科研产出
不同镉浓度下水稻和小麦生长、籽粒镉吸收特征及土壤镉临界值研究
《土壤通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为了探讨不同镉(Cd)浓度对四川地区不同土壤pH值的农田土壤上水稻和小麦生长以及籽粒中Cd吸收的影响.[方法]采集了四川地区黄红壤、潮土和酸性紫色土三种典型农用地 0~20 cm耕作层的土样,并向样品中添加了 0~10.00 mg kg-1 外源Cd.通过盆栽试验分析了土壤与水稻、小麦生长以及籽粒中Cd吸收量之间的关系.在确保水稻和小麦籽粒中Cd含量符合食品安全国家标准污染物限值的前提下,初步评估了 3种水稻和小麦产地土壤中Cd的安全临界值.[结果]随着外源Cd浓度的逐渐升高,水稻和小麦的株高、茎秆干重以及籽粒干重整体上均呈现出先增长后减弱的趋势.与此同时,Cd浓度的提升也导致叶片的SPAD值有所降低,而茎秆与籽粒中的Cd吸收量则显著增加.根据食品安全国家标准污染物限值,水稻和小麦所种植的黄红壤、潮土和酸性紫色土三种土壤的总Cd临界值范围分别为 0.57~2.74 mg kg-1 和 0.06~0.40 mg kg-1,有效Cd临界值范围分别为 0.08~0.19 mg kg-1 和 0.01~0.03 mg kg-1.[结论]种植水稻的三种土壤以及种植小麦的黄红壤,其总 Cd临界值均高于现行的风险筛选值(GB15618-2018).其中黄红壤的总Cd临界值最高,酸性紫色土次之,潮土最低.此外,土壤的Cd临界值与土壤的pH值及有机质含量之间呈现出显著的正相关关系.
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地膜覆盖和氮肥用量对洱海水稻产量和氮利用效率的影响
《中国稻米 》 2025
摘要：地膜覆盖是提升低温及缺水稻区水稻产量与生产效率的关键技术措施。研究地膜覆盖与氮肥施用量对水稻产量形成及氮素利用效率的影响，对于推动高海拔稻区洱海流域水稻种植模式的创新以及科学施肥策略的制定具有重要指导意义。于2023年开展试验，设置了常规种植（CT）与覆膜种植（PM）2种模式，并分别设置不施氮肥（N0）、施氮90 kg/hm2（N90）和施氮135 kg/hm2（N135）3个氮肥梯度，系统比较了不同处理对水稻产量及其构成因子、干物质积累动态、氮素积累与转运特征以及氮肥利用效率的影响。结果表明，施用氮肥显著促进了水稻分蘖前期相对分蘖速率的提升，同时加快了干物质与氮素的最大积累速率，进而显著增加成熟期干物质和氮素积累量（CT模式下，增幅分别为105.2%～119.0%和70.0%～97.2%;PM模式下，增幅为142.0%～144.1%和151.6%～179.8%），并最终显著提高水稻产量（CT模式下，增幅为50.0%～72.0%;PM模式下，增幅为48.8%～50.0%）。在CT模式下，施氮主要通过增加每穗粒数来实现增产；而在PM模式下，施氮则主要通过提高单位面积有效穗数来增加产量。但氮肥的施用导致氮肥利用效率的降低（CT模式下，降幅为14.9%～16.0%;PM模式下，降幅为42.0%～46.2%）。与CT模式相比，地膜覆盖显著提升了水稻移栽后1个月内0～20 cm土层的土壤温度（平均提升0.8℃）、分蘖前期相对分蘖速率（提高50.9%）、成熟期干物质和氮素积累量（分别提高了49.0%和92.3%），最终产量显著提高55.0%。在相同施氮水平下，相较于CT模式，PM模式显著增加了水稻的氮肥利用效率，具体表现为氮肥偏生产力提高43.3%～62.4%、氮肥农学效率提高15.2%～60.8%、氮肥生理利用率提高174.4%～219.9%。综合本研究结果，在洱海流域种植条件下，常规种植模式施氮量超过135 kg/hm2时，才可获得较高的水稻产量；而覆膜种植模式下，施氮量为90 kg/hm2时，既能实现水稻高产，又能有效提高氮肥利用效率。
