黑米和红米特种稻是一类由于色素沉积而导致种皮表现出黑(紫)色或红色的特殊稻种资源,其营养物质丰富,除了含有比白米更多的蛋白质、矿物质及膳食纤维外,还富含花青素(原花青素)、黄酮类、萜类等生理活性物质,其营养物质及价值都远超白米,因此受到越来越多稻米消费者的青睐.我国黑米和红米资源丰富,合理利用这些营养丰富的黑米和红米资源,创制优异的黑米和红米新种质并培育出新品种,对于推动特种稻产业发展意义重大.本文分4个阶段概括了黑米和红米的研究历史并介绍了我国黑米和红米资源的分布情况,综述了黑米和红米的品质、产量、抗性及开发利用等方面的研究进展,重点阐述了黑米和红米在品质差异及形成机制上的最新研究进展.最后总结了黑米和红米当前研究的薄弱之处并提出了对黑米和红米未来研究方向的展望,为黑米和红米的新品种培育及进一步开发利用提供参考.

稻田养鱼作为我国稻作生产的重要组成部分,开启了水稻种植与水产动物养殖相结合的典范,有着悠久的发展史和明显的经济、生态与社会效益,现已广泛应用于不同稻作生态区域中.本文综述了稻田养鱼的发展历史、分布区域、主要模式,以及稻田养鱼模式下经济效益、水稻产量、生长特性、土壤生态环境、水体生态环境、生物多样性和温室气体排放等相关基础研究,同时稻田养鱼也存在研究不够深入、种养技术不规范、重视养殖、水稻适应性品种少、养殖密度大等问题.从稻田养鱼的技术培训、种稻为主、适应性水稻品种筛选、控制水体污染等方面提出了发展见解,以期充分挖掘稻田养鱼模式的生产潜力,为农业提质增效和绿色可持续发展提供理论支撑.

选取亚热带四种典型母质(花岗岩风化物、第四纪红色粘土、板页岩风化物、近代河流沉积物)发育的稻田土壤,以毗邻的旱作土壤为对比,通过室内模拟培养试验研究45％田间持水量(WHC)条件下稻田和旱作土壤中外源输入秸秆矿化和转化的特征与差异.结果表明:在180 d的培养期内,所选4种稻田土壤中外源输入秸秆的累积矿化率(18％-21％)均显著低于对应的旱作土壤(21％-28％),外源秸秆的输入对土壤原有有机碳矿化的激发效应也是以稻田土壤(5％-30％)明显低于对应的旱作土壤(17％-65％).外源秸秆在土壤中的分解产物主要向颗粒有机碳(POC)和铁铝结合态有机碳(Fe/Al-OC)分配,分配比例分别为9％-21％和12％-24％,其次为腐殖质碳(HMC)(11％-15％),而向微生物生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)分配的比例极小,分别仅为2％-7％和0.1％-0.7％.与旱作土壤相比,稻田土壤中外源秸秆的分解产物向POC、Fe/Al-OC和MBC分配的比例较高,分别为15％-21％、17％-24％和6％-7％,而旱作土壤为9％-17％、13％-18％和2％-4％.此外,外源秸秆分解产物向2000-250μm水稳性粗团聚体分配的比例也以稻田土壤(10％-13％)高于旱作土壤(6％-7％),其它粒径中稻田与对应的旱作土壤之间并无显著差异.本研究结果说明,稻田土壤中外源输入秸秆的矿化率低于旱作土壤的现象在不同母质类型的土壤中可能普遍存在,这可能与稻田土壤中外源秸秆分解产物受水稳性团聚体的物理保护、与氧化铁铝的化学键合以及向有机碳稳定组分的分配作用较强有关,从而贡献于稻田土壤较高的有机碳积累.

土壤质量变化与更新是农业发展和土壤管理的判断准则.白浆土是三江平原主要水田土壤,但旱田改水田后缺乏对其土壤质量变化规律的研究.本研究以不同种稻年限白浆土为调查对象,探讨其土壤理化性质演变特征.结果表明:白浆土种稻后,耕层(厚16～23 cm)和犁底层(厚6～8 cm)土壤有机碳、还原物质总量增加,耕层深度随种稻年限增加呈逐渐增加趋势,犁底层无明显变化,心土层(厚20 cm)与旱田无显著差异;土壤中Fe2+和Mn2+有向下迁移现象,但只迁移到犁底层;耕层和犁底层土壤固相比率比种稻前增加,犁底层固相比率由47.8％增加到70.0％,容重由1.22 g·cm-3增加到1.77 g·cm-3,土壤孔隙总量降低,微孔隙比例增加,白浆土种稻后有黏粒淋溶淀积现象.白浆土种稻后,土壤物理和化学性质的变化特征与水稻土的演变规律既有一致性,又有其特殊性.

