不同稻虾种养模式下水稻中微量元素吸收 与稻米品质的关系研究

为探明不同稻虾种养模式下水稻中微量元素吸收与稻米品质的关系,开展不同龙虾品种和密度的田间试验,设计水稻单作（rice monoculture ,R）、水稻克氏原螯虾低密度共作（rice co-cropping with Procambarus Clarkii in low density,RCL）、水稻克氏原螯虾高密度共作（rice co-cropping with Procambarus Clarkii in high density,RCH）和水稻澳龙共作（rice co-cropping with Cherax quadricarinatus ,RA）4个处理,分析了稻米中微量元素含量、稻米品质、中微量元素与品质的相关性以及经济效益等指标。结果表明：稻虾共作模式提高了稻米中微量元素含量,其中Fe、Ca和Mg含量显著增加,与R处理相比,RCH、RCL和RA处理稻米的Fe含量分别增加52.0%、23.4%和21.4%,Ca含量分别增加45.7%、32.1%和22.8%,Mg含量分别增加45.0%、28.6%和23.3%。稻米中微量元素提升,有利于稻米品质的改善,稻米品质中的蛋白质与Fe、Ca和Mg呈显著（P<0.05）正相关,胶稠度与Fe、Ca和Mg呈极显著（P<0.01）正相关;直链淀粉含量和垩白粒率均与Ca呈极显著（P<0.01）负相关。稻虾共作模式提高了蛋白质含量和胶稠度,降低了稻米的垩白粒率和直链淀粉含量,稻米品质变优,其中RCH处理稻米品质改善效果最好。与R处理相比较,RCH、RCL和RA处理的纯收益分别增加了506%、314%和429%。总体而言,稻虾共作模式能够提高稻米中微量元素含量,改善稻米品质,提高经济效益,因此,在稻虾综合种养模式的选择中,龙虾品种和养殖密度是需要综合考虑的重要因素。     

不同新型磷肥对黄瓜产量、品质及磷肥利用率的影响

为了探明不同新型磷肥对黄瓜产量、品质及磷肥利用效率的影响,遴选适合黄瓜的最优新型磷肥品种,为土壤-黄瓜-新型磷肥匹配提供理论依据。选用不同新型磷肥进行田间栽培试验和室内培养试验,以黄瓜为研究对象,设置4个处理：不施磷肥（CK）、普通磷酸二铵（DAP）、控失活化磷酸二铵（LC-DAP）和聚磷酸铵（APP）。通过田间试验探究不同新型磷肥对黄瓜品质和磷肥利用率的影响;基于室内培养试验利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）等手段解析新型磷肥对磷有效性的化学增效机制。结果显示：与DAP处理相比,APP处理中黄瓜产量增加18.5%,黄瓜可溶性糖和维生素C含量分别提高了33.5%和16.7%,硝酸盐含量降低了3.7%。相比DAP处理,LC-DAP与APP处理均可以显著提高土壤有效磷含量和黄瓜植株磷素累积量（P < 0.05）,磷肥吸收利用率分别提高了4.7%和10.9%,磷肥贡献率分别提高了13.6%和13.4%;磷肥农学利用率分别提高了170.4%和172.9%;磷肥偏生产力分别提高了18.3%和18.5%,除磷肥吸收利用率外,LC-DAP与APP处理差异不大,APP处理磷肥吸收利用率增幅最大。通过XRD、FT-IR、和XPS等技术得出APP处理残留物的H₂PO₄^-形态磷酸盐含量占比最高,为36.54%,比DAP处理高出15.0%,这表明施用APP可减少难溶性磷酸盐产生。结果表明,与普通磷酸二铵相比,控失活化磷酸二铵和聚磷酸铵均可显著提高黄瓜产量及磷肥利用率,并可改善品质,其中以聚磷酸铵效果最佳。聚磷酸铵可更有效地减少磷肥固定,提高土壤可溶性正磷酸盐含量,从而保障磷肥持续供应。     

