中国生态农业学报

培肥措施培肥土壤的效果与机理研究进展

黄东风, 王利民, 李卫华, 邱孝煊

黄东风, 王利民, 李卫华, 邱孝煊土壤肥力是农业可持续发展的基础资源, 培肥是维持农业土壤肥力水平最主要的措施之一, 藉以补偿由于养分随农产品收获及农作物废弃物(如秸秆)带出农田对土壤养分库亏损造成的影响。如何对农田土壤进行有效培肥, 达到既提高作物产量和品质, 又使农田土壤保持较高肥力, 同时有效控制农业面源污染, 维护农田良好生态环境, 已成为目前农业现代化面临的重要课题之一。本文综述了国内外有关培肥措施与土壤肥力水平关系的研究进展, 重点阐述了培肥措施与土壤基本理化性状、土壤酶活性、土壤微生物肥力指标、土壤动物肥力指标之间关系的规律, 并指出培肥措施与土壤肥力关系方面今后的研究重点, 主要包括: 有机肥的精细化高效化投入与土壤肥力关系研究、土壤动物学肥力指标的深入研究、土壤长期培肥的土壤生物学过程研究、土壤培肥与农业面源污染问题研究。本文旨在为通过合理培肥措施来提高农田土壤肥力及维护农田良好生态环境方面的深入研究提供科学依据。中国生态农业学报. 2014 22(2): 127-135.

基于减少土壤硝态氮淋失的作物搭配种植模式研究进展

谭德水, 江丽华, 谭淑樱, 徐钰, 魏建林, 刘兆辉

谭德水, 江丽华, 谭淑樱, 徐钰, 魏建林, 刘兆辉农业生产中为获得较高作物产量而投入大量的化学肥料, 同时不合理的田间管理措施使硝态氮在土壤中大量累积, 增加了淋溶风险。不同作物搭配生长及种植模式在协同提高作物产量、充分利用光热资源、提高集约化生产能力方面是一种有效的栽培措施, 同时在高效利用土壤养分、改善生态环境、降低硝态氮污染方面具有很大潜力。本文从不同类型作物搭配生长及不同种植模式(设施蔬菜与填闲作物、粮食作物与经济作物、粮食作物与粮食作物、粮食作物与露地蔬菜、蔬菜与蔬菜)方面综述了高效利用土壤氮素、降低土壤硝态氮累积与淋失的效果, 并根据不同类型作物特点进行了机理上的解释。文末以搭配作物根系为突破点对作物种植模式进行了研究展望。中国生态农业学报. 2014 22(2): 136-142.

专用缓释肥的土壤氨挥发特性及其对辣椒氮磷钾吸收利用的影响

王崇力, 韩桂琪, 徐卫红, 杨芸, 熊仕娟, 谢文文, 张进忠, 王正银, 谢德体

王崇力, 韩桂琪, 徐卫红, 杨芸, 熊仕娟, 谢文文, 张进忠, 王正银, 谢德体采用室内扩散模拟试验研究了施用大颗粒尿素(PUR)、辣椒专用复混肥(LCCF)、辣椒专用缓释复混肥(LSRF)土壤的氨挥发特性, 并采用土培试验研究了LSRF、LCCF、普通复合肥(OCCF)、市场非包膜缓释复合肥(MSRF)对'渝椒五号'和'改良早丰'辣椒产量、氮磷钾养分吸收利用、土壤有机质及酶活性的影响, 探讨LSRF的应用效果。结果显示, 室内扩散模拟试验中, 前28 d氨释放速率总体表现为PUR>LCCF>LSRF>不施肥(CK), 28 d以后LSRF的氨释放速率略高于PUR和LCCF处理。培养70 d时, PUR、LSRF和LCCF的氨挥发量分别为71.87 mg·kg^-1、54.29 mg·kg^-1和63.49 mg·kg^-1, LSRF比PUR和LCCF分别降低了24.5%和11.7%。土培试验中, LSRF处理显著提高了2个辣椒品种的果实重量, '渝椒五号'和'改良早丰'分别较OCCF处理增产64.7%和33.8%。与OCCF处理相比较, LSRF处理增加了土壤有机质含量、土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性, 提高了辣椒对氮磷钾养分的吸收利用。'渝椒五号'和'改良早丰'LSRF处理的氮素表观利用率较OCCF处理分别增加62.5%和123.1%, '改良早丰'和'渝椒五号'LSRF处理的磷素表观利用率分别较OCCF处理提高了14.0倍和3.2倍, 钾素表观利用率分别较OCCF处理提高了28.7% 和120.9%。中国生态农业学报. 2014 22(2): 143-150.

