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  • 2019年, 8卷, 第04期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 土壤活性有机质组分的分类方法及其研究进展
    周萌, 肖扬, 刘晓冰
    2019, 8(04): 349-360.
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    土壤活性有机质对农田管理措施和气候变化的响应敏感且快速,是表征土壤质量变化的重要指标,成为土壤生态学及环境土壤学交叉领域的研究热点。本文系统归纳了土壤活性有机质的物理组分(轻组有机质、颗粒有机质、大团聚体有机质、酸碱提取有机质和溶解有机质),化学组分(酸水解有机质和易氧化有机质),生物学组分(微生物生物量碳和氮、潜在可矿化碳和氮)和联合分组组分(游离态团聚体有机质、物理保护有机质和游离活性有机质)的分类方法,分析了不同组分的来源、典型数量(占土壤总有机质的比例)、性质和意义,评述了相关组分的研究进程、作用和影响因素,探讨了土壤活性有机质分组方法的整合应用及其研究进展,提出了补充和验证土壤活性有机质数量测定的不确定性和难比较性的可能技术途径,以期为科学解析土壤活性有机质在土壤质量变化研究中的作用提供理论依据和技术参考。
  • 密植是挖掘大豆产量潜力的重要栽培途径
    尹阳阳, 徐彩龙, 宋雯雯, 胡水秀, 吴存祥
    2019, 8(04): 361-367.
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    近年来,我国大豆进口量逐年增加,生产形势严峻。我国大豆国际竞争力差的重要原因在于我国大豆单产低,资料显示我国大豆单产仅为美国、巴西和阿根廷等大豆主产国平均单产量的60%。鉴于我国耕地面积有限,在大豆种植面积不能大规模扩大的情况下,挖掘大豆高产潜力、缩小产量差成为我国大豆生产亟需解决的问题。随着播种机械化程度的提高,密植成为大田作物充分利用土地和光能资源、依靠群体实现产量增加最简单和有效的措施之一。我国农业生产中,密植增产技术已在多种作物中实现。本文对近年来大豆密植方面的研究进行了总结,旨在明确下一步大豆密植增产的研究方向,为大豆密植增产和耐密品种选育提供理论依据。
  • 作物驯化对根际微生物组的选择
    吉丽, 石少华, 田磊, 田春杰
    2019, 8(04): 368-372.
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    作物驯化是人类活动影响下的生物进化过程,不仅会引起作物生理生态以及微生物群落结构和多样性的改变,还对根际微生物的相互关系、功能特征以及作物调控等方面产生影响。同时,根际微生物生态变化也体现了作物在驯化过程中对环境的适应力。本文综述了作物驯化与根际微生物组间的研究进展,讨论了作物驯化可能对根际微生物组的选择及其驱动要素,为改善根际微生物的生态特征及功能,寻找潜在的特殊的微生物资源,提高作物的抗性及养分吸收及实现土壤可持续发展奠定理论基础。
  • 无机氮添加对湿地土壤CO_2和N_2O排放影响
    张丹, 宫超, 宋长春, 张加双
    2019, 8(04): 373-380.
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    碳氮是陆地生态系统最为重要的两大元素,具有高度耦合性,通过生物地球化学过程影响全球环境。湿地是重要的陆地碳汇,特殊环境特点导致土壤有机碳大量积累,大气氮沉降和人类活动引起的土壤氮可利用性增加将严重影响湿地碳氮循环过程。然而,不同形态比例的无机氮添加对湿地土壤CO_2和N_2O排放变化影响还不清楚。本研究以三江平原小叶章季节性积水沼泽湿地和水稻田0～10 cm、10～20 cm土层土壤为研究对象,开展不同比例NH_4~+-N/NO_3~--N添加(1∶0、3∶1、1∶1、1∶3和0∶1,即T1、T2、T3、T4和T5)对CO_2和N_2O排放影响研究。结果表明,与对照不添加氮相比,不同比例NH4+-N/NO3--N添加后CO_2排放明显降低,其中小叶章湿地和水稻田0～10 cm土层CO_2排放分别降低了25. 6%(T1)～51. 0%(T5)、21. 2%(T3)～42. 6%(T4),10～20 cm土层则降低了4. 39%(T3)～34. 5%(T5)、20. 4%(T1)～33. 2%(T4),CO_2排放随NO3--N的增加而减少; NH_4~+-N/NO_3~--N添加后小叶章湿地不同土层N_2O排放变化没有明显规律,但水稻土N_2O排放显著增加(T5处理除外)。培养结束后,小叶章湿地和水稻土壤微生物量碳在不同无机氮添加处理、不同土层间表现出不同的变化特点。通过合理管理农业生产活动中无机氮肥种类搭配的使用可以促进湿地土壤碳固定,减缓N_2O排放,进而减缓全球变暖进程。
  • 不同土地利用方式对黑土微生物群落功能多样性的影响
    严君, 韩晓增, 陆欣春, 陈旭, 邹文秀
    2019, 8(04): 381-388.
