中国生态农业学报

稻田系统生产力及其稳定性对施肥制度的响应

陈春兰, 陈安磊, 魏文学, 彭忠, 尹春梅, 谢小立

陈春兰, 陈安磊, 魏文学, 彭忠, 尹春梅, 谢小立为探讨长期不同施肥制度对稻田系统生产力及其稳定性的影响, 以国家生态系统研究网络中国科学院桃源农业生态试验站稻田施肥试验(2004-2010年)监测数据为基础, 分析不同施肥制度下红壤性稻田系统生产力及其稳定性。结果表明, 施肥是维持和提升稻田系统生产力的物质基础, 稻田系统生产力稳定性对不同施肥制度响应不同: (1)各施肥处理总生物量生产力显著高于不施肥处理, 是不施肥处理的1.33~2.23倍, 从高至低依次为: 优化施肥处理>常规施肥处理>化肥处理>不施肥处理, 且优化施肥能显著提高总生物量生产力的稳定性(P<0.05); (2)各施肥处理的水稻产量均显著高于不施肥处理, 是不施肥处理的1.35~2.02倍, 年际变异系数分别为: 不施肥处理22.4%、化肥处理15.8%、优化施肥处理10.3%、常规施肥处理15.7%, 优化施肥处理产量稳定性最高; (3)地下部分生产力施肥处理显著高于不施肥处理, 施肥年限较长的处理地下部分生物量生产力的稳定性显著高于年限较短的施肥处理(P<0.05)。总的来说, 优化施肥处理水稻生产力及其稳定性较好, 不施肥处理水稻生产力及其稳定性最差; 地上部分生产力及其稳定性和地下部分生产力受施肥制度的影响较大, 而地下部分生产力的稳定性则受施肥年限影响较大。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1263-1267.

优化施氮对旺长期和成熟期烤烟地上部氮素挥发的影响

王军, 陈能场, 丁效东, 陈泽鹏, 谢玉华, 王行, 傅献忠, 王晓宾, 贺广生

王军, 陈能场, 丁效东, 陈泽鹏, 谢玉华, 王行, 傅献忠, 王晓宾, 贺广生通过盆栽试验, 采用地上部氮挥发研究装置研究施氮量和基追比[对照处理: 不施氮; 传统施氮处理: 施氮量为0.30 g(N)·kg^-1(土), 基追肥比为7︰3; 优化施氮处理: 施氮量为0.15 g(N)·kg^-1(土), 基追肥比为3︰7]对烤烟"粤烟97"在旺长期和成熟期地上部氮素挥发的影响。结果表明, 与不施氮处理和传统施氮处理相比, 优化施氮处理显著提高了成熟期烤烟地上部NO的挥发速率; 但是3种施氮处理下成熟期烤烟对NO₂表现为净吸收, 且平均吸收速率差异不显著。3种施氮处理中, 传统施氮处理无论是旺长期还是成熟期烤烟地上部平均N₂O挥发损失量最高, 其次是优化施氮处理, 对照处理最小; 传统施氮处理和优化施氮处理成熟期烤烟地上部平均N₂O挥发损失量分别是旺长期的3.06倍和6.12倍。旺长期3种施氮处理之间烤烟地上部NH₃挥发没有显著差异; 但成熟期时, 与传统施氮处理相比, 优化施氮处理显著提高了烤烟地上部NH3挥发速率。减少施氮量和优化基追比例可减少旺长期和成熟期烤烟地上部N₂O挥发, 但增加成熟期NH₃挥发。上述结果表明, 优化施氮(氮肥后移)尽管促进烤烟中后期氮素吸收, 但也促进了烤烟内源N₂O形成、排放。因此, 优化施氮(氮肥后移)对抑制烤烟氮素挥发的调控作用不明显。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1268-1275.

种植密度对冬小麦氮素吸收利用和分配的影响

王树丽, 贺明荣, 代兴龙, 周晓虎

王树丽, 贺明荣, 代兴龙, 周晓虎为了探讨实现冬小麦籽粒产量与氮素利用效率协同提高的途径, 为制定高产、高效栽培管理措施提供理论依据, 在大田条件下, 以大穗型小麦品种"泰农18"和中穗型小麦品种"山农15"为试验材料, 根据品种特性分别设置4个种植密度("泰农18": 135万苗·hm^-2、270万苗·hm^-2、405万苗·hm^-2和540万苗·hm^-2; "山农15": 172.5万苗·hm^-2、345万苗·hm^-2、517.5万苗·hm^-2和690万苗·hm^-2), 研究了种植密度对籽粒产量、氮素吸收积累和运转分配、氮素利用效率以及土壤中硝态氮、铵态氮和无机态氮总积累量的影响。研究结果表明, 随种植密度增加, 两种穗型冬小麦品种成熟期植株氮素积累量、籽粒产量、氮肥吸收利用效率和氮肥偏生产力均表现为先增加后降低, 籽粒氮积累量、氮素收获指数和籽粒氮含量下降, 花前营养器官氮素转运量和对籽粒氮的贡献率升高。随种植密度的增加, "泰农18"的氮素利用效率随密度的增大先增大后减小, "山农15"随密度的增大而减小。土壤中硝态氮、铵态氮和无机态氮总积累量随密度增加而降低。在本试验条件下, "泰农18"和"山农15"兼顾高产和高效利用氮素的适宜种植密度分别为270万苗·hm^-2和345万苗·hm^-2。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1276-1281.

