江苏沿江经济区多元多熟种植方式及效益评价

在江苏沿江经济区设置了２３种多元多熟种植方式进行定位对比试验，从增粮、增收和省工３个方面进行了综合评价。结果表明，稻田以“春玉米－水稻”为基础，旱地以春玉米为中心的粮饲经菜４元结构的省工型种植方式是本区集约高效持续种植制度的发展方向。     

冬绿肥-春玉米农田生态系统服务功能价值评估

冬闲田种植绿肥是中国华北地区农业种植结构调整的重要措施之一。文章基于农田生态系统服务功能价值理论,结合绿肥作用特性,选取农产品供给、气体调节、土壤养分累积、土壤保持和水分涵养5类服务功能,采用生态经济学方法,构建了冬绿肥-春玉米农田生态系统服务功能价值评估体系。在此基础上,对华北主要豆科绿肥作物毛叶苕子(Vicia villosa Roth)和非豆科绿肥作物二月兰(Orychophragmus violaceus)轮作春玉米农田生态系统服务功能价值进行评估并与春玉米单作对照。结果表明,二月兰、毛叶苕子轮作春玉米农田生态系统服务功能总价值分别为7.14和6.90万元·hm-2,较常规春玉米单作分别提高23.45%和19.15%。冬绿肥-春玉米农田生态系统各项服务功能中,气体调节价值最高,占总价值的60.84%~61.13%;其次为农产品供给功能价值,占总价值的19.92%~20.30%;其他功能价值贡献率从大到小依次为水分涵养功能、土壤养分累积功能和土壤保持功能。两种冬绿肥轮作春玉米农田生态系统在土壤养分累积功能价值上表现差异最大,二月兰-春玉米主要表现为提高土壤有效磷和有机质累积价值,毛叶苕子-春玉米则主要表现为提高土壤碱解氮累积价值。该研究实现了对冬绿肥引入农田的综合价值核算,有利于全面认识绿肥的综合效益,同时可为种植绿肥的生态补偿政策提供理论依据。     

春玉米种植密度对土壤有机碳组分的影响

通过西辽河灌区连续3 a的田间试验,研究春玉米不同种植密度（60 000、75 000和90 000株·hm-2）下土壤有机碳组分的质量分数及空间分布特征,阐明了春玉米种植密度对不同层次土壤有机碳组分的影响机制。结果表明：高、低密度均增加土壤0～40 cm土层有机碳质量分数,中密度下促进土壤微生物生物量碳增加。随着种植密度的加大土壤中活性有机碳增加,轻组有机碳减少。玉米生长主要促进10～20 cm土层有机碳的耗损,高密度下促进犁底层（20～40 cm）土壤有机碳质量分数及其活性,使其轻组有机碳减少,微生物生物量碳增加。低密度下主要增加表层（0～10 cm）土壤有机碳质量分数。种植密度通过影响根系群体生物量及其分布,调节土壤微生物活性、残落物碳输入影响土壤有机碳组分。适当的增加春玉米种植密度有利于春玉米农田高产固碳。     

广东旱坡地春玉米高产栽培研究──以河源市灯塔盆地为例

本文在对河源市灯塔盆地的旱坡地进行春玉米高产栽培试验示范研究的基础上，根据玉米的生物学特性，提出了旱坡地春植玉米的适宜品种、播种期和高产栽培技术措施，为广东省充分利用旱坡地资源，发展玉米生产提供了科学依据.     

湘潭镉污染稻田全年粮食作物替代种植模式研究

为明确湘潭中度镉污染稻田全年粮食作物替代种植的可行性和理想替代种植模式,于2016年开展了双季稻、双季玉米、双季高粱等3种种植模式的生育进程、产量构成、产品镉含量与经济效益比较研究.结果表明:(1)3种种植模式下,晚季作物均能在10月下旬成熟,两季作物总产量以双季稻最高,双季高粱次之,双季玉米最低;(2)两季总纯收入双季稻最高(17 285.2元/hm2),双季高粱降低2.4%,双季玉米降低44.6%;(3)早、晚稻糙米镉含量远超国家标准,而玉米籽粒镉含量仅0.10 mg/kg左右,高粱籽粒镉含量在0.25 mg/kg~0.45 mg/kg之间,低于国家饲料镉含量标准.综合来看,双季高粱(旱季+再生季)虽经济效益较双季稻略有下降,但其产品安全,且具有省工节本优势,是中度镉污染稻田的理想替代种植模式.     