不同施氮水平下不同氮利用效率小黑麦植株氮素积累分配特性

张锡洲, 吴沂珀, 李廷轩

张锡洲, 吴沂珀, 李廷轩采用土培盆栽试验, 以小黑麦氮高效利用品种'Clxt82'、'PI429186'和氮低效利用品种'Clxt74'为材料, 研究0 (不施氮)、0.033 g(N)·kg^-1(低氮)和0.066 g(N)·kg^-1(正常氮)3个不同施氮水平下, 各生长时期氮素在器官间和器官内不同功能性氮素分配的特性。结果表明: 氮高效利用品种在氮素不足的条件下优势更明显, 抽穗期高效利用品种和低效利用品种间生物量的差异随施氮量的增加而减小, 在不施氮、低氮和正常供氮时'Clxt82'、'PI429186'地上部生物量分别为'Clxt74'的1.55倍、1.19倍、1.06倍和1.79倍、1.35倍、1.30倍。不同生育时期, 小黑麦氮积累量均随施氮量的增加而显著增加, 低氮和正常供氮处理, 在分蘖期、拔节期氮高效利用品种氮积累量均显著高于低效利用品种, 而在抽穗期差异则不大。随施氮量的增加, 氮素在叶片和穗部的分配比例减小, 在茎的分配比例增大; 分蘖期和拔节期, 氮高效利用品种茎中氮素分配比例小于低效利用品种, 叶片氮素分配比例则大于低效利用品种。抽穗期氮高效利用品种穗部氮素分配比例大于低效品种, 而叶部则相反。各生育时期各器官不同形态氮素含量总体上随施氮量的增加而增加。不施氮和低氮处理, 拔节期氮高效品种'Clxt82'、'PI429186'叶片营养性氮含量是低效品种'Clxt74'的1.31倍、1.76倍和1.12倍、1.35倍, 而结构性氮含量则是低效品种的86.12%、64.01%和80.82%、71.51%; 抽穗期氮高效品种'Clxt82'、'PI429186'叶片营养性氮含量是低效品种'Clxt74'的1.01倍、1.11倍和1.04倍、1.13倍, 结构性氮含量为低效品种'Clxt74'的74.99%、63.08%和75.78%、62.84%; 各时期品种间功能性氮素含量差异不大。低氮条件下氮高效利用品种通过降低结构性氮素含量、增加营养性氮素含量来满足氮素的利用和体内循环。中国生态农业学报. 2014 22(2): 151-158.

4种熏蒸剂处理对土壤可溶性有机氮和微生物量碳氮的影响

马涛涛, 颜冬冬, 毛连纲, 王秋霞, 李园, 欧阳灿斌, 郭美霞, 曹坳程

马涛涛, 颜冬冬, 毛连纲, 王秋霞, 李园, 欧阳灿斌, 郭美霞, 曹坳程采用室内恒温通气培养法, 以北京大棚蔬菜地土壤为研究对象, 以未使用熏蒸剂土壤为对照, 研究4种熏蒸剂[氯化苦(Pic)、1,3-二氯丙烯(1,3-D)、二甲基二硫(DMDS)和威百亩(MS)]对土壤可溶性氮素和微生物量碳、氮的影响。结果表明, 4种熏蒸剂处理均能增加土壤中可溶性有机氮的含量, 熏蒸处理后敞气0 d时, Pic、MS、DMDS和1,3-D处理的土壤可溶性有机氮累积量分别为47.55 mg·kg^-1、42.15 mg·kg^-1、40.34 mg·kg^-1和32.02 mg·kg^-1, 较对照(29.97 mg·kg^-1)分别增加58.67%、40.65%、34.61%和6.87%。敞气后14~84 d, Pic、DMDS和MS处理DON含量仍持续上升, 1,3-D和对照变化不大, 各处理之间DON含量差异显著。4种熏蒸剂处理后短时间内, 土壤中可溶性氨基酸(DAA)与对照相比大幅上升, 在熏蒸后7 d达到最大值, 其中Pic处理的上升幅度最大, 为12.87 mg·kg^-1, 对照DAA含量最低, 为5.74 mg·kg^-1。4种熏蒸剂处理之后, 土壤中微生物量碳和氮均呈现急剧下降的趋势, 其中Pic处理对微生物的杀灭作用最强, 敞气后0 d, Pic处理的微生物量碳和微生物量氮含量分别比对照下降69.39%和70.95%, MS和DMDS次之, 1,3-D的杀灭作用最弱。中国生态农业学报. 2014 22(2): 159-164.

