农业综合

2018-02-08 05:19PAEs
中国学术期刊文摘 2018年7期
关键词:全氮生物质种业

PAEs

刘庆,杨红军,史衍玺,等

环境中邻苯二甲酸酯类(PAEs)污染物研究进展

刘庆,杨红军,史衍玺,等

邻苯二甲酸酯(PAEs)常作为工业生产中塑料、树脂和橡胶类制品的增塑剂,是一类重要的环境激素类化合物。目前,在大气、水体、土壤、生物乃至人体等自然和人类环境中普遍发现PAEs的存在,己成为全球性最普遍的一类有机污染物。PAEs在环境中性质稳定,存留时间长,有较强的生物蓄积毒性,给人体及环境带来极大危害。本文从PAEs在环境中的分布特征、分析与检测方法、生物富集与迁移特点以及生物与非生物降解特性等方面,对近年来国内外相关研究进行总结与回顾。农业环境中PAEs作为一类重要并广泛存在的有机污染物,除少数来自天然途径外,大部分来源于人工合成途径。大气中的PAEs主要来源于塑料制品生产、喷涂涂料、塑料垃圾焚烧和农用膜中增塑剂的挥发等,大气中的PAEs以蒸汽和气溶胶(吸附于颗粒物上)两种状态存在,以气溶胶为主,PAEs在大气中的含量与大气中颗粒物的浓度呈显著正相关。PAEs可通过直接和间接两大途径进入水体。直接途径是含有PAEs工业废水的排放以及农用塑料薄膜、驱虫剂、塑料垃圾等经雨水淋洗、土壤浸润等方式而进入,间接途径是该类化合物首先排入大气,然后通过干沉降或雨水淋洗而转入水环境。土壤中的PAEs通常来自农田塑料薄膜、塑料废品、垃圾和污水灌溉,PAEs污染比较严重的土壤通常出现在城市周围和污水灌溉地区。我国各地土壤PAEs组分中,DEHP和DnBP检出较多,DMP、DEP、BBP和DnOP检出相对较少。成功运用于PAEs分析测定的方法主要有傅里叶变换红外光谱法、胶束电动毛细管色谱法、气相色谱法、液相色谱法及色谱-质谱联用法等,但应用较多的是气相色谱、液相色谱以及色谱-质谱联用法。PAEs属中等极性物质,一般难溶于水而易溶于有机溶剂,而存在于水体中的PAEs在环境改变时,很容易从水中释放到大气中,利用PAEs在水和大气之间的化学分配平衡系数可以很好地描述PAEs从水体向大气迁移的趋势。PAEs具有疏水特性,可被土壤、沉积物及一些悬浮泥沙中的有机物质所吸附,从而实现PAEs在液相和固相之间的重新分配。与大多数物质的固相吸附相似,PAEs在土壤或沉积物上所发生的吸附并不随PAEs浓度的增加而呈线性增长,而是随土壤类型的变化而变化,并受诸多因素的影响。PAEs进入土壤或大气环境后,通过吸收作用会在作物体内有一定残留,发生生物富集。作物吸收土壤中PAEs的途径主要存在两种不同观点:一种观点认为茎叶吸收途径为主,另一种观点土壤中PAEs主要被作物根系吸收并运移到茎叶,并提出了基于根系吸收有机污染物的限制分配模型。环境中PAEs的降解主要包括非生物降解和生物降解。其中非生物降解包括水解和光解等,而生物降解又包括好氧生物降解与厌氧生物降解两种形式。已有的研究仅仅针对少数PAEs组分展开,研究成果缺乏系统性和全面性,不能代表PAEs类有机污染物的整体状况。无论从研究方法还是研究手段来看,都缺乏统一性,不同研究者针对同一问题所得的结果也不一致,有时甚至连最基本的问题都未达成共识。今后应着重从PAEs的环境行为、PAEs健康风险评价、PAEs污染的治理与削减技术以及PAEs替代产品开发等方面开展相关研究。

