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  • 2020年, 9卷, 第03期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 海伦黑土有机碳和养分含量30年变化特征
    尤孟阳, 郝翔翔, 李禄军
    2020, 9(03): 211-220.
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    黑土是支撑东北地区粮食高产稳产的基础。近年来黑土质量退化、肥力下降,已严重威胁粮食的可持续生产能力。土壤有机碳和养分含量的演变特征是评价土壤肥力变化的重要指标。本文以位于黑土带腹地、具有代表典型黑土的海伦市为例,结合第二次全国土壤普查资料和实际调查数据,系统分析了30年来农田黑土有机碳和养分的变化规律及其相互关系,为改善黑土农田管理措施提供科学依据。结果表明,与80年代相比,黑土农田表层土壤有机碳含量下降了12%,其中厚层黑土下降幅度最大(22%)。土壤养分也呈现不同的变化趋势,表层黑土碱解氮和速效钾分别下降了33%和43%,有效磷增加了48%。碱解氮在厚层、中层和薄层黑土中的下降速率分别为3.25 mg·kg~(-1)·a~(-1),2.24 mg·kg~(-1)·a~(-1)和1.64 mg·kg~(-1)·a~(-1);速效钾的下降速率分别为4.11 mg·kg~(-1)·a~(-1),3.53 mg·kg~(-1)·a~(-1)和4.68 mg·kg~(-1)·a~(-1);不同类型黑土有效磷含量略有增加,增加速率分别为0.14 mg·kg~(-1)·a~(-1),0.53 mg·kg~(-1)·a~(-1)和0.22 mg·kg~(-1)·a~(-1)。相关性分析显示,土壤有机碳与碱解氮和速效钾含量显著正相关,与有效磷相关性不显著。针对当前黑土农田土壤碳和养分状况,应采取固碳、减磷、补钾和提高氮肥利用率的管理措施。
  • 低温胁迫对玉米幼苗叶绿素荧光诱导动力学的影响
    李书鑫, 徐婷, 李慧, 杨文莹, 蔺吉祥, 朱先灿
    2020, 9(03): 221-230.
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    为了探讨低温胁迫对玉米幼苗叶片光化学反应的影响机制,本研究基于叶绿素荧光动力学原理,对常温(25℃)和低温处理(2℃)的玉米幼苗叶片进行测量,分别获得快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和荧光参数,并应用JIP-test法进行比较分析。结果表明:相比于常温处理,低温胁迫下玉米叶片最大荧光(F_m)和光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(FV/FO)分别减少55.3%和65.9%,而初始荧光(F_O)基本没有变化;对O-P相的荧光参数进行标准化的W_(OJ)和W_(JI)增大,但W_(IP)减小; J和I相的相对可变荧光V_j和V_i表现相反,V_j增加19.7%而V_i减少16.4%;反映PSⅡ供体侧活性的F_K占振幅F_O-F_J的比例W_K增加44.7%,放氧复合体的组分OEC减少13.1%;反映PSⅡ受体侧电子传递活性的参数S_m、M_O、N分别增加210%、49.6%、294%;表示量子产额或能量分配的φP_o、ψ_O、φE_O分别减少24.9%、6.82%、29.7%,φD_O增加141%;反映单位反应中心活性的参数ABS/RC、TR_O/RC、ET_O/RC、DI_O/RC分别增加70.4%、24.7%、16.1%、328%,而单位面积有活性反应中心密度RC/CS_O减少37.4%;表示光合性能的参数PI_(ABS)、PI_(CSm)分别减少81.6%、90.6%。综合分析玉米叶片光合过程对低温胁迫敏感,其表现的低温逆境防御保护机制是:PSⅡ供体侧的放氧复合体损伤,导致PSⅡ供体侧提供电子的能力下降,反应中心失活数量上升,而单个反应中心的效率增强,多余能量以热量形式散失,减少活性氧(ROS)的产生;低温胁迫造成的玉米叶片PSⅡ供体侧损伤,将抑制电子的传递,进而影响光合能力。
  • 碳和养分添加对亚热带稻田土壤酶活性化学计量学特征的影响
    邬佳玲, 魏亮, 祝贞科, 葛体达, 吴金水, 毛瑢
    2020, 9(03): 231-239.