白僵菌和乙酰甲胺磷对水稻抗氧化状态及土壤氮循环的影响

杜威, 江萍, 周骏, 卜元卿, 刘常宏, 戴传超

杜威, 江萍, 周骏, 卜元卿, 刘常宏, 戴传超为了考察微生物农药白僵菌施用后在水稻系统中的生态安全性及其环境行为, 本文通过盆栽试验探讨了施加不同浓度白僵菌孢子悬液[7.5×10⁴ (孢子)·mL^-1, 7.5×10⁵ (孢子)·mL^-1, 7.5×10⁶ (孢子)·mL^-1, 7.5×10⁷ (孢子)·mL^-1]和化学农药乙酰甲胺磷对接种二化螟的水稻氧化还原状态及土壤氮循环相关的生物化学过程强度的影响。结果表明, 白僵菌处理对土壤氨化作用和硝化作用具有一定刺激作用, 最大提高幅度分别为12.4%和36.8%; 对反硝化作用表现为低浓度促进、高浓度抑制。乙酰甲胺磷处理在第10 d时对土壤氨化作用、硝化作用和反硝化作用的抑制率分别达到18.6%、45.3%和27.5%。乙酰甲胺磷处理后水稻AsA︰DHA(还原态抗坏血酸︰氧化态抗坏血酸)比值和GSH︰GSSG(还原态谷胱甘肽︰氧化态谷胱甘肽)比值降低, 并伴随抗氧化能力的降低。与此相反, 白僵菌处理能够提高AsA︰DHA和GSH︰GSSG。H₂O₂含量变化的结果表明二化螟接种和乙酰甲胺磷处理会导致过氧化程度升高, 而白僵菌的施加缓解了二化螟引起的过氧化状态。本试验使用荧光定量PCR对白僵菌的残留进行研究, 结果表明稻谷中并未有白僵菌残留, 白僵菌施用后对人类健康无害。上述结果表明, 与化学农药乙酰甲胺磷相比, 白僵菌是一种环境友好型的微生物农药, 其中7.5×10⁴ (孢子)·mL^-1的使用浓度效果较好。中国生态农业学报. 2014 22(2): 165-170.

不同pH条件下生物质灰渣中K⁺释放动力学研究

王侃, 王子芳, 高明, 黄耀华, 韩晓飞, 张雅蓉, 罗献友

王侃, 王子芳, 高明, 黄耀华, 韩晓飞, 张雅蓉, 罗献友试验选取4种生物质灰渣(玉米灰渣、水稻灰渣、锯木灰渣和谷壳灰渣)为研究材料, 以不同pH(4、7、9)的NH₄Ac为交换液, 采用渗透交换法, 研究了生物质灰渣中K⁺的释放动力学特征。结果表明, 在pH为4、7和9条件下, 供试生物质灰渣中K+释放量在20~80 min达到平衡, 平衡释放量分别为14.77~255.17 cmol·kg^-1、4.83~106.71 cmol·kg^-1和12.11~224.33 cmol·kg^-1。相关分析表明, K⁺释放量与生物质灰渣中全钾含量极显著相关, 说明受生物质灰渣中全钾含量影响, 其K+释放平衡时间和释放量存在显著差异。方差分析显示, 同一生物质灰渣中K+释放速率在不同pH条件之间存在极显著差异。由此可见, 受交换液pH和全钾含量的影响, 不同生物质灰渣中K+的释放量和平衡时间均存在较大差异。不同pH条件下, 水稻灰渣和玉米灰渣 K⁺释放量(Q)表现为Q₄>Q₉>_Q₇, 锯木灰渣和谷壳灰渣的释放量表现为Q₉>Q₄>Q₇; 在3种pH条件下, 4种生物质灰渣K+的释放总量均表现为Q_水稻灰渣>Q_锯木灰渣>Q_谷壳灰渣>Q玉米灰渣。平衡前不同时段K⁺的释放率(v)与反应时间的自然对数(lnt)极显著相关。4种生物质灰渣K⁺的释放动力学最适模型均表现为: pH=4时为Elovich方程, pH=7时为双常数方程, pH=9时为Elovich方程; 同一pH条件下, 4种生物质灰渣的模型拟合性最优为Elovich方程, 双常数方程次之, 抛物线扩散方程最差。中国生态农业学报. 2014 22(2): 171-176.

