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过刊目录

  • 2023年, 12卷, 第01期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 土壤生物膜对稻田生态系统功能的影响
    文翊, 李宇佳, 柴友正, 盛浩, 段良霞, 骆乐丹, 赵升, 欧阳凯
    2023, 12(01): 1-9.
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    土壤微生物通过自身分泌胞外基质能够形成一层薄膜，即生物膜。生物膜的形成有利于微生物适应环境，并对土壤的形成和植物的生长发育起到一定的调节作用。土壤生物膜可通过胞外聚合物及自身代谢过程调控土壤元素循环，影响土壤污染物降解，同时，在增强根际免疫、抑制病原菌对植物根系的侵袭及提高土壤肥力和作物产量方面发挥着重要作用。稻田是地球上最大的人工湿地，其生态环境不仅能满足水稻的生长，同时也为土壤微生物的生存、繁衍及生物膜的形成等提供了绝佳条件。水稻发育过程中常因多种病虫害、营养元素限制或重金属胁迫等影响其生长及粮食产量。本文从生态环境保护的角度，综述了稻田系统中生物膜对土壤重金属污染、营养元素流失以及水稻生长健康等方面的影响。
  • 三江平原水稻生产的碳足迹评价
    王毅勇, 于冰, 田有, 向一恒
    2023, 12(01): 10-17.
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    农田作为重要的陆地生态系统，人们在生产过程中为追求产量，往往会使用大量农药、化肥等化学物质，导致农业生产成为温室气体排放的一个重要源头。三江平原位于黑龙江省东北部，水稻作为这一地区的主要农产品，在种植过程中往往释放大量温室气体，对生态环境造成一定影响。本文在稻田温室气体排放观测研究的基础上，应用生命周期评价（LCA）方法，计算了三江平原地区水稻生产的碳足迹。结果表明，三江平原地区水稻全生命周期生产的碳足迹为0.500 8 t(CE)·t~(-1)，其中CH_4排放量占全部碳足迹的71.8%,N_2O排放量占全部碳足迹的8.68%，温室气体占到了全部碳足迹的80.4%，是最为主要的碳排放源。化肥和农药施用所产生的碳排放占到了总碳排放的15.6%，机械化生产过程中所消耗的柴油碳排放，仅占到了总碳排放的3.99%。因此，三江平原地区水稻生产的碳排放控制应以控制温室气体排放为主体，改变以淹灌为主的传统水稻灌溉模式，大力推广水稻节水减排灌溉新技术，配以合理的施肥技术和田间管理方式，推广低温室气体排放的水稻品种，以达到低碳排放的环境友好型水稻种植模式。
  • 氮、磷、钾肥配施对辽宁棕壤水稻产量与养分吸收利用的影响
    郭振希, 薛振亚, 赵锦儒, 王竹, 陈旭
    2023, 12(01): 18-24.
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    为解决辽宁北部棕壤地区水稻合理施肥问题，系统研究了氮（N）、磷（P）、钾（K）肥料配施条件下，水稻产量、养分吸收和肥料利用效率的变化，为该地区水稻平衡施肥和化肥减量增效提供理论基础。本研究于2019年开始，连续两年在辽宁省铁岭县棕壤地区进行田间试验，设置无肥区、缺氮区[90 kg(P_2O_5)·hm~(-2)+90 kg(K_2O)·hm~(-2)]、缺磷区[225 kg(N)·hm~(-2)+90 kg(K_2O)·hm~(-2)]、缺钾区[225 kg(N)·hm~(-2)+90 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]和全肥区[225 kg(N)·hm~(-2)+90 kg(P_2O_5)·hm~(-2)+90 kg(K_2O)·hm~(-2)]共5个处理，于水稻成熟期测定产量和植株氮、磷、钾含量。结果表明，全肥区水稻产量最高，分别较无肥区、缺氮区、缺磷区和缺钾区增加了48.7%、33.4%、16.7%和8.2%，而基础地力贡献率则表现相反，缺氮区最高，全肥区最低。不同处理籽粒和茎叶氮磷钾积累量最大值均在全肥区，最低值出现在无肥区。试验开展两年后水稻钾肥利用率最高，磷肥最低，氮、磷和钾肥表观利用率分别为27%、14%和62%，平均化肥利用效率仅为34%，远低于2020年全国水稻化肥利用率的40.2%。因此，辽北棕壤地区尽管氮磷钾肥配施可显著提高水稻产量和养分积累量，但今后应适当降低化肥施用量，可同时配施有机肥并分次施肥，以提高肥料利用效率。
  • 紫云英替代化学氮肥影响红壤水稻土团聚体组成及有机碳分布特征
    刘淑军, 周玲红, 唐利忠, 李纲, 高学成, 黄晶, 高菊生
    2023, 12(01): 25-33.
