科研产出
灌浆期田间自然低温对稻米蒸煮食味品质的影响
《中国农业科技导报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究灌浆期田间自然低温对不同水稻品种淀粉理化指标和稻米蒸煮食味品质的影响,选取7个高产优质水稻品种,分别加工成精米和米粉,测定在常温和低温下淀粉相关理化指标和米饭黏度、硬度及食味值.结果表明,水稻灌浆期遭遇低温会使稻米直链淀粉含量、消减值、峰值时间、糊化温度和米饭硬度显著升高,直链淀粉含量最大变幅达到47.4%;胶稠度、峰值黏度、崩解值和米饭黏度显著降低,其中胶稠度均降至30~50 mm,最终导致稻米的蒸煮食味品质变差.利用食味值和淀粉理化指标对7个水稻品种进行低温耐受程度的综合评价,发现'Y两优911'的稻米品质耐低温能力最强,'Y两优1928'的稻米品质耐低温能力最弱.研究结果显示,在水稻灌浆期需采取适当的栽培措施应对低温对稻米品质造成的影响,为筛选培育耐低温优质稻提供了新思路.
关键词： 水稻 灌浆期 田间自然低温 理化特性 蒸煮食味品质
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镉污染对稻田土壤真菌群落结构及多样性的影响
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究镉胁迫对稻田土壤真菌群落结构及其多样性的影响,为阐释镉胁迫对稻田土壤微生物多样性的影响机制提供科学依据.[方法]以湖南某镉矿周边3个镉污染程度(高、中和低)的稻田土壤为研究对象,采集土壤样品,测定土壤养分含量,利用Illumina MiSeq高通量测序技术探究土壤真菌群落结构,对比分析不同镉污染组土壤真菌群落多样性和群落结构差异.[结果]稻田土壤的真菌α多样性随着镉污染水平升高逐渐降低,高镉组(总镉含量>3.0 mg/kg)α多样性显著低于中镉组(总镉含量0.3~3.0 mg/kg)和低镉组(总镉含量?3.0 mg/kg)(P?0.05,下同),但中镉组和低镉组之间的差异较小.高镉组与中、低镉组土壤样品间真菌群落具有显著差异.在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)在所有样品组中均属优势菌门,相对丰度在51.09%~81.93%.韧伞属(Hypholoma)、篮状菌属(Talaromyces)、Meliniomyces属在高镉组的相对丰度显著高于中镉组和低镉组,可能是潜在的耐镉菌.有机质、pH、碱性氮、有效磷、有效钾、总磷、总镉及有效镉均与土壤真菌群落结构呈极显著正相关(P?0.01).[结论]高浓度镉污染可降低稻田土壤真菌群落α多样性并改变土壤真菌群落结构.pH、碱性氮、有效磷、有效钾、总磷、有机质、总镉及有效镉均与土壤真菌群落结构显著相关,是影响土壤真菌群落结构的主要驱动因子.
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施用南荻生物炭对不同类型土壤氨挥发的影响
《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：在洞庭湖区农田施用秸秆生物炭不仅能实现秸秆资源化利用,还可降低环境污染压力.本研究于2020年采用水稻盆栽试验,研究了不同南荻秸秆生物炭施用量对土壤氨挥发速率、累积氨挥发量、表面水pH值和NH4+-N浓度的影响.供试土壤为第四纪红土发育的红黄泥和花岗岩发育的麻砂泥水稻土,设置6个南荻秸秆生物炭添加处理,即分别以土柱0~20 cm 土壤重量的0%、1%、2%、4%、6%和8%比例添加生物炭,每盆施用复合肥200kg N·hm-2.结果表明:施用生物炭导致两种土壤之间或不同生物炭处理之间的氨挥发速率和累积量均存在显著差异.麻砂泥施用生物炭处理在施肥后第2天出现氨挥发峰值,且较不施生物炭处理峰值降低了 23.6%~53.4%;红黄泥氨挥发峰值出现在施肥后第7~13天,且其峰值随着生物炭添加量的增加而升高.整体上,麻砂泥土壤的氨挥发速率均高于红黄泥.麻砂泥土壤<4%生物炭添加量能抑制土壤氨挥发速率及累积量,其中以2%处理降幅最大(46.9%),但生物炭添加对水稻生长前期表面水pH值的影响不显著;红黄泥土壤随着南荻生物炭用量的增加,表面水中pH值和NH4+-N浓度增加,导致氨挥发速率及累积量增幅达1.3~10.5倍.回归分析显示,生物炭添加量是影响两种土壤氨挥发的关键因素.Elo-vich方程能较好地拟合两种土壤的氨挥发累积量随时间的变化动态,各施炭处理的相关系数均达极显著水平.总体上,对于偏中性的麻砂泥土壤,施用一定量的南荻生物炭对氨排放有一定的抑制作用,而对于酸性的红黄泥土壤,增施南荻生物炭会通过提高表面水的pH值和NH4+-N浓度促进氨挥发,因此针对不同类型土壤施用南荻秸秆生物炭应注意选择适宜用量,以降低氮素损失.