河套灌区向日葵耐盐指标评价

遆晋松, 童文杰, 周媛媛, 徐长春, 王玉浩, 文新亚, 陈阜

遆晋松, 童文杰, 周媛媛, 徐长春, 王玉浩, 文新亚, 陈阜在盐分胁迫下筛选作物不同耐盐指标的适用性, 可为耐盐育种和分子标记辅助选择育种提供科学依据。为确定河套灌区向日葵的耐盐指标, 本研究以当地主栽品种'LD 5009'为研究对象, 2年共选择14个典型地块作为定位观测点, 分析向日葵产量、生物量、株高等12个指标对盐分胁迫的响应, 筛选随土壤饱和浸提液电导率(EC_e)增加而减小的指标, 采用非线性最小二乘数值逼近法建立其随不同土层土壤EC_e的S型耐盐方程。结果表明: 向日葵产量、生物量、株高、叶面积指数、花盘直径、叶片和茎秆K+含量随土壤盐分的增加而下降。其中, 0~20 cm土层EC_e与生物量的耐盐函数决定系数最大; 盐分胁迫对向日葵叶绿素的合成影响不大; 盐分胁迫下, Na⁺含量逐渐增加, 而脯氨酸和SOD含量先增加后减小。因此, 盐分胁迫下生物量可作为河套灌区向日葵耐盐性分析的关键指标。中国生态农业学报. 2014 22(2): 177-184.

不同高粱种质对污染土壤中重金属吸收的研究

籍贵苏, 严永路, 吕芃, 杜瑞恒, 侯冬利, 任汉英, 马雪, 王晓昆, 刘国庆, 李素英, 侯升林, 郭艳龙, 付翠轻

籍贵苏, 严永路, 吕芃, 杜瑞恒, 侯冬利, 任汉英, 马雪, 王晓昆, 刘国庆, 李素英, 侯升林, 郭艳龙, 付翠轻利用重金属含量较高的污水污染土壤, 以未污染土壤作对照, 种植8个甜高粱品种、2个饲用高粱品种和1个粒用高粱品种, 检测8种重金属在高粱植物体内不同器官的含量, 以研究不同高粱种质对重金属的吸收特性。结果表明: 甜高粱对汞(Hg)、镉(Cd)、锰(Mn)和锌(Zn)的吸收在两种土壤间差异显著, 对钴(Co)、铬(Cr)、铅(Pb)和铜(Cu)的吸收差异不显著。Mn在甜高粱体内含量表现为未污染土壤高于污染土壤; 而Zn含量在不同器官之间存在差异, 未污染土壤叶中含量远高于穗, 穗中含量远高于茎和根。不同重金属在甜高粱体内的储存部位不同, 污染土壤上Hg、Cd、Co、Cr和Zn在根中积累量较高, Cu、Mn和Pb在穗中的积累量较高。甜高粱、饲用高粱和粒用高粱对重金属的吸收、运输及储存在品种之间差异较大, 同一品种对不同重金属的吸收也存在差异。饲用高粱表现为叶部对Cr和Zn的储存量较高, 而粒用高粱'晋中0823'则显示了茎对多种重金属的储存能力。高粱根对土壤中重金属的富集系数较高, 为0.02(Pb)~0.23(Cd), 转移系数变幅为0.21(Co)~3.42(Pb)。对同一种重金属的吸收量品种间差异较大, 甜高粱'西蒙'根对Co、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn具有高富集系数, 粒用高粱'晋中0823'茎对Hg、Cd、Mn、Pb和Zn富集系数较高。高粱对重金属的吸收能力与转移能力不同步, 甜高粱'绿能1号'具有对多种重金属的高转移能力, 粒用高粱'晋中0823'只对Zn有较高的转移能力。因此本文认为甜高粱对不同重金属的吸收和转移有选择性。对Zn吸收并转移到地上部后, 首先储存在叶和穗中, 当吸收量足够大时, 茎和根也成为储存器官; 对Mn的吸收与其他重金属的吸收存在竞争作用, Hg吸收后很少向地上部转移; 而对Cu、Mn和Pb吸收后在穗部的储存量较大。饲用高粱与甜高粱相比对重金属的吸收未显示明显的不同, 甜高粱'西蒙'根对多种重金属具有强储存能力, 而粒用高粱'晋中0823'的茎秆显示了比甜高粱更强的储存能力, 甜高粱'绿能1号'对多种重金属的转移能力较强。所以, 选择富集和转移能力均强的高粱品种能更有效地吸收土壤中的重金属, 达到修复污染土壤的目的。中国生态农业学报. 2014 22(2): 185-192.

