中国生态农业学报

不同棉花间作模式中作物养分吸收和利用对间作优势的贡献

党小燕, 刘建国, 帕尼古丽, 王江丽, 危常州, 李隆

党小燕, 刘建国, 帕尼古丽, 王江丽, 危常州, 李隆棉花间作能够解决棉花与粮食作物和蔬菜作物争地的矛盾, 但是否有间作优势以及间作优势的作物营养基础是众所关心的问题。本研究在新疆石河子大学试验站设置棉花与花生、大豆、鹰嘴豆、洋葱、萝卜、线辣椒间作以及各个作物单作的田间试验, 以期揭示以棉花为基础的间作体系的间作优势以及养分吸收和利用效率对间作优势的贡献。结果表明, 棉花与鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作体系作物的吸氮量明显高于单作18%~74%, 棉花与大豆和线辣椒间作体系作物的吸氮量低于单作10%和34%; 棉花与大豆、鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作体系中作物吸磷量比单作增加5%~104%, 棉花与线辣椒间作体系作物的吸磷量低于单作6%;棉花与花生、洋葱、萝卜间作体系中作物吸钾量高于单作20%~58%, 棉花与大豆、鹰嘴豆和线辣椒间作作物吸钾量低于间作19%~22%。棉花与鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作以后土地当量比(LER)分别为1.02、1.30、1.12、1.68, 都大于1, 说明具有间作优势; 棉花与大豆、线辣椒间作后LER 分别为0.91 和0.99, 小于1, 没有间作优势。棉花与花生、洋葱和萝卜间作体系氮磷钾吸收效率对LER 的贡献分别为0.41~0.82、0.25~1.04 和0.15~0.59, 利用效率的贡献分别为?0.35~?0.04、0.03~0.14 和?0.16~0.01。结果表明, 棉花与其他作物的间作优势在营养方面的基础主要来自于间作相对于单作吸收效率的增加, 而不是利用效率的改变。中国生态农业学报. 2012 20(5): 513-519.

不同钾处理下小麦重组自交系群体主要农艺性状的表型变异及其相关分析

梁雪, 吴春红, 宫晓平, 郭营, 李斯深, 李絮花, 孔凡美

梁雪, 吴春红, 宫晓平, 郭营, 李斯深, 李絮花, 孔凡美以“山农 483×川 35050”组合衍生的小麦重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体的 131 个株系及其亲本为试验材料, 于 2008 年和 2009 年采用盆栽土培法, 对低、中、高钾处理条件下[0、0.1 g(K₂O)·kg^?1、0.3 g((K₂O)·kg^?1]小麦 RIL 群体的株高、单株穗数、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽和单株籽粒产量共 9 个农艺性状进行了鉴定和统计分析。结果表明, 在 2008—2009 年 3 个钾处理中, 9 个农艺性状在 RIL群体中的表型变异均呈近似正态分布, 其遗传力分别为 80.6%(株高)、 44.7%(单株穗数)、 69.9%(穗长)、 71.4%(小穗数)、76.0%(穗粒数)、74.8%(千粒重)、64.9%(粒长)、40.0%(粒宽)和 33.2%(单株籽粒产量)。株高、小穗数、穗粒数和粒长 4 个性状的表型变异以基因型控制为主, 千粒重和粒宽以基因型×年份互作效应为主, 穗长以基因型和基因型×年份互作效应为主, 单株穗数以基因型×钾水平互作效应为主, 单株籽粒产量的表型变异则主要受基因型×年份×钾水平互作效应控制。在不同钾处理条件下, RIL 群体的平均单株籽粒产量与单株穗数、穗长和穗粒数呈极显著或显著正相关, 但与千粒重的关系不稳定。千粒重与穗粒数、单株穗数无关或显著负相关(r 为?0.07~?0.28); 穗粒数与单株穗数的关系不稳定(r 为?0.03~0.27)。千粒重、穗粒数和单株穗数在遗传过程中的相关系数较低, 彼此具有较强的相对独立性, 不存在绝对的顾此失彼现象。单株籽粒产量与小穗数、穗粒数、千粒重、粒长和粒宽间的相关系数受年份间环境差异的影响较大。中国生态农业学报. 2012 20(5): 520-528.