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    为研究红壤双季稻田紫云英还田替代化学氮肥后土壤团聚体组分及土壤有机碳分布特征，基于2008年开始的紫云英替代化学氮肥定位试验，选择稻-稻-冬闲[常规施肥，NPK（闲）]、稻-稻-紫云英[常规施肥，NPK（紫）]、稻-稻-紫云英[早稻和晚稻均减施20%化学氮肥，0.8N+PK（紫）]和稻-稻-紫云英[早稻和晚稻均减施40%化学氮肥，0.6N+PK（紫）]等4个处理，采用湿筛法对土壤进行团聚体分级，并测定不同粒径团聚体中土壤有机碳含量。结果表明，紫云英还田后，调节氮肥用量显著改变了土壤团聚体组成。平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和>0.25 mm粒级团聚体含量均以NPK（紫）处理最高。与冬闲处理相比，NPK（紫）处理可使>2 mm和0.25～2 mm团聚体含量提高了15.3%和3.81%。紫云英还田后，与NPK（紫）处理相比，0.8N+PK（紫）和0.6N+PK（紫）处理>2 mm团聚体含量显著降低了41.8%～57.6%(P<0.05)。与冬闲处理相比，冬种紫云英还田并减少氮肥用量显著降低了各粒级团聚体中土壤有机碳含量（P<0.05），但冬种紫云英还田各处理间各粒级团聚体中土壤有机碳含量未见显著差异。NPK（闲）处理不同粒径团聚体中有机碳富集系数均>1,NPK（紫）、0.8N+PK（紫）和0.6N+PK（紫）处理>2 mm和0.25～2 mm团聚体中的有机碳富集系数>1。土壤MWD和GMD与>2 mm团聚体和0.25～2 mm团聚体含量呈显著正相关关系（P<0.05），而与团聚体不同粒级中土壤有机碳含量的相关性不显著。可见，在红壤双季稻田进行冬种紫云英还田，有利于优化土壤结构，但不论减氮与否，同时需调节适宜的外源投入碳氮比，从而实现土壤结构稳定和肥力提升。
  • 旱地红壤长期施肥双季玉米产量的驱动因素分析
    周琦娜, 何绍浪, 黄尚书, 林小兵, 王斌强, 徐小林, 柳开楼, 雷礼文, 钟义军, 王建平
    2023, 12(01): 34-43.