栽培管理模式对冬小麦干物质积累、氮素吸收及产量的影响

马迎辉, 王玲敏, 叶优良, 朱云集

马迎辉, 王玲敏, 叶优良, 朱云集为给小麦栽培管理提供指导, 连续两个小麦生长季在河南省温县通过大田试验研究了农民习惯栽培(T1)、优化管理1(T2)、高产栽培管理(T3)、优化管理2(T4)4种栽培管理模式对冬小麦干物质积累、转运和氮素吸收、分配以及产量的影响。结果表明, 与T1相比, T2通过基肥和拔节期追肥2次施肥, 提高了干物质快速增长的时间和速率, 增加了籽粒中干物质的积累和茎叶氮素向籽粒的转运, 提高了穗粒数和粒重, 从而达到产量和效率的提高; 与T3相比, T4减少了氮磷钾用量, 通过提高花后叶片中氮素的转运量和对籽粒的贡献率来增加粒重, 在不降低产量的同时提高了养分效率。T3、T4模式与T1、T2模式相比, 提高了干物质快速增长的时间和速率以及花后小麦茎叶贮存氮素向籽粒的转运量和对籽粒的贡献率。在本试验条件下, T2模式是目前生产情况下值得推广的优化栽培模式, T4模式是在产量进一步提高, 达到高产条件下兼顾高产高效的最优栽培管理模式。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1282-1288.

不同品种油菜生长后期体内氮素转运及再分配差异研究

杨明, 宋海星, 徐浩然, 刘强, 荣湘民, 朱兆坤, 王小娟, 杨兰

杨明, 宋海星, 徐浩然, 刘强, 荣湘民, 朱兆坤, 王小娟, 杨兰为探明影响油菜生长后期氮素再分配的生理因素及其与氮素利用效率的关系, 本文在严格控制氮素供应水平的砂培条件下, 采用¹⁵N示踪技术研究了不同氮素水平下2个油菜品种吸收氮素后在体内的分配、转运及损失情况。结果表明, 供试2个油菜品种的生物产量、籽粒产量、籽粒含氮量、植株全氮、籽粒全氮、收获指数和氮收获指数均存在较大差异, 且以上差异因氮素水平不同而有所不同。常氮处理下, 品种"742"的生物产量、籽粒产量、籽粒全氮、收获指数和氮素收获指数均高于品种"814"; 低氮处理下, 品种"742"的植株含氮量、籽粒含氮量、收获指数和氮素收获指数高于品种"814", 而生物产量、籽粒产量、植株全氮和籽粒全氮低于品种"814"。采用¹⁵N示踪方法测定油菜生长后期氮素再分配的结果表明, 供试油菜品种生长后期营养器官氮素减少量及其比例、转向生殖器官的氮素再分配量存在明显差异。不同氮素水平下, 品种"742"大多数营养器官的氮素减少量均高于品种"814", 而且茎的减少量差异最为明显。常氮水平下, 品种"742"根、叶中氮素减少比例均少于品种"814", 而茎中氮素减少量远远大于品种"814"; 低氮水平下, 品种"742"根、茎、叶中氮素减少比例均大于品种"814"。在常氮和低氮处理下转向生殖器官的氮素再分配量均表现为, 品种"742"向角果皮再分配的氮素低于品种"814", 向籽粒再分配的氮素则高于"814"。T检验结果表明, 2个品种除常氮条件下向角果皮再分配的氮素之外, 其他再分配氮素的差异都达到显著水平, 说明油菜生长后期由营养器官向生殖器官的氮素再分配有助于提高氮素利用效率。油菜生长后期氮素损失量表现为, 品种"742"在常氮处理下的氮素损失量及其比例小于品种"814", 低氮处理时反之。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1289-1294.