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    应用Biolog Eco微平板法,研究土壤微生物群落功能多样性对不同土地利用方式的响应。结果表明:细菌数量、平均颜色变化率(AWCD)、Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数均表现为自然恢复处理(NR)显著高于苜蓿处理(SC)和裸地(BL)处理。NR处理土壤微生物对碳水化合物、酚酸类和氨基酸类的利用显著高于对羧酸类和胺类的利用;SC处理土壤微生物对碳水化合物、多聚物和氨基酸的利用显著高于其它类化合物; BL处理对氨基酸的利用显著高于其它碳源。主成分分析结果表明,NR和SC处理的土壤微生物对碳源的利用情况类似,且与BL处理显著不同。
  • 斯氏属线虫生物学特性对冷驯化寄主昆虫的响应
    李春杰, Lewis E.Edwin, 王从丽
    2019, 8(04): 389-394.
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    为研究经不同温度驯化的寄主昆虫对昆虫病原线虫生物学特性的影响,开展了室内生测试验,调查了2种斯氏属线虫对不同温度驯化的5龄脐橙螟幼虫的致病力、侵入力和繁殖力及寄主体内繁殖出线虫的冷冻存活率。结果表明,线虫Steinernema carpocapsae对经10℃、15℃、20℃和25℃驯化7 d的5龄脐橙螟幼虫的致死率没有显著影响,但线虫S. feltiae对经10℃驯化的5龄脐橙螟幼虫致死率为96. 7%,显著高于25℃处理81. 4%;线虫S. carpocapsae和S. feltiae对经10℃处理的5龄脐橙螟幼虫的侵入率分别为49. 3%和39. 7%,均显著高于25℃处理(26%和24%);随着驯化温度的降低,2种线虫从体表出现的寄主数量占总寄主数量的比率呈升高的趋势,线虫S. feltiae的升高趋势更明显; 2种线虫在经10℃驯化的5龄脐橙螟幼虫体内繁殖的产量均显著高于25℃处理,并且随驯化温度的降低S. feltiae产量呈上升的趋势较S. carpocapsae更明显;低温驯化寄主昆虫可提高其体内寄生的2种线虫的冷冻存活能力。10℃驯化7 d的5龄脐橙螟幼虫有助于提高S. feltiae线虫的致病力、侵入力、繁殖速度和产量及其冷冻存活力,提高程度较S. carpocapsae更明显。
  • 不同耕作方式与有机物料配施后对土壤主要特性的影响
    匡恩俊, 迟凤琴, 张久明, 宿庆瑞, 高中超, 朱宝国
    2019, 8(04): 395-404.
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    为了揭示东北黑土区不同耕作措施对玉米农田土壤主要特性的早期影响,在2016-2017年设免耕(No tillage(NT))、浅翻(Shallow tillage (ST))、深翻(Deep tillage (DT)) 3种耕作措施,分别施用不同有机物料(单施化肥处理(CK)、施用有机肥(Manure (M))和秸秆还田(Straw (S)),调查玉米出苗率、土壤温度,分析了玉米拔节期土壤有关特性。结果显示:从3种耕作措施来看,玉米苗期土壤温度随着土层深度的加深而降低,ST处理显著提高了10 cm土层的土壤温度,而DT将20 cm深度的土壤温度提高了16%,在25 cm层次无明显差异。NT处理的出苗率仅为40%,ST和DT达到了70%左右。玉米拔节期,无论0～20 cm还是20～40 cm土层,施用有机肥和秸秆均能明显提高DT处理土壤有效磷含量,DTM和DTS分别提高了30. 3%～40. 9%,58. 9%～86. 1%,碱解氮和速效钾含量变化不明显。耕作措施对于短期内提高土壤有机碳的效果不明显,施入有机肥和秸秆还田均显著提高了土壤中0～20 cm、20～40 cm土层游离态轻组有机碳的含量。3种耕作措施对土壤微生物量碳、氮的影响较小,但是施入秸秆和有机肥影响微生物量碳和氮的含量,影响程度分别介于-3. 9%～288. 6%和-30. 3%～124. 4%,其中20～40 cm土层提升效果优于0～20cm土层。不同处理显著提高了0～20 cm和20～40 cm土层有效磷、土壤有机碳和游离体态轻组的含量,同时秸秆还田对于提升土壤游离态轻组、微生物量碳和氮的效果显著,这些敏感指标受到有机物料与耕作方式的交互作用影响明显。
  • 黑土区农地集水区次降雨径流与输沙特征研究
    胡伟, 翟星雨, 李浩, 乔宝玲, 张兴义
    2019, 8(04): 405-414.
