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过刊目录

  • 2021年, 10卷, 第01期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 植物化感作用及其在草地农业生态系统中的应用
    朱丽珍, 田英, 王俊, 秦垦, 何军
    2021, 10(01): 1-17.
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    植物化感作用作为一种自然的生态现象,在自然界中普遍存在。目前对植物化感作用的研究主要集中在化感物质的分离、鉴定、释放途径、作用机理及化感作用对农、林、牧等草地农业生态系统持续发展的应用潜力等方面。但化感作用在草地农业中的具体作用和应用还缺乏深入系统地概述。为探明化感作用在草地农业生态系统的作用,本文从植物化感作用的物质基础出发,概述了化感作用在植物种内、植物种间、植物与昆虫、植物与微生物等作用及其作用机制;进一步对近年来化感作用在农业、沙旱生及草地草原等草地农业生态系统的研究成果进行了综述;最后指出植物化感作用在草地农业中的应用价值,并对其存在的问题进行分析展望。
  • CRISPR/Cas9系统在水稻分子育种中的应用
    刘欣欣, 李赫, 卜庆云, 田晓杰, 王臻昱, 何明良, 唐佳琦, 李秀峰, 孟威
    2021, 10(01): 18-26.
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    CRISPR/Cas9是目前广泛应用的基因编辑技术,其操作方便、效率高、成本低。水稻作为全球粮食安全的战略作物,优质高产的水稻培育尤为重要,CRISPR/Cas9技术为水稻分子育种带来了突破。本文回顾了基因编辑技术的发展,详细介绍了CRISPR/Cas9系统的结构、组成及原理,重点阐述了该技术在水稻分子育种中的应用,探讨CRISPR/Cas9系统存在的问题以及其在分子育种的发展前景。
  • 吉林省低等级耕地分布及性状分析
    杨松, 朱健菲, 尤迪, 张惠琳, 李德忠, 杜东明, 于卫昕, 潘宇
    2021, 10(01): 27-36.
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    本文在吉林省耕地质量评价基础上,分析了低等级耕地(七等地、八等地、九等地、十等地)的分布情况,并采用分类汇总的方法,对各障碍因素的概念型评价指标和数值型评价指标进行探讨,结果表明:吉林省低等级耕地面积为157.7万hm2,主要障碍因素是盐碱、酸化、瘠薄、障碍层次和渍潜。其中,盐碱面积最大,占低等级耕地面积的54.34%,主要分布在白城市和松原市等平原地区,p H平均值最高,为8.34,有效磷平均含量最低,为10.1 mg·kg~(-1)。其次为酸化,占低等级耕地面积16.93%,主要分布在吉林市和通化市等山地丘陵区,p H平均值最低,为5.21。瘠薄占低等级耕地面积15.79%,有机质平均含量最低,为17.1 g·kg~(-1)。有障碍层次占低等级耕地面积11.79%,有效土层厚度平均值最小,为49 cm。渍潜占低等级耕地面积0.89%,有机质平均含量最高,为36.4 g·kg~(-1)。
  • 典型河源区畜禽粪便农田施用的环境承载力研究
    胡家晴, 王洋, 于锐, 崔政武
    2021, 10(01): 37-46.
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    畜禽粪便作为农业面源污染的主要来源之一,对农田土壤质量及河源区水质安全存在严重威胁。本研究选取东辽河源区东辽县畜禽粪便为研究对象,通过分析其重金属与典型抗生素与产生特征,阐明了畜禽粪便农田施用的环境承载力及应对措施。结果表明:畜禽粪便中重金属Cu、Zn含量最高,四环素类抗生素中金霉素残留最高,猪粪中含量高于鸡粪和牛粪。假设河源区东辽县当年产生畜禽粪便全部还田,以重金属背景值为参照,单因子污染指数均大于1小于2,达到轻度污染水平,重金属综合污染指数为0.97,达到警示污染水平;畜禽粪便安全施用年限为100年时,旱田、水田最小施用半径分别为233 m、44.5 m,与最大可施用半径比值均为0.25。而抗生素生态风险值均小于0.01,无生态风险。因此,畜禽粪便农田施用前需对重金属Cu、Zn、Hg采取无害化处理。
  • 滴灌条件下盐渍土盐分淡化区形成过程中离子运移特征
    祁通, 黄建, 孙阳讯, 徐菲, 张玉铃, 王金鑫, 王新勇
    2021, 10(01): 47-59.
