中国生态农业学报

土壤水解酶活性测定方法的研究进展

耿玉清, 王冬梅

耿玉清, 王冬梅土壤水解酶直接参与有机物质的矿质化过程, 对维持生态系统碳和养分的循环过程起重要作用。但不同研究者和实验室测定过程的差异, 常给土壤酶测定方法的选定带来困难。针对这一问题, 本文围绕土壤酶活性测定过程中样本贮存方式、酶底物选择以及培养条件等, 对近二十多年来的研究成果进行了评述。土壤酶来源广泛, 存在形式复杂, 直接提取土壤酶还有很大的难度。目前土壤酶活性的测定主要是通过一定量底物在酶催化反应过程中的生成物或剩余物量来实现。基于对硝基酚衍生物为底物的分光比色法, 因其成本低廉而被广泛使用。针对国际上未能建立统一的测定方法而导致研究数据之间难以进行比较的现状, 作者认为现阶段土壤水解酶测定过程中应注意以下几点: 1)尽量采用新鲜土样或短时间低温冷藏的土样; 2)酶底物种类的选择应与国际接轨, 采用饱和底物浓度使其反应速度接近最大值; 3)缓冲液的pH值可与土壤pH值相近; 4)4 h内培养的土壤酶, 可忽略微生物抑制剂的使用。建议我国在近期内: 1)应丰富土壤水解酶种类的研究; 2)注重灵敏度高、需样量小以及培养时间短的荧光分析技术的应用; 3)在强化典型土壤酶动力学特征研究基础上, 尽快规范土壤酶活性的测定方法。中国生态农业学报. 2012 20(4): 387-394.

小麦-玉米-大豆轮作下黑土农田土壤呼吸与碳平衡

梁尧, 韩晓增, 乔云发, 李禄军, 尤孟阳

梁尧, 韩晓增, 乔云发, 李禄军, 尤孟阳农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分, 探讨农田生态系统的土壤呼吸与碳平衡对于科学评价陆地生态系统在全球变化下的源汇效应具有重要意义。基于中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验, 对不同施肥处理下黑土小麦-玉米-大豆轮作体系2005—2007年的作物固碳量与土壤CO₂排放通量进行了观测, 并对该轮作体系下黑土农田生态系统的碳平衡状况进行了估算。结果表明: 在小麦-玉米-大豆轮作体系中, 作物固碳量的高低表现为: 玉米>大豆>小麦, 平均值分别为6 513 kg(C)·hm^-2、4 025 kg(C)·hm^-2和3 655 kg(C)·hm^-2。从作物生长季土壤CO₂排放总量来看, 3种作物以大豆农田生态系统的土壤CO₂排放总量最高, 平均值达4 062 kg(C)·hm^-2; 其次为玉米, 为3 813 kg(C)·hm^-2; 而小麦最低, 为2 326 kg(C)·hm^-2。3种作物轮作下NEP(净生态系统生产力)均为正值, 表明黑土农田土壤-作物系统为大气CO₂的“汇”, 不同作物系统的碳汇强度表现为玉米>小麦>大豆, 三者的平均值分别为3 215 kg(C)·hm^-2、1 643 kg(C)·hm^-2和512 kg(C)·hm^-2。长期均衡施用氮、磷、钾化肥或氮、磷、钾化肥配施有机肥后, 小麦、玉米和大豆农田生态系统的固碳量和土壤CO₂排放总量均明显增加, 并在氮、磷、钾配施有机肥处理下达到最高。不同的施肥管理措施将改变土壤-植物系统作为大气CO₂“汇”的程度, 总体表现为化肥均衡施用下NEP值较高, 而化肥与有机肥配施下农田生态系统的NEP值较低。中国生态农业学报. 2012 20(4): 395-401.

