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中国西南地区旱坡地碳减排研究进展与展望

作物学报 2024年第7期50卷 1635-1646页

作者：王谢杨琴刘禹池李芹杨勤陈冠陶岳丽杰张建华陈新平刘永红四川省农业科学院农业资源与环境研究所四川成都610066 西南大学资源环境学院重庆400715 四川省农业科学院作物研究所四川成都610066

农田生态系统既是碳源,又是碳汇,具备很强的减排固碳潜力,对全球碳循环贡献巨大。西南地区旱坡地长期小规模、碎片化的农业生产方式给区域碳排放带来极大的不确定性。探索西南旱坡地的碳排放特征和减排途径对于改善环境、提升区域农业... 详细信息

农田生态系统既是碳源,又是碳汇,具备很强的减排固碳潜力,对全球碳循环贡献巨大。西南地区旱坡地长期小规模、碎片化的农业生产方式给区域碳排放带来极大的不确定性。探索西南旱坡地的碳排放特征和减排途径对于改善环境、提升区域农业生产潜力具有重要意义。本研究系统总结了我国西南地区旱坡地农田生态系统主要温室气体(CO_(2)、N_(2)O)的产生环节,探讨了旱坡地固碳减排新材料与新技术的应用效果,提出了未来西南地区旱坡地的固碳减排策略。(1)鉴于西南地区旱坡地的区域资源禀赋、产业基础、生产规模、经营方式、生态功能等差异巨大,应结合地区特殊的农业生产条件,集成研发适宜的固碳减排措施和监测体系,探索全球变暖背景下西南旱坡地碳排放过程及其内在机制,以全面提升地区农业生产应对气候变化的韧性。(2)鉴于西南地区农作物复种指数较高且作物空间分布斑块化,应依据国家战略和地方规划,以绿色高产优质为目标导向,改进农业生产方式,优化产业空间布局。(3)由于西南地区旱坡地碳减排是一个复合过程,亟需根据今后较长一段时间内区域农业生产的实际结构和功能需求,有针对性地对各项成熟的减排技术、固碳产品和固碳模式进行优化组合,形成综合性的固碳减排方案。综上,本综述期望为进一步研究西南地区旱坡地农田生态系统的碳源和碳汇特征,以及合理调整农田管理措施提供全面的有效参考。

关键词：温室气体旱坡地固碳减排中国西南地区

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20份高丹草种质苗期耐镉性综合评价

草地学报 2024年第4期32卷 1153-1161页

作者：张睿王婧徐娅玲刘秋旭李祥艳聂刚朱永群四川省农业科学院农业资源与环境研究所四川成都610066 四川农业大学草业科技学院四川成都611130

本研究以20份高丹草(Sorghum bicolor×Sudanense)种质资源为材料,以25 mg·L^(-1)Cd溶液进行胁迫处理,通过测定高丹草苗期的形态和生理指标进行综合评价,以期为高丹草耐镉种质资源筛选以及新品种选育提供参考和理论依据。结果表明,20... 详细信息

本研究以20份高丹草(Sorghum bicolor×Sudanense)种质资源为材料,以25 mg·L^(-1)Cd溶液进行胁迫处理,通过测定高丹草苗期的形态和生理指标进行综合评价,以期为高丹草耐镉种质资源筛选以及新品种选育提供参考和理论依据。结果表明,20份高丹草对照组和处理组的13个指标间存在着不同程度的差异。其中,不同高丹草种质资源的株高、茎粗、叶绿素含量、最大光合效率、健康指数、根系活力等均出现不同程度下降,下降程度从12%~99%不等,根冠比从下降70%到上升90%不等;各品种的相对电导率和丙二醛含量均出现不同程度上升,其中,相对电导率上升程度从2%到65%不等,丙二醛上升程度差异巨大。采用隶属函数和聚类分析,将20份高丹草依据D值分为4类:高耐镉型2份、中耐镉型5份、低耐镉型10份和镉敏感型3份。

关键词：高丹草镉胁迫幼苗期综合评价

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四川省油菜生产布局特征及发展趋势

中国油脂 2024年

作者：杨泽鹏李珊珊马明坤郑盛华万柯均敖玉琴万学宋昕刘定辉陈尚洪陈红琳四川省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部西南山地农业环境重点实验室