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    为了探究滴灌条件下盐渍土壤盐分淡化区形成过程中水盐及离子运动规律,通过土柱滴灌模拟试验分析了土壤水分、盐分及离子的分布特征及随时间的变化关系。结果表明:土壤总盐分及各个离子随着滴灌水的运移而运动,先进行横向运移,再进行纵向移动,当滴灌时间为15 h (滴水量16.2 L·桶~(-1))时,在0~30 cm区域内形成稳定的椭圆型离子淡化区,淡化区边缘形成了约10 cm宽的集盐区。在整个运动过程中,表层0~20 cm土层总体上脱盐速率的大小顺序为Cl~->Na~+>总盐分>SO_4~(2-)> Mg2> HCO_3~->Ca~(2+)>K~+。同时,表层土壤总盐分、Cl~-、SO_4~(2-)、Na~+的浓度与滴灌时间的函数关系更加符合倒数模型,滴灌后盐分淡化区内土壤的盐分类型由硫酸盐-氯化物型转变为氯化物-硫酸盐型。
  • 白膜和黑膜覆盖对黄绵土保水调温的效应
    杨兵丽, 李文平, 王建军, 白铎
    2021, 10(01): 60-66.
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    本研究量化了白膜和黑膜覆盖对黄棉土不同深度土壤水分和土壤温度的变化,探讨了地膜覆盖的"保水调温"效应。试验设置白膜、黑膜、未覆膜3个处理,监测覆盖处理下不同深度土壤温度,选用正弦曲线拟合和方程模型,量化分析黄绵土在不同覆盖条件下土壤水分、土壤温度和热容量变化过程。研究发现,40 cm深度处土壤水分和土壤热容量值均最大,10 cm深度处值最小。在0:00~8:00,黑膜覆盖下土壤温度普遍高于白膜覆盖,黑膜覆盖夜间保温性更好;8:00~16:00,白膜覆盖下土壤温度增加速率更快,对地温提升优于黑膜覆盖,白膜覆盖下土壤温度"峰值"出现比黑膜早1 h左右。覆盖处理均表现为浅层土壤(0~20 cm)升温快,降温也快,土壤温差变化幅度大于深层土壤(20~40 cm);随着土壤深度的增加,覆盖地膜对土壤增温效应不明显,土壤热容量显著增加。覆盖白膜、黑膜均能显著提高土壤水分和土壤温度,增加土壤热容量。白膜覆盖对土壤增温效应要大于黑膜覆盖的增温效应;白膜覆盖条件下土壤温度温差最大,未覆膜处理次之,黑膜覆盖处理最小。
  • LED补光对水稻秧苗素质及其生理特征和产量的影响
    刘萍, 张粟, 蒋世翠, 黄丹丹, 李成宇, 张士秀
    2021, 10(01): 67-78.