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    研究长期不同施肥对双季玉米种植制度下旱地红壤理化性质和玉米产量季节性变化的影响，明确产量变化驱动因素，可为该区耕地质量培育和合理施肥提供理论支持。以1986年设置的旱地红壤长期定位施肥试验为平台，选取不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、单施新鲜猪粪（OM）、化肥和新鲜猪粪配施（NPKM）4个处理，探索不同施肥制度对双季玉米成熟期0～20 cm和20～40 cm土层土壤理化性质以及玉米产量的影响。结果表明，与CK处理相比，NPKM处理在春玉米和秋玉米成熟期0～40 cm土层土壤容重显著降低，大团聚体（>250μm）含量、团聚体平均重量直径（MWD）、土壤pH、有机碳（SOC）、速效氮（AN）、有效磷（AP）及速效钾（AK）等养分含量均显著提高，春玉米和秋玉米产量分别提高了6.1倍和15.1倍。与CK处理相比，NPK处理0～20 cm土层土壤容重在春玉米和秋玉米成熟期分别提高了1.13%和2.49%,pH则分别降低0.22和0.48个单位。与NPK处理相比，OM和NPKM处理0～20 cm土层土壤容重分别降低2.5%和3.2%,MWD分别增加了20.9%和43.6%,pH分别提高了1.44和1.12个单位，SOC分别提高了22.0%和41.2%,20～40 cm土层也表现出相似规律，双季玉米产量提高了1.27～6.86倍。随机森林模型结果显示0～20 cm土壤SOC含量是影响玉米产量的最重要因子，20～40 cm土层AK和AP分别是影响春玉米和秋玉米产量的重要因子。化肥配施有机肥可以改善旱地红壤结构、提高土壤养分含量和作物产量，是维持作物高产稳产和耕地质量培育的施肥措施。
  • 播期与密度对油蔬两用型油菜中油杂19产量的影响
    肖小军, 肖国滨, 郑伟, 熊文, 韩德鹏, 李亚贞, 黄天宝, 刘小三, 曹九龙, 吕伟生
    2023, 12(01): 44-52.
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    为了探讨播期、密度对油蔬两用型油菜产量及构成的影响，为其高产栽培提供参考，本文以中油杂19为试验对象，2020～2021年在典型的酸性红壤旱地开展摘薹方式、播期、密度三因素裂区试验，主区设置为蕾薹期摘主序和蕾薹期不摘薹，裂区为播期处理，分别为10月3日和10月13日（常规播期），副裂区为密度处理，行株距分别为30 cm×10 cm(33.3×10~5株·hm~(-2),D1),30 cm×12 cm(27.8×10~5株·hm~(-2),D2),30 cm×15 cm(22.2×10~5株·hm~(-2),D3),30 cm×20 cm(16.7×10~5株·hm~(-2),D4)，分析不同处理下生育进程、菜薹产量、菜籽产量及构成的变化。结果表明，摘薹与未摘薹相比，初花期、终花期、成熟期推迟6 d～15 d，株高、有效分枝部位高度分别显著降低10.6%、63.1%，茎增粗、一次有效分枝数分别增加7.89%、21.9%，单株角果数、每角果粒数基本不变，千粒重显著降低9.59%，油菜地上部干物质量和籽粒产量随着密度减小而降低，但降幅小于未摘薹处理；播期延后10 d，蕾薹期推迟达12 d，株高显著降低，茎粗显著减小；随密度减小，生育进程不受影响，薹粗、单株角果数显著增加，菜薹产量、地上部干物质量和菜籽产量显著降低。因此，油蔬两用型油菜中油杂19菜薹、菜籽产量受密度和播期共同影响，油蔬两用型油菜中油杂19栽培上提倡适当密植早播，从而兼顾菜薹和菜籽产量。
  • 控释氮肥配比对红壤区双季直播稻产量和氮肥利用率的影响
    宋惠洁, 吴艳, 余红英, 杨延安, 胡丹丹, 胡志华, 柳开楼
    2023, 12(01): 53-60.
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    探明红壤区双季直播稻控释氮肥适宜的施用比例，以期为直播稻科学高效施肥提供理论指导。于2021年在江西省余江市直播稻区开展田间试验，设置不施氮肥（N_0）、80%复合肥+20%尿素（N_1）、50%控释氮肥+50%尿素（N_2）、60%控释氮肥+40%尿素（N_3）、70%控释氮肥+30%尿素（N_4）5个处理，监测早、晚稻产量、氮素吸收量、氮肥利用率及氮素表观盈余等指标，并分析氮素表观盈余量与氮肥利用率的相关关系。结果表明：与常规施肥相比，N_2、N_3处理氮素吸收量和氮肥利用率提升效果最好，可使早稻产量增加5.7%～6.5%，晚稻产量增加9.0%～10.0%，早稻氮素吸收量提高7.5%～7.7%，晚稻氮素吸收量提高8.6%～9.7%，但晚稻产量、氮素吸收量及氮肥利用率均低于早稻。氮素表观盈余量以N_4表现最高，N_2、N_3处理较低，且晚稻氮素表观盈余量均高于早稻。氮素表观盈余量与氮肥利用率表现为极显著的负相关关系，当氮素表观盈余量增加10 kg·hm~(-2)时，早、晚稻氮肥利用率分别降低了6.3%、6.2%。因此，等氮水平下，50%～60%比例的控释氮肥更有利于双季直播稻产量、氮素吸收量及氮肥利用率的提升，为红壤区双季直播稻控释氮肥最佳施用比例。
  • “粮改饲”产能及其产肉效率研究
    周道玮, 黄迎新, 钟荣珍, 孙海霞, 王菲, 王雨琼
    2023, 12(01): 61-68.
