加格达奇市黄芪种植地土壤形态描述及适宜性分析

黄芪(Astragalus membranaceus)因其药用价值高近年来被大量、无节制采挖,致使野生黄芪资源几近枯竭。探究黄芪适宜生长的土壤,将为人工驯化黄芪提供一定的科学依据。本研究以加格达奇市连续多年人工种植黄芪的土壤为研究对象,系统分析了2个典型土壤剖面的形态特征及土壤养分。结果表明：表层土壤结构疏松,孔隙度较大,土壤颜色较深,干态为黑棕色,润态为黑色;淀积层及母质层土壤结构坚实,孔隙度较小,土壤颜色随着层次加深,颜色逐渐变黄、变棕。表层土壤质地肥沃,多以壤土为主;表层有机质含量高,分别为122.07、110.09 g/kg,占其整个土壤剖面有机质含量的52%和82%,土壤剖面有机质随土层深度的增加呈现一个骤降的趋势;表层土壤全氮含量较高,分别为6.58、8.87 g/kg,而土壤全磷含量较低,主要分布于土壤表层,表层土壤的全磷含量分别为0.07、1.01 g/kg,土壤酸碱度在pH 5.11~6.35之间。黄芪适应生长土壤质地疏松,土壤温度状况为寒冻性、土壤水分状况为湿润,土壤肥沃,表层土壤有机质含量高,全氮含量也较高,而全磷含量较低,土壤呈弱酸性至中性。     

大豆蛋白质和油分含量QTL定位及互作分析

【目的】定位大豆蛋白质和油分含量QTL及互作分析,为大豆品质性状QTL精细定位和分子辅助育种提供基础。【方法】以Charleston和东农594为亲本,构建了含147个株系的重组自交系,以F2:19-F2:20代重组自交系为试验材料,利用Windows QTL Cartographer V. 2.5软件的复合区间作图法和多重区间作图法,对该群体的蛋白质和油分含量进行QTL定位分析,并利用QTL Network 2.1软件分析QTL间的上位性效应及环境互作效应。【结果】采用CIM和MIM 2种算法在2011和2012年哈尔滨、红兴隆、佳木斯和牡丹江每年3个地点共6个种植环境下共定位了9个蛋白质和11个油分含量QTL。蛋白质含量QTL分布在6个连锁群,分别在A1、C2、D1a、G、H和O连锁群上,对表型效应的贡献率为5.3%-18.6%,在H连锁群上的qPro-H-1贡献率最大,为18.6%,在D1a连锁群上的qPro-D1a-2贡献率最小,为5.3%,在单种植环境下有5个蛋白质含量QTL被2种算法同时检测到,分别是qPro-O-1、qPro-A1-1、qPro-D1a-1、qPro-D1a-2和qPro-C2-2。油分含量QTL分布在8个连锁群,分别在A1、A2、B1、C2、D1a、E、L和M连锁群上,对表型效应的贡献率为7.1%-24.4%,在B1连锁群上的qOil-B1-2贡献率最大,为24.4%,在C2连锁上的qOil-C2-3贡献率最小,为7.1%,在单种植环境下有2个油分含量的QTL被2种算法同时检测到,分别为qOil-C2-1和qOil-M-1。另外,有2个油分含量QTL在2个以上种植环境重复检测到,为2011年哈尔滨和2011年红兴隆2个种植环境下同时检测出的qOil-A1-1,2011红兴隆、2011牡丹江和2012哈尔滨3个地点同时被检测出的qOil-B1-2。在互作效应分析中,共检测出3对蛋白质上位效应QTL和4对油分上位效应QTL,在蛋白质上位性分析中,上位效应值在0.2068-0.3124,贡献率在0.0227%-0.0265%,分布在A1、C2、D1和E连锁群上,其中,qPro-A1-3与qPro-C2-1效应值为负,其余2对效应值为正,连锁群A1,D1a均有2个QTL发生互作。在油分上位性分析中,上位效应值在0.0926-0.1682,贡献率在0.0294%-0.0754%,分布在A1、C2、I、J、N和O连锁群上,其中,qOil-C2-4与qOil-N-1效应值为负,其余3对效应值为正,在N连锁群的qOil-N-1同时与2个QTL发生互作,分别是C2连锁群上的qOil-C2-1和qOil-C2-4。在与环境互作中,qPro-D1a-3与qPro-E-1在2012年佳木斯地点没检测出,其余6对都检测出与环境的互作效应,贡献率分别为0.0001%-0.0378%,互作效应都较小,明显小于自身的加性效应。【结论】定位到9个蛋白质相关QTL和11个油分相关QTL,并发现3对蛋白质含量上位性效应QTL和4对油分含量上位性QTL。     

