高低应答CO2水稻品种苗期根系对高C环境的响应

本文利用水培试验和琼脂板培养试验研究了高CO₂条件下产量响应存在显著差异的两个水稻品种：II优084(高响应)和武运粳23(低响应),在幼苗期根系形态对高C的响应差异。水培试验结果表明,在幼苗时期,高应答品种II优084在低氮条件下地上部生物量在高CO₂下增加28.5%,根系干物质量对高CO₂响应显著,增幅为28.5%,而其不定根数目没有显著增加,对干物质量响应贡献较大的为总根长。II优084的总根长在高CO₂下增幅为26.3%,不同根粗的根长均有高响应。低应答品种武运粳23低氮下地上部和根系响应不显著,而在正常氮和高氮下则不同。正常氮条件下,地上部对高CO₂响应不显著,而根系生物量在高CO₂下显著增加76.0%,不定根数目增加25.8%,同时总根长增加45.0%,不同根粗的根长均有高响应,II优084则没有显著响应。在高氮条件下,武运粳23地上部生物量在高CO₂下增加35.5%,根系生物量增加80.3%,不定根数目增加38.5%,根系平均直径增加16.7%,总根长无响应,而II优084生物量在高氮下无显著差异。同时,武运粳23在正常氮和高氮下的根系表面积和体积对高CO₂响应也较II优084显著。琼脂板培养试验的结果与水培结果一致,武运粳23根系形态对高浓度蔗糖的响应普遍高于II优084。试验结果说明品种对高C环境的响应特征不随培养条件的变化而变化。与植株生长后期不同,在幼苗期正常氮条件下低应答品种武运粳23的根系生物量和各形态指标对高C的响应明显高于II优084,说明水稻苗期生长响应参数与后期产量响应参数不一定一致,可能是由于苗期生长高响应的品种在营养生长期旺长,反而不利于后期生殖生长,从而导致后期产量的低响应。     

江苏省畜禽粪便污染现状与防治对策

根据2000年以来江苏省畜禽饲养状况的有关资料,利用各类畜禽粪便日排泄系数估算畜禽粪便量,在此基础上计算江苏省各地畜禽粪便污染负荷量。研究发现,江苏省畜禽养殖业产生的粪便及各类污染物数量巨大,盐城市产生的粪便及各类污染物居全省首位,南通市次之;江苏省畜禽粪便污染负荷量平均为16.5t/(hm~2·a),南通市畜禽粪便污染负荷量最高,达26.7t/(hm~2·a)。全省畜禽粪便污染负荷最高的县是南通市的海安县,其次是盐城市的盐都县。最后本文分析了畜禽粪便污染环境的主要原因并提出了畜禽养殖污染防治的对策。     

长期有机无机肥配施条件下的旱地红壤水分特征分析

以长期有机无机肥配施条件下的旱地红壤为研究对象,采用压力膜法测定土壤水吸力在1~1500 k Pa条件下的旱地红壤含水量变化,绘制出完整的土壤水分特征曲线;运用van Genuchten模型对实验数据进行拟合并计算出旱地红壤中不同类型水分的含量,借助相关分析探讨了土壤团聚结构、土壤有机质、铁铝氧化物与黏粒等土壤理化性质与旱地红壤中各类型水分常数间的相关关系。结果表明:长期配施有机肥的旱地红壤水分含量均随着土壤水吸力(0~1500 k Pa)的增加呈现出"快速下降-缓慢下降-基本平稳"的变化趋势;配施有机肥虽然可显著提高旱地红壤中的饱和含水量,但同时也使旱地红壤中的多余水显著提高,且可显著降低全有效水占饱和含水量的比例。相关分析表明,旱地红壤游离氧化铝、有机质分别与正常生育有效水、速效水及全有效水呈显著正、负相关关系。这一结果意味着旱地红壤中游离氧化铝含量越高、有机质含量越低,越利于旱地红壤中有效水量的提高,但背离了"有机质增加可以提高土壤供水能力"的这一通识。因此,有必要明确并区分铁铝(氢)氧化物与有机质在红壤团聚结构的形成及土壤保水功效调控过程中的作用与机制,进而为旱地红壤水分的有效调控提供科学的依据。     

