北方稻田生态系统研究Ⅱ．稻萍结合系统细绿萍共生固N量研究

对稻萍结合系统细绿萍共生固Ｎ量研究表明,萍的固Ｎ力在整个生长季不同时期有所变化．最高固Ｎ率出现在６月初,萍固Ｎ量随其接种量和水稻行距增加而增加．５０～１０ｃｍ宽窄行交替的水稻行距和１５００ｋｇ·ｈｍ－２的萍接种量的稻萍结合系统的总固Ｎ量为１０７．１ｋｇ·ｈｍ－２,而３０ｃｍ等行距的３２５ｋｇ·ｈｍ－２的萍接种量的稻－萍结合系统的总固Ｎ量仅为３６．０ｋｇ·ｈｍ－２     

北方稻田生态系统研究 Ⅰ．稻萍结合系统的结构研究

经过连续５年的实验,研究了北方稻区稻萍结合系统的不同结构对细绿萍产量和水稻产量的影响．结果表明．随着萍种用量的增加,水田中萍的产量也明显增加;尽管宽窄行交替的水稻栽培结构也有利于萍产量的增加,但这样的结构可导致水稻减产３～７％．在北方单季稻地区建议采用３０ｃｍ等行距的水稻栽培方式和３２５ｋｇ·ｈｍ－２（湿重）的萍接种量建立的稻萍结合系统．     

三化螟危害损失与防治指标的研究

２代三化螟平均每块卵为害 １１．２５个枯心丛,３４．７５个枯心株; ３代每块卵平均为害 ７．９５个白穗丛,１４．５５个白穗株。模拟为害与水稻产量损失的关系：２代Ｙ＝ｓ８０６０．５－２１８１．５Ｘ,Ｙ－水稻产量（ｋｇ／ｈｍ２）,Ｘ－枯心株率,水稻耐害补偿作用明显,枯心株率与产量损失率之比１：０．２７;３代Ｙ＝７６５４．２－３９０２．２Ｘ,Ｙ－水稻产量（ｋｇ／ｈｍ２）,Ｘ－白穗株率,水稻表现一定的耐害补偿能力,白穗株率与产量损失率之比１：０．５１。三化螟危害允许水平１．２８％。防治指标：２代卵块４８７５万块／ｈｍ２,３代卵块６５１９块／ｈｍ２。     

海南岛土地资源人口承载力研究

以土地资源综合体为研究对象,在生产力类型模糊区划的基础上,从土地资源物质能量投入与转化入手,采用科学方法计算了海南岛的土地生产潜力、食物结构和人口承载量．结果表明,海南岛５类土地资源的平均生物生产潜力为５．２５×１０４ｋｇ·ｈｍ－２,折合标准粮为２．３６×１０４ｋｍ·ｈｍ－２;低中高３种食物结构方案的人口承载量分别为１．９５７３、１．５４８１和１．２９５７×１０７人口,供养人口为５２．５、４２．０和３４．５人·ｈｍ－２．目前人口占各方案可供养人口的比例已分别达到３４．２％、４３．３％和５１．８％,按当前人口增长速度计算到２０１０年这个比例将达到４４．５％、５７．５％和６８．７％．     

农业生态系统养分循环再利用作物产量增益的地理分异

通过４个地点中长期田间试验联网比较获得以下结果,农业生态系统养分循环再利用的作物产量增益受气候的热量因素、化肥施用和养分循环再利用持续时间的长短等因素影响．在不施化肥情况下,保持０．８循环率养分循环再利用的平均粮食增产量自北向南分别是：温带黑龙江海伦２５３ｋｇ·ｈｍ－２（１０年平均）、暖温带辽宁沈阳１１２２ｋｇ·ｈｍ－２（６年）和喀左１３３２ｋｇ·ｈｍ－２（８年）、亚热带湖南桃源２８８４ｋｇ·ｈｍ－２（７年）;在施用ＮＰ化肥基础上保持养分循环再利用则分别为海伦２２５、沈阳６９４、喀左７８６、桃源１３２１ｋｇ·ｈｍ－２．循环回田的农家肥养分对作物增产有着明显的残效叠加作用,在施用ＮＰＫ化肥基础上保持养分循环再利用的作物增产率在试验期间的前３年平均为５％,后３年平均可上升至１４％．     

