稗草根系分泌物诱导下水稻化感抑草潜力及根际土壤微生物多样性变化

采用土壤抑草圈法研究水稻/稗草共培下,稗草种植液诱导对水稻化感抑草潜力及根际土壤微生物多样性的影响.结果表明,稗草种植液诱导显著提升了化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont对稗草生长的抑制作用. PI312777对稗草株高、鲜重和干重的抑制率分别增加5.17%、5.03%和5.77%;Lemont分别增加7.18%、5.49%和1.99%.诱导处理后2种水稻根际土壤细菌、真菌和放线菌数量均没有显著变化,但诱导后非化感水稻Lemont根际真菌/细菌比率更接近化感水稻PI312777.诱导处理提高了2种水稻根际微生物碳源利用率,化感水稻PI312777根际土壤微生物对氨基酸类、羧酸类、胺类和多聚物类碳源的利用程度都显著提高,分别提高1.16、1.44、1.1倍和1.33倍;非化感水稻Lemont根际土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类和胺类碳源的利用程度都显著提高,分别提高1.80、1.90、2.54和1.61倍.相关性分析表明,水稻根际土壤微生物对酚酸类、羧酸类和胺类碳源的利用程度与稗草抑制率呈显著正相关.本研究结果表明诱导提高水稻化感抑草潜力与根际土壤微生物的变化密切相关,诱导提高水稻酚酸类物质分泌释放引起了土壤微生物变化,对水稻化感抑草作用起重要的调节作用.(图3表3参36)     

不同母质发育的水稻土中铁,锰对甲烷排放的影响

盆栽结果表明，不同土壤类型铁，锰含量的差异是造成不同土壤类型间甲烷排放量差异甚大的重要因素之一。土壤中铁，锰通过对土壤氧化还原电位及根膜形成的影响而影响甲烷的排放。     

田间直播下化感水稻抑草作用及其根际土壤微生物生理特性动态

在人工除草与不除草的田间种植模式下,研究化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont苗期对田间杂草的抑制作用、根际土壤的化感潜力以及根际土壤微生物生理特性动态.结果显示,PI312777的田间抑草率在7叶期达85.82%.土壤-琼脂三明治法实验表明,5叶期的PI312777根际土壤对稗草干重抑制率显著高于3叶期,不除草处理下5叶期比3叶期增加了20.16%.在相同叶期下,PI312777的根际土壤微生物生物量碳及呼吸强度、细菌数量和土壤酶(脲酶、蛋白酶和蔗糖酶)活性均远高于Lemont,且不除草处理下显著高于除草处理.PI312777根际土壤抑草率和土壤微生物生理指标均表现为3叶期到5叶期之间的增幅最大.不除草处理下,化感水稻PI312777根际土壤微生物生物量碳、呼吸强度、细菌数量、脲酶活性、蛋白酶活性和蔗糖酶活性,5叶期比3叶期分别增加了53.11%、51.56%、38.97%、44.83%、60.00%和41.92%.本研究结果表明水稻化感作用与根际土壤微生物活动关系紧密,水稻化感物质引起土壤微生物变化,水稻化感作用是一个植物-土壤之间的相互作用过程.     

杂草对不同水稻品种化感作用的诱导效应

以高脚子粳稻、DV86、HG1和扬稻6号4个水稻品种和稗草、异型莎草、鸭舌草为材料，研究了不同水稻品种单栽或与杂草共栽时，水稻叶片水浸提液对稻田主要杂草稗草的化感作用。结果表明：在正常单栽条件下，高脚子粳稻抗稗草的化感潜力显著大于：HG1和DV86，三者的化感潜力均显著大于非化感品种扬稻6号。不同水稻品种与杂草共栽时，其化感作用均由不同程度的变化，HG1在与稗草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制作用显著大于高脚子粳稻；DV86在与鸭舌草共栽时，对稗草幼苗的生长抑制最强。研究表明不同杂草对不同水稻品种的杂草化感作用的诱导效应存在显著差异。     