来源出版物:中国生态农业学报, 2012, 20(8): 968-975

入选年份:2015

我国农业面源污染治理技术研究进展

杨林章,冯彦房,施卫明,等

摘要:随着我国经济社会的进一步发展,农业面源污染已经成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素,农业面源污染治理技术的研究也越来越得到政府和科技工作者的重视。本文重点介绍了当前我国农业面源污染的状况、农业面源污染的成因及特征,并从农村生活污水的治理技术、农村生活垃圾的处理处置技术、农田径流生态拦截技术以及包括化肥减量化技术和农药减量化与残留控制技术为主的农业化学品减量使用技术等方面介绍了我国农业面源污染治理研究的发展现状。并对未来农业面源污染治理的发展趋势进行了论述。目前我国农业面源污染根本原因在于粮食安全压力大导致的农用化学品过量施用。施肥技术落后、肥料和灌溉水利用率低导致养分损失,肥料养分施用比例失调,偏施、重施单一化肥,限制了肥料利用率的提高;化肥施用比例过高,土壤物理性状变差养分流失加剧同。城镇化发展、地面硬化程度的提高,加速了面源污染物质的扩散和迁移。农业废弃物处理率低、农业技术推广滞后、公众缺乏环境意识等也是我国农业面污染污染的主要原因。我国农业面源污染具有分散、随机、难监测等特点,受气象事件、土地利用状况、地形地貌、水文特征、土壤等影响。我国农业面源污染治理技术研究取得了较大的进步,建立了一系列的污染治理技术。主要有:1)农村生活污水治理技术,包括人工湿地污水处理系统、蚯蚓生态滤池处理系统、稳定塘处理系统、生物膜处理技术等。2)生活垃圾和农业废弃物处理技术,目前生活垃圾的主要处理方式为“村收集—镇转运—县(市)集中处理”,大部分填埋或焚烧,少部分进行堆肥化处理;农作物秸秆处理以还田为主,此外还作为能源、建筑材料等新型资源化处理方式;畜禽粪便的处理方式主要是农肥化处理,做为优质有机肥进行循环利用。3)农业化学品减量化技术,其中的化肥减量化技术包括由氮肥运筹优化技术、种植制度优化技术、缓控释等新型肥料技术和施加土壤改良剂控制N、P流失等组成的化肥减量化技术;农药减量化与残留控制技术主要是由化学农药防治转向非化学防治技术或低污染化学防治技术。4)污染物质的生态拦截技术,主要是建立生物(生态)拦截系统,有效阻断径流水的污染物进入水环境。文章最后提出了未来我国农业面源污染治理的系统控制思想和相关技术研究的趋势,包括系统控制与区域治理结合、技术研发与工程示范结合、面源污染控制与管理结合及建立健全国家级农业面源污染监测评价与预警体系等。

来源出版物:中国生态农业学报, 2013, 21(1): 96-101

入选年份:2015

秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展

潘剑玲,代万安,尚占环,等

摘要:农作物秸秆是农田土壤有机质的重要来源。秸秆中含有农作物生长需要的氮、磷、钾、镁、钙和硫等营养元素,可以作为农业生产中重要的肥料资源。还田不仅是回收利用秸秆的一种重要方式,还可以减少野外焚烧秸秆出现的浪费资源和环境污染等问题。秸秆还田后在土壤中分解,能有效提高土壤有机质含量和肥料利用率,改良土壤结构和物理性状,综合改善土壤水、肥、气、热等方面的生态效益。土壤有机质和氮素有效性对作物产量和农业生产有直接或间接作用。了解秸秆还田对土壤有机质及氮素有效性的影响,对我国开展秸秆还田和有效回收利用有机肥料均有重要意义。本文总结近年来国内外关于秸秆还田后对土壤有机质和氮素有效性影响的研究报道,有助于加强对秸秆还田的综合性了解,并为相关研究的进一步开展提供资料,以期能合理有效地利用作物秸秆,达到培肥地力以及增加作物产量的效果,实现农业的可持续发展。我国耕地土壤有机质含量为10~20 g·kg-1,而表层土壤碳库储量为38~39 Pg,其中农业土壤约占5 Pg。为了增加农作物产量,农田土壤进行高化肥投入,致使提高农作物产量的同时,耕地土壤有机质出现严重的退化现象。实践证明增施有机肥、提高秸秆还田量、合理轮耕、种植豆科牧草肥田等措施,能有效提高土壤肥力和作物产量。通过秸秆还田平衡和维持土壤养分循环、提高农田土壤肥力越来越受到人们的重视,并有望通过秸秆还田来平衡化学肥料施用量。秸秆还田后,秸秆周围会有大量的微生物进行繁殖,形成土壤微生物活动层,加速了对秸秆中有机态养分的分解释放,可提高土壤有机质含量。秸秆添加增加了土壤碳源输入,在一定范围内,随着秸秆还田量和时间的增加,可显著提升表层土壤有机质含量。秸秆还田对土壤影响的过程中,主要通过影响腐殖质含量来调节土壤有机质。外源有机物质添加在微生物的作用下对土壤原有有机碳的作用分为正激发作用和负激发作用,碳氮比较低的秸秆还田有促进土壤原有有机碳的矿化作用,碳氮比高的秸秆添加到土壤后增强对土壤有机碳的矿化分解作用。实行秸秆还田措施,可提高氮素供应率,显著减少氮肥施加量和氮素损失量,提高水肥利用效率,增加培肥效果,并可部分解决农业生态系统中氮肥引发的污染问题。而外源有机物质添加对土壤有机氮的影响机制分为正激发和负激发作用,与系统投入高低和被降解底物的碳氮比有关。另外,秸秆添加对作物吸收氮素起着积极作用,减少氮素淋洗损失,增加氮素利用率,提高氮素有效性。影响秸秆碳氮降解的因素主要有秸秆的碳氮比、土壤含水量、秸秆还田季节和还田方式等。总之,秸秆是农业生产中重要的肥料来源和潜在的碳库能源,秸秆还田能提升土壤有机质含量和质量,增加速效养分含量和土壤氮素有效性等,对制约农业生产力发展因素有一定的改善作用。秸秆还田需结合根据农业环境情况和土质类型,确定适宜的还田时间、数量、并与化肥配合施用,充分考虑影响秸秆碳氮等物质释放的因素,增加秸秆还田率,促进农业可持续发展。

