水稻拔节期和抽穗期低温对稻米品质影响

【目的】为了探讨低温冷害对水稻品质的影响,以便为气候变化背景下辽宁地区水稻的高效栽培和品质认证提供理论依据。【方法】以水稻90-35为供试品种,分别于拔节期和抽穗期通过TRP-1000D型人工智能气候箱进行不同低温处理(比外界低5℃和低3℃,均持续5 d),以正常栽培管理作对照,5个处理,分别记为CK、A1、A2、B1、B2,分析拔节期和抽穗期不同等级低温胁迫处理对水稻的营养品质、研磨品质和外观品质的影响。【结果】低温胁迫下90-35水稻的蛋白质含量、直链淀粉含量较CK显著增加,处理A1、A2、B1、B2的蛋白质含量分别比CK增加3.45%、1.15%、6.90%、8.05%,除处理B1外直链淀粉含量分别比CK增加1.75%、0.44%、0.44%;脂肪酸含量和精米率较CK显著减少,处理A1、A2、B1、B2的脂肪酸含量分别比CK减少17.75%、7.5%、25%、11%,精米率分别比CK减少2.1%、6.95%、0.22%、7.5%。拔节期低温胁迫下糙米率和垩白粒率显著减少,处理A1、A2的糙米率分别比CK减少0.73%、1.09%,垩白粒率分别比CK减少33.3%、22.2%;抽雄期低温胁迫下糙米率和垩白粒率显著增加,处理B1、B2的的糙米率分别比CK增加0.6%、3.02%,垩白粒率分别比CK增加255.6%、133.3%,即低温胁迫使其营养品质和研磨品质中的精米率受到负面影响,而拔节期适当低温胁迫处理对其研磨品质中的糙米率和外观品质有益。【结论】水稻90-35在不同生育时期经受不同低温胁迫处理后,水稻的营养品质、研磨品质和外观品质均受到不同程度的影响。     

考虑土壤水平衡的灌区水资源优化配置研究

针对内蒙古河套灌区解放闸灌域地下水埋深较浅且矿化度高及黄河水量逐年减少等因素导致的农业用水严重短缺问题,本研究以解放闸灌域玉米为研究对象,耦合Jensen模型与土壤水平衡模型构建灌区尺度灌溉水资源优化配置模型,对不同的地下水埋深及土壤含水量情景下水资源优化配置方案进行研究,并利用Lingo软件编程求解模型。结果表明:当地下水埋深为2.5m时,引黄水量为3.85×10~8 m~3,可以达到5.55×10~8元的净经济效益;而土壤水含量为0.12～0.16时,净经济效益为[5.41,5.67]×108元。优化结果验证了模型在当地可行,并针对河套灌区解放闸灌域的不同土壤含水量与地下水埋深情景分别提供14种配水方案。     

基于MODIS数据的河套灌区遥感干旱监测

基于MODIS数据,以河套灌区为研究对象,计算灌区2000—2018年作物主要生育期内(5—8月)4种遥感干旱指数、温度植被干旱指数(TVDI)、植被供水指数(VSWI)、植被状态指数(VCI)、温度状态指数(TCI),并分析了4种干旱指数与0～20cm土壤相对含水量、降水量、灌区引水量相关性以及4种干旱指数之间的相互关系。结果表明:经过相关分析,TVDI与土壤相对含水量的相关性优于其他3种遥感干旱指数;在灌溉水量较多的灌区,遥感干旱指数与降雨量相关性较小而与灌区引水量呈现一定的相关关系。本研究发现TVDI在河套灌区有着良好的适用性。此外,在干旱监测中综合利用多种干旱指数进行分析对提高监测精度,科学合理地预报旱情具有重要意义。     

北疆盐碱地空间分布特征分析

为了探究北疆盐碱地空间分布过程中盐碱化程度与经度、纬度及海拔高度之间的关系,基于1985年土壤调查结果,结合2015年Landest 8遥感解译去除人工绿洲结果,采用2 km×2 km网格单元,以盐碱地面积占总面积的比例作为检验区域盐碱化程度的指标,对盐碱地分布情况进行统计和分析。结果表明,北疆地区盐碱化程度受地形和降水的影响明显,特别是受土壤类型的影响更为密切;北疆地区盐碱化程度,由西向东呈增大趋势（P=0838）,主要集中分布在E90°～E96°范围内,盐碱土占总面积的比例为7562%;由南向北呈减小趋势（P=-0768）,主要集中分布在N40°～N43°范围内,盐碱土占总面积的比例为7782%;由低到高呈减小趋势（P=-0767）,主要集中分布在-160～500 m范围内,盐碱土占总面积的比例为4741%。北疆盐碱地空间分布特征的分析对于揭示北疆盐碱化程度的变化规律,促进北疆盐碱土资源的合理开发和维持地区生态安全具有重要的意义。     