不同质地潮土夏玉米推荐施肥方法研究

王宜伦, 李慧, 张晓佳, 韩燕来, 谭金芳

王宜伦, 李慧, 张晓佳, 韩燕来, 谭金芳为推动夏玉米科学施肥, 在河南省砂壤、中壤和黏壤质潮土上采用田间试验研究了Nutrient Expert (NE)和Agro Services International Inc (ASI)法推荐施肥对夏玉米产量和经济效益的影响及基于NE推荐施肥的氮磷钾肥利用效率。结果表明, 各推荐施肥处理夏玉米产量、纯收益和蛋白质产量均表现为黏壤>中壤>砂壤, NE推荐施肥处理的产投比最高, 其次是ASI推荐施肥处理, 推荐施肥可显著增加夏玉米植株养分积累量, 促进籽粒产量和蛋白质产量的提高。在砂壤、中壤和黏壤上的NE推荐施肥处理比农民习惯施肥处理分别增产7.22%、3.84%和11.32%, ASI推荐施肥分别增产13.44%、10.60%和11.20%。NE推荐施肥处理中施氮对夏玉米的增产效应最大, 氮肥农学效率和氮磷钾肥利用率均表现为黏壤>中壤>砂壤, 磷、钾肥农学效率均表现为砂壤>黏壤>中壤, 3种质地潮土的肥料农学效率均表现为磷肥>钾肥>氮肥。由此得出, NE推荐施肥适宜在黏壤质潮土推行, 而ASI法推荐施肥适宜于砂壤和中壤质潮土。中国生态农业学报. 2012 20(4): 402-407.

利用有效积温建立夏玉米追肥时期决策模型

王贺, 白由路, 杨俐苹, 卢艳丽, 王磊

王贺, 白由路, 杨俐苹, 卢艳丽, 王磊精准决策作物追肥时期是提高肥料利用效率、增加作物产量的重要技术措施。通过田间连续观测作物的发育进程预判追肥时期不仅费时费力, 并且确定的追肥时期是否合理与经验存在较大关系。夏玉米生长发育及养分累积进程与积温、光照、降雨等气象因子存在密切的关系, 本文以有效积温代替天数作为步长单位, 建立区域内基于有效积温的夏玉米养分累积Logistic模型, 根据模型特点确立夏玉米养分累积的始盛期、高峰期和盛末期, 从而确定最佳追肥时期决策点, 旨在为追肥时期的精准确定提供新思路、新方法。根据田间试验及养分测试结果对模型进行检验, 显示出以有效积温为步长单位的养分累积模型对玉米养分累积的始盛期、高峰期和盛末期的预测效果优于传统的以生长天数为步长的养分累积模型, 且可以用来预测玉米的最佳施肥时期, 进一步验证了该模型的创新性及实用性。由于不同区域、不同作物品种差异, 试验区域模型并不具有广泛的适应性。为此, 针对养分累积Logistic模型的性质及参数意义, 结合田间耕作实际, 建立追肥时期决策的普适模型, 对模型检验表明, 普适模型的n-RMSE为11.9%, 能够较好地预判最佳施肥时期, 具有较强的应用价值。中国生态农业学报. 2012 20(4): 408-413.

基于DNDC模型的华北典型农田氮素损失分析及综合调控途径

李虎, 王立刚, 邱建军

李虎, 王立刚, 邱建军氮素损失对农业生产造成的影响已成为当前研究的热点, 模型是对氮素损失影响评价及定量化研究的有效手段。利用华北典型农田冬小麦-夏玉米轮作种植模式的作物产量、氮素淋失量等田间观测数据对DNDC模型进行了验证, 并采用验证后的DNDC模型对该种植模式的氮素损失进行了定量评价, 提出了综合考虑作物产量、氮素淋失量、N₂O排放量以及NH3挥发损失的综合调控途径。结果表明, DNDC模型较好地模拟了冬小麦-夏玉米轮作系统作物的产量、氮素淋失的动态变化规律, 以及土壤中NO₃^--N和NH₄⁺-N的残留量, 说明DNDC已具备模拟农田生态系统中土壤氮素生物地球化学过程的能力。模型模拟结果表明, 在传统农业管理措施下, 氮素通过淋失、N₂O排放以及NH₃挥发损失的量分别达到49.4 kg(N)·hm^-2·a^-1、17.71 kg(N)·hm^-2·a^-1和144.8 kg(N)·hm^-2·a^-1。综合考虑氮素损失途径, 提出了适合当地农业生产条件的最优化管理措施, 即减小当前常规施氮量到340 kg(N)·hm^-2·a^-1, 提高玉米秸秆还田率到100%, 并保持灌溉量不变。相比常规管理措施, 最优化管理措施氮素淋失量为14.1 kg(N)·hm^-2·a^-1, 降低71.5%, N₂O排放量为14.91 kg(N)·hm^-2·a^-1, 降低15.8%, NH₃挥发损失量为117.2 kg(N)·hm^-2·a^-1, 降低19.1%, 而对作物产量基本不造成明显影响。该评价结果可直接用于农业生产实践。中国生态农业学报. 2012 20(4): 414-421.