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    水力侵蚀是诱发黑土区侵蚀发生发展的首要因素,研究次降雨条件下产流、产沙特征对水力侵蚀的防控具有重要意义。本文通过野外实地监测,分析农地集水区次降雨径流与输沙特征。结果表明:观测期内,有径流记录的降雨事件为12次,降雨等级主要为中雨、大雨和暴雨。初始产流时间随降雨等级表现不同,中雨时初始产流时间大多出现在降雨后期,而大雨和暴雨时,初始产流时间大多出现在降雨过程中的初始期和中期。不同降雨等级下累积径流深、径流系数和累积输沙量表现不同,累积径流深和径流系数表现为:大雨>暴雨>中雨,累积输沙量表现为:大雨>中雨>暴雨。集水区内大部分泥沙由6场降雨事件产生,对总径流量和总输沙量的贡献分别为90. 6%和87. 0%。基于12次有径流的降雨事件,不同降雨等级对径流的贡献表现为:大雨>暴雨>中雨,对输沙量的贡献表现为:大雨>中雨>暴雨。偏最小二乘回归分析显示,径流相关变量最大径流率Q_(max)是对总径流量和总输沙量贡献最大的因子,变量权重系数VIP值分别达1. 490和1. 629。
  • 氮肥种类及用量对旱地玉米肥料利用率和产量的影响
    李乌日吉木斯, 高欣梅, 徐兴健, 王娜, 吕秋实, 郑慧, 福英, 陶梦慧, 乌日力格, 王英杰
    2019, 8(04): 415-426.
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    旱作农区是我国农业生产的重要区域,耕作和施肥等农艺措施对旱作地区作物产量具有显著影响。垄沟集雨种植技术作为一种有效的集水农艺措施,对旱作农田粮食增产起到积极作用。垄沟集雨种植技术由于垄和沟地形的改变以及地膜对土气界面水汽交换的阻隔,对土壤水热运动影响强烈,从而达到增温增墒作用。选用"先玉335"为实验材料,分别在全覆膜垄沟集雨种植设无施肥:对照CK、施氮磷肥:NP、施磷钾肥:PK、施氮钾肥:NK、施氮(N:磷酸二铵24%、普通尿素76%)磷钾肥:NPK1、施氮(N:缓释尿素40%、磷酸二铵20%、普通尿素40%)磷钾肥:NPK2、施氮(70%N:缓释尿素40%、磷酸二铵26%、普通尿素34%)磷钾肥:NPK3和施氮(85%N:缓释尿素40%、磷酸二铵23%、普通尿素37%)磷钾肥:NPK4等8个不同施肥处理,研究了全覆膜垄沟集雨种植模式下不同施肥措施对玉米籽粒产量、农学效率和肥料利用率的影响。2015-2016两年研究结果表明,全覆膜垄沟集雨种植不同施肥影响玉米整个生育期的生理指标及叶面积指数,显著影响籽粒产量和干物质积累量。缓释肥处理NPK3平均籽粒产量均显著高于其它施肥处理,产量为8. 66 t·hm~(-2),比对照处理增产2. 15 t·hm~(-2),增产率为28. 8%。而且,农学效率及肥料利用率均高于其它处理,说明在垄沟集雨种植模式下使用缓释肥能够促进玉米生长,提高籽粒产量。
  • 黑龙江土种数据库构建——基于第二次土壤普查数据
    杜书立, 赵军
    2019, 8(04): 427-435.
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    本数据库是在全国第二次土壤普查黑龙江土种志,黑龙江土壤,中国土壤,中国土种志等数据和资料的基础上,根据E-R数据模型的理论构建的关系型数据库,实现了数据库存贮和查询等功能。数据库包含黑龙江省63个市县,17个土类,48个亚类,127个土属和254个土种的数据资源,描述了土种的分布、面积、属性及生产性能,以及每个土种的典型剖面。该数据库可为黑土区域土壤肥力评价、土壤质量评价以及土壤资源可持续利用提供数据支持。
  • 甘肃九甸峡移民区土壤养分分布特征
    曹诗瑜, 郭全恩, 南丽丽, 王海军, 王乐光
    2019, 8(04): 436-442.