垄作稻鱼鸡共生对水稻群体生长特性及产量形成的影响

为了探究水稻垄作栽培和稻鱼鸡共生模式的结合对水稻群体生长特性及产量形成的影响,在总结前人垄作栽培、稻鱼和稻鸡共生模式的研究基础上,提出了水稻垄作栽培养鸡养鱼的种养结合技术,通过设计常规水稻垄作栽培(CK)、水稻垄作养鱼(RF)、水稻垄作养鸡(RC)和水稻垄作养鸡养鱼(RFC)的田间对比试验,研究了不同垄作稻鱼鸡共生模式下的水稻群体生长特性和产量形成。结果表明：与CK处理相比,2年中RFC和RC处理的水稻平均产量能够维持稳定,平均有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重虽有差异,但均未达到显著性差异;RF处理水稻产量、有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重平均降幅分别为29.98%、19.70%、484%、3.99%和5.74%,且均达到显著性水平。2年中RFC、RC处理的茎、叶和穗的干物质平均积累量与CK处理整体不存在显著差异,但较RF处理均显著增加。RFC、RC和CK处理水稻茎和叶在齐穗前干物质积累量显著高于RF处理,平均增幅分别为56.23%、50.66%和54.15%,齐穗后干物质积累量的降幅慢于RF处理,并且维持叶面积指数在较高水平,平均增幅为41.38%、38.35%和38.23%。2年中RFC、RC和CK处理较RF处理均具有较高的群体生长速率、净同化率和光合势,其中群体生长速率增幅分别为77.94%、70.29%和7669%,净同化率为40.07%、39.47%和38.87%,光合势为38.39%、35.49%和35.94%,进而为稻穗积累更多的干物质量和产量的形成奠定基础。综上可知,垄作稻鱼鸡共生和垄作稻鸡共生利于水稻的干物质积累及叶面积指数、群体生长速率、净同化率和光合势的提高,进而保证水稻产量稳定。     

丹江口水源涵养区退耕还草土壤线虫群落变化特征

为评估丹江口水源涵养区退耕还草的土壤生态效应,2017年9月,选取3块同一土壤类型、退耕3年的紫花苜蓿（Medicago sativa）草地作为退耕还草的代表样地,以相邻未退耕的玉米（Zea Mays）田为对照,比较分析退耕还草土壤线虫群落的变化特征。结果表明：退耕还草样地0~10 cm土层含水量显著提高15.86%（P<0.05）,pH值显著降低5.06%（P<0.05）;10~20 cm土层pH值显著降低4.57%（P<0.05）,有效磷含量显著降低26.83%（P<0.05）。退耕种植紫花苜蓿草地共鉴定出土壤线虫18 307条,49个属,未退耕玉米田共鉴定出土壤线虫10 706条,45个属,退耕还草后土壤线虫c-p类群由短世代型向长世代型转移,土壤环境受到扰动降低,土壤线虫群落的多样性和稳定性增加,结构指数（SI）和富集指数（EI）表明退耕还草提高了土壤健康程度,同时降低了土壤所受的干扰程度。土壤线虫数量与土壤pH值、含水量、全氮和硝态氮含量呈极显著相关（P<0.01）;食细菌线虫和食真菌线虫相对丰度与土壤有效磷含量呈极显著相关（P<0.01）,植物寄生性线虫和捕/杂食线虫相对丰度与有机碳和铵态氮含量呈极显著相关（P<0.01）,与全氮含量呈显著相关（P<0.05）。研究表明,退耕还草改变了土壤pH值及全氮、有效磷养分含量,改变了土壤线虫群落结构和多样性,提升了土壤健康水平。     

杨庄煤矿区农田塌陷水域多介质OCPs污染特征及生态风险研究

为研究采煤活动影响下农田塌陷水域有机氯农药(OCPs)的污染特征及潜在生态风险,使用GC-MS对淮南潘一矿的杨庄农田塌陷区水体和底泥中的OCPs特征污染物六六六(HCHs)及滴滴涕(DDTs)进行质量浓度测定,利用ArcGIS进行OCPs分布特征及来源研究,并选择共识沉积物质量基准法(CB-SQGs)对潜在生态风险进行分析。结果表明:杨庄沉陷区溶解态ΣOCPs质量浓度范围为72.06～218.89 ng·L~(-1),均值为167.32 ng·L~(-1);悬浮态和沉积态ΣOCPs范围为199.35～405.04 ng·g~(-1)dw和24.34～1 247.32ng·g~(-1)dw,均值为277.07 ng·g~(-1)dw和238.78 ng·g~(-1)dw;悬浮态和沉积态OCPs质量浓度自上游向下游方向随水流呈削减趋势;杨庄塌陷水体中HCHs主要来自于林丹,DDTs主要来自于农业三氯杀螨醇;溶解态OCPs低于国家Ⅲ类水质标准限额,处于低生态风险水平;悬浮态和沉积态OCPs处于中高生态风险水平,其中沉积态OCPs毒性发生率略低于悬浮态OCPs毒性发生率。     

