过量施氮是华北冬小麦(Triticum aestivum L.)生产过程中氮素流失和利用效率低下的主要原因。滴灌水肥一体化被认为是提高氮素利用效率、减少氮素损失的有效方法,然而由于缺乏科学的施氮制度限制了当下水肥一体化滴灌施肥应用效果。通过设置2年田间试验,设计了5个随水施氮(46% N尿素,240 kg ha-2)处理和1个缓释氮肥(43% N,240 kg ha-1)处理,5个随水施氮制度分别是:N0-100(0%在播种期,100%在拔节期/孕穗期),N25-75(25%在播种期,75%在拔节期/孕穗期),N50-50(50%在播种期,50%在拔节期/孕穗期),N75-25(75%在播种期,25%在拔节期/孕穗期),N100-0(100%在播种期,0%在拔节期/孕穗期)和缓控肥(100%在播种期),研究了不同水肥一体化施氮制度对滴灌冬小麦生长发育和产量的影响。研究结果显示:氮肥基/追比改变显著影响了冬小麦产量、产量组成、地上生物量(ABM)、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(NPEP)。相比其它处理,N50-50和缓释氮肥处理效果最好,产量(8.84和8.85 t ha-1),ABM(20.67和20.83 t ha-1)、WUE(2.28和2.17 kg m-3)和NPFP(36.82和36.88 kg kg-1)。本研究结果表明,在华北地区冬小麦生产过程中运用滴灌水肥一体化施氮(最佳尿素基/追比为50:50)综合成本较低,相比等量施用较为昂贵的缓释肥也很有竞争力。虽然在冬小麦生产过程中单次施用缓释肥可以有效降低高额的人工成本,但是在如今人力成本不断攀升的情况下,使用滴灌水肥一体化施氮(尿素基/追肥比为50:50)为华北农民获得冬小麦增产、增收提供了一种新型灌溉施肥方式。
增加种植密度是提高玉米产量的一种有效途径。然而,高种植密度严重影响玉米生长发育,空秆则是限制粮食产量的重要因素之一。本研究中,我们对280份玉米自交系开展了多年田间耐密性鉴定,调查了正常密度(67500株/公顷)和高密度(120000株/公顷)种植条件下的空杆率。基于控制群体结构和相对亲缘关系(Q+K)的混合线性模型,利用776254个SNP标记进行全基因组关联分析(GWAS)。结果发现,共有20个SNP与正常密度和高密度下的空秆率相关,落于9个基因内,其中4个SNP在正常密度和高密度下均可被关联到;13个与空秆率比值(高密度/正常密度)相关的SNP,位于7个基因内。此外,代谢通路预测结果显示,谷氨酸和精氨酸等氨基酸代谢通路和MAPK信号通路可能在玉米密植中发挥重要作用。本研究结果为高密度种植下玉米耐受性的遗传基础提供了新的见解,有助于促进高产玉米育种。
奶牛是污染物产生较多畜禽,一头600 kg的成年奶牛,每天可产生30~50 kg粪便,废水0.4 m3,是同等条件下生猪、肉鸡和蛋鸡的数倍,已成为农业源污染的主要来源之一,随着奶牛养殖业开始向集约化、规模化和产业化转变,由此带来的环境负外部效应问题日益突出。环境规制是解决畜禽养殖过程中要素过度使用和环境污染外部性问题最直接有效的措施之一,但也是养殖场成本增加和结构调整的重要影响因素之一,当前环境规制与不同规模奶牛养殖效率以及技术进步的关系尚不清楚。该研究基于中国十个省份(自治区)2009—2019年不同规模牧场投入产出数据和环境规制政策规章文件数量,运用动态面板数据模型,研究了环境规制对奶牛养殖技术进步的影响特征与异质性,并考察了规模经营与环境规制的协同互补效应。结果表明,环境规制对奶牛养殖技术进步的影响呈“U”型特征,环境规制加速了养殖集约化发展、促进了资源的优化配置,形成了从污染治理带来的高成本、低技术进步逐步过渡到养殖结构优化产生的高收益、高创新投入的发展规律。不同规模牧场中,大规模和中规模全要素生产率高于小规模,环境规制对小规模牧场和大规模牧场技术进步具有正向促进作用,而对中规模牧场技术进步影响呈“U”型曲线,不同规模养殖的调节效应分析表明,中规模牧场奶牛存栏比重增加一定程度上缓解了环境规制初期给牧场带来技术进步下降的压力,但不能过度追求大规模养殖,大规模奶牛存栏比重增加带来更高的污染物处理成本迫使牧场减少对技术创新的投入,反而会削弱环境规制对奶牛养殖技术进步的促进作用。研究认为在推进适度规模养殖的基础上,在确保环境规制有效的情况下,要进一步加强环境规制,注重环境规制形式,使奶牛养殖技术尽快突破“U”型曲线拐点,为实现环境保护及经济增长“双赢”提供了理论支持。