河北省玉米生长季干旱特征及成因分析

干旱是影响河北省玉米生长的重要农业气象灾害。利用玉米种植区1971-2018年气象资料和1981-2018年玉米(Zea mays)生长观测资料,以有效降水量代替实际降水量计算水分亏缺指数,对河北省玉米生长季干旱分布特征、变化趋势和变化成因进行了分析。结果表明,(1)干旱概率和干旱强度分布特征基本一致,春玉米区由高到低依次为播种期拔节-抽雄期抽雄-乳熟期出苗-拔节期乳熟-成熟期,夏玉米区依次为播种期抽雄-乳熟期乳熟-成熟期拔节-抽雄期出苗-拔节期。(2)春玉米区4月下旬至5月上旬(播种期)和6月下旬至8月上旬(拔节-乳熟期)、夏玉米区6月上中旬(播种期)和8月上中旬(抽雄-乳熟期)受干旱影响较大,其中春玉米区以张家口和承德北部干旱最重,夏玉米区以石家庄东部、衡水西部和邢台东北部干旱最重。(3)春玉米区5月上中旬受需水量减少、降水量增加趋势影响,干旱强度和范围随年代显著下降,8月中下旬受需水量增加趋势影响,干旱强度和范围随年代显著上升;夏玉米区6月下旬受需水量减少趋势影响、9月下旬受需水量减少和降水量增加趋势影响,干旱强度均随年代显著下降。需水量减少与日照时数减少和风速减小密切相关,而需水量增加与气温上升、风速增大、空气湿度减少密切相关。     

生长调节剂对春玉米氮素积累、转运及籽粒蛋白质含量的影响

为探讨生长调节剂对玉米的影响,文章通过不同生长调节剂(主要成分为羧甲基壳聚糖)处理玉米,研究了生长调节剂对春玉米功能叶片、茎杆、籽粒中氮素含量的变化。结果表明,不同配方的生长调节剂能够促进春玉米功能叶中全氮、蛋白氮的转运;提高春玉米茎秆中氮素的转运量以及玉米的产量;加速籽粒中蛋白质的积累,从而提高玉米的品质。并以施生长调节剂配方2 吐温80(PGR2)的配方效果最好。实验中应用的生长调节剂是一种有效的促进玉米氮白质积累的生长调节剂。     

生长调节剂对春玉米氮素代谢关键酶活性的影响

采用大田小区试验,通过新型植物生长调节剂处理春玉米,研究了生长调节剂对玉米氮素代谢关键酶活性的影响,结果表明,喷施不同配方的生长调节剂能明显提高春玉米氮代谢过程中关键酶的活性。在生长调节剂PGR2处理下,玉米功能叶片中硝酸还原酶(NR)活性比对照提高了109.3%～138.3%,其它处理下硝酸还原酶活性也有不同程度的提高;无论在玉米功能叶片还是籽粒中,谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酰胺转化酶活性在测定的各时期均高于对照;功能叶片中蛋白水解酶活性也均高于对照。在所有处理中,以PGR2处理效果最佳。     

