不同水肥条件下夏玉米/冬小麦农田生态系统碳平衡研究

农田生态系统碳平衡取决于农作物固定碳量和土壤异养呼吸排放碳量。为揭示水肥用量对农田生态系统碳平衡的综合影响，设置3个灌水水平：高水、中水和低水（W1、W0.85、W0.7夏玉米季分别为90、76.5、63mm，冬小麦季分别为140、119、98mm），4个施氮水平：高氮、中氮、低氮和不施氮（N1、N0.85、N0.7、N0夏玉米季分别为300、255、210、0kg/hm2，冬小麦季分别为210、178.5、147、0kg/hm2），4个施磷水平：高磷、中磷、低磷和不施磷（P1、P0.85、P0.7和P0夏玉米季分别为90、76.5、63、0kg/hm2，冬小麦季分别为150、127.5、105、0kg/hm2）进行了田间试验。结果表明：不同水肥处理下夏玉米/冬小麦农田生态系统表现为碳汇，夏玉米季净生态系统生产力固碳量（CNEP）为6805~7233kg/hm2，冬小麦季CNEP为5842~6434kg/hm2，夏玉米CNEP高于冬小麦。在高、中、低肥水平下，增加灌水量，夏玉米/冬小麦周年净初级生产力固碳量（CNPP）提高2.48%~5.96%，土壤微生物异养呼吸碳释放量（CRm）增加2.15%~15.20%，净生态系统生产力固碳量（CNEP）增加1.16%~6.47%。在高、中、低供水水平下，增加施肥量，夏玉米/冬小麦周年CNPP增加2.95%~3.43%，土壤CRm增加5.23%~18.67%，CNEP增加0.93%~2.79%，CNEP增加比例与供水水平呈负相关。在低水条件下，氮磷肥配施处理夏玉米/冬小麦农田周年CNEP较单施氮、磷肥分别增加4.86%、7.34%，且氮磷肥交互作用显著（P<0.05），水肥供应水平相差15%时对冬小麦农田CNEP有显著的正交互作用。氮磷肥配施、水肥协调供应均有助于促进夏玉米/冬小麦农田生态系统的净碳输入，在节水节肥原则下，夏玉米和冬小麦分别在W0.85N0.85P0.85和W0.7N0.85P0.85水肥供应条件下有利于增加农田CNEP。     

保障中俄东线天然气管道长期安全运行的若干技术思考

针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,分析了土壤运动(冻胀与解冻沉降)对管道结构完整性的影响以及基于管体结构-土壤弹簧模型在确定管-土交互作用方面的局限性,即非线性、大应变与多轴加载评估的保守性、土壤本构模拟与真实状况的偏离,建议发展新型多模块耦合集成技术确定土壤运动产生的机械效应。明确了X80高强管线钢在服役条件下发生应变时效及其导致管线钢(尤其是焊缝区)材料韧性和止裂能力的降低,建议使用时效活化能与等效时效时间模拟、评估管线钢在漫长服役过程中发生应变时效的敏感性,并建立相应的理论基础。此外,详细分析3种常见的管道缺陷(机械损伤、腐蚀缺陷、裂纹)对管道完整性影响的评估技术现状。针对高压、大口径、高强钢天然气管道(特别是焊接金属与热影响区)在地质不稳定地区的材料韧性、裂纹扩展以及止裂能力开展实验与评价技术,建立精确的多物理场协同作用下的管道缺陷评估模型,是当前的国际性技术难题,这些问题的解决将有力保障中俄东线天然气管道以及相关油气管道的长期安全运行。     

不同农田有机物料组合对物料分解过程的影响

试验采用凋落袋法来研究农田有机物料混合后的分解状况。选取风干的水稻秸秆、花生秸秆和猪粪三种有机物料,设置九种处理,田间分解30 d、90 d、180 d和360 d四个阶段取样,测定物料分解率、基本养分及pH值等指标。结果显示,不同农田有机物料混合分解时,SZ、HZ、7S3H及3S7H混合处理的分解率均表现出正交互作用效应,而SHZ及SH混合处理均表现出负交互作用效应。农田有机物料混合可以调节物料的营养结构,优化不同营养物质搭配比例,使调节后物料促进微生物活性的增强,对碳源利用更加彻底,充分吸收周围可被利用的营养物质(N、P、K),有利于营养物质的富集。物料组合对pH值的影响均表现出正交互作用效应。     

水稻氮钾吸收的交互作用研究

氮和钾都是水稻生长的大量必须营养元素,在水稻的生长发育过程中起着不可替代的作用。水稻对氮、钾的吸收存在着一定的交互作用。本文在综述水稻氮、钾吸收的机理上,探讨了氮素对水稻钾素吸收的影响,以及钾素对水稻氮素吸收的影响。     