长期不同施肥方式对砷在典型壤质潮土及作物中累积的影响

王擎运, 张佳宝, 信秀丽, 赵炳梓, 邓西海, 钦绳武

王擎运, 张佳宝, 信秀丽, 赵炳梓, 邓西海, 钦绳武本文研究了长期(1989-2009年)不同施肥方式对砷在黄淮海地区典型壤质潮土及作物中累积的影响。田间试验设置7个处理: 有机肥(OM)、OM+无机化肥氮磷钾(NPK)、NPK、NP、PK、NK和不施肥(CK), OM+NPK处理为有机肥和无机化肥氮磷钾各施一半。结果显示, 长期不同施肥方式下砷在表层(0~20 cm)及亚表层(20~40 cm)土壤中的含量均有明显累积, 但含量较低(<25 mg·kg^-1), 对农田生态环境安全的影响较小。土壤中砷的累积主要与灌溉及沉降有关, 受施肥方式的影响相对较小。磷肥中砷的含量明显高于氮肥、钾肥及有机肥, 磷肥的长期施用促进了砷在PK处理土壤中的累积, 但在作物产量较高的情况下, 对其在土壤中累积趋势的影响较小, 而有机肥的添加则会减缓这种累积趋势。砷在小麦和玉米两种典型作物组织中的含量分布表现为: 根系>茎叶>籽粒, 其中籽粒中砷的含量显著低于根系及国家食品安全相关标准。经过长期不同方式的施肥处理, 砷在小麦组织中的含量表现为: PK>OM>OM+NPK>NPK>NP>NK>CK, 与土壤中有效磷含量的变化基本一致, 并间接受到土壤有机质的影响。在OM、OM+NPK、NPK和NP施肥处理下, 土壤有机质含量及作物产量均较高, 土壤有机质含量的提高促进了砷在小麦体内的富集, 但对其在玉米根系中含量的影响不明显; 玉米生长期较短且产量较高, 对砷的需求量较大, 土壤中有效态砷含量的不足抑制了其在玉米根系中的分布, 但玉米通过加强组织对砷的转移能力提高了其在茎叶中的含量。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1295-1302.

氮素对NaCl胁迫下甜高粱种子萌发及芽苗生长与生理的影响

穆静, 刘小京, 徐进, 毛任钊, 魏巍, 杨莉琳

穆静, 刘小京, 徐进, 毛任钊, 魏巍, 杨莉琳为了研究NaCl胁迫下氮肥对甜高粱种子萌发及芽苗生长和生理特性的影响, 探索提高甜高粱耐盐能力的措施, 室内设置不同盐分浓度、不同氮源及浓度条件下甜高粱萌芽试验。结果表明: NaCl胁迫和不同氮源对甜高粱发芽和芽苗生长的影响各有不同。NaCl浓度对甜高粱种子萌发有显著影响, 在甜高粱芽苗生长阶段, 通过提高保护酶活性和渗透调节物质而增强耐盐伤害能力是有限的。100 mmol·L^-1NaCl胁迫下, 根系POD活性最低, 而叶片MDA积累量、可溶性糖含量、POD活性最高, 受盐害程度最大。没有盐胁迫情况下增加不同氮源及氮量对甜高粱根叶生理特性的影响差异显著, 当氮浓度在20 mmol·L^-1时, 细胞受伤害程度最低, 生长最好。不同形态氮源对甜高粱发芽和幼苗生长的影响差异明显, NH₄Cl的促进效果优于KNO₃。在100 mmol·L^-1的NaCl胁迫下, 施加铵态氮或硝态氮源均可以增强甜高粱芽苗期的POD活性, 减少MDA积累, 从而缓解盐胁迫带来的伤害。研究表明采取适当的氮肥调控措施可以提高甜高粱的耐盐能力。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1303-1309.

冬季咸水结冰灌溉下滨海重盐碱地土壤水盐动态及对棉花出苗和产量的影响

张秀梅, 郭凯, 谢志霞, 封晓辉, 刘小京

张秀梅, 郭凯, 谢志霞, 封晓辉, 刘小京在河北省滨海区，连续3年对当地的盐碱地进行了冬季咸水结冰灌溉, 并对土壤的耕层水盐动态、棉花出苗和产量以及植株的盐离子状况进行了观测。结果表明: 利用矿化度为8.15~14.27 g·L^-1、灌水量为180 mm的地下咸水, 对滨海盐碱地进行冬季结冰灌溉, 后期结合地膜覆盖可显著降低土壤盐分含量和提高土壤含水量。咸水结冰灌溉处理2009-2011年棉花播种期土壤盐分含量分别为0.32%、0.29%和0.17%, 土壤含水量分别为26.2%、25.0%和24.2%, 保证了棉花正常出苗, 3年的棉花出苗率均达到85%以上。结冰灌溉年限越长越有利于土壤盐分的淋洗。苗期棉花根、茎和叶片Na⁺含量比对照降低57.6%~64.5%, 而相应的K⁺和Ca²⁺含量显著高于对照(不灌溉不覆膜处理)棉苗, 避免了对苗期棉花的单盐伤害。随着当地雨季的来临, 棉田耕层土壤可实现周年脱盐, 保证了棉花的正常生长, 籽棉产量达到2 643.8~3 607.7 kg·hm^-2, 并且3年的产量呈逐年上升趋势, 实现了滨海重盐碱区水土资源的高效利用和棉花丰产。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1310-1314.