为了筛选具有可持续性、适合南方稻田的水旱复种轮作种植模式,以"冬闲-早稻-晚稻"模式连作为对照处理A,设计了4 种稻田水旱复种轮作模式( 马铃薯-玉米‖大豆-晚稻→蔬菜-花生‖玉米-晚稻→绿肥-早稻-晚稻( B),蔬菜-花生‖玉米-晚稻→紫云英-早稻-晚稻→油菜-花生-晚稻( C),绿肥-早稻-晚稻→油菜-花生-晚稻→马铃薯-玉米‖大豆-晚稻 ( D),油菜-花生-晚稻→马铃薯-玉米‖大豆-晚稻→蔬菜-花生‖玉米-晚稻( E) ).通过 2014—2016 年连续3 年的田间定位试验,分析了不同种植模式下的作物产量,主要是晚稻产量,以及土壤养分变化情况.结果表明: 水旱复种轮作模式更具有产量优势,晚稻产量均高于冬闲连作模式; 与冬闲连作对照相比,其他模式的土壤有机质含量、速效养分含量均有所提高,同时更加有利于固定有机碳; 稻田水旱复种轮作模式是一种增产、改善土壤肥力的种植模式; 处理C 和处理E 表现较好.

苏打盐渍土因其交换性钠含量较高而具有极差的物理性质,而恶劣的土壤物理性质是苏打盐渍土逆境胁迫的重要因素.苏打盐渍土在所有盐渍土类型中属于改良与利用难度最大的土壤类型.目前,对于松嫩平原苏打盐渍土不同改良措施处理后的土壤水盐动态已有较清晰的认知,而苏打盐渍土经过多年改良后的土壤物理性质变化规律尚鲜见报道.因此,本研究将脱硫石膏、砂土、有机肥与大安站研制的改良剂脱碱一号等不同改良措施与种稻改良相结合,对改良多年后土壤物理性质的变化进行了研究.结果 表明,不同理化改良措施均可显著影响苏打盐渍土的物理性质(P＜0.05),如不同改良措施均可使土壤容重降低(0～40 cm)、土壤水分入渗速率显著增加(P＜0.05)、土壤砂粒含量相对增加,而黏粒含量则相对减少.综合考虑各试验处理对土壤物理性质的影响,本研究认为脱碱一号对土壤物理性质的改善效果最好,其次为有机肥,而砂土对苏打盐渍土物理性质的改善效果最差.本研究结果可为松嫩平原苏打盐渍土的改良与利用提供基础数据支持.

旨在研究乙醇对山羊瘤胃液与水稻秸秆厌氧共培养的影响.利用频繁传代的体外发酵技术和高通量测序方法,分析了短链脂肪酸(SCFA)产量和细菌群落的变化.结果表明,经体外培养传代8次的稻秸发酵液的总短链脂肪酸产量显著高于瘤胃液(P<0.01);与未添加乙醇的稻秸发酵液相比,添加乙醇显著提高了乙酸、戊酸和己酸的比例,降低了丙酸和丁酸的比例(P<0.01),总SCFA产量及异丁酸和异戊酸比例无显著差异.与瘤胃液相比,稻秸发酵液的拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度下降,厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度升高(P<0.05),且添加乙醇显著提高了厚壁菌门和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度(P<0.05);添加乙醇使双歧杆菌属(Bifidobacterium)、未定性的毛螺菌属(unidentified Lachnospiraceae)、产琥珀酸菌属(Succiniclasticum)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)和未定性的梭菌属(unidentified Clostridiales)的相对丰度显著升高(P<0.05).乙醇使稻秸发酵液的显著性差异物种(Biomarker)增加;稻秸发酵液与瘤胃液亲缘关系较近,而添加乙醇显著改变了细菌区系;短链脂肪酸比例在稻秸发酵液细菌群落多样性中具有重要作用.研究表明,体外频繁传代和添加乙醇可以提高稻秸发酵液的乙酸、戊酸和己酸产量,乙醇改变了稻秸发酵液的细菌群落结构.

稻镰状瓶霉Falciphora oryzae是本实验室从野生稻根系分离获得的一株DSE,具有促生、防病等作用.本研究旨在对其促生机制进行初探.在室内平板共培养条件下,对水稻种子接种稻镰状瓶霉菌饼(4个/皿),测定植株生长指标、营养元素含量及营养吸收相关基因表达量;温室盆栽条件下,将稻镰状瓶霉以菌肥形式(60g/桶)与水稻进行盆栽共培养,测定植株农艺性状指标.结果 表明,接种稻镰状瓶霉后,平板上的水稻幼苗的株高、叶宽和茎秆直径显著增加,根长并未受影响.稻镰状瓶霉能够促进水稻根系对营养元素的吸收,提高地上部分和根系组织中N、P、K、S、Fe和Mg元素的含量,诱导根部与营养元素吸收相关的调控基因OsPTR9、OsAMT3;2、OsPT4、OsSULTR3;1、OsMRS2-8、OsHAK16、OsYSL15和OslRO2的显著上调表达.盆栽试验表明,稻镰状瓶霉显著提高了水稻各农艺性状指标,包括叶宽、茎秆直径、植株鲜重、植株干重、叶绿素含量和光合强度.结果 表明,稻镰状瓶霉的根部定殖能够诱导营养元素吸收相关基因的上调表达,从而促进根系对营养元素的吸收,进而促进水稻植株的生长.

上海地区的农民在种稻过程中,发生一种烂手烂足的皮肤病,近年来颇为多见.