连续种植Bt玉米对土壤Bt蛋白含量及微生物数量的影响

在温室中连续5次种植两个Bt玉米(5422 Bt1和5422 CBCL)及其同源常规玉米5422,种植后采集耕作层土壤,检测根外土和根围土中Bt蛋白含量和微生物数量的变化,探讨连续5次种植Bt玉米是否会导致Bt蛋白在土壤中积累以及是否对土壤微生物数量产生影响,以期为Bt玉米的安全评价提供科学依据。结果表明,连续5次种植,Bt玉米及其同源常规玉米的根外土中均可检测到少量的Bt蛋白;种植Bt玉米的土壤与常规玉米相比,第5次种植时根围土中的Bt蛋白含量明显增加。连续5次种植Bt玉米5422 Bt1,与常规玉米5422相比,根外土和根围土中的细菌、真菌、放线菌、反硝化细菌和磷细菌数量均未发生显著变化,仅在第5次种植后根围土的钾细菌数量显著低于常规玉米;连续5次种植Bt玉米5422 CBCL,与常规玉米5422相比,根外土和根围土中的细菌、真菌、放线菌和反硝化细菌数量均未发生显著变化,但第3次和第4次种植后其根外土的磷细菌数量显著高于常规玉米,而第4次种植后其根外土的钾细菌数量则显著低于常规玉米。     

芘对玉米根系分泌氨基酸的影响

植物根系释放分泌物是根际修复土壤多环芳烃污染的重要机制之一,但对于多环芳烃污染下根系分泌物的研究很少.以玉米Zea mays L.为供试材料,通过土培培养试验方式研究了在多环芳烃芘处理下,玉米根系分泌氨基酸的变化.结果表明,种植玉米2 1 d后,低质量分数芘(75 mg·kg-1)处理和高质量分数芘(600 mg·kg-1)处理种植玉米土壤芘的去除率分别为36.0%和28.2%.氨基酸分泌总量随着芘胁迫的加强显著增多,低质量分数芘处理和高质量分数芘处理下氨基酸分泌总量分别是无芘胁迫处理下的1.25倍和5.12倍.不同芘质量分数处理下玉米根系分泌的氨基酸的种类和数量的变化情况不相同.     

晋南两熟半干旱区“粮药”(半夏)农田生态抗旱耕作模式效益研究

采用大田试验,设计冬小麦(Triticum aestivum Linn.)在春季起身后套作半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit.](小麦/半夏)、冬油菜(Brassica campestris L.)收获后复播半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit.](油菜-半夏)和春玉米(Zea mays L.)与半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit.]间作(玉米+半夏)3种耕作模式,探讨晋南两熟半干旱区适宜半夏的粮药耕作模式。结果表明:与油菜-半夏、玉米+半夏耕作模式相比,小麦/半夏耕作模式经济产量最高,生态效益最好;不同半夏品种中,西河半夏(原产地温度相对最低)产量最高,新绛半夏(原产地温度相对较高)产量最低。表明半夏适宜于从低温地区引种到高温地区栽培,可提高产量。与商洛半夏和新绛半夏相比,西河半夏分别增产19.1%和41.9%;小麦/半夏耕作模式为最佳粮药耕作模式,其半夏产量与油菜-半夏和玉米+半夏耕作模式相比,分别增产53.4%和70.8%。     

晋南两熟半干旱区“粮药”（半夏）农田生态抗旱耕作模式效益研究

采用大田试验,设计冬小麦（Triticum aestivum Linn.）在春季起身后套作半夏[Pinellia ternata（Thunb.）Breit.]（小麦/半夏）、冬油菜（Brassica campestris L.）收获后复播半夏[Pinellia ternata（Thunb.）Breit.]（油菜-半夏）和春玉米（Zea mays L.）与半夏[Pinellia ternata（Thunb.）Breit.]间作（玉米＋半夏）3种耕作模式,探讨晋南两熟半干旱区适宜半夏的＂粮药＂耕作模式。结果表明：与油菜-半夏、玉米＋半夏耕作模式相比,小麦/半夏耕作模式经济产量最高,生态效益最好;不同半夏品种中,西河半夏（原产地温度相对最低）产量最高,新绛半夏（原产地温度相对较高）产量最低。表明半夏适宜于从低温地区引种到高温地区栽培,可提高产量。与商洛半夏和新绛半夏相比,西河半夏分别增产19.1%和41.9%;小麦/半夏耕作模式为最佳＂粮药＂耕作模式,其半夏产量与油菜-半夏和玉米＋半夏耕作模式相比,分别增产53.4%和70.8%。     