河岸带不同植被类型对土壤有机碳和全氮分布特征的影响-- 以北京地区温榆河为例

郭二辉, 孙然好, 陈利顶, 王赵明, 肖峻, 时鹏

郭二辉, 孙然好, 陈利顶, 王赵明, 肖峻, 时鹏河岸带生态系统是河流生态系统和陆地生态系统之间的生态交错带, 也是一个敏感和脆弱的生态区域。由于受河道周边人类活动的干扰, 河岸带生态系统的植被类型发生了巨大变化。本文以北京市地区的温榆河为研究对象, 分析了河岸带7种植被类型对土壤有机碳和全氮含量及其空间分布特征的影响。结果表明: (1)河岸带不同植被类型对土壤有机碳和全氮的影响主要表现在表层土壤, 尤其是0~5 cm土层, 而对5 cm以下土层的影响相对较小。(2)河岸带不同植被类型土壤全氮和有机碳含量的空间分布特征具有显著差异。随着土层深度增加, 土壤全氮和有机碳整体上呈下降趋势, 但不同植被类型的垂直变化规律有较大差异, 如自然草地、退耕撂荒地和林地的土壤有机碳、全氮含量随土层深度加深而降低的速率明显高于农田生态系统。(3)在0~30 cm土壤剖面上, 土壤有机碳平均含量从高到低依次为杨树林(9.54 g·kg^-1)、自然荒草地(9.33 g·kg^-1)、梨树果园(9.18 g·kg^-1)、火炬树林地(8.89 g·kg^-1)、退耕撂荒地(7.91 g·kg^-1)、玉米地(7.22 g·kg^-1)和黄豆地(7.17 g·kg^-1); 土壤全氮的平均含量从高到低依次为自然荒草地(1.30 g·kg^-1)、杨树林(0.91 g·kg^-1)、梨树果园(0.90 g·kg^-1)、火炬树林地(0.83 g·kg^-1)、退耕撂荒地(0.80 g·kg^-1)、玉米地(0.72 g·kg^-1)和黄豆地(0.70 g·kg^-1)。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1315-1321.

贺兰山东麓不同种植年限酿酒葡萄林生物量分配及估算模型

吴旭东, 谢应忠, 徐坤, 汪诗平, 张晓娟

吴旭东, 谢应忠, 徐坤, 汪诗平, 张晓娟通过对贺兰山东麓同一立地类型不同种植年限的人工酿酒葡萄林形态指标和生物量的测定, 研究了葡萄林生物量随时间的分配格局, 同时利用主要构件形态指标与各构件生物量建立了生物量估测模型。结果表明: 1)供试林地葡萄树株高(H)、主蔓长(SH)、新梢长(YSH)、分枝数(BN)及茎粗(D)均基本上随林龄增加而逐渐增大。2)葡萄林各构件生物量随林分年龄的增加而增加。3)葡萄树地上部各构件生物量分配表现如下, 1~4 a林分为叶生物量>新梢生物量>主蔓生物量, 4~12 a林分为主蔓生物量>新梢生物量>叶生物量, 2~12 a林分为地上生物量>地下生物量。4)以茎粗与株高结合的D²H作为自变量建立模型, 各组分生物量最优估测模型均为幂函数W=a×(D²H)^b(其中, W为生物量, D²H为茎粗D²与株高H的乘积, a和b为估测参数): 叶生物量与D²H拟合模型为W=12.909×(D²H)^{0.825 9}(R²=0.849 9, P=0.000), 主蔓生物量与D2H拟合模型为W=3.963 4×(D²H)^{1.344 9} (R²=0.938 1, P=0.000), 新梢生物量与D2H拟合模型为W=6.190 6×(D²H)^{1.051 7} (R²=0.804 7, P=0.000), 地上生物量与D²H拟合模型为W=23.017×(D2H)^{1.076 6} (R2=0.938 5, P=0.000), 地下生物量与D²H拟合模型为W=27.126×(D²H)^0.689 (R²=0.892 4, P=0.000)。各预测模型精确度较高。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1322-1328.

