利用耐逆植物改良松嫩平原高pH盐碱土研究进展（英文）

松嫩平原是世界上苏打盐碱地分布面积最大的地区,土壤pH多在8.5以上,重度盐碱地pH高达9.0～10.5。随着人类活动的加剧和气候干旱,松嫩平原盐碱化面积逐年扩大,盐碱化程度也逐年加重。文中概述了该区典型土壤盐碱化的成因和传统的治理方法,剖析了以往主要改良方法存在的利弊;重点介绍了近年来中国科学院东北地理与农业生态研究所在耐盐碱水稻品种筛选与育种,水稻耐碱突变体筛选和耐碱基因QTL定位,羊草（Leymus chinensis）移栽快速恢复和重建技术及其生物生态学效应,羊草耐碱基因克隆等研究工作进展,指出了有效利用耐盐碱牧草或种植耐盐碱水稻品种恢复生态和提高劣质土地生产力的重要性。     

吉林省西部土壤pH对羊草碳含量的影响

[目的]研究土壤pH对羊草碳含量的影响,为吉林省西部草地生态管理提供科学依据。[方法]基于生态化学计量学理论,以吉林省西部盐碱化草地羊草为研究对象,研究不同盐碱化程度草地对羊草不同部位碳元素含量的影响。[结果]随着土壤pH的增大,羊草碳含量整体变化不明显。土壤pH大于9.73时,羊草根部碳元素含量有明显的下降趋势;羊草茎部碳元素含量整体近似恒定;羊草叶部碳元素含量波动较大,但整体变化不大。羊草主要器官维持自身稳定的能力由大到小依次为茎、根、叶。[结论]羊草耐盐碱性很强,是吉林省西部盐碱化草地重建的优势牧草。     

松嫩平原西部盐碱地特点及合理利用研究

松嫩平原西部有盐碱化土地面积373万hm^2，是世界三大片苏打盐碱地集中分布区之一，由于区域内独特的地貌条件、成土母质组成、气候条件、地下水水位及其含盐量等因素作用，尤其是近几十年人为因素的干扰、盐碱地面积增加，盐碱化程度加剧，重度盐碱化土地面积以每年1．4％的速度扩展，生态环境恶化，成为制约区域农业发展的重要因素。针对盐碱化旱田、盐碱化草地和盐碱化湿地的特点，提出采用低洼盐碱地种稻模式，盐碱湿地育苇－养鱼模式，盐碱湖泡养鱼，盐碱化旱田改土培肥、种植耐盐碱作微物或牧草、微咸水淋洗和物理化学改良，盐 碱化草地恢复等多种措施，遏制盐碱化的发展，改善生态环境，实现经济、生态和社会效益的协调发展。     

宁夏耐盐碱水稻新品种培育研究

宁夏水稻生产模式正由20世纪90年代的旱育稀植向直播栽培模式转变,同时,宁夏水稻面积采用"压南扩北"的战略,要求宁夏银川北部盐碱地直播水稻的面积逐步增大,而银川北部土壤盐渍化严重影响着宁夏水稻单产和种植面积。实践表明,培育耐盐碱水稻新品种是进一步提高盐碱地水稻产量和扩大种植面积的最有效方法。笔者就开展宁夏耐盐碱水稻新品种培育的必要性、宁夏耐盐碱水稻新品种选育技术路线创新、回交群体的耐盐碱鉴定与筛选以及耐盐碱新品系示范推广的经济效益进行了全面阐述和分析。     

松嫩平原盐碱土现状及改良措施

土壤盐碱化和次生盐碱化问题在世界范围内广泛存在,特别是干旱、半干旱地区,问题更为严重。我国盐渍土面积大,分布广泛,类型多样。各类盐碱地面积总计9913．3万hm^2,且有很多土地退化严重,有发生次生盐碱化的趋势。以下通过对黑龙江省松嫩平原中部典型盐碱区域土壤土质的调查分析,讨论了盐碱地改良的现状及措施,并提出了一些思路与建议。     

植物耐盐碱基因的克隆及其在水稻中遗传转化研究进展

由于土壤盐碱化逐年增加造成可耕作面积逐年减少,使盐碱等非生物胁迫已成为严重影响我国粮食生产的重要因素。目前,提高作物耐盐碱性是植物育种工作的重中之重。随着现代生物技术的快速发展,已经获得较多与耐盐碱相关的基因,并通过遗传转化技术获得了一些耐盐碱转基因水稻。本研究就植物耐盐碱相关基因的克隆及其在水稻中的遗传转化等方面进行了综述,并探讨了转基因水稻这一领域研究中存在的问题及应用前景。     

