转基因作物种植对土壤生态系统影响的研究进展

土壤是生态系统中物质与能量交换的重要场所。随着转基因作物种植面积的不断增加,其对土壤生态系统的影响日益引起人们的广泛关注。植物和土壤的相互关系对于生态系统的功能稳定和植物健康是至关重要的。综述了转基因作物种植对根际土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物群落结构、土壤动物的影响,并对研究方向进行了展望。     

焚烧秸秆对大豆幼苗生长的影响

近年来,随着农民生活和农业机械化水平的提高,昔日作为薪材和培肥土壤的作物秸秆大量被焚烧.焚烧秸秆不仅污染了环境、浪费了资源,而且对土壤生态系统造成一定的负面影响,从而影响后茬作物的生长.为此,笔者就焚烧秸秆对大豆幼苗生长的影响进行了初步研究.     

何谓“生态学”

耕作制度是贯穿农业生产的一条红线,它是以种植制度为中心,组织起一套与之相适应的土壤耕作制、施肥制、灌溉制、杂草防除制而形成的综合性农业技术体系。这体系中就包括了作物与作物、作物与环境之间的关系,即农田生态系统研究的内容。     

农业转基因生物对土壤生态系统功能影响的研究进展

土壤生态系统的功能是否正常直接关系到农业系统的稳定,影响土壤生态系统功能的因素已经不是局限在化学物理污染上了;农业转基因技术的应用,为农业生产带来新的增长点,为消除传统的化学物理污染的同时,也给土壤生态系统带来了更深刻,难以控制的影响因子：转基因生物污染。     

土壤机械压实及其对作物生长的影响

在生产中农业机械替代人畜力从事农业生产劳动是必然的趋势。随着农业机械化水平的快速提高,土壤机械压实问题越来越突出。通过分析土壤机械压应力传递模型,以及土壤压实后土壤容重、坚实度增加,孔隙度、含水量降低,土壤的渗透性变差等土壤质量恶化现象,发现土壤压实可导致土壤质量下降,抑制作物的根系生长发育,对作物吸收土壤中的水分、养分产生不利影响。可造成玉米减产9.5%～14.4%,小麦减产4.0%～20.0%,大豆减产3.8%～13.4%,甜菜根产量降低5.81%～24.13%,含糖率降低0.49～0.81oZ。因此,在农业生产中必须要重视土壤压实问题,采取切实可行的技术措施,减轻农业机械化作业对土壤造成的负面影响,促进作物生长,提高农艺综合效益。     

农田土壤机械压实及改进技术

近年来随着农业机械化水平的快速提高,土壤机械压实问题越来越突出。通过分析机组轴载荷、进地次数、高湿作业等产生土壤机械压实的原因,阐述了机械压实后土壤容重、坚实度、孔隙度、含水率等物理特性的变化以及引起的机组作业阻力的增加、油耗上升、对作物生长的不利影响等负面作用,提出了在农业机械化技术方面采用固定道作业系统、减轻机器质量、采用低压轮胎、避免土壤高湿时机耕作业、采取联合作业等和在农艺技术方面增加土壤有机质、加强作物轮作等减轻土壤压实的农机与农艺技术融合措施,改善土壤压实情况,确保农业生产的可持续性并获得较好的效益。     

耕作方式对土壤团聚体微生物及有机碳矿化的影响研究进展及展望

农业碳排放约占全球年均总排放量的25%，为实现中国2060年碳中和的目标，农业对CO₂的吸收与排放需达到自然平衡。土壤有机碳(SOC)矿化是具有碳降解功能的微生物分解SOC为作物生长提供养分，向外界释放CO₂等温室气体的生物化学过程。农田SOC矿化与作物养分供给、CO₂形成和排放紧密相关，但SOC矿化受多种因素影响。土壤耕作是驱动农田土壤碳固定的关键因素，耕作方式对SOC的影响是农业生态系统碳循环研究的重要内容。土壤不同粒径团聚体被视为微生物碳矿化产生CO₂的生化反应器，SOC的矿化分解离不开其对微生物以及对应酶的利用。可见，耕作方式通过直接作用改变土壤团聚体结构，进而改变土壤中的微生物类群，最终对SOC矿化产生影响。就此归纳总结了关于耕作方式、土壤团聚体及关联土壤微生物对农田SOC矿化的影响，以期从改良土壤团聚体结构入手，减少农田SOC矿化，为中国实现“双碳”(碳达峰、碳中和)目标提供理论支撑。     

