浅谈“十四五”土壤肥力与土壤养分循环分支学科发展战略

土壤肥力与土壤养分循环分支学科是土壤学科中应用性较强的学科,悠久的发展历史积累了极为丰富的文献资料,在评价和利用土壤资源,提高作物产量和养分利用率,减少环境污染中发挥着重要作用。"十四五"期间土壤肥力与土壤养分循环分支学科应加强土壤养分转化过程、速率、产物及其影响因素的基础性研究。鉴于我国大宗作物种植强度下降,集约化设施种植面积增加的两极化发展现状和减肥减药维持生态环境安全的国家需求,"十四五"期间,土壤肥力与土壤养分循环分支学科应加强以下针对性研究:1)休耕轮作对土壤肥力的影响及通过休耕轮作维持和提高土壤肥力的原理、途径和方法;2)高度集约化种植条件下快速恢复土壤肥力,保持土壤健康和有效利用土壤养分的科学管理原理、途径和方法;3)实现土壤-作物-环境相互契合,充分发挥土壤肥力,高效利用土壤养分的基础科学问题。     

江西省水稻蓄雨间歇灌溉模式初探

【目的】探索水稻蓄雨间歇灌溉模式节水减排效益。【方法】以鄱阳湖区双季早晚稻为试验材料,采用大田和测坑试验,研究了水稻蓄雨间歇灌溉模式对灌溉定额、排水定额、降雨有效利用率、产量、稻田水分生产率,以及氮、磷排放量的影响,并与间歇灌溉和常规淹水灌溉试验进行了分析比较。【结果】与淹水灌溉、间歇灌溉相比,蓄雨间歇灌溉灌排水量、灌排次数明显减少。双季早晚稻年平均灌水量分别减少975m^3/hm^2和1251m^3/hm^2,年平均灌水次数分别减少8次和7.5次;年平均排水量分别减少729 m^3/hm^2和893 m^3/hm^2,年平均排水次数分别减少5.8次和3.1次;蓄雨间歇灌溉降雨有效利用率明显提高。早稻降雨利用率分别提高12.40%和9.14%,晚稻分别提高6.84%和6.42%;蓄雨间歇灌溉模式下,双季早晚稻总氮排放量年平均减排7.64 kg/hm^2和3.12 kg/hm^2,减排幅度34.93%和14.26%;双季早晚稻总磷排放量0.180kg/hm^2和0.095kg/hm^2,减排幅度37.25%和70.59%。【结论】蓄雨间歇灌溉模式具有明显的节水、减排和提高降雨有效利用率的效果,在我国南方多雨地区具有较强的推广应用空间。     

Genetic diversity of the pine pathogen Lecanosticta acicola in Slovenia and Croatia

Brown spot needle blight (BSNB), a disease of pine trees caused by the fungus Lecanosticta acicola, has been known in Slovenia since 2008 and in Croatia since 1975. Recent outbreaks in Slovenia prompted this study to compare L. acicola populations in these two neighbouring European countries. Sixty-nine isolates collected from three pine species (Pinus mugo, P. halepensis and P. nigra) were used to determine the phylogenetic relationships, genetic structure, and reproductive strategy of the pathogen. EF1-α sequences showed that Slovenian and Croatian isolates share a common ancestry with individuals from central and northern Europe. Population structure analysis revealed four distinct population clusters of L. acicola in these two countries, generally corresponding to their respective geographic location and host. An unequal ratio of mating types and a low overall genetic diversity in the population indicated a strong influence of asexual reproduction. Although some of the oldest recorded European occurrences of BSNB are from Croatia, this study provided no evidence that the population studied in Croatia was the source of the sampled outbreaks in Slovenia. Recent outbreaks of L. acicola in Slovenia are most likely due to introductions from other, yet to be identified, sources.     

猪粪施用量对红壤旱地理化性质及酶活性的影响

为研究猪粪的合理施用及其对红壤旱地地力提升的效应,利用在第四纪红壤旱地中连续3年分别施用0、7.5、15、30、45 t·hm~(-2)猪粪的小区定位试验,比较不同处理下菠菜和玉米地上部生物量、土壤相关理化性质、碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明:菠菜和玉米地上部生物量、土壤有机质、土壤全量和速效态氮磷钾含量均随猪粪施用量的增加呈线性增加。当猪粪施用量达45 t·hm~(-2)时菠菜、玉米平均地上部生物量分别达到11.48、20.84 t·hm~(-2),土壤有机质和全氮、全磷含量分别达14.6、1.07、0.73 g·kg~(-1),土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别达85.47、106.9、411.7 mg·kg~(-1),但与猪粪施用量为15和30t·hm~(-2)时土壤养分含量的差异不显著,而土壤中与碳氮磷循环相关的6种酶活性则与猪粪施用量呈线性相关,且在施用量为30或45t·hm~(-2)时出现显著差异;6种酶活性与土壤有机质、养分含量间均具有显著或极显著正相关关系。研究结果显示,第四纪红壤旱地在本试验猪粪施用量范围内,土壤有机质和养分含量、酶活性等指标均随施用量的增加而相应提高,作物地上部生物量亦呈线性增加,但同时须注意土壤速效态养分含量过高可能带来的氮磷流失加剧等问题。     