用AMMI双标图分析糜子品种的产量稳定性及试点代表性

李辛村, 张恩和, 董孔军, 何继红, 杨天育

李辛村, 张恩和, 董孔军, 何继红, 杨天育为准确评价基因型和环境互作效应对糜子品种产量稳定性及试点对品种分辨力的影响, 采用AMMI模型结合双标图和稳定性参数Dg(e)对第8轮(2006—2008年)国家糜子(粳性)品种区域试验的6个品种和9个试点的试验数据进行了分析。结果表明: 基因型效应、环境效应和基因型×环境交互效应(G×E)均达到极显著水平, 环境效应占总变异的52.85%, G×E交互效应占6.26% , 基因型效应占2.76%。交互效应中IPCA1、IPCA2、IPCA3解释了92.58%基因与环境互作信息。试验也表明不同糜子品种在各试点的稳定性及不同试点对糜子品种的分辨力差异较大。6个参试品种中, “榆糜3号”(CK)、“伊8414-1-2-1”属于高产稳产型品种; “甘9109-6-1-1-2”、“固01-391”产量较高, 但稳定性较差; “甘9133-1-3-4-1”稳产性好, 但产量较低; “固02-25”产量低且稳定性差。在9个试点中, 陕西府谷、宁夏同心、陕西榆林、内蒙赤峰4个试点对品种的分辨力较强, 宁夏固原、宁夏盐池、甘肃会宁、山西五寨、内蒙鄂尔多斯5个试点对品种的分辨力较弱。中国生态农业学报. 2012 20(4): 422-426.

规模化养猪场处理污水施用对小麦产量和品质的影响

朱正杰, 高威, 庄恒扬

朱正杰, 高威, 庄恒扬随着我国规模化养猪场迅速发展, 排放的粪尿污水不断增加, 导致严重的环境污染, 成为规模化养猪可持续发展亟待解决的问题。种养结合是污水最佳处理利用途径。规模化养猪场污水在农田特别是在农场经营条件下应用的技术缺少系统研究, 本研究通过田间试验探讨实现小麦高产优质高效的污水利用技术, 为规模化养猪场-农田种植循环农业模式的应用提供技术支持。试验所用污水为养猪场粪尿和冲洗废水经过充分发酵后的污水, 污水含全氮1 000 mg·L^?1、速效氮540 mg·L^?1、速效磷779 mg·L^?1。在常规基施化肥基础上, 设计小麦越冬期施入0 m³·hm^?2、30 m³3·hm^?2、60 m³·hm^?2、90 m³·hm^?2、120 m³·hm^?2的污水与穗期施氮肥0 kg(N)·hm^?2、30 kg(N)·hm^?2、60 kg(N)·hm^?2、90 kg(N)·hm^?2组合为处理, 研究对小麦产量和品质的影响。结果表明, 越冬期施污水30 m³·hm^?2、60 m³·hm^?2或90 m³·hm^?2与穗期施氮60 kg(N)·hm^?2相结合的3个处理产量分别为8 496.27 kg·hm^?2、8 372.28 kg·hm^?2、8 419.97 kg·hm^?2, 与大田常规施肥的产量8 305.52 kg·hm^?2相当, 穗期不追施或施氮量30 kg(N)·hm^?2处理, 产量都低于常规施肥产量, 说明越冬期污水施用必须与一定量化肥配合才能获得理想的产量。在品质方面, 穗期不施氮肥或施氮30 kg(N)·hm^?2处理的籽粒蛋白质含量都低于中筋小麦下限13%的要求。从产量与品质两方面考虑, 污水施用量60 m³·hm^?2与穗期施氮90 kg(N)·hm^?2组合、污水施用量90 m³·hm^?2与穗期施氮60 kg(N)·hm^?2处理均为较优的施肥方案。再考虑到农田较大污水承载量和减少化肥施用的目标, 污水施用量为90 m³·hm^?2、穗期施氮60 kg(N)·hm^?2处理为小麦优质高产高效的污水施用方案。中国生态农业学报. 2012 20(4): 427-432.

