土壤与作物

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张雪, 邱丽娟, 阎哲

2022, 11(01): 1-9.

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豆科植物通过与土壤中的根瘤菌共生发育形成根瘤，在根瘤中根瘤菌可以将空气中氮气转化成植物可以直接利用的铵态氮。共生过程中为了平衡氮素的摄取和能量的损耗，豆科植物形成了地上与地下信号交互的结瘤自调控机制(Autoregulation of nodulation, AON),进而调节结瘤的数量。本文综述了AON分子调控机制近些年的研究进展，详述了AON通路中关键基因的功能及环境因素对AON体系的影响，包括地下信号短肽、地上受体激酶、地上长距信号(如细胞分裂素、生长素及miR2111等)及其根部F-box蛋白在AON中的作用，讨论了AON研究中部分仍待解答的问题，为结瘤自调控的相关研究提供信息和参考。

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寒地野生大豆资源农艺性状的相关性和主成分分析

李炜, 毕影东, 刘建新, 王玲, 刘淼, 邸树峰, 樊超, 杨光, 谢婷婷, 来永才

2022, 11(01): 10-17.

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评价和筛选优异野生大豆农艺性状可为大豆育种提供种质资源。本研究对204份寒地野生大豆资源9个农艺性状进行主成分分析，结果表明：农艺性状变异系数的变幅为14.0%～71.4%,多样性指数的变幅为1.46～2.06;筛选出27份特异材料，有8份材料聚集了2个以上特异性状；单株粒重与其它的性状(无效荚数除外)之间均存在显著的相关性；百粒重和其它的性状(节间距除外)之间均存在显著或极显著的相关性；有效荚数和其它的性状(分枝数除外)之间均存在显著或极显著的相关性；单株粒数和其它的性状(分枝数和无效荚数除外)之间均存在着显著或极显著的相关性；主成分分析发现，前3个主成分累计贡献率大于73%,能有效地解释野生大豆农艺性状的总变异。

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大豆籽粒大小遗传调控研究现状

余晗, 张红香, 袁珊

2022, 11(01): 18-30.

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籽粒大小是大豆产量和外观品质的重要构成要素，具有巨大的经济价值，一直以来都是育种的主要目标之一。大豆籽粒大小由胚、胚乳和种皮发育共同协调决定。目前已报道的与大豆籽粒重相关的QTL位点309个，但大多位点尚未进行功能验证。已发现的与大豆籽粒大小相关的基因有17个，多数与母本种皮发育调控相关，其它与合子组织和植物激素调控途径相关。其中，发挥正向和负向调控作用的基因分别有12个和4个。在不影响大豆品质情况下，PP2C-1、Gm20OX和CYP78A等基因在植物个体发育过程中对籽粒大小的调节发挥关键作用，有望成为大豆分子设计育种中的优良靶点。本文重点从连锁分析和关联分析方法，介绍了已鉴定的与大豆籽粒大小相关的QTL及其位点，综述了大豆籽粒大小调控分子机制的研究进展，并根据现阶段的研究探讨了未来的研究热点和研究方向，以期为大豆籽粒分子调控机制全面解析和高产育种技术创新提供理论参考。

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长江三角洲地区滩涂土壤盐分空间分布特征研究

曹燕, 白玉杰, 李金文, 陈小华, 沈根祥

2022, 11(01): 31-40.

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盐碱地盐分空间分布精准识别及形成机理解析对盐碱地科学利用具有重要意义。针对传统点状采样监测方法工作量大、代表性差和检测费用高等问题，本研究采用电磁感应仪精准调查技术对上海崇明某滩涂农场进行土壤盐分空间分布评估，全面快速获得盐分空间分布信息，解析土壤盐分形成机理，进而分类分区分级指导农业生产和科学精准改良。结果表明：土壤表观电导率(EC_a)和土壤盐分含量呈显著线性正相关关系(R~2>0.9,P<0.05),土壤表观电导率的变化可以用来表征土壤盐分含量的变化；通过克里金插值研究区内土壤盐分的空间变异分布状况发现，研究区土壤盐分空间分布不均匀，有近80%区域存在轻中度盐碱化问题；通过定点取样土壤盐碱剖面评价，发现研究区土壤盐分具有较强的表聚性和变异强度，且变异系数随土壤深度增加不断减小；将表观电导率解译出的土壤盐分和土壤pH、有机质含量及主要组成离子含量进行相关性分析，剖析出该区域盐渍化类型以硫酸盐型为主，海水浸渍侧渗和地下水返盐影响是该区域盐渍化形成的主要原因。本研究实现了对土壤盐碱化快速、大范围、科学且动态的监测，对于全面提升盐碱地农业利用技术能力，实现盐碱地资源高效持续利用具有重要意义。

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球囊霉素及其在土壤生态系统中的作用

甘佳伟, 韩晓增, 邹文秀

2022, 11(01): 41-53.