我国南方低丘红壤区立体农业模式

根据红壤坡位的理化性质分界,在低丘红壤上建立了“顶林-腰园-谷农-塘渔”立体种植模式,并在塘边建造猪场,以养猪为纽带,实行种养结合，建立“果（饲）－猪－沼气－菇－鱼－粮（菜）”链式循环，链环间再加以定量化调控,形成协调和系统的良性循环。     

不同农作制对四川紫色丘陵区地表径流氮、磷流失的影响

以小麦(Triticum aestivum)-玉米(Zea mays)轮作制为基础,通过在仁寿县建立18个径流小区监测试验,对4种不同农作制与4种施肥水平下各小区径流水样中的氮、磷含量进行了分析.探讨了四川紫色丘陵区坡耕地氮、磷流失系数及其影响因素.结果表明,氮流失总量随施氮量而增加,在增量施肥+横坡种植方式下最大,为0.326 kg·hm~(-2);氮流失总量和流失系数在优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱方式下最小,其流失总量为0.270kg·hm~(-2),流失系数为0.009%0磷流失总量和流失系数在不同处理方式下总体上虽较为接近,但增量施肥+横坡种植方式下磷的流失总量最大,为0.020kg·hm~(-2);而优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱最小,为0.015kg·hm~(-2).研究表明,优化施肥、横坡种植、秸秆覆盖和植物篱拦蓄地表径流作用明显,是遏制耕地氮、磷流失的有效途径.     

双季稻田不同种植模式对CH_4和N_2O排放的影响研究

以南方典型双季稻种植制度(早稻-晚稻R-R)为对照,采用静态箱-气相色谱法,研究了双季稻田早、晚稻(Oryza sativa L.)改种玉米(Zea mays L.),包括早稻-玉米(R-C)和玉米-早稻(C-R)两种种植模式下周年温室气体排放及其综合增温潜势(GWP),旨在探索出适合双季稻区的低碳农业种植模式,对我国农业应对气候变化温室气体减排具有重大意义。结果表明:不同种植制中水稻种植CH4排放占主导地位,改制玉米N2O排放量显著增加;其中,早稻改制玉米(C-R)的CH4排放比晚稻改制玉米(R-C)显著降低68.5%(P0.05),N2O排放量有所降低,但没有达到显著水平;R-C和C-R模式CH4周年排放总量较R-R模式显著降低53.6%(P0.01)和183.9%(P0.01),但N2O排放分别显著增加257.0%(P0.01)和245.2%(P0.01);不同种植制度增温潜势(按CO2当量计)大小顺序为:R-R(8 855.3 kg·hm-2)R-C(4 881.4 kg·hm-2)C-R(2 116.4 kg·hm-2),且差异达显著水平,结合南方晚稻季温光资源的优势,认为玉米替代晚稻种植(早稻-玉米模式)是一可行的减缓温室效应的途径。     

豆科牧草与畜牧业配套纳入耕作制的生态经济效益

在1986—1988年两年试验中,田间试验和喂兔试验的结果表明,在旱地土壤上将豆科牧草与畜牧业配套纳入耕作制,在两年内实行“一季草三季粮”的轮作方式是旱地土壤利用的新途径,它与单纯种植粮食(麦——苕轮作)相比,可以获得8295元/ha的纯收入,较单种粮食高2800元/ha左右,同时可为土壤提供丰富的养分,增加土壤氮素180kg/ha,使土壤肥力不断提高,进一步保证了后季粮作的正常生长。即使在比“粮—粮”轮作少种一季的情况下,两年中“粮—草”轮作收获的粮食总量(20358.5kg/ha)亦比前者(18819.3kg/ha)高1539.2kg/ha。     

