长江中下游水稻生产固碳减排关键影响因素及技术体系 被引量：17

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作者 刘天奇 胡权义 +4 位作者 汤计超 李成芳 江洋 刘娟 曹凑贵 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期603-615,共13页

水稻生产是中国农业温室气体的主要排放源之一,针对“碳达峰”和“碳中和”的战略目标,探究影响水稻生产固碳减排的关键因素,构建水稻生产固碳减排技术体系具有重要意义。本文针对长江中下游水稻主产区,开展包括免耕、氮肥深施、间歇性... 水稻生产是中国农业温室气体的主要排放源之一,针对“碳达峰”和“碳中和”的战略目标,探究影响水稻生产固碳减排的关键因素,构建水稻生产固碳减排技术体系具有重要意义。本文针对长江中下游水稻主产区,开展包括免耕、氮肥深施、间歇性节水灌溉、秸秆氮肥配施管理等低碳管理措施在内的定位试验,分析水稻生产固碳减排的关键影响因素。在长期监测稻田温室气体排放的基础上,使用^(13)C核磁共振技术分析有机碳官能团分子结构,明确稻作管理措施增汇减排机理。进一步从碳足迹角度评估不同稻作管理技术下稻田生产间接碳排放。同时使用^(13)C秸秆示踪技术,明确秸秆外源碳在稻作循环中的转化比例。研究结果显示,通过调控秸秆和氮肥配比,可以促进秸秆碳向小分子官能团的转化,并促进土壤团聚体吸附外源颗粒有机碳,相比常规秸秆管理模式提高土壤碳库闭蓄态颗粒有机碳储量32.3%。间歇性节水灌溉技术可以通过提高甲烷氧化菌丰度,减少稻田甲烷排放19.9%~21.1%。免耕等低能耗稻田管理技术可以减少燃油和人力等投入,综合降低稻田生产间接碳排放10.5%~16.7%。相对于常规稻田秸秆还田模式,间歇性节水灌溉、秸秆氮肥配施等管理技术可以提高秸秆外源碳循环固定率57.3%~59.9%。土壤团聚体结构发育、碳排放功能微生物、土壤氮素底物浓度、水稻生产碳足迹和作物碳固定量是影响水稻生产碳中和的关键因素。从“增汇”“减排”“降耗”“循环”角度,构建水稻生产固碳减排技术体系可以促进水稻生产碳固持28.9%~67.6%。 展开更多

关键词 稻田 固碳减排 碳中和 碳足迹 碳循环

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不同氮肥类型对稻-油轮作氨挥发和氮肥利用率的影响 被引量：1

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作者 饶怡晴 岳子钦 +1 位作者 汪金平 李成芳 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期780-789,共10页

水稻-油菜(稻-油)轮作是我国代表性轮作方式之一,然而不合理的氮肥施用导致稻-油轮作系统氮肥利用率下降和氮素流失。为此,本研究采用随机区组设计,以不施氮肥(CK)为对照,设尿素(UF)、缓释肥+尿素(SF)、尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(DF)... 水稻-油菜(稻-油)轮作是我国代表性轮作方式之一,然而不合理的氮肥施用导致稻-油轮作系统氮肥利用率下降和氮素流失。为此,本研究采用随机区组设计,以不施氮肥(CK)为对照,设尿素(UF)、缓释肥+尿素(SF)、尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(DF)和生物炭+尿素(BF)4个处理,拟探明不同氮肥类型对稻-油轮作系统氨挥发和氮肥利用率的影响。结果表明,不同氮肥类型显著影响NH_3挥发、氮肥利用率与作物产量。1)各处理水稻季氨挥发均高于油菜季。与CK相比,UF、SF、DF和BF处理周年累积NH_3挥发量分别显著提高1.6倍、1.0倍、1.1倍和0.8倍。与UF相比,SF、DF和BF周年累积NH_3挥发量分别显著降低20.5%、19.7%和30.9%。2)与UF相比,SF、DF和BF油菜季氮肥吸收利用率分别提高27.9%、10.3%和19.3%,水稻季氮肥吸收利用率分别提高49.3%、32.8%和41.5%。3)与UF相比,SF、DF和BF油菜产量分别提高6.7%、2.8%和4.3%,水稻产量分别提高36.7%、14.0%和23.4%。与UF相比,SF油菜季经济效益提高24.3%,SF、DF和BF水稻季经济效益分别提高70.7%、21.1%和1.1%,其中SF经济效益最高。本研究结果表明,缓释肥+尿素能显著减少稻-油轮作NH_3挥发损失,并更有效地提高氮肥利用率、作物产量和经济效益,是一项经济生态的施肥模式。 展开更多