植物多糖类复合制剂对冬小麦光合特性及籽粒灌浆进程的影响

白文波, 宋吉青, 吕国华, 国金义, 刘星海, 李际会

白文波, 宋吉青, 吕国华, 国金义, 刘星海, 李际会为探明有效成分不同的植物多糖类复合制剂的增产作用和机理, 在冬小麦始花期叶面喷施以植物多糖、5-氨基乙酰丙酸和缩节胺为有效成分复配的3种复合制剂P1、P2和P3(由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所自主研发), 以清水为对照, 比较研究不同制剂对冬小麦叶绿素含量、硝酸还原酶活性、光合蒸腾特性、籽粒灌浆进程及产量等的影响。结果表明, 喷施3种制剂20 d内, 小麦旗叶和倒二叶的叶绿素SPAD值均较对照有不同程度增加, 且随生育进程下降的趋势较对照有所延缓。旗叶净光合速率较对照增加了8.7%~17.4%, 且P1和P2对SPAD值和光合速率增加的效应大于P3。此外, P1和P2还促使小麦硝酸还原酶活性增强, 单叶水分利用效率增加10%以上。3种植物多糖类复合制剂均促使小麦达到最大灌浆速率的时间提前1.3~4.2 d, 且P1和P2使籽粒平均灌浆速率提高6%以上。P3虽未引起籽粒灌浆速率的明显变化, 但灌浆时间延长1.0 d。喷施3种复合制剂未引起小麦穗数的明显变化, 但穗粒数和千粒重增加, 并促使小麦增产8%以上。分析认为, 3种植物多糖类复合制剂可促进小麦叶绿素合成、延缓叶片衰老、改善旗叶光合潜能和籽粒灌浆进程, 进而实现增产。中国生态农业学报. 2012 20(4): 433-439.

不同覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响

高玉红, 牛俊义, 闫志利, 郭丽琢, 姜寒玉, 马朋丽, 马菊红

高玉红, 牛俊义, 闫志利, 郭丽琢, 姜寒玉, 马朋丽, 马菊红为探讨地膜覆盖栽培方式的增产机理, 完善地膜覆盖玉米栽培技术, 采用田间试验法, 以露地平播为对照, 比较了全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、半膜平铺、膜侧沟播等4种栽培方式对玉米叶面积、光合势、干物质积累、穗部性状、产量及其构成因子、水分利用效率的影响, 并进行了成本和效益分析。结果表明: 全膜或半膜双垄沟播显著增加了各个生育时期玉米的叶面积, 半膜平铺和膜侧沟播作用不大; 全膜和半膜双垄沟播及膜侧沟播显著提高了玉米的光合势, 半膜平铺对生长前期光合势有一定促进作用, 但后期出现不利影响; 全膜和半膜双垄沟播增加了玉米穗长、穗粗、穗行数和行粒数, 但也增加了秃顶长。半膜平铺对穗长、穗粗和穗行数有一定促进作用, 降低了秃顶长, 但对行粒数作用并不明显。膜侧沟播对穗长、穗行数和行粒数有一定促进作用, 但对穗粗和秃顶长作用并不明显; 各种覆膜栽培方式均提高了玉米穗粒数和百粒重, 但降低了单株成穗数。穗粒数与产量的灰色关联度最大、百粒重次之、单株成穗数最低; 全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、膜侧沟播、半膜平铺栽培方式分别比对照增产67.23%、60.08%、38.81%和20.02%, 水分利用效率分别比对照提高66.43%、59.54%、38.35%和19.63%, 经济收益分别比对照增加85.51%、69.58%、36.37%和18.69%。说明全膜双垄沟播玉米具有较高的产量和经济收益优势。中国生态农业学报. 2012 20(4): 440-446.

