增加蓄水保墒能力提高土壤水的利用率、增加有机质含量、改善土壤结构,是发展旱地农业最经济和有效的方法。试验以沈阳军区富裕农副业基地和老莱农副业基地为平台,采用深松耕作措施打破土壤犁底层,结果如下:深松地块与不深松地块相比,表现出明显的抗旱优势,0～20cm土壤含水量高3.47%～4.03%,产量增加4.82%～8.54%;大豆平播密植与其它垄作比,土壤含水量高5.45%～6.76%,增产12.7%;秸秆覆盖还田,可使0～20cm表层土壤含水量增加20.5%,土壤有机质增加3.98%。

种养结合型循环农业能有效发挥种植业和畜禽养殖业优势，一定程度上减少资源浪费和环境污染。东北黑土区地处冷凉干旱区，农业生产活动受气候影响显著，该区域内农业资源利用率较低、资源再利用成本较高，严重制约了区域经济发展，开展种养结合型循环农业模式可最大限度加快农业系统内物质循环，实现区域经济效益最大化。本文首先充分总结了东北黑土区内不同种养结合循环农业模式的特点，对比分析了不同模式下的生态和经济效益，再以位于松嫩平原北部厚层黑土区的海伦市为代表，结合持续高效节粮型种养循环农业模式的实际需求，重点阐述了海伦市开展种养结合型循环农业的发展历程，对比分析了传统农业生产模式与循环农业模式的经济效益，提出了海伦市种养结合循环农业的未来发展建议，以期为持续提高黑土生态系统生产力，保障黑土资源永续发展和利用提供参考依据，为东北黑土区循环农业发展提供借鉴。

在正常氮磷化肥施用基础上,设置4水平施用量的钾肥做种肥,并在开花期和结荚期分别进行叶喷钾肥处理,研究了钾肥不同施用方式对菜用大豆鲜荚采食期产量和生理成熟期粒数的影响。结果表明:钾肥做种肥能显著增加菜用大豆鲜荚采食期的产量和生理成熟期的粒数,品种间反应有所差异。中科毛豆1号单株标准荚数除外,各项产量构成因素均在钾肥施用量120kg·hm-2时最高,其中,最佳施钾量与不施钾肥相比,中科毛豆1号单株鲜荚产量、单株鲜粒质量和单株粒数分别提高31.5%、16.2%和34.0%,品系121分别增加34.2%、50.5%和32.4%。叶喷处理菜用大豆鲜荚采食期产量构成和生理成熟期的粒数均高于无叶喷处理,与无叶喷相比,钾肥施用量为120kg·hm-2时中科毛豆1号叶喷处理的单株鲜荚产量、单株鲜粒质量和单株粒数分别提高8.8%、48.5%和5.8%,品系121增加3.5%、28.0%和3.6%。施钾对菜用大豆单株标准荚数有一定影响,但差异不显著,关键是增加粒数和粒质量。当K2SO4施用量为120kg·hm-2并在开花期和结荚期喷施钾肥时,菜用大豆产量最高。图4,参14。

微塑料作为一种新兴环境污染物，广泛分布于全球各生态系统中，备受国内外学者的关注。为了解微塑料在挠力河自然保护区分布、组成特征及生态风险，本研究以保护区内旱田地、水田地、林地和沼泽四种类型土地为研究对象，利用改进的浮选分离法对不同样品中微塑料进行分离，使用体式显微镜和傅里叶变换红外光谱仪（μ-FITR）对0.02～5 mm粒径范围的微塑料进行检测，观察并鉴定微塑料形状、颜色，分析其丰度和成分，同时采用风险指数（R）和污染负荷指数（PLI）对微塑料生态风险进行评估。结果表明：（1）微塑料形状有纤维状、碎片状、薄膜状和颗粒状四种，纤维状和薄膜状分别占比31.5%、37.0%，其中薄膜状微塑料在旱田地和沼泽两种类型土地中含量差异显著（P<0.05）；微塑料颜色包括白色、黑色、红色、蓝色和透明色五种，各颜色微塑料组分在四种类型土地中差异不显著；微塑料成分包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE）三种，分别占54.5%、27.3%和18.2%，且各组分间无相关性。（2）微塑料丰度范围为3.33～30.0 n·kg-1，平均丰度为14.3 n·kg-1，且旱田地微塑料平均丰度显著大于林地和沼泽两种类型土地（P<0.05）；微塑料平均丰度在空间上呈现旱田地（21.1 n·kg~(-1)>水田地（12.2 n·kg~(-1)>沼泽（10.7 n·kg~(-1)>林地（8.89 n·kg~(-1)的分布趋势。（3）尺寸小于1 mm的微塑料占总检出微塑料的87.7%，且主要集中在0.2～0.5 mm和0.5～1 mm粒径范围内，分别占30.1%和34.2%。（4）保护区四种土地利用类型平均风险指数为3.64，总体污染负荷指数为2.31×10~(-2)，分析可得保护区总体生态风险水平较低。数据显示，挠力河自然保护区四种类型土地中均存在不同丰度的微塑料，并且具有独特的赋存形态及分布特征，这为保护区微塑料污染防控和迁移转化研究提供了基础数据支持。