施氮对不同品种玉米产量、氮效率的影响

王玲敏, 叶优良, 陈范骏, 尚云峰

王玲敏, 叶优良, 陈范骏, 尚云峰随着人们对农田氮肥过量施用导致肥料利用率下降和农田地下水硝酸盐污染等问题认识的逐渐加深, 不同品种玉米氮素营养效率的研究得到普遍重视。本文选择在我国主要应用的 15 个玉米品种, 在 0、 120 kg·hm^?2、240 kg·hm^?2氮水平下, 通过田间试验研究了施氮对不同品种玉米产量和氮效率的影响。结果表明: “郑单 958”、“32D22”、“滑玉 14”、“豫丰 335”、 “新单 29”、“中科 11”和“漯单 9 号”在施氮量为 120 kg·hm^?2时产量最高; “先玉 335”、“浚单 18”、“蠡玉 13”、“浚单 20”、“农大 108”、“NE8”、“豫禾 988”和“洛玉 4 号”在施氮量为 240 kg·hm^?2时产量最高。以产量差异的显著性关系为标准进行聚类分析, 可将 15 个玉米品种分为高产、中产、低产 3 个类型。在 3 个氮水平下, “蠡玉 13”都表现为高产品种, “先玉 335”都表现为中产品种,“豫丰 335”和“豫禾 988”都表现为低产品种。根据玉米在中氮和高氮水平下的氮效率, 可以将其划分为 4 个类型, “郑单 958”、“浚单 20”、“蠡玉 13”、“浚单 18”和“漯单 9 号”为双高效型, “农大 108”、“NE8”、“豫禾 988”、“豫丰 335”和“洛玉 4 号”为双低效型。根据产量和氮效率的聚类分析结果, “蠡玉 13”和“浚单 20”在中氮和高氮时都是高产又高氮效率的品种; “郑单 958”和“漯单 9”在中氮时是高产高氮效率的品种; 而“豫丰 335”、“豫禾 988”、“NE8”和“洛玉 4 号”在中氮和高氮时都是低产又低氮效率的品种; “农大 108”在高氮时是低产又低氮效率的品种。玉米产量与氮营养性状的相关性分析结果表明, 氮吸收效率对产量的影响较小, 氮素利用效率与秸秆吸氮量之间存在抑制作用, 氮素利用效率与氮收获指数间有很好的协同作用。通径分析结果表明, 在3 个施氮水平下, 玉米氮素利用效率对产量有较大的作用, 而氮素吸收效率对产量的作用很小。在低氮水平下, 氮素利用效率和籽粒吸氮量对产量起决定性作用; 在高氮水平下, 氮素利用效率起主要作用。中国生态农业学报. 2012 20(5): 529-535.

不同供钾水平对西瓜幼苗生长和根系形态的影响

潘艳花, 马忠明, 吕晓东, 杜少平, 薛亮

潘艳花, 马忠明, 吕晓东, 杜少平, 薛亮通过盆栽试验, 研究 5 个供钾水平(0、60 kg·hm^?2、240 kg·hm^?2、500 kg·hm^?2和 700 kg·hm^?2)下西瓜苗期生长指标和根系形态参数的变化。结果显示: 240 kg·hm^?2钾浓度下, 西瓜幼苗茎鲜重、叶鲜重、茎干重、叶干重、子叶面积、茎粗、株高、根长、比根长、表面积、根体积、根尖数和根平均直径分别比不施钾处理增长 46.05%、31.31%、57.56%、29.87%、2.92%、12.71%、37.18%、67.23%、64.00%、64.03%、58.88%、154.11%和 6.25%。700 kg·hm^?2钾浓度下, 西瓜幼苗茎鲜重、叶鲜重、茎干重、叶干重、子叶面积、茎粗和株高比 240 kg·hm^?2钾浓度处理分别降低 40.24%、25.31%、36.90%、23.08%、31.09%、9.81%和 41.44%。700 kg·hm^?2钾肥处理对西瓜幼苗根系生长的抑制作用不明显。所有处理的西瓜幼苗直径≤1.0 mm 的根长占总量的 90%以上,直径≤0.5 mm 的根尖数占总量的 98%以上; 直径≤2.0 mm 的比根长、根体积和根表面积占总量的 50%以上; 钾素对西瓜幼苗直径≤2.0 mm、2.5 mm<直径≤3.0 mm、3.5 mm<直径≤4.0 mm 的根长、比根长、根表面积、根体积影响最明显。由于细根的吸收活力比较强, 而西瓜细根所占比例最大, 因此缺钾条件下, 西瓜幼苗钾营养状况受到的影响较根系生长受到的影响更为严重。适宜的钾浓度有利于西瓜幼苗的生长, 提高幼苗的生长质量, 促进根系的生长发育, 而不施钾和高钾处理会抑制幼苗的生长, 但高钾对根系生长的抑制作用不明显。在本试验条件下, 综合考虑经济因素, 240 kg·hm^?2钾肥施用量对西瓜幼苗生长和根系形态建成效果最明显。中国生态农业学报. 2012 20(5): 536-541.