关键词 水稻-油菜轮作 缓释肥 氨挥发 氮肥利用率 经济效益

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不同再生稻栽培模式氮足迹及经济效益评估 被引量：1

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作者 李延实 李成芳 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期582-591,共10页

有关不同栽培措施下再生稻稻田温室气体排放、碳足迹与产量变化研究已取得较大进展,然而不同再生稻栽培模式氮足迹尚不明确。因此,本研究通过大田试验,采用生命周期法,研究了不同再生稻栽培模式[常规栽培模式(CM)和两个优化栽培模式(OM1... 有关不同栽培措施下再生稻稻田温室气体排放、碳足迹与产量变化研究已取得较大进展,然而不同再生稻栽培模式氮足迹尚不明确。因此,本研究通过大田试验,采用生命周期法,研究了不同再生稻栽培模式[常规栽培模式(CM)和两个优化栽培模式(OM1和OM2)]对水稻产量、氮足迹与经济效益的影响。其中,CM模式采用人工插秧、常规施肥、浅水淹灌、留茬高度20 cm与秸秆不还田等传统再生稻栽培技术,OM1模式采用机插秧、一次性缓释肥施用、干湿交替、头季留茬高度20 cm与秸秆还田,OM2模式采用机插秧、氮肥深施、干湿交替、头季留茬高度40 cm与秸秆还田配施腐熟剂。结果表明,OM2再生季产量和稻季总产量最高,较CM和OM1分别提高再生季产量37.1%(P<0.05)和28.1%(P<0.05)、总产量21.7%和12.5%(P<0.05)。对于再生稻氮足迹构成,OM2具有最高间接活性氮排放。对于直接活性氮排放,3个模式N_(2)O排放无显著差异;但对于头季稻NH_(3)挥发,OM2比CM显著降低14.4%(P<0.05)。因此,OM2具有最低周年活性氮排放,分别比CM和OM1显著降低10.9%(P<0.05)和2.2%(P<0.05)。对于再生稻氮足迹,OM2比CM和OM1分别显著降低26.9%(P<0.05)和13.1%(P<0.05)。此外,OM2经济效益最高,分别较OM1和CM提高20.9%和29.2%。本研究表明,OM2模式是一项降低氮足迹和提高经济效益的可持续再生稻栽培模式,值得在我国南方再生稻区推广。 展开更多

关键词 再生稻 活性氮排放 氮足迹 经济效益

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不同施氮量和剪穗处理下水稻源库特征对稻田CH_(4)排放的协同影响

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作者 黄宇晴 任孝俭 +3 位作者 张青爽 周继永 熊栋梁 崔克辉 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2166-2173,共8页

为阐明水稻植株源、库特征与稻田CH_(4)排放间的关系,在大田条件下设置0N(不施氮)、150N(S_(0))(施氮量150 kg·hm^(−2),不剪穗)、210N(施氮量210 kg·hm^(−2))3个氮肥处理,并在150N处理下设置剪半穗处理,测定稻田CH_(4)排放、... 为阐明水稻植株源、库特征与稻田CH_(4)排放间的关系,在大田条件下设置0N(不施氮)、150N(S_(0))(施氮量150 kg·hm^(−2),不剪穗)、210N(施氮量210 kg·hm^(−2))3个氮肥处理,并在150N处理下设置剪半穗处理,测定稻田CH_(4)排放、根系分泌物有机碳含量、源库大小和产量等指标。结果表明:与210N处理相比,150N(S_(0))处理下水稻单位面积颖花数和库容分别显著提高6.7%和6.6%;剪穗导致单位面积颖花数和库容均下降55.9%。不同处理下的库特征变化显著影响水稻产量和稻田CH_(4)排放,150N(S_(0))处理下CH_(4)累积排放量比210N处理下显著降低了29.5%,产量升高了7.2%;与不剪穗相比,剪穗导致产量降低53.0%,而CH_(4)累积排放量升高76.8%。CH_(4)累积排放量和单位产量的CH_(4)累积排放量分别与库容、单位面积颖花数、粒叶比及产量呈显著负相关。与210N处理相比,150N(S_(0))处理下根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量分别降低18.9%和39.7%;与不剪穗相比,剪穗导致根系分泌物总有机碳和碳水化合物总量分别显著增加65.8%和217.1%。CH_(4)累积排放量和单位产量的CH_(4)累积排放量与根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量显著正相关,而根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量与单位面积颖花数、库容、产量显著负相关。研究表明,不同处理下水稻库特征变化主要通过影响根系分泌物进而影响CH_(4)排放,因此适量施氮可以增加库容量,减少根系有机碳分泌,从而在实现较高水稻产量的同时减少稻田CH_(4)排放。 展开更多