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    采用发光二极管(light-emitting diode,LED)精确调制光谱能量,研究不同光质对水稻秧苗素质(株高、根长和鲜干重)和生理特征(内源激素、抗氧化酶、可溶性蛋白和丙二醛)的影响,探讨生理特征与秧苗素质和补光移栽后产量的耦合关系。水稻秧苗分别在5种光质下进行补光照射:R (100%红光),B (100%蓝光),RB (80%红光+20%蓝光)RBG_(12.5)(62.5%红光+25%蓝光+12.5%绿光),RBG_(25)(50%红光+25%蓝光+25%绿光),光量子通量均为1 000μmol·m~(-2)·s~(-1),照射30 d (6 h/d)后采样,并插秧至稻田,以无补光作为对照(CK)。与CK相比,LED补充光源显著(P<0.05)影响水稻秧苗的株高、根长和鲜干重。株高和地上部分干重最大值分别出现在R和RBG_(12.5)处理,而根长和地下部分干重的最大值均出现在RBG_(12.5)处理。LED补充光源对内源激素、抗氧化酶、可溶性蛋白和丙二醛的影响程度因光质和植物部位而异。与CK相比,RBG_(12.5)二显著(P<0.05)提高地上部生长素(IAA)含量和可溶性蛋白含量,B显著(P<0.05)提高地上部超氧化歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量;RBG_(12.5)和RBG_(25)显著(P<0.05)提高地下部IAA含量,RBC_(25)显著(P<0.05)提高地下部可溶性蛋白含量和MDA含量。补光移栽后水稻产量的变化趋势与光质对水稻秧苗壮苗指数的影响趋势一致:RBG_(12.5)> RBG25> RB> B> R> CK。逐步回归分析发现,壮苗指数与地上部赤霉素(GA_3)含量和IAA含量及地下部IAA含量和SOD活性显著正相关;补光移栽后产量与秧苗地上部IAA含量及地下部IAA含量和过氧化氢酶(CAT)活性显著正相关。LED补充光源通过调节水稻秧苗生理特征影响其素质,且影响效应延续至水稻成熟期。RBG_(12.5)光源更利于培育水稻壮苗和水稻增产,适宜用作工厂化育秧的补充光源。
  • 水氮配施对绿洲温室黄瓜氮素代谢及产量品质的影响
    陈修斌, 蒋梦婷, 尹鑫, 关博文, 杨彬
    2021, 10(01): 79-90.
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    为明确绿洲温室黄瓜的水氮适宜用量,以黄瓜品种"卓越99F1"为材料,采用田间随机区组排列设计,研究了不同水氮处理对黄瓜氮素代谢及产量品质的影响。结果表明:土壤含水量为田间持水量65%~80%、施氮量为234 kg·hm-2的处理,黄瓜植株体内硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸草酰乙酸转氨酶和谷氨酸丙酮酸转氨酶活性最高;各处理在不同生长阶段,硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸草酰乙酸转氨酶与谷氨酸丙酮酸转氨酶含量均呈现结瓜中期>前期>末期的变化规律,水分与氮肥交互作用对中期硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸草酰乙酸转氨酶和谷氨酸丙酮酸转氨酶活性影响均呈极显著水平。同时,此处理下的黄瓜植株在开展度、单株产量和经济产量等性状数值最大,分别为71.4 cm、4.17 kg和174 t·hm~(-2)。水分及水氮互作效应对株高、叶片数、开展度、单株产量和经济产量呈极显著影响;果实内可溶性糖含量、可溶蛋白质与果实Vc含量最高也以此处理最高。水分与氮肥的交互作用对黄瓜果实可溶性糖含量有显著影响,氮肥对果实中可溶蛋白质、Vc含量有极显著影响。
  • 两种施肥处理下不同有机质含量农田黑土微生物群落结构PLFA分析
    陈一民, 隋跃宇, 刘晓冰, 侯萌, 张兴义
    2021, 10(01): 91-98.
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    土壤有机质含量和施肥是影响黑土微生物群落结构的重要因素,但是受气候影响,很难单独明确有机质含量或施肥对土壤微生物群落的影响。本研究利用黑土生产力长期定位试验,将有机质含量不同的5个黑土(SOM1.7、SOM3、SOM5、SOM6、SOM11)置于相同气候条件下,通过分析磷脂脂肪酸,系统地研究了施肥与有机质含量对农田黑土微生物群落结构的影响。研究结果表明,5个有机质含量农田黑土中,土壤磷脂脂肪酸总量为10.6~31.5 nmol·g~(-1),细菌磷脂脂肪酸含量为6.23~18.4 nmol·g~(-1),真菌磷脂脂肪酸总量为1.78~4.57 nmol·g~(-1)。土壤有机质含量升高和施肥会显著提高土壤中总微生物量、细菌生物量和真菌生物量,但施肥和有机质含量对真菌/细菌比值无显著影响。非度量多维尺度分析(NMDS)分析表明,有机质含量和施肥是导致微生物群落结构差异的重要因素,但施肥可能会遮蔽有机质含量对微生物群落的影响。
  • 含枯草芽孢杆菌肥料对大豆叶片光合作用及土壤酶活性的影响
    黄国东, 宋清晖, 王晓慧, 王学刚, 冯宇涵, 孙思淼, 李洪涛, 张占胜, 王楠, 宋福强
    2021, 10(01): 99-107.