土壤苯并[a]芘多次叠加污染对蚯蚓体腔细胞抗氧化酶的毒性效应

马静静, 张伟, 郑彬, 葛高飞, 檀华蓉, 郜红建

马静静, 张伟, 郑彬, 葛高飞, 檀华蓉, 郜红建苯并[a]芘(B[a]P)是具有典型"三致"效应的持久性有机污染物, 在土壤中逐步累积, 对土壤环境质量造成潜在的威胁。一次污染条件下, B[a]P进入土壤的过程与较低剂量逐步累积的污染过程存在一定差异, 在一定程度上会高估B[a]P的环境风险。本试验采用一次污染和多次累积污染2种方法, 模拟污染物在土壤中逐步累积的过程, 研究土壤B[a]P叠加污染的有效性特征及其在蚯蚓(Eisenia foetida)体内的富集规律, 分析蚯蚓体腔细胞超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的毒性效应。结果表明, 随着土壤中B[a]P培养时间的延长, B[a]P有效含量、蚯蚓富集量和蚯蚓体腔细胞SOD、POD活性均呈逐渐下降的趋势。在多次叠加污染和一次污染条件下, 土壤B[a]P有效含量在培养前期(1~28 d)下降速率分别为2.37 μg·kg^-1·d^-1和3.35 μg·kg^-1·d ^-1, 后期(28~56 d)下降速率逐步减缓为0.24 μg·kg^-1·d^-1和0.53 μg·kg ^-1·d^-1; 蚯蚓体内B[a]P富集量在培养前期(1~28 d)下降速率分别为6.94 μg·kg^-1·d^-1和14.84 μg·kg^-1·d^-1, 后期(28~56 d)逐步减缓为0.73 μg·kg^-1·d^-1和1.64 μg·kg^-1·d^-1。蚯蚓体内B[a]P富集量与土壤B[a]P有效含量(Tenax吸附提取量)之间呈极显著正相关(P<0.01), 相关系数(R²)为0.914 7。蚯蚓体腔细胞SOD和POD活性与土壤B[a]P有效含量和蚯蚓体内B[a]P富集量之间分别呈极显著正相关(P<0.01), 相关系数(R²)分别为0.754 3(SOD)、0.829 6(POD)和0.704 0(SOD)、0.727 1(POD)。在叠加污染条件下, 土壤B[a]P有效含量比一次污染低17.1%~38.6%(P<0.05), 蚯蚓富集量比一次污染低22.6%~46.8%(P<0.05), 蚯蚓体腔细胞SOD和POD活性分别为一次污染酶活性的49.6%~82.7%和75.5%~109.6%, 差异达到显著水平(P<0.05)。这表明土壤B[a]P多次叠加污染对蚯蚓体腔细胞的毒性效应低于一次污染。中国生态农业学报. 2014 22(2): 193-200.

烟草青枯病菌拮抗菌的筛选、鉴定及生防特性研究

夏艳, 徐茜, 董瑜, 林勇, 孔凡玉, 张成省, 王静, 宋毓峰

夏艳, 徐茜, 董瑜, 林勇, 孔凡玉, 张成省, 王静, 宋毓峰烟草青枯病危害严重, 以拮抗菌进行防病的生物防治手段成为研究热点。从不同烟田分离纯化出238株细菌菌株, 首先经牙签接种初筛, 选取对青枯病菌抑制效果较好的菌株制备其抑菌物质的粗提物, 以牛津杯法复筛, 最终获得3株对烟草青枯病菌有明显抑制作用的拮抗细菌。全细胞脂肪酸、16S rDNA及gyrB基因测序等分析结果表明, 菌株H19、Y6为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens), 菌株H34为甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)。3株拮抗菌经CAS检测平板法和Salkowski比色法, 发现均具有产铁载体和吲哚-3-乙酸(IAA)的能力, 以菌株H19能力最强。温室促生试验结果表明, 3株拮抗菌能显著促进烟草株高、鲜重及干重等指标, 与对照相比, 平均增长率分别达到70%~115%、40%~49%和32%~42%。温室控病试验结果表明, 菌株H19、H34和Y6明显降低烟草青枯病的发病率, 防效达76.57%、60.98%和69.83%, 稍逊于农用链霉素处理的78.66%。中国生态农业学报. 2014 22(2): 201-207.