关键词 稻田 CH_(4)排放 施氮量 剪穗 源库特征 根系分泌物

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利用高密度Bin图谱定位水稻叶绿素含量QTL 被引量：2

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作者 潘俊峰 崔克辉 +3 位作者 刘彦卓 王昕钰 严博宇 梁开明 《广东农业科学》 CAS 2022年第9期132-140,共9页

【目的】探索水稻叶绿素含量及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效、高光效的水稻品种培育提供新的标记区段。【方法】以珍汕97×明恢63重组自交系RIL(F_(11))113个家系为QTL分析的试验材料,在大田栽培条件下,以施氮量为主区、家系为... 【目的】探索水稻叶绿素含量及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效、高光效的水稻品种培育提供新的标记区段。【方法】以珍汕97×明恢63重组自交系RIL(F_(11))113个家系为QTL分析的试验材料,在大田栽培条件下,以施氮量为主区、家系为裂区,设计低氮处理(不施氮肥)和正常氮处理(纯氮130、135 kg/hm2),分别于水稻移栽后30 d测定1.5叶的SPAD值,于抽穗期测定剑叶的SPAD值。利用包含1619个Bin标记的高密度遗传图谱,使用IciMapping V3.4软件和完备区间作图法,定位控制水稻叶片叶绿素含量的QTL。【结果】在两年、两个氮处理和两个发育时期共检测到15个调控叶片叶绿素含量的QTL,分别分布在第1、2、3、6、7、10、11号染色体上。单一QTL贡献率为1.21%~40.74%。通过物理位置比较,发现其中6个QTL已经被克隆或与前人定位到的叶绿素含量相关位点在同一区间。其中,在第6染色体的8.45~9.12 Mb处定位到1个调控抽穗期剑叶叶绿素的位点,命名为qHDCHL6-1,该位点在两年和两个氮处理下均被检测到,贡献率为1.55%~28.01%。结合功能注释,共筛选到4个与叶绿素代谢密切相关的基因,分别为LOC_Os06g15370(OsNPF3.1)、LOC_Os06g15420(OsAS2)、LOC_Os06g15620(GAST)和LOC_Os06g15590,其中前3个基因已被鉴定克隆。【结论】共检测到15个控制水稻移栽后30 d和抽穗期叶片叶绿素含量的QTL,鉴定了1个稳定表达的QTL位点qHDCHL6-1,在该区间筛选到4个候选基因。 展开更多

关键词 水稻 重组自交系 高密度Bin图谱 叶绿素含量 QTL

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我国油菜适合机械化收获关键农艺性状研究进展 被引量：13

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作者 李勤 刘小焱 +8 位作者 盛紫微 曲昭杰 罗涛 王晶 蒯婕 汪波 李俊 徐正华 周广生 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1053-1061,共9页

当前,我国食用植物油供给矛盾突出。油菜主产区中的长江流域,油菜生产与粮食争地矛盾小,因此油料生产的关键在于发展油菜生产。传统的油菜生产用工量大、劳动力成本高、效益低,种植技术制约了我国油菜产业发展,因此“种、管、收”环节... 当前,我国食用植物油供给矛盾突出。油菜主产区中的长江流域,油菜生产与粮食争地矛盾小,因此油料生产的关键在于发展油菜生产。传统的油菜生产用工量大、劳动力成本高、效益低,种植技术制约了我国油菜产业发展,因此“种、管、收”环节机械化生产是提升我国油菜生产水平的关键。从油菜生物学特点、农民种植习惯及轮作制度看,这三个环节中,收的环节提升空间大,特别是机械收获损失率较高,仍在低水平徘徊。因此,本文重点分析了我国油菜种植面积、产量特点及机械化生产现状,综述了适宜机械化收获的品种特性和选育目标、关键农艺性状的栽培调控措施及机械收获方式等方面的研究进展,旨在为我国油菜适宜机械化收获的品种选育、栽培技术研究及高效生产提供参考。 展开更多

关键词 油菜 机械化收获 倒伏 裂角 理想株型

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不同再生稻栽培模式对稻田温室气体排放和产量的影响 被引量：13