提高玉米秸秆厌氧消化产气能力的预处理技术研究进展

我国农作物秸秆年产量居世界之首,其中玉米秸秆分布最广,产量最高。厌氧消化产沼气是利用作物秸秆的有效手段,但玉米秸秆自身木质纤维素紧密的结构会导致产气周期长以及产气量和生物降解率偏低等问题。因此,需要对玉米秸秆进行预处理以破坏其原有结构,提高玉米秸秆的可生物利用性。综述了目前国内外包括物理法、生物法和化学法等玉米秸秆预处理技术的最新研究进展,并对其进行比较,为玉米秸秆厌氧消化产沼气预处理方式的选择提供参考。     

抗虫-耐除草剂转基因玉米种植对根际土壤细菌和真菌群落的影响

全生育期种植抗虫基因cry1Ab/cry2Aj和耐除草剂基因G10evo-spsps的转基因玉米及其亲本非转基因玉米,采用定量聚合酶链式反应(PCR)和高通量测序技术,测定玉米拔节期和成熟期根际土壤细菌和真菌群落数量、组成及多样性,研究种植抗虫耐除草剂转基因玉米对根际土壤微生物的影响。结果表明,种植转基因玉米未显著影响根际土壤理化性质、土壤荧光素二乙酸酯水解酶活性、微生物群落丰度及多样性;在门水平上,种植转基因玉米仅显著提高2个生长时期根际土壤细菌放线菌门(Actinobacteria)相对丰度;在属水平上,种植转基因玉米均显著降低2个生长时期根际土壤细菌Candidatus_Nitrososphaera相对丰度;种植转基因玉米未影响真菌门水平相对丰度,但影响根际土壤真菌Fusarium、Staphylotrichum和Lophiostoma属相对丰度。另外,生长时期显著影响根际土壤可溶性有机碳和全氮含量,也显著影响根际土壤细菌群落组成和多样性,但未显著影响根际土壤真菌群落组成和多样性。该研究旨在为转基因作物产业化的自然生态风险管理和控制提供基础数据和理论支撑。     

基于种植业面源污染控制的星云湖流域种植业结构优化

以星云湖流域为研究对象,种植业化肥流失量最低为目标函数,种植面积、粮食需求、经济状况等为约束构建线性规划模型,得到2020年星云湖流域种植结构的优化结果:(1)2005—2015年种植面积最大的是经济作物(1 1069.93 hm~2),最小的是果树(909.40 hm~2),缓坡地的种植面积远远大于陡坡地。总体上水稻、旱粮的种植面积逐渐减少,经济作物逐渐增加,果树先增加后稳定。(2)优化后预测2020年星云湖流域水稻的种植面积为3 471.56 hm~2,旱粮为2 571.53 hm~2,经济作物为7 966.92 hm~2,果树为2 149 hm~2。相对于2015年,2020年水稻面积增长1 276.49 hm~2,旱粮增长1 051.84 hm~2,果树增加1 239.6 hm~2,经济作物减少3 103.01 hm~2。(3)预测2020年优化后的种植结构下化肥流失量总计663.79 t,2015年为890.55 t,减少25.47%。在各种污染物中总氮减少最多,其次为总磷和氨氮,硝态氮和可溶性磷的流失量有所增加。     

玉米对重金属累积与转运的品种间差异

通过田间试验,研究了8个玉米品种对重金属Cd、Pb、Zn和Cu累积与转运的品种差异,以期筛选出适合广东地区冬季种植的低累积玉米品种.结果表明,8个玉米品种问籽粒和茎叶Cd、Pb、Zn和Cu含量存在显著差异.对玉米籽粒Cd、Pb、Zn和Cu含量进行聚类分析,可将8个玉米品种划分为3类:灵丹20、正丹958和高优1号属Cd、Pb、Zn和Cu较低累积类群,蠡玉6号、丰田1号、超甜38和华宝1号属Cd、Pb、Zn和Cu中等累积类群,粤糯1号属Cd、Pb、Zn和Cu高累积类群.根据玉米籽粒生物量、籽粒重金属含量以及重金属转运系数等指标进行评价,认为饲料玉米灵丹20和正丹958可作为广东地区冬季种植的低累积玉米品种.