通过分析四川省油菜生产布局的时空变化特征及发展趋势，为进一步优化油菜生产区域布局和推动产业发展提供参考。运用比较优势指数法和资源禀赋优势指数法，系统分析2001-2021年五大农业区域生产布局变化特征；运用时间序列分析方法，预... 详细信息

通过分析四川省油菜生产布局的时空变化特征及发展趋势，为进一步优化油菜生产区域布局和推动产业发展提供参考。运用比较优势指数法和资源禀赋优势指数法，系统分析2001-2021年五大农业区域生产布局变化特征；运用时间序列分析方法，预测2022-2026年四川省油菜生产变化发展趋势。结果表明：2001-2021年，丘陵地区是油菜第一大产区，2021年生产集中度指数达71.49%，年均增幅为0.63%；成都平原区生产效率和资源禀赋优势高于全省平均水平，但生产地位不断下降；盆周山区油菜生产规模指数和生产集中度指数缓慢上升，至2021年与成都平原区无明显差别；川西南山地区和高原山地区对全省油菜生产贡献度较小。预测2022-2026年四川省油菜生产潜力进一步发挥，2026年种植面积和总产量较2021年分别增加10.34%和14.80%；未来全省油菜种植面积的增加主要来自于丘陵地区和盆周山区，油菜总产量增加主要来自于丘陵地区、成都平原区和盆周山区。四川油菜增产途径主要在于扩大五大农业区域的油菜种植面积，同步提高高原山地区和川西南山地区的单产水平。

关键词：油菜四川省农业分区生产布局发展趋势

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腐植酸水溶肥对枇杷幼苗养分吸收的影响

土壤通报 2024年第4期55卷 982-991页

作者：徐雅欣胡容平周甲云宋潘晖林立金邓群仙四川农业大学园艺学院四川成都611130 四川省农业科学院农业资源与环境研究所四川成都610066

【目的】探究喷施腐植酸水溶肥对枇杷幼苗生长及养分吸收的影响,筛选出能够促进枇杷幼苗生长和养分吸收的浓度。【方法】采用盆栽试验,以‘大五星’枇杷幼苗为材料,以喷施清水为对照,比较喷施不同稀释倍数(1600、1300、1000和700倍液)... 详细信息

【目的】探究喷施腐植酸水溶肥对枇杷幼苗生长及养分吸收的影响,筛选出能够促进枇杷幼苗生长和养分吸收的浓度。【方法】采用盆栽试验,以‘大五星’枇杷幼苗为材料,以喷施清水为对照,比较喷施不同稀释倍数(1600、1300、1000和700倍液)腐植酸水溶肥后枇杷幼苗生物量和养分吸收数量。【结果】喷施适宜浓度腐植酸水溶肥有助于提高枇杷幼苗根系、地上部分的生物量、全氮、全磷和全钾含量,促进对氮、磷、钾的吸收和转运,提高其转运效率和转运贡献率。所有浓度处理对枇杷幼苗根系和地上部分的氮、磷、钾收获指数均无显著影响。灰色关联度分析表明枇杷幼苗生物量与全氮、全磷、全钾含量密切相关。【结论】枇杷幼苗期推荐施用996~1154倍液腐植酸水溶肥(腐植酸≥40 g L−1,N+P2O5+K2O≥350 g L−1)。

关键词：腐植酸枇杷幼苗养分吸收生长

秸秆和肥料管理措施对太湖流域水稻种植氮流失的影响

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环境科学 2024年第7期45卷 4023-4031页

作者：俞映倞钱聪杨梖杨林章何世颖薛利红江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业部长江下游平原农业环境重点实验室南京210014

稻田系统的氮流失是农业面源污染的重要组成部分.当前,氮肥投入量已得到有效控制,针对不同秸秆和肥料管理措施的多途径(径流、侧渗、下渗)氮流失特征研究还较为缺乏.对此,选取太湖流域种植时长超过20 a且持续秸秆还田超过5 a的稻田,研... 详细信息