湿地甲烷的产生、氧化及排放通量研究进展

甲烷研究已倍受科学界关注,不仅由于其对全球变暖的贡献仅次于二氧化碳,贡献率达25%,还因为单分子甲烷的增值潜势是二氧化碳的15~30倍.湿地是甲烷的重要来源,估计湿地生态系统对全球甲烷排放的贡献率约为20%,即为100~200Tg a?1.湿地甲烷在厌氧条件下产生,在土壤氧化层以及根际中部分氧化,然后通过土壤、水体和植物体排放到大气中去.就近10a来湿地甲烷产生、氧化、传输过程及其影响因素等的研究进展进行了综述.产甲烷菌的研究主要集中在其对环境因子的生理生态和分子生物学,尤其集中在稻田产甲烷菌的研究上,因此在深度和广度上都有待突破.产甲烷过程是一个复杂的生化过程,要对甲烷排放量估计、甲烷排放动态研究以及在甲烷排放建模等方面取得进展,必需在甲烷产生机制上进行突破.甲烷氧化菌的研究集中于菌群对环境的适应以及其自身氧化能力上,应用研究还不是很深入.甲烷氧化过程的研究已经有了一定的深度,但氧化过程具体机理的研究还有待进一步深入,这需要分子生物学以及基因组学等多学科的交叉.甲烷传输过程是研究甲烷排放动态的基础,目前相关研究较少,国内有关研究主要集中在稻田研究上,对高寒湿地的研究则几乎是空白.湿地甲烷通量的研究是目前温室气体研究的热点问题,但主要解决的问题是大气中甲烷气体浓度增加与湿地甲烷通量的关系.湿地甲烷通量是由多种因素决定的,对影响湿地甲烷通量的因素的研究相当丰富,特别是近年来对生物因素的关注.由于学科的发展,近10a在这方面的研究较之过去更为全面和系统.图1表1参68     

不同母质发育的水稻土中铁、锰对甲烷排放的影响

盆栽结果表明，不同土壤类型铁、锰含量的差异是造成不同土壤类型间甲烷排放量差异甚大的重要因素之一。土壤中铁、锰通过对土壤氧化还原电位及根膜形成的影响而影响甲烷的排放。     

水稻化感品种和非化感品种对稗草伴生的响应差异

利用作物自身的化感作用控制农田杂草是生态安全条件下农田杂草综合防治的有效途径,但在水稻Oryza sativa和稗草Echinochloa crusgalli的种间关系研究中化感作用对资源竞争的影响常被忽略。通过研究田间稗草伴生条件下,水稻化感品种和非化感品种生物量及形态特征的变化,结合水稻和稗草植株养分含量及根区土壤养分含量,分析水稻化感品种和非化感品种对稗草竞争的响应差异。稗草混种后,水稻化感品种根系生物量提高、叶面积增大;非化感品种生物量、株高、叶面积显著下降。与水稻化感品种混种,稗草株高、生物量、叶面积与单种对照差异不显著;而与非化感水稻混种,稗草株高、生物量、叶面积显著升高。水稻化感品种和稗草混种,水稻植株磷含量和根区土壤铵态氮含量增加,稗草根区土壤养分含量降低;而水稻非化感品种和稗草混种,水稻根区土壤铵态氮含量和植株氮含量下降,稗草茎叶氮含量增加,根区土壤养分含量与单种差异不显著。水稻化感品种对稗草的相对总产量和养分竞争比例显著高于非化感品种。可见,水稻化感品种和非化感品种对伴生稗草的响应和影响不同,水稻和稗草伴生系统中化感品种较非化感品种对稗草更具有竞争优势,二者形态特征及其对稗草根区土壤养分影响的差异,影响了其自身对伴生稗草的竞争能力。     