水稻是一种重要的粮食作物，开发优良的水稻种质资源是培育水稻品种的重要手段。诱变育种可以快速改良水稻品种，提高水稻育种效率。离子束作为一种新型的诱变技术，具有线性能量转移高，相对生物学效应好，诱变频率高等优势，可直接作用于水稻遗传物质，对水稻的不同性状产生影响。本文主要围绕高能重离子束的诱变水稻的分子生物学特点，诱变重离子束种类、辐射剂量及受体材料的选择，重要性状基因功能分析，诱变产生的水稻品种等方面进行系统的描述，重点介绍了高能重离子束的诱变优势，并从多方面总结了由高能重离子束诱变产生的不同的水稻品种，并提出了高能重离子束诱变依旧存在的不足以及对未来的展望，为该技术在未来水稻育种的应用提供新思路与新方法。

免耕秸秆覆盖的耕作模式能够影响土壤微生物生物量和活性，增加土壤有机质含量，是提高土壤综合生态效益的保护性耕作核心措施之一。为探究免耕结合不同秸秆覆盖量下土壤酶活性变化及调控机制，本研究依托中国科学院沈阳应用生态研究所保护性耕作研发基地进行田间试验，以传统耕作（翻耕+无秸秆覆盖，CT）为对照，研究免耕结合无（免耕+无秸秆覆盖，NT0）、低量（免耕+1/3秸秆覆盖，NT1/3）、中量（免耕+2/3秸秆覆盖，NT2/3）、高量（免耕+全量秸秆覆盖，NT3/3）秸秆覆盖处理下不同土层（0～5、5～10、10～20 cm）的土壤酶活性、微生物生物量和有机碳含量变化。结果表明，免耕结合秸秆覆盖主要影响了表层0～5 cm土壤酶活性。与CT相比，免耕结合秸秆覆盖显著影响纤维二糖酶（CB）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）和过氧化物酶（PER）活性。免耕结合低量（NT1/3）和高量（NT3/3）秸秆覆盖处理下的CB活性显著高于CT处理1.24倍和1.53倍。所有免耕处理下NAG活性显著高于CT处理78.1%～124.4%，且NAG活性有随不同秸秆覆盖量由低到高呈上升趋势（NT1/3NT2/3>NT3/3）。免耕结合秸秆覆盖对5～10 cm和10～20 cm土壤酶活性影响很小。研究还发现，土壤酶活性受土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、可溶性有机碳（DOC）、可溶性有机氮（DON）、铵态氮（NH_4~+-N）、硝态氮（NO_3~--N）、pH以及含水量等理化因素的影响，同时还受微生物生物量以及微生物群落组成的显著影响。与CT相比，NT3/3能够使0～5 cm土层中总体酶活性、SOC含量和微生物熵分别提高了60.5%、35.6%和21.6%。土壤总体酶活性与SOC和微生物熵均呈显著正相关关系，说明微生物酶活性的增加更有利于SOC积累。免耕结合高量秸秆覆盖（NT3/3）处理下微生物可利用性碳源更充足，更有利于土壤微生物活性增加，进而促进SOC固存。

为揭示水田不同搅浆方式对寒区水稻根系形态结构和生理活性的影响及其与产量形成之间的关系，本研究以龙粳31为试验材料，设置旱平免搅浆（HP）、水平地免搅浆（SP）、常规搅浆（CK）3种搅浆方式进行对比试验，对各生育期水稻根系形态结构指标、根系生理活性指标、干物质量及产量进行测定。结果表明：水稻根系形态指标在抽穗扬花期趋于稳定，与CK相比，HP处理下的总根长、根表面积、根体积和平均直径分别显著增加14.1%、8.79%、7.16%和4.06%,SP处理下仅总根长显著增加6.43%。水稻根系生理活性指标在抽穗扬花期达到最大值，与CK相比，HP和SP分别使根系氧化活力显著增加16.1%和5.51%，根系伤流强度显著增加10.2%和5.74%。同时，与CK相比，HP和SP的水稻产量分别显著提高7.65%和4.03%。综上所述，HP能够明显改善根系形态，促进根系生长，提高根系生理活性，进而促进水稻植株地上部生长和产量的增加。

玉米叶夹角是影响高密度种植的一个重要性状,与株型及产量高度相关,是玉米非常重要的农艺性状之一。本文总结了近年来调控玉米叶夹角形成及发育相关QTLs/基因,综述了调控叶夹角形成的分子调控机制。国内外的研究表明,对控制叶夹角关键QTLs/基因的研究不仅为选育耐密理想株型的辅助选择提供有效的分子标记,还为通过提高群体光合效率而增加产量的分子育种提供了重要的基因资源。