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    “粮改饲养殖”发展草食牲畜畜牧业具有保护生态意义。本文研究了其产肉潜力、保障粮食安全及增收富民作用。结果表明，专用青贮玉米在长春地区的干物质产量为37.9 t·hm~(-2)，本地籽食用玉米产量平均为12.5 t·hm~(-2)，秸秆和叶及鞘的平均产量为12.8 t·hm~(-2)；生产青贮总热能产量高，对牛的消化能比生产籽粒对猪及其剩余秸秆和鞘叶对牛的消化能高74%，籽食用玉米适宜青贮期收获做青贮的消化能比其收获籽粒和秸秆及鞘叶所产消化能高33%。全生长过程，生产玉米籽粒养猪比改种青贮玉米生产青贮养牛，其单位面积产肉多50%，青贮产量∶籽粒产量=6∶1时，二者胴体肉产量持平。现行价格体系下，生产青贮养牛比生产籽粒养猪收益高38%。
  • 饲用燕麦种子产量与产量相关性状相关性分析及综合评价
    温丽, 毕盛楠, 徐兴健, 高欣梅, 其格其, 候伟峰, 赵力兴, 姜昕禹, 孙乌日娜, 李凤娇
    2023, 12(01): 69-75.
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    为探究影响饲用燕麦种子产量的主要影响因子及其相对贡献率，筛选出适于内蒙古自治区东部地区种植的饲用燕麦品种，研究选取19个饲用燕麦品种的6个产量相关性状与种子产量进行相关性分析，并运用隶属函数分析法对19个饲用燕麦品种种子产量及相关性状进行综合评价。结果表明：种子产量与产量构成因素的相关系数大小顺序为：单株粒重>单株粒数>千粒重>小穗数>穗长>株高，株高和小穗数表现为负相关关系；甜燕1号和三星2个燕麦品种适宜在内蒙古自治区东部地区推广种植。
  • 林下套种油菜的生产性能、饲用价值与适应性研究
    马东旺, 何万荣, 钱慧玲, 孙强, 席琳乔
    2023, 12(01): 76-87.
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    土壤盐碱和干旱是影响新疆维吾尔自治区南部（南疆）优质饲草生产，制约草食畜牧业发展的重要因素。为筛选出适宜在南疆林下种植的饲用油菜品种，本研究选取5个饲用油菜品种，设计甘露醇（0、100 mmol·L~(-1)、200 mmol L-1、300 mmol·L~(-1)和400 mmol·L~(-1)）5个水平模拟不同干旱程度，将NaCl、Na_2SO_4和NaHCO_3按1∶2∶1混合，设计（0、50 mmol·L~(-1)、100 mmol·L~(-1)、150 mmol·L~(-1)和200 mmol·L~(-1)）5种浓度盐水平，分析种子的萌发特性；采用随机区组试验进行林下种植试验和体外发酵试验，分析饲用油菜的生物产量与营养品质。结果表明：品种新油17在甘露醇浓度400 mmol·L~(-1)时发芽率最高达92.7%，其次是品种青油21为91.3%；品种韶油28在复合盐浓度100 mmol·L~(-1)时发芽率最高达74.7%，其次是品种华油杂76为65.0%，且该品种干草产量最高达5.25×10~3 kg·hm~(-2)；品种韶油28在体外产气法中总产气量、干物质降解率和总挥发性脂肪酸含量均为最高。干草产量与营养成分的灰色关联值以品种HF808最大，其次为青油21和华油杂76。总体上，品种青油21具有较好的抗旱性，而品种HF808、华油杂76分别具有较好的耐盐碱能力，生产能力均好，能更好适应南疆偏干旱地区和偏盐碱地区的林下生长环境，可在南疆林下推广种植。
  • 土壤结皮特性对风力侵蚀的影响
    胡伟, 刘晓冰, 张兴义
    2023, 12(01): 88-95.
