渐缩式比例施肥器的设计与试验

【目的】解决压差施肥罐施肥质量浓度随时间衰减的问题。【方法】采用在压力罐中设置可变形的肥袋,压力罐、肥袋与主管连接点中间设置减压阀的方法,研制了一种通过压力罐向管道注肥的渐缩式比例施肥器,实现了比例施肥。理论分析了其并联特性,在此基础上试制了样机,开展了性能试验,测试了4种管道工况下施肥质量浓度变化。【结果】可变形肥袋起到了水肥分隔、水肥等量置换作用,其水力系统为并联管道系统,当结构形式一定时,施肥比例是常数,其仅与2个支路管径以及局部损失系数有关,不受来水管道压力、流量变化影响,同一工况、不同时刻出水管道肥液质量浓度最大偏差为4.7%,来水管道工况变化时平均质量浓度最大偏差为3.5%,属于均匀施肥,施肥器的最大水头损失为0.47 m,施肥比例可在0～10%范围内调节。【结论】研制的渐缩式比例施肥具有施肥质量浓度稳定、水头损失小,适合各种管道压力的特点,可应用于设施农业喷灌、滴灌系统加药、施肥。     

水稻田铁氧化菌的丰度及微生物群落结构组成

水稻土中铁氧化物的存在对于土壤中的重金属离子及有机污染物有较强的吸附固定能力,研究参与其形成的微生物有重要的生态意义。分别采用浓度梯度试管富集培养不同水稻根部土壤中的铁氧化菌,用最大可能数(most probable number,简称MPN)方法计算其丰度;测定土壤主要微生物群落结构,并结合各种土壤理化因素进行多元生态统计分析。结果表明,几种不同肥力的水稻土中可培养的微好氧铁氧化细菌数平均达169万个/g,其丰度与土壤pH值呈正相关,而与其他主要土壤理化性质没有显著相关性。在门的水平上,所测样品中以Proteobacteria(变形菌门)为主要类别,平均占细菌总量的46.35%。在属水平上,则以Nitrospira(硝化螺旋菌属)、Anaeromyxobacter(厌氧黏细菌)、Geobacter(地杆菌属)、Anaerolinea(厌氧绳菌属)等为主,代表性的铁氧化菌Gallionella(披毛菌属)在所有相对丰度中排名第7,达2.2%。总体而言,各种样品的理化性质相近,但是微生物群落的结构差异较大,其分布受到样品理化性质的影响较为复杂。     

杂交水稻光合和荧光特性对高CO2浓度的动态响应

为探究大气二氧化碳 (CO₂) 浓度增高对杂交水稻光合和荧光特性的动态影响,利用开放式空气中CO₂浓度增高(FACE)系统,研究高CO₂浓度对大田水稻不同生育期叶片光合和荧光参数的动态影响及其种间差异。以高产杂交组合甬优2640和Y两优2号为试验材料,设置环境CO₂和高CO₂浓度2个水平,测定2个品种气体交换和荧光参数。结果表明,大气CO₂浓度升高使2个品种平均叶片净光合速率(Pn)在移栽后30、59、76、91和108 d分别增加25%、16%、25%、18%和8%,除移栽后108 d外,均达极显著水平(P<0.01);甬优2640移栽后76和91 d叶片Pn对CO₂的响应明显大于Y两优2号。除灌浆末期外,CO₂浓度升高使2个品种叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈下降趋势,且Y两优2号的降幅多大于甬优2640。CO₂熏蒸下叶片气孔部分关闭,但叶片胞间与周围空气中CO₂浓度之比无显著变化,甚至明显增加。大气CO₂浓度升高使2个品种灌浆末期PSⅡ最大光化学量子产量均下降4%,但对其他各期均无显著影响;除灌浆末期外,CO₂浓度升高使PSⅡ实际光量子产量和光化学猝灭均显著增加。两杂交组合叶片光合参数对高CO₂浓度的动态响应多存在种间差异,但荧光参数的响应品种间差异较小。本研究结果为增强气候假定情景下水稻响应的预测能力并制订应对策略提供了依据。     

水分及铵、硝营养对水稻幼苗氮素吸收的影响

采用5% PEG模拟水分胁迫,研究武育粳3号水稻幼苗生长状况以及在水分胁迫下对不同NH4+-N / NO3--N质量比例（100/0、75/25、50/50、25/75、0/100）处理的响应。结果表明,模拟水分胁迫后水稻幼苗生长对不同的NH4+-N/NO3--N处理反应不同,水稻对NH4+-N和NO3--N的吸收发生显著改变,水稻幼苗更偏向于吸收NO3--N营养,与正常水分处理相比其对总氮和NO3--N的吸收量显著增加。     

增施蚓粪对早春设施栽培西瓜产量·品质及土壤性质的影响

为明确基肥运筹中增施蚓粪对设施栽培作物生长的影响,以西瓜为试验材料,探究不同蚓粪用量对西瓜产量、品质和土壤性质的影响,在等量施用22 500 kg/hm²粪肥的基础上设置增施225 kg/hm²复混肥、3 375 kg/hm²蚓粪、6 750 kg/hm²蚓粪3个处理。结果表明,与增施225 kg/hm²复混肥相比,增施蚓粪能增加西瓜果实产量,但降低了西瓜果实的含糖量和糖酸比;导致0～15 cm土层土壤pH下降及土壤盐分升高;显著增加了0～15和15～30 cm土层土壤碱解氮、速效钾和有机质的含量。综上,增施3 375 kg/hm²蚓粪比增施225 kg/hm²复混肥(15-15-15)处理能更好地提升西瓜的产量和品质。     