7

作者 邓桥江 曹凑贵 李成芳 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1373-1380,共8页

为研究再生稻对稻田温室气体排放和产量的影响,于2017年在潜江广华农场,设置常规栽培与优化栽培两种再生稻种植模式,研究其对稻田N2O与CH4排放、头季与再生季水稻产量的影响。结果表明,栽培模式显著影响N2O排放、CH4排放和全球增温潜势(... 为研究再生稻对稻田温室气体排放和产量的影响,于2017年在潜江广华农场,设置常规栽培与优化栽培两种再生稻种植模式,研究其对稻田N2O与CH4排放、头季与再生季水稻产量的影响。结果表明,栽培模式显著影响N2O排放、CH4排放和全球增温潜势(GWP)。与常规栽培模式相比,优化栽培模式N2O累计排放量在头季、再生季和全生育期分别显著增加了82.0%、45.3%和64.0%,CH4累计排放量分别降低了55.0%、260.0%和34.9%,GWP分别降低了52.7%、218.6%和31.9%。同时,与常规栽培模式相比,优化栽培模式头季产量、再生季产量和总产分别提高了23.8%、30.0%和25.4%。研究表明,优化栽培模式相对于常规栽培模式在降低全球增温潜势的同时还能提高头季与再生季水稻产量,是一项低碳高产的再生稻栽培模式,值得在湖北省稻区推广。 展开更多

关键词 CH4 N2O 产量 全球增温潜势 再生稻

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氮肥深施对免耕稻田土壤有机质化学特性和胞外酶活性的影响 被引量：2

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作者 樊代佳 李成芳 曹凑贵 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期621-630,共10页

为了探究氮肥深施措施对免耕稻田土壤有机质化学特性及土壤酶活的影响机制,于2015—2016年在湖北省武穴市花桥镇试验点开展水稻-油菜免耕复种大田试验。本试验通过13C核磁共振和热裂解气相色谱/质谱联用法测定土壤有机质的化学特性,通... 为了探究氮肥深施措施对免耕稻田土壤有机质化学特性及土壤酶活的影响机制,于2015—2016年在湖北省武穴市花桥镇试验点开展水稻-油菜免耕复种大田试验。本试验通过13C核磁共振和热裂解气相色谱/质谱联用法测定土壤有机质的化学特性,通过冗余分析揭示土壤有机质化学特性及土壤胞外酶活性之间的相互作用关系。结果表明,与传统表施相比,氮肥深施提高腐殖质中胡敏酸的有机碳含量(10.5%~30.7%)、轻组有机质的有机碳含量(31.7%~53.5%)、胡敏酸的疏水性(1.3%~11.6%)和轻组有机质中多糖与脂质的含量(9.0%~24.1%和43.4%~68.3%),降低土壤β-葡萄糖苷酶(BG)(22.2%~48.9%)和β-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)活性(32.7%~40.4%),提高L-亮氨酸氨基肽酶(LLA)(37.1%~38.5%)和酚氧化酶(PHO)活性(11.0%~16.0%)。冗余分析显示,土壤有机质的化学特性与LLA和PHO活性呈正相关,与BG和NAG活性呈负相关。本研究结果表明,与传统表施相比,氮肥深施尤其是深施10 cm主要通过促进作物和微生物群落生长提高土壤胡敏酸和轻组有机质的有机碳含量,且通过调控土壤BG、NAG和PHO活性改变胡敏酸和轻组有机质的化学组成与性质,从而改善土壤惰性有机质稳定性且提高活性有机质,最终提高土壤肥力和质量。因此氮肥深施尤其是深施10 cm值得在免耕稻田生产中得到进一步推广。 展开更多

关键词 氮肥深施 免耕稻田 腐殖质 胞外酶 热裂解气相色谱/质谱

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长期有机无机氮肥配施对玉米-豇豆复种土壤团聚体碳含量和官能团分子结构的影响 被引量：1

9

作者 吴梦琴 曹凑贵 +1 位作者 刘天奇 李成芳 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1822-1831,共10页

