土壤与作物

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韩晓增, 邹文秀, 陆欣春, 丁素荣, 尤孟阳, 严君, 陈旭, 周学超

2017, 6(02): 81-88.

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沙性土壤是我国一种重要的耕作土壤,但是由于其矿物结构简单,耕层土壤保水性能差,养分含量少,属于中低产土壤,如何构建肥沃的沙性土壤耕层,有效地提高沙性土壤的耕地地力是目前急需解决的问题。本研究以内蒙古赤峰市的典型沙性土壤为研究对象,以未进行耕翻的地块为对照,分析了不同肥沃耕层构建方式(耕翻和物料施用)、深度(20 cm(T20),35 cm(T35)和50 cm(T50))和构建物料(牛粪和黑土)对沙性土壤耕层水分物理性质的影响。研究结果表明不同耕翻深度和构建物料施用深度是影响剖面物理性质变化的重要因素。不同构建方式均能够促进土壤>2 mm和0.25 mm~2 mm团聚体的形成,表现为牛粪(M)>黑土(B)>耕翻(T)>对照(CK);构建物料的施用显著地减少沙性土壤的容重,增加了总孔隙度、田间持水量和饱和持水量,说明肥沃耕层构建能够增加土壤持水能力,其中以施用牛粪处理效果最显著;利用牛粪构建肥沃耕层显著地减少了沙性土壤的饱和导水率,与CK、施用黑土和耕翻相比,降低了17.2%~45.3%;不同构建深度玉米产量表现为T35>T50>T20,表明沙土适宜的肥沃耕层构建深度为35 cm,与CK、耕翻和施用黑土相比,施用牛粪后玉米的产量增加了38.8%,34.7%和7.2%。因此,沙性土壤肥沃耕层构建过程中适宜的深度为35 cm,适宜的构建物料为牛粪。

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玉米和大豆根内生拮抗细菌筛选鉴定及生防能力评价

喻江, 于镇华, 刘晓冰, 王光华

2017, 6(02): 89-95.

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为获得对植物真菌病害有稳定作用效果的生防细菌,采用平板对峙培养法从大豆和玉米根部内生细菌中筛选获得12株菌株,这些细菌对大豆立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、大豆尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.glycine)和番茄枯萎病菌(Fusarium oxgsporum f.sp.lycopersici)均具有明显拮抗作用。16S rRNA基因鉴定表明12株内生拮抗细菌分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)。选取5株细菌进行盆栽接种试验,结果表明,供试细菌均对大豆根腐病具有一定的防治效果,其中,菌株J1和J2防效分别达到20.4%和32.1%。

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不同材料覆盖对玉米生长及水分利用效率影响

匡恩俊, 宿庆瑞, 迟凤琴, 张久明, 高中超, 朱宝国

2017, 6(02): 96-103.

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采用随机区组试验,对比研究了光降解地膜覆盖(M)、聚乙烯地膜覆盖(J)、秸秆整棵覆盖(S)、液体地膜地面喷洒(Y)、黄腐酸蒸腾抑制剂叶喷(FA)等不同减蒸方式在不同蒸发量地区(嫩江和大庆)的土壤水分、温度的变化和玉米生长状况及水分利用效率。结果表明:不同处理水分差异较大,地表有覆盖物均可提高土壤含水量。拔节期,J、M、S覆盖都高于对照,嫩江和大庆试验区依次高出88.2%和64.5%、32.2%和27.2%、24.0%和13.6%,嫩江达到差异显著水平(p<0.05);开花期,2个试验区只有S与其他处理差异达到显著水平(p<0.05)。地膜覆盖提高土壤温度0.6℃~0.9℃(嫩江)、1.2℃~1.5℃(大庆),秸秆覆盖降低温度0.5℃~1.0℃(嫩江)、0.3℃左右(大庆)。FA叶面喷施后嫩江和大庆玉米叶面蒸腾速率与对照相比减少29.5%、24.3%,气孔导度减少30.6%、15.5%,净光合速率增加16.7%、10.9%。M和J覆盖的产量最高,而S覆盖减产幅度为6.2%~10.0%。水分利用效率与产量呈正相关趋势,利用率最高的为J和M覆盖,分别比对照提高了19.0%和18.1%(嫩江)、20.2%和19.5%(大庆);水分利用率最低的为S覆盖,比对照降低了5.4%(嫩江)和9.2%(大庆)。覆盖减蒸技术对于蒸发量大的地区效果明显。

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基于MODIS时序数据的Landsat8影像选取及面向对象分类方法的农作物分类

刘明月, 王宗明, 满卫东, 毛德华, 贾明明, 张柏, 张淼

2017, 6(02): 104-112.