两种气候条件下梯度有机质含量农田黑土纤维素酶和β-葡糖苷酶活性研究

利用空间移位的方法将5种有机质含量的农田黑土置于中温带大陆性季风气候(MAT4.5)和寒温带大陆性季风气候(MAT1.5)条件下,探究了气候-有机质-施肥对土壤纤维素酶活性和β-葡糖苷酶活性的影响。结果表明:在MAT4.5条件下农田黑土中纤维素酶活性要高于MAT1.5;随有机质含量升高,纤维素酶活性在MAT4.5条件下呈逐渐降低的趋势;施肥能明显提高纤维素酶活性,且在MAT4.5条件下增加幅度较大,而在MAT1.5条件下却呈现出“U”型变化趋势。MAT4.5条件下β-葡糖苷酶活性略高于MAT1.5条件下的活性,其活性均随着土壤有机质含量升高而增强;施肥能提高各有机质含量农田黑土中β-葡糖苷酶活性,在MAT1.5条件下提升幅度较大。方差分析表明气候-有机质-施肥的主效应对土壤纤维素酶与β-葡糖苷酶活性均有显著影响,但是交互作用只对纤维素酶整体活性有显著影响。     

东北地区大豆主栽品种油份蛋白含量的关联分析

为探寻与大豆油份含量、蛋白含量相关的关键位点,本研究选取中国东北地区92份大豆主栽品种及常用种质资源品种群体基于蛋白含量和油份含量的Meta分析,进行基于数学模型的类群划分评价,估测样本群体的结构,应用简单线性模型分析与大豆油份含量、蛋白含量相关的的位点。结果表明,通过多次迭代测试,当K=5时,即该资源群体可以分为5个亚群时,为最稳定的分类结果,并在显著水平下（p<0.05）,贡献率大于1%的标记中,得到与大豆油份含量相关标记有Sat_412,Sat_195,Satt317,Sat_187,Sat_195,Satt255,Satt713,Satt468,Satt267,Satt686,Sat_294和AZ302047,对油分含量的总贡献率为39.54%。蛋白质含量相关标记有Satt683,Sat_311,Satt578,Satt181,Satt317,Satt700,Satt713,Satt255,Sat_242和Satt720对蛋白质含量总贡献率为48.39%。这些重要的标记位点为大豆油份含量和蛋白含量的分子辅助育种提供重要基础。     

不同土地利用类型对土壤纤维素酶活性及肥力因子的影响

为揭示不同土地利用类型对土壤纤维素酶活性（soil cellulase activity,SCA）和土壤肥力因子的影响，阐明土壤肥力因子与SCA之间的关系及影响，在黑龙江省海伦市，选择土地利用类型为旱地和有林地的土壤为研究对象，运用通径分析方法，阐明土壤肥力因子对SCA的正负效应。结果表明，有林地土壤的有机碳、全氮、全磷、含水率、SCA极显著高于旱地；旱地土壤的pH极显著高于有林地。相关性分析表明，旱地土壤SCA与有机碳、全氮含量呈显著负相关；有林地土壤SCA与有机碳含量和土壤含水率呈极显著正相关性，与全氮含量呈显著正相关。通径分析表明，土壤pH、全氮和含水率是直接显著影响旱地土壤SCA的重要因子，有机碳和全氮对SCA产生间接负效应；有机碳、全氮是决定有林地土壤SCA的主控因子。土壤肥力因子与SCA在旱地与有林地间存在极显著差异，旱地土壤肥力水平与SCA劣于有林地，说明该区域旱地存在长期高强度人为利用，导致旱地的养分状况发生退化，水分减少。     

长期施入不同量有机肥对侵蚀农田黑土土壤养分、产量的影响

为了阐明不同量有机肥施入对东北黑土区不同侵蚀深度农田黑土作物产量及土壤养分的影响，笔者以5 个侵蚀深度0、5、10、20、30 cm农田黑土为研究对象，对比研究长期施用化肥、化肥配施不同量有机肥对农田侵蚀黑土土壤碳、氮、磷及作物产量的影响。结果表明：与单施化肥相比，化肥配施中量有机肥、化肥配施高量有机肥对0、5、10、20、30 cm 5 个侵蚀深度农田黑土作物产量有明显的增产及提高土壤C、N、P 养分的作用，化肥配施高量有机肥处理显著高于其他2 个处理(P<0.05)，其中，侵蚀深度0、5 cm土壤增加的幅度最大，侵蚀深度20 cm土壤增加的幅度最小。所有施肥处理土壤C、N、P养分含量均表现出随土壤侵蚀深度的增加而降低的趋势。     