NH4＋-N和NO3--N供应条件下水稻磷高效品种初选

为探讨在NH_4~+-N和NO_3~--N条件下不同水稻品种生物量、磷素含量及磷素累积量的差异。利用国际水稻所营养液培养方法,在相同浓度(40mg/L)NH_4~+-N和NO_3~--N条件下测定102个水稻品种苗期生物量和磷素吸收积累量的差异,并采用隶属函数法将评价指标进行标准化,基于磷效率综合值和分层聚类热图分析,进行水稻品种磷效率类型划分。在NH_4~+-N和NO_3~--N下,不同水稻品种的生物量和磷累积量差异性显著,变异系数分别在52.83%~69.54%和52.82%~73.82%。在NH_4~+-N和NO_3~--N培养下的主成分情况相同,主成分1由茎叶生物量、根系生物量、整株生物量、茎叶磷累积量、根系磷累积量和整株磷累积量决定,主要反映植株的生物量及磷素累积量;主成分2由不同器官的磷含量决定。综合水稻苗期磷素吸收累积统计分析方法,将茎叶生物量、根系生物量、整株生物量、茎叶磷累积量、根系磷累积量和整株磷累积量作为水稻苗期磷高效综合评价指标。初步认为‘2845’、‘中籼2503’、‘华瑞稻’、‘连粳7号’、‘德香4103’、‘甬优9号’、‘Ⅱ优602’、‘两优766’、‘盐粳11号’、‘丰两优80’和‘深两优1813’为2种氮素供应下的磷高效型品种/系。     

复合潜流人工湿地对农村生活污水的净化效果 及其微生物群落结构特征

试验探究了复合潜流人工湿地对农村生活污水的净化效果及其微生物群落结构特征。结果表明,当水力负荷为0.35 m³·(m²·d）^-1时,系统对TN、NH₄⁺-N、COD和TP去除效率分别为（89.84±7.64）%、（98.67±1.31）%、（61.63±16.01）%和（70.21±8.00）%。湿地中一共发现11个主要菌门、18个主要菌纲和33个主要菌属,变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）是其中的优势菌门,它们在各级湿地中表层和底层的相对丰度分别是57.26%、61.37%、91.60%、93.22%、88.78%、88.02%。蓝藻菌纲（Cyanobacteria）、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria) 、芽孢杆菌纲(Bacilli)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)是其中优势菌纲,约占主要菌纲的70%。共有17个优势菌属,在各级湿地中的分布情况不同,其中芽孢杆菌属（Bacillus）相对丰度最高,集中分布于第三级湿地,其次是Leptolyngbya、席藻属（Phormidium）,在第一、二级湿地中广泛分布。复合潜流人工湿地具有良好污水净化效果,系统中有机物和氮素的去除主要依靠微生物作用,磷素的去除主要依靠基质吸附沉淀作用。     

滴灌水肥一体化条件下磷肥减量对黄瓜磷素利用效率和产量的影响

为探究磷肥减量施用对设施黄瓜产量和养分利用效率的影响,通过田间试验分析水肥一体化条件下磷肥减量10%、30%、50%对黄瓜磷素累积吸收量、利用效率和产量的影响差异。结果表明：在配方施肥基础上,磷肥减量10%～50%时,0～20 cm土层土壤有效磷含量随磷肥减量比例的增加不断降低,黄瓜植株磷素含量和累积量呈先增加后降低的规律。当磷肥减量30%时,黄瓜磷素总累积量最高(7.17 kg·hm^-2),磷肥贡献率、农学效率、偏生产力和吸收利用率比配方施肥处理分别提高了178.7%、388.7%、75.4%和162.9%,产量和产投比分别提高了22.8%和25.1%。综合分析,水肥一体化条件下,合理减少磷肥施用可显著提高设施黄瓜生育期磷素吸收累积量,提高黄瓜磷素利用效率、产量和产投比。     

秸秆还田配伍腐秆剂对小麦生长发育和肥料利用率的影响

秸秆促腐还田作为秸秆综合利用的重要方式之一而备受关注,然而田间条件下秸秆配伍腐秆剂后的作用依然存在争议。通过在淮北平原布设田间试验,比较不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥+秸秆(SF)和化肥+秸秆+腐秆剂(SFD)对冬小麦生长发育状况、籽粒产量和肥料利用率的影响。结果表明,与处理F相比,处理SFD小麦生长后期的群体茎蘖数、叶面积指数、地上部干重、穗粒数及其对化肥的生理效率显著增加9.5%、18.6%、13.3%、6.2%、27.1%、85.2%和41.5%(P0.05),籽粒产量亦有增加趋势(增幅为5.1%);而处理SFD与处理SF相比,除成穗数、氮肥吸收利用率和磷钾肥生理效率略有增加外,其余指标均有不同程度下降,降幅在0.3%~26.3%之间。从而可知,在淮北平原进行秸秆化肥配施还田能够有效促进当季作物的生长发育,改善氮肥的生理效率和提高产量,配伍腐秆剂不会提升秸秆化肥配施还田的促生增效能力。     