还田作物秸秆腐解研究进展

作物秸秆还田是增加土壤养分、改良土壤理化性质的重要技术措施之一。为了解作物秸秆还田后的腐解过程，本文介绍了还田秸秆腐解的规律和秸秆腐解的常见研究方法。接着分析了秸秆组分，碳氮比(C/N)，腐熟剂和土壤环境对秸秆腐解的影响，及秸秆腐解对农田生态系统的效应。最后指出了腐解条件不佳，腐熟剂开发不足，操作技术不规范等问题。为进一步提高作物秸秆科学还田的腐解速率，推动绿色农业的可持续发展提供理论基础。     

干旱对农业生态系统影响研究进展

笔者综述了国内外近10 年干旱对农业生态系统的影响研究,国内外学者主要基于田间试验观测,从细胞微观、单株作物、站点尺度较好地研究了干旱对农作物干物质合成、分配的影响机制,分析了不同生长阶段干旱对作物生长的影响差异。干旱明显降低了作物气孔导度,影响了ATP 合成酶的活性,降低了光合作用效率。在部分作物生长前期,干旱会适当地增加干物质向根部的分配比例,提高水分利用效率;但在大部分作物生长中后期,干旱将直接影响作物地上生物量合成,降低作物产量。但是,干旱对农业生态系统的区域性研究稍显不足。干旱影响范围广,持续时间长,受灾地区农作物品种复杂。单一站点田间试验观测不能反映干旱的区域性影响,且在大范围下开展多站点田间实时观测耗时费力。遥感可以实现干旱影响的大范围监测,但却不足以反映干旱对不同作物的影响差异。随着计算机模拟技术的不断发展,基于田间试验观测构建的作物生长模型能有效克服田间试验的时空局限性,且通过不同的作物模型或参数设置,能够较为准确地反映干旱对不同作物的影响差异,成为开展干旱对农业生态系统影响的重要手段。     

充分利用有机肥料提高蔬菜产量和品质

我国古代农业直至本世纪 50年代初 ,仅靠施用有机肥料培肥土壤为作物提供养分 ,维持水平不高的物质和能量循环。自 6 0年代中期开始 ,化肥工业迅速发展 ,使作物—土壤生态系统内物质生产增加 ,能量循环加快 ,作物产量逐年提高。与此相对应 ,我国的肥料结构也发生了根本变化 ,有机肥料占肥料总用量的比重由1 949年的 1 0 0 %下降至目前的 50 %左右。但由于 2 0世纪化肥、农药、除草剂掀起的农业革命 ,在满足农产品数量需求的同时也产生了环境污染和农产品品质下降两大难题 ,有机农业就成为新的农业革命主流。有机农业是指在农业生产中使用有…     

选对措施“围剿”土壤重金属——以北京密云菜田土壤重金属污染为例

正北京市正在发展都市型现代农业,农业生产由数量型向质量型转变,土壤环境质量受到越来越多的关注。其中,土壤重金属污染因具有潜伏性、不可抗逆性、长期性以及影响后果严重等特点而受到高度重视。土壤中的重金属能从土壤迁移到其他生态系统组成部分中(如地下水、植物等),并被作物吸收和富集,最终通过食物链影响人类健康。掌握土壤重金属污染     

作物秸秆直接还田思考与秸秆多途径利用商榷

作物秸秆直接还田是当前农业生产中常见的一种秸秆处理方式和培肥地力措施,具有重要的科学价值和实践意义,随着秸秆产量的不断增加,连年秸秆直接全量还田导致的问题凸显。为了给作物秸秆科学利用途径的选择提供有益参考,笔者梳理与权衡了作物秸秆直接还田的正负效应,思考与讨论了连年秸秆直接全量还田实践下秸秆腐解不完全存在的潜在隐患,总结了作物秸秆的多途径利用方式和技术,并对符合可持续发展战略的作物秸秆利用方向进行了展望。分析认为,长期秸秆直接全量还田致使土壤中积聚大量未腐解的有机物质,成为农田生态系统的负担,最终可能会超出农田的最大承载力,破坏农田生态系统平衡,因此,生产上应在保证土壤地力持续提升的秸秆还田量基础上,因地制宜多领域综合利用作物秸秆。     

再生水灌溉对作物生长及土壤养分影响研究进展

水资源短缺是农业灌溉面临的重大挑战,在农业用水严重紧缺的现状下,以再生水为农业灌溉水源,将有效缓解农业用水紧缺形势。由于再生水中养分浓度与有机物含量较高,若使用不当会对作物生长及土壤环境带来不利影响,并可能导致农业面源污染问题。从再生水灌溉对作物生长、土壤养分及土壤酶活性的影响3个方面概括了再生水灌溉国内外研究现状与存在问题,并对下一步的研究重点提出了建议：加强再生水灌溉对作物不同关键生育期土壤供氮特征的影响研究,重视土壤酶活性对长期再生水灌溉响应特征研究,强化再生水灌溉土壤氮营养诊断与阈值范围研究以及拓宽再生水灌溉对农作物果实超微结构的影响研究等。     