不同抗生素对豌豆蚜生物学特性的影响

吕宁, 刘长仲

吕宁, 刘长仲为明确不同抗生素及其处理方式对绿色型豌豆蚜生物学特性的影响, 将盐酸金霉素(chlortetracycline HCl)、氯霉素(chloraomycetin)、盐酸土霉素(oxytetracycline HCl)、青霉素G钾盐(penicillin-G K salt)和硫酸链霉素(streptomycin sulfate)5种抗生素分别按同时喷洒蚕豆植株和蚜虫虫体、只喷洒蚜虫虫体和只喷洒蚕豆植株3种方式处理, 了解不同处理下豌豆蚜的发育历期、平均体重、体质量差、相对日均体质量增长率和平均产蚜量等生物学参数变化特征。结果表明: 3种处理方式对绿色型豌豆蚜的生物学参数影响大小顺序为: 同时喷洒植株和虫体处理>喷洒植株处理>喷洒虫体处理。5种抗生素对绿色型豌豆蚜的生物学参数影响大小顺序为: 盐酸土霉素>盐酸金霉素>硫酸链霉素>氯霉素>青霉素G钾盐。经过喷洒蚜虫虫体和植株表面联合作用处理, 土霉素对绿色型豌豆蚜的生长发育影响最大, 若虫期延长2.25 d, 整个世代周期延长3.70 d, 体重减轻52.37%, 体质量差减小55.84%, 相对日均体质量增长率减小53.85%, 产蚜量下降79.07%; 金霉素处理表现为延长发育历期, 青霉素、氯霉素和链霉素为缩短发育历期; 经5种抗生素处理后的绿色型豌豆蚜体重均减轻, 产蚜量下降。土霉素处理对绿色型豌豆蚜的若虫期、世代历期和相对日均体质量增长率的影响与其他4种抗生素差异显著(P<0.05), 土霉素和金霉素对平均体重和体重差的影响与其他3种抗生素差异显著(P<0.05), 但相互间差异不显著(P>0.05)。经过喷洒植株表面的间接作用处理, 土霉素对绿色型豌豆蚜的生长发育影响最大, 若虫期龄期延长1.63 d, 世代历期延长3.38 d, 体重减轻50.28%, 体质量差减小51.49%, 相对日均体质量增长率减小41.67%, 产蚜量下降75.45%; 金霉素的影响作用次之, 表现为延长发育历期; 青霉素、氯霉素和链霉素为缩短发育历期。5种抗生素处理后绿色型豌豆蚜均体重减轻, 产蚜量下降。土霉素处理对绿色型豌豆蚜的若虫期、平均体重和产蚜量的影响与其他4种抗生素差异显著(P<0.05), 土霉素和金霉素对世代历期和相对日均体质量增长率影响差异显著(P<0.05), 但相互间差异不显著(P>0.05)。经过直接喷洒蚜虫虫体间接作用方式处理, 土霉素对绿色型豌豆蚜的生长发育影响最大, 若虫期延长0.34 d, 体重减轻24.32%, 相对日均体质量增长率减小26.32%, 产蚜量下降44.23%, 其他4种抗生素对绿色型豌豆蚜的生物学参数影响较小。土霉素处理对相对日均体质量增长率的影响与其他4种抗生素差异显著(P<0.05), 土霉素和金霉素对若虫期和产蚜量的影响与其他3种抗生素差异显著(P<0.05), 但相互间差异不显著(P>0.05)。由不同抗生素的不同处理方式进行多重比较得知, 对绿色型豌豆蚜生长发育影响较大的3种处理组合为: 土霉素同时喷洒植株和虫体处理组合>土霉素喷洒植株处理组合>金霉素同时喷洒植株和虫体处理组合, 3种作用处理间对绿色型豌豆蚜生物学特性影响差异不显著(P>0.05), 土霉素同时喷洒植株和虫体处理组合对生物学特性的影响与除土霉素喷洒植株处理组合和金霉素同时喷洒植株和虫体组合之外的其他组合处理差异显著(P<0.05)。中国生态农业学报. 2014 22(2): 208-216.