不同有效钾提取方法的原理与效率比较

以6种典型含钾矿物为研究对象,探讨了盐溶液提取法、阳离子交换树脂法及四苯硼钠法等不同有效钾提取方法的原理、效率及影响因素的影响效应和机制。结果表明：盐溶液提取法对含钾矿物中钾的提取能力受离子种类、浓度及pH的影响,不同种类盐提取剂对矿物中钾释放的促进作用也因含钾矿物类型而异。NH4+ 使矿物层间塌陷,显著抑制各种矿物中非交换态钾的释放。阳离子交换树脂法对溶液中钾的提取能力与饱和离子种类及振荡强度有关。H+、Na+ 饱和树脂吸附溶液钾的能力大于Ca2+ 饱和树脂。振荡强度选为120 r/min可消除树脂法提取钾素时液膜扩散阻力的干扰。四苯硼钾的溶度积常数Ksp为2.40 × 10-8（25℃）。不加NaCl条件下,四苯硼钠浓度是影响四苯硼钠法对含钾矿物中钾的提取能力的主要因素。由不同方法的提取原理可以看出,铵盐类提取剂适用于速效钾为当季作物主要钾源（速效钾含量较高）的土壤钾素有效性的评价。而其他盐提取剂通过延长提取时间,可提取部分非交换态钾,可能较醋酸铵法更适合于提取非交换态钾为当季作物主要钾源的土壤有效钾。阳离子交换树脂法也可提取土壤非交换态钾,但操作较为繁琐,该方法更适用于原位研究土壤钾素的迁移、扩散等特性。四苯硼钠法提取效率较高,通过调节其提取力,可提取不同程度的非交换态钾,是具有较好应用前景的适于各类土壤和作物的土壤有效钾测定方法。     

土壤–根系–微生物系统中影响氮磷利用的一些关键协同机制的研究进展

根际是养分进入作物系统的门户,也是土壤-根系-微生物相互作用的微域。根际界面过程决定了氮磷养分的供应强度和有效性,最终影响了氮磷养分的利用效率和作物生产力。近年来,国内外在揭示农田土壤-根系-微生物系统中不同界面的养分转化、吸收和运输机制方面取得了一些新进展。在不同时空尺度上分析了影响土壤氮磷转化微生物组成的影响因子;研究了丛枝菌根系统形成的信号机制及其对氮磷吸收的基因调控机制;从信号网络、根系质子分泌和根构型的角度系统揭示了作物根系应对根际环境氮磷养分供应的形态和生理响应机制。未来针对根际氮磷高效利用问题,需要深入研究土壤-根系-微生物不同界面的协同机制和调控原理,在根际微域和土壤团聚体尺度开展微生物食物网及其关键功能微生物分布格局和演替规律的研究;揭示根构型对根系–微生物协同结构和功能的影响,研究养分缺乏条件下根内质子分泌和关键转运蛋白对根系生长和养分吸收的调控机制;针对粮食作物,研究根系-微生物对话中已知信号物质(如独脚金内酯和N-酰基高丝氨酸内酯)和新的信号物质(小RNA)的网络作用机制及其对多养分协同代谢的影响;最后,针对不同气候、土壤、作物类型区,提出提高氮磷利用效率的根际生物调控途径和措施。     

基于模糊集理论提取土壤—地形定量关系及制图应用

通过对研究区地形因子的模糊聚类,提取了地形因子组合与特定土壤属性的定量隶属度关系,然后对隶属度高值区土壤进行目的性采样为隶属度函数赋值,制作研究区土层厚度连续分布图。通过野外实地验证,将观测值与图中预测值比较,结果显示该方法制图精度在82%左右,具有一定的可靠性。进一步考察认为该模型在地形部位较低,地势较为平坦,土壤发育较好,土层较厚,成土环境相对稳定的地区预测效果更好,适用性更强。该方法能提高土壤制图效率,降低制图成本,提高制图精度,对土壤微域变异的表现更为详细,图面信息负载量更高。应用该方法制作大比例尺土壤详图不失为土壤调查与制图领域一种可行的新方法。     

石膏和腐植酸配施对干旱盐碱区土壤改良及棉花生长的影响

针对试验区盐碱土特点,选择石膏和腐植酸为盐碱土壤改良剂,通过石膏、腐植酸单施与石膏和腐植酸不同用量配施试验,分析了改良剂施用后土壤盐分含量和pH变化及对棉花株高、茎粗和产量的影响,优选出适宜于该试验区的最佳改良剂。试验结果表明,石膏和腐植酸质量配比9∶1组合在3 000和4 500 kg/hm²施用量情况下,0～20 cm土壤降盐效果好于单独施用石膏或腐植酸处理;而单施腐植酸处理对棉花增产效果最好,较对照增产29.8%。综合来看,该地区较优的改良剂及用量为:石膏和腐植酸质量配比9∶1混合施用3 000 kg/hm²,其可使0～20 cm土壤含盐量较对照下降24.3%,棉花增产24%。     