关键词： 水稻 地膜覆盖 氮肥用量 产量 氮肥利用效率 洱海流域
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油菜秸秆生物炭对成都平原土壤理化性质和水稻镉吸收的影响
《西南农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究油菜秸秆生物炭对土壤理化性质及水稻镉(Cd)吸收的影响,为成都平原农业废弃物资源化利用和Cd污染农田水稻安全生产提供参考依据。【方法】以油菜秸秆为原材料制备生物炭,选择成都平原某Cd污染农田开展田间小区试验,设置对照(CK)、化肥(NPK)、油菜秸秆粉末(RS)、油菜秸秆生物炭(BC)、油菜秸秆生物炭+化肥(BC+NPK)处理,于水稻成熟期采样并分析土壤理化性质、水稻生长指标、土壤和水稻植株Cd含量。【结果】BC和BC+NPK处理可有效提高土壤的pH、阳离子交换量(CEC)、土壤有机碳(SOC)以及氮、磷、钾养分含量,且能显著降低土壤有效态Cd含量(P<0.05),但对土壤总Cd含量无显著影响(P>0.05)。不同处理对水稻生长的促进作用为BC+NPK>BC>NPK>RS>CK,其中BC+NPK处理的水稻有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重、实际产量相比CK提高5.15%～36.74%,且BC+NPK处理后的水稻根系、秸秆、稻壳和籽粒Cd含量最低。相关性分析显示,水稻的有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重和实际产量与土壤pH、CEC、SOC、TN、AN、TP、AP、AK呈显著正相关,与土壤有效态Cd含量以及水稻根系、秸秆、稻壳和籽粒Cd含量间呈显著负相关(P<0.05)。【结论】成都平原Cd污染稻田中施用油菜秸秆生物炭在提高水稻产量的同时能减少水稻对Cd的吸收,且以油菜秸秆生物碳配施化肥的效果最佳,是降低Cd污染农田稻米Cd污染风险的有效农艺措施。
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利用CRISPR/Cas9技术敲除OsNramp5创制镉低积累水稻新种质
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大米镉超标问题严重威胁人体健康.水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低镉在稻米中的积累.为了快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系川恢491(R491)中的镉吸收转运基因OsNramp5,获得了多种不同突变方式的编辑植株,并筛选出单靶点突变无转基因成份的两种纯合突变株系(KO1和KO2).在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量,结果显示,相比于野生型R491,敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降,均降低约90%左右.农艺性状调查结果发现,相比野生型R491,KO1突变株系的农艺性状没有显著差异,但KO2突变株系的株高、结实率和千粒重显著降低.因此,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究创制的新种质为加速培育可在镉污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源.