土壤改良剂对灌溉咸水冬小麦光合和蒸腾的影响

张余良, 王正祥, 王艳, 廉晓娟, 贺宏达

张余良, 王正祥, 王艳, 廉晓娟, 贺宏达在天津滨海地区高水位、黏重土壤利用田间小区试验研究调盐土壤改良对微咸水灌溉的冬小麦光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量指数等生理指标的影响。结果表明, 冬小麦播种前采用适当土壤改良能够提高冬小麦抽穗期、灌浆期的光合速率、叶绿素含量指数, 降低气孔导度、蒸腾速率。冬前施用75kg·100m^-2 改良剂Ⅱ(风化褐煤40%+磷石膏40%+脱硫石膏20%)有利于提高冬小麦灌浆期的光合速率, 有降低抽穗期、灌浆期小麦蒸腾速率的效果; 小麦冬前施用45 kg·100m^-2 改良剂I(风化褐煤20%+磷石膏40%+脱硫石膏 20%+沸石粉 20%)对提高冬小麦抽穗期光合速率有利, 同时也提高抽穗期小麦的蒸腾速率; 土壤改良对咸水灌溉冬小麦的气孔导度有明显降低效应, 冬前施用 30 kg·100m^-2改良剂Ⅲ(磷石膏 40%+脱硫石膏 20%+沸石粉 40%)冬小麦气孔导度与不采用改良措施相比, 抽穗期降低 52.28%, 灌浆期降低 39.51%; 冬前施用 45 kg·100m^-2改良剂Ⅱ混合 30 kg·100m^-2改良剂Ⅲ或 75 kg·100m^-2改良剂Ⅱ均能够显著提高抽穗、灌浆期冬小麦的叶绿素含量指数; 冬前施用 45 kg·100m^-2改良剂 I 混合 30 kg·100m^-2改良剂Ⅲ, 即使较高土壤含盐量也能使冬小麦光合速率保持在较高水平, 使冬小麦蒸腾速率受土壤含盐量影响较小。中国生态农业学报. 2012 20(5): 542-549.

施肥措施对砂姜黑土小麦生长性状、营养元素累积及产量的影响

郑学博, 崔键, 马超, 周静, 房春兴, 詹其厚

郑学博, 崔键, 马超, 周静, 房春兴, 詹其厚通过田间试验, 设不施肥、常规施肥、推荐施肥、施控失肥和施缓释肥 5 个处理, 研究其对砂姜黑土小麦单株次生根数、单株分蘖数、叶面积指数、植株干物质和 N、P、K 累积及产量的影响。结果表明: 缓释肥处理小麦单株次生根数、单株分蘖数、叶面积指数在抽穗期表现最好, 较不施肥、常规施肥、推荐施肥和控失肥处理, 单株次生根数分别增加 24.7%、19.7%、7.2%、22.1%, 极显著高于不施肥、常规施肥和控失肥处理, 显著高于推荐施肥处理; 单株分蘖数分别增加 25.0%、 11.1%、 11.1%、 20.0%, 叶面积指数分别增加 39.1%、 23.1%、 10.3%、8.5%。缓释肥处理促进了小麦生长中后期植株干物质与 N、P、K 的累积与转移, 氮、磷(P₂O₅)肥利用率分别为43.35%、19.92%, 极显著高于常规施肥处理, 分别提高 13.66%和 8.15%; 其钾(K₂O)肥利用率为 37.63%, 显著高于常规施肥和推荐施肥处理, 分别提高 12.01%和 9.47%。产量方面, 缓释肥处理小麦单产(烘干重)6 424 kg·hm^?2, 极显著高于不施肥处理, 较不施肥、常规施肥、推荐施肥和控失肥处理分别增产 71.8%、6.4%、4.5%、5.3%。中国生态农业学报. 2012 20(5): 550-555.

