳含量与总有机碳含量呈极显著正相关(P0.01),且与粗粘粒有机碳相关性更为紧密;细粘粒、粗粘粒有机碳含量与土壤全氮、全磷、有效磷、碱解氮、速效钾含量呈(极)显著相关关系(P0.01)且粗粘粒有机碳含量与土壤养分含量相关性更为紧密。【结论】粗粘粒有机碳含量高、分布比例大,是稻田土壤有机碳最重要的组成部分;粗粘粒对有机碳的固持能力强,对土壤总有机碳含量变化的响应最敏感,是土壤有机碳最稳定的组分;粗粘粒有机碳与土壤养分相关性显著与土壤肥力关系最紧密,因此粗粘粒有机碳可以作为指示稻田土壤肥力水平的一个重要指标。     

辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验：Ⅰ.作物产量

在辽宁西部褐土上历时１０ａ的田间试验结果表明：氮肥对提高作物产量效果最好,平均每千克Ｎ增产粮食２１ｋｇ供试褐土富磷,试验前３ａ施磷肥不显增产作用,之后增产明显,１０ａ平均增产率１０．９％,平均每千克Ｐ增产粮食４７ｋｇ。供试褐土富钾,连续１０ａ施钾肥不显增产作用。在施用化肥基础上每年以６０％收获产品直接堆腐回田,可比对应的化肥处理分别增产（１０ａ平均）４０．６％（无肥对照）,１９．５％（Ｎ肥基础）、     

有机肥与化肥不同比例配施下水稻土铵态氮释放特征

采用淹水密闭培养-间歇淋洗法,研究了有机肥(猪粪和牛粪)与化肥(尿素)氮以不同比例配施后对水稻土铵态氮释放特征的影响。结果表明:与单施100%尿素处理相比,培养到28 d,配施有机肥处理(除80%尿素氮配施20%牛粪氮、70%尿素氮配施30%牛粪氮和50%尿素氮配施30%牛粪氮处理)显著降低土壤铵态氮的累积释放量,且随有机肥配施比例的增加降幅增大,降低幅度为5.78%~41.20%(P0.05);培养28~90 d,配施有机肥处理(50%尿素氮配施30%牛粪氮处理除外)的土壤铵态氮释放量显著提高;至培养90 d,50%尿素氮配施50%猪粪氮和80%尿素氮配施20%牛粪氮处理的土壤铵态氮累积释放量显著高于单施100%尿素处理,提高幅度分别为4.81%和9.32%(P0.05)。培养结束时,氮素减施20%(单施80%尿素氮、50%尿素氮配施30%猪粪氮和50%尿素氮配施30%牛粪氮)处理的土壤铵态氮累积释放量与单施100%尿素处理无显著差异。本研究表明,50%尿素氮配施30%猪粪氮既可以降低土壤铵态氮前期释放速率,又可以增加水稻土持续稳定的供氮能力,对减少氮肥损失维持作物生产具有重要意义。     

中国主要旱作粮食耕地土壤钾素的时空演变特征

以小麦和玉米等旱作粮食为主的旱地是我国重要的耕地类型,其对国家粮食安全和稳定发挥着极其重要的作用。基于全国耕地质量监测数据库,分析了1988—2007年和2008—2018年间全国及不同区域主要旱作粮食耕地的钾肥投入量、土壤速效钾和缓效钾的时空演变规律,并探讨了土壤速效钾与缓效钾的量化关系。结果表明,1988—2018年全国主要旱作粮食耕地的化肥钾、秸秆钾和总钾的年均投入量（K2O）均保持在较为稳定的水平,年均投入量分别为125 kg?hm-2?a-1、148 kg?hm-2?a-1和273 kg?hm-2?a-1。在不同区域间均呈现出华北和东北的钾肥投入量显著高于其他区域的趋势。与1988—2007年相比,2008—2018年东北、华北、华东和西南的总钾年均投入量增加了4.22%~23.8%,而西北则略有降低。在1988—2018年,全国主要旱作粮食耕地土壤速效钾和缓效钾分别为139 mg?kg-1和665 mg?kg-1,与1988—2007年相比,2008—2018年的土壤速效钾和缓效钾分别提高了15.1%和6.72%。在不同区域间,土壤速效钾以西北和东北较高（大于150 mg?kg-1）,而华北和华东较低（136~149 mg?kg-1）,西南最低（116 mg?kg-1）,与1988—2007年相比,2008—2018年华北、华东、西北和西南的土壤速效钾分别提高了15.7%、17.7%、4.16%和34.5%,土壤缓效钾分别增加了8.95%、2.15%、5.71%和4.19%,而东北则略有降低。线性方程表明,随着土壤速效钾的提高,2008—2018年土壤缓效钾的增加量（14.2 mg?kg-1）明显高于1988—2007年（7.23 mg?kg-1）,同时,不同区域间的拟合方程也表明,随着土壤速效钾的增加,1988—2018年东北、华东和西北的土壤缓效钾增加量明显高于华北。因此,在全国耕地质量监测平台上,与1988—2007年相比,2008—2018年全国和大部分区域主要旱作粮食耕地的土壤速效钾和缓效钾均显著增加。土壤速效钾与缓效钾的线性关系为快速估算缓效钾含量提供了技术参考,但不同试验阶段和区域内拟合方程存在差异,建议不同区域应因地制宜,综合土壤速效钾和缓效钾含量精准划分土壤供钾能力等级,从而为实现藏钾于地的目标奠定基础。