基于高分辨率遥感的耕地质量指标与评价进展

耕地质量作为反映耕地不同性状的综合性指标,对农业可持续发展有重要意义,文章综述了高分辨率遥感数据在耕地质量评价中的应用情况。当前耕地质量评价信息采集技术中存在监测范围小、监测时间跨度短、成本高、效率较低等问题,难以实现耕地质量的快速、准确评价。高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的遥感影像为长时序、大范围的耕地质量评价提供了技术支撑和数据基础。文章总结了国内外应用高分辨率遥感数据对地形特征、田间基础设施、生物多样性、土壤性状、农田环境状况等指标识别方法。文章在介绍耕地质量等级评价方法基础上,归纳了植被指数协同评价法,结合主成分分析法提出了基于高分辨率遥感的耕地质量评价方法,探索基于高分辨率遥感的耕地质量评价指标获取方法和评价体系,以期为快速、准确耕地质量评价研究提供参考。     

茶树根系跨膜吸收氟的生理与分子机制

茶树[Camellia sinensis(L.)O.Kuntze]是高富集氟的植物,氟在叶片中被大量累积。饮茶是人们摄取氟的重要途径,氟的过量摄入会影响人体健康。茶树主要通过根系从土壤中吸收富集氟,但是根系跨膜吸收氟的生理与分子机制尚不清楚。本文综述了茶树根系吸收氟的主动和被动途径,总结根系H+-ATPase和Ca^2+-ATPase介导氟的跨膜主动吸收过程与分子机制;剖析离子通道和Al-F络合在根系被动吸收氟过程中的作用及微观过程;分析影响根系吸收富集氟的主要因素及其调控措施。提出通过研究茶树根系氟跨膜吸收相关转运蛋白及其相关基因的克隆、表达和功能验证,以揭示跨膜吸收氟的分子机制;进而研究调控根系对氟的选择吸收,以保障茶叶质量安全和饮茶健康。     

硫酸亚铁诱导根表铁膜形成对水稻吸收和转运铜锌的影响

通过水培条件下添加硫酸亚铁诱导水稻根表铁膜的形成,利用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液对根表铁膜进行提取后测定,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段对硫酸亚铁诱导产生的根表铁膜进行表征,并分析根表铁膜对水稻吸收铜锌的影响。结果表明,添加硫酸亚铁可以诱导根表铁膜在水稻根系表面产生,未处理的水稻根表Fe含量为731 mg·kg~(-1),80 mg·kg~(-1) Fe~(2+)处理下水稻根表Fe含量为53 562 mg·kg~(-1);SEM-EDS和XRD分析发现大量颗粒状含铁化合物附着于水稻根表。与未经硫酸亚铁处理相比,有根表铁膜水稻的铁膜中,其Cu含量最高增加73.16%,Zn含量最高增加112.10%;水稻根系Cu含量最高降低31.15%,Zn含量最高降低13.02%;水稻茎叶Cu含量最高降低19.50%,Zn含量最高降低25.56%。土壤添加硫酸亚铁可以显著降低水稻对Cu和Zn的吸收与积累。     

基于遥感技术的土壤质地空间预测方法研究进展

土壤质地影响土壤持水持肥性和透气性,进而驱动一系列与土壤有关的物理化学过程,结合高效快速的遥感技术预测土壤质地空间分布,对土壤质量评价与农业生产规划具有重要的理论和实践意义。本文从遥感预测土壤质地的数据、方法和模型的应用出发,介绍了用于土壤质地遥感预测的雷达、地形和植被指数等辅助数据,提出了光谱响应、特征波长选择和遥感解译这三种基于遥感特征预测土壤质地空间分布的方法,梳理了统计学、地统计学和机器学习这三类模型与遥感结合对土壤质地空间预测的应用效果,总结了几种典型方法的优缺点与适用情况,并分析了遥感预测土壤质地的应用条件和精度验证方法,最后提出未来研究需侧重于深入提取各种遥感光谱特征、利用遥感技术获取多类型环境变量和开发土壤物理属性与数据驱动机器学习特征相结合的多算法混合模型,旨在为开展不同区域尺度下土壤质地空间预测研究提供依据与技术支撑。