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利用遥感技术进行农作物分类,可近实时地获取各种农作物种植的空间分布状况,对于农业生产管理和农业政策制定等都具有十分重要的意义。为避免单时相遥感影像存在同物异谱、同谱异物的现象,提高以往基于MODIS数据提取农作物分布方法的精度,改善传统分类方法存在椒盐噪声及分类效率低的缺点,本文基于MODIS NDVI时间序列曲线,确定作物识别的最佳时段,结合辐射分辨率较高的多时相Landsat8 OLI影像,采用面向对象的分类方法,充分利用物候特征及光谱信息区分作物类别,并在黑龙江省重点产粮区-北安市进行应用,获得北安市各类农作物的空间分布信息。地面调查验证结果表明,该农作物类别识别方法分类效果较好,总体精度达90.7%,kappa系数为0.88。研究结果说明,基于多时相Landsat 8 OLI影像及面向对象分类的方法,并结合MODIS时间序列数据,可以高效、精确地提取农作物信息,应用潜力巨大。

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不同覆膜方式对玉米产量和节水保墒的影响

何增国, 杨慧林, 黄少学

2017, 6(02): 113-118.

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为验证在控制灌水量的前提下不同覆膜方式玉米增产效果,试验研究探讨了不同覆膜方式对灌水量、土壤温度、土壤湿度和玉米性状及产量影响。结果表明,在相同灌溉约束条件下,全膜平铺覆土全生育期灌水总量最少,但其土壤含水量、水分利用效率、产量均高于全膜双垄沟灌和半膜平作畦灌处理,节水保墒效果及增产效果明显;不同覆膜方式对土壤温度影响无差异,不会对玉米生长产生影响;全膜平铺覆土玉米产量最高为14 763 kg/hm~2,分别比全膜双垄沟灌、半膜平作畦灌处理增产4.18%、31.3%。

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大豆光能高效利用的分子调控机制研究进展

娄璐岩, 杨素欣, 于慧, 冷建田, 张耀华, 冯献忠

2017, 6(02): 119-126.

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光合作用是影响作物产量的重要因素,长期以来国内外科学家通过高光效育种对大豆产量的提高起到了重大的促进作用。近年来,随着植物光合分子生物学研究和基因工程技术的发展,有关大豆光合作用分子机制和光能利用效率分子调控的研究取得了很多进展。本文总结了大豆光合作用相关的基因,综述了调控光能利用效率相关因子的研究进展,以期为大豆高光效分子设计育种提供理论指导。

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生物有机肥对保护地西瓜生长、产量和品质的影响

李亚娟, 邱慧珍, 高启发, 邓宝强

2017, 6(02): 127-131.

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采用田间小区试验方法,以施普通有机肥(OF)和当地习惯施肥(CK)为对照,研究了保护地施用生物有机肥(BOF)对西瓜生长、产量和品质的影响,旨在为当地保护地西瓜的高产优产提供依据。结果表明:施用生物有机肥明显促进了保护地西瓜的生长。结瓜期生物有机肥处理的主蔓长比普通有机肥和当地习惯施肥处理分别增加了10.9%和15.2%,SPAD值比普通有机肥处理和当地习惯施肥处理分别提高了9.9%和6.7%,结瓜部位比普通有机肥处理和当地习惯施肥处理分别提高了10.3 cm和14.5 cm,但是生物有机肥处理对西瓜的叶片数和茎粗没有显著影响。与普通有机肥和当地习惯施肥处理相比,施用生物有机肥显著提高了西瓜的结瓜个数和产量,结瓜个数比普通有机肥处理和当地习惯施肥处理分别增加7.6%和11.6%,产量分别提高了14.5%和17.9%,生物有机肥处理的产量达46 860 kg·hm-2,而普通有机肥处理对西瓜没有明显的增产效果。施用生物有机肥可提高西瓜的可溶性固形物(SSC)含量,降低西瓜的果皮厚度,但是与普通有机肥和当地习惯施肥处理差异均不显著(p>0.05)。

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基于东方白鹳生境的洪河自然保护区生态评价

金晓敏, 李颖, 付波霖, 殷书柏, 杨高

2017, 6(02): 132-138.