不同取样方式下土壤质地空间插值的精度分析

江厚龙, 刘淑端, 许安定, 杨超

江厚龙, 刘淑端, 许安定, 杨超为研究土壤质地的合理取样方式, 进而研究其空间变异情况, 为田间施肥及灌溉提供依据, 本试验利用地统计学方法和GIS技术, 在重庆市彭水县重庆烟草试验站, 利用289个表层土样, 研究了16 m间距的栅格取样法(对照, 253个土样, 扣除36个验证样点)、34 m间距的栅格取样法(115个土样)和随机取样法(115个土样)3种取样方式下土壤质地的空间插值精度。3种土壤颗粒指标中粉粒占68.43%, 砂粒含量最少, 占12.68%, 黏粒含量略高于砂粒。砂粒和黏粒具有中等强度的变异性, 粉粒具弱变异性, 且数据符合正态分布。地统计分析显示, 在分析该区域土壤质地时, 采用栅格取样方法应适当增大取样间距, 而采用随机取样方法可适当缩小取样间距。交叉检验显示, 土壤质地成分在3种取样方式下的插值精度均以对照最大, 栅格取样次之, 随机取样最小。综合考虑插值误差、样品采集和分析成本及时效性等因素, 本研究建议在该区域进行土壤质地空间变异规律分析为生产服务时应采用随机取样。中国生态农业学报. 2014 22(2): 217-224.

福建省农业生态系统氧化亚氮排放量估算及特征分析

李艳春, 王义祥, 王成己, 郑百龙, 黄毅斌

李艳春, 王义祥, 王成己, 郑百龙, 黄毅斌 N₂O是重要的温室气体, 了解福建省农业生态系统N₂O排放情况及其年代变化规律, 对于寻找减排的技术路线与对策, 进而实现全国的控制目标有重要意义。本研究基于福建省农业活动水平数据, 采用区域氮素循环模型IAP-N方法, 估算1991-2010年福建省农业生态系统氧化亚氮(N₂O)的排放量(以纯氮量计)并分析其排放特征。结果表明: (1)1991- 2010年福建省农业生态系统N₂O排放总量(包括农田直接、间接排放, 田间秸秆燃烧排放, 粪便管理系统排放)呈先增加后降低趋势, 从1991年的23 675.3 t·a^-1增加到2006年的32 610.4 t·a^-1, 之后降低至30 810.7 t·a^-1(2010年)。1991-1995年、1996-2000年、2001-2005年、2006-2010年农业生态系统年平均N₂O排放量分别为26 170.7 t·a^-1、29 870.0 t·a^-1、32 085.8 t·a^-1、31 287.6 t·a^-1。各类型排放量大小依次为: 农田直接(66.2%) 粪便管理系统(20.7%) 农田间接(12.9%) 田间秸秆燃烧(0.2%)。(2)1991-2010年, 农田N₂O直接排放量呈先增加后降低趋势, 从1991年的15 108 t·a^-1增加到2006年的21 547 t·a^-1, 之后下降到2010年的20 594 t·a^-1。4个时期年平均N₂O直接排放量分别为17 073.0 t·a^-1、19 976.8 t·a^-1、21 183.4 t·a^-1、20 778.6 t·a^-1。农田旱作(包括蔬菜地、非蔬菜旱地、水旱轮作的旱季)N₂O排放占农田N₂O直接排放量的83.0%~90.7%, 是农田直接排放的关键源。(3)1991-2010年间, 福建省粪便管理系统N₂O排放量保持在5 213.2~ 6 988.0 t·a^-1, 变化较稳定。粪便管理系统N₂O排放的关键源为猪, 占粪便管理系统N₂O排放量的57.4%~67.9%。(4)2010年, 农业生态系统N₂O排放高值区主要分布在漳州市、南平市、泉州市和宁德市, 其N2O排放量均在4 000 t·a^-1以上, 占全省总排放量的61.7%, 应优先考虑削减这些地区的N2O排放。研究结果为决策者合理利用肥料, 制定福建省农业生态系统温室气体减排措施提供科学依据。中国生态农业学报. 2014 22(2): 225-233.