通过设置无机氮肥(IF)、有机氮肥(OM)、有机无机氮肥配施(IF+OM)等3个不同氮肥处理,探究长期(9年)施用不同氮肥对玉米-豇豆复种系统中土壤有机碳组分含量及官能团的影响,揭示土壤有机碳的积累规律。采用物理分组方法测定轻组颗粒有机碳(... 通过设置无机氮肥(IF)、有机氮肥(OM)、有机无机氮肥配施(IF+OM)等3个不同氮肥处理,探究长期(9年)施用不同氮肥对玉米-豇豆复种系统中土壤有机碳组分含量及官能团的影响,揭示土壤有机碳的积累规律。采用物理分组方法测定轻组颗粒有机碳(fPOC)、微团聚体内颗粒有机碳(iPOC)、微团聚体内粉黏粒有机碳(iSOC)和非闭蓄态粉黏粒有机碳(fSOC),并利用核磁共振波谱分析法测定土壤有机碳官能团结构。结果表明,与IF处理相比,OM和IF+OM处理显著提高土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),且IF+OM处理下该作用更明显。相比IF处理,IF+OM处理明显提高了土壤有机碳、fPOC和iPOC的含量,但对iSOC和fSOC的含量无明显影响。与IF处理相比,IF+OM处理明显增加了烷基碳含量,但减少了芳香碳含量。路径分析表明,烷基碳/烷氧碳、疏水性、fPOC和iPOC碳含量与有机碳含量之间存在密切联系。总之,长期IF+OM有利于产量提高,增加fPOC和iPOC碳含量,优化团聚体的结构,增强土壤稳定性,提高土壤碳固定,增加有机碳储量。 展开更多

关键词 有机无机氮肥配施 团聚体碳 有机碳组分 分子结构

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植物生长调节剂处理对油菜胚根伸长期耐渍性的影响 被引量：2

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作者 周欣 姚璇 +3 位作者 聂立璇 易志杰 次仁卓玛 杨特武 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期914-920,共7页

为了解直播油菜耐渍调控机理及渍水对田间油菜出苗和成苗的影响,以沣油737为材料,分别应用氨氧基乙酸盐(AOA)、赤霉酸(GA3)和多效唑(PP333)浸种,应用1-甲基环丙烯(1-MCP)熏蒸吸胀种子,在胚根伸长期渍水后观测不同调节剂预处理对油菜种... 为了解直播油菜耐渍调控机理及渍水对田间油菜出苗和成苗的影响,以沣油737为材料,分别应用氨氧基乙酸盐(AOA)、赤霉酸(GA3)和多效唑(PP333)浸种,应用1-甲基环丙烯(1-MCP)熏蒸吸胀种子,在胚根伸长期渍水后观测不同调节剂预处理对油菜种子出苗、幼苗生长、种子乙烯释放速率和细胞结构的影响。结果表明,胚根伸长期渍水显著降低种子出苗率和出苗指数,并抑制渍水后幼苗生长;AOA、1-MCP和GA3预处理可有效缓解渍水对油菜种子出苗的胁迫作用,其中AOA预处理对渍水后幼苗的恢复生长也具有一定的调节效应,而PP333预处理则加剧渍水对种子出苗的胁迫作用。AOA预处理可增强渍水24h后胚芽细胞自噬活性以适应渍水环境。1-MCP、AOA、GA3预处理显著降低不渍水种子的乙烯释放速率,但可减少渍水过程中种子乙烯释放的下降幅度,表明在渍水前适当降低种子内源乙烯水平,而在渍水过程中维持种子一定水平的乙烯合成,可能有利于提高油菜种子的耐渍性。 展开更多

关键词 油菜 耐渍性 胚根伸长期 乙烯释放速率 细胞自噬

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湖北省水稻全产业链发展路径探析 被引量：8

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作者 曹鹏 段志红 +1 位作者 黄见良 刘章勇 《作物研究》 2021年第5期450-453,共4页

为探析湖北水稻全产业链发展路径,促进水稻产业绿色高质量发展,通过全省范围内开展的多次调研和专家征询,分析了湖北省水稻产业发展现状。结果表明:湖北省水稻产能水平持续稳固、稻米加工基础较好、品牌创建初见成效,同时具备生产优势... 为探析湖北水稻全产业链发展路径,促进水稻产业绿色高质量发展,通过全省范围内开展的多次调研和专家征询,分析了湖北省水稻产业发展现状。结果表明:湖北省水稻产能水平持续稳固、稻米加工基础较好、品牌创建初见成效,同时具备生产优势凸显、模式亮点突出、产后服务完善和科研实力雄厚等潜在优势,但也存在生产组织化程度不高、龙头企业规模偏小、精深加工发展滞后和稻米品牌竞争力不强等瓶颈问题。建议塑造"链式思维",打造"链式集群",构建"链式生态",优化激发"湖北活力",突围稻米"红海市场"。 展开更多

关键词 水稻 全产业链 发展路径 湖北

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