双季稻品种根际特征与甲烷排放差异及其关系

为探讨不同水稻品种间甲烷排放差异形成的机制,选取早晚稻各6个品种为供试材料进行大田试验,采用静态暗箱-气相色谱法测定CH4气体.结果表明,早晚稻甲烷排放通量品种间差异显著,全生育甲烷排放通量均值湘早籼24号最高,株两优819最低,相差34. 6%;晚稻种,T优15最高,资优299最低,相差33. 9%.不同双季稻品种间甲烷排放量、单位产量温室效应差异显著.早稻品种的CH4累计排放量介于198. 3～303. 44 kg·hm-2之间,排放量最低是株两优819;单位产量温室效应介于0. 67～1. 40 kg·kg~(-1)之间,陆两优996最低.晚稻品种的CH4累计排放量明显高于早稻,介于291. 93～388. 28kg·hm-2之间,资优299最低;单位产量温室效应介于0. 94～1. 68 kg·kg~(-1)之间,Y两优1号最低.稻田甲烷排放与水稻产量、根冠比、根系孔隙度、土壤溶液Eh值、甲烷浓度、可溶性碳浓度及铵态氮浓度的相关性均达到显著或极显著水平.双季稻品种甲烷排放与水稻根冠比及根孔隙度关系密切,降低早稻品种根系孔隙度或者根冠比可减排甲烷,而晚稻品种则与早稻相反;根际土壤溶液碳氮浓度的降低和Eh值的提高也可减少甲烷的排放.     

CO2倍增和施氮对水稻不同生长期土壤反硝化细菌丰度的影响

随着全球气候变化的不断加剧,大气CO₂浓度呈明显增加趋势,这将间接影响土壤-植物-微生物系统的氮循环过程.为研究典型水稻土壤反硝化细菌对CO₂浓度升高的响应规律和机制,借助水稻密闭培养箱,运用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-Time qPCR）分子技术,设置不施氮（0 mg/kg）和常规施氮（100 mg/kg）2个处理,研究CO₂倍增对水稻不同生长期土壤关键反硝化功能细菌（narG、nirK和nirS型）丰度的影响.结果表明:①在2种施氮水平,CO₂倍增显著促进了水稻分蘖期、孕穗期、扬花期和成熟期水稻根系生长（增幅为2.96%~28.4%）、地上部生物量增加（增幅为7.1%~107.3%）以及成熟期籽粒干质量的增加（增幅为19.5%和38.0%）,具有显著的增产效应.②反硝化细菌丰度对CO₂倍增的响应与生育期及施氮水平有关,CO₂倍增在2个施氮水平均抑制分蘖期反硝化细菌的繁殖,显著增加孕穗期反硝化细菌数量;在水稻扬花期,CO₂倍增促进了施氮处理narG和nirS型反硝化细菌数量的增加,在成熟期抑制未施氮处理下narG、nirK和nirS型反硝化细菌的生长.另外,narG、nirK、nirS型反硝化细菌丰度整体表现为narG > nirS > nirK,且随水稻的生长,其在成熟期的丰度均呈降低趋势.nirK和nirS基因同属亚硝酸还原酶,但nirS基因丰度高于nirK,且对CO₂倍增和施氮的响应有所差异.研究显示,CO₂倍增可显著增加水稻生长和产量,不同施氮水平对稻田土壤反硝化细菌丰度的影响存在差异.      

南方冬季种养结合模式对双季稻田CH_4和CO_2排放的影响

以不同冬季种养结合模式下双季稻田系统为研究对象,采用静态箱-便携式温室气体自动分析仪法研究了冬闲田不同种养制度下双季稻田CH_4和CO_2排放特征,同时分析了CH_4和CO_2排放与主要环境和植株因子的相关性。结果表明:与冬季休闲-双季稻相比,冬季种植绿肥或绿肥结合养鸡对稻田CH_4和CO_2排放的季节变化模式无明显影响,但对排放通量有影响。2个稻季,冬季种植紫云英(Astragalus sinicus)结合养鸡处理CO_2累积排放量较冬闲、冬季种植黑麦草(Lolium perenne)、冬季种植紫云英、冬季种植黑麦草结合养鸡处理分别提高150.23%、2 034.43%、102.08%和98.68%(P0.05)。与冬闲-双季稻相比,冬季种植紫云英结合养鸡显著降低2个稻季CH_4累积排放量的42.67%(P0.05),冬季种植黑麦草结合养鸡和冬季种植紫云英处理分别提高21.40%和48.55%(P0.05)。CH_4排放通量与气温呈极显著正相关,与植株地上部干物重和体积呈极显著负相关。CO_2排放通量与植株地上部干物重和体积呈极显著正相关,与土温呈极显著负相关,与光合有效辐射(PAR)呈显著负相关。     

广东省农业循环经济发展的DEA分析与有效性评价

运用数据包络分析方法中的超效率DEA(Super-efficiency Data Envelopment Analysis,SE-DEA)模型对2004、2005年广东21个地市农业循环经济发展的有效性进行了评价,并应用DEA模型(C2R和BC2)对于非DEA有效城市的主要原因进行了分析,提出了非有效向有效转化和调整的方向与建议。结果表明,两年间全省农业循环经济发展的平均超效率值均在2.0以上,平均综合效率、技术效率和规模效率值分别为0.967 0、0.974 8和0.991 0。2005年中有11个地市的效率值都呈现上升趋势,农业循环经济发展整体状况良好。5个非DEA有效的地市中,技术有效而规模无效率的地市只有汕尾,该地区的规模报酬处于递增状态。惠州、清远、梅州和江门地区均表现为技术、规模无效。其中梅州的技术效率最低,规模报酬显示出下降趋势。非DEA有效地市可对相对无效的投入、产出作适当调整,即缩减过多的投入或增加不足的产出,以改善和提高农业循环经济的运行效率。     