东北黑土是珍贵的土壤资源，由于长期的重用轻养，农田黑土退化问题已是一个不争的事实。施肥是保持/提高黑土农田生产力、保障作物产量的一项重要的农艺措施。本文综述了长期施用有机肥、无机肥、有机无机肥配施，以及无机肥氮（N）、磷（P）、钾（K）及其不同的组合施肥对黑土农田土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌等微生物的数量、群落alpha多样性和beta多样性等方面影响的最新研究进展。发现研究结果因试验地点、季节气候、试验处理、目标微生物种类、甚至研究者的采样年限而不同。多数研究发现，长期施用化肥，特别是氮肥显著地降低了细菌丰度和alpha多样性指数，但对真菌丰度和alpha多样性指数影响不显著。不同施肥明显改变了黑土微生物beta多样性，但这种改变是有限的，相同施肥处理没有驱动不同试验地点土壤微生物群落结构同质化演替，表明东北黑土微生物分布具有很强的地域性。对长期施用不同的无机肥研究发现，N素较P素和K素在驱动黑土农田土壤微生物群落变化上作用更为明显。在论述长期施用有机肥改变土壤微生物群落结构的同时，也阐述了有机肥施用带来潜在的抗生素抗性基因污染的生态风险及对抗性基因的阻控措施。文章最后总结了目前施肥影响黑土农田微生物研究中存在的不足之处，并提出5点未来应加强的研究建议。

为了深化理解松嫩平原和辽河平原土地利用存在的生态问题,研究了松嫩平原、辽河平原的地貌特征和土地利用信息,并根据存在的土壤限制因子和指示植物划分了生态土地类别。松嫩平原、辽河平原的地貌类型可划分为低台地、极高平原、高平原等6类,土地利用类型分为林地、草地、农田等9类,生态土地类别划分为甜土地类、盐碱地类、水湿地类和沙土地类,论述了各生态土地类别的生态问题及管理对策,讨论并间接证明了盐碱地形成的离子积累理论。图3,表7,参27。

采用室内模拟试验,对昆虫病原线虫检测器收集到昆虫病原线虫线虫数量和土壤中昆虫病原线虫密度相关性进行研究,确定昆虫病原线虫检测器收集时间、检测器放置间距进行了试验研究。结果表明,收集时间和检测器放置间距对检测器收集到线虫数量有显著影响,48h为最佳收集时间,检测器之间放置8cm为最佳间距。检测器中收集到昆虫病原线虫的数和昆虫病原土壤中线虫密度显著相关,相关系数R2达到0.9364。该技术为昆虫病原线虫定性及定量检测提供了一种新方法。

选择主导产业是农业规划的核心任务之一。本框架设计从区域现有产业与区域引入产业两类产业入手,选择了政策、社会、经济与资源环境4类规划影响度较高的一级指标和二级指标,使用了6类具有引领带动价值的产业评价因素及子因素,设计了4个算法模块,依据层次分析法和德尔菲法对于区域产业进行优选分析,为开发构建简单便捷的规划区域主导产业优选分析软件提供支持。

为确定灌漠土带田春小麦高产的水肥管理模式,本研究采用裂-裂区的试验方法研究了灌溉定额(4 500m~3·hm~(-2)、6 000 m~3·hm~(-2)和7 500 m~3·hm~(-2))、绿肥(不种绿肥和种植绿肥)、化肥(不施化肥和施用化肥)及其交互作用对春小麦产量和根际土壤肥力的影响。结果表明,增加灌溉定额能显著增加春小麦产量,与4 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额相比,6 000 m~3·hm~(-2)和7 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额对春小麦产量的增加幅度为7.73%和9.99%。与不施化肥相比,施用化肥对春小麦的增产幅度为132%。绿肥和化肥之间的交互作用对春小麦产量的影响极显著,种植绿肥和施用化肥条件下春小麦产量最高,为2 639 kg·hm~(-2);种植绿肥和不施化肥条件下春小麦产量最低,为987 kg·hm~(-2);两者相差167%。随灌溉定额的增加,春小麦根际土壤速效氮和速效钾含量呈极显著降低的趋势,含水量和pH值呈极显著增加的趋势。种植绿肥能显著提高土壤的速效氮、有机质和含水量,能极显著降低土壤的pH值。施用化肥能极显著提高土壤的速效氮、速效磷和含盐量,能极显著降低土壤的速效钾、含水量和pH值。灌溉定额与化肥之间的交互作用对土壤速效氮含量的影响表现显著,4 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额和施用化肥条件下土壤速效氮含量最高,7 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额和不施化肥条件下土壤速效氮含量最低,两者相差80.6%。依据本研究得出的灌漠土带田春小麦高产的最佳水肥管理模式为:6 000 m~3·hm~(-2)的灌溉定额、种植绿肥和施用化肥相结合。此管理模式下的带田春小麦产量为2 667 kg·hm~(-2),根际土壤速效氮、速效磷、速效钾、有机质、含水量和pH值分别为106 mg·kg~(-1)、34.7 mg·kg~(-1)、93.6 mg·kg~(-1)、23.3 g·kg~(-1)、11.5%和8.29。