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    针对甘肃省九甸峡移民区新垦耕地土壤板结、盐碱含量高、土壤肥力低及种植作物出苗率差等问题,本研究以九甸峡移民区开垦400 hm2土地为研究对象,采用GPS定位,网格采样法,以500 m为间隔,采集了56个耕层(0～30 cm)土样,对其土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、盐分及p H等进行了测定,应用Surfer8. 0软件对其克里格插值,以全国第二次土壤普查技术规程规定的养分分级标准为依据,对其养分丰缺进行评价。结果表明:九甸峡移民区土壤有机质含量变化在3. 58～13. 7 g·kg~(-1)之间,全氮含量变化在0. 29～0. 79 g·kg~(-1)之间,碱解氮含量变化在40. 6～165 mg·kg~(-1)之间,全磷含量变化在0. 01～0. 42 g·kg~(-1)之间,速效磷含量变化在0. 02～6. 0 mg·kg~(-1)之间,全钾含量变化在14. 3～23. 6 g·kg~(-1)之间,速效钾含量变化在62. 0～659 mg·kg~(-1)之间,土壤盐分含量变化在2. 0～19. 9 g·kg~(-1)之间,p H值变化在7. 20～8. 74之间。土壤碱解氮和全钾接近正态分布,有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾及盐分是正偏(不对称,右偏),且具有比正态分布曲线更尖峭的峰态,而p H呈现负偏(左偏)。从变异系数来看,除p H的变异系数小于10%,属于弱变异之外,其余各指标均属中等变异(10%<100%)。该区92. 9%的土壤有机质处于较缺的范畴,98. 2%的土壤全氮、全磷处于较缺和极缺的范畴,28. 6%的土壤全钾处于缺的范畴,19. 6%的土壤碱解氮较缺,82. 1%的土壤速效磷处于极缺的范畴,11. 6%的土壤速效钾处于缺的范畴,中度以上盐渍化土壤占96. 4%。这一研究结果为移民区土壤培肥和改良提供一定的科学依据。
  • 垦殖种稻年限对苏打盐碱土主要盐碱特性和磷素养分的影响
    陈嘉兴, 黄立华, 晏益民, 李冠男, 杨靖民
    2019, 8(04): 443-452.
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    垦殖种稻是生物改良苏打盐碱地的重要有效途径。为探明土壤主要盐碱特性和磷素养分含量随垦殖种稻年限的变化,以及土壤盐碱化对磷素养分提升的障碍机制,本研究通过采集大安站内不同垦殖种稻年限的土壤样品,分析了土壤主要盐碱特性和磷素含量随土层深度和种稻年限的变化。结果表明,随着土层深度增加,不同垦殖年限土壤的pH、盐分电导率(EC)和土壤钠吸附比(SAR)均呈升高趋势,全磷和速效磷含量显著降低(P <0. 05);随着垦殖种稻年限增加,表层(0～20 cm)土壤pH、EC和SAR显著降低,全磷和速效磷含量显著增加(P <0. 05),40 cm以下土壤pH、EC、SAR、全磷及速效磷含量变化不显著。逐步回归分析和相关分析结果表明,土壤pH是全磷含量提升的主要限制因子(R~2=0. 649,P <0. 001),土壤EC是速效磷含量提升的主要限制因子(R~2=0. 5126,P <0. 001)。苏打盐碱地稻田土壤主要盐碱特性和磷素含量的变化是一个缓慢过程,要实现土壤地力的全面提升,必须通过土壤改良实现快速减盐降碱。
  • 双季稻-油菜耕作制对土壤肥力质量长期演变的影响
    马颢榴, 盛浩, 潘博, 薛毅, 张亮, 张振华
    2019, 8(04): 453-461.
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    为了解长期双季稻-油菜耕作制下的土壤养分和肥力质量演变趋势,选取湖南省湘南毗邻的、连续耕作> 30 a的稻-稻-油和稻-稻-闲(对照)水稻土为研究对象,对比分析了长期稻-稻-油和稻-稻-闲土壤不同土层、根际与非根际土壤p H、有机质、养分含量和肥力质量的差异。结果表明,与稻-稻-闲相比,长期稻-稻-油轮作土壤有机质含量显著下降了9%～11%,有效态Ca、Mg含量分别下降了10%～33%和14%～42%;相反,土壤全磷和有效磷含量分别提高了14%～56%和21%-46%,有效态Cu、Zn含量分别提高了20%～36%和7%～36%。主成分-聚类分析表明,长期稻-稻-油轮作土壤肥力质量等级(I-III)明显高于稻-稻-闲(III-VI),有助于提升水稻土养分有效性,改善肥力质量。但是,为弥补长期稻-稻-油轮作土壤有机质和Ca、Mg有效性的降低,有必要适当增施有机肥和石灰。