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    为了减少大豆生产过程中化肥的施用量及对黑土地的保护,开展大豆田间试验,分别施用大豆专用复合肥(CK)、枯草芽孢杆菌+氨基酸型有机肥(T_1)、枯草芽孢杆菌+黄腐酸钾肥(T_2)、枯草芽孢杆菌+海藻精粉颗粒肥(T_3)、枯草芽孢杆菌秸秆腐熟有机肥(T_4)、枯草芽孢杆菌鸡粪腐熟有机肥(T_5),综合评价各种肥料对大豆光合作用和土壤酶活的作用效果。结果表明:光合参数方面,T_1、T_4和T_5处理的净光合速率较CK增加了5.0%、0.7%和8%,但差异不显著;蒸腾速率的最大值为T_5,较CK增加了30%,最小值为T_2,较CK降低了43.1%;气孔导度从高到低依次为T_5>T_4>T_1>CK>T_3>T_2,其中T_2、T_3和T_5与CK差异显著;T_2处理胞间CO_2浓度最低,较CK显著降低了12.0%,T_1、T_5处理较CK分别增加了5%和7%。叶绿素含量中,T_4和T_5的叶绿素含量均显著低于CK,T_1处理的叶绿素a含量最高,较CK增加了17.3%,T_2处理的叶绿素b含量较CK提高了2%,T_3处理与CK相比无明显变化。各处理的土壤脲酶活性均显著高于CK T_5处理为最大值,较CK提高17.7%;土壤蔗糖酶从高到低依次为T_1> T_3>CK>T_1>T_4>T_2,其中T_1较CK提高了18.9%,T_2较CK降低了27.8%;土壤碱性磷酸酶的最小值为T_3处理,酶活仅为8.55 mg·g~(-1),最大值为T_4处理,较CK增加了7%。作为环境友好肥料,枯草芽孢杆菌+氨基酸型有机肥、枯草芽孢杆菌秸秆腐熟有机肥和鸡粪枯草芽孢腐熟有机肥部分代替化肥,具有应用潜力。
  • 复混缓释专用肥不同用量对玉米生长发育及肥料利用效率的影响
    杨虎德, 王平生, 杨霞, 马彦, 祁维红, 冯丹妮
    2021, 10(01): 108-116.
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    为筛选出玉米覆膜栽培条件最佳缓释专用肥用量,促进轻简化高效施肥技术推广,试验设缓释专用肥不同用量900 kg·hm~(-2)(ZF900)、1 200 kg·hm~(-2)(ZF1200)和1 500 kg·hm~(-2)(ZF1500)、测土配方推荐组合(OPT)和不施肥处理(CK) 5个处理,通过大田试验研究了玉米复混缓释专用肥料不同用量对玉米产量、产量构成因素、肥料利用率和施肥效益的影响。结果表明:随着缓释专用肥用量的增加,玉米籽粒产量呈单峰曲线,以ZF1200处理产量最高,为14 677 kg·hm~(-2),ZF900产量14 596 kg·hm~(-2)次之,ZF1500处理13 768 kg·hm~(-2)最低;与CK处理相比,缓释肥各处理极显著的增产19.3%~27.2%;与OPT处理相比较,增产2.3%~9.1%,差异不显著。ZF900处理氮素和总养分较OPT处理分别减少30.3%和30.1%,但千粒重增加了29.3 g,单株生产力提高了7.5 g,氮素利用率、氮素农学效率、肥料偏生产力和施肥效益分别提高了9.1%、9.2kg·kg~(-1)、17.1 kg·kg~(-1)和1859.2元·hm~(-2)。缓释肥各处理能明显提高玉米前期的株高、前期和后期玉米的叶片叶绿素含量、棒三叶面积和成熟期生物产量。黄土高原灌区覆盖玉米合理的缓释肥料施用量范围900~1 200 kg·hm~(-2),最高产量施肥量1 200 kg·hm~(-2),经济环保施肥量900 kg·hm~(-2)。