石羊河流域农田休闲期耗水规律研究

丁林, 金彦兆, 李元红, 刘冠, 王以兵, 孟彤彤, 李斌

丁林, 金彦兆, 李元红, 刘冠, 王以兵, 孟彤彤, 李斌通过微型蒸渗器和diviner2000土壤水分测定仪测定了不同耕作及储水灌溉条件下农田休闲期土壤水分动态变化规律, 并结合气象数据比较不同耕作方式和灌水处理的优越性, 分析了休闲期不同耕作方式及储水灌溉措施对土壤水分及降水利用的影响。研究结果表明, 春耕可减少农田表层土壤蒸发, 保水效果较好; 低定额储水灌溉既没有造成深层渗漏, 且蒸发损失小; 冬季大定额储水灌溉产生43.86 mm的深层渗漏和121.11 mm的土壤水分蒸发, 形成了水资源的无效流失; 而春耕+免储水灌溉只产生54.41 mm水分损失, 节水效果显著。土壤蒸发和深层渗漏产生的土壤水分损失大小顺序为: 传统冬季储水灌溉>低定额储水灌溉>秋耕+免储水灌溉>春耕+免储水灌溉, 低定额储水灌、秋耕+免储水灌溉、春耕+免储水灌溉处理土壤水分损失较对照分别减少53.44 mm、97.52 mm和110.56 mm(土面蒸发+深层渗漏)。石羊河流域春耕+免储水灌溉处理可有效减少休闲期水分损失, 提高休闲期水分利用效率。中国生态农业学报. 2012 20(4): 447-453.

萌芽开花期梨枣对土壤水势的响应

韩立新, 汪有科, 张琳琳

韩立新, 汪有科, 张琳琳本试验选取4年生梨枣(Ziziphus jujuba Mill.)为试验材料, 设置-31~-51 kPa、-41~-84 kPa、-59~-132 kPa和-161 kPa(不灌溉)4个土壤水势水平, 结合茎直径微变化、营养生长与生殖生长量, 分析了梨枣在萌芽开花期对土壤水势的响应。结果表明: 1)在梨枣萌芽期, 土壤水势在-41~-84 kPa范围波动时, 茎直径日最大收缩量最小, 营养生长与生殖生长最旺盛, 是该时期适宜的土壤水势范围; 花芽分化适宜的土壤水势范围为-41~-132 kPa。梨枣萌芽期适当的水分亏缺不影响花芽分化, 但减弱了营养生长量, 优化了营养生长与生殖生长的比例。2)在梨枣开花期, 土壤水势范围为-54~-78 kPa时, 茎直径日最大收缩量最小, 坐果率较高, 为开花期适宜的土壤水势范围; 土壤水势为-79~-114 kPa时坐果率最高。开花期轻度的水分亏缺可显著提高坐果率。3)土壤水势过高或过低都抑制梨枣的营养生长、生殖生长和坐果, 但水涝能促进茎直径生长, 水分缺亏则抑制茎直径生长。4)在平水年, 梨枣的萌芽期无需灌水, 自然降雨即能满足其萌芽展叶、花芽分化的需要, 但开花期, 降雨不能满足梨枣高坐果率的需要。中国生态农业学报. 2012 20(4): 454-458.

不同氮效率基因型冬小麦物质生产对CO₂浓度升高的响应研究

沈玉芳, 许育彬, 王佩玲, 李世清

沈玉芳, 许育彬, 王佩玲, 李世清采用开顶式气室, 以不同氮效率基因型冬小麦品种“小偃6号”(氮低效)和“小偃22号”(氮高效)为供试材料, 通过盆栽方法, 研究不同施氮水平下大气CO₂浓度倍增对冬小麦叶面积、株高、生物量和产量的影响。结果表明, 在CO₂浓度倍增条件下, 施氮后氮高效小麦基因型“小偃22号”穗长、株高显著高于氮低效小麦“小偃6号”, 但叶面积、茎长则相反。施氮水平、基因型和大气CO₂浓度水平均不同程度地影响冬小麦生物量、产量及产量构成。同一施氮条件下, 大气CO₂浓度倍增使两种氮效率基因型冬小麦产量均显著增加, 但增加量不尽一致: N1[0.15 g(N)·kg^-1(土)]处理时, 氮低效“小偃6号”和氮高效“小偃22号”产量分别增加90.5%和52.9%, N2[0.30 g(N)·kg^-1(土)]处理时分别增加73.9%和93.6%。同一施氮条件下, 大气CO₂浓度倍增使两种氮效率基因型冬小麦地上部、根系、总生物量、每盆穗数、穗粒数和产量也均显著增加。从不同施氮水平看, 大气CO₂浓度倍增下(750 μmol·mol^-1)两种氮效率基因型冬小麦地上部、总生物量、穗粒数和产量均表现为N2>N1>N0。说明在该试验条件下, CO₂浓度倍增及氮肥投入对作物生长及产量形成存在显著正交互效应。因此, 在未来大气CO₂浓度增加条件下, 增加氮肥投入应有利于促进作物对大气CO₂浓度升高的正效应, 增加冬小麦的物质生产及提高产量。中国生态农业学报. 2012 20(4): 459-465.