不同播期对烤烟品种产量和品质的影响

谭子笛, 郭鸿雁, 陈建军, 吕永华, 李茂军, 钟俊周, 王晓剑, 邓世媛, 王维

谭子笛, 郭鸿雁, 陈建军, 吕永华, 李茂军, 钟俊周, 王晓剑, 邓世媛, 王维为了探索韶关烟区适宜的播种期和移栽期, 以 6 个优质烤烟品种(品系)为材料, 进行分期播种, 塑造不同的光温气候条件, 以优质中部烟叶化学成分为参考样, 用指标赋值法对烤烟(等级为 C3F)化学品质进行综合评分, 依品质优劣将不同品种排序。结果表明: 播期显著影响烤烟品种的产量和品质的形成。产量高低决定产值高低, 适当推迟播期有利于提高烤烟产量和产值; 但播种过迟会严重降低产量, 降低烤后烟叶中上等烟比例, 导致产值下降。烟叶化学品质中烟碱含量、总氮含量、淀粉含量、钾含量均受播期影响, 随着播期延迟C3F 烟叶的烟碱含量、总氮含量、钾含量减小, 淀粉含量明显增加, 影响烤烟品质; 但 3 个播期中各品种的氮碱比、糖碱比、钾氯比变化因品种而异。在 3 个播期试验品种中, 各品种的 C3F 品质平均综合评分表现为“云烟 100”、“NX208”、“K326”的评分相对较高, C3F 烟叶品质较好。适当的播种期使得烟叶化学成分的协调性好, 利于提高烤烟的产量和品质。不同播期试验表明, 韶关烟区适宜播种期为 12 月 1 日—12 月 10 日, 适宜移栽期为次年 2 月 25 日—3 月 5 日。中国生态农业学报. 2012 20(5): 556-560.

几种吡啶类化合物对土壤硝化的抑制作用比较

李兆君, 宋阿琳, 范分良, 梁永超

李兆君, 宋阿琳, 范分良, 梁永超为了探明吡啶类化合物对土壤硝化作用的抑制效应, 采用室内微宇宙试验, 研究了 2-氯-6(三氯甲基)硫酸盐、2-氯-6(三氯甲基)盐酸盐、吡啶混合物和吡啶 X 类化合物对潮土、红壤和水稻土中铵态氮硝化的抑制作用。结果表明, 在 35 d 培养期内, 吡啶类化合物处理土壤硝态氮含量明显低于对照(未添加吡啶类化合物), 吡啶类化合物对土壤中铵态氮的硝化抑制率介于 2.91%~91.92%, 抑制强度先逐渐升高后降低, 在培养 21 d 时抑制强度达到峰值。不同类型吡啶类化合物对土壤中铵态氮的硝化抑制效果存在差异, 吡啶盐酸盐类化合物优于其他几类化合物; 吡啶类化合物对土壤中铵态氮的硝化抑制作用与土壤类型有关, 对 3 种土壤中铵态氮的硝化抑制作用表现为潮土>水稻土>红壤。就同一土壤而言, 硝化抑制强度随着吡啶类化合物用量的增加而增加。中国生态农业学报. 2012 20(5): 561-565.

基于高光谱特征的土壤有机质含量估测研究

张娟娟, 余华, 乔红波, 马新明, 翟青云

张娟娟, 余华, 乔红波, 马新明, 翟青云在室内条件下, 利用 ASD2500 高光谱仪测定了潮土和水稻土自然风干土壤样品的光谱。通过系统分析两种不同类型土壤的高光谱特征差异及其有机质含量的敏感波段区位, 建立了土壤有机质含量的光谱估测模型。结果表明, 具有相同有机质含量的两种类型土壤整体光谱变化趋势无明显差别, 但反射率表现出明显差异, 一阶导数变换能较好地显现谱图中的肩峰。潮土和水稻土有机质的敏感波段集中在相同区域, 原始反射率在 685 nm 处相关性最高, 而一阶导数光谱在 554 nm 处相关性最高。通过对整体样本的多元逐步回归分析, 筛选出两种土壤有机质相同的敏感波段为 800 nm、1 398 nm 和 546 nm。进一步以一阶导数为自变量, 基于 1 400 nm和554 nm两个波段构建了土壤有机质差值指数SOMDI及估测模型, 即Y =4.19?12.85×(R_FD₅₅₄?R_FD_{1 400})。利用独立的样本对建立的光谱模型进行了检验, 预测决定系数均达 0.79 以上。上述结果表明, 利用高光谱技术可实现土壤有机质的快速监测与诊断。中国生态农业学报. 2012 20(5): 566-572.