人工生物土壤结皮特性及其集雨潜力的研究

周贵连, 张万军

周贵连, 张万军为探讨在太行山半干旱区利用人工土壤生物结皮进行集雨的潜力和可行性, 以自然生长的生物土壤结皮为种子, 通过培育建立人工土壤生物结皮和生物结皮集雨, 对人工土壤生物结皮建成后土壤物理性状、渗透率的变化及人工生物结皮集雨面的集流效率进行了研究。结果表明, 人工土壤生物结皮与自然生长的生物结皮一样, 可显著改变土壤的颗粒组成, 使0~1 cm表层土壤的小颗粒物质含量增加、大颗粒物质减少, 但对0~5 cm的土壤容重影响不显著。对土壤入渗速率的测定结果表明, 人工培育的土壤生物结皮具有降低入渗速率的作用, 与自然土壤相比, 生物结皮的土壤初始入渗速率和稳定入渗速率分别下降59.1%和44.4%, 达到稳定入渗的加水量也减少50.0%。人工营建的生物结皮集雨面的平均集雨效率达60.86%, 与自然土面相比, 提高23.0%。对集雨面效益分析表明, 生物结皮集雨面不仅具有较高的集雨效果, 且使用年限较长, 并具有明显的减少地表径流沉积物含量, 提高土壤抗蚀性的作用。综上结果可以看出, 人工土壤生物结皮是一种极具潜力的绿色环保型集雨材料。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1329-1333.

Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响

李玉龙, 高峰, 孙建杭, 喻琼, 侯晓宇, 刘小京, 徐进

李玉龙, 高峰, 孙建杭, 喻琼, 侯晓宇, 刘小京, 徐进本研究以龙葵为试验材料, 采用水培方法分析了补充Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响。结果表明, 补充200 ?mol·L^-1 Fe-EDTA提高了龙葵幼苗对Zn毒害的耐受性。400 ?mol·L^-1 ZnCl₂处理导致龙葵幼苗株高、根长和叶绿素含量显著减少, 并引起H₂O₂的积累。补充Fe后, 植株生长状况得到明显改善, SOD、CAT和APX基因的表达和酶的活性显著提高。同时RT-PCR结果显示, 补充Fe后, FeSOD2和CAT1基因的表达明显升高。这些结果表明, Zn毒害对龙葵幼苗生长发育的影响很大程度上可能是由于Zn毒害引起的缺Fe导致的；Zn毒害条件下补充Fe可以通过提高FeSOD2和CAT1基因的表达, 提高抗氧化酶的活性, 降低ROS的水平, 降低植株的氧化伤害。本研究为进一步研究植物响应Zn毒害的生理分子机理, 以及植物修复技术的实际应用提供了理论基础。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1334-1339.

抗真菌转基因水稻根际土壤真菌群落结构的动态变化

吕新, 陈丽华, 刘兰英, 李巍, 李玥仁

吕新, 陈丽华, 刘兰英, 李巍, 李玥仁以非转基因水稻"七丝软粘"为对照, 采用传统平板计数法和变性梯度凝胶电泳技术, 研究了抗真菌转基因水稻"转品1"和"转品8"生长周期内对根际土壤中可培养真菌数和真菌群落结构的影响。结果显示, 相同生育期转基因水稻根际土壤可培养真菌数量与其非转基因对照水稻相比较无显著性差异, 表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌数量产生明显影响; 18S rRNA真菌群落DGGE图谱分析显示, 相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌DGGE条带数量和条带位置均无显著性差异, 表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌群落结构产生明显影响。进一步分析相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌群落香农多样性指数(Shannon diversity index)和均匀度指数(Evenness index)的动态变化, 发现两者均没有显著性差异。以上研究结果表明, 外源抗真菌基因的导入对水稻根际土壤中真菌群落数量和群落结构均没有明显影响。此外, 将不同位置的真菌DGGE条带切胶回收, 克隆、测序后, 进行系统进化树分析, 结果表明根际土壤真菌群落主要归属为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、接合菌门(Zygomycota)和未知真菌(unknown fungi)5个类群。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1340-1346.