南方某矿区土壤镉污染及作物健康风险研究

为了评估南方某县土壤镉污染情况、量化当地不同作物镉含量并对不同人群健康风险进行评估,从该县3个镇采集135份土壤样本,入户采集128份自产大米样本,种植区采集7份脐橙样本,对其中镉含量进行测定。结果表明,3镇采集土壤样品镉超标率分别为41.67%、28.81%和21.62%,地累积指数计算得到该县68.9%的土壤样本受到不同程度的镉污染,大米镉含量超标率分别为48.57%、34.48%、8.82%。而脐橙果肉样品中镉含量较低,远低于0.05 mg·kg^-1。计算不同作物的危害商数（HQ）可得,食用自产大米的危害商数（HQ）值普遍大于1,风险较高,而食用脐橙果肉产生的健康风险低。种植脐橙具有一定的经济效益,且当地具有脐橙适宜的生长条件,故考虑在重污染区种植脐橙取代种植水稻。     

春大豆鼓粒期冠层翻叶原因及翻叶对叶片净光合速率和粒重的影响

为明确春大豆鼓粒期冠层翻叶原因及翻叶对粒重的影响。在大田条件下,以28份大豆品种为材料,采用随机区组试验设计,研究了鼓粒初期植株顶部4片叶的单叶面积、比叶重、叶型指数、叶片含水量与翻叶率的关系;比较了翻叶与对照叶片的净光合速率、百粒重及粒重的差异。结果表明,不同大豆品种间翻叶率在0~26.5%之间,且差异显著,其中以‘中黄313’、‘中黄42’和‘中黄13’最高;单叶面积在46~151 cm²之间,其中以‘中黄39’、‘中黄42’和‘中黄13’最大;比叶重在0.536~1.64 mg/cm²之间,其中以‘中黄322’、‘中黄313’和‘中黄13’最低;叶型指数在1.35~3.51之间,其中以‘中黄70’、‘中黄80’和‘中黄42’最低。供试大豆品种分为3个类群,第I类群品种单叶面积小,比叶重高,叶型指数大,翻叶率为1.03%;第III类群品种单叶面积大,比叶重小,翻叶率高达19.7%;第II类群共4个品种,单叶面积、比叶重、叶型指数、翻叶率介于第I类和第III类群之间。翻叶后显著降低叶片净光合速率,平均降幅31.7%,粒数较多的‘新大豆27号’百粒重降低10.38%~22.4%,而粒数少的‘吉育60’粒重没有降低。大豆上层叶片单叶面积大、比叶重小及叶型指数低的叶片翻叶率高,翻叶降低叶片净光合速率,进而降低同节位百粒重及单节粒重,不利于大豆高产。     

基于Meta分析评价秸秆覆盖对我国北方半干旱区不同生态区域小麦产量的影响

为了明确秸秆覆盖对我国北方半干旱区不同降雨量和积温条件下小麦产量的影响,利用Meta定量分析方法分析秸秆覆盖和不同秸秆覆盖量对我国北方半干旱区不同降雨量和积温条件下小麦产量的影响。以“半干旱区”、“秸秆覆盖”和“小麦产量”为关键词搜集、筛选并整理1970-2019年公开发表的相关文献,建立综合文献数据库。分析秸秆覆盖、不同秸秆覆盖量、不同年均降雨量和不同年均积温与小麦产量的关系。结果表明,秸秆覆盖可以增加北方半干旱区不同降雨量和积温区域的小麦产量,主要通过增加有效穗数使小麦平均增产12.77%;当秸秆覆盖量为6 000~9 000kg/hm ²时,小麦增产率最高,为14.49%（9.01%~20.52%,CI>95%）;当年均降雨量为200~400mm时,小麦增产率最高,为19.36%（9.86%~28.49%,CI>95%）;当年均积温为0℃~3 000℃时,小麦增产率最高,为19.56%（16.36%~22.39%,CI>95%）。此研究结果可为我国北方半干旱区不同降雨量和积温区域采用秸秆覆盖技术栽培小麦提供理论依据。