土壤与作物

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迟光宇, 郭楠, 陈欣

2017, 6(04): 243-250.

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近年来我国农田重金属污染日趋严重,给农作物和人体健康带来巨大危害,对农田重金属定性和定量监测十分必要。高光谱遥感具有波段多、连续和分辨率高的特点,可以动态监测农田重金属分布信息,为快速了解农田土壤重金属含量提供新途径。本文重点阐述土壤/植被重金属高光谱遥感的机理、影响因子、光谱特征以及相关预测模型,分析了目前重金属高光谱遥感技术存在的问题,并对其进行了展望。

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水稻-油菜轮作不同施肥对油菜苗期生长的影响

张立成, 杨敬林, 肖卫华, 贺文玉, 倪伟俊, 尹文艳, 胡德勇

2017, 6(04): 251-255.

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采用大田和盆栽试验方法,选取肥力一般的水稻土进行油菜栽培,研究了水稻-油菜轮作下施用不同元素肥料对油菜苗期生长的影响。结果表明,单施N肥和综合施肥油菜苗期的根系和叶片的生长状况要优于单施P肥和单施K肥。单施肥处理的根冠比低于综合施肥和不施肥对照处理,单施P肥和K肥对油菜苗期根系生长影响较小,对叶片有一定的促长作用。油菜苗期植株中茎叶N、P、K含量高于根系,施用N肥和P肥油菜叶片中相应元素含量显著增高,而施用K肥可显著提高根系中钾素含量。

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昆虫病原线虫共生细菌对南方根结线虫卵孵化的影响

王鑫鹏, 王从丽, 李春杰

2017, 6(04): 256-262.

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为探讨不同种(品系)昆虫病原线虫共生细菌的不同稀释倍数对南方根结线虫Meloidogyne incognita卵孵化的影响,采用培养皿法进行室内生测,定期调查根结线虫卵孵化情况。结果表明,4种(品系)昆虫病原线虫(斯氏属两个种和嗜菌异小杆两个品系)共生细菌的10×稀释液,6 d时Hb-NJ共生菌使M.incognita的卵孵化率最低,为8.6%,以TSY培养液为对照,其孵化率为29.1%,Hb-NJ共生菌对M.incognita卵孵化的抑制作用最强,相对抑制率为70.6%,其它3种昆虫病原线虫Hb-IGA、Sc-All和Sf-IGA共生细菌的孵化率为分别为24%、22.6%和25.2%,其相对抑制率是17.2%、22.3%和13.4%;8 d时线虫Hb-NJ、Hb-IGA和Sc-All共生菌的相对抑制率分别为67.1%、39.3%和41.7%,10 d时4种(品系)昆虫病原线虫共生菌对M.incognita的孵化率和抑制率均无显著性差异(p>0.05)。4种(品系)昆虫病原线虫共生菌的20×和50×稀释液对M.incognita卵孵化没有明显的抑制作用。基于以上结果,Hb-NJ的共生细菌可以通过抑制南方根结线虫的卵孵化导致线虫群体下降而达到防治线虫的目的,因此是一种潜在的生物杀线虫剂。

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不同生育期饲料油菜瘤胃降解特性的研究

王洪超, 刘春龙, 刘大森, 李忠秋, 陆欣春

2017, 6(04): 263-269.

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本试验旨在通过测定不同生育期(现蕾期、盛花期和结荚期)饲料油菜在奶牛瘤胃内的降解规律,为饲料油菜的合理开发和利用提供理论依据。以不同生育时期饲料油菜为试验样品,选用永久性瘤胃瘘管荷斯坦奶牛为试验动物,采用尼龙袋法,测定4 h、8 h、12 h、16 h、24 h、36 h、48 h和72 h的干物质(DM)、粗蛋白(CP)和中性洗涤纤维(NDF)在瘤胃内的降解率。试验结果表明,随着生育时期的推进,DM瘤胃降解率呈降低趋势,由高到低依次为现蕾期、盛花期和结荚期;饲料油菜生育时期对降解参数快速降解部分(a)、慢速降解部分(b)和有效降解率(ED)的含量有较大影响,结荚期的CP快速降解部分a值显著高于盛花期和现蕾期(p<0.05),CP的慢速降解部分b值表现为现蕾期显著高于盛花期和结荚期(p<0.05)。现蕾期的DM快速降解部分a和慢速降解部分b显著高于结荚期的相应降解部分(p<0.05)。盛花期的NDF快速降解部分a和慢速降解部分b显著高于结荚期的相应降解部分(p<0.05)。盛花期的CP有效降解率(EDCP)、DM有效降解率(EDDM)和NDF有效降解率(EDNDF)显著高于结荚期(p<0.05)。不同生育时期饲料油菜在瘤胃降解率不同,盛花期的CP有效降解率高于现蕾期和结荚期,DM和NDF的有效降解率都表现为结荚期最低。

