长江中下游地区耕地复种指数变化特征与潜力分析

基于1979—2007年统计资料,对长江中下游六省一市耕地面积、农作物总播种面积、粮食播种面积和耕地复种指数的变化特征进行了分析,并采用最大复种指数与热量、水资源之间的定量化关系模型计算分析了该地区的复种指数理论潜力和可挖掘潜力。结果表明：2007年与1979年相比长江中下游地区耕地面积、农作物总播种面积、粮食播种面积和总产量减少,耕地复种指数下降。以研究区2007年的耕地复种指数为参照,该区耕地复种指数理论可挖掘潜力为108.37%,其中最大的是浙江为160.5%,其次是湖北、江西、上海,分别为130.7%,113.0%,110.6%,其余各地也较大。复种指数的下降,严重影响了粮食生产。如何挖掘本区耕地复种指数潜力,提高农业机械化水平,进行土地制度创新等措施值得借鉴。     

AM真菌抑制连作障碍的研究进展

从连作障碍产生的原因入手,对连作导致土壤因子向不利于作物生长转变的8个方面的原因逐一进行了阐述,包括土壤养分失衡、土壤微生物结构变化、土壤化感物质富集、土壤pH变化、土壤酶活性变化、土壤盐渍化、土壤物理性状变化和土壤水分亏缺;提出AM真菌对连作障碍的抑制作用,并从AM真菌可以提高植物自身耐胁迫性以及直接改善连作土壤环境两方面进行论证,为解决连作障碍的研究提供新的方向。     

放线菌剂对连作番茄苗期生长和PPO活性的影响

【目的】研究番茄不同连作年限的土壤在增施放线菌剂后,对苗期植株生长和多酚氧化酶（PPO）活性的影响,为探索放线菌剂在改良土壤连作中的作用提供参考。【方法】以“金鹏一号”番茄为试材,棚外未种植过番茄的土壤和棚内连作4、8年番茄的土壤为介质,分别设施放线菌剂和不施放线菌剂处理（浇灌放线菌剂和清水,灌根量均为0.8 g/株）,槽式栽培,测定番茄植株生长指标、光合性能、PPO活性及PPO与光合指标的相关性。【结果】施菌处理均可促进番茄苗期叶长、叶宽、茎粗和株高的生长,且对连作4年土壤的促生作用最为明显;番茄叶片和根系的PPO活性随连作年限延长逐渐升高;在连作4年土壤中施用放线菌剂后,番茄苗期叶片叶绿素含量的菌剂效应最高,达10.78%,胞间CO₂浓度在非连作土壤中提高3.48%;在连作土壤中,苗期番茄根系PPO活性与叶片PPO活性和叶绿素含量（P<0.05）呈正相关,与叶片胞间CO₂浓度、蒸腾速率（P<0.01）和净光合速率呈负相关。【结论】放线菌剂对连作具有一定的改良作用：可以促进连作番茄苗期植株根系和地上部库源的生长,提高番茄PPO活性和叶片净光合速率,且以连作4年处理的促生效果最为显著,而对CO₂的固定和利用过程没有作用。     

兰州百合连作土壤水浸液自毒作用研究

【目的】探讨兰州百合(Lilium davidii var.unicolor salisb)连作土壤水浸液对自身幼苗生长的障碍因素及其作用机制。【方法】设置蒸馏水(CK)及正茬、连作2年、连作4年兰州百合根际土壤水浸液各50,100,200,300 mg/mL,共13个处理,以兰州百合种球为受试对象,测定不同条件下兰州百合幼苗生长、抗氧化酶活性、渗透调节物质及细胞膜透性的变化,并利用GC-MS技术分析各处理土壤中存在的主要自毒物质。【结果】正茬、连作2年及连作4年兰州百合根际土壤水浸液对兰州百合幼苗的生长均存在"低促高抑"现象,且抑制作用随连作年限的延长而增强。随水浸液质量浓度的增加,兰州百合幼苗CAT和SOD活性逐渐升高,POD活性先上升后下降,MDA含量、相对电导率、脯氨酸及可溶性糖含量的变化呈不断上升趋势,当水浸液质量浓度上升至300 mg/mL时,3个处理中各指标的上升或下降程度与对照相比均达显著差异水平(P0.05)。兰州百合正茬、连作2年及连作4年根际土壤中分别鉴定出9,15和17种化合物,主要包括2,3-丁二醇、1,2,3-三甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、抗氧剂2246等化合物,其中大部分为自毒物质。【结论】兰州百合正茬、连作2年及连作4年根际土壤水浸液质量浓度达到300 mg/mL时,对其幼苗的生长会产生显著抑制作用。连作土壤中存在的自毒物质可以改变兰州百合植株体内的抗氧化酶活性,破坏细胞膜结构和功能,抑制兰州百合植株的生长,是导致兰州百合连作障碍发生的重要原因之一。     

