化肥减量下有机肥配施土壤调理剂和生物菌肥对 玉米连作土壤的生态修复效应

河西走廊玉米制种田连作障碍影响逐年加剧,如何有效缓解连作障碍、提升耕地质量和生产力是目前亟待解决的问题。采用田间随机区组设计,在连作 18 年的玉米制种田,以 100% 传统施化肥(N 375.0 kg/hm²、 P2O5 150.0 kg/hm²、K2O 120.0 kg/hm²)+ 有机肥 15000.0 kg/hm² 为基础,设置对照 CK(70% 化肥 + 有机肥)、 T1(70% 化肥 + 有机肥 + 土壤调理剂)、T2(70% 化肥 + 有机肥 + 生物菌肥)、T3(70% 化肥 + 有机肥 + 土壤 调理剂 + 生物菌肥)共 4 个处理,研究化肥减量 30% 配施有机肥、生物菌肥和土壤调理剂对玉米制种田连作土 壤理化性质、微生物种群变化和土壤酶活性及产量的影响。结果表明,不同处理对制种玉米长期连作土壤的生 态修复效应不同。T1、T2、T3 较 CK 处理对土壤碱解氮、有效磷、速效钾影响不明显,T2 和 T3 处理与 CK 比 较,土壤容重和 pH 显著降低,土壤总孔隙度、团聚体和饱和持水量显著增加,土壤有机质、有机碳和供碳量 显著增加,土壤阳离子交换量、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加,真菌显著减少,而细菌和 放线菌显著增加。T1、T2、T3 与 CK 处理比较,对玉米茎粗、穗粒数和千粒重有一定影响。其中 T2 和 T3 处理 的茎粗显著增加 13.28% 和 17.84%;穗粒数显著增加 13.32% 和 17.22%;千粒重显著增加 3.53% 和 4.07%;产 量显著增加 9.91% 和 11.45%。本试验条件下 T3 处理对玉米制种田连作土壤生态修复和增产效果最佳。     

调亏灌溉对苜蓿水分利用效率和品质的影响

从高产、优质和高效的三重目标出发，在甘肃秦王川灌区通过大田试验研究了调亏灌溉对苜蓿水分利用效率和品质的影响。结果表明：轻度水分亏缺下(土壤含水率为60%～65%田间持水量)苜蓿产量较充分灌溉(土壤含水率为65%～70%田间持水量)没有显著差异，而苜蓿的水分利用效率、粗蛋白含量与其余各处理间存在显著差异，其值均达到了最大，分别达2.10 kg/m³和13406.7 ug/g。     

土壤强还原处理对连作芥蓝产量、微生物数量及活性的影响

芥蓝是一种重要的十字花科蔬菜,但高强度单一的种植模式以及不合理的养分管理使得土壤连作障碍现象日益突出,严重制约着芥蓝的可持续生产。土壤强还原处理(reductive soil disinfestation,RSD)是一种作物种植前的土壤处理方法,不仅可以有效杀灭土传病原菌,还具有改善土壤结构、增加土壤有机质含量、重建土壤微生物区系、恢复微生物活性等作用。我们以云南省昆明市安宁县的芥蓝生产基地中连作障碍严重的地块作为研究对象,设置3个处理:不做任何处理的对照(CK),固体有机物料(C/N:122,12 t/hm~2)RSD处理(RSD_BA);液体有机物料(C/N:30,6t/hm~2)RSD处理(RSD_MO),测定RSD处理后土壤理化和生物学性质的变化,并统计芥蓝产量和根肿病的发病率。结果表明,与CK处理相比,RSD处理能够显著提升土壤pH,降低土壤NO_3~–-N和有效态重金属的含量;并且能够显著增加芥蓝产量,降低根肿病的发病率,其中RSD_MO和RSD_BA处理后产量分别提高268%和397%,发病率分别降低37.3%和56.7%。RSD处理还能明显提高细菌与真菌的比值(B/F),降低芸薹根肿菌的数量,增加土壤微生物活性,其中RSD_BA处理的杀菌率达到90.6%,微生物活性提高2倍。因此,固体有机物料的土壤强还原处理能够显著改善芥蓝连作生产系统的土壤质量,降低发病率,提高产量,是一种具有快速缓解十字花科蔬菜地连作障碍,实现可持续种植的有效措施。     