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湿地生态环境的保护对改善濒危物种的生存环境质量至关重要,而建立具有针对性、合理性的评价指标体系势在必行。本文以洪河自然保护区为例,针对东方白鹳栖息生境、觅食生境、景观生境和应急觅食生境,基于压力-状态-响应模型构建了具有针对性的洪河自然保护区湿地生态脆弱性评价体系,并利用综合评价法对2013年洪河自然保护区湿地生态进行了脆弱性评价。评价结果表明:2013年洪河自然保护区湿地的生态脆弱性为潜在脆弱,保护区内生态环境质量良好,这与政府对保护区的管理、发展以及人们的保护意识提高密切相关。

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江西茶园土壤酸化及对策

孙永明, 张昆, 叶川, 万雅静, 李小飞, 余跑兰, 武琳, 王永刚

2017, 6(02): 139-145.

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为全面摸清江西茶园土壤酸化现状,为政府部门宏观决策提供科学依据,文章调查了江西18个茶叶生产县203个代表性茶园的土壤p H,通过统计分析得出:江西茶园土壤p H整体水平较酸,平均为4.65,最高为6.95,最低为3.51,其中低于4.5的强酸性土壤占样本数的43%;各个县的酸度情况根据p H高低划分了五类,其中星子县属于茶树生长最适酸度区域,修水、铜鼓、南昌等9个县属于重度酸化区域。变异特征表现为时间上随着茶园种植年限的延长,土壤p H呈缓慢下降趋势,但下降的速度因土壤类型的不同表现出不同的差异,空间上无明显特征。科学平衡施肥、施用土壤改良剂和合理耕作能够遏制土壤酸化趋势。

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利用CRISPR/Cas9创造早熟香味水稻

周文甲, 田晓杰, 任月坤, 魏祥进, 高扬, 谢黎虹, 刘华招, 卜庆云, 李秀峰

2017, 6(02): 146-152.

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黑龙江省是我国最大的水稻种植区,近年来水稻种植面积不断增加,为加快高纬度、低积温的地区品种选育进程,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对第二积温带主栽品种绥粳14的抽穗期基因Hd2、香味基因Badh2进行编辑。通过T_1代的分子鉴定,Hd2和Badh2基因被敲除而且基因型纯合。田间鉴定表明,转基因抗性标记也被成功剔除的两个株系,绥粳14-d1和绥粳14-d2,比绥粳14提早13天左右。利用咀嚼法、氢氧化钾浸泡法和气相色谱-质谱联用技术(GCMS)测定香味,结果显示绥粳14-d1和绥粳14-d2中香味物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量显著高于绥粳14。综合以上结果,本研究利用基因编辑技术,成功获得了改良的抽穗期缩短香米品种,为早熟、优质水稻品种的选育提供了理论指导,加速了育种进程。

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土壤中阿特拉津生物降解的研究进展

吴奇, 宋福强

2017, 6(02): 153-160.

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阿特拉津是农田土壤中广泛使用的除草剂之一,大面积使用可对植物、鱼类以及包括人类在内的哺乳动物造成危害,因此对阿特拉津降解行为的研究是预防和缓解其对生态环境危害的主要途径。本文综述了国内外近20年有关阿特拉津危害和降解方式的研究,阐述了利用植物、微生物以及植物与微生物共生修复阿特拉津污染土壤的最新研究进展,并对每种技术目前存在的问题以及未来研究发展方向进行探讨与展望。通过对各种修复途径特点的比较和分析,认为利用植物与微生物共生即丛枝菌根修复阿特拉津污染土壤的方法是一种绿色、高效、理想的修复技术。

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