滨海4种盐生植物根际土壤酶活性特征与主要养分的关系

植物可直接或间接地影响土壤酶的活性,根际土壤酶的种类和活性对土壤养分的速效化产生影响,从而影响植物的吸收利用。以滨海盐土和轻度盐化潮土为材料,利用根袋法研究滨海盐生植物对根际与非根际土壤养分含量以及酶活性的影响,为盐生植物在滨海盐渍土壤中的修复利用提供理论依据。结果表明：在两种土壤中,植物根际过氧化氢酶,脲酶和蛋白酶的活性表现出相反的变化,滨海盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而轻度盐化潮土中的根际土3种酶活性均低于非根际土。在两种土壤中,根际土全氮质量分数比非根际土高,但全磷却比非根际土低。根际土速效态养分的变化则与全态养分的变化相反,4种植物的根际土速效氮质量分数均显著低于非根际土。除芦苇外,根际土速效磷质量分数均高于非根际土。滨海盐土中碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶和土壤中几种主要养分的相关性最紧密,较好地体现了4种滨海盐生植物根际的养分状况,也说明盐生植物对滨海盐土酶活性有较大的影响。对比4种植物根际土壤中的酶活性,在高盐质量分数的滨海盐土中,盐地碱蓬对根际土壤酶活性的影响最大     

稻田施用沼渣对甲烷排放通量的影响

通过网室小区试验，观测得出：（１）４种沼渣处理和单施化肥处理的一季稻田平均甲烷排放通量为０．５６９～２．１８８ｍｇ０￣２·ｈ，两者无显著差异；农家肥处理稻田的平均甲烷排放通量为４４．１８ｍｇ／ｍ￣２·ｈ显著高于前两种处理，表明施用沼渣和化肥比施用农家肥能显著减少稻田甲烷排放量；（２）各处理稻田甲烷排放通量峰值期部出现在水稻蘖期至拔节初期，表明这一时期是控制稻田甲烷排放总量的关键时间；（３）各处理甲烷排放通量分别与淹水前各处理土壤及供试有机肥的易矿化碳含量、ＣＨ＿４－Ｃ含量呈显著正相关关系，这表明土壤易矿化碳含量是形成稻田甲烷的重要条件；（４）各处理之间水稻产量没有明显差异。     

施肥对稻田甲烷排放的影响

采用自动连续测量系统，对不同施肥情况下稻田甲烷排放通量进行了监测。结果表明：施肥是影响稻田甲烷排放的重要因素。增施有机肥会导致甲烷排放量增加．应用化肥可降低甲烷排放，有机肥加倍处理，３２ｄ甲烷总排放量１６．４０ｇＣＨ＿４／ｍ￣２，是化肥加倍处理的１．５６倍；常规施肥处理介于两者之间。略高于常规加倍处理。肥料种类对甲烷排放量也有影响。全施有机肥高于有机肥加化肥（１：１）组，施沼渣肥组次之，全化肥组排放量最低，不到全有机肥处理排放量的１／５．有机肥又以施人畜粪的甲烷排放率最高，绿肥次之，沼渣肥和稻草的甲烷排放率最低。有机肥的多级利用是减少稻田甲烷排放的一条重要途径。     

控制稻田甲烷排放的农业技术选择

本文探讨了通过农业技术措施，控制稻田甲烷排放以及减少甲烷排放的潜力。试验结果表明：（１）用沼渣代替农家肥堆肥作基肥时，４种沼渣基肥处理中，有３种处理稻田甲烷排放通量比施农家肥的处理减少２４～６２％，比单纯施化肥处理减少１１～５６％；１种沼渣（马粪）由于腐熟度不够，其处理甲烷减排效果不明显；（２）改换氮肥的施用种类。以硝铵、硫铵代替尿素作追肥，甲烷排放通量分别减少２６％和４６％；（３）稻田的科学灌溉技术，从水用分蘖到抽穗期间，间歇落干，可以明显减少甲烷排放，而对产量无影响；（４）水稻半旱式栽培技术，也可明显抑制稻田甲烷排放。     