高原夏季露地紫甘蓝叶片氮代谢相关酶、产量对不同水肥组合的响应

以“欧美罗”紫甘蓝为试材,通过田间试验,探究不同水肥耦合条件下紫甘蓝功能叶片氮代谢相关酶活性及产量差异。对照组(CK)为当地传统水肥管理(N 466.5 kg/hm²,P2O5 756 kg/hm²,K2O 269.91 kg/hm²,大水漫灌和撒施);处理组采用双因素交互设计,因素一为不同灌水下限,设3个梯度:W1(田间最大持水量的80%)、W2(田间最大持水量的60%)、W3(田间最大持水量的40%);因素二为施肥量,设3个施肥梯度:F1(当地传统施肥量)、F2(80%当地传统施肥量)、F3(60%当地传统施肥量)。与CK相比,处理组W2F2紫甘蓝叶片叶绿素含量、氮代谢相关酶活性、可溶性蛋白含量、干物质积累量及产量均显著增大且达到最高值。在相同灌水量条件下,硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,以及可溶性蛋白含量、干物质积累量、叶绿素积累量和产量均随着施肥量的减少呈现先升高后降低的趋势;在相同施肥量条件下,紫甘蓝叶片NR、GDH、GOGAT、GS活性、可溶性蛋白含量、叶绿素含量和产量均在灌水下限为60%时达到峰值。W2F2(田间持水量60%,N、P、K分别为373.2、604.8、215.93 kg/hm²)     

钙基型土壤改良剂对盐碱土壤改良和向日葵产量的影响

为了实现内蒙古河套灌区盐碱土壤快速改良和构建淡化和肥沃的耕层,将脱硫石膏分别与腐植酸(改良剂GF)、糠醛渣(改良剂GH)按2∶3的质量比配制两种钙基型土壤改良剂。采用田间小区试验,以不施用改良剂为对照(CK),研究了两种改良剂不同施用量处理(15、30和45 t/hm²)对收获期土壤盐分离子、养分含量和向日葵产量的影响。结果表明:与CK相比,两种改良剂处理显著降低了0～40 cm土层的pH值和0～20 cm土层的钠吸附比,但20～40 cm土层全盐量有所增加,尤其是改良剂施用量为45 t/hm²的处理。两种改良剂处理均可显著提高0～20 cm土层有机质含量,改良剂GF可提高土壤有效磷和铵态氮含量,改良剂GH可提高土壤速效钾含量。向日葵产量也得到显著提高,主要与土壤pH值、有效磷及铵态氮含量显著相关,在同等施用量条件下,改良剂GF消减土壤盐碱障碍,提高土壤养分含量的效果明显优于改良剂GH,进而获得了较高的向日葵产量。综上所述,改良剂GF施用量为15 t/hm²的处理在短期内能够实现土壤盐碱土壤改良、培肥和增产的效果,可在内蒙古河套灌区及同类地区进行推广应用。     

关中地区播前土壤墒情对覆膜旱作夏玉米产量和水分利用的影响

基于3年连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验,通过校验之后的AquaCrop模型设置不同水平的播前土壤墒情,模拟研究关中地区多年历史气候条件下旱作覆膜夏玉米生长和水分利用对播前土壤墒情的响应规律,拟基于播前土壤墒情初步建立覆膜与否的判断标准。结果表明,当土壤初始含水率≤70%田间持水量,关中地区夏玉米覆膜产量波动剧烈;覆膜增产率随着降水的增加呈增加趋势。随着土壤初始含水率的增加,覆膜增产效果越来越明显,且趋于稳定;然而覆膜措施的增产效果对降水量越来越不敏感,最终呈稳定趋势。当播前土壤底墒达到80%~85%田间持水量的水平时,覆膜夏玉米籽粒产量水分利用效率达到最高。综上,有水可保可用是覆膜增产增效的先决条件之一;当土壤初始含水率≤70%田间持水量,建议不采用覆膜措施;当土壤初始含水率≥80%田间持水量时,建议采用覆膜措施。     