模拟酸雨及其活化Al~（3＋）构成的复合污染对中小型土壤动物的毒杀效果

酸雨可引起土壤中铝离子的活化而造成铝毒问题,因此酸雨及其活化的金属铝离子势必造成对土壤中小型动物的复合污染与影响。为此,通过室内模拟试验,研究3种优势土壤动物直接暴露在4种不同酸度的模拟酸雨和4种不同铝离子浓度梯度组合而构成的复合污染处理条件下的死亡率,以探明酸雨通过降低土壤酸度同时活化Al3＋对土壤动物的叠加影响效应。研究结果表明：弹尾目、线虫、蜱螨目等土壤动物直接暴露在酸水和铝离子的复合溶液中,其死亡率总体上均会随着酸水pH值的降低和Al3＋离子浓度的升高而增加。通过单因素和双因素方差分析还发现,不同类群的土壤动物对模拟酸雨pH和溶液中Al3＋含量的敏感性各不相同,其中酸水和铝离子复合胁迫对线虫和蜱螨目动物死亡率的影响并没有表现出明显的交互作用,但对弹尾目土壤动物死亡率存在显著的交互作用影响。     

长期施肥对稻田不同土层反硝化细菌丰度的影响

为了探讨长期施肥对稻田不同土层关键反硝化功能种群丰度的影响及核心驱动因子,以湖南宁乡长期施肥定位试验田为平台,选取不施肥（CK）、全量化肥（NPK）和秸秆还田（ST）3个处理,结合实时荧光定量PCR（qPCR）技术,系统分析了稻田不同土层（0~10,10~20,20~30,30~40cm）关键反硝化功能基因（narG、nirK和nirS）的丰度及其与土壤理化性质的内在联系.结果表明,相比于不施肥处理（CK）,施肥处理（NPK和ST）在0~40cm土层土壤SOC、TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N和Olsen-P分别显著增加了2.2%~83.6%,3.5%~58.3%,70.8%~222.1%,0.9%~83.7%和16.5%~94.5%,pH值下降了0.31~0.67个单位;长期施用化肥和秸秆使narG、nirK和nirS基因丰度分别增加0.75~7.18倍,1.57~3.02倍和0.53~3.81倍,其中秸秆还田对反硝化细菌数量的影响比单施化肥更显著;稻田narG、nirK和nirS反硝化型细菌的丰度随土层深度增加而逐渐降低,具有明显的垂直分布特征;RDA分析结果显示,土壤养分如SOC和TN是影响水稻土narG、nirK和nirS反硝化型细菌垂直分布的关键因子,而pH值是调控反硝化细菌在稻田底土分布的核心驱动因子.研究结果可为提升稻田土壤肥力和减少稻田氮素损失和温室气体排放提供理论依据.     

飞机草的繁殖能力与种子的萌发特性

飞机草（Chromolaena odorata）是一种入侵性极强的外来杂草,现正在我国南部地区迅速传播,其繁殖特性与种子萌发对环境条件的适应能力是成功入侵扩散的前提。采用野外调查与室内试验相结合的方法,研究了飞机草的繁殖能力与种子的萌发特性。结果表明,飞机草能够进行无性繁殖,但其有性生殖能力更强,成熟植株的种子生产量高,种子质量轻,并且具有冠毛等附属结构。环境因子能够影响飞机草种子的萌发,其萌发的最适温度约为28℃,萌发过程中不需要特别的养分供应,并且能够忍耐一定程度的干旱胁迫。酸性环境能够促进飞机草种子的萌发,但当pH降至2.0时,其发芽率显著降低。掩埋处理能够抑制飞机草种子的萌发,当埋藏深度达3.0 cm时,所有的种子均不能正常萌发与出苗。     

不同培肥措施对土壤团聚体中微生物特性的影响

土壤微生物生物量是土壤肥力的指示性指标。探讨不同培肥措施对土壤团聚体中微生物特性的影响,对合理培肥和改善土壤性状具有重要的实际意义。通过野外与室内实验,研究了不同培肥措施[施蚯蚓(Eisenia fetida)粪wormcast(WC)、套养蚯蚓earthworm breeding(EB)、施牛粪cattle manure(CM)、施化肥chemical fertilizer(FL)和对照(CK)]对华南地区果园土壤团聚体中微生物特性的影响,旨在为果园土壤生态培肥提供依据。结果表明,与CK相比,各有机培肥措施均可显著提高各级团聚体的微生物生物量碳、氮、磷含量,且以施蚯蚓粪处理效果(分别为133.4、22.6、66.5 mg·kg~(-1))最佳。各处理0.25 mm粒径土壤团聚体的微生物生物量碳(87.0 mg·kg~(-1))、氮含量(15.2 mg·kg~(-1))均低于其他粒径团聚体。与CK相比,AWCD值的变化速度和最高值均有不同程度的提高,其大小顺序为:WCCMEBFLCK。由此可见,不同培肥措施均提高了团聚体中的微生物活性,且以施蚯蚓粪处理的效果最好。多样性指数分析表明:与CK相比,各培肥措施(施化肥除外)均可显著提高团聚体中的微生物群落丰富度,但各培肥措施对土壤常见微生物种类影响不大,且使微生物群落均匀度有所降低。综上可见,施蚯蚓粪对华南地区退化果园的土壤微生物特性改善明显,是提升其肥力的有效措施。