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洞庭湖区稻田主要种植模式物质生产及光温资源利用效率的比较
《中国生态农业学报(中英文) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：合理的种植模式可实现作物生长需求和自然资源供给的匹配.比较研究洞庭湖区稻田主要种植模式,可明确该区域优势种植模式,为优化湖区资源配置和建立丰产高效种植模式提供理论依据.2016—2018年,选取4种湖区稻田主要种植模式为研究对象,分析不同模式的干物质生产效率和干物质产能、光温资源利用效率以及经济效益.4种模式中,冬闲-中稻一熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能、有效积温和光能分配率最低,分别为18330 kg?hm?2和27.00 MJ?m?2、70.0%和49.2%,表明湖区冬闲-中稻一熟制模式光温资源利用不充分.而油菜-早稻-晚稻三熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能最高,分别为31525 kg?hm?2和48.22 MJ?m?2,但周年平均生育期为364.5 d,2016—2017年周年有效积温和光能分配率分别达到102.5%和102.6%,表明部分年份油菜-早稻-晚稻三熟制光温资源欠缺,难以满足3季作物需求,且三熟制经济效益最低,两周年平均为8738元?hm?2.冬闲-早稻-晚稻两熟制模式生长季集中于4月上旬至10月中下旬,冬季温光资源浪费,且周年经济效益平均为9009元?hm?2,仅为冬闲-中稻模式的75.3%,油菜-中稻模式的62.3%.油菜-中稻两熟制模式全年时间平均利用率88.9%,周年平均有效积温和光能分配率为86.6%和87.7%,光温资源充足且利用率高,周年经济效益最高,为14468元?hm?2,明显高于其他3种模式.油菜-中稻两熟制模式与其他3种模式综合比较,可充分利用全年光温资源,干物质生产效率和产能较高,也是经济效益最高的种植模式,适宜在洞庭湖区发展.
关键词： 稻田 种植模式 干物质生产效率 干物质产能 光温资源利用效率 经济效益
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等养分投入下冬种紫云英比秸秆还田更有效抑制稻田CH4的产生和排放
《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]比较冬种紫云英和水稻秸秆还田对稻田甲烷(CH4)产生、排放的影响,探究冬种紫云英的节肥效应和CH4减排机制.[方法]田间试验在湖南省农业科学院高桥试验基地进行,种植制度为单季超级稻'晶两优华占'.田间试验设置1个不施肥对照(CK)和5个等氮磷钾养分施肥处理:单施化肥(CF)、化肥+水稻秸秆全量还田(S)、化肥+紫云英全量还田(M)、化肥+秸秆和紫云英全量还田(MS)、化肥+秸秆和紫云英全量还田+熟石灰(MSC).在水稻分蘖初期(2021年6月21日),采用密闭式静态暗箱监测稻田CH4排放通量,通过底座侧面的接口采集田面水溶存CH4,同时每个小区按"S"形随机取0-20 cm 土层土壤样品,一份用于测定理化性质,一份用于室内甲烷产生潜力和甲烷氧化潜力培养试验.[结果]1)田间试验中,供试稻田CH4排放通量范围为5.70~26.65 mg/(m2·h),虽然处理间差异未达显著水平,施肥处理的CH4 排放通量均高于CK,S、MS、MSC处理的CH4排放通量又高于CF处理,在施肥处理中以M处理的CH4排放通量最低.与S处理相比,M处理减少了 13.78%的化肥氮量,折合尿素24.46kg/hm2,CH4排放通量降低了 12.50%.供试稻田田面水溶存CH4浓度范围为70.02~163.58 mg/kg,以MSC处理最高,其田面水溶存CH4浓度比其他处理平均提高了30.68%.2)室内培养试验中,M处理的SOM和总碳含量分别比S处理提高了 7.60%和7.55%,DOC含量降低25.99%.M处理的CH4产生潜力和CH4氧化潜力均最低,分别比其他5个处理平均降低61.04%和7.56%,比S处理降低83.16%和5.36%.M处理的乙酸发酵产CH4途径比例比其它5个处理平均降低52.52%,比S处理降低53.49%.[结论]冬种并翻压紫云英可替代部分化肥投入,不仅减少了水稻生育早期土壤中的有效态氮,还减少了土壤中的可溶性有机碳含量,因而比秸秆还田更有效地促进稻田增碳和减少CH4排放.紫云英全量还田处理主要抑制了乙酸型产甲烷过程.