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。

为阐明连续多年深松对玉米根际土壤细菌群落结构的影响,于2016-2018年以翻耕为对照,设3个深松年限(1 a、2 a、3 a)和3个深度(25 cm、35 cm、45 cm)共10个处理,采用高通量测序技术分析了0～20 cm土层玉米根际土壤细菌群落特征。结果表明:细菌群落结构表现具有年际间差异,2018年绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)及硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度较2017年分别增加66.4%～79.4%、31.7%～62.1%、13.4%～50.9%、19.6%～74.5%;拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、奇古菌门(Thaumarchaeota)、蓝藻门(Cyanobacteria)则显著降低。2018年,各处理Shannon、Chao1、ACE指数均低于CK,降幅分别为0.16%～2.07%、0.9%～5.19%、0.17%～5.86%。相同深松深度下,深松2年细菌群落多样性及丰富度均高于深松1年,深松年限越短、深度越深越有利于细菌群落丰富度与多样性提高,45 cm较35 cm、25 cm、CK增幅0.37%～3.76%、0.07%～1.63%、0.41%～0.48%;深松持续年限越长,浅松处理效果最佳。深松较翻耕可提高变形菌门、芽单胞菌门相对丰度,降低放线菌门(Actinobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度。深松较翻耕可提高溶杆菌属、Arenimonas、鞘氨醇单胞菌属相对丰度,降低链霉菌属、类诺卡氏菌属、伦茨氏菌属相对丰度。土壤细菌丰富度及多样性与土壤温度呈显著正相关关系,与土壤气象比呈负相关关系,Simpson指数与土壤EC呈显著负相关关系;土壤细菌群落受土壤温度、p H、广义土壤结构指数(GSSI)影响较大。上述研究有助于从微生物角度分析黑土区农田生态系统物质和能量循环机理,为提升黑土可持续生产能力提供依据。

通过田间试验,研究了不同比例有机肥替代化肥对旱地胡麻植株养分运移规律及其产量形成的影响。结果表明:不同施肥处理的胡麻,植株茎叶中氮、磷积累量存在不同程度的差异,胡麻全生育期各处理植株茎叶氮、磷积累量呈先增后减的变化趋势。其中,90%福瑞年土壤调理剂替代化肥(F9)处理的胡麻盛花期和成熟期叶片氮含量分别较单施化肥(F1)处理显著增加13.6%和50.9%,磷含量显著增加了32.2%和32.9%%,且该处理能有效增加现蕾-成熟期胡麻茎秆氮素含量,而90%的肉蛋白生物有机肥替代化肥(F8)处理对盛花-成熟期胡麻的茎秆磷素含量增加效果显著。旱地胡麻氮、磷素收获指数均在90%福瑞年土壤调理剂替代化肥(F9)处理下最大,且在该处理下单位面积胡麻籽粒产量较单施化肥(F1)处理显著增加3.5%。90%福瑞年土壤调理剂替代化肥有利于促进胡麻植株对于养分的吸收和积累,增加胡麻籽粒产量,是当地胡麻生产中比较适宜的有机肥替代化肥比例。

苏打盐渍化土壤胶体吸附大量交换性Na~+,造成土壤团聚体崩解,粘粒分散,阻塞土壤孔隙。改良苏打盐渍土需两步:一是提供钙源替换交换性Na~+,二是排出盐分。本文研究了腐解玉米秸秆和脱硫石膏不同改良组合对苏打盐渍土淋洗脱盐效率影响。结果表明,所有改良处理均能改善土壤入渗,入渗速率大小为:脱硫石膏>脱硫石膏+腐解秸秆>腐解秸秆>对照;含脱硫石膏处理显著提高土壤饱和导水率(Ks),在短时间内腐解秸秆处理不能改善土壤导水性,在70 d后才有效果;腐解秸秆处理土壤含水率最高,材料保水性好;淋出液化学性质显示,各改良处理均能促进钠离子的淋洗;土壤化学性质显示,淋洗后各处理土壤盐分均显著下降;脱硫石膏和脱硫石膏+腐解秸秆处理与对照相比,土壤pH降低更显著;各改良处理土壤可溶性钠离子含量显著低于对照,并且土壤中可溶性钙镁等二价阳离子显著高于对照;各改良处理土壤钠吸附比(SAR)均显著低于对照组。

土壤化学特性和酶活性与施肥水平密切相关，是衡量土壤肥力状况的重要指标。本研究以黑土区连续四年种植豆科作物(绿豆和红小豆)和禾本科作物(高粱)的施肥定位试验为研究平台，选取不施肥、施化肥和施有机肥3种施肥处理，分析施肥对不同杂粮作物的土壤有机质、pH、土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明，施肥降低了连作杂粮作物土壤pH值，但与不施肥相比差异不显著，禾本科植物土壤pH降低的幅度高于豆科作物土壤。连作绿豆的土壤中，与不施肥相比，施化肥处理增加了土壤全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量，分别显著增加了18.4%,23.1%,21.7%和67.2%;施有机肥显著增加了土壤全氮和速效钾含量，且显著高于施化肥处理。连作红小豆的土壤中，与不施肥相比，施化肥显著增加了土壤速效磷和速效钾的含量，有机肥显著增加了土壤速效钾含量。连作高粱土壤中，与不施肥相比，化肥施用显著增加了土壤碱解氮含量而显著降低了速效钾含量，有机肥施用显著增加土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。土壤酶活性方面，除施化肥处理下连作红小豆土壤磷酸酶活性低于连作高粱外，其他相同施肥处理下种植豆科作物的土壤蔗糖酶活性、脲酶活性和磷酸酶活性均高于高粱土壤，种植高粱土壤过氧化氢酶活性高于豆科作物。因此，施肥和杂粮作物种类均是影响土壤化学特性和土壤酶活性的重要因素。