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    秸秆还田和化肥施用等管理措施将改变农田土壤碳和养分浓度及其化学计量比,进而影响土壤酶活性乃至土壤肥力。为了明确土壤中可利用态碳与氮、磷、硫等营养元素含量变化及其化学计量关系对土壤酶活性的影响,本研究选取亚热带地区典型稻田土壤,通过外源添加葡萄糖和氮磷硫养分试验,测定培养3 d和60 d时参与土壤碳氮磷循环过程的β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP) 4种土壤胞外酶活性。结果表明,在添加初期(3 d),葡萄糖添加提高了稻田土壤4种酶的活性;然而,不管是否有葡萄糖加入,稻田土壤酶活性均不受养分添加水平的影响。在培养后期(60 d),葡萄糖添加显著降低高养分添加处理中稻田土壤酶活性;而且添加葡萄糖处理中,土壤4种酶活性均与养分元素添加水平呈显著的负相关关系。在培养60 d时,碳水解酶与氮水解酶的比值([BG+CBH)/NAG]与养分添加水平呈显著正相关关系,表明随着养分添加水平的增加,微生物的氮限制程度减弱。然而,碳水解酶与磷水解酶的比值([BG+CBH)/AP]与养分添加水平之间呈显著负相关关系,这意味着养分添加量的增加加剧了微生物的磷限制作用,导致土壤磷酸酶活性升高。研究结果揭示了土壤酶活性与土壤碳和养分有效性之间的化学计量学耦合关系,对于加强农田土壤养分管理和提升土壤肥力具有重要意义。
  • 乙烯和水杨酸在大豆胞囊线虫与大豆间亲和性反应中的相互作用
    胡岩峰, 尤佳, 潘凤娟
    2020, 9(03): 240-248.
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    乙烯(Ethylene,ET)和水杨酸(Salicylic Acid,SA)不仅是重要的植物生长调节物质,而且在调控植物与病原线虫互作中起着重要作用,但两者在感病大豆与大豆胞囊线虫(Soybean cyst nematode,SCN)间亲和性反应中的相互作用关系尚不清楚。转录组分析表明,SCN侵染24 h后明显激活ET合成途径,但SA途径变化不显著。0.5 m M乙烯利(Ethephon,ET供体)外源处理能显著增加感病大豆William 82对SCN的敏感性,喷施2 m M SA则明显降低SCN在大豆上的繁殖能力,但是该诱导作用能被乙烯利处理消除。qRT-PCR分析表明,乙烯利能抑制SA合成途径关键酶基因Gm ICS2表达,暗示ET和SA可能存在拮抗作用。进一步研究发现,SA的诱导抗性与上调下游防御基因Gm PR1和Gm PR2表达密切相关,而乙烯利处理进一步加剧了线虫对Gm PR2和Gm PR5表达的抑制作用。以上研究结果表明,ET在感病大豆与SCN间亲和性反应中起正调控作用,而ET与SA信号途径间可能存在的部分负向调节影响了寄主对SCN侵染的响应。
  • 土壤质地和灌溉水量对黑河中游地区甜高粱生长特征及水生产力的影响
    朱钊岑, 刘冰, 司瑞, 赵颖
    2020, 9(03): 249-259.