东北苏打盐碱地改良技术的研究

盐碱地的治理及改良是一个世界性的难题,而中国是盐碱地大国,我国盐碱地面积在世界位居第三,而整个东北地区盐碱化土壤总面积为298. 69万hm2,按土地盐碱化程度,轻度、中度、重度和极重分别为34. 72%、38. 96%、18. 86%和7. 45%。此外,受松嫩平原河流变化、湖泊特征、气候变化等对碱和盐富集的影响,东北的盐碱地面积及盐碱化程度将进一步加重。本文结合东北苏打盐碱地的特征,拟对各种改良技术进行分析研究,为有效地改良东北苏打盐碱地的结构,控制土地盐碱化的速度提供切实可行的途径。     

利用近海水溶液筛选耐盐碱水稻品种

白城自古有“八百里旱海”之称,据研究白城地区盐碱地的主要盐碱成分与海洋所含盐碱成分相似,即碳酸钠和碳酸氢钠。在实验室利用近海水溶液筛选耐盐碱水稻品种,并在田间进行复合实验,为筛选耐盐碱水稻品种提供新方法。     

碳酸盐黑钙土区水稻丰产高效栽培技术

为了提高碳酸盐黑钙土区水稻的产量,稳定北林区水稻的种植面积,通过增施有机肥、选用耐盐碱品种、高台置床设隔盐层、利用水层洗盐调酸、选酸性肥等多项防盐、降碱、调酸技术,使盐碱地土壤pH降低,有机质提高,从而减少了盐碱对水稻的危害,提高了碳酸盐黑钙土区水稻的产量。     

盐碱化草地不同植物群落土壤氮素特征研究

为了盐碱化草地植被恢复与生态重建,探讨盐碱化草地不同植被群落土壤氮素的特征,对松嫩平原西部盐碱化草地5种植物群落覆盖下土壤有机质、全氮、速效氮含量进行分析研究.结果表明:5个植物群落土壤有机质含量均随土层加深而降低;0~20 cm土层的土壤全氮含量人工苜蓿群落>委陵菜+苔草群落>羊草+野大麦群落>稗草+菖蒲草群落>谷莠子+虎尾草群落;0~30 cm土层土壤速效氮含量人工苜蓿群落>委陵菜+苔草群落>稗草+菖蒲草群落>羊草+野大麦群落>谷莠子+虎尾草群落,其中苜蓿群落速效氮含量最高,为336.452 mg?kg‐1;5个植物群落土壤C/N均小于15∶1,苜蓿群落的土壤C/N最小,只有8.75.     

黑龙江省松嫩平原南部土壤硒元素的有效性与生态效应

在黑龙江省松嫩平原南部农业地质调查总体综合评价项目研究基础上,以松嫩平原南部1∶25万多目标地球化学调查区为研究对象,面积约8.29km~2,采集表层土壤、深层土壤、典型农作物(玉米、水稻、大豆)及对应根系土壤样品,进行硒元素的测试分析,并对分析结果信息进行系统处理研究,查明研究区内硒元素地球化学特征,对其在土壤中的有效性进行了分析阐述,并对硒元素的生态地球化学效应进行了综合评价。结果表明:松嫩平原南部表层土壤中硒含量为0.204mg·kg~(-1),达到了中等程度,在全国硒的地球化学分带中,处于低硒带分布区。大豆中硒元素的平均含量较高,反映大豆对土壤中硒元素的利用程度较高。玉米中硒平均含量最低,反应玉米对硒元素的吸收利用程度较差。松嫩平原南部地区居民硒摄入量处于极低水平,93%的居民硒摄入水平处于安全线以下,约53.5%人群处于缺硒状态。     

松嫩平原北部农牧复合区耕地地力质量评价

为了获取黑龙江省松嫩平原北部农田精确质量评价结果,采用ARCGIS平台、DELPH(特尔斐)模型与AHP结合专家经验对选取的1988个土壤样本进行了质量评分,并根据累计曲线法划分地力等级。结果表明:研究区1级耕地占总面积的5.13%;2级耕地占22.45%;3级耕地占44.98%;4级耕地占22.62%;5级耕地占4.82%。为准确地反映了该研究区域耕地土壤质量的差异。     