长期施肥对南方黄泥田冬春季杂草群落及其C、N、P 化学计量的影响

林新坚, 王飞, 王长方, 林诚, 李清华, 何春梅, 李昱

林新坚, 王飞, 王长方, 林诚, 李清华, 何春梅, 李昱在福建黄泥田长期定位施肥试验的第 27 年, 研究了不同施肥处理对冬春季稻田杂草群落及其 C、N、P 化学计量的影响。结果表明, 与不施肥(CK)相比, 化肥+牛粪(NPKM)、化肥+秸秆还田(NPKS)及单施化肥(NPK)处理的杂草 Shannon 均匀度指数(E)降低 0.03~0.07 个单位, NPKM 与 NPKS 处理还同时降低了 Margalef物种丰富度指数(D_MG), 而表征综合量度的 Shannon 多样性指数(H′)则降低 0.02~0.16 个单位。各施肥处理的杂草生物量较 CK 增加 89.6%~214.7%。不同施肥处理还提高了杂草 N、P、K 养分含量, 尤其是 NPKM 处理, 各施肥处理养分积累顺序表现为: NPKM>NPKS>NPK。此外, 各施肥处理降低了杂草 C/N 与 C/P 计量比值。植株 C/N、C/P、N/P 与土壤 C/N、C/P、N/P 及生物量间呈一定的显著相关。不同施肥处理影响杂草多样性及其养分吸收, 施肥处理的杂草养分储量可观, 培肥潜力大。杂草的 C、N、P 计量比一定程度上可反映土壤 C、N、P 计量特征。中国生态农业学报. 2012 20(5): 573-577.

人工布设基质对农田排水沟水质的影响

吴攀, 张志山, 黄磊, 胡宜刚, 陈永乐

吴攀, 张志山, 黄磊, 胡宜刚, 陈永乐本研究选择宁夏灵武农场的典型排水支沟进行人工布设基质, 在沟中布设土壤、炉渣、秸秆、锯末 4种基质处理及铲草处理和对照(不做任何处理), 研究分析了基质对农田排水沟水质的影响。对基质的组分分析表明, 锯末显著地吸附盐分和全氮, 吸附量分别达 0.4 g·kg^?1和 0.3 g·kg^?1, 土壤、炉渣、秸秆均明显地释放盐分, 释放量为5.3~50.8 g·kg^?1; 秸秆显著地释放有机碳, 释放量达54.0 g·kg^?1; 4种基质对全磷吸附效果不明显。水质分析表明, 除秸秆处理和对照外, 盐分(TDS)在其他处理下显著减少, 而化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、NO₃^?-N 和 NH₄⁺-N 浓度在锯末和土壤处理下均有不同程度的减小。对于整条试验沟道, 农田退水中TDS、TN、TP 的浓度随着在沟道迁移距离的增加呈明显减小的趋势, 至出水断面时浓度分别为 0.60~0.80 g·L^?1、 0.24~0.33 mg·L^?1和0.04~0.09 mg·L^?1。田间沟道试验说明, 农田排水沟能有效地截留农田退水污染物, 选择适合的基质进行人工布设实际可行, 有助于发挥农田排水沟的生态功能。中国生态农业学报. 2012 20(5): 578-584.