植物叶片特征与光合性能的关系

程建峰, 陈根云, 沈允钢

程建峰, 陈根云, 沈允钢以相同生境下生长的5种叶片特征(叶色和厚薄等)不同的植物[珊瑚树(Viburnum odoratissimum)、银杏(Ginkgo Biloba)、桑树(Morus alba)、紫叶酢浆草(Oxalis triangularis cv. Purpurea)和紫叶橡皮树(Ficus elastica cv. Decora Burgundyi)]为材料, 于晴天选择其植株上东南朝向且生长一致并具代表性的当年生成长叶, 采用Li-Cor 6400便携式光合测定系统、调制叶绿素荧光成像系统(IMAGING-PAM M-Series)及双通道PAM-100测量系统(Dual-PAM-100)和常规方法研究了其叶片特征、光合性能及相互间的关系。结果表明, 不同植物的叶片特征和光合性能指标均存在显著或极显著差异。比叶干重[35~215 g(DW)·m^-2]间的差异大于比叶鲜重[0.28~1.04 kg(FW)·m^-2]。桑树和珊瑚树叶的叶绿体色素含量[叶绿素a (Chla)、叶绿素b (Chlb)、叶绿素总量(Chl)和类胡萝卜素(Xc)]较高, 银杏叶和紫叶橡皮树叶居中, 紫叶酢浆草叶最低; 紫叶酢浆草叶的花青素(Ant)含量最高[0.122 mg·g^-1(FW)和0.488 mg·g^-1(DW)], 其他植物较低且差异较小; 紫叶酢浆草叶的Chla/Chlb(6.27)、桑树的Chl/Xc(9.97)、桑树叶的Chl/Ant(43.81)和珊瑚树叶的Xc/Ant(7.17)最高, 紫叶酢浆草叶的Chl/Ant(0.49)和Xc/Ant(2.46)最低。气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度和净光合速率(Pn)均为桑树>银杏>紫叶酢浆草>珊瑚树>紫叶橡皮树。桑树和珊瑚树叶的PSII实际光合效率[Y(II)]最高, 但PS II处非调节性能量耗散的量子产量也最高; 银杏Y(II)叶较低, 但能抵御强光的照射。桑树、紫色酢浆草和紫色橡皮树叶的PSI光合效率[Y(I)]极高, 但桑树和紫色橡皮树PSI的光保护较弱, 紫色酢浆草则很强。相关分析显示, Ant和Xc对强光下Pn无显著影响, Pn受气孔特征和叶绿素含量的正调控, Y(II)依赖于叶绿体色素含量(尤其是Chla), Y(I)与Chl/Xc呈正向关系; 气孔开放和叶绿素含量可负调控光合机构的光保护和正调控光损伤, Xc则相反。中国生态农业学报. 2012 20(4): 466-473.

基于RBF神经网络的土壤重金属空间变异研究

张红, 卢茸, 石伟, 史锐

张红, 卢茸, 石伟, 史锐本文采用径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network, RBFNN)预测太原市晋源区表层土壤中重金属Cr、Cd、Hg的空间变异, 并与普通克里格(Ordinary Kriging)插值结果进行对比分析, 以选择更合适的土壤重金属空间插值方法。研究结果表明: 1)在拟合RBFNN模型过程中, 选择合适的spread散布常数可以使模型达到最优, 研究区域土壤Cr的最优散布常数为0.08, Cd的最优散布常数为0.10, Hg的最优散布常数为0.14, 这组散布常数对于局部区域农田土壤重金属插值模拟有一定的参考意义。2)RBFNN方法与Ordinary Kriging方法对区域重金属浓度分布的预测趋势一致, 土壤Cd含量在区域中部较高, 尤其是从东北方向到西南方向的轴线上较高, 向两侧形成扩散递减趋势; 土壤中Cr含量总体分布趋势也是中部较高, 其他区域相对较低; 土壤Hg含量在区域东北部较高, 由东北方向到西南方向浓度逐渐递减。且土壤重金属在区域中的分布与当地的污染源分布相对应。在样本数有限的情况下对土壤重金属进行空间变异研究时, RBFNN方法比Ordinary Kriging方法的预测精度更高更有效。中国生态农业学报. 2012 20(4): 474-479.