江淮丘陵地区油—稻轮作条件下土壤硫库变化研究

江淮丘陵地区下蜀系黄土母质发育的水稻土油稻轮作试验表明,油菜种植期间,耕层土壤硫主要来源于耕层以下土层的补给,其次是大气干湿沉降;该时期耕层土壤硫输出主要是油菜吸收,其次是淋失．油菜种植期间耕层土壤硫输入量小于输出,导致耕层土壤硫库下降８．７６ｋｇ·ｈｍ－２,２２％来自无机硫库的下降．水稻种植期间,耕层土壤硫输入主要来自灌溉水,其次是底土层的补给和大气干湿沉降;而硫输出主要是淋失,其次是水稻吸收．耕层土壤硫输入量大于输出,导致耕层土壤硫库增加１８．６９ｋｇ·ｈｍ－２,１８％来自无机硫库的增加．全年油稻轮作期间耕层土壤硫输入量大于输出,导致耕层土壤硫库增加９．９３ｋｇ·ｈｍ－２,１３％来自无机硫库的增加．     

长喙田菁-Azorhizobium caulinodans共生固氮体系在华南地区的生长、结瘤、固氮和种子生产

研究了长喙田菁－Ａｚｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ共生固氮体系在华南地区的生长、结瘤、固氮和种子生产．结果表明,长喙田菁－Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ共生固氮体系在华南地区生长正常,并具旺盛的茎根瘤结瘤作用．经６５天的生长,其在湛江地区的单位面积生物量（干物质）和单位面积Ｎ产量分别为２８７５２和６８１ｋｇ·ｈｍ－２,远优于普通田菁的１６５２０和３５２ｋｇ·ｈｍ－２;茎瘤菌Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ品系ＡＲ１１１和ＡＲ５６在华南地区混合接种效果良好,植株茎瘤结瘤率达到１００％,平均单株茎瘤个数为１８２个,单株茎瘤鲜重约为１．２ｇ,茎瘤生物量在茎根瘤总生物量中所占比重为７０％,而其根瘤生物量略高于普通田菁;长喙田菁在华南地区能够正常开花结实,在栽植密度为４×１０４株·ｈｍ－２的条件下,其种子产量达３２００ｋｇ·ｈｍ－２．     

不同质地土壤的水热状况及其对冬小麦产量形成的影响

对豫东平原３种质地土壤的水热状况和冬小麦籽粒生长特征进行了研究．结果表明,冬小麦籽粒生长阶段,粘壤土５ｃｍ处的日平均温度最低,为１８．３℃,砂壤土最高,为１９．５℃,中壤居中,为１９．１℃．３种土壤的含水量大小顺序为粘壤＞中壤＞砂壤,粘壤土上小麦籽粒灌浆时间最长,千粒重最高,分别为３８ｄ和４５．５ｇ,砂壤土小麦籽粒灌浆时间最短,千粒重最低,分别为３３ｄ和４２．４ｇ,中壤土小麦２项指标居中,分别为３６ｄ和４３．１ｇ．高产栽培条件下,粘壤土冬小麦产量最高,为８２５３ｋｇ·ｈｍ－２,中壤次之,为７９８０ｋｇ·ｈｍ－２,砂壤最低,为７６１７ｋｇ·ｈｍ－２     

草原土壤N2O释放及全球变暖影响下土壤养分变化的反馈效应

对草原土壤Ｎ２Ｏ释放及其受全球变暖土壤养分变化的影响研究表明,以沼泽泥炭土Ｎ２Ｏ释放量最大,生长季节为１３～１２．２ｋｇＮ·ｈｍ－２·ａ－１,其次灰壤土,为１．５～２．４ｋｇＮ·ｈｍ－２·ａ－１,酸性棕壤最小,为０～３．２ｋｇＮ·ｈｍ－２·ａ－１;Ｎ２Ｏ的释放层灰壤土在０～５ｃｍ,其它２种土壤为０～１０ｃｍ;施肥试验表明,Ｎ、Ｐ肥在生长季节对土壤Ｎ２Ｏ释放量影响不显著,但在生长季末期,Ｎ肥对酸性棕壤及灰壤土Ｎ２Ｏ影响显著,施肥后第３天酸性棕壤由对照的１．３提高到４４．２ｋｇＮ·ｈｍ－２·ａ－１,灰壤土则由对照的１．９提高到３１．１ｋｇＮ·ｈｍ－２·ａ－１,说明全球变暖对土壤有机质分解的影响不会诱发Ｎ２Ｏ释放量的大幅度增加．     

