控释掺混肥对麦玉轮作体系作物产量和温室气体排放的影响

为探究控释掺混肥一次性施肥对华北平原麦玉（冬小麦和夏玉米）轮作体系作物产量和温室气体排放的影响,于2020~2022年在德州市现代农业科技园区开展田间试验.冬小麦和夏玉米均设不施氮对照（CK）、农户习惯施氮（FFP）、优化施氮（OPT）、CRU1（包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为5∶5和3∶7）、CRU2（包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为7∶3和5∶5）共5个处理.对比分析了不同处理的作物产量、氮肥利用效率、施肥经济效益和温室气体排放的差异.结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量（P<0.05）.与FFP相比,CRU1和CRU2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量分别提高了0.4%~5.6%、-5.4%~4.1%和-1.1%~3.9%（P>0.05）;氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了-8.6%~43.4%、2.05~6.24 kg·kg^-1和4.24~10.13 kg·kg^-1;周年净收益提高了0.2%~6.3%.施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N₂O和CO₂的周年排放（P<0.05）,但对CH₄周年排放没有影响（第1年FFP处理除外）.CRU1和CRU2处理的土壤N₂O周年排放总量较FFP处理显著降低了23.4%~30.2%（P<0.05）.施氮显著增加了麦玉轮作体系的周年全球增温潜势（GWP）（P<0.05）,但各施氮处理通过提高作物产量降低了温室气体排放强度.与FFP相比,CRU1和CRU2处理的周年GWP降低了9.6%~11.5%（P<0.05）,周年温室气体排放强度（GHGI）降低了11.2%~13.8%（P>0.05）.综上所述,一次性减量施用控释掺混肥在减少氮肥和人工投入、提高作物产量、经济效益和降低温室气体排放方面具有积极作用,是促进华北平原粮食作物清洁生产的有效氮肥管理措施.     

低磷胁迫下云南稻形态性状的氮肥反应

采用盆栽试验每份材料栽2桶,每盆装4 kg低磷酸性红壤(速效磷2.53 mg·kg-1、速效氮156.7 mg·kg-1和pH=6.03),设置不施氮肥(速效氮156.7 mg·kg-1)和施氮肥(速效氮490.0 mg·kg-1)两种处理对539份云南稻核心种质17个形态性状及其相对指标,研究低磷胁迫下云南稻形态性状的氮肥效应结果表明:总体上低磷胁迫下云南稻核心种质籼稻氮效反应明显比粳稻敏感;按氮反应相对指标将云南稻种17形态性状划分为氮反应的强敏感、中敏感、弱敏感和不敏感型四种类型;揭示了低磷胁迫下云南稻种氮高效鉴定指标以相对穗干质量和相对总干质量为主,相对穗长、秆干质量、地上干质量、根干质量和茎蘖数可作为参考指标,其中穗干质量为氮反应的强敏感型,总干质量、地上干质量、秆干质量和茎蘖数属中敏感型,根干质量属弱敏感型和穗长属不敏感型.另外,低磷胁迫下云南稻种8个对氮反应敏感相对性状无论是在539份云南稻核心种质及其籼粳亚种间,还是在五个稻作区间总趋势是一致的;既证实了该文提出的低磷胁迫下8个氮反应敏感指标性状是十分可靠的,又揭示了低磷胁迫下5大稻作区氮反应的生态差异和土攘类型多样性是云南成为亚洲栽培稻籼粳分化中心之一的驱动力.     