不同施肥处理对红壤晚稻田CH_4排放的影响

选取不同施肥处理的双季稻田为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对晚稻田CH4排放通量进行观测。结果表明,与不施肥对照(T1)相比,各施肥处理CH4排放通量均有不同程度增加。其中秸秆还田+化肥处理(T5)CH4平均排放通量为9.96mg.m-2.h-1,比增氮磷施肥处理(T4)和对照分别增加26.1%和120.0%;平衡施肥处理(T2)和减氮磷施肥处理(T3)CH4平均排放通量比对照增加20%左右。说明施化肥可能提高水稻植株运输能力,进而增加CH4排放,但并未发现施化肥处理(T1、T2、T3和T4)之间CH4排放存在显著差异。同时对相关环境因素的分析表明,各处理CH4排放通量与土壤5cm深处温度间存在指数函数关系,并与田间水层厚度呈正相关关系(P<0.05)。综合考虑温室效应和稻谷产量,认为T2为推荐施肥方式,即N、P2O5和K2O施用量分别为180、90和135kg.hm-2,在插秧前1d施入占总N量70%的碳铵和全部磷肥、钾肥(过磷酸钙和氯化钾)作为基肥,并在分蘖期(2008年7月19日)追施占总N量30%的尿素。     

Characteristics of N2O emission from Medicago sativa stands and its response to nitrogen fertilizers in the Longdong dryland Plateau北大核心CSCD

Nitrous oxide (N2O) is one of the potent greenhouse gases (GHG) that depletes the stratospheric ozone. Nitrogen fertilizers are considered to be a major source of nitrous oxide (N2O) emissions from arable soils. To investigate the characteristics of N2O emission, its influencing factors, and its response to nitrogen application in dry grassland in the Loess Plateau, one of the most intensively used agricultural regions in China, we conducted a field trial with two treatments including N0 (0 kg hm-2) and N150 (150 kg hm-2) at the Qingyang Loess Plateau grassland agricultural research station of Lanzhou University. An LGR-N2O/CO gas analyzer was used to monitor the emissions. The results showed that the N2O fluxes of the N0 and N150 treatments during the monitoring period were -0.0036 and 0.0118 mg m-2 h-1, respectively; the flux in case of the N150 treatment was significantly higher than that for the N0 treatment. The N2O emission flux has a distinct diurnal variation characteristic, which first showed the trend of decreasing and then increasing. Regression analysis indicated a significant positive correlation between the N2O flux and the surface soil water content at a depth of 10 cm. The N2O emission flux increased by 131.3%, compared with that during the non-precipitation days. At the same time, the N2O emission flux showed a trend of decreasing with the increase of the surface soil temperature at a depth of 10 cm. The daily emission characteristics indicated that there may be a significant underestimation of the N2O flux at the daily or longer time-scale, based on the N2O flux value measured at 9:00-11:00. In summary, the N2O emissions from the sown alfalfa grassland of the eastern Gansu are strongly affected by precipitation and nitrogen application and have obvious daily dynamic characteristics. It is recommended that the accuracy and representativeness of N2O emission flux data be enhanced by continuous dynamic measurement using the instrument. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

水稻田烤田期间甲烷排放规律研究

报道了在镇江丘陵区水稻生产中的烤田期间不同处理的甲烷排放特点及其与土壤水分、氧化还原电位的关系。结果表明，在烤田初期有一个甲烷排放高峰，然后很快下降，烤田后期甲烷排放接近于零；前茬施用稻草，对烤田期间甲烷排放有显著的促进作用；不同氮肥用量对甲烷排放的影响规律不明显；烤田期间甲烷排放占水稻全生育期排放量的比例，在３．８６％～１３．９２％范围内变化。     

生物覆盖层基质对垃圾填埋场甲烷氧化的影响

生物覆盖层甲烷氧化是填埋场甲烷减排的重要途径,覆盖层基质性能对其甲烷氧化能力影响较大。选用≤1mm堆肥物(1#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(2#基质)、≤1mm堆肥物+陶粒(3#基质)、1～2mm堆肥物(4#基质)、2～3.2mm堆肥物(5#基质)等5种不同类型的生物覆盖层基质,在实验室内模拟研究填埋场生物覆盖层的甲烷生物氧化状况,旨在为筛选垃圾填埋场甲烷高效氧化的生物覆盖材料提供科学依据。试验结果表明:粒径对基质氧气传输能力的影响不明显;不同基质的甲烷氧化能力存在显著差异,纯堆肥物基质(1#、4#和5#基质)几乎没有甲烷氧化能力,堆肥物+陶粒(1:1(V:V))的复合基质(2#、3#基质)的甲烷氧化效率高达100%。堆肥物-陶粒复合基质为甲烷氧化细菌营造了良好的环境,改善了生物覆盖层内的气体传输性能,是一种适宜的填埋场生物覆盖层基质材料。     