生物炭对砂壤土团聚体及其碳、氮分布的影响

试验研究了添加生物炭对砂壤土团聚体分布、稳定性及其碳、氮分布的影响,为生物炭的农业利用和土壤培肥提供理论依据。设置生物炭用量4个水平(0、10、20、30 t/hm²)、氮肥用量2个水平(0、150 kg/hm²),通过2年的田间定位试验,对土壤团聚体及其碳、氮含量进行分析。结果表明:不同处理团聚体分布均以>5、2～5 mm粒级团聚体为主,其中单施生物炭20 t/hm²时,>5、2～5 mm粒级团聚体占比最大,总占比为58%,与不添加生物炭相比,增幅为20%;施用生物炭20 t/hm²时土壤团聚体平均重量直径及几何重量直径增幅最为显著(P<0.05),与不施生物炭处理相比分别增加了17.6%和24.3%;有机碳和全氮变化趋势一致,添加生物炭后,土壤有机碳、氮含量均增加,不同粒级团聚体有机碳、氮含量均不同程度地升高,分别较对照显著提升27.9%和28.9%,<0.25 mm粒级团聚体有机碳、氮含量较高。添加生物炭显著增加土壤大团聚体含量,并提高了土壤团聚体稳定性;土壤碳、氮含量及各粒级土壤团聚体碳、氮含量均显著提升,提高了>5 mm粒级团聚体有机碳、氮的贡献率。在本试验条件下,当生物炭添加量为20 t/hm²时有利于北疆灌区麦田土壤培肥改良。     

覆膜滴灌对日光温室甜瓜土壤环境及产量的影响

为探明不同覆膜滴灌条件下,大棚甜瓜土壤水、热等环境因素变化对脲酶及甜瓜产量的影响,该文采用正交试验设计,研究了日光温室内不同覆膜方式(全覆膜、半覆膜、无膜)、灌水下限(田间持水量的60%、70%、80%)、滴灌毛管密度(1管1行、3管4行、1管2行)以及3种因素的交互作用下的土壤水、热、p H值等的变化,以及对甜瓜土壤脲酶活性及甜瓜产量的影响。结果发现,半膜覆盖、80%田间持水量的灌水下限、1管2行滴灌毛管密度等的甜瓜根区土壤水分分布均匀、土壤温度较高、p H值较低,可显著提高土壤脲酶活性;60%田间持水量下限处理脲酶活性在果实膨大期和成熟期高,70%田间持水量下限处理在苗期高,80%田间持水量下限处理在各个生育阶段都最高;半膜覆盖、1管2行和80%田间持水量下限组合和半膜覆盖、3管4行和70%田间持水量下限组合的甜瓜产量分别为34.46、31.27 t/hm2,显著高于全膜覆盖、1管1行和80%田间持水量下限组合的28.02 t/hm2;半膜覆盖、1管2行和80%田间持水量下限组合甜瓜的可溶性糖和可溶性固形物含量高,有机酸含量低。在陕西关中地区的日光温室栽培甜瓜,建议采取半膜覆盖,1管2行的滴灌管密度,灌水量下限分别为苗期70%、开花坐果期80%、果实膨大期80%和成熟期60%田间持水量。     