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    风力侵蚀作为全球性的环境问题，是引起干旱、半干旱地区土壤退化的主要原因之一。土壤结皮是一个具有致密性结构的厚度为几毫米到几厘米的过渡土壤表层，在一定程度上能够抵抗风力侵蚀。本文在概要阐述土壤结皮类型的基础上，重点从土壤结皮盖度、厚度以及物质组成等方面评述了结皮特性对风力侵蚀的影响，展望了土壤结皮防控风蚀的两个研究方向，以期为干旱、半干旱地区防风固沙提供理论支持。
  • 基于文献计量学分析的东北黑土地土壤侵蚀研究态势及热点
    谭林芳, 张航宇, 郭忠录, 蔡崇法
    2023, 12(01): 96-108.
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    东北黑土地是我国粮食生产的“稳定器”和“压舱石”。严重的水土流失导致黑土层变薄、耕地损毁及地力下降，威胁我国粮食安全。本文以CNKI数据库中662篇东北黑土区土壤侵蚀领域研究中文文献和Web of Science核心数据库中189篇英文文献为对象，利用文献计量方法，借助CiteSpace和VOSviewer绘制东北黑土区土壤侵蚀知识图谱，识别主要载文期刊、资金来源、核心作者及团队，梳理不同时期研究热点和发展趋势，揭示其背后的影响因素。结果显示：(1)该主题中文发文量自2003年快速增长，2003-2021年载文量占总量91.6%，载文前3的期刊是《农业工程学报》《土壤学报》《农业机械学报》。英文文献起步较晚，载文前3的期刊是Soil and Tillage Research、Catena和Geoderma。已发表的中、英文文献研究经费主要来源于国家自然科学基金。(2)该领域较早开展研究的是以张晓平为代表的中国科学院东北地理与农业生态研究所团队和以蔡强国为代表的中国科学院地理科学与资源研究所团队，中文文献发文量前3的学者是郑粉莉、韩晓增和张兴义，英文文献发文量前3的学者是张兴义、刘晓冰和刘刚。(3)“土壤水蚀过程与机理”“土壤侵蚀时空变化评价”“土壤退化与保护性耕作”“水土保持与土地生产力”“侵蚀沟发育与耕地保护”“土壤侵蚀与土壤质量”“土壤侵蚀速率”“风力和冻融对水力侵蚀的影响”是不同时期的研究热点。(4)“人工模拟降雨”“GIS和RS”“土壤侵蚀模型”“137Cs和210Pb示踪法”是主要研究方法和手段。复合侵蚀过程及机理，区域土壤侵蚀预测模型研发，水土流失阻控措施及效应，土壤侵蚀退化与土地生产力的关系等是未来研究的重点。
  • 土壤健康的评价方法及应用
    张丹丹, 盛浩, 肖华翠, 尹泽润, 何雨茹, 周萍
    2023, 12(01): 109-116.
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    健康的土壤是作物生长、绿色农业和文明永续发展的基础，合理评价土壤健康也是精准农业和再生农业的必然要求。当前，针对土壤健康评价及敏感指标的筛选，已有大量研究；但不同土壤健康评价方法的适用性及其优劣仍不明晰，如何敏感而准确地评估土壤健康状况亟待解决。本文在厘清土壤质量和土壤健康内涵的基础上，评述了国内外主流土壤健康评价方法的指标体系、优缺点、应用状况及局限性，从重视高强度人为利用土壤（水稻土、城市绿地、矿山开采地和保护地土壤）健康状况评价，加强开发和优化基于土壤生物学指标的土壤健康评价工具和开发适应不同空间尺度的土壤健康评价工具三个方面进行了展望。