长期不同耕作方式与秸秆还田对稻田镉生物有效性的影响

以湖南省典型双季稻区的土壤-水稻系统为研究对象,通过长期田间连续定位试验,研究不同耕作方式和秸秆还田对土壤-水稻系统镉生物有效性的影响。试验采用随机区组设计,共设4个处理:翻耕+秸秆不还田(CT);翻耕+秸秆还田(CTS);旋耕+秸秆还田(RTS);免耕+秸秆还田(NTS)。结果表明:NTS处理增加了土壤阳离子交换量,降低了粉粒的比例。NTS处理土壤总镉和离子交换态镉含量分别为(0.48±0.01)mg·kg~(-1)和(0.39±0.01)mg·kg~(-1),与CTS和RTS处理均无显著差异,但显著高于CT处理。NTS处理早稻和晚稻糙米总镉含量分别高达(0.30±0.04)mg·kg~(-1)和(0.60±0.07)mg·kg~(-1),超过0.20 mg·kg~(-1)的国家食品安全标准(GB 2762—2017),且显著高于其他处理。水稻糙米中总镉含量和土壤总镉、碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉含量显著正相关。研究表明,耕作强度越弱土壤中镉的生物有效性越高,秸秆还田相对于不还田处理增加了镉的生物有效性。耕作方式和秸秆还田通过影响土壤镉生物有效性进而影响水稻镉含量,免耕秸秆还田增加了土壤和水稻糙米中的镉,带来了镉超标的安全问题。     

麦稻轮作高产条件下施磷对土壤速效磷及作物产量的影响

经过4年的田间定位试验，结果表明：在含磷量较高的土壤条件下（速效磷在25mg/kg^-1以上），随着施磷量的提高，土壤速效磷含量明显增加，在土壤中有累积现象，后作利用前茬磷肥后效，土壤速效磷有降低趋势，水稻施磷，当季产量具有明显增产效果，而且磷肥残效亦可满足后茬小麦对磷的需求，产量亦可保持在较高的水平上，根据施磷后土壤儿磷的规律及作物产量结果分析表明，在麦稻轮作高产栽培条件下，水稻麦施P2O5 90kg/hm^-2为宜，小麦季施P2O5 135kg/hm^-2为宜，每年一次性施磷即可满足作物生长发育的需要，根据我们的研究结果，水稻季施磷可降低磷肥用量，并能保持稻麦两作较高的产量水平，根据北方稻区小麦播种采取带稻撒播而不利施肥的耕作特点，认为水稻季施磷在北方麦稻轮作区是一项有利的，可行的高产低耗生产技术。     

应用小麦-玉米连作智能决策系统模拟大田生产--以河北省吴桥县小麦-玉米连作实验为例

利用“小麦--玉米连作智能决策系统”，对河北吴桥县小麦--玉米连作生产进行了模拟。结果表明：模型对生育期的模拟值与实际值有很好的一致性；经分析，作物水氮环境与实际生产条件相符合；地上部干物质与实际干物质的增长趋势一致；模型对小麦的产量模拟值稍高于实测值，玉米的模块值低于实测值。     

根系分泌物与连作障碍

针对近几年来兴起的根系分泌物的研究进行归纳 ,阐述了根系分泌物的种类、分泌机理及其研究方法进展 ,指出根系分泌物与连作障碍关系密切     

不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究

本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12 d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R~2 0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12 d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e~(-b×LAI))定量描述(R~2 0.88);冠层内IPAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。     

冬小麦–夏玉米高产模式周年气候资源分配与利用特征研究

探明周年产量20,000kghm–2以上冬小麦–夏玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征,并建立资源优化配置定量指标,为进一步提升黄淮海该模式周年产量潜力和气候资源利用效率提供理论依据,具有重要意义。本研究利用2006—2010年黄淮海区9个高产点共45个田间试验的数据,定量分析了冬小麦–夏玉米模式高产形成与季节间光温水资源分配的关系。结果表明,三省9个试验点冬小麦–夏玉米均实现了周年20,000kghm–2以上高产,但区域间差异较大,河南和山东小麦产量最高,山东夏玉米产量最高,河南和山东周年产量分别高于河北16.9%和21.5%。产量的变化主要由光温水分配差异造成,河南和山东小麦季积温量在1924.2～2608.0°C和降雨量小于201.1mm范围时产量均高于河北,山东玉米季辐射量在2168.5～2953.8 MJ m–2、积温量小于2990.7°C和降水量小于591.3 mm范围时产量均高于河南和河北。然而省份间冬小麦–夏玉米模式季节间热量资源分配率和分配比值相对固定,即小麦季和玉米季积温分配率分别为43%和57%,两季间积温比值为0.7,这是该区当前生产和生态条件下冬小麦–夏玉米模式季节间资源合理配置的定量标准。在不增加任何投入的前提下依据该定量指标来指导黄淮海不同生态区冬小麦–夏玉米种植模式的资源优化配置,对促进黄淮海该种植模式可持续发展具有重要意义。