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秸秆还田对酸性水稻土培肥增产、土壤微生物生物量及酶活性的影响研究

邬石根

2017, 6(04): 270-276.

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通过田间定位试验,研究了稻草秸秆还田对土壤有机质及其养分含量、土壤微生物生物量、土壤酶活性及水稻产量的影响。试验结果表明:秸秆还田显著提高了土壤有机质及养分含量,与对照相比,秸秆还田的处理土壤有机质含量提高了7.00%,土壤全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量分别提高了3.57%、3.49%、4.11%和3.39%;秸秆还田显著提高了土壤微生物生物量碳、氮,与对照相比,土壤微生物量碳、氮分别提高了37.4%和21.8%;秸秆还田显著提高了土壤酶活性,与对照相比,土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性分别提高了67.4%、12.4%和7.43%;秸秆还田显著提高了水稻产量,与对照相比,秸秆还田的处理和秸秆还田并配施腐熟剂的处理水稻实际产量分别增加了4.85%和5.96%。

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四平市城郊蔬菜地土壤重金属来源及环境风险评价

徐光辉, 王洋, 于锐, 王继红, 崔政武, 汤琳, 张静静

2017, 6(04): 277-282.

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以四平市城郊蔬菜地土壤为研究对象,研究了土壤中Pb、Cu、Cd、As和Hg 5种重金属的含量特征及潜在生态风险和健康风险,并对其来源进行了分析。结果表明:研究区Pb、Cu、Cd、As和Hg含量的平均值分别是背景值的1.32倍、2.38倍、2.52倍、1.59倍和2.72倍,在表层土壤中存在明显的富集。环境风险评价表明:研究区土壤重金属处于中等生态风险水平,其中Hg处于较高生态风险水平。健康风险评价模型对暴露人群经摄食途径引起的重金属健康风险评价表明研究区内居民不存在健康风险。主成分分析表明:Cu、Cd主要来自于农业生产;As与污水灌溉及含As农药的使用有关;Hg主要来源于煤炭燃烧;Pb主要来自于汽车尾气以及工业烟尘的大气沉降。Cu、Cd具有一定的同源性,pH值对Pb、Cd迁移转化的影响较强。

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东平湖湖区农田土壤重金属污染评价

胡尊芳, 孙彦伟, 程龙, 杨扬, 孙建峰

2017, 6(04): 283-290.

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为考察东平湖湖区农田土壤的重金属污染状况,为农业活动和东平湖的水质安全提供支持,2014年在湖区农田中采集15个土壤样品,测定其中Pb、Cr、Cd、As和Hg 5种重金属的浓度,采用综合污染指数、地累积指数和潜在生态风险指数评价土壤的重金属污染状况,并用surfer软件对农田土壤的生态风险进行分区。结果表明:农田土壤中5种重金属的浓度基本都满足土壤环境质量标准的I~II类,主要富集物质为Hg,富集系数为2.50;综合污染指数为0.41,污染级别为1级;地累积指数为-1.23~2.63,污染级别为1~4级;潜在生态风险总指数为168,表明土壤具有中度的生态危害;分区结果显示湖区东北部的生态危害相对较重,需要进行进一步的污染源调查处置。

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长期化肥施用与秸秆还田对玉米根部相关AMF和细菌的群落结构多样性的影响

田磊, 石少华, 张建峰, 高强, 田春杰

2017, 6(04): 291-297.