开封黑岗口引黄灌区稻麦轮作下农田土壤剖面重金属分布特征

陈志凡, 王岩松, 段海静, 赵子楠

陈志凡, 王岩松, 段海静, 赵子楠引黄灌区是我国重要的农业生产基地, 其土壤重金属赋存状况直接关系到农业的可持续发展。本研究以黑岗口引黄灌区开封北郊稻麦轮作下农田土壤为研究对象, 采集了耕作层(0~15 cm与15~30 cm)与剖面(0~100 cm)土壤样品, 对其土壤剖面主要性质与重金属Pb、Cd、Cu和Zn的积累特征进行了分析。结果表明: (1)长期引黄灌溉及稻麦轮作下, 开封北郊农业土壤主要性质在剖面上表现出明显的分异特征: 总有机碳(TOC)与全氮(TN)含量主要分布在耕作层土壤, 而30 cm以下的土层其含量明显降低; 全磷(TP)含量在各土壤层中无明显差异; 在部分土壤剖面中CaCO_{3

微生物菌剂对菠菜生长特性及土壤微生物多样性的影响
雷先德, 李金文, 徐秀玲, 张翰林, 曹林奎
雷先德, 李金文, 徐秀玲, 张翰林, 曹林奎通过化肥减量20%和40%并配施微生物菌剂试验, 研究菌剂对菠菜营养生长的影响, 并通过提取土壤微生物总DNA, 进行16S rDNA的PCR-DGGE研究微生物多样性。结果表明: 在菠菜生长后期, 配施菌剂处理的叶绿素含量(SPAD值)和叶绿素荧光参数(Fv/Fm)较高, 其中, T5(化肥减量40%+菌剂减量40%)处理SPAD为52.856, T3(化肥减量20%+菌剂减量40%)处理Fv/Fm为0.797, 而在生长前期则表现为T1(全量化肥)处理较高; 菠菜可食部分硝酸盐含量以对照(CK, 不施肥)处理最高, 为1 009.21 mg·kg^-1, 添加微生物菌剂处理(T2~T5)都明显少于CK和T1处理; 对氮、磷、钾养分的吸收利用率以T2(化肥减量20%+全量菌剂)处理最好; 菠菜产量化肥减量处理(T2~T5)较T1处理均增产, T4(化肥减量40%+全量菌剂)处理的增产量最大, 平均产量达到277.73 g·盆^-1, 增加170%; 常规化肥(T1)处理的土壤微生物丰富度指数最低, 香农-威尔指数(Shannon-Wierner index)为0.398, 较CK 0.498有所下降, 而施用微生物菌剂的各处理(T2~T5)为0.547~0.983, 土壤微生物多样性指数明显提高。微生物菌剂对菠菜起到显著促生作用, 以T4处理最好, 对提高菠菜土壤微生物多样性方面以T3处理最好。中国生态农业学报. 2012 20(4): 488-494.