不同啶虫脒剂型对烟粉虱的毒力差异及原因分析

徐德进, 顾中言, 徐广春, 许小龙, 董玉轩

徐德进, 顾中言, 徐广春, 许小龙, 董玉轩为探讨农药剂型对烟粉虱的毒力差异, 分别以甘蓝和黄瓜叶片作为生物测定载体, 比较了啶虫脒乳油(EC)、微乳剂(ME)、可溶性液剂(SL)、可溶性粉剂(SP)及可湿性粉剂(WP)等5种剂型对烟粉虱成虫的毒力, 并通过对植物叶片临界表面张力、啶虫脒药液表面张力、动态接触角及叶片持液量的测定, 分析了不同啶虫脒剂型间毒力差异形成的原因。结果表明: 以甘蓝叶片为生物测定载体, 不同啶虫脒剂型间对烟粉虱的毒力差异明显; 以黄瓜叶片为生物测定载体, 不同剂型间毒力差异不明显。啶虫脒SL、SP、WP在两种生物测定载体间的毒力差异大于EC和ME。甘蓝和黄瓜叶片的临界表面张力值分别为30.73 mN·m^-1和57.91~63.30 mN·m^-1。啶虫脒有效成分浓度大于7.81 mg·L^-1时, 啶虫脒EC和ME溶液表面张力即小于甘蓝和黄瓜叶片的临界表面张力; 啶虫脒有效成分浓度大于500 mg·L^-1时, 啶虫脒SL、SP、WP溶液的表面张力才小于甘蓝叶片的临界表面张力。啶虫脒ME溶液液滴接触两种植物叶片的瞬间(0 s), 液滴与叶片间的接触角就明显小于90°。甘蓝叶片对低浓度的啶虫脒ME和EC溶液的持液量高于其他3种剂型, 黄瓜叶片对啶虫脒各剂型溶液的持液量无明显差异。植物叶片表面性质和不同剂型溶液表面张力的差异是导致剂型间产生毒力变化的重要原因。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1347-1352.

定殖烟草根结线虫卵和雌虫机会真菌的多样性

林森, 武侠, 王凤龙, 杨金广

林森, 武侠, 王凤龙, 杨金广机会真菌对根结线虫的生物防治具有巨大潜力。本研究于2010-2011年针对来源于中国7个省份的156份烟草根结线虫样本, 分别分离根结线虫游离卵、卵块和雌虫上定殖的机会真菌。应用18S rDNA-ITS片段测序结果结合菌株的形态学观察和培养性状鉴定定殖游离卵、卵块和雌虫上的真菌。根据分离到菌株的培养性状、形态学和rDNA-ITS序列分析, 对定殖于南方根结线虫或北方根结线虫的9 839个游离卵、408个卵块和284个雌虫的真菌菌株, 明确鉴定出9属13个种, 其中定殖根结线虫新记录种5个, 即长梗木霉、芬芳镰刀菌、渐狭蜡蚧菌、虫草棒束孢和交枝顶孢。淡紫紫孢菌Purpureocillium lilacinum(原名: 淡紫拟青霉)为优势种, 分布广泛, 在云南、安徽、湖北、贵州和山东省均被分离到。该菌在南方根结线虫和北方根结线虫的游离卵、卵块和雌虫平均分离率分别为0.49%、24.00%和16.90%, 说明其地理和生态适应性广泛。不同地区来源的烟草根结线虫卵和雌虫上定殖的机会真菌种类存在明显差异。目前尚无渐狭蜡蚧菌和虫草棒束孢作为线虫病原物的报道, 有待于进一步深入研究其对根结线虫的致病性。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1353-1358.

有机物对红外光谱技术测定植物叶片和茎秆水δ¹⁸O和δD的影响

孟宪菁, 温学发, 张心昱, 韩佳音, 孙晓敏, 李晓波

孟宪菁, 温学发, 张心昱, 韩佳音, 孙晓敏, 李晓波植物叶片、茎秆和土壤水δ¹⁸O和δD是研究土壤植被大气系统生态水文循环过程的重要示踪剂。与传统的稳定同位素质谱(IRMS)技术相比, 稳定同位素红外光谱(IRIS)技术具有测量速度快、运行成本低等优势, 将促进稳定同位素生态学的发展。但是利用低温真空蒸馏抽提技术获得的植物叶片和茎秆水中含有甲醇和乙醇类有机污染物, 造成δ¹⁸O和δD的IRIS测量值偏离IRMS测量值(2.64±0.43)‰和(3.6±0.8)‰, 超过了仪器精度。本研究利用纯水混入不同浓度的色谱纯甲醇或乙醇, 结合Los Gatos公司的光谱分析软件确定甲醇(NB)和乙醇(BB)类物质污染程度的光谱度量值, 建立了δ¹⁸O和δD的光谱污染校正方法。研究表明, 同一台分析仪建立的校正曲线无明显的时间漂移; 不同分析仪建立的校正曲线存在显著差异; IRIS校正值与IRMS测量值的交叉验证表明, IRIS测定冬小麦和夏玉米叶片和茎秆水的δ¹⁸O和δD可以被准确地校正, 与IRMS的差值分别为( 0.11±0.12)‰和( 0.7±0.4)‰。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1359-1365.