沼液与有机肥配施对稻田磷、钾素径流损失的影响

研究沼液、有机肥配施对稻田磷、钾损失的影响,拟明确降低稻田磷、钾元素损失的最佳配施措施。以太湖水稻土为研究对象进行盆栽试验,设置了空白对照(CK)、常规化肥(CF),100%沼液氮替代(N1),75%沼液 +25%猪粪有机肥氮替代(N2),50%沼液＋ 50%猪粪有机肥氮替代(N3)和 100%猪粪有机肥氮替代(N4)6个处理,测定施肥后稻田田面水以及径流磷、钾浓度和流失量。结果显示,各施肥处理径流磷损失量大小依次为N4>N3>N1>CF>N2,其中 N4处理最高,达到 P 44.99 kg/hm²,N2处理最低,为 P 3.94 kg/hm²,仅为前者的8.76%;各施肥处理径流钾损失量大小依次为N1>N3>N4>N2>CF,最高为 N1处理的 K 43.48 kg/hm²,最低为 CF的 K 24.78 kg/hm²;各施肥处理产量无显著差异,处于同一水平。综合比较而言,N2处理可在保持一定产量的基础上显著降低径流磷、钾流失的风险,是一种比较适宜的施肥模式。     

灌溉量与减氮配施有机肥模式对温室黄瓜及土壤的影响

为探究设施农业中不同灌溉量与施肥模式对土壤理化特性、作物产量、品质、水分利用效率（water use efficiency,WUE）及氮肥偏生产力（nitrogen partial productivity,NPP）的影响。该研究通过对温室黄瓜设置充分（W1）与亏缺（W2）灌溉下不同比例减氮（N1：275 kg/hm²、N2：220 kg/hm²、N3：165 kg/hm²）配施腐熟羊粪有机肥（O1：12 t/hm²、O2：8 t/hm²）处理试验,分析充分与亏缺灌溉下不同减氮配施有机肥处理对土壤理化特性、黄瓜品质、产量、WUE及NPP的影响。结果表明,在相同灌溉条件下,减施氮肥和配施有机肥均能有效改善土壤结构,O1N3处理较其他处理土壤容重平均降低5.8%,孔隙度平均增加7.7%,三相组成优化,大粒径水稳性团聚体含量平均提高25.4%,0～30 cm土层土壤硝态氮含量平均降低21.8%。同时,配施有机肥能提高温室黄瓜WUE和NPP,在相同灌溉和氮肥条件下,O1较O2水平黄瓜WUE和NPP分别平均提高14.5%和15.7%。综合对比分析不同指标得出W1O2N2处理表现最佳,黄瓜可溶性葡萄糖、可溶性固形物、维生素C（VC）含量及产量较W1O1N1处理无显著差异（P>0.05）,同时能有效改善土壤环境,减少肥料用量,保证生产经济效益。研究结果对于设施农业科学水肥管理及绿色高效生产具有重要的参考意义。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

人工纳米材料对植物—微生物影响的研究进展

随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,进一步概述了植物和微生物对ENMs生态效应的反馈作用,揭示了植物和微生物的相互作用可影响ENMs对植物-微生物体系的生态效应。因此,将植物-微生物以及土壤作为一个整体是全面评价ENMs生态效应的关键,也是未来研究的发展方向。最后分析了目前研究中方法和技术等方面中存在的不足,提出了以后研究中应关注的重点。     

稀土铽对辣根的生态毒性

研究了稀土铽(Tb)对辣根生理毒性的影响。结果表明,Tb在低浓度范围内,可以诱导叶绿素的合成,高浓度时对其产生破坏作用;对于辣根过氧化物酶,酶活性先升后降;质膜透性、丙二醛含量则呈现先减后增的变化趋势。TbCl3浓度为3mg/kg时各指标达到最值;辣根中毒阈限为10mg/kg左右。通过分析,辣根过氧化物酶对Tb反应敏感,这表明过氧化物酶可能成为研究稀土毒理的生物监测手段。     

地下水对农田腾发过程作用研究进展

在地下水浅埋区地下水参与和影响了SPAC系统的水分、生物、化学等过程。文中从研究方法、试验和模型3个方面论述了地下水对农田腾发过程作用研究的进展情况和发展趋势。分析认为,应把地下水层和SPAC作为一个整体系统,从野外试验入手,研究地下水浅埋条件下地下水参与SPAC系统水分过程、生物过程和化学过程的机理,为发展节水农业提供理论依据     