磷素供应是限制作物产量的重要因子之一,作物对磷肥当季利用率较低,其吸收的磷大部分来源于土壤,从而作物对土壤磷的高效利用成为关注热点问题,本文综述了国内外关于磷肥施入土壤后形态转化及其生物有效性,提高作物对土壤磷素吸收利用机制,解磷微生物对土壤无效磷转化机制等方面研究进展,以期为作物对土壤磷素高效利用进一步研究提供参考。

通过SB-24菌株对尖孢镰刀菌菌丝生长的抑制、菌丝形态的影响及对孢子萌发的抑制,SB-24分泌水解酶能力的研究,探索SB-24对尖孢镰刀菌的抑制机理。结果表明:SB-24对尖孢镰刀菌菌丝的抑制作用是通过菌体及其产生的拮抗物质,分泌水解酶(蛋白酶和纤维素酶)共同作用的结果;SB-24对尖孢镰刀菌孢子的抑制作用主要是其产生拮抗物质作用的结果。

为明确黑龙江省玉米主产区土壤养分限制因子,充分发挥土壤及肥料的增产潜力,达到玉米的高产高效,通过双城市5年的田间小区对比试验,研究了玉米对不同肥料的产量响应及肥料效应。结果表明,不施氮磷钾锌硫肥均降低玉米产量,不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥、不施锌肥、不施硫肥的各减素处理较推荐施肥处理平均减产分别为27.7%、18.4%、17.6%、7.8%和9.7%。氮磷钾合理配施显著提高玉米产量、养分吸收、农学效率和肥料利用率。与农民习惯施肥处理相比,优化施肥处理玉米平均增产12.6%,增加氮磷钾养分吸收量分别为13.4 kg·hm-2、9.0 kg·hm-2和12.4 kg·hm-2;增加氮磷钾农学效率分别为6.5 kg·kg-1、17.5 kg·kg-1、7.0 kg·kg-1;提高氮磷钾肥利用率分别为8.1%、13.4%和9.5%。影响双城市玉米产量的主要土壤养分限制因子是氮,其次是钾和磷,潜在因子是锌和硫。与优化施肥相比,该地区玉米生产农民习惯施肥中,氮施用量略有不足,磷肥用量过高,钾肥用量过低,生产中应适当增加钾肥用量,否则长期种植玉米易造成土壤钾素的亏缺。图3,表5,参20。

耕作层是人类为了栽培作物,利用工具对土壤进行扰动的深度层。耕作层的结构和厚度决定了作物的生存环境及养分和水分的供给。随着对粮食需求的不断增加,培育一个肥沃而深厚的耕作层,提高土壤地力得到了越来越多人的关注。文章综合分析了耕作层的演变和功能及其对作物根系生长和产量的重要意义,由此提出了粘质土壤(粘粒含量>35%)的适宜耕作层深度为0~35 cm,沙质土壤为0~20 cm;综述了秸秆和有机肥还田在培育土壤耕作层方面的研究进展。随着种植结构的多元化和农用机械的不断更新,对未来土壤耕作层培育的技术模式进行了展望,即建立集成作物轮作、有机物料还田、耕作强度和频度的综合技术模式,旨在为合理耕作层培育提供理论支撑。图1,参49。

土壤跳虫是土壤中重要的无脊椎动物类群之一,对其种群生存策略的认识有利于理解陆地生态系统的演替过程及区域生物多样性维持机制。温度适应是跳虫重要的生存策略之一。在对三江平原野外土壤动物群落调查过程中,发现真土生棘跳(Protaphorura bicampata(Gisin,1956))是农田及湿地中的重要种群之一,具有区域代表性。文章研究了该种棘跳在不同温度下的生长及发育情况,从其最适生长、发育温度的角度探讨三江平原温度对区域生物多样性维持及土壤动物群落形成的影响机制。结果显示,棘跳的最适生长及繁殖温度均在20℃以上,低于15℃其发育停滞、繁殖终止。研究结果说明,相对极地或高纬度及三江平原的抗低温土壤跳虫(可在-30℃下存活)而言,研究对象—棘跳并非代表性的冬季活跃的跳虫种类,其区域优势地位的建立是夏季生存竞争的结果。推测其对冬季低温的抵抗主要得益于冬眠,垂直迁移可能是其越冬的行为基础。

利用从渭源县山地采集的30份样品,采用刚果红染色法和液体摇瓶发酵法筛选出了1株能够在15℃条件下降解羧甲基纤维素、玉米秸秆纤维素和高产纤维素酶的真菌菌株D5,同时测定了该菌株纤维素酶活力和对玉米秸秆的降解能力,并通过ITS r DNA序列分析对该真菌进行了初步鉴定。结果表明,菌株D5液体培养7 d的木聚糖酶活为52.7 U·m L~(-1),CMCase酶活为31.5 U·m L~(-1),滤纸酶活为29.6 U·m L~(-1);菌株D5在玉米秸秆为唯一碳源的培养基里发酵10 d,玉米秸秆的失重率为29.8%。菌株D5经ITS r DNA序列分析初步鉴定为Penicillium sp.,在玉米秸秆降解方面具有较大的应用潜力。