来源出版物:中国生态农业学报, 2013, 21(5): 526-535

入选年份:2015

生物质炭改良土壤及对作物效应的研究进展

王典,张祥,姜存仓,等

摘要:目的:生物质炭是作物秸秆等有机物质在限制供氧的条件下加热而成。生物质炭具有养分含量丰富、碱性和高稳定性等特点,因此可以降低土壤酸度,有效截留土壤养分,并在一定程度上促进养分吸收而提高作物产量。然而,生物质炭的使用仍存在诸多争议,包括其在土壤改良方面的效果以及其是否会在土壤剖面移动等。本文结合国内外有关生物质炭的最新研究进展,重点阐述了其制备的影响因素及其在土壤理化性质、植物生长发育和养分吸收等方面的影响。方法:本文通过广泛查阅文献及相关资料,综述了生物质炭制备的影响因素及其施用后对土壤理化性质、作物生长发育和养分吸收等方面的影响,阐述不同学者的观点和理论支撑,综合分析生物质炭的性质特点和应用范围。结果:综合比较分析国内外学者关于生物质炭在制备、性质及作用等方面的观点,可以得到以下结果:1)生物质炭的性质受原材料、热解温度及速度影响非常大。不同的生产环境得到不同性状的生物质炭,从而会产生不同的改良效果。2)生物质炭对土壤理化性质的改善效果与生物质炭施用量和土壤肥力水平有关。生物质炭对土壤物理性质改善可以归纳为提高土壤孔隙度和表面面积,降低土壤的拉伸强度进而提高根部熔深,降低土壤容重,在重力排水平衡上可以保持更多的水,有更大水截留潜力;生物质炭对土壤化学性质的影响主要表现在生物质炭一般呈碱性且富含多种养分元素,可通过影响土壤化学性质对南方酸性土壤进行改良。同时,生物质炭也是减少养分淋洗的良好土壤改良剂,生物质炭可以提高土壤钾的淋洗量,但对不同土壤类型的影响效果不相同,施用生物质炭处理明显增加了土壤耕层全氮的质量分数。3)生物质炭可通过改良土壤理化性质,如提高土壤pH、磷有效性和CEC,降低交换态Al3+含量等途径来间接影响作物生长发育;然而生物质炭对作物的改良效果受生物质炭类型、施用量、土壤类型和植物种类等因素影响较大,但也有学者对生物质炭在作物生长上的影响产生质疑。4)在一定的用量范围内,生物质炭在提高作物对养分的吸收方面有一定的促进作用。同时,生物质炭可以提高土壤养分的有效性,进而提高作物吸收养分的效率、促进作物生长。结论:目前生物质炭的应用在国际、国内仍处于起步阶段,研究使用的生物质炭多种多样,研究手段也不尽相同,因此研究结果相对缺乏可比性;不同材料、温度等条件制备的生物质炭性质差异很大,而且生物质炭在制备过程中会产生少量有毒有机物,因此施用于作物之前要进行风险评估,也有学者提出必须开展生物质炭标准研究和全国多点联网研究。虽然很多研究表明生物质炭在短期内对土壤改良有一定的效果,但其长期效应仍需进一步研究。而且目前的研究大多是室内模拟和小规模田间试验,在大规模推广应用之前还需考虑其大批量及廉价制备问题。生物质炭对土壤植物的效应研究上,目前多集中于宏观现象研究,其作用机理仍需进一步探索,如果摸清其改良土壤和植物的作用机理,就可以更好地调节生物质炭加入土壤的比率和生产出更优性质的生物质炭来更好地服务人类。