基于GIS和模糊神经网络的西南山地烤烟生态适宜性评价

汪璇, 徐小洪, 吕家恪, 魏朝富, 谢德体

汪璇, 徐小洪, 吕家恪, 魏朝富, 谢德体山地烤烟生态适宜性评价是合理利用山地资源、科学规划烟叶产业的重要基础。本文以渝东南黔江烤烟种植为研究对象, 依据烟叶生长生物学特性, 筛选出影响黔江烤烟种植的主要生态指标, 在GIS支持下根据山区生态环境特点, 对各生态要素进行"由点及面"的空间模拟, 在此基础上将模糊逻辑和神经网络相结合, 引入模糊神经网络对烤烟生态适宜性进行评价。结果表明: 黔江烤烟种植生态最适宜面积648.63 km², 约占评价总面积的27.03%, 主要集中在黔江中南、东南海拔800~1 100 m的中山丘陵缓坡地带; 适宜和次适宜面积964.13 km², 约占全区总面积的40.18%, 主要分布于黔江中部、北部600~800 m低山丘陵区域; 不适宜面积775.16 km², 主要集中于黔江东南、东北>25°的坡陡地以及东南、中西部海拔1 600 m以上的高山地区。研究成果不仅可为当地烤烟种植布局的合理调整和资源优化利用提供科学的决策依据, 而且为山地作物生态适宜性评价提供了一种新思路。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1366-1374.

不同规模农户生产技术效率及灌溉用水效率差异研究-- 基于内陆干旱区农户微观调查数据

刘七军, 李昭楠

刘七军, 李昭楠水资源短缺已成为制约内陆干旱区农业生产和经济社会可持续发展的关键因子。然而农户生产技术效率不高、灌溉用水效率低下、水资源浪费严重已成为不争事实。为此, 基于农户这一微观视角, 运用实证调查和定量分析相结合的方法, 在黑河中游选择典型区域的甘肃省民乐县和临泽县进行了调查研究。结果表明, 农户生产技术效率远高于其灌溉用水效率, 民乐县和临泽县总体样本农户的平均生产效率分别为83.82%和83.16%, 而其平均灌溉用水效率分别为24.54%和22.16%。这表明在现有技术条件和生产要素投入不变的情况下, 若消除效率损失, 民乐县小麦的单位产出可能增加16.18%, 临泽县制种玉米的单位产出可能增加16.84%; 同时也表明相对于现有生产条件下可行的最小水投入量, 民乐县被访农户的小麦生产浪费了75.46%的水资源, 临泽县被访农户的制种玉米生产浪费了77.84%的水资源。结果再次显示, 农户生产低效主要是由生产技术非效率因素引起的, 民乐县这一因素占73.45%, 其余26.55%是农户控制不了的因素引起的; 临泽县该因素占76.58%, 农户控制不了的因素占23.42%。而且, 不同经营规模农户生产技术效率和灌溉用水效率差异性明显。农户生产技术效率与经营规模呈现"倒U型", 农户经营规模与其灌溉用水效率呈现同向变动趋势。最后就如何提高农户用水效率提出了几点政策措施。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1375-1381.

基于熵权法的新疆奇台绿洲水资源承载力评价研究

熊黑钢, 付金花, 王凯龙

熊黑钢, 付金花, 王凯龙针对新疆奇台绿洲水资源日益短缺及生态环境逐渐恶化的现实情况, 本文通过构建水资源承载力研究的指标体系, 应用主成分分析法选取主要指标, 并采用熵权法进行赋权, 依据水资源承载力综合模型对其水资源承载能力予以分析评价, 以期使该地区水资源得到合理利用, 并为绿洲可持续发展提供支撑。研究结果表明: 该区1993年水资源承载力综合得分0.83, 1998年为0.75, 至2005年达到研究时段的最低值0.66, 反映出其水资源承载力不断下降, 且近几年下降速度加快。后期(2003-2005年)水资源承载力综合得分年均下降率是早期(1993-1998年)的47.96倍, 为中期(1999-2002年)的8.39倍。奇台绿洲水资源承载力主要受经济与生态环境、人口、农业用水、水资源利用程度、气候状况5大成分影响。其中前三者累计贡献率为73.58%, 反映出经济迅猛发展、生态环境恶化、人口数量增加以及农业灌溉水激增是导致水资源可进一步利用潜力减小的最主要因子。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1382-1387.