不同生长环境下黄顶菊浸提液对多年生黑麦草萌发与生长的影响

陈冬青, 皇甫超河, 王楠楠, 杨殿林

陈冬青, 皇甫超河, 王楠楠, 杨殿林为阐明黄顶菊入侵机制, 本文在调查不同生境下黄顶菊居群特征的基础上, 进一步采用植株浸提液生物测试的方法研究了不同生境、生长密度及替代植被下黄顶菊对多年生黑麦草的化感潜力。结果表明: 黄顶菊的化感作用强弱与其入侵能力存在一定相关性, 黄顶菊浸提液的化感潜力随浓度升高而增强; 不同植株组织浸提液的化感潜力存在显著差异, 表现为地下部分明显低于地上部分; 不同生境下黄顶菊浸提液的化感潜力顺序为水边>果园>路边, 50 g·L^?1茎叶浸提液对多年生黑麦草发芽率化感效应敏感指数分别为?2.83(水边)、?1.31(果园)和?0.71(路边); 不同密度黄顶菊的茎叶化感潜力顺序为高、中密度区显著大于低密度区, 50 g·L^?1浓度浸提液对多年生黑麦草发芽率化感效应敏感指数分别为?3.91(高密度)、?4.89(中密度)和?0.29(低密度); 根部浸提液的化感潜力顺序则相反。不同替代植被下茎叶浸提液的化感效应为混种>单种, 而根系浸提液的化感效应敏感指数则差别不大。因此，黄顶菊不同组织器官化感活性物质分配不同, 同时其化感效力能够适应环境条件而发生变化, 这可能是造成黄顶菊在不同环境中入侵效果差异的原因之一。中国生态农业学报. 2012 20(5): 585-591.

东北黑土区大豆根际促生菌群落组成研究

王志刚, 徐伟慧, 莫继先, 肖静, 孙剑秋, 王建丽

王志刚, 徐伟慧, 莫继先, 肖静, 孙剑秋, 王建丽为明确东北黑土区大豆根际促生菌的群落组成, 选择内蒙古自治区鄂温克族自治旗、黑龙江省海伦市、黑龙江省克山县和黑龙江省农垦红兴隆农场 4 个采样点, 分析了大豆根际自生固氮菌、解磷菌、溶磷菌和硅酸盐细菌的群落组成, 解析了促生菌种与地域之间的对应关系。结果表明: 东北黑土区的大豆根际土壤中存在大量促生菌, 自生固氮菌达到 104 cfu·g^?1, 溶磷菌和解磷菌达到 105 cfu·g^?1, 硅酸盐细菌达到 103 cfu·g^?1; 分离得到具有自生固氮能力的菌株 5 株, 溶磷菌 6 株, 解磷菌 7 株, 硅酸盐细菌 4 株; 自生固氮菌多样性指数在 0.94~1.60 之间, 溶磷菌多样性指数在 0.83~1.52 之间, 解磷菌的多样性指数在 1.07~1.67 之间, 硅酸盐细菌多样性指数在 0.52~0.96 之间, 4 个取样点大豆根际促生菌的多样性指数均大于 2。采用对应分析确定了不同地区的典型促生菌, 内蒙古鄂温克族自治旗的特征种为自生固氮菌 LLN8 (Azotobacter beijerinckia indica), 黑龙江省海伦市的特征种为溶磷菌 DHS13 (Micrococcus), 黑龙江省克山县的特征种为溶磷菌 DHS19 (Pseudomo-nas), 黑龙江省红兴隆农场的特征种为自生固氮菌 LLN1 (A. chrooco-ccum)和溶磷菌 DHS5 (Azotobacter)。同时明确了 LLN2 (A. azomonas)、LLN6 (Bacillus mucilaginosus)、DHS9 (Arthrobacter)、DHSO2 (Pseudomonas)、DHSO14 (Erwinia)、DHSO17 (Corynebacterium)和 LSJ21 (Bacillus)在东北黑土区大豆根际分布较为广泛, 这些菌株为研发中国东北黑土区大豆专用型复合生物肥料提供了基础条件。中国生态农业学报. 2012 20(5): 592-596.