湿地稻-鸭复合生态种养对甲烷菌种群数量影响的研究

采用厌氧培养箱技术．用最大或然数计数(MPN)法测定稻一鸭复合种养对水稻不同生育期土壤中的产甲烷菌种群数量的影响。结果表明,稻田土壤中产甲烷菌数量的变化规律与稻田甲烷排放的季节变化规律基本一致,早稻田土壤中菌数高峰期出现在孕穗期．晚稻田土壤中菌数高峰期出现在分蘖盛期。实行稻-鸭复合种养,显著降低了稻田土壤中甲烷细菌种群的数量。特别是减少了甲烷排放高峰期的甲烷细菌憨量。早稻田和晚稻田产甲烷菌种群数量分别比对照田降低20%-96．9％和94．3％～95．8％,且两系统土壤中甲烷细菌数量的差异达1％的显著水平。     

气相色谱法同时测定稻田中稻瘟酰胺和咪鲜胺残留

采用二氯甲烷萃取稻田水样品,土壤样品用丙酮-二氯甲烷(体积比为9∶1)混合溶液提取,二氯甲烷萃取,水稻植株样品用乙腈-二氯甲烷(体积比为9∶1)混合溶液直接萃取,用气相色谱法同时测定样品中稻瘟酰胺和咪鲜胺残留。该方法在0.012 2 mg/L~2.68 mg/L范围内线性良好,稻田土壤、田水、水稻植株中稻瘟酰胺的检出限分别为2.75μg/kg、1.83μg/L、3.80μg/kg,咪鲜胺的检出限分别为3.55μg/kg、2.66μg/L、5.62μg/kg。空白稻田土壤、稻田水和水稻植株样品3个浓度水平的加标回收率为80.3%~104%,RSD为3.0%~13.2%。     

稻田种养结合循环农业模式生态环境效应实证分析——以南方稻区稻-鱼模式为例

稻田种养结合循环农业模式生态环境效应明显,其主要体现在节肥、节药、抑草、改善土壤和水体等方面上。本文根据对南方稻区的入户调查数据和2001-2009年中国统计年鉴、中国农村统计年鉴、中国农业统计年鉴相关统计数据及化肥农药使用量的技术标准,实证分析了稻田种养结合循环农业模式的节肥、节药的生态环境效应。调查分析显示,稻-鱼模式下农户化肥使用量比常规水稻种植模式的使用量要减少15.21%,农药使用量要减少40.17%;相关性分析表明南方稻区稻-鱼种养结合模式的稻田面积占水稻生产总面积的百分比与化肥、农药使用量之间呈负相关关系,相关系数分别为-0.407 2和-0.979 9。可以看出,在稻-鱼的稻田生态系统中,土壤和水体的改善以及有害生物的减少,形成了鱼类对化肥和农药的替代关系,在稻谷产量不变甚至增产以及增加鱼类产出的情况下,农户大幅度减少了化肥和农药的使用量,因此实施扶持稻田种养结合循环农业模式策略,是改善稻区农业生态环境的重要途径。     

Effects of cultivation conditions on the diversity of microbes involved in the conversion of rice straw to fodder

To confirm the optimum cultivation conditions for analyzing lactic acid bacterial communities and to provide the cultivation foundation for lactic acid bacterial communities that were used to convert straw into fodder, fermented rice straw was inoculated into 13 different broths. After 48 h of cultivation, pH values, volatile products, and microbial diversity were analyzed. Except for LAB broth, the pH values of the other broths could decrease to approximately 4.5. GC/MS analysis showed that lactic acid in Tomato MRS broth, MRS broth, LAB broth, and Tomato juice broth was higher than that in the other broths. DNA concentration analysis showed that the counts of microbes in Tomato MRS broth were 2.5 times of those in other broths and that tomato juice favored the reproduction of the microbes. Denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） analysis showed that the number of lactic acid bacterial species in HYA broth, Tomato juice broth, and Tomato MRS broth were higher than those in the other broths.     