西北黑河流域土壤pH与CaCO_3相当物含量关系研究

干旱-半干旱地区的石灰性土壤中pH与CaCO_3相当物含量之间有一定关系,但目前黑河流域土壤中pH与CaCO_3相当物含量之间的关系及其影响因素尚不明确。从区域、海拔、土壤母质、土壤类型、土地利用方式五个方面分析了我国西北黑河流域土壤中pH与CaCO_3相当物含量之间的关系。结果表明,黑河流域土壤pH与CaCO_3相当物含量之间存在显著的非线性相关,pH随着CaCO_3相当物含量的增加而逐渐升高,当CaCO_3相当物含量升高到某一阈值后,pH增幅迅速降低,最终趋于稳定;不同区域、海拔、土纲、成土母质和土地利用方式下,pH与CaCO_3相当物含量之间的相关程度不同,表现为上游土壤pH与CaCO_3含量呈显著正相关,不同的海拔高度区间pH与CaCO_3含量之间具显著正相关,人为土、盐成土、均腐土、雏形土的pH与CaCO_3含量显著正相关,冰碛物、残积-坡积物、湖积物发育的土壤pH与CaCO_3含量具有极显著正相关,土地利用方式对pH与CaCO_3含量的关系影响较小;不同区域、海拔、土纲、成土母质和土地利用方式下,pH与CaCO_3相当物含量的最佳回归模型不同,有幂函数模型、一元二次模型、一元三次模型和线性模型。     

DEM栅格分辨率对多元线性土壤—景观模型及其制图应用的影响

以亚热带丘陵地区为对象,以该区4 km×3 km的5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m数字高程模型(DEM)为基础,建立多元线性土壤景观模型,并应用该模型预测研究区内土壤表层有机质含量分布,进而比较不同分辨率DEM中土壤景观模型及其预测制图的精度。结果表明:在本研究区11 km2范围内,随着DEM栅格分辨率降低,坡度、曲率、比汇水面积(对数)频度均表现出了向其中值区集中的趋势;地形因子的这一变化规律对土壤景观模型的影响较小,例如模型的变量、变量系数及R2在不同分辨率DEM中的差异很小;但地形因子的这一变化规律对模型预测制图的精度具有较大影响,各项指标均说明,模型在10~25 m DEM中的制图精度较高,而在更高分辨率(5 m)或更低分辨率(30 m)DEM中较低。本研究结果对其他亚热带丘陵地区具有一定的指示意义。     

酸性土壤中解磷菌的分离及其促生效果研究

酸性土壤中磷易被固定,磷的生物有效性极低。解磷菌对土壤中难溶性磷具有重要的增溶作用。虽然已有不少解磷菌方面的研究,但是主要集中于中性和石灰性土壤中钙磷的解磷菌报道,而关于酸性土壤中高效溶解铝磷的微生物报道较少。采用培养基和土培试验,首先对酸性土壤上不同植物（胡枝子、大豆、水稻）根际土壤中的解磷菌进行了分离,然后比较了它们对不同磷源（磷酸钙和磷酸铝）的溶解能力,最后研究了它们对大豆生长和磷吸收的影响。通过使用难溶性磷源（磷酸钙和磷酸铝）的固体培养基,分离得到5株优势菌株L1、S1、S2、R1和R2,经16S rRNA序列鉴定,L1属于阮杆菌属（Nguyenibacter）,S1和S2分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）和沙雷氏菌属（Serratia）,R1和R2分别属于伯克氏菌属（Burkholderia）和雷尔氏菌属（Ralstonia）。菌株S1、S2、R1和R2对难溶性磷酸钙有较强的溶解能力,对磷酸铝的溶解能力较弱;菌株L1对磷酸铝表现出较高的溶解能力,对难溶性磷酸钙的溶解能力弱。联合接种菌株L1+S1对大豆生长和磷吸收表现出良好的促进效果,而单独接种L1和S1效果不显著。...