茄二十八星瓢虫对雷公藤和曼陀罗提取物的敏感性
李保同, 闫超, 平新亮, 汤丽梅
李保同, 闫超, 平新亮, 汤丽梅为研究寄主植物对茄二十八星瓢虫药剂敏感性及体内酶活力的影响, 采用浸渍法分别测定了取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的茄二十八星瓢虫幼虫(以下简称幼虫)对雷公藤和曼陀罗提取物的敏感性, 用生化方法测定了雷公藤和曼陀罗提取物对幼虫体内乙酰胆碱酯酶(AChE)和主要解毒酶活性的影响。结果表明, 雷公藤提取物对取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的幼虫LC50值分别为1.407 9 mg·L^-1、1.595 8 mg·L^-1、1.464 7 mg·L^-1和1.109 7 mg·L^-1, 相对毒力指数为78.82、69.54、75.76和100; 曼陀罗提取物对取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的幼虫LC50值分别为0.641 7 mg·L^-1、0.610 3 mg·L^-1、0.758 0 mg·L^-1和0.488 3 mg·L^-1, 相对毒力指数为76.09、80.01、64.42和100; 取食龙葵的幼虫对2种植物提取物的敏感性显著高于取食茄子、马铃薯和番茄的幼虫。取食4种寄主植物的幼虫体内靶标酶AChE和主要解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)、多功能氧化酶(MFO)活力顺序均为茄子>马铃薯>番茄>龙葵。其中, 取食番茄和龙葵的幼虫体内AChE和GST活力显著低于取食茄子和马铃薯的幼虫, 取食马铃薯、番茄和龙葵的幼虫CarE活力显著低于取食茄子的幼虫, 取食4种寄主植物的幼虫MFO活力差异达极显著水平。雷公藤和曼陀罗提取物对幼虫体内AChE和GST、CarE和MFO活性均有抑制作用。其中, 对取食马铃薯幼虫的AChE活力抑制作用最强, 其次为取食茄子和番茄的幼虫, 对取食龙葵的幼虫抑制作用最低。雷公藤和曼陀罗提取物对取食龙葵幼虫CarE活力的抑制作用最强, 而对取食马铃薯的幼虫MFO活力的抑制作用最强。寄主植物中的次生物质对解毒酶的诱导或抑制可能是引起药剂敏感性差异的主要原因。中国生态农业学报. 2012 20(4): 495-500.

我国中部井工煤炭开采沉陷对农田大型土壤动物群落结构的影响
白文斌, 焦晓燕, 王立革, 王劲松, 张亚丽
白文斌, 焦晓燕, 王立革, 王劲松, 张亚丽为了解不同沉陷程度农田土壤生态系统中大型土壤动物群落结构, 于2007年夏季对我国中部潞安集团井工开采区沉陷农田生态系统中不同等高线处大型土壤动物群落组成进行了调查, 采用野外手捡法共采集大型土壤动物477只, 隶属于3门7纲15目22科。其中, 蜘蛛目、鞘翅目、直翅目和膜翅目为优势类群, 占总捕量的83.64%; 常见类群4类, 占总捕量的13.22%。研究结果表明: 不同沉陷程度对农田大型土壤动物个体数、类群数均有不同程度影响, 农田大型土壤动物个体密度随着沉陷深度的增加呈现增加趋势, 沉陷区土壤生态环境的变化引起大型土壤动物的局部迁移。Jaccard相似性系数表明沉陷区中部(2 m、4 m和6 m等高线处)三者间相似程度较高, 正常农田(CK)与沉陷区底部(7 m等高线处)之间相似程度最低, 达到极不相似程度。研究认为不同沉陷程度对大型土壤动物的群落结构有明显影响, 将大型土壤动物作为沉陷区农田土壤质量评价中生物性状指标具有重要意义。中国生态农业学报. 2012 20(4): 501-506.

基于主体功能区的土地规划新增建设用地指标调控研究—— 以河北省卢龙县为例
刘瑞卿, 朱伟亚, 许皞
刘瑞卿, 朱伟亚, 许皞本文从主体功能区战略角度出发, 构建了适用于土地利用总体规划中新增建设用地指标分配的主体功能区划分指标体系, 以河北省卢龙县为例, 得出该县主体功能区划结果。并结合区域土地利用及土地开发、利用、整治、保护(DUHP)优先度的组合模式, 计算在新一轮土地利用总体规划中卢龙县分配到各乡镇的新增建设用地指标。其中刘田各庄镇、卢龙镇和石门镇3个乡镇作为卢龙县优先开发区和重点开发区, 分配到的新增建设用地指标最多, 均达到230 hm²以上; 其他乡镇在保证重点城区发展的基础上, 也获得一定数量的指标。本文旨在利用此种方法, 为土地利用总体规划的指标分配提供一定的方法支撑, 促进规划范围内土地资源优化配置, 保证土地资源的可持续利用。中国生态农业学报. 2012 20(4): 507-512.}