黑土长缓坡地形与横垄对土壤有机碳空间分异的交互作用

横坡垄作对坡耕地土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）流失有一定的阻控作用,但黑土区特有长而缓的地形与横垄对坡耕地SOC空间分异会产生交互作用,而这种交互作用引发的SOC流失风险没引起足够的重视。该研究以典型黑土区黑龙江省黑河市北安分局红星农场为研究区域,2022年在横坡垄作与顺坡水线方向上共布设25个采样点,采用地理探测器模型、单因素方差分析（one-way ANOVA）和Pearson相关性分析,探讨土壤有机碳的空间分异及其交互作用。结果表明,横坡垄作方向上垄沟土壤有机碳含量从坡顶到水线呈现逐渐增大的变化趋势;在垄台从坡顶到水线呈现先增大后减小的变化趋势。顺坡水线方向,土壤有机碳含量在垄沟呈现从上坡到下坡增大的变化趋势;在垄台呈现先增大后减小的变化趋势。由于断垄产生水线,顺坡土壤有机碳含量上坡与下坡仍有显著差异（P＜0.05）。Pearson相关性分析表明, 有机碳与可蚀性K因子呈显著负相关（垄沟和垄台相关系数分别为–0.228和–0.238,P＜0.05）,与碳循环相关的β-葡萄糖苷酶和微生物生物量碳在垄沟呈极显著正相关（相关系数为0.398和0.676,P<0.01）。地理探测器分析表明,顺坡水线对土壤有机碳空间分异的影响最大,其对垄沟和垄台SOC的解释力分别达到61%和52%以上;顺坡水线与其他因子的交互作用共同增强了对土壤有机碳的解释力,尤其是顺坡水线与高程的交互作用最为明显。黑土区坡耕地土壤有机碳空间分异主要受顺坡水线与高程的交互作用,横坡垄作虽然能够拦截径流,但由于长缓坡地形影响产生的断垄会加剧土壤侵蚀诱发的有机碳流失。因此,黑土坡耕地治理需要同时考虑横垄与地形的共同影响,从而实现防蚀的优化效果。     

籼稻花药培养诱导条件优化

以福稻88//华占/甬优2640的F1代为材料进行花药培养。采用正交试验法设置预处理温度、预处理时间、热激温度、噻重氮苯基脲(Thidiazuron,TDZ)浓度4种因素各4个水平,共16种处理组合,对不同条件下花药诱导出愈率进行比较。结果表明,直观分析确定的4个因素最优组合为预处理温度10℃、预处理时间8 d、热激温度37℃、TDZ浓度0.10 mg/L,但考虑到因素间的交互作用,进一步分析得到最优组合为预处理温度10℃、预处理时间8 d、热激温度37℃、TDZ浓度0.05 mg/L。     

基于社会建构主义视角的农业科技推广体系创新研究——美国西弗吉尼亚州社区设计团队的经验分析

推广农业科技是发展现代农业的内在要求和重要支撑。现行政府主导的农业科技推广体系中农业科技推广员与农民交互机制的缺失是阻碍当前农业科技推广创新和现代农业发展的重要因素。美国西弗吉尼亚州社区设计团队利用社会建构主义思想服务农村社区建设的成功取决于团队与社区及其成员有意义的互动。结合社会建构主义的理念和西弗吉尼亚州社区设计团队的成功经验,需要通过建立政府推广与农民需求结合的农业科技推广体系,建设农民农业科技需求的表达机制,构建农业科技推广员与农民相互依存的利益共同体等措施来推进我国农业科技推广体系改革创新。     

镉-钙交互作用对植物的生态学效应

镉(Cd)由于其高毒性和易迁移的特点成为环境中最重要的有毒重金属之一,钙(Ca)作为植物必需元素,参与植物细胞代谢的调节和信号转导。为了明晰植物中Cd和Ca交互作用的机理,并有效的利用二者之间的相互关系,为重金属污染土壤的防治提供理论基础。笔者在广泛查阅了国内外研究和文献的基础上,总结了镉-钙交互作用对植物生态学效应为:(1)在植物的吸收过程中,Cd和Ca存在拮抗关系。一方面Cd和能抑制植物对Ca的吸收,使植物的生长受限;另外一方面Ca能抑制植物对Cd的吸收来缓解镉毒害。(2)施加外源Ca能够促进Cd毒害下植物的生长和光合色素的合成。(3)在调节抗氧化酶活性过程中,施加外源钙能够增强植物的抗氧化酶活性来降低氧化损伤。因此,镉钙交互作用下对植物生长、光合色素、抗氧化酶活性的影响过程中均存在拮抗作用。     

《土壤与作物》征稿简则

由中国科学院东北地理与农业生态研究所主办的中文期刊《土壤与作物》将于2012年创刊，重点刊登气候变化背景下的土壤与作物交互作用的过程、机理和调控技术方面的基础理论和应用层面的学术论文及综述文章，