来源出版物:中国生态农业学报, 2012, 20(8): 963-967

入选年份:2015

施肥模式对茶叶产量、营养累积及土壤肥力的影响

林新坚,黄东风,李卫华,等

摘要:目的:施肥是提高茶叶产量、品质、土壤质量及促进茶园可持续利用最重要的农业措施之一。关于施肥与茶叶产量、品质及土壤肥力状况的变化研究多只针对单独施用化肥、有机肥、化肥与有机肥配施或套种绿肥等对茶树生长或土壤肥力变化的影响,且大部分研究结果是基于短期(如1季或1—2年)试验所得。茶树属多年生作物,现有的单一且短期的施肥试验结果还不足以充分反映施肥与茶树生长及茶园土壤肥力的长期变化规律。为此本研究通过连续4周年的田间定位试验,研究了6种不同施肥模式对茶叶产量、营养物质累积量及其茶园土壤肥力变化的规律,为选用合理施肥模式以提高茶叶产量、促进茶叶营养物质的累积及提升茶园土壤肥力,并推进茶业的可持续发展提供科学依据。方法:试验地位于福建省福安市天香茶叶有限公司茶叶基地进行。试验采用连续4年的田间定位试验方法,设6种不同施肥模式:不施肥(对照)、茶树配方化肥、1/2茶树配方化肥+1/2有机肥、有机肥、茶树配方化肥+豆科绿肥和1/2茶树配方化肥+1/2有机肥+豆科绿肥,每个处理重复4次。每个试验小区面积为15 m2,随机区组排列。试验以等氮量施用为基础,兼顾磷钾养分平衡。套种的豆科绿肥为圆叶决明,每年冬季自然枯萎并覆盖在茶园行间,成熟种子自然撒落并于次年春季自发萌芽。化肥分别用尿素、磷酸一铵和氯化钾;有机肥用“农地乐”牌精制有机肥。试验第4年取春茶茶青样品进行茶叶的氮、磷、钾、茶多酚和水溶性浸出物含量测定,次年秋季取土样,测定土壤基本肥力状况。结果:与对照(不施肥)模式相比,其他几种施肥模式均在一定程度上增加了茶叶产量,促进了茶叶营养物质的累积,并提高了茶园土壤的基本肥力状况;其中,1/2茶树配方化肥+1/2有机肥+豆科绿肥的试验效果最佳,其3年茶叶总产量最高,为5929 kg·hm-2,比对照提高106.17%;茶叶氮、磷和钾累积量最高,分别为4.962 kg·hm-2、0.48 kg·hm-2和5.966 kg·hm-2,比对照分别提高88.6%、57.41%和98.87%;茶叶茶多酚和水浸出物累积量最高,分别为23.39 kg·hm-2和119.41 kg·hm-2,比对照分别提高73.29%和85.56%;并比对照分别提高茶园土壤有机质1.29倍、全氮1.7倍、全磷2.98倍、速效氮1.59倍、速效磷34.3倍和速效钾3.3倍。结论:1/2茶树配方化肥+1/2有机肥+豆科绿肥施肥模式不仅能够明显提高茶叶产量、促进茶叶营养物质的累积,还能有效提升茶园土壤的肥力水平,因此,该种施肥模式值得今后在茶园施肥上进一步推广应用。