关中平原农田生态系统不同秸秆还田模式的能流分析

蒋碧, 吴发启, 吴喜慧, 李明, 佟小刚

蒋碧, 吴发启, 吴喜慧, 李明, 佟小刚为探明小麦、玉米秸秆还田模式下农田生态系统的能流特征, 以关中平原农田生态系统的不同秸秆还田模式为对象, 运用生态学原理和系统分析方法, 分析了各模式的人工辅助能投入、能量产出、投能结构以及能量转化率等能流特征, 了解不同秸秆还田模式的生态效益。结果表明: 小麦秸秆高留茬玉米秸秆粉碎还田模式的总投能、有机能投入、有机能/无机能、能流循环指数均最高, 分别为7.12×1010 J·hm^-2、5.44×1010 J·hm^-2、3.25和0.76; 光能利用率最高的模式是小麦秸秆粉碎玉米秸秆粉碎覆盖还田, 为0.669%; 能量转化率最高的是小麦秸秆不还田玉米秸秆不还田模式, 为6.05。从能流特征角度来看, 秸秆还田模式的功能效益优于不还田模式。从综合评判得分来看, 小麦秸秆高留茬玉米秸秆粉碎还田模式得分最高, 达到0.792, 说明该模式的生态效益最佳, 是该区种植业生产的最优模式, 可以大力推广。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1388-1393.

SRES A1B情景下未来宁夏玉米生育期气候资源变化分析

苟诗薇, 张颖娴, 许吟隆

苟诗薇, 张颖娴, 许吟隆玉米是宁夏的三大粮食作物之一, 其种植分布广泛, 中部干旱带和南部山区基本属于雨养玉米区, 气候条件对当地的玉米生产影响很大。观测到的气候变化已经对当地农业造成不利影响, 未来SRES A2和B2情景下宁夏地区的气候变化研究也有一定成果。由于气候变化引发宁夏的气温和降水出现异常, 为分析未来中等排放情景下气候变化可能对当地玉米生产造成的影响, 本文利用订正后的英国Hadley气候中心区域气候模式PRECIS模拟的情景数据, 分析了SRES A1B情景下宁夏未来2020s、2050s和2080s时段相对于气候基准时段(1961-1990年)的玉米生育期(4-9月)平均气温、最高气温、最低气温、≥10 ℃有效积温和降水的变化, 具体方法为先分析气候基准时段宁夏的气候要素分布并与实际状况进行比较, 再将未来3个时段的气象要素与气候基准时段求差值(其中降水用距平百分率表示), 分析未来玉米生育期的气候变化。结果表明: 平均、最高和最低气温以及≥10 ℃有效积温的模拟值普遍低于实际值, 且具有相似的北高南低的空间分布状态, 而降水的模拟值在大范围区域内高于实测值, 亦呈现出相似的南高北低分布状态, 总体来讲模拟值可以较合理地反映出宁夏的实际状况。相对于气候基准时段, 未来各气象要素总体表现为增加, 且增幅随时间推移而加大; 未来最高气温在宁夏南部增加剧烈, 平均气温、最低气温和≥10 ℃有效积温在宁夏北部增加较多, 降水则呈现北增南减的分布。在未来3个时段, 最高气温和降水分别为增量最大和波动最大的气象要素, 出现极端高温天气和发生干旱或洪涝等异常气候事件的可能性增大。总体上看, 未来气温升高对宁夏北部灌区的玉米生产有一定促进作用, 尤其是≥10 ℃有效积温的增加可以提供更充足的热量; 而南部山区气温增加虽然对玉米生产有利, 但是未来降水的减少将会给雨养玉米造成不利影响, 应当采取合理的应对措施。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1394-1403.

主体功能区生态补偿模型初探

徐梦月, 陈江龙, 高金龙, 叶欠

徐梦月, 陈江龙, 高金龙, 叶欠本文将我国四大主体功能区分为开发型区域与保护型区域两大类，在分析生态补偿的生态环境价值论、外部性理论和公共产品理论三大经典基础理论的基础上, 依据"谁保护谁受益, 谁受益谁补偿"的原则，考虑开发型区域的支付意愿与支付能力，保护型区域贡献的生态效益及其生态系统服务功能对开发型区域的效用影响范围，提出结合生态足迹法与基于生态系统服务功能的引力模型构建主体功能区生态补偿模型。通过"补偿标准估算-补偿基金设立-分配方案确定-补偿实施"4个步骤, 由开发型区域通过政府间财政转移向保护型区域支付生态补偿金, 形成主体功能区生态补偿机制。最后从资金筹集多源化、形式多样化、参与对象多元化等方面提出生态补偿实施的政策建议。通过主体功能区生态补偿模型的实施可激励生态保护行为, 减少破坏行为, 为区域均衡与差异化发展提供科学依据。中国生态农业学报. 2012 20(10): 1404-1408.

咸水结冰灌溉对围海吹填海沙地盐分分布及植被构建的影响

王文成, 郭艳超, 孙昌禹, 刘小京, 薛志忠, 王玉华, 赵秉军

王文成, 郭艳超, 孙昌禹, 刘小京, 薛志忠, 王玉华, 赵秉军中国生态农业学报. 2012 20(10): 1409-1411.