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    甜高粱已成为干旱和盐碱等边际性土壤区农业可持续发展的重要作物之一,针对河西走廊荒漠绿洲区水资源短缺与土地贫瘠等问题,本研究以黑河中游边缘绿洲为研究区,通过5个土壤(砂壤土S1、S2,砂土S3、S4,壤砂土S5)和3个灌溉处理(28.6%节水灌溉,14.3%节水灌溉I2,常规充分灌溉I3)的田间试验,进行不同土壤条件下节水灌溉对甜高粱生长特征及灌溉水生产力的影响研究,探讨了河西走廊荒漠绿洲区甜高粱适宜种植土壤与灌溉措施。结果表明,在充分灌溉处理下,甜高粱生长特征指标、生物量和灌溉水生产力均低于节水灌溉(I1、I2)。其中,I1和I2茎秆生物量分别较充分灌溉处理增加了7.81%和3.57%,总生物量增加了6.30%和3.17%。此外,I1和I2甜高粱灌溉水生产力为3.63 kg·m-3和2.94 kg·m-3,分别较充分灌溉处理的2.44 kg·m-3提高了48.8%和20.4%。因此,充分灌溉不会提高甜高粱产量,却会显著降低灌溉水生产力。同时,除茎秆汁液锤度外,甜高粱其它生长特征和灌溉水生产力表现为S1> S5> S2> S4> S3。表明甜高粱适合种植于砂壤土和壤砂土,且适当的水分胁迫有利于甜高粱糖分含量的积累与生物产量的提高。
  • 水稻农艺性状的耐盐碱鉴定及比较分析
    张鑫, 李景鹏, 陈艳辉, 李羡宏, 杨福
    2020, 9(03): 260-270.
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    为探究水稻品种耐盐碱的差异性,选用18个水稻品种(系)进行田间农艺性状耐盐碱鉴定,以不同农艺性状的相对抑制率作为耐盐碱性评价指标,分析产量性状耐盐碱性和其他农艺性状耐盐碱性及其相关关系,筛选出可作为水稻耐盐碱鉴定的指标,建立以产量为主、其他农艺性状为辅的田间耐盐碱鉴定体系。结果表明:盐碱胁迫对水稻的产量、抽穗期、株高、分蘖数、穗长、穗数、穗粒数、千粒重等农艺性状均有显著的抑制作用,且品种间耐盐碱性差异显著;盐碱胁迫对水稻不同农艺性状的抑制程度有所不同,对单株平均穗数影响最大,对抽穗期抑制作用最小;通过简单相关分析筛选出株高相对抑制率、分蘖数相对抑制率、穗粒数相对抑制率、千粒重相对抑制率4个与产量相对抑制率显著相关的指标,可作为水稻品种耐盐碱鉴定的参考指标。
  • 不同栽培模式对马铃薯农田土壤温度、生物性状及产量的影响
    达娃普尺
    2020, 9(03): 271-276.
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    为探究不同栽培模式对马铃薯农田土壤温度、生物性状及产量的影响,采用覆膜、添加秸秆、添加秸秆再覆膜不同种植模式,以普通种植方式为对照,进行了研究。研究结果表明,在马铃薯生育前期,土壤平均温度差异为:添加秸秆再覆膜处理>覆膜栽培处理>添加秸秆处理>普通种植(CK);添加秸秆再覆膜处理的株高、茎粗显著高于其他处理,其中株高较其他处理增加了1.9%～39.6%,茎粗较其他处理增加了13.7%～22.6%;添加秸秆再覆膜处理产量达到44 022 kg·hm-2,比对照(21 091 kg·hm-2)增产109%;覆膜处理产量39 490 kg·hm-2,比对照增产87.2%;添加秸秆处理产量为22 211 kg·hm-2,比对照增产5.3%。因此,添加秸秆再覆膜的处理能显著提高马铃薯田间土壤温度、增强植株长势、增加产量。
  • 东北黑土区玉米秸秆还田对土壤肥力及作物产量的影响
    邱琛, 韩晓增, 陆欣春, 严君, 陈旭, 邹文秀
    2020, 9(03): 277-286.
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    东北黑土区是我国重要的优质商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中起着重要的作用。但是黑土开垦以来,由于高强度利用和不合理耕作出现了土壤肥力下降,理化性质恶化,水土流失严重和生态环境脆弱等一系列问题,已经成为影响粮食安全保障的潜在威胁。秸秆还田是一项能够提高土壤肥力、改善土壤物理性质和提高微生物活性的农业管理措施,但是也有研究发现秸秆还田对作物产量有一些负面的影响。本文综述了东北黑土区进行秸秆还田对土壤物理性质、有机质及养分含量、微生物活性和作物产量的影响,旨在为该区域内秸秆还田应用提供理论支撑。
  • 松嫩平原沙丘-草甸复合生态系统土壤水分时空变化特征
    胡娟, 禹朴家, 周道玮
    2020, 9(03): 287-295.