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球囊霉素(Glomalin)是一种在土壤中大量存在的、由丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)产生的具有良好热稳性的特殊糖蛋白。球囊霉素因其在促进土壤团聚体形成，保持团聚体稳定性，增加土壤有机碳库，提高植物抗逆能力以及降低重金属在土壤中的毒性等方面的作用备受人们关注。目前由于提取方法的原因，人们一般将球囊霉素的命名改为球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin related soil protein, GRSP)。随着研究的不断深入，人们对GRSP在生态系统中的作用展开了广泛的研究。GRSP对土壤颗粒有较强的胶结作用，其胶结能力为其他胶结物质的3～10倍；作为有机碳库的重要组成部分对土壤有机碳的贡献率为6.98%～31.3%,并且在土壤中周转时间较长为6～42年；GRSP还可以螯合不同的重金属，减少它们在土壤中的毒害作用以及降低潜在毒性。但想要更为深入的了解GRSP在生态系统中的作用需要对其结构进行进一步的了解、提取测定方法进行进一步的优化。本文重点总结了国内外研究中GRSP对土壤团聚体、土壤有机碳库的作用，GRSP研究中存在的主要问题以及未来的研究要点。

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不同耕作措施对东北玉米农田土壤物理性质的影响

马星竹, 边道林, 郝小雨, 唐晓东, 周宝库

2022, 11(01): 54-61.

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为了揭示耕作措施对东北玉米田土壤物理性质的影响，本研究进行了连续4年的田间定位试验，探明了深松(ST)、免耕(NT)以及传统耕作(CT)对东北玉米田土壤物理指标(土壤容重、土壤三相比、土壤结构指数以及颗粒组成)的影响。结果表明：与传统耕作相比，深松处理能够显著降低0～20 cm土层的土壤容重(P<0.05),下层土壤(20～40 cm)各处理间差异不显著，其中免耕处理土壤容重最大；同时，深松处理降低了0～40 cm土层的土壤固相比例，显著增加气相比例(P<0.05),而免耕处理增加了下层土壤(20～40 cm)的固相比例，降低了液相比例；深松处理可以显著提高下层土壤的结构指数，平均增加28.3%(P<0.05),另外，深松处理的土壤三相结构距离为15.0,显著低于其他两个处理(18.4和17.7)(P<0.05),使得耕层土壤物理结构更加接近理想状态，免耕与常规耕作处理间的差异不显著；深松可以增加0.002～0.2 mm粒级的比例，0～40 cm土层中土壤颗粒0.002～0.2 mm等级中所占比例大小依次为深松>免耕>传统耕作。种植玉米后，深松耕作措施能够显著改善土壤结构，使土壤向理想型土壤转变，对于土壤培肥、提高土壤肥力以及保障粮食安全等均具有重要的意义。

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东北平原14个地点杨树防护林和农田土壤全磷及其组分差异研究

郭宇丰, 曹旭东, 朱美娜, 杨艳波, 王慧梅, 王文杰

2022, 11(01): 62-71.