稻田系统的氮流失是农业面源污染的重要组成部分.当前,氮肥投入量已得到有效控制,针对不同秸秆和肥料管理措施的多途径(径流、侧渗、下渗)氮流失特征研究还较为缺乏.对此,选取太湖流域种植时长超过20 a且持续秸秆还田超过5 a的稻田,研究秸秆和肥料管理措施对水稻全生育期不同途径氮流失的影响,并基于作物产量、氮利用效率及氮流失强度,对秸秆和肥料管理措施的生产适宜性和环境友好性进行研判.结果表明,秸秆离田会提升水稻植株对施氮的敏感度.稻季氮总流失量为9~17 kg·hm^(-2),占氮肥施用量的5%~7%.对秸秆管理而言,秸秆离田的泡田排水具有更高氮流失风险;秸秆还田可降低15%以上的下渗途径氮流失量,但是对侧渗途径的氮流失作用并不明确.对肥料管理而言,有机肥的适宜替代可较同施氮梯度下的化肥施用减少16%的种植期径流氮流失、26%的下渗氮流失,以及37%的侧渗氮流失.综合产量数据,实施秸秆还田和肥料类型优化能够有效降低生产单位重量稻米的氮流失量,切实实现对农业生产和环境友好的双向兼顾.

关键词：氮流失水稻秸秆肥料径流下渗侧渗

利用CRISPR/Cas9技术敲除OsNramp5创制镉低积累水稻新种质

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植物遗传资源学报 2024年第7期25卷 1211-1219页

作者：胡彬华蒲志刚何志渊王平白玉路李赓觅张涛蒋开锋杨莉四川省农业科学院生物技术核技术研究所成都610066 四川省农业科学院水稻高粱研究所(四川省农业科学院德阳分院) 德阳618000

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... 详细信息

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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施用猪粪水对青脆李果实品质和产量、土壤中微生物群落与抗生素耐药基因的影响

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西南农业学报 2024年第1期37卷 189-198页

作者：雷云峰何志平龚建军肖璐涂腾曾凯付敏曾祥忠四川省畜牧科学研究院成都610066 四川省农业科学院农业资源与环境研究所成都610066

【目的】为了解猪粪浇灌对青脆李果实品质和产量、土壤性质、土壤中微生物群落与抗生素耐药基因的影响。【方法】以5年生青脆李作试材,设置猪粪水按不同比例(100%、75%、50%、25%、0%)替代化肥田间试验,通过单果重、单果横径等外观指标... 详细信息

【目的】为了解猪粪浇灌对青脆李果实品质和产量、土壤性质、土壤中微生物群落与抗生素耐药基因的影响。【方法】以5年生青脆李作试材,设置猪粪水按不同比例(100%、75%、50%、25%、0%)替代化肥田间试验,通过单果重、单果横径等外观指标,李子每667 m^(2)产量,维生素C、可溶性固形物等果实品质指标测定,分析不同施肥处理对青脆李果实品质和产量的影响;基于土壤中pH、有机质含量等理化指标测定,分析不同施肥处理对李树土壤理化性质的影响;基于Illumina Hiseq 4000测序平台对李树土壤宏基因组测序,分析猪粪水浇灌对土壤中微生物群落变化、抗生素耐药基因分布的影响。【结果】不同施肥处理青脆李果实品质和产量研究结果表明,“75%猪粪+25%化肥”“50%猪粪+50%化肥”处理青脆李果实外观品质均较优,“50%猪粪+50%化肥”处理青脆李每667 m^(2)产量最高。不同施肥处理对李树土壤理化性质的研究结果显示,各处理间有机质、碱解氮等理化指标均不存在显著性差异(P>0.05)。宏基因组测序分析结果显示,“100%猪粪”组中的优势菌群为放线菌,而其余4组的优势菌群均为假单胞菌门;共鉴定39个抗生素本体(ARO),随着猪粪水用量的减少,土壤样品中检出ARO种类、ARO相对丰度和均呈依次递减趋势。【结论】本研究条件下,猪粪水部分替代化肥为青脆李树施肥是可行的,且以“50%猪粪+50%化肥”进行施肥最佳。

关键词：青脆李猪粪土壤菌群宏基因组抗生素耐药基因

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川西南山区县域数字土壤制图研究

西南农业学报 2024年

作者：谭溪晗冯文兰秦鱼生陈琨喻华仙巍蒲怡芸成都信息工程大学资源环境学院四川省农业科学院农业资源与环境研究所

【目的】研究环境变量的筛选和土壤类型空间推理方法的选择，为有效提高县域数字土壤制图精度提供参考。【方法】以四川省盐源县为研究区，将气候要素、地形数据和遥感影像作为推理制图的辅助因子，利用野外采样点数据和环境协变量因子... 详细信息