以陇椒2号为试验材料,研究了有机复合基质栽培下叶面喷施GA_3对设施蔬菜辣椒生长发育、果实产量、品质及内源激素的影响。结果表明:叶面喷施200 mg·L~(-1)和250 mg·L~(-1)GA_3均显著增加了辣椒生育期的植株株高和干物质积累量,降低了落花落果率,增加了辣椒长度、直径、果皮厚度、单果重和产量,二者之间没有显著差异。喷施200 mg·L~(-1)的GA_3植株株高、干物质积累量、单果(鲜)重和单株平均产量与对照(清水)相比分别提高11.8%,22.5%,16.1%和7.6%。叶面喷施200 mg·L~(-1)和250 mg·L~(-1)的GA_3均显著增加了辣椒果实中维生素(Vc)、可溶性蛋白、还原糖及可溶性糖含量,改善了辣椒果实的品质。喷施200 mg·L~(-1)的GA_3处理辣椒果实Vc、可溶性蛋白及可溶性糖含量在盛果期和拉秧期与对照(清水)相比分别增加了19.7%和22.6%,18.4%和14.8%,15.0%和14.9%。此外,叶面喷施200 mg·L~(-1)和250 mg·L~(-1)的GA_3均显著增加了辣椒果实脱落酸(ABA)和吲哚乙酸(IAA)平均含量,而对玉米素(ZR)平均含量没有显著影响。从经济效果考虑,叶面喷施200 mg·L~(-1)GA_3三次是设施蔬菜辣椒栽培中高产优质的实用技术。

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。

矿质离子对人体有重要作用,但只能通过食物摄入,不能在体内合成。盐碱胁迫会影响水稻对矿质离子的吸收。在盐碱地广泛种稻治碱和选育吸收更多矿质离子的品种的背景下,本研究选用4个适合当地气候的水稻品种即吉农大511、松粳14、龙稻11及松粳12,分别种植在盐碱和非盐碱土壤上,研究了苏打盐碱胁迫对水稻籽粒中K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn和Zn元素吸收的影响及矿质元素之间的相关关系。结果表明,7种元素在4个水稻品种的籽粒中的含量排序均为:稻壳>糙米>精米;与非盐碱比,盐碱胁迫显著促进了水稻籽粒对Na的吸收,K、Mg有所增加但变化不显著,显著降低了Ca、Fe、Mn和Zn的吸收;且显著增强了"龙稻11"的糙米和精米中Na的含量;盐碱胁迫显著降低了稻壳对Ca、Mn的吸收,但增加了糙米中Ca的吸收;盐碱胁迫下Fe和Mn在糙米和精米中含量无显著差异;盐碱胁迫增加了精米对Na和Ca的吸收,减少了对Fe、Mn和Zn的吸收;盐碱胁迫影响水稻籽粒中离子间相关关系,非盐碱胁迫下,精米中Zn和Ca呈显著正相关关系;而盐碱胁迫下,Mg和Fe呈显著正相关关系,Mg和Na呈显著负相关关系。

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。

探明立式深旋耕作及地膜覆盖对西北黄土高原半干旱区种植党参土壤物理性状和耗水特征的影响,可为半干旱区党参高产栽培技术提供理论依据。采用随机区组设计,于2017年设置立式深旋40 cm覆膜(VTM)、立式深旋40 cm无覆膜(VT)、传统旋耕15 cm覆膜(RTM)和传统旋耕15 cm无覆膜(RT) 4个处理,测定党参收获后0～40 cm土壤容重、饱和含水量、毛管含水量、总孔隙度、毛管孔隙度和产量等指标,计算各生育阶段耗水量、耗水强度、耗水模系数、党参生长速率和耗水效率等指标,明确立式深旋耕作和覆膜对党参土壤物理性状和耗水特性的影响。结果表明:与传统旋耕相比,立式深旋耕作显著降低了0～40 cm的土壤容重,地膜覆盖条件下降低了8.7%～9.6%,无覆膜条件下降低了8.1%～9.4%;相应地显著提高了土壤总孔隙度、毛管孔隙度、饱和含水量和毛管含水量。在党参拉蔓期到块根增长期,立式深旋耕作提高0～300 cm土层土壤耗水量、耗水模系数和耗水速率,分别为6.1～8.8 mm、3.2%～8.5%和9.6%～15.2%;地膜覆盖分别提高8.1～18.4 mm、6.8%～37.1%和13.6%～45.7%。在党参苗期到结果期,立式深旋耕作提高生长速率和耗水效率分别为29.6%～75.1%和21.4%～59.8%;地膜覆盖分别提高21.6%～67.7%和16.7%～64.8%。立式深旋耕作的党参块根产量和水分利用效率分别提高21.3%～34.4%和14.1%～28.3%,地膜覆盖分别提高18.9%～31.8%和11.8%～25.7%。因此,立式深旋耕作可降低土壤容重、提高土壤饱和含水量、毛管含水量、总孔隙度和毛管孔隙度。立式深旋耕作结合覆膜可提高拉蔓期到块根增长期0～300 cm土层土壤耗水、耗水模系数和耗水速率,提高苗期到结果期党参生长效率和耗水效率,使党参块根产量和水分利用效率明显提高。所以,立式深旋耕作和覆膜结合是适宜于西北黄土高原旱地党参种植的耕作技术。