武夷山甜槠林细根生物量和生长量研究

对武夷山甜槠林细根生物量和生长量的季节动态及其在不同群落发育阶段下的变化进行了初步研究,并对细根在养分归还中的作用进行了分析．结果表明,甜槠成熟林细根生物量为１０．６４５ｔ·ｈｍ－２,生长量为７．３７１５ｔ·ｈｍ－２·ａ－１,分解量为４．６７７５ｔ·ｈｍ－２·ａ－１,年周转率０．６９次;细根生物量和生长量随林龄增长的变化模式为单峰型曲线,生物量至３４龄时达到最大值,生长量至群落郁闭阶段（５８龄）达到最大值;甜槠成熟林中,通过细根死亡的Ｎ素归还量占群落年归还总量的４９．５％,多于凋落物途径,Ｐ、Ｍｇ归还量所占比例为４２．３％和２８．９％,略低于凋落物途径;Ｋ、Ｃａ归还以降水淋溶为主,其次是凋落物途径,而细根途径仅占总归还量的１９．３％和９．２％．     

“双季稻-鸭”共生生态系统稻季磷循环

稻鸭共生是对中国传统农业稻田养鸭的继承与发展。在长江流域双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间对比试验,以常规稻作为对照,采用投入产出法,分析"稻鸭共生"生态系统P的输入输出及循环情况。结果表明:"早稻-鸭"共生生态系统P输出为52.28kg·hm-2,其中鸭产品P为1.71kg·hm-2;"晚稻-鸭"共生生态系统P输出为83.24kg·hm-2,其中鸭产品P为6.17kg·hm-2;在早、晚稻两季,"稻鸭共生"系统在目前的P养分投入水平下,降低了土壤P的亏缺量;鸭子系统P输入主要来自系统外投入的饲料P;鸭粪P在系统内循环利用,两季循环率分别为12.5%和13.5%;两季稻作后,"稻鸭共生"土壤截存的P量为195.41kg·hm-2,比常规稻作显著提高了36.9%;"稻鸭共生"可对稻田土壤增加鸭粪P为17.75kg·hm-2。     

“双季稻-鸭”共生生态系统稻作季节氮循环

“稻鸭共生”是对我国传统农业稻田养鸭的继承与发展.2010年5-10月在长江流域双季稻主产区湖南布置了稻田养鸭田间试验,以常规稻作为对照,研究了早、晚稻两季“稻鸭共生”生态系统氮(N)循环特征.结果表明：“早稻-鸭”共生系统N输出是239.5 kg·hm^-2,其中鸭产品N是12.77 kg·hm^-2.“晚稻-鸭”共生系统N输出是338.7 kg·hm^-2,其中鸭产品N是23.35 kg·hm^-2.在早、晚稻两季,“稻鸭共生”系统在目前的N养分投入水平下,土壤均存在N亏缺;鸭子系统N输入主要来自系统外投入的饲料N;鸭粪N作为系统内被循环利用的养分,早、晚稻两季循环率分别为2.5%和3.5%.两季稻作后,土壤截存的N量是178.6 kg·hm^-2.     

施氮水平对两种水稻产量影响的动态模拟及施肥优化分析

借助水稻生长模型ORYZA-0和氮肥管理模块,通过田间和水槽的水稻氮肥试验,对水稻模型和N素动态模块进行了验证。结果表明,模型模拟的不同N素水平水稻生物量、产量同实际测定值明显呈正相关。其中,氮肥用量160kg·hm^-2为最佳经济施氮量,通过获得的水稻参数和氮肥应用曲线模拟的氮肥运筹结果表明：1)在低N(N<100kg·hm^-2)水平下,氮肥应在移栽后35d内全部施入;2)当施氮量为100～200kg·hm^-2时,N应在移栽后45d内全部施入;3)当施氮量N>200kg·hm^-2时,氮肥应在移栽后60d内全部施入;4)随着施氮量的增加,后期施肥比重可略为增加。总体来看,模型不仅能较准确地模拟水稻生长动态,而且可以模拟水稻N吸收和积累的行为动态,从大田晚稻的氮肥运筹模拟结果可看出,氮肥应用次数越多,越接近施氮应用积累曲线的连续施氮产量模拟值(6199kg·hm^-2),但是在实际生产中这会增加农民的用工量和生产成本,难以让农民接受。因而在生产实际中既能让生产者接受,又不致较多地影响产量和收入,在160kg·hm^-2(纯N)施用量下的最佳施肥方案为N素化肥分4次按0．2：0．3：0．3：0．2的比例,分别于移栽后5、20、30和40d施入,可获得5916kg·hm^-2的产量。     