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    为了探究松嫩平原内典型沙丘-草甸复合生态系统土壤水分的时空变化特征,采用烘干法测定了沙丘、草甸、沙丘和草甸结合部2016年5-10月0～300 cm深度土壤垂直剖面土壤含水量。结果表明:不同部位平均土壤含水量存在极显著差异,表现为草甸>沙丘>结合部。不同部位平均土壤含水量在0～300 cm深度土壤剖面上有明显分层现象。沙丘和结合部平均土壤含水量以100 cm深度为界划分为两个带,沙丘平均土壤含水量表现为"先增加后减少",而结合部表现为"先减少后增加"。草甸平均土壤含水量以30 cm和150 cm深度为界划分为三个带,表现为"先增加后降低再增加"的变化趋势。不同部位0～300 cm土层土壤含水量具有明显的月动态变化特征,其中沙丘50～70 cm深度和结合部0～30 cm深度在9-10月的土壤含水量明显高于5-8月。为松嫩平原内盐碱土的水盐运移规律,土壤盐碱化的防治以及盐碱土的改良利用提供理论基础。
  • 东北粮食主产区秸秆和畜禽粪便资源化现状问卷调查及建议
    申贵男, 袁媛, 艾士奇, 刘晓烨, 晏磊, 谷学佳, 王玉峰, 王伟东
    2020, 9(03): 296-303.
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    东北作为我国主要的粮食产区和畜禽养殖区,因秸秆和畜禽粪便造成的污染问题越来越突出。作物秸秆和畜禽粪便均属于可供开发利用的生物质资源,它们的资源化循环利用对于缓解环境压力和农业可持续发展具有重要的意义。本文以问卷法、座谈法、访谈法及新媒体投票法等方法,调研了东北三省生产者对废弃物资源化技术的认知程度和执行意愿,并对废弃物资源利用存在的问题进行了分析。结果表明:从事农业生产的生产者中,90%以上的生产者对秸秆及畜禽粪便的资源化利用比较认可,期待通过废弃物的资源化利用改善生活环境,减少资源浪费,进一步推进经济发展。建议加大农业废弃物的技术推广和资金补贴,加强监管力度,提高环保意识,以达到农业废弃物的资源化循环利用,改善农业生态环境的目的。
  • 印度地埂技术理论与实践——等高地埂
    宋春雨
    2020, 9(03): 304-314.
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    地埂是相比于梯田建造成本更低,作业更简单的防止水土流失的工程措施。地埂技术大范围、大规模的应用主要集中在非洲、印度和中国。与中国、非洲相比,印度在地埂技术设计原理、实践应用方面做了更多的工作。通过对文献资料、视频讲座及网页宣传资料等的整理,本文详细介绍了印度的地埂技术应用现状和设计原理,重点阐述了等高地埂垂直/水平间距、地埂埂高和截面积等重要参数的计算,实例分析了田间施工操作,以期对中国今后在地埂技术的设计、推广应用方面有所启发和推动。
  • 蓝靛果种质资源及其在育种中的应用
    邵玲玲, 赵恒田, 范丽莉, 臧丹丹
    2020, 9(03): 315-322.
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    对引进的50份俄罗斯蓝靛果(Lonicera caerulea L.var.edulis Turcz.ex Herd.)品种资源主要经济性状进行了分析,其中,50%的材料果实烟酸含量超过8 mg·g-1,90%的品种维生素C (VC)含量超过0.2 mg·g-1,98%的品种花青素含量超过6 mg·g-1,92%的品种糖含量大于6%,72%的品种酸含量1.5%～2.5%。通过杂交选育,培育出无苦味、大果型蓝靛果材料(L3-2和L4-2),并对其主要经济性状指标进行了评价。结果表明,L3-2单果重、单株产量、维生素C、烟酸和含糖量比勃利野生蓝靛果分别提高1.4、7.6、2.5、1.6和6.4倍; L4-2的以上指标分别提高2.0、8.2、2.2、1.4和5.5倍。新培育的材料(L3-2和L4-2)具有较好的经济性状,同时为蓝靛果新品种的培育提供了优良的种质材料。