农业技术进步、规模效率与粮食安全——以东北三省粳稻、玉米为例

以东北三省粳稻、玉米为例,使用DEA-malmquist指数法实证检验农业技术进步、规模效率与粮食生产效率增长之间的关系。结果发现:①2000—2019年,吉林和黑龙江均保持了良好的粮食生产效率。②黑龙江属于"农业技术进步单一驱动型"的生产模式,而辽宁、吉林属于"农业技术进步和技术效率双驱动型"的生产模式。③吉林玉米生产的规模效率非有效,辽宁农业技术进步的衰退分别阻碍了各自粮食生产效率的提高。基于以上研究,提出建议:黑龙江、吉林、辽宁3省应因地制宜,分别通过增加农业财政投入、加强农业科技研发力度、鼓励农地流转等措施为粮食安全保驾护航。     

Cadmium uptake by different rice genotypes that produce white or dark grains

IntroductionCadmium(Cd)isanon essentialtracemetalthathasadverseeffectsonplants,animalsandhumans.EnvironmentalcontaminationwithCdduetoanthropogenicactivities,suchasmining,industry,agricultureandwastedisposalhasbeenincreasingsincethebeginningofthe 2 0thcentury (Alloway,1995) .ResearchoncontrollingCdpollutionassociatedwithassessingandmanagingacuteinjurytohumanhealththroughoccupationalexposureanddisposalofCdfromindustrialpointsourcestolocalpopulationsthroughseveralpathwayshasmadeconsiderableadva…     

气候变化背景下“龙舟水”特征及其对广东早稻产量的影响

利用广东省86个气象站1961—2010年降水资料,借用数理统计方法分析气候变暖背景下广东省＂龙舟水＂变化特点;再利用广东省1983—2010年早稻产量资料及12个一级农业气象观测站1997—2010年早稻生育期观测资料,采用正交多项式等方法分析广东省＂龙舟水＂对早稻产量的影响。结果表明：自1997年以来,全省和各区域＂龙舟水＂过程总雨量、过程天数和严重过程天数都增加;＂龙舟水＂期间的降水集中期推后;6月中旬雨量与6月上旬雨量相比有增加的趋势。＂龙舟水＂过程雨量、过程天数和严重过程天数与早稻产量有明显的负相关,其中早稻抽穗普遍期前后5 d雨量对早稻产量影响最大;各区域早稻抽穗普遍期前后5 d处于多雨时段,若抽穗期适当提前就处于少雨时段。在此基础上,建议广东省早稻要通过调整种植期来适应气候变化。     

基于秸秆后发酵产沼气的一次发酵时间优化

采用"一次发酵+NaOH处理+二次发酵"工艺,以稻秸为原料,研究一次发酵时间对稻秸沼气发酵的影响.结果表明,一次发酵后的稻秸仍有一定的产气能力,干物质(TS)产气量为28.11～50.73mL/g TS,产气量大小与一次发酵时间成反比;一次发酵后的稻秸经NaOH处理后,稻秸物质结构受到明显破坏,有机物大量溶出,稻秸浸提...     

稻鸭萍共作复合系统的主要生态效应

对稻鸭萍共作体系的主要生态效应研究结果表明,稻鸭萍共作有利于提高土壤肥力,水稻收获后的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾分别比对照增加7.95%、7.05%、6.47%和4.46%;稻鸭萍共作对杂草的控制效果达到98.94%,明显削弱了稻田优势杂草的发生与危害,稻田残存杂草为数甚少,P ielou均匀度指数显著提高;稻鸭萍共作对稻田飞虱有显著的控制效应,从而明显抑制主要由灰飞虱传毒危害的水稻条纹叶枯病的发病率;稻鸭萍共作虽然对水稻纹枯病也有明显防治效果,但不能阻止纹枯病的发生;由于绿萍吸附了稻田水体中部分有机物、腐殖质等,稻鸭萍共作区水体的化学需氧量比稻鸭共作区降低8.70%。     

镧对酸雨胁迫下水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响

分别采用pH值为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的模拟酸雨和La(浓度为1mg·l-1)处理水稻种子,测定不同酸雨胁迫下La对水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响,结果表明,当酸雨胁迫7d时,随胁迫强度的增加(pH5.0-2.0),可溶性蛋白含量逐渐降低,而脯氨酸含量逐渐升高.La可缓解pH5.0-3.0胁迫的伤害;但对pH2.5-2.0无明显防御作用.pH4.0时,解除酸雨胁迫(t=5d,3d)后可溶性蛋白含量即时提升(第6天和第4天),La处理亦可提高可溶性蛋白含量,对脯氨酸含量均无明显影响,pH2.5处理过长时(t≥5d),对水稻种子造成不可逆伤害,可溶性蛋白含量小于对照,而脯氨酸含量大于对照,La处理无明显效应;当酸雨处理3d时,可溶性蛋白与脯氨酸含量均显著大于对照,经La处理后均有所提高,表明La丑对酸雨胁迫下水稻种子萌发有一定防御作用.     