1980—2010年东北地区种植结构时空变化特征

【目的】探讨过去30年东北地区像元尺度种植结构的时空分布特征和演变规律,为东北地区农业政策的调整提供科学基础。【方法】基于1980—2010年东北三省的玉米、大豆、水稻和小麦种植面积的县级统计数据,利用SPAM-China模型获取10 km像元尺度上种植结构的分布信息,构建以像元内种植面积比例超过30%和占比前三位的种植结构类型的判定方式,利用空间叠加方法分析种植比例及其结构类型的时空变化特征。【结果】运用像元结果初步阐明了东北地区的种植结构变化特征,首先种植规模的优先顺序在2000年左右发生了变化,由玉米大豆小麦水稻变为玉米大豆水稻小麦;其次,30年间共出现14种组合类型,包括6种水稻及其组合类型由1980年的8.30%增至2010年18.64%,主要分布于辽河平原、松嫩平原和三江平原等地;7种玉米及其组合类型占比超过三分之二,累积比例增长3.7%,主要分布在东北的中西部,是该地区的主要种植作物;5种大豆及其组合类型累积比例减少4.2%,空间上发生了显著的置换,由散布在三省的格局迅速北移集中于黑龙江;7种小麦及其组合类型累积比例从26.82%降为3.17%,是变化最为显著的种植结构类型,现有少量集中于黑龙江嫩江附近。再次,3种种植结构类型变化较多,一是由开垦耕地带来的新类型,占所有变化类型比例为20.91%,特别是黑龙江省拓荒带来的大规模水稻种植;二是单一作物型变化为两种或以上作物类型组合,占比为34.90%,组合作物主要为水稻和大豆;三是多种作物组合型变为单一作物型,将种植结构类型集聚,占比为41.36%,主要为玉米种植区的调整。【结论】过去30年种植结构类型变化规律为种植结构类型分布受玉米和大豆主导,其中大豆空间转移至黑龙江,水稻正成为东北地区重要种植类型,而小麦则持续萎缩至局部地区,种植结构类型变化趋势将以玉米、大豆和水稻为主,单一化趋势显著。种植结构调整方向应从减少单一玉米型和增加水稻和大豆组合型入手。     

松嫩平原农情遥感监测系统的设计与实现

利用MATLAB语言进行可视化设计出松嫩平原农情遥感监测系统,客观地对松嫩平原农作物生长状况的历史数据进行评估和实时监控。松嫩平原农情遥感监测系统主要功能为农作物长势监测(NDVI、VCI、MVCI、RMNDVI、RPNDVI)和自动化提取农作物(玉米、水稻、大豆)等松嫩平原重要粮食作物遥感信息,同时对3类地表(湿地、林地、草地)等分类。该监测系统解决了松嫩平原植被遥感信息提取研究中需要处理大量影像数据的问题,为未来研究松嫩平原植被特征变化和规律提供了非常好的技术支持;也可以应用于其他区域和影像数据研究中,具有稳定性好、处理数据速度快、分类精确度高的特点。     

典型盐碱区羊草适应性试验研究

羊草在宁夏银北地区种植适应性及生产性能的观测研究表明:羊草适应宁夏银北地区重度盐碱土的栽培种植环境,能够充分发挥其耐盐碱、耐旱、耐涝等特性,是改良利用盐碱荒地的优良牧草,研究和利用羊草对改善银北地区的生态环境和促进草地畜牧业的可持续发展具有十分重要的意义。     