稻田甲烷排放的研究进展

稻田是甲烷的重要排放源之一。文章对稻田甲烷的最新研究进展作了较为详尽的综述,包括稻田甲烷排放的机理、规律;重点分析了影响稻田甲烷排放的因素以及控制稻田甲烷排放的措施。最后指出了今后的研究重点应以现有的田间数据为基础,建立稻田温室气体排放的综合模型,预测稻田温室气体排放变化。     

Studies on seed germination and growth in weed species of rice field under salinity stress

An investigation was made to see the salt tolerance of 10 weed species of rice. Properly dried and treated seeds of weed species were placed on 9 cm diameter petridishes lined with Whatman No. 1 filter paper under 6 salinity regimes, viz. 0 (control), 4, 8, 16, 24 and 32 dS m(-1). The petri dishes were then kept in germinator at 25 +/- 1.0 degrees C and 12 hr light. The number of germinated seeds were recorded daily. The final germination percentage, germination index (GI), seedling vigour index, mean germination time and time for 50% germination were estimated. Root and shoot lengths of the weed seedlings were measured at 20 days after salt application and relative growth values were calculated. Results revealed that salinity decreased final germination percentage, seed of germination as measured by GI, and shoot and root length in all the species. Germination of most of the weed seeds was completely arrested (0) at 32 dS m(-1) salinity except in E. colona (12%) and C. iria (13.9%). The species C. iria, E. colona, J. linifolia and E. crusgalli showed better germination (above 30%) upto 24 dS m(-1) salinity level and were regarded as salt-tolerant weed species. J. linifolia, F. miliacea, L. chinensis and O. sativa L. (weedy rice) were graded as moderately tolerant and S. zeylanica, S. grosus and C. difformis were regarded as least tolerant weed species.     

生物覆盖层基质对垃圾填埋场甲烷氧化的影响

生物覆盖层甲烷氧化是填埋场甲烷减排的重要途径,覆盖层基质性能对其甲烷氧化能力影响较大。选用≤1mm堆肥物（1#基质）、≤1mm堆肥物＋陶粒（2^#基质）、≤1mm堆肥物＋陶粒（3#基质）、1～2mm堆肥物（4#基质）、2～3．2mm堆肥物（5#基质）等5种不同类型的生物覆盖层基质,在实验室内模拟研究填埋场生物覆盖层的甲烷生物氧化状况,旨在为筛选垃圾填埋场甲烷高效氧化的生物覆盖材料提供科学依据。试验结果表明：粒径对基质氧气传输能力的影响不明显;不同基质的甲烷氧化能力存在显著差异,纯堆肥物基质（1#、4#和5#基质）几乎没有甲烷氧化能力,堆肥物＋陶粒（1：1（v：v）的复合基质（2#、3#基质）的甲烷氧化效率高达100％。堆肥物一陶粒复合基质为甲烷氧化细菌营造了良好的环境,改善了生物覆盖层内的气体传输性能,是一种适宜的填埋场生物覆盖层基质材料。     

亚热带红壤性稻田的甲烷排放

亚热带红壤性稻田的甲烷排放量为５５．２３９／ｍ２·ａ．不同年度间有差异；在年度内（水稻生长季节）亦有差异．以８月排放最多，其余月份依其排放量的顺序是７月，６月，５月，９月，１０月．甲烷排放率的日变化有规律性，１６时前后出现最大值，６时左右出现最小值，呈单峰型，日变化幅度与天气有关，季节变化比较复杂，无规律性，在不同年度、不同稻季（早、晚季），其变化也不一致．稻田甲烷排放与水稻生产和生长密切相关，水稻的种植和生长是稻田甲烷排放的基础和根源．