减水减肥对设施黑土菜田磷素累积与淋溶的影响

设施黑土菜田由于过量施肥和灌溉导致磷素淋溶损失严重,亟待优化水肥管理模式以减少设施黑土菜田磷素淋溶。本研究依托黑土设施菜田淋溶监测试验,设置常规灌溉量与施肥量(WF)、常规灌溉量+80%常规化肥量(W80%F)、80%常规灌溉量+常规肥处理(80%WF)3个处理,对土壤磷储量、速效磷动态变化、磷素淋失量进行分析,研究了不同水肥处理对黑土设施茄子土壤磷素淋失风险和淋失量的影响。结果表明:经种植1季茄子后, WF、W80%F和80%WF处理0～100 cm土体磷储量分别为9.69 t·hm~(-2)、9.36 t·hm~(-2)和8.84 t·hm~(-2),分别比移栽前增加26.5%、27.5%和7.1%。随着茄子生育期延长, 0～20 cm土层速效磷含量呈先升高后降低的趋势, 80%WF处理速效磷含量较其他两个处理高,变幅为145.17～224.55 mg·kg-1; 20～40 cm土层, WF处理速效磷含量基本保持不变,80%WF处理速效磷含量整体呈上升趋势,W80%F处理速效磷含量先升高后降低再升高,除盛果期外均显著高于另两个处理。WF、W80%F和80%WF磷素淋失量分别为17.84 kg·hm~(-2)、17.47 kg·hm~(-2)和9.02 kg·hm~(-2),其中有机磷淋失量占磷素淋失总量的90%以上。磷素淋失量与磷储量增加量、盛果期0～40 cm土层速效磷含量、拉秧期0～20 cm土层速效磷含量之间均存在显著的相关性(P0.05),可通过磷储量增加量来预测生育期内磷素淋失量。与常规水肥处理相比,减少化肥施用量对磷素淋失量和淋失风险无明显影响,但减少灌溉量能显著减少磷素淋失量,降低磷素淋失风险。研究结果可为设施黑土菜田磷素淋溶阻控提供技术支撑,为新阻控技术的研发提供理论指导。     

长期施肥对不同有机质水平黑土蛋白酶活性及氮素的影响

为了探讨长期施肥对不同有机质含量农田黑土酶活性及养分的影响。本研究以黑土生产力长期定位试验为平台,选取5个不同有机质含量农田黑土为研究对象,对比分析长期施用化肥对农田黑土土壤蛋白酶活性及相关土壤养分的影响。结果表明:5种不同有机质含量农田黑土蛋白酶活性随有机质含量的增加而递增;与长期无肥处理相比,施用化肥显著提高了农田黑土蛋白酶的活性。不同施肥处理间土壤全氮随有机质含量的降低而降低,铵态氮、硝态氮与全氮含量变化一致。相关分析显示,土壤蛋白酶活性与土壤全氮、铵态氮、硝态氮均呈显著的正相关关系(P0.05)。土壤蛋白酶活性可以作为长期施用化肥农田黑土质量评价的灵敏指标。     

两种施肥处理下不同有机质含量农田黑土微生物群落结构PLFA分析

土壤有机质含量和施肥是影响黑土微生物群落结构的重要因素,但是受气候影响,很难单独明确有机质含量或施肥对土壤微生物群落的影响.本研究利用黑土生产力长期定位试验,将有机质含量不同的5个黑土(SOM1.7、SOM3、SOM5、SOM6、SOM11)置于相同气候条件下,通过分析磷脂脂肪酸,系统地研究了施肥与有机质含量对农田黑土...     

长期施肥对不同有机质含量农田黑土胡敏酸、富里酸含量的影响

腐殖质是土壤有机质的主体部分,并且在碳截获、土壤结构、养分保持、生物地球化学循环等方面都占有重要的作用。本文以5种不同有机质含量农田黑土为主要研究对象,对比分析了长期施肥对不同有机质含量农田黑土富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)的含量的影响。结果表明:5种农田黑土FA、HA、HM的含量随土壤有机质含量的增加而增加,长期施肥可以增加农田黑土FA、HA、HM的含量,5种农田黑土FA含量差异达到了显著水平(P0.05)。相关分析表明:FA、HA含量与土壤有机碳、全氮、全磷呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关(P0.05),HM含量与土壤有机碳、全氮、全磷含量、土壤p H值之间差异没有达到显著水平(P0.05)。