不同有机物料对水稻根表铁膜及砷镉吸收转运的影响

通过盆栽试验研究了油菜秸秆、蚕豆秸秆、泥炭、猪粪堆肥和生物炭这5种有机物料对贵州石灰岩黄壤区某砷（As）和镉（Cd）复合污染稻田土壤As/Cd有效性、水稻根表铁膜及As/Cd吸收转运的影响.结果表明,施用有机物料显著提高了有机质和水稻生物量;除油菜秸秆对土壤pH值影响不明显外,施用有机物料显著提高土壤pH值,使土壤有效Cd含量降低34.77%~82.69%;猪粪堆肥和生物炭使土壤有效As含量显著提高,油菜秸秆和泥炭处理使土壤有效As含量显著降低;施用有机物料有助于水稻根表铁膜的形成,并使其中Cd、As含量分别提高17.73%~151.03%和28.49%~94.86%,使水稻糙米Cd含量降低15.87%~79.45%,As含量降低27.04%~82.51%,降幅以生物炭处理最大;有机物料还显著降低Cd在根-茎-叶-籽粒的转运系数及As从茎向籽粒转运系数.相关分析表明,土壤pH、有效Cd和铁膜Cd含量是影响籽粒Cd累积的主要因素,土壤pH、有机质和铁膜As含量是影响籽粒As累积的主要因素.有机物料通过改变土壤pH、有机质含量及铁膜中As和Cd含量,影响水稻对As和Cd的吸收和转运.     

典型污染稻田水分管理对水稻镉累积的影响

为探讨不同成土母质镉污染稻田土壤进行水分管理对水稻镉吸收累积的影响,以南方典型成土母质花岗岩、板页岩和紫色砂页岩发育的3种水稻土为对象,通过盆栽试验对比分析了淹水和干湿交替2种水分管理模式下,土壤pH值、DTPA提取态重金属、水稻根表铁膜以及不同部位重金属含量等的差异.结果表明,长期淹水处理使花岗岩、板页岩和紫色砂页岩发育水稻土pH升高了0.17~1.33个单位.在水稻灌浆和成熟期,淹水处理的3种水稻土DTPA提取态镉（DTPA-Cd）含量较干湿交替降低了14.39%~36.56%（P<0.05）.但淹水处理土壤DTPA提取态铁（DTPA-Fe）含量较干湿交替上升了35.35%~347.25%（P<0.05）.3个生育时期水稻根表铁膜镉、锰（除铁膜铁外）元素含量在2种水分处理下变化趋势均为分蘖期 < 灌浆期 < 成熟期.淹水处理使3种稻田土中糙米镉含量较干湿交替降低了57.84%~93.79%,且花岗岩、板页岩发育水稻土淹水处理降镉效果显著（P<0.05）.将3种水稻土土壤pH、DTPA-Cd、DTPA-Fe、根表铁膜以及糙米镉含量进行相关性及结构方程模型（SEM）分析,发现淹水降低稻米镉累积主要是通过提高土壤pH及增加土壤Fe的有效性,从而降低了土壤Cd的有效性,并且改变水稻根表铁膜对镉的吸附固定量.因此,水分管理模式调控稻米镉累积效应在不同土壤母质类型间存在明显差异,受土壤理化性质及根表铁膜等多重因素影响,且在不同母质发育水稻土上的作用机制并不完全一致.在镉污染的花岗岩、板页岩发育水稻土上进行水分管理可有效降低土壤镉的有效性,达到削减水稻对镉吸收累积的目标.综上,对于水分管理调控水稻镉吸收累积应根据成土母质类型区别进行.     

以稻秆为固体碳源处理分散养猪冲洗水的试验研究

针对分散养猪废水经厌氧和人工湿地处理后存在C/N低的问题,以廉价的稻秆作为固体碳源和生物膜载体,研究反应器启动阶段运行性能、水力负荷的影响以及污染物沿程去除特性.结果表明NO3--N主要在反应器上部稻秆填充层被去除,去除率超过95%,且无明显NO2--N积累,反硝化速率为0.052mg/(g·h).稻秆本身会浸出释放有机物和氮(主要为NH4+-N),导致运行前期出水COD和NH4+-N高于进水,但仍远低于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)的排放限值,40d后COD逐步降至40mg/L左右.COD和NO3--N可在反应器下部的砖渣填充层被进一步去除.     

Effects of nano-silicon and common silicon on lead uptake and translocation in two rice cultivars

The current study investigated the effects of nano-silicon (Si) and common Si on lead (Pb) toxicity, uptake, translocation, and accumulation in the rice cultivars Yangdao 6 and Yu 44 grown in soil containing two different Pb levels (500 mg·kg⁻¹ and 1000 mg·kg⁻¹). The results showed that Si application alleviated the toxic effects of Pb on rice growth. Under soil Pb treatments of 500 and 1000 mg·kg⁻¹, the biomasses of plants supplied with common Si and nano-Si were 1.8%–5.2% and 3.3%–11.8% higher, respectively, than those of plants with no Si supply (control). Compared to the control, Pb concentrations in rice shoots supplied with common Si and nano-Si were reduced by 14.3%–31.4% and 27.6%–54.0%, respectively. Pb concentrations in rice grains treated with common Si and nano-Si decreased by 21.3%–40.9% and 38.6%–64.8%, respectively. Pb translocation factors (TFs) from roots to shoots decreased by 15.0%–29.3% and 25.6%–50.8%, respectively. The TFs from shoots to grains reduced by 8.3%–13.7% and 15.3%–21.1%, respectively, after Si application. The magnitudes of the effects observed on plants decreased in the following order: nano-Si treatment>common Si treatment and high-grain-Pb-accumulating cultivar (Yangdao 6)>low-grain-Pb-accumulating cultivar (Yu 44) and heavy Pb stress (1000 mg·kg⁻¹)>moderate Pb stress (500 mg·kg⁻¹)>no Pb treatment. The results of the study indicate that nano-Si is more efficient than common Si in ameliorating the toxic effects of Pb on rice growth, preventing Pb transfer from rice roots to aboveground parts, and blocking Pb accumulation in rice grains, especially in high-Pb-accumulating rice cultivars and in heavily Pb-polluted soils.