利用产量差距方法进行华北冬小麦产量受气候影响规律的分析--以河北省栾城县为例

郑娜, 刘秀位, 王锡平

郑娜, 刘秀位, 王锡平为了进一步分析华北气候要素对小麦产量的影响, 基于地处华北腹地的中国科学院栾城农业生态系统试验站, 采用逐日作物生长动态模型模拟冬小麦生产潜力(Y_mp), 并计算其与充分灌溉条件下实际产量(Y_h)的产量差距(YG), 利用相关分析和逐步回归分析, 进行Y_h、YG与不同时段气候因子的关系分析。结果表明, 抽穗前日照时数和各温度因子与YG表现为正相关趋势, 而抽穗后日照时数、日较差与YG为负相关趋势。说明生育前期较好的光温条件更多地增加生产潜力, 而后期光照、日较差增加可以更好地满足冬小麦旺盛生长的需要, 更多地提升冬小麦的实际产量。从实际产量来看, 整个小麦发育期多个时段的日照时数和气温日较差对Y_h呈正相关的影响趋势, 表明生长季较高的光照和日较差条件对冬小麦实际产量有利。几乎整个发育期降水量与YG表现出负相关趋势, 但与充分灌溉条件的Yh相关不显著, 说明降水对YG的影响主要在于对生产潜力的减少作用。只有6月上旬降水量与YG呈显著正相关, 与Y_h有较弱负相关, 说明接近成熟时降水对充分灌溉条件的小麦产量可能有不利影响。中国生态农业学报. 2014 22(2): 234-240.

遗传算法率定参照作物腾发量相关参数的研究

刘艳伟, 朱仲元, 荆玉龙

刘艳伟, 朱仲元, 荆玉龙用气象资料计算参照作物腾发量(ET₀)的方法需要各种气象(候)和物理参数, 净辐射是其中的重要数据之一, 而专业测量净辐射的设备在农业气象站里很少安装。为解决计算ET₀时缺少太阳净辐射(R_n)测量值这一实际问题, 该文采用浑善达克沙地东南缘南沙梁草甸草原区气象站观测的气象资料, 用遗传算法模型对联合国粮农组织56号文本(FAO56)推荐值(a_s和b_s)进行率定, 计算了对应夏半年(4-9月)和冬半年(1-3月和10-12月)的太阳净辐射和参照作物腾发量, 并将率定前后的模拟太阳辐射进行对比分析, 用残差估计指数法对该方法模拟的参照作物腾发量模拟精度进行了分析。结果表明: 在缺少太阳净辐射测量值的地区, 采用FAO56参数(a_s和b_s)推荐值与遗传算法模型率定参数(a_s和b_s)相比, 净辐射年内变化趋势一致, 采用率定后参数计算的净辐射相对更不稳定, 波动更大, 但能有效提高参照作物腾发量计算精度。误差较大的模拟值均出现在降雨日前后, 降雨虽然并未直接出现在Penman-Monteith公式中, 但是降雨必然会对湿度和温度等气象条件造成一定影响, 而a_s和b_s是受湿度等因素影响而变化的, 其深层次的原因有待进一步分析。中国生态农业学报. 2014 22(2): 241-245.

不同水文频率下关中灌区农业节水潜力研究

尹剑, 王会肖, 刘海军, 王艳阳
尹剑, 王会肖, 刘海军, 王艳阳农业节水潜力研究对节水农业发展具有重要影响。本文将农业节水潜力分为资源型和效率型两类, 分别代表了田间或灌区尺度和流域大尺度的节水潜力。以渭河流域关中段九大灌区为例, 进行了灌区农业节水潜力分析; 并针对典型灌区主要作物的不同节水方案, 分析计算了在不同水文频率年下的农业节水潜力。结果表明: 在25%、50%、75%和90%水文频率下, 渭河流域关中段九大灌区年农业节水潜力分别达3 069万m³、 11 167万m³、11 750万m³和12 521万m³, 其中效率型节水潜力所占比例较大, 除25%频率下仅有42%外, 其他频率下均超过50%。最后, 基于现状节水技术水平, 根据九大灌区的种植结构特点, 提出了提高农业节水潜力的措施和建议。该研究结果可为发展关中地区各灌区农业节水技术和提高水资源利用效率提供参考。中国生态农业学报. 2014 22(2): 246-252.