基于主被动遥感技术的地表覆被类型变化检测方法——以新疆西天山国家级自然保护区为例

旨在研究主被动遥感结合的地表覆被变化监测方法，使用高分数据和哨兵1号数据分别代表被动和主动遥感，对新疆西天山国家级自然保护区地表覆被变化情况进行检测，进而对得出的林地、草地、建筑物检测结果进行联合分析，最终得到主被动遥感联合变化检测结果。通过实地精度检验对主被动遥感联合变化检测结果进行验证。结果表明，该方法的变化检测结果精度达到90%以上。说明结合主动遥感和被动遥感既能克服天气的影响，又能在检测中保留光谱和纹理等丰富的信息，变化检测的精度较高；主被动遥感联合变化检测可以较为快速、准确地掌握地表覆被类型的变化，能够在一定程度上减少被动遥感数据的云量困扰。并且该方法在林地和建筑物上有较高的敏感性，适合森林自然保护区的森林变化和建筑监测。     

离子交换纤维对麦田土壤铅污染的修复效果

为探讨土壤Pb污染的治理方法,通过盆栽试验,比较了离子交换纤维的两种不同放置方式(分层放置与混匀放置)对麦田土壤Pb污染的修复效果。结果表明,在土壤1 000 mg·kg~(-1) Pb污染水平下,Pb污染处理(T1:Pb胁迫;T2:Pb+在土壤中分三层放置纤维;T3:Pb+在土壤中混匀剪碎的纤维)的土壤pH值、总有机碳含量较对照(CK:未添加Pb和离子交换纤维)有所降低。在小麦成熟期,T2、T3处理下土壤和植株各部位的Pb含量均低于T1处理,其中T3处理变化显著;T2、T3处理中纤维吸附的Pb含量则分别达到115.01和128.26 mg·kg~(-1)。T2、T3处理的Pb富集系数低于T1处理及CK。由此说明,离子交换纤维能够有效吸附土壤中的Pb,降低Pb从土壤向植株的转运能力,且离子交换纤维混匀放置方式的修复效果较好。     

土壤温度对作物根区环境及玉米根冠生长的调控研究进展

土壤温度对作物的生长发育具有很强的调控作用。在全球气候变化背景下,根区土壤温度对玉米生长的影响及其调控机制已成为当前研究的一个热点。结合目前农业生产中土壤低温和高温对玉米造成危害的现状,从土壤温度对作物根区土壤环境以及玉米根系生长、冠层发育与产量形成的影响方面,综述土壤温度对玉米生长发育调控作用的研究进展,介绍改变土壤温度的措施以及对玉米土壤温度研究的发展方向进行展望,为今后的研究提供参考。     

秸秆还田对东北半干旱区玉米‖花生轮作系统土壤水热特性及作物产量的影响

以东北半干旱区玉米‖花生轮作系统为研究对象,试验设传统玉米单作、花生单作、不同秸秆还田量下(30%、60%和100%)玉米‖花生轮作5个处理。通过连续3年田间定位试验,研究玉米秸秆不同还田量对农田土壤水热特性、产量及土地当量比(LER)的影响。结果表明,与传统单作相比,秸秆还田处理玉米区播前0～40 cm土壤平均含水量提高了1.9%～3.9%,花生区提高了11.0%～13.9%;成熟期,秸秆还田花生区0:00～8:00平均地温比传统单作提高了0.2℃～1.1℃,10:00～22:00平均地温较传统单作降低了0.5℃～1.0℃。2016年和2017年玉米‖花生轮作系统LER为1.05～1.16,2018年各处理LER均小于1。吉林半干旱区玉米‖花生轮作系统进行秸秆还田改善了作物播前的土壤水分状况,但对于作物产量的影响在不同年份有所差异。     

硅对水稻生长的影响及其缓解镉毒害机理研究进展

为研发高效硅肥和防治农田镉污染提供借鉴资料，本文综述了施加硅肥对水稻生长发育的影响，包括提高水稻产量和品质，增强抗倒伏、抗病虫害及干旱等逆境的能力，尤其是增强抗镉毒害等能力。并从生理学机制和土壤学机制两方面重点分析阐述了施加硅肥对缓解镉毒害作用的可能机理。生理学机制方面，硅通过参与水稻的生理代谢活动，使水稻抗氧化系统酶的活性和清除自由基的能力增强;抑制镉的吸收及其在水稻体内的运输;硅与镉在水稻体内的螯合和区隔作用. 土壤学机制方面，硅肥改变土壤理化性质，降低土壤中有效态镉的含量；硅镉吸附沉淀作用，减少水稻对镉吸收。最后针对硅肥的开发利用及技术推广提出展望。     

中国大蒜主产区主要品种鳞茎品质及其与产地土壤养分的关系

以全国16个省区50个品种大蒜与对应土壤为材料,分析大蒜鳞茎中大蒜素、硒元素、锗元素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量,测定蒜瓣数、蒜头质量等7个鳞茎性状及土壤化学性状指标,通过主成分分析对鳞茎性状进行综合评价,分析大蒜鳞茎与产地土壤化学性质的相关性。结果表明:大蒜素、硒、锗和可溶性糖4个主成分累计方差贡献率达到79.8%,反映大蒜品种鳞茎品质的基本信息。鳞茎营养品质大蒜素、硒、锗、可溶性糖、可溶性蛋白及表型品质蒜瓣数、蒜头质量综合排序,品质较好的(F≥0.5)品种是‘苏02’‘苏01’‘贵02’‘豫07’和‘晋01’,品质一般(0≤F0.5)的品种19个,品质较差(F0)的品种超过一半。相关分析表明,土壤养分含量与大蒜品质间的相关性较小,只有硫元素与大蒜素和可溶性糖显著正相关,土壤pH与大蒜锗含量显著正相关,土壤N含量与大蒜可溶性糖极显著正相关。