关键词： 水稻 镉 OsNramp5 CRISPR/Cas9 育种
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基于微生物组学分析揭示土壤调理剂促进水稻增产的机制
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解析土壤调理剂促进水稻增产的机制，开展施用土壤调理剂（TS）和未施用土壤调理剂（CS）的大田试验，通过分析土壤养分指标探究调理剂对土壤理化性质的改善效果，借助高通量测序技术测定施用调理剂对土壤微生物群落结构的影响。结果表明：施用专用调理剂（碱性）后，（1）水稻单产增加810.15 kg·hm-2(6.83%);(2)土壤养分状况得到明显改善，土壤pH和交换性钙离子含量显著提高；（3）地杆菌科、噬几丁质科、亚硝化单胞菌科、Nitrososphaeraceae、假球壳科和Ustilaginaceae的相对丰度明显提高；（4）相对丰度前30的科中，土壤p H与噬几丁质科、黄色杆菌科、Bacteroidetes＿vadinHA17、嘉利翁氏菌科、葫芦腔菌科呈显著负相关，与Nitrososphaeraceae和Ustilaginaceae呈显著正相关；土壤交换性钙离子与黄色杆菌科、Bacteroidetes＿vadinHA17和地根壶菌科呈显著负相关，与Nitrososphaeraceae和Ustilaginaceae呈显著正相关。综上所述，施用专用土壤调理剂（碱性）能改善土壤理化性质和微生物群落结构，从而有利于水稻干物质积累和产量提升。
关键词： 水稻 增产 土壤调理剂 高通量测序 微生物群落结构
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基于"3414"试验模型的四川盆地中部水稻氮磷钾肥效应研究
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：本研究采用“3414”肥料效应田间试验，旨在确定四川盆地中部资中县水稻的最佳施肥量，并构建高产施肥模型。通过设置氮、磷、钾3因素，每个因素4个水平，共14个处理，每个处理重复3次。结果表明：建立的三元二次肥料效应回归方程的相关系数（R2）为0.976。纯氮施用量为215.28 kg/hm2，五氧化二磷施用量为101.40 kg/hm2，氧化钾施用量为104.14 kg/hm2，水稻最大产量为7923.56 kg/hm2；纯氮最佳施用量为196.83 kg/hm2，五氧化二磷施用量为74.81 kg/hm2，氧化钾施用量为102.90 kg/hm2，水稻最佳产量为7867.96 kg/hm2。建立的肥料效应模型可在四川盆地中部类似水稻产区推广，用于水稻生产上对施肥量的预测。
关键词： 水稻 “3414”试验 肥料 产量 四川盆地 盆地肥料效应 田间试验 施肥模型 水稻生产
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四川盆地中部水稻利用率试验浅析
《四川农业科技 》 2024
摘要：以水稻为材料，在四川资中县开展不同类型肥料对水稻产量、性状及经济效益的影响试验。结果表明，在根据测土配方科学施肥的情况下，氮肥利用率为31.2%,磷肥利用率为18.8%,钾肥利用率为33.0%,水稻产量、性状及经济效益较高，平均产量为8760kg/hm2。根据综合产量、性状及经济效益等表现，科学配方施肥在投入较少的情况下仍能够实现稳产增产，在经济效益增加的情况下取得较好的生态效益，具有较好的推广应用前景。
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四川盆地东南部再生稻开花期受低温冷害的风险预测
《中国稻米 》 2023 北大核心
摘要：为准确预测不同区域再生稻开花期受自然低温冷害的风险程度,并为开花期耐低温冷害品种的合理布局与制定相应的避(缓)高产稳产技术提供科学依据,于2018年和2019年,以近几年四川省推广的22个杂交中稻品种为材料,分别在四川盆地东南部不同生态点开展试验,研究了基于经度、纬度和海拔高度的再生稻开花期受自然低温冷害风险的预测方法.结果表明,再生稻齐穗后第5日日序与经度呈显著负相关,与海拔呈极显著正相关;建立了基于经度和海拔高度预测再生稻齐穗后第5日日序的回归模型,F检验值为22.88**~65.11**,决定系数高达0.9196~0.9702.该模型经多个品种连续两年在6个生态点验证,实测值与预测值1:1回归模型的决定系数高达0.8391~0.8638,实测值与预测值之间的均方根差(RMSE)值为0.93%~1.21%,预测值与实测值之间具有较好的一致性.将本研究建立的再生稻齐穗期与地理位置关系模型与作者等先期建立的基于地理位置(纬度、海拔)预测≤22℃最早发生期预测模型相结合,探明了不同地理位置再生稻开花期受低温冷害的机率.利用地理位置信息可准确预测再生稻开花期受低温冷害的风险程度,具有较强的生产适用性.
关键词： 水稻 再生稻 开花期 低温冷害 风险预测 四川盆地
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