西双版纳地区稻田CO2排放通量

采用静态暗箱-气相色谱法对云南西双版纳地区单季稻田CO2排放及氮肥、水热因子对CO2排放的影响进行田间原位观测研究.试验设3个氮肥水平处理:N0(0 kg N hm-2)、N150(150 kg N hm-2)和N300(300 kg N hm-2).结果表明,受一天温度变化的影响,西双版纳地区稻田生态系统呼吸日变化为单峰型,其最大值出现在11:00～13:00之间,最小值出现在凌晨.稻田土壤呼吸呈明显的季节变化趋势,土壤呼吸平均速率为水稻收获后休闲季节>种植前休闲季节>水稻生长季节,差异达到1%显著水平.不同季节影响土壤呼吸的环境因子不同.土壤水分含量低于34%时,土壤呼吸速率与土壤含水量呈正相关,达5%显著水平;地面淹水时,土壤呼吸速率与淹水深度呈1%极显著负相关;水分含量高于38%时,土壤呼吸速率与温度呈极显著指数相关.长期考虑(整个生长季节),氮肥的施用对稻田土壤呼吸和生态系统呼吸无影响;N300处理抑制植株呼吸作用,单位生物量呼吸速率下降.氮肥的施用对土壤呼吸有短期影响,氮肥用量增加,土壤呼吸速率增加.计算得出N0、N150和N300处理年土壤呼吸量分别为6.27、6.31 t C hm-2 a-1和5.89 t C hm-2 a-1;年净固定大气中CO2-C分别为1.41、2.22 t C hm-2 a-1和1 11 t C hm-2 a-1,表明西双版纳稻田生态系统是碳汇.     

育秧箱全量施肥对水稻产量和氮素流失的影响

采用育秧箱全量施肥技术,通过2年田间小区试验,研究中量控释氮肥(80 kg N·hm-2)、高量控释氮肥(120kgN·hm-2)和常规施肥(300 kg N·hm-2)处理对水稻产量和氮素流失的影响.结果表明:与常规施肥相比,高量控释氮肥处理的水稻产量未显著降低.常规施肥处理2年平均氮素利用率为33.2％,中量和高量控释氮肥处理的平均氮素利用率分别比常规施肥处理提高26.2％和20.7％.常规施肥处理田面水的总氮含量在施肥后1～3d达最大值,中量和高量控释氮肥处理的高峰期为施肥后7～9d,全生育期内,中量和高量控释氮肥处理田面水的总氮含量均显著低于常规施肥处理.常规施肥处理的氮素渗漏流失主要在分蘖期,中量和高量控释氮肥处理的氮素渗漏流失后移至分蘖-开花期.各处理硝态氮流失量占总氮流失量的59.7％～64.2％,高量控释氮肥处理的总氮净流失量比常规施肥处理减少51.8％.     

中国陆地生态系统对全球变化的敏感性研究

根据自然植被净第一性生产力综合模型和农业净第一性生产力模型计算了我国自然植被及农作物的净第一性生产力,结果表明:在所有可能的气候条件下,我国陆地生态系统的生产力表现出由东南向西北递减的趋势及明显的条带状分布,并在新疆地区形成明显的低值区。在年平均气温升高2℃且降水不变的情况下,湿润地区生产力增加幅度最大,约增加1～2tDW·hm~(-2)·a~(-1);在年平均气温升高2℃、年降水增加20％的情况下,干旱、半干旱地区生产力增加幅度最大,约增加0.5～3.0tDW·hm~(-2)·a~(-1);在年平均气温升高2℃、年降水减少20％的情况下,湿润地区生产力提高约0.5～1.0tDW·hm~(-2)·a~(-1),干旱、半干旱地区生产力降低约0.5～2.0tDW·hm~(-2)·a~(-1)。     