水稻根际耐镉细菌的筛选与鉴定

周丽英, 叶仁杰, 林淑婷, 刘杰, 肖清铁, 林素兰, 李艺, 林文雄, 林瑞余

周丽英, 叶仁杰, 林淑婷, 刘杰, 肖清铁, 林素兰, 李艺, 林文雄, 林瑞余为获得稻田土壤镉污染修复的微生物, 采用培养基加镉平板法, 从水稻根际土壤分离耐镉细菌。本研究分离得到 3 株耐镉菌株, 经 16S rDNA 测序、比对, 鉴定为假单胞菌属细菌。对菌株细胞形态的电镜观察、菌株生长曲线的测定结果表明, 在镉处理浓度为100 mg?L^?1条件下, 菌株生长未受明显抑制, 但菌株形态发生了适应性的变化; 在镉处理浓度超过 300 mg?L^?1时, 菌株生长受到明显抑制; 在镉处理浓度 700 mg?L^?1条件下, 菌株仍能生长, 但生长延滞期延长, 对数期后的生长量亦低; 对菌体镉含量分析表明, 在100 mg?L^?1镉处理下, 3株菌株菌体中的镉含量分别为 9.04 mg?g^?1、4.96 mg?g^?1和 28.58 mg?g^?1, 富集系数依次为 90.4、49.6 和 285.8。可见, 分离得到的 3 株菌株具有较强镉耐性和镉吸收能力, 将为稻田土壤重金属镉污染的修复提供重要微生物资源。中国生态农业学报. 2012 20(5): 597-603.

连作年限对香蕉园土壤线虫群落结构及多样性的影响

钟爽, 何应对, 韩丽娜, 周兆禧, 马蔚红, 曾会才, 金志强

钟爽, 何应对, 韩丽娜, 周兆禧, 马蔚红, 曾会才, 金志强为研究连作对蕉园土壤生态系统的影响, 以海南香蕉种植区为例, 采集不同连作年限(l a、3 a、5 a、7a、10 a 和 15 a)蕉园土壤, 采用线虫形态学鉴定方法, 分析了不同连作年限蕉园土壤线虫群落结构及多样性的变化规律。结果表明: 整个生育期不同连作年限地块共发现土壤线虫属 45 个。苗期随连作年限增加线虫总数、食细菌线虫数量和食真菌线虫数量逐渐降低(15 a 除外); 营养生长期随连作年限增加线虫总数、食细菌线虫数量和食真菌线虫数量先增加后降低; 抽蕾期随连作年限增加线虫总数和食细菌线虫数量先增加后降低, 食真菌线虫数量逐渐降低。整个生长季, 随着连作年限增加植物寄生线虫数量先增加后降低。苗期、营养生长期和成熟期, 随着连作年限增加捕食/杂食线虫数量逐渐降低。苗期和抽蕾期的线虫总数显著高于营养生长期和成熟期。苗期的食真菌线虫数量和营养生长期的植物寄生线虫数量显著低于其他各生长时期。苗期和营养生长期的捕食/杂食线虫数量显著低于抽蕾期和成熟期。苗期随连作年限增加, 优势度指数(λ)先增加后降低, 香农多样性指数(H′ )和植物寄生线虫成熟度指数(PPI)逐渐增加, 瓦斯乐斯卡指数(WI)和通路指数(NCR)逐渐降低; 营养生长期随连作年限增加, λ 先增加后降低, NCR 和 PPI 逐渐增加, H′、自由生活线虫成熟度指数(MI)和WI 逐渐降低; 抽蕾期随连作年限增加, λ 先增加后降低, NCR 和 PPI 逐渐增加, H′ 和 WI 逐渐降低; 成熟期随连作年限增加, H′ 和 MI 逐渐降低, PPI 逐渐增加。从整个生育期来看, 随生长时间推移, H′ 逐渐增加, λ 逐渐降低,苗期和营养生长期的 MI低于抽蕾期和成熟期, 苗期和成熟期的 WI低于营养生长期和抽蕾期。本研究显示, 土壤线虫群落结构可有效反映连作蕉园土壤的健康状况, 土壤线虫可作为土壤中重要的指示生物。中国生态农业学报. 2012 20(5): 604-611.