中国科学院在施肥模式对农田杂草的影响研究取得新进展

<正>农田杂草在维持土壤微生物、动物多样性,减少土壤流失、酸化,以及维持农田生态系统功能的可持续性等方面发挥着重要作用。作为农田杂草综合管理的重要手段,好的养分管理可以兼顾作物高产和生物资源的保护。而目前不同养分管理措施对农田杂草群落的影响尚未有一个统一的结论,其影响机理也鲜见报道。中国科学院武汉植物园植物营养与农业生态学科组博士研究生汤雷雷     

东北地理所揭示CO_2浓度升高对大豆根际微生物群落结构的影响

正以CO_2浓度升高为主要特征的全球气候变化已经对农田生态系统产生重大影响,成为全球农业可持续发展的严峻挑战。CO_2浓度升高影响植物生理代谢过程,导致植物根系分泌物的总量和化学组成发生改变,进而可能影响土壤微生物群落结构和生态功能。由于土壤微生物驱动碳氮循环,参与土壤养分     

探究土壤微生物对植物生长的影响

土壤微生物与植物的生长具有十分密切的关联,并产生了稳定的生态系统。两种不同的物质间相互影响、互相促进产生良性循环,为植物更好的生长提供了有利的条件。相关人员对土壤微生物的重要性形成有效认识,并能深入探究其对植物生长的具体影响。从3个方面进行了详细阐述,即土壤微生物对植物根际分泌物的影响、土壤微生物对植物腐殖酸形成的影响、土壤微生物对植物激素生成产生的影响。基于此,可帮助农业领域更好的种植植物,提供更客观的参考依据。     

秸秆还田对土壤生态及农作物生长发育影响的研究进展

作物秸秆含有丰富的养分，具有较高的利用价值。秸秆还田作为秸秆资源化利用中高效且低成本的一种方式，在提升土壤质量和促进农业可持续发展方面发挥着重要作用。本文重点综述了秸秆还田对土壤温湿度、土壤理化性质、土壤酶活性、作物根系、作物地上部等的影响，分析了秸秆还田的影响机制，指出了秸秆还田后对作物生长产生的负面影响。在此基础上指明了未来的一些重点研究方向，如建立秸秆还田最优模型、加强秸秆还田的障碍消减研究、开发稻麦秸秆还田新型一次性施用专用肥。     

覆盖作物及其作用的研究进展

在农作物种植系统中,田间杂草、土壤因素对作物的生长发育、产量和品质的影响一直都是农业领域关注的热点。大量使用化肥和除草剂可以达到作物增产、除草的目的,但其对土壤和环境造成的负面影响,严重制约了农业生产的可持续发展。种植覆盖作物是一种实现农业可持续发展的新策略,可以达到控制杂草、减少氮肥施用、改善土壤质量等目的。本文主要从覆盖作物的起源与发展过程、主要种类和作用及其种植制度等方面,总结了目前覆盖作物的研究进展及其在作物种植中的应用,以期为覆盖作物在我国农业生产中的研究与应用提供理论基础。     

连作对土壤微生物菌群影响及修复研究进展

连作可短时间内带来经济效益，满足日益增长的粮食等农产品需求，但长期连作会加速土壤退化，导致作物减产和病害率增高，破坏土壤微生物结构平衡，不利于土壤生态系统的可持续发展。良好的土壤生态系统中有益微生物、有害微生物及植物间维持着相对平衡。微生物群落结构直接指示整个土壤生态系统的转化方向。通过总结前人在连作对土壤微生物菌群的影响及其修复连作土壤障碍方面的研究结果，探讨修复方式的利弊及其未来的研究方向，旨在为连作障碍土壤修复和植物生长发育创造良好条件，为保持土壤微生物群落结构平衡、保证土壤生态系统的可持续发展提供理论依据。     

秸秆还田对土壤改良及作物生长影响的研究进展

作物秸秆是一种农业可再生资源,含有大量作物生长所需的矿质元素,具有巨大的应用潜力。秸秆还田既可以缓解因秸秆废弃而带来的环境污染,实现资源的优化配置,又有助于改良土壤质量,促进作物生长。笔者介绍了秸秆还田的主要方法,结合近几年国内外秸秆还田技术的研究成果,从秸秆的主要成分,秸秆还田后对土壤理化性状、土壤微生物、作物生长发育及产质量的影响,秸秆还田配套施用技术和综合效果评价等方面综合阐述了秸秆还田的研究进展。研究结果可为综合利用秸秆还田技术与形成各产区配套的还田模式提供一定的参考依据。