川东南杂交中稻超稀栽培对稻米整精米率和垩白粒率的影响

 以‘II优7号’、‘汕优63’和‘香优2号’为材料,研究了超稀栽培与稻米整精米率和垩白粒率的关系及其作用原因,结果表明：栽秧密度与整精米率呈极显著负相关,与垩白粒率呈极显著正相关。在中高氮施肥水平条件下,当栽秧密度超稀到7.51万穴•hm-2时,在保证比传统高产栽培密度每公顷栽秧21.64万穴的对照不减产前提下,整精米率提高了15.69%～29.92%,垩白粒率降低了16.34%～21.22%。其原因在于,超稀植增加了每穗着粒数,降低了齐穗期的叶粒比,以致稻穗籽粒灌浆速率减慢而改善整精米率和垩白粒率。齐穗后20 d施氮可同时起到提高结实率和整精米率的双重效果。     

新建果园几种作物间种模式生态系统结构及功能研究

从荒坡地新建果园10多种农作物间种模式中筛选出5种优化模式,分析和评价了各种种植模式的生态系统的结构和功能．结果表明,随着重复种植的增加,5种间种模式土壤有机质年增加5％一20％,全氮年增加7％一40％,全磷年增加8％一70％,全钾年增加15％一80％;水土保持最好的是花生-秋大豆、春大豆-秋大豆,其次为西红柿-白菜、辣椒-西红柿和早稻-红萝卜,土壤平均侵蚀量和地表径流量与对照相比分别降低44．19％、38．24％、39．52％、37．56％、37．30％和22．40％、9．28％、24．11％、21．60％、15．93％;在5种模式中,生物量最高的是辣椒—西红柿,年均达到100276kg.hm^-2,其次是花生-秋大豆,年均达到77026kg.hm^-2;而生产力最高的是花生—秋大豆,达到15619kg.hm^-2,其次是西红柿—白菜,为15394kg.hm^-2;投能效率最高的是辣椒—西红柿,年均达到3．06,其次为西红柿—白菜、花生—秋大豆、春大豆—秋大豆、早稻-红萝卜,分别为2．16、2．15、2．06和0．71．同时,有机、无机能输入效应表明,以生物能为主源输入进行转化利用太阳光能和水土资源,维护了果园生态系统的能量盈余,生态效益较高．     

鼎湖山马尾松、荷木混交林生态系统碳素积累和分配特征

选取鼎湖山保护区3个马尾松9Pinus massoniana),荷木（Schima superba)针阔混交林样地,研究其生态系统的碳素积累和分配特征。结果表明,鼎湖山马尾松,荷木混交林乔木尾生物量（thm^-2)为：174.41-270.11。平均227.36,且均以马尾松的生物量居多（占54.9%-84.4%)。林下层植物生物量和地表现存凋落物量（thm^-2)分别为7.41-28.28和7.06-11.56。平均14.41和9.03。三个混交林生态系统总碳贮量（thm^-2)分别为146.35,215.30和205.79。平均为189.15,其中植被层碳贮量贡献率最大,依次占62.9%,61.9%和69.9%。平均65.0%;土壤层贡献率次之,依次占34.3%,35.5%和28.5%。平均32.8%;而地表现存凋落物层的贡献最小,仅占2.8%,2.6%和1.6%。平均为2.3%。此外,本文还对该生态系统植被碳吸存潜力进行了讨论。     

陕南秦巴山区水稻施肥现状评价

为了解陕南秦巴山区水稻施肥现状及农户养分资源投入中存在的问题,提出解决问题的对策,对测土配方施肥项目2006-2009年的11个县2854户调查数据进行了分析和评价.结果表明: 陕南秦巴山区水稻平均产量为7822 kg·hm^-2,中等产量农户所占比例为509%.总氮(N)、磷(P₂O₅)、钾(K₂O)养分投入量分别为169、68、54 kg·hm^-2,其中化肥氮(N)、磷(P₂O₅)、钾(K₂O)养分投入量分别为159、62、45 kg·hm^-2,偏生产力分别为51.52、135.69和158.26 kg·kg^-1.根据养分分级等级,农户化肥氮、磷、钾投入合理比例分别为48.0%、42.4%和7.2%,过量比例分别为22.6%、11.2%和0.6%,不足比例分别为29.4%、46.5%和92.2%.如果化肥养分投入不足的农户将施肥量增加到合理水平,陕南秦巴山区水稻可增产7.70万t.该区域水稻施肥存在的问题主要包括:氮肥和磷肥投入过量和不足并存,钾肥和有机肥投入不足.今后该区域水稻施肥的重点是平衡氮肥和磷肥用量,增加钾肥和有机肥用量,增加追肥尤其是钾肥的施用.