【目的】研究环境变量的筛选和土壤类型空间推理方法的选择，为有效提高县域数字土壤制图精度提供参考。【方法】以四川省盐源县为研究区，将气候要素、地形数据和遥感影像作为推理制图的辅助因子，利用野外采样点数据和环境协变量因子，采用决策树分类方法对环境特征进行重要性排序、特征筛选和组合优选，通过对比决策树分类、支持向量机和随机森林几种土壤分类方法的制图精度，探索基于土壤-环境关系理论提高具有立体气候特征的山区县域数字土壤制图精度的途径。【结果】①气候和地形特征在研究区土壤分类中起重要作用，采用单一气候因素作为土壤筛选分类的环境变量可获得土壤分类筛选精度为83.22%，依次增加地形和生物特征可分别使筛选精度提升至85.78%和89.43%；②与其他模型相比，随机森林模型制图效果更好，对比采样点数据的土壤分类总体精度为77.10%，Kappa系数为0.72；③气候因子以及地形因素对水热条件的影响是决定研究区土壤类型空间分布异质性的主要原因，年均气温、年积温、年降水量、相对湿度、高程、地形湿润度等环境特征因子与研究区主要土壤类型的空间分布有着密切关系。【结论】在具有立体气候特征的山区，基于随机森林方法使用气候、地形和遥感数据进行数字土壤分类制图有较好的效果。

关键词：数字土壤制图气候要素地形要素土壤-环境关系复杂山区

西北和西南某废弃锑冶炼厂污染场地剖面土壤锑砷迁移性及其影响因素

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环境化学 2024年

作者：黑儿平何明江喻华陈琨秦鱼生胡文曾祥忠周子军樊红柱上官宇先汪录英四川省农业科学院农业资源与环境研究所四川农业大学农学院成都稼积农业技术有限公司

针对矿业废弃地高背景值-历史矿业源相叠加区下土壤重金属污染问题，选取了西北地区甘肃西和和西南地区贵州晴隆两个地区的废弃锑冶炼厂旧址污染场地土壤作为对象，全面分析了土壤样品中镉（Cd）、铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、汞（H... 详细信息

针对矿业废弃地高背景值-历史矿业源相叠加区下土壤重金属污染问题，选取了西北地区甘肃西和和西南地区贵州晴隆两个地区的废弃锑冶炼厂旧址污染场地土壤作为对象，全面分析了土壤样品中镉（Cd）、铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、汞（Hg）、铅（Pb）、砷（As）、锑（Sb）、氮（N）和磷（P）等元素含量，运用综合污染指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法以及风险评估编码法等多种方法进行了污染评估与生态风险评价.同时，初步探讨了元素总量，赋存形态以及土壤理化性质对Sb和As在土壤剖面中迁移行为的影响.结果表明，两个地区的废弃锑冶炼厂旧址污染场地表层（0—30 cm）土壤存在严重的重金属和养分污染风险.其中，Sb是最严重的污染物，其次是As、Cd、Hg、Pb、N和P，而Cr、Ni和Cu无污染风险.此外，随着土层深度的增加，Sb和As的总量逐渐减少.尤其在西南晴隆锑厂区，Sb含量下降更为显著.土壤中Sb和As的赋存化学形态方面存在明显差异，但它们主要以残留态形式存在（占65.0%—90.0%）.土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量是影响土壤中Sb和As迁移性的关键因素.当土壤呈碱性、有机质含量超过30 g·kg-1以及阳离子交换量大于20 cmol·kg-1时，Sb和As在不同土层中的积累达到最高水平.然而，这也会导致它们的生物有效性增加，提高迁移风险，尤其是在底层土壤中.建议在当前阶段可以考虑采用植物-稳定化技术联合修复治理这两个研究区：一方面通过投加吸附材料或生物碳基材料来促进土壤老化过程，从而加速Sb和As的不稳定形态向更稳定形态的转变；另一方面采取植被种植等修复方法来降低Sb和As的迁移性和生物有效性，并缓解营养污染风险.

关键词：土壤重金属风险评估迁移能力