水稻田土壤铁锰氧化菌的分离与鉴定

铁、锰氧化物可以富集、钝化重金属,在一定程度上阻止其进入水稻根系,对于土壤污染修复,降低水稻污染风险有重要的生态意义.采用改良纤毛菌培养基,单菌落稀释转接法分离纯化铁锰氧化菌,分析相关菌株的形态特征,对菌株的16S rRNA基因序列进行测定分析,对其及产物进行电镜扫描与能谱分析,并分析产物对重金属镉的吸附效率.结果分离得到具有铁锰氧化功能的菌株5株,形状为椭球至短杆状,均为不动杆菌属(Acinetobacter).能谱分析表明,除MOB4之外菌株样品均有明显Fe和Mn波峰,以及O波峰,推断有大量铁锰氧化物存在.液体培养表明,接种菌株可使培养液中的镉含量下降35.25％,下降率远高于对照.综上所述,通过筛选获得菌株为不动杆菌属,具有氧化铁、锰的功能,并可能促进介质中氧化铁的生成,进而提高对介质中溶解态重金属镉的吸附.     

臭氧胁迫对不同敏感型水稻干物质积累与分配的影响

【目的】研究臭氧胁迫对不同敏感型水稻物质生产与分配的影响,为耐性水稻品种的选育提供参考。【方法】利用自然光气体熏蒸平台,以23个水稻品种或株系为供试材料,设置室内对照(臭氧浓度为10 nL/L)和臭氧浓度增高臭氧浓度为(100 nL/L)处理,研究臭氧胁迫对水稻成熟期地上部物质积累与分配的影响及其与最终生长量响应的关系。采用组内最小平方和的动态聚类方法,将所有供试材料按地上部最终生物量对臭氧胁迫的响应从小到大依次分为A、B和C三类不同敏感型水稻。【结果】与对照相比,臭氧胁迫使A、B和C类水稻成熟期地上部干质量平均分别下降19%、39%和52%,B和C类达极显著水平。臭氧胁迫使A类水稻成熟期叶片干质量略增,但使B类(–11%)、C类水稻(–25%)极显著下降。臭氧胁迫下A、B和C类水稻的茎秆和稻穗干质量均显著或极显著下降,其中茎秆干质量分别下降26%、41%和57%,稻穗干质量分别下降34%、59%和62%。臭氧胁迫使叶片占地上部干质量的比例大幅增加(+46%),而茎秆(–8%)和稻穗(–24%)占地上部干质量的比例极显著下降。臭氧处理与水稻类型对上述参数均有不同程度的交互作用,表现为A类水稻对臭氧的响应明显小于其他两类水稻。【结论】100 nL/L臭氧浓度严重影响水稻器官建成,减少光合产物向茎秆和稻穗的分配比例,但使叶片干质量比例大幅增加,臭氧熏蒸还导致茎秆机械强度明显下降。这些变化敏感水稻总体上较钝感类型水稻表现更为明显。     

土壤中掺入不同植物材料对其pH的影响

在低pH的酸性红壤、近中性的黄棕壤和高pH的盐土中加入茶叶、稻草、大豆3种植物茎叶碎末进行室内培养,研究不同植物材料在短期腐解过程中对不同土壤pH的影响。结果表明：经过14d培养后,茶叶轻微降低红壤和盐土的pH,对黄棕壤的pH没有影响;稻草亦显示出类似的趋势;大豆叶可使酸性红壤和中性黄棕壤的pH有一定程度升高,但使盐土的pH有所下降。     

原位生物处理技术改善城市断头河水质研究

在水网密布、河涌众多的地区,存在着大量断头河道和盲肠河道,因无水源补给、水体长期滞留,大多呈富营养化状态,生态环境及景观功能丧失。以扬州市断头河富营养化水体净化为例,设计了人工曝气、生态净水砖和生物浮床等原位生物处理技术。工程效果显示：对COD的平均去除率为45%,去除范围35%～56%;对NH3-N的平均去除率为33%,去除范围17%～44%;对TN的平均去除率为28%,去除范围15%～39%;对TP的平均去除率为35%,去除范围25%～44%。说明原位生物处理技术对改善城市断头河富营养化水体水质效果显著。     

厌氧悬浮填料床预处理农村生活污水的试验研究

农村生活污水的处理应具有投资省、运行费用低、操作管理简便等特点。采用厌氧悬浮填料床预处理农村生活污水,结果表明:当进水平均CODCr、SS、氨氮和TP浓度分别为137.4、687、65.6和5.2 mg/L时,水力停留时间(HRT)为3 h,厌氧悬浮填料床反应器出水浓度分别为106.1、76.0、62.6和5.0 mg/L,通过预处理可降低后续处理设施的污染负荷,防止悬浮物对后续处理设施的堵塞,可见厌氧悬浮填料床对农村生活污水有较好的预处理作用。