免耕和秸秆还田对东北黑土区土壤团聚体组成及有机碳含量的影响

为解决东北黑土区因不合理耕作导致的土壤结构性状变差及有机碳含量下降的问题，该研究于2015年开始，在黑龙江省哈尔滨市东北农业大学向阳试验基地开展。设置免耕+秸秆还田（NTS）、免耕（NT）、翻耕+秸秆还田（CTS）、翻耕（CT）4种处理，于2018、2019年采集土样，研究免耕措施及秸秆还田对东北薄层黑土区0～10、>10～20 cm土壤团聚体稳定性、土壤有机碳含量、各粒径团聚体内有机碳含量影响。结果表明：2018和2019年0～10、>10～20 cm土层NTS处理>5 mm水稳性团聚体百分比含量及平均重量直径（MWD）显著高于其他3种处理，NTS及NT处理土壤有机碳含量显著高于CTS及CT处理（P?<0.05），4种处理各粒径水稳性团聚体有机碳含量峰值总体出现在1～2 mm处，NTS及NT处理>5、2～5、1～2 mm有机碳贡献率整体高于CTS及CT处理。研究表明，免耕与秸秆还田有利于薄层黑土坡耕地耕层土壤团聚体稳定性的提高和各粒级下团聚体有机碳的积累，与其他3种处理相比，免耕+秸秆还田效果更佳。     

Cd胁迫对高、低积累白菜生理生化特性的影响

以白菜品种"北辰"(高积累)和"金峰"(低积累)为试材,通过盆栽试验法,探讨不同程度Cd胁迫下2个白菜品种的生物量、光合呼吸系统、抗氧化防御系统的变化,研究了Cd胁迫对Cd高、低积累白菜品种生理生化特性的影响,以期为白菜全生产提供参考依据.结果表明:当Cd胁迫浓度为1.0 mg·kg-1时,2个白菜叶绿素含量、生物量的积累受到抑制,叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)以及气孔抑制率(Ls)明显下降,胞间CO2浓度(Ci)增加.随着Cd胁迫浓度升高至5.0 mg·kg-1,"北辰"和"金峰"中丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性也呈上升趋势(分别增加169.7％、100.6％),且低积累品种"金峰"的叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性在各个Cd浓度胁迫下较"北辰"高.综上所述,Cd胁迫对高、低积累白菜生理生化特性的响应程度不同,低积累品种由于CAT、POD、APX、GR、DHAR的活性较"北辰"高,尤其在5.0 mg·kg-1 Cd胁迫下"金峰"GR活性高出"北辰"63.7％,不易受到Cd的毒害,导致地上部分积累较少的Cd,同时叶片中较高的抗氧化水平可抵抗Cd胁迫.     

钝化剂对镉污染温室黑土镉生物有效性及白菜生长的影响

为探究钝化剂对镉污染温室黑土镉生物有效性及白菜生长的影响，对镉中轻度污染的北方温室黑土施加炭基肥和菌糠生物炭，研究生物有效性及不同镉积累能力白菜的生长与镉吸收能力。结果表明，炭基肥和菌糠生物炭均可显著降低土壤中有效态镉含量（P<0.05），分别降低2.5%和1.72%，其中炭基肥效果更好。与不施加钝化剂组相比，在施加炭基肥和菌糠生物炭后，北辰和金峰生物量、株高和根长均显著增加（P<0.05），增量分别为37.7%、7.6%、35.2%和23.1%、5.2%、28.3%。两种白菜可食用部分对镉的积累显著降低（P<0.05）；钝化剂对镉在植株体内迁移无显著影响。综合试验结果，在中轻度镉污染温室土壤环境中，炭基肥可促进白菜生长，有效降低土壤中有效态镉含量，同时显著降低高积累白菜北辰可食用部位镉含量，使其低于食品安全国家标准，实现安全生产。     

耕作方式对东北黑土坡耕地土壤物理性状及根系垂直分布的影响

为了明确耕作方式对东北薄层黑土坡耕地土壤物理性状以及玉米根系垂直分布的影响,该研究以东北薄层黑土坡耕地土壤为研究对象,设置免耕和翻耕2种耕作方式,研究耕作方式对不同坡位土壤水稳性团聚体粒径分布与稳定性、土壤容重、土壤孔隙度、土壤贯入阻力以及玉米根系在垂直方向主要分布深度的影响,并进一步探究各指标间的相互关系。结果表明,与免耕相比,翻耕处理通过增加土壤1～2 mm粒级水稳性团聚体含量,降低0～20 cm土层土壤容重,改善0～20cm土层土壤孔隙度,降低10～20cm土层土壤贯入阻力,增加玉米根系在垂直方向主要分布深度;但同时翻耕处理条件下5mm粒级土壤团聚体含量平均减少59.1%,平均重量直径平均降低31.9%。翻耕处理下,坡位对土壤孔隙度、5 mm粒级水稳性团聚体含量以及平均重量直径的影响都呈现坡中位与坡下位优于坡上位。研究结果表明,对于东北薄层黑土坡耕地,在坡中位和坡下位采用翻耕有利于降低土壤紧实度,促进玉米根系下扎;在坡上位可采用免耕改善土壤结构及其稳定性。该研究可为促进黑土可持续发展提供理论依据与参考。