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土壤磷素差异是科学评价农田防护林土壤养分管理的基础之一。本研究在富裕、兰陵、明水、肇州、宋站、杜蒙、赤峰、通辽、奈曼、四平、长岭、白城、德惠和泰来14个地点采集杨树防护林和配对农田表层(0～40 cm)土壤样品共84个，使用Tiessen和Sui修正的Hedley磷素分级法测定土壤9种磷组分，使用配对样本T检验法研究农田、杨树防护林土壤全磷及磷组分含量差异。结果表明：(1)东北平原14地点土壤全磷范围在122～594 mg·kg~(-1),均值为266 mg·kg~(-1);9种组分中，稀盐酸无机磷(HCl-Pi)占全磷(TP)含量的52.7%,其次是氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)占14.8%、浓盐酸有机磷(conc.HCl-Po)占11.2%,闭蓄态磷(Re-P)、浓盐酸无机磷(conc.HCl-Pi)、氢氧化钠无机磷(NaOH-Pi)占比在5%～6%之间，而水溶性磷(H_2O-Pi)、碳酸氢钠无机磷(NaHCO_3-Pi)、碳酸氢钠有机磷(NaHCO_3-Po)占比在0.5%～3%之间。(2)杨树防护林土壤全磷含量低于对照农田20.9%,而9种磷组分中NaHCO_3-Pi含量杨树防护林比农田显著降低30.9%;NaOH-Pi占比14个地点中有11个杨树防护林低于农田，配对T检验也达到显著差异。(3)占比最高的三个组分(HCl-Pi、NaOH-Po和conc.HCl-Po)是防护林相比农田土壤全磷降低的主因，其中HCl-Pi贡献54.1%。与农田相比，杨树防护林导致土壤全磷降低，但9种组分变化不尽一致；全磷及其组分含量地点间差异可达10倍甚至更高，远大于农田与杨树防护林间差异(多小于2倍)。进行大范围农田和杨树防护林间全磷含量及组分差异比较时，需要有效去除地点间差异，相关结果为东北地区防护林土壤影响评价提供了数据支持。

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不同植被类型对不同土层黑土土壤微生物群落功能多样性的影响

邹狮, 严君, 陈旭, 陆欣春, 高瑞敏

2022, 11(01): 72-80.

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土壤微生物群落功能多样性对评估土壤生态系统稳定性具有重要作用。本文采用Biolog方法，对比研究长期不同植被类型：自然恢复(GL)、农作物(AL)、人工林(FL)及无植被覆盖(BL)对表层(0～15 cm)和亚表层(15～35 cm)土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明：不同土层土壤微生物的平均颜色变化率(AWCD)变化均表现为GL>AL>FL>BL,且0～15 cm土层的AWCD值均高于对应植被15～35 cm土层。GL、AL和FL处理的土壤微生物Shannon指数和McIntosh指数、总的碳源利用能力均显著高于BL处理的，GL处理0～15 cm土层的Shannon指数和McIntosh指数最高，分别为3.38和6.89。在0～15 cm土层AL和FL处理土壤微生物对羧酸类利用相对较高，而GL处理对氨基酸类利用较高；在15～35 cm土层AL和FL处理土壤微生物对氨基酸类利用最高，而GL被对羧酸类利用的最高。通过主成分分析，GL、AL和FL处理在0～15 cm土层土壤微生物的碳源利用方式及代谢功能相似；15～35 cm土层下AL和FL处理的土壤微生物的碳源代谢功能相似。因此不同植被类型下土壤微生物群落功能多样性的差异是植被类型与土层深度共同作用的结果，且植被类型对微生物功能多样性的影响大于土层深度的影响。

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氨基酸菌肥施用量对茶树生长及土壤肥力的影响

周巧仪, 郜礼阳, 关洁婷, 刘淑媚, 谢郁超, 张佳敏, 凌彩金

2022, 11(01): 81-87.

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为探究不同氨基酸菌肥施用量对茶树生长和土壤肥力含量的影响，以鸿雁12号茶树为研究对象，采用田间微区试验的方法，设置了不施用氨基酸菌肥作对照组(CK)和氨基酸菌肥施用量分别为75 kg·hm~(-2)(T1)、150 kg·hm~(-2)(T2)、225 kg·hm~(-2)(T3)和300 kg·hm~(-2)(T4)的处理，研究不同氨基酸菌肥施用量对茶树生长、茶叶品质及土壤肥力的影响。结果表明：氨基酸菌肥施用后能显著增加茶叶芽头密度及茶叶产量，提高茶叶中氨基酸含量和土壤中碱解氮含量。试验6个月后与CK相比，T4组的芽头密度显著增加了63.4%,茶叶产量显著增加了71.5%;T1～T4处理茶叶中氨基酸含量分别增加了9.73%、6.41%、7.57%和13.2%,土壤中碱解氮含量分别增加了25.0%、36.0%、46.0%和37.6%。综上，氨基酸菌肥的施用能提高茶叶产量及品质，改善茶园土壤环境质量，为茶园生产的合理施肥及优质高效生产提供数据参考。

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微生物菌肥菌剂对番茄生长发育和产量品质的影响

王丽丽, 朱诗君, 狄蕊, 周金波, 金树权

2022, 11(01): 88-95.