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玉米为中国东北地区主要农作物之一,其产量对中国农牧业具有重要影响。本文在30年玉米长期定位试验田开展,研究了不同化肥和秸秆还田对玉米土壤部分理化指标及玉米根相关AMF和细菌的丰富度和多样性Shannon指数的影响。结果表明长期不同施肥处理和玉米秸秆还田对土壤p H、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾和总氮具有显著的影响,秸秆还田可以显著提高土壤有机质含量,其他指标也有一定的变化;相同施肥情况下,秸秆还田组可以显著提高根部相关细菌、AMF菌的丰富度和Shannon指数,其中在施用磷肥的情况下,秸秆还田组细菌Shannon指数提高27.9%,丰富度高63.6%,AMF菌丰富度高40.1%,Shannon指数高35.7%;土壤不同理化特性影响着AMF、细菌的丰富度和Shannon指数,其中有机质与根部细菌、AMF的丰富度和Shannon指数的相关性在0.7~0.9之间,相关性显著(p<0.05),碱解氮与根部微生物的相关性也是0.7~0.9之间,相关性检验显著(p<0.05)。

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不同海拔蔗区土壤有机质、全氮含量和pH值特征

刀静梅, 刘少春, 张跃彬, 郭家文, 樊仙, 李如丹, 高欣欣, 邓军, 方志存, 彭秋连

2017, 6(04): 298-303.

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为明确海拔高度对云南省山地甘蔗土壤有机质、全氮及p H的变化影响,研究了云南省甘蔗种植面积最大的地级市——临沧市甘蔗生产区1 740份土壤样品的有机质、全氮含量和p H值的差异。结果表明:土壤有机质和海拔呈极显著相关关系(γ=0.156**,p<0.01),随海拔升高而增加;土壤全氮含量、p H值与海拔无显著相关关系,不随海拔升高而增加。临沧市蔗地土壤有机质含量平均为25.6 g·kg~(-1),变幅为0.3 g·kg~(-1)~79.1 g·kg~(-1),变异系数为41%;土壤全氮平均含量为0.120 g·kg~(-1),变幅0.117 g·kg~(-1)~0.122 g·kg~(-1),变异系数为44%;土壤p H值平均5.3,变幅3.6~8.6,变异系数15%。

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土壤生态系统中食细菌线虫与细菌相互作用关系研究

潘凤娟, 韩晓增, 邹文秀

2017, 6(04): 304-311.

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食细菌线虫是土壤线虫主要的营养类群之一,其与细菌通过捕食关系构成的网状结构是土壤微食物网中最为重要的一部分,对食物网中的能流方向和大小起关键的控制作用。本文概述了食细菌线虫对细菌数量和群落结构的影响,食细菌线虫与细菌捕食与被捕食的动态平衡关系,及主要环境因子(土壤水分、温度、含氧量、C/N和p H)对食细菌线虫和细菌群落结构的影响,以期为深入揭示土壤食物网的功能和机制及土壤的生态过程提供理论依据。

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土壤侵蚀日发布系统

陈学文, Richard M.Cruse, Brian K.Gelder, Timothy J.Sklenar, Daryl E.Herzmann, David E.James, 李浩, 张兴义

2017, 6(04): 312-319.

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土壤侵蚀发布系统作为定量研究土壤侵蚀过程的重要工具,一直是土壤侵蚀学科的前沿领域,其对于估算土壤流失速度、评估水土保持措施效益具有重要的科学意义。然而,现有土壤侵蚀发布系统多仅依靠一年内降雨事件或利用多年平均降雨数据进行潜在土壤侵蚀程度估算,无法对一次平均水平的土壤侵蚀事件进行定量描述,更无法回答土壤侵蚀在何时何地发生,侵蚀动态如何变化,以及降雨、地形、土壤、作物管理方式和极端事件的时空变化对土壤侵蚀的影响。作为土壤侵蚀发布系统领域最新研究进展的土壤侵蚀日发布系统DEP(Daily Erosion Project),解决了以往土壤侵蚀发布系统中出现的上述问题。DEP基于侵蚀模型、地理信息、土地利用、植被变化等信息,逐日模拟降雨、径流、剥离、土壤流失等定量指标,结合第二代气象雷达云图生成土壤侵蚀分布图,实现以日为步长的土壤侵蚀发布,成为首个土壤侵蚀日发布系统,已在美国成功应用。本文详细介绍了土壤侵蚀日发布系统,并对实例进行了分析,探讨了该系统在我国土壤侵蚀发布研究与应用中的前景。

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