来源出版物:中国生态农业学报, 2012, 20(2): 151-157

入选年份:2015

不同耕作措施下旱作农田土壤团聚体中有机碳和全氮分布特征

武均,蔡立群,齐鹏,等

摘要:目的:土壤团聚体的形成与土壤有机碳和全氮密不可分,且对有机碳和氮素亦有保护作用。翻耕破坏土壤大团聚体,致使团聚体中有机质暴露,这不仅增加了有机质的输出,还加剧了土壤温室气体的排放。陇中黄土高原半干旱区典型的传统耕作措施对耕层土壤过度翻动导致大量土壤团聚体破坏,而休闲期地表裸露致使水分蒸发强烈、利用效率低,作物秸秆大量移出减少了土壤有机质含量,加剧了耕地质量的恶化。为了缓解或改善以上现象,寻求合理的耕作措施迫在眉睫。目前,不同农作方式对土壤团聚体碳、氮库影响的研究较少,尤其是针对陇中黄土高原。为了探索不同耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤团聚体有机碳、全氮含量和分布的影响,本研究对长期不同耕作措施下土壤团聚体特征和固碳、氮效应进行测定分析,旨在为深入和准确评价土壤团聚体中碳、氮分布特征,并且为该区选择更有利于土壤结构稳定性保持及其碳、氮积累的合理耕作措施提供可靠的理论依据。方法:试验设于陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区的甘肃省定西市李家堡镇麻子川村(35°28′N,104°44′E)。试验地为连续进行12年的春小麦、豌豆双序列轮作保护性耕作长期定位试验,即小麦→豌豆→小麦(简称W→P→W)序列,当季作物为小麦;豌豆→小麦→豌豆(简称P→W→P)序列,当季作物为豌豆。各序列均设4个处理,分别为传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕不覆盖(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)。土壤冻结前采用五点法分别采集各小区0~5 cm、5~10 cm、10~30 cm土层土样1500 g左右,用于土壤团聚体分析和于土壤理化性状测定。分别测定土壤的机械稳定性团聚体(>5 mm、2~5 mm、0.25~2 mm、<0.25 mm)百分含量,全土和各粒径团聚体中有机碳、全氮含量。并计算了平均重量直径(MWD,mm)和各粒径土壤团聚体有机碳/全氮在土壤中的贡献率。结果:各处理均以≥0.25 mm团聚体为优势团聚体,且≥0.25 mm团聚体含量随土层深度增加而增加,而其他粒径团聚体含量随土层深度的变化并无明显规律。较之T处理,TS、NT、NTS处理均可提升≥0.25 mm团聚体含量和平均重量直径,NTS处理提升效果最明显。TS、NT、NTS处理土壤有机碳和全氮含量均高于T处理,其中TS、NTS处理显著高于T处理,NTS处理高于TS处理;各处理土壤有机碳和全氮含量均随土层增加而减小。较之T处理,NT、TS、NTS处理可不同程度提高各粒径团聚体中有机碳和全氮含量,NTS处理的含量最高;各粒径团聚体中有机碳和全氮含量均随土层深度增加而减小;同时,团聚体中有机碳和全氮含量随粒径减小而增加。2~5 mm和0.25~2 mm和≥5 mm团聚体含量与相应粒径团聚体有机碳含量呈极显著正相关、极显著正相关和极显著负相关;0.25~2 mm和≥5 mm团聚体含量与相应级别团聚体全氮含量分别呈极显著正相关和显著负相关。T处理不同粒径团聚体有机碳和全氮贡献率按其大小排序均为(<0.25 mm)<(≥5 mm)<(0.25~2 mm)<(2~5 mm),其他3种耕作措施各粒径团聚体有机碳和全氮贡献率在各土层中的排序各有不同,并无明显规律。结论:两个轮作序列下,各处理均以≥0.25 mm团聚体为优势团聚体,且随土层的增加而增加,<0.25 mm微团聚体随土层增加而减少;保护性耕作可不同程度地增加≥0.25 mm团聚体含量,提升团聚体MWD,其中NTS处理效果最好。团聚体中有机碳和全氮含量随粒径减小而增加,2~5 mm和0.25~2 mm团聚体是有机碳的主要载体,0.25~2 mm是全氮的主要载体。保护性耕作可增加全土和各粒径团聚体中有机碳和全氮含量,且NTS处理含量最高。