通过对西安市周至猕猴桃产区土壤重金属元素的空间分布特征及生态风险进行分析，结合该地区人们的活动、周围环境影响和土壤背景，深入了解土壤环境质量状况，为产区土壤重金属防控提供理论依据，为猕猴桃高质量发展提供基础保障。在周至县猕猴桃主产区16个乡镇街办，采用梅花五点法采集192个土壤样品，测定土壤严格控制的5种重金属含量(Pb、Cd、Hg、As、Cr),并测定土壤pH值。应用地积累指数、潜在生态风险指数、健康风险指数法结合地统计法和地理信息系统(GIS)对5种重金属指标和pH进行了评价分析。周至猕猴桃产区土壤重金属Pb、Cd、Hg、As和Cr平均含量未超过GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤风险管控标准》和HJ 332-2006《食用农产品产地环境质量评价标准》规定的限值，总体处于清洁水平。周至猕猴桃产区土壤重金属潜在生态风险低，且没有显著的人体健康风险。

土壤冻融循环广泛存在于中、高纬度及高海拔地区，对土壤微生物、土壤酶活性、土壤养分转化及农业生产产生重要影响。本文基于国内外冻融模拟与野外原位试验研究结果，从冻融强度和频次角度阐述了冻融循环对土壤微生物群落结构、组成和土壤酶活性的影响，并分析了秸秆还田后土壤微生物及土壤酶活性对冻融循环的响应机制，提出了未来的研究应注重利用野外实测与室内模拟相互佐证的方法，加强对生长季和非生长季土壤碳库、微生物多样性及土壤酶活性的系统研究。

用滤纸法测试了不同轮作系统中土壤淋溶液对玉米、大豆和小麦种子发芽及芽生长的影响。结果表明,从种子发芽开始不同作物种子对重迎茬有不同的反应。在供试茬口中,大豆种子在大豆-小麦-玉米(SWC)轮作区土壤淋溶液中发芽率和芽长势均最高,分别为90%和56.7%,在大豆连作12a(S…SS)区却最低;玉米-大豆-玉米(CSC)和大豆-小麦-玉米(SWC)轮作区土壤淋溶液中利于玉米种子发芽和芽生长;玉米-大豆-玉米(CSC)轮作区,或在大豆-小麦-玉米(SWC)茬口土壤淋溶液利于小麦种子发芽,而小麦种子在小麦-大豆-小麦(WSW)和大豆-小麦-大豆(SWS)类似的重迎茬土壤林溶液中发芽不好。图9,参14。

农田土壤系统是陆地生态系统的重要组成部分,也是受人类影响最多的生态系统。土壤微生物参与调节大部分土壤生物化学过程,在土壤碳循环过程中发挥着不可替代的作用。农业措施的变化会改变土壤理化性质,而土壤理化性质的变化又影响着微生物的群落特征等。因此为深入探究土壤理化性质变化对土壤微生物群落的影响,简述了农田土壤物理性质(密度、孔隙、水分、温度)及化学性质(土壤pH、土壤有机质)对土壤微生物群落的影响,并且指出了目前研究存在的问题及未来的研究方向。

为研究旱地小麦叶片生长规律,利用参数本土化后的APSIM模型模拟传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)和免耕+地膜覆盖(NTP),6种耕作措施下小麦全生育期叶面积指数动态变化过程。在田间试验的基础上,检验APSIM模型,并进行小麦叶面积指数影响分析。结果表明:APSIM模型对不同耕作措施下小麦叶面积指数的模拟有较高精度,各处理模拟值与测算值,相关系数(R)范围在0.988～0.999,均呈显著正相关。小麦全生育期内,其他耕作措施下的平均叶面积指数分别比传统耕作(T)提高了17.9%、8.18%、33.1%、24.7%和52%,NTP处理下叶面积指数提高最为明显。图2,表3,参19。

采用AB-DTPA浸提剂和电感耦合等离子体发射光谱法分析测定了上海土壤样品中8种元素的有效态含量,并与CaCl2-DTPA法比较,结果显示:AB-DTPA法分析土壤Cu、Zn、Mg、Ni、S、Cr、Mo和As 8种元素的有效态含量均高于CaCl2-DTPA法;其中AB-DTPA法测定Cu、Zn、Mg、Ni、S、Cr、Mo 7种元素的有效态含量与CaCl2-DTPA法均达到极显著相关;而AB-DTPA,CaCl2-DTPA两方法测定土壤有效态的As几乎不相关。结果表明:AB-DTPA法对这8种元素有效态的浸提率高于CaCl2-DTPA法,而两者的分析结果大多相关性好,由此可见,AB-DTPA法更适用于土壤此8元素有效态含量的分析测定。表8,参16。

土壤分类是认识土壤的基础,也是研究土壤的一种基本方法。随着土壤科学的发展,土壤分类也在不断前进。本文从国际到国内,从过去到近现代,叙述了土壤分类的循序渐进的发展历程,阐述了土壤分类经历了早期以土壤地理发生分类为代表的定性分类时代而进入了近现代以土壤系统分类为代表的定量分类时代,开始了新的里程。特别是近期关于土壤系统分类基层分类单元土系的研究成为当前从事土壤分类研究的热点,也是今后土壤分类研究的重要方法和手段,对于土壤地理学研究具有重要意义。