围栏禁牧对退化草原土壤水分的影响研究

在2005年5月19日至2005年9月13日研究了呼伦贝尔典型草原区自由放牧和围栏禁牧对0~110 cm土壤水分的影响情况,结果表明围栏禁牧对草原土壤水分的影响表现为提高20~70 cm土层的水分含量,而放牧提高了0~10 cm表土水分含量。呼伦贝尔典型草原自然降雨和冰雪的融化对土壤水分的影响深度为0~90 cm,在该范围内的土壤水分明显受降雨的影响。90 cm以下土壤在年内变化幅度较小,含水量在3%~5%之间。     

沙袋沙障对沙丘植被特征的影响

为了解铺设沙袋沙障沙丘植被生长情况及其与麦草沙障对植被影响的差异,采用样方调查法对乌兰布和沙漠实验地铺设沙袋沙障沙丘植物种数、植株密度、平均高度和平均盖度进行了连续3a的调查,并与铺设麦草沙障沙丘及未做任何处理的裸沙丘作对比,研究了不同规格、不同铺设位置和不同铺设时间的沙袋沙障和麦草沙障对植被生长的影响。结果表明,沙袋沙障和麦草沙障铺设时间越长,所在沙丘植被生长情况越好。随着沙障布设时间增大,2种沙障的植被种数、平均高度无显著变化,植被平均密度能够增加到35%以上,植被盖度也分别能够达到36.8%和33.0%。2种沙障对植被的促进作用排序依次是3m×3m方格沙障最大,2m×2m方格沙障次之,1m×1m方格沙障最小;沙障设置部位不同植被生长情况也存在差异,2种沙障植被最好的位置均是在背风坡底,其次是背风坡中和迎风坡,坡顶植被长势最差。通过方差分析认为,沙袋沙障和麦草沙障对植被生长的影响均无显著差异（p=0.14）,但是2种沙障与对照相比差异显著（p〈0.005）。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

玉米花粉多糖对猪瘟免疫效果的研究

本研究采用醇沉淀法从 350 g玉米花粉提取得粗提复合物 38.3 g。经用蒽酮反应、α萘酚反应、间苯二酚反应、碘化反应及高效液相色谱法鉴定 ,证实为多糖。用上述多糖作为免疫增强剂按剂量 50、 1 0 0、2 0 0 mg分别与猪瘟弱毒细胞冻干苗共同免疫猪 ,测定其免疫效果。结果表明 ,各剂量组的 IHA抗体效价均高于对照组 ;T细胞活性 E花环试验测得各剂量的活性 E花环百分率分别为 2 1 .84 %、2 5.4 6%、2 1 .92 % ,均高于对照组 1 5.91 % ;T淋巴细胞转化试验显示 ,各试验组的 T淋巴细胞转化率分别为 55.32 %、 56.39%、54.2 7% ,均高于对照组 4 7% ,上述三种方法测定的结果均显示显著差异。对 T淋巴细胞亚群的测定结果为 ,各试验组的 CD3、CD4、CD8T淋巴细胞的测定平均值均明显高于对照组 ,但 NK细胞的变化不显著。根据试验结果选取 1 0 0 mg剂量组在两个猪场进行田间扩大试验 ,测得的 IHA抗体效价亦高于对照组。研究结果表明 ,玉米花粉多糖既可增强体液免疫 ,又能增强细胞免疫。     

城市尺度生态足迹模型应用中不同参数选择的影响分析

针对生态足迹模型在城市尺度上应用中的均衡因子、产量因子和平均产量3个参数的不同取值方式,分别对不同参数应用模式下城市生态足迹核算的内涵和结果进行影响分析。基于对参数的应用条件和效果的解析,指出传统生态足迹模型的应用中存在误差模糊化处理和全球可比性差的问题,＂国家公顷＂生态足迹模型进行消费来源分解更贴切的体现区域特征。基于参数的尺度效应分析,指出生态足迹模型存在空间可比性和体现区域特征的悖论。通过对参数内涵和模型缺陷分析,探讨均衡因子和产量因子核算中的问题,空间可比性来源于平均产量的引入,并指出模型应用中的贸易调整过程存在缺陷,进而为生态足迹理论及方法论的进一步完善提供依据。