来源出版物:中国生态农业学报, 2015, 23(3): 276-284

入选年份:2015

中国作物种业科学技术发展的评述

盖钧镒,刘康,赵晋铭

摘要:《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》提出构建以产业为主导、企业为主体、“育繁推一体化”的现代农作物种业体系,全面提升中国农作物种业发展水平。国内外种业的发展推动了种业科学的形成和发展。种业科学是围绕“育繁推一体化~种业产业发展而形成的科学技术学科类群,作物遗传育种是其中的一部分,它和种子生产的理论与技术、种子示范和营销的理论与技术构成了种业科学技术的主体,在相应的遗传、生理、信息技术、政策法规等学科知识的配合下成为相对集中的学科体系。中国的种业科学技术体系正在形成与完善之中。传统作物育种建立在孟德尔遗传学和细胞遗传学基础之上,形成一套包括种质资源鉴定与创新、不同类型品种及其选育在内的技术体系。传统育种取得了巨大的成功,作物产量、品质和抗性的显著提高主要归功于特异种质发掘、创新和有效利用。传统育种对单基因性状的选择和利用十分有效,但是对于遗传率低、基因型—环境互作显著的多基因性状的改良进展有限。基因组学和分子生物学的发展与传统遗传育种相结合,试图改进种质资源的研究与应用方式以及育种策略,从而突破日益萎缩的作物育种的遗传增益。新型分子标记开发、等位基因挖掘、基因组选择和转基因育种等成为现时分子生物育种的研究热点。然而,种业目标性状的界定、性状的精准鉴定、种业基因的源泉、性状基因体系的生态区特征、育种现代化技术、育种信息技术、标记辅助技术、转基因技术体系等仍然是育种理论和技术的关键问题。作物种子生产标准化、种子生产附加技术以及作物种业示范推广科学技术是现代种业生产销售优质商品种子的重要技术体系。在此基础上,本文探讨了中国种业科学技术发展的策略和建议,提出要围绕种业发展的需求,建成相对完整的种业科学技术学科体系;要顶层设计,建设成企业种业科技和公益性种业科技两支相互补充、相互配合的种业科学技术研发力量;要优先研究和解决种业发展中的重大科学技术问题,其中包括规模化育种技术,资源富集、遗传解析与创新,常规育种的分子辅助技术,转基因育种与安全技术,品种区域适应性试验制度与品种审定制度的完善,配齐种业基础性公益性研究并确立种子生产标准化体系,加强作物杂优化研发使杂种化成为中国未来种业的特色等。

来源出版物:中国农业科学, 2015, 48(17): 3303-3315

入选年份:2015

作物科学中的环境型鉴定(Envirotyping)及其应用

徐云碧

摘要:全球气候变化正在对地球环境产生日益重要的影响,而作物生产取决于作物基因型和环境之间的相互作用。作物生产需要理解和操控许多因素,其中包括影响植物生长、发育的所有环境因素以及这些环境因素对作物代谢、基因表达等的影响。在经典的数量遗传学研究中,环境因子被作为影响作物性状遗传、不能被明确定义或分解的整体环境因素E来看待,实际上是作为一个未知的“黑箱”来处理,因此,无法从本质上了解不同环境因子对作物生长、发育、遗传、代谢等的影响,更无法通过设计和调控环境因子,进而通过改变和调控作物来实现作物的高效生产。利用现代生物学技术可以在分子水平上精细解析作物的基因型及其各个遗传组分对于表现型的贡献。然而对于作物具有重大影响的环境因子,目前,只能通过作物在不同环境下的表现型来推测其综合作用,或对整个试验区的个别环境因子进行对比分析,无法对各类环境因子进行深入剖析。笔者首次在国际上提出了环境型鉴定概念,并用创造的一个英文新词etyping来表示。在本文中,环境型鉴定用envirotyping来代替。环境型(envirotype)用来描述包括所有影响作物不同生长发育阶段的内部和外部环境因子及其各种组合,外部环境因子主要包括水、肥、气、热、光、土壤、耕作制度和伴生生物等;而环境型鉴定用来表述对所有环境因子的解析和测定。环境型信息可以通过多种方式采集。作物多年多点区域试验积累了大量相关试验点的环境数据;地理信息系统(geographic information system,GIS)和土壤信息系统积累了大量气候、天气、土壤的数据;小型气象站可以监测小范围的天气、降雨、温度、气流等气象因子。众多环境检测仪器的使用,可以大规模采集与植物冠层、植物周边甚至单个试验小区和单个测试材料有关的土壤、光照、温度、水分、病虫害、伴生生物等外界环境因子。环境型信息将日益广泛应用于环境及其特征性鉴定、作物基因型-环境型互作、表现型预测、病虫害流行预测、近等环境型(near iso-envirotype)确定、作物对特定环境的反应研究、农艺组学(agronomic genomics)、精准高效农业等。展望未来,环境型鉴定需要将研究对象聚焦在单个材料的水平,实现单个材料的相关环境因子不同阶段的动态鉴定;需要开发和建立与基因型、表现型相结合的综合信息系统以及相应的决策支撑系统;环境型信息将最终有助于建立基于基因型—表现型—环境型的三维作物生产和研发系统,从而使未来作物育种中的选择建立在此三维空间概念的基础之上,并推动高产高效作物生产体系的建立。

来源出版物:中国农业科学, 2015, 48(17): 3354-3371

入选年份:2015

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