关键词： 稻田 紫云英翻压 秸秆还田 甲烷减排 乙酸发酵途径
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不同种植方式对双季稻生育期及产量的影响
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为解决农村年轻劳动力迁移减少和人口老年化所导致的对粮食作物生产积极性大幅度降低的问题，探究投入劳动力更少的水稻种植方式和与之相配套的高产品种的种植模式已迫在眉睫。通过2017—2019年的大田试验比较了当前常见且易于推广的2种种植方式，以及筛选了便于购买的早稻品种14个和晚稻品种12个，其种植方式为模拟机插秧和机直播，研究不同种植方式对不同早晚稻品种的生育期、产量、干物质积累量的影响。结果表明，直播能够比移栽缩短生育期，其中早稻直播平均生育期较移栽缩短7 d,晚稻平均缩短8 d,且直播的生育期比移栽的波动范围更小，表现更为稳定；每年全年年均产量均表现为直播显著高于移栽，其中2017年高出29.71%,2018年高出12.37%,2019年高出7.15%,并发现产量和不同时期的干物质积累量会受品种、种植方式和年度的极显著影响；通过线性回归协方差检验可知，产量与干物质积累量均存在正相关性，表现为产量随着干物质积累量增加而增加，其直播方式的线性回归的决定系数（R~2）均高于移栽方式。综合比较得出，早晚稻种植方式中均以直播方式表现更佳，筛选出了与直播方式配套的稳定高产（3 a大田产量表现均较高）早稻品种株两优829（产量为6.02～10.90 t/hm~2）、煜两优4156（6.49～10.22 t/hm~2）和稳定高产晚稻品种五优308（10.43～12.65 t/hm~2）,筛选出的早晚稻品种生育期长短适中，能有效衔接实现早晚稻高产种植。
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稻田绿肥种植开沟装置的研发和应用
《湖南农业科学 》 2022
摘要：绿肥紫云英是喜湿怕渍型作物,开沟是稻田紫云英栽培的重要环节之一,在保证紫云英出苗率、提高紫云英产量和提高土壤肥力等方面发挥关键作用.传统绿肥种植技术中稻田人工开沟存在劳动强度大、成本高、效率低等问题,而目前市面上常用的开沟机存在沟形不稳、撒土不匀、开沟质量不佳的缺点.针对现有装置的不足,该研究改进了与旋耕机、拖拉机等配套的碎土抛撒开沟机装置,并对其效果进行了测试,结果表明:改进后的装置具有排水沟成型好、土块细碎、撒土均匀、土壤覆盖厚度以及抛土幅宽适宜的优点,有效地解决了稻田绿肥种植开沟降渍的问题;另外,改进后的开沟装置可通过变换传动轴的型号与旋耕机、拖拉机、收割机等进行连接,匹配机型更广,实现了一机多用.
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基于BCF的砷低积累水稻品种筛选
《湖南生态科学学报 》 2022
摘要：【目的】筛选出适合张家界市推广种植的砷低积累水稻品种，为该区域砷污染稻田的安全利用提供品种支撑，并建立砷低积累水稻品种筛选评价方法提供参考。【方法】采用田间小区试验，比较分析2019—2021年不同水稻品种砷吸收积累、转运及富集系数的差异。【结果】水稻稻米及茎叶砷含量均存在显著的品种间和年份间差异，水稻砷转运系数TFAs（糙米砷含量/稻草砷含量）和富集系数BCFAs-T（稻米砷含量/土壤总砷含量）也均存在显著的品种间和年份间差异，而富集系数BCFAs-A（稻米砷含量/土壤有效态砷含量）仅存在显著的品种间差异；稻米砷含量受环境影响明显，以富集系数BCFAs-A作为筛选指标可有效降低环境因素引起的误差。【结论】基于BCF的BCFAs-A是砷低积累水稻品种的较优筛选指标，通过该指标筛选出P5、P14、P21、P24、P26、P28、P35和P38共8个砷低积累水稻品种。
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基于风险管理的镉砷污染稻田修复治理案例分析
《湖南农业科学 》 2022
摘要：基于稻米镉砷污染风险，构建了农田重金属污染风险分级体系，并依据土壤污染特征建立了石灰、土壤调理剂、镉砷同步钝化剂为主体的修复技术体系，在祁阳市肖家镇和白水镇504 hm~2典型重金属污染稻田进行修复治理示范。结果表明：4个基于稻米镉砷污染风险分级的分区治理模式在6个项目村修复效果明显。经过2 a的实施，石灰+镉钝化剂、石灰+镉砷同步钝化剂的技术模式皆显著提升了土壤pH值，降低了土壤有效态镉含量和稻米镉含量，显著提升了稻米镉达标率，土壤pH值增加了0.76～1.31，土壤有效态镉含量下降了18.18%～21.43%，稻米镉含量下降了31.03%～90.32%，稻米镉达标率增加了47.57～84.70个百分点；石灰+镉砷同步钝化剂的技术模式实施2 a后，对土壤有效态砷含量无显著变化，但稻米砷含量降低了22.22%～36.36%，稻米砷达标率达到了100%。结果还表明，针对大面积稻米镉砷超标区域，以优先降镉、协同控砷的策略可逐步实现污染农田安全利用，但应根据稻米镉砷超标风险程度和土壤镉砷污染特征进行技术优化。
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