稻鸭、稻鱼共作对稻田P素动态变化的影响

以稻鸭和稻鱼生态系统为研究对象,通过大田试验研究了稻田P的动态变化及转化规律,及其对环境的影响。结果表明,施P后土壤和田面水P含量立即达到最大值,一周后迅速降低。相对于空白（CK）,养鸭处理（RD）和养鱼处理（RF）田面水总P浓度、溶解P浓度、土壤速效P含量和水稻吸P量显著增加,而土壤全P含量有所增加。研究还表明,水稻吸P量与田面水溶解P、土壤速效P显著相关。对田面水P素径流流失的潜在环境效应分析表明,施P后的一周左右是控制P素流失的关键时期;由于养鸭养鱼能提高稻田P含量,在稻鸭、稻鱼共作期间,要注意避免农田排水和防止因降雨引起的田面水外溢。同时,由于鸭子和鱼能提高土壤有效养分含量,降低化肥的施用量,进而降低了化肥损失所造成的环境危害。     

城郊稻田生态系统高效生产模式的研究与评价

根据天津市宝坻区的自然条件、区位优势和现有的农业种植结构,提出了稻藕轮作与稻鱼蟹混养相结合的高效生产模式并分析其生态优势。借助Ecopath软件,从系统可持续性和净产值角度,比较分析了稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合生产模式与稻田养鱼、稻田养蟹、稻鱼蟹混养、单一种稻4种稻田生产模式的优劣。结果表明:5种稻田生产模式F inn′s指数值从大到小依次为稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合、稻田养鱼、稻田养蟹、稻鱼蟹混养和单一种稻;稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合生产模式的可持续性指标优于其他3种生态种植模式,其净生产力、生物量/输出量、输出量/输入量和稳定性指标分别是单一种稻模式的2.63、4.25、2.03和3.56倍;与其他4种稻田生产模式相比,稻鱼蟹混养与稻藕轮作相结合模式的净产值很高,是适合于在北方推广的最优生态种植模式。     

鄱阳湖平原直播稻CH4通量及其与CO2通量的综合温室效应

稻田是一个既排放CH₄又吸收CO₂的复杂生态系统,在全球水碳循环和碳收支中发挥着重要作用.利用涡度相关法得到2020年鄱阳湖平原双季直播稻田的CH₄和CO₂通量,定量揭示了稻田碳通量变化特征、累积量和2种温室气体的综合温室效应.结果表明,双季直播稻田为CH₄排放源,全生育期排放量为52.6 g·m^-2,日均排放0.208 g·(m²·d)^-1. CH₄通量具有明显的季节变化特征,强排放期(排放峰)集中在早稻生长中期和晚稻生长前期,早稻85.5%和晚稻92.1%的CH₄在强排放期被释放,日尺度峰值分别为0.638 g·(m²·d)^-1和1.282 g·(m²·d)^-1.CH₄通量日变化呈显著单峰型、不显著单峰型和无规律型,强排放期主要为单峰型,该型式下早稻季峰值0...     

稻-麦轮作模式下不同钝化材料对镉污染农田土壤的原位钝化效应

为明确大田条件下施用钝化材料对镉(Cd)污染农田土壤的原位钝化效应及其持续性,以秸秆生物炭、 YH粉、粉煤灰、海泡石和页岩粉(粒径均<0.2 mm,施用量均为2.25kg·m^-2)这5种钝化材料为研究对象,连续监测3 a稻-麦轮作模式下原位钝化处理对土壤养分、土壤酸碱度、土壤Cd污染状况和种植作物籽粒Cd含量的影响,探讨其钝化效应及持续性,为有效控制农田土壤Cd污染、保证作物安全生产提供理论依据和数据支撑.结果表明：(1)稻-麦轮作模式下,施用5种钝化材料对土壤养分含量影响较小,但均可提高土壤pH,促使土壤Cd由酸提取态向残渣态转化,降低土壤Cd有效性,其中秸秆生物炭与YH粉处理下当季土壤有效Cd含量的降幅最大(20.42%～22.53%),是其它钝化处理的1.07～1.84倍.(2)稻-麦轮作模式下,首年施用5种钝化材料后均显著降低了水稻和小麦籽粒Cd含量,降幅分别达19.88%～48.77%和5.06%～24.00%.施用秸秆生物炭、粉煤灰和YH粉后作物籽粒Cd含量显著低于对照和其它钝化材料,该处理条件下的水稻籽粒ω(Cd)(0.195、0.197和0....