以河西走廊娃娃菜为研究对象,从减少化肥使用量和增产增效的角度,采用三因素五水平正旋转组合设计,就N∶P∶K肥不同用量对娃娃菜干烧心病发病率及产量的影响进行了研究,并建立了相应的回归方程。结果表明,N、P_2O_5、K_2O施用量偏高是造成娃娃菜产量下降和干烧心偏重发生的主要因素,为此确定了河西走廊娃娃菜的科学施肥方案,即N:420.9 kg·hm~(-2)~474.7 kg·hm~(-2),P_2O_5:155.2 kg·hm~(-2)~321 kg·hm~(-2),K_2O:150.0 kg·hm~(-2)~160.0 kg·hm~(-2);其中N∶P_2O_5∶K_2O比为1∶0.40~0.42∶0.30~0.33为宜。

为探讨玉米秸秆还田条件下,氮肥减量施用对黄淮海区域小麦田温室气体排放的影响,通过田间试验,以农民传统施氮量作为对照(CK),研究了不同氮肥减量施用条件下(比农民传统施氮量减少10%(N_1)、20%(N_2)、30%(N_3)和40%(N_4)),麦田温室气体排放量和排放强度的变化。结果表明,不同氮肥减量施用条件下,温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)排放通量均具有明显的季节变化。氮肥减量施用显著降低了CO_2和N_2O的排放量,但对CH_4排放量影响不显著。不同氮肥减量施用条件下,CO_2和N_2O的排放量大小分别为CK>N_1>N_2>N_4>N_3和CK>N_1>N_2>N_3>N_4,且不同处理间差异显著(p<0.05)。与CK相比,N_1、N_2、N_3和N_4处理的CO_2排放量分别降低了4.9%、18.7%、36.5%和31.2%;N_2O的排放量分别降低了21.9%、32.5%、40.4%和53.5%,并且氮肥使用量与N_2O排放量间存在显著正相关关系(r=0.939p<0.05)。不同氮肥减量施用条件下,CH_4吸收量的大小为N_2>CK>N_4>N_3>N_1,但不同处理间差异不显著(p>0.05)。氮肥减量施用显著影响麦田温室气体排放强度(Greenhouse Gas Intensity,GHGI),表现为CK>N_1>N_2>N_4>N_3,且CK与不同处理间差异显著(p<0.05)。与CK相比,N_1、N_2、N_3和N_4处理的GHGl分别降低了7.7%、11.5%、34.6%和19.2%。氮肥施用量比农民传统施氮量减少10%~30%,小麦产量间无显著差异(p>0.05)。从环境和经济效益综合考虑出发,推荐氮肥最佳用量为210 kg·N·hm~(-2)(比农民传统施氮量减少30%)。在该施肥量条件下,小麦产量稳定,且温室气体排放强度最低。该研究结果可为黄淮海区域建立合理的施肥制度提供基础数据。

为明确大气CO_2浓度升高对不同大豆品种根际微生物丰度的影响差异,全面解析在高CO_2浓度下由微生物参与的土壤生态系统碳转化过程,本研究选取1950年-2003年间东北黑土区推广的4个大豆品种,利用开顶式气候箱(Open Top Chamber,OTC)模拟大气CO_2浓度升高至550 ppm,采用荧光定量PCR方法,解析了CO_2浓度升高对不同大豆品种根际微生物丰度的影响。结果表明:CO_2浓度(p=0.006)和大豆品种(p=0.013)对根际细菌16S rRNA基因拷贝数影响显著,CO_2升高对4个大豆品种根际土壤细菌丰度均有促进作用,而CO_2浓度和大豆品种的交互作用对根际细菌16S rRNA基因拷贝数影响不显著(p=0.362);CO_2浓度、大豆品种以及两者的交互作用对根际真菌ITS基因拷贝数影响均为极显著(p<0.001),真菌比细菌对CO_2浓度升高的响应更为敏感,与细菌和真菌生长所需的碳氮比和生长模式不同有关;CO_2浓度(p=0.169)、大豆品种(p=0.404)以及两者的交互作用(p=0.059)对根际反硝化细菌nir S基因拷贝数影响均不显著。

新型包膜肥料中氮素释放直接关系到肥料的利用效率和植物的生长。本文以硫包膜尿素(SCU)和树脂包膜尿素(RCF)为研究对象,采用水中溶出法,系统研究了肥水比、温度和溶液pH对不同包膜肥料氮素释放的影响。研究结果表明,两种包膜肥料的氮素释放特征曲线都可以用一元二次方程进行拟合且相关系数都达到极显著水平。氮素释放速率为RCF>SCU,氮素累积释放率分别于培养28 d和84 d后超过80%。肥水比越小,包膜肥料的氮素释放越快。温度升高可以促进包膜肥料的氮素释放,在低温范围内,包膜肥料氮素释放速率没有显著变化;当温度升高到35℃时,包膜肥料的氮素释放速率明显加快。培养结束后,RCF和SCU在35℃时的氮素累积释放率比5℃和15℃时增加约52%和25%。水溶液的pH值对RCF和SCU的氮素释放则没有显著的影响。