基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量评价初探

土壤质量评价是分析土壤管理措施对土壤质量影响的最重要的手段。以松嫩平原草地为对象,分析玉米地、苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地5种利用方式短期(4年)内土壤微生物生物量碳含量以及过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性的变化,采用土壤质量指数法对不同土地利用方式下的土壤肥力质量进行定量评价,探讨基于土壤微生物生物量碳和酶活性指标的土壤肥力质量变化的原因。结果表明,土地利用方式对土壤微生物生物量碳含量、脲酶活性和蔗糖酶活性具有极显著(P0.01)的影响,而对过氧化氢酶活性和碱性磷酸酶活性没有显著影响。草地恢复明显提高了土壤微生物生物量碳的含量与土壤酶的活性,其中蔗糖酶活性增加幅度最大,4种草地利用方式的敏感性指数均大于1.94,响应最敏感,而过氧化氢酶活性的增加幅度最小,4种草地利用方式的敏感性指数均小于1.13,响应最差。苜蓿地、自然恢复草地、羊草地和羊草割草地中分别有4个、3个、2个和1个土壤微生物指标的敏感性指数大于1.5,研究区内种植苜蓿对土壤微生物指标的改善作用最大。线性与非线性土壤质量指数间具有极显著的正相关关系,表明它们均能准确的反映出土地利用变化对土壤肥力质量的影响。草地恢复显著提高了研究区内的土壤肥力质量,其中苜蓿地的土壤质量指数最高,其线性和非线性土壤质量指数分别为0.89和0.60,自然恢复草地、羊草割草地和羊草地次之,玉米地最低,其线性和非线性土壤质量指数仅为0.55和0.30。研究表明,在松嫩平原土壤条件较差的地区种植苜蓿可能是改善土壤肥力质量最佳的利用方式之一。     

千金子对水稻生长和产量性状的影响及其防治经济阈值

[目的]研究稻田千金子对水稻生长和产量性状的影响及其防治经济阈值,为稻田千金子科学防除提供技术指导.[方法]在大田条件下,研究不同密度(0、1、2、5、10、20、40和80株/m2)千金子对水稻田间透光率、水肥吸收和水稻产量性状的影响,采用模型拟合法分析不同密度千金子与水稻产量损失率间的函数关系,并根据经济危害允许水平推导千金子的防治经济阈值.[结果]随着千金子密度的增加,其株高显著增高(P<0.05,下同),并通过株高优势争夺水稻田间光照,当千金子密度≥10株/m2时,离地70 cm处的透光率显著降低至10.00%以下,离地25 cm处田间透光率低于1.00%.千金子可同时竞争稻田土壤的水肥营养,进而影响水稻生长,导致水稻有效穗数、穗长、实粒数和千粒重等产量性状显著降低,水稻产量锐减,产量损失率增加.相关性分析结果表明,水稻各产量性状间,除穗长和空秕粒数无显著相关性外(P>0.05),其他产量性状间的相关性均达显著或极显著(P<0.01)水平.二次曲线模型y=-0.0151x2+2.2760x+0.8114能较好地拟合千金子密度与水稻产量损失率间的关系.根据经济危害允许水平和二次曲线模型,人工防除千金子的经济阈值为5.39株/m2,10%氰氟草酯EC化学防除的经济阈值为0.76株/m2.[结论]千金子可竞争水稻的田间光照和土壤水肥,影响水稻的产量性状,导致水稻严重减产.采取化学防治稻田千金子具有显著的经济优势.     

栽插密度和水层对水稻化感品种抑草作用的影响

选用具有化感特性的华抗草78和江苏地区主栽的扬稻6号,通过田间试验明确在不同栽插密度和不同水层深度条件下水稻品种的抑草效应,结果表明:每公顷45～60万苗的水稻栽插密度、水稻移栽后10 cm水层保持15 d的条件下华抗草78对稗草、异型莎草和陌上菜的株防效和干重防效明显,增产效果显著。     

拟建松嫩平原国家公园边界划定研究

[目的]松嫩平原是中国东北地区重要的生态功能区.从20世纪中期至今,由于人为干扰加剧,松嫩平原湿地面积大幅萎缩、湿地功能退化、水质环境恶化、生物多样性减少.此外,已设立的各级、各类型自然保护地在管理体制上的局限以及在地理空间上的割裂,也产生了生境孤岛化、破碎化等问题.因此,松嫩平原亟需设立国家公园来整合优化区域内各类自...     

松嫩平原耐盐碱植物蒙古柳的研究进展

土壤盐度是影响农林生产的主要环境因素之一。蒙古柳是自然分布于东北松嫩平原盐碱地上少见的木本植物，是重要的盐碱地野生植物资源。在植物的耐逆机理、耐盐基因的开发利用以及改善盐碱土壤环境等方面具有重要的应用潜力。为了全面的了解蒙古柳的耐盐机理和改良土壤作用，本研究分别从形态学、生理生化以及分子水平三个方面对其耐盐机理进行总结，探讨蒙古柳响应盐碱胁迫的机制，分析提高蒙古柳耐盐碱机理的途径及可行性，为盐碱地生态修复提供理论和实践依据。