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为了探究微生物菌肥和微生物菌剂对番茄生长发育和产量品质的影响，以“桃星”番茄为试验对象，设置普通商品有机肥+灭菌后的微生物菌剂(CK)、普通商品有机肥+微生物菌剂(T1)、微生物菌肥+灭菌后的微生物菌剂(T2)、微生物菌肥+微生物菌剂(T3)4个处理。在膨果初期测定番茄植株株高、茎粗和叶片SPAD值，膨果期计算番茄每层膨果挂果数、产量和品质(可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比和Vc含量)。结果表明，微生物菌肥能显著地促进番茄植株生长发育，施用微生物菌肥的处理(T2和T3)的植株茎粗均达到13 mm以上，株高比对照(CK)稍有增加；微生物菌肥+微生物菌剂(T3)增产效果最好，总产量较对照(CK)提高13.6%;第3-5膨果期果实的可溶性固形物较对照分别提高了3.21%,3.87%和4.55%,糖酸比分别较对照提高了7.63%,10.1%和12.9%,Vc含量分别较对照提高了6.27%、7.67%和8.10%。综上，施用微生物菌肥和菌剂能促进番茄植株生长，增加番茄产量，提高果实品质，对产量和品质的促进作用在番茄挂果期的中后期表现出来。

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水分管理对复合污染稻田Pb、Cd和As迁移特性及稻米质量安全的影响

陈璐, 杨斗龙, 米艳华, 李倩, 王丹, 王文治, 杜丽娟, 尹本林

2022, 11(01): 96-103.

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水稻种植管理过程中水分控制关系着稻米质量安全。本研究通过田间大区试验，研究了种植根部起垄(RR)、干湿交替(IF)、长期淹水(CF)和常规管理(CK)4种水分管理模式对土壤重金属Pb、Cd和As的迁移、转运特性及对水稻质量安全的影响。结果表明：RR模式可以显著降低土壤中Pb、Cd和As含量；CF模式可显著增加土壤中Pb、Cd和As的含量；IF和CK模式下土壤重金属含量变化不显著；水分管理RR、IF和CK模式对土壤As的活度影响不大，仅CF模式可以增强As的活度；重金属Cd较Pb和As易活化，CF和CK可以显著增强其的活性，RR和IF模式对Cd的活化影响较小；重金属Pb有效态活化与水分管理模式无关；RR、IF水分管理模式可显著降低水稻根部重金属Pb、Cd和As的含量；IF模式下根上茎的重金属含量均为最高，RR模式下根上茎As的含量显著低于其他水分管理模式；RR和IF水分管理模式可以显著降低糙米中重金属的含量，低于《食品安全国家标准食品中污染物限量标准》(GB 2762-2017)对Pb、Cd和As的限量值，保障了糙米质量安全。RR模式对土壤中重金属从根系到茎叶的转运能力较强，从根系到糙米的转运能力最弱。CF和CK模式从根系到茎叶、从茎叶到糙米、从根系到糙米的转运系数均较高，转运能力较强，尤其对重金属Cd的转运能力较强。因此，在水分条件可控的种植环境条件下，推荐使用根部起垄和干湿交替措施实现中、轻度重金属风险区稻米的安全种植。

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马铃薯田线虫病害发生及防治

毛彦芝, 牛若超, 孙继英, 闵凡祥, 杨帅, 王文重, 魏琪, 董学志, 赵丹, 郭梅

2022, 11(01): 104-114.

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近些年马铃薯土传病害发生严重，除了真菌、细菌等病原物引起的病害外，线虫病成为威胁马铃薯生产的又一大病害。危害马铃薯的植物寄生线虫主要有马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)、鳞球茎线虫(Ditylenchus dipsaci)、马铃薯孢囊线虫(马铃薯白线虫(Globodera rostochiensis)和马铃薯金线虫(Globodera pallida))、根结线虫(爪哇根结线虫(Meloidogyne.javanica)和南方根结线虫(M.incognita)等)、异常珍珠线虫(Nacobbus aberrans)和根腐线虫(Pratylenchus spp.)。在我国马铃薯田有马铃薯腐烂茎线虫、爪哇根结线虫和南方根结线虫、马铃薯金线虫发生的报道，根腐线虫在玉米田有发生，马铃薯田也有发生的潜在风险。本文主要综述我国马铃薯田线虫病害的发生和分布及主要的防治措施，为病害识别和防控提供指导。

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