茶叶挥发物对鞍形花蟹蛛觅食行为的影响

王国昌, 孙晓玲, 蔡晓明, 陈宗懋

王国昌, 孙晓玲, 蔡晓明, 陈宗懋为了探明茶叶挥发物在鞍形花蟹蛛(Xysticus ephippiatus Simon)搜寻猎物——茶尺蠖(Ectropis obliqua Prout)过程中的作用, 采用固相微萃取?气相色谱?质谱联用技术研究了茶尺蠖取食对茶树叶片挥发物释放的影响, 并通过蜘蛛行为观测平台研究了蟹蛛在不同味源侧(觅食斑块)的活动行为。结果表明: 对照叶片没有释放出挥发物, 经茶尺蠖幼虫取食后的叶片能释放 31 种挥发物, 其中有 12 种绿叶挥发物、 9 种萜类及其衍生物、4 种芳香族挥发物和 6 种未知化合物。行为观测表明, 雌、雄蟹蛛进入处理味源侧(茶尺蠖取食后的茶树叶片)和对照味源侧(未损伤茶树叶片)的初次选择均不存在差别(P>0.05), 雌蛛进入处理味源侧和对照味源侧的频次分别为 3.37±0.18 和 3.43±0.15, 二者无明显区别(P>0.05); 雄蛛进入两侧的频次分别为 3.86±0.21 和 3.66±0.20, 也无明显区别(P>0.05); 雌蛛在处理味源侧和对照味源侧的停留时间分别为(922.57±19.59) s 和(818.89±29.63) s, 有极显著差异(P<0.01), 雄蛛在两侧的停留时间分别为(937.97±18.05) s 和(814.83±18.97) s, 也有极显著差异(P<0.01), 表明雌蛛、雄蛛在处理侧的停留时间明显延长。这说明, 猎物取食诱导改变了茶树叶片挥发物的释放, 而鞍形花蟹蛛能感知挥发物的变化并由此调整在不同觅食斑块中的停留时间。另外, 本文还讨论了挥发物在蟹蛛搜寻猎物过程中的生态学意义。中国生态农业学报. 2012 20(5): 612-618.

蓖麻叶片粗提物对黄瓜瓜绢螟的作用

周福才, 顾爱祥, 周桂生, 陈学好, 齐晓花, 洪楠楠, 任佳, 邵久之

周福才, 顾爱祥, 周桂生, 陈学好, 齐晓花, 洪楠楠, 任佳, 邵久之为了测定蓖麻对瓜绢螟的作用, 也为黄瓜害虫无公害控制提供新的手段, 用不同浓度的蓖麻叶片粗提物处理黄瓜叶片, 测定瓜绢螟取食量、存活率及体内解毒酶活性的变化。结果显示, 蓖麻叶片粗提物对瓜绢螟的取食和存活有明显的抑制作用, 处理浓度越大, 取食量和存活率越小。如用稀释200 倍的蓖麻叶片粗提液处理黄瓜叶片, 瓜绢螟的取食面积(1.89 cm²)仅为对照(3.51 cm²)的53.7%, 存活率为对照的2.3%; 600 倍浸提液处理的瓜绢螟取食面积(3.43 cm²)为对照的97.7%, 存活率为对照的51.4%。瓜绢螟幼虫虫龄对粗提物的作用有明显影响, 粗提物对低龄幼虫的作用明显强于高龄幼虫, 200 倍液处理24 h 后, 1 龄幼虫的存活率(22.22%)仅为5 龄幼虫(66.67%)的33.33%。不同剂量蓖麻叶片粗提物处理后, 瓜绢螟体内的谷胱甘肽转移酶、羧酸脂酶、多功能氧化酶等解毒酶活性迅速上升, 随着处理剂量的增加, 解毒酶的活性上升幅度增大。取食用稀释200 倍的蓖麻粗提液处理的黄瓜叶片24 h 后, 1 龄幼虫和5 龄幼虫体内谷胱甘肽转移酶活性分别较对照高23.79%和78.02%, 羧酸脂酶活性分别较对照高72.42%和23.84%, 多功能氧化酶活性分别较对照高100.58%和122.39%。结果表明, 蓖麻叶片粗提物对瓜绢螟有明显的拒食和毒杀作用。中国生态农业学报. 2012 20(5): 619-624.

基于IPCC SRES A1B 情景下的福建省水稻生产模拟研究

江敏, 金之庆, 杨慧, 朱朝枝, 林文雄

江敏, 金之庆, 杨慧, 朱朝枝, 林文雄选择福建省作为研究区域, 根据地形特点划分了3 个水稻种植区, 选取17 个样点及9 个代表性品种,采用2006—2007 年的逐日气象资料及同期区试产量资料对作物的遗传参数进行了调试; 根据IPCC 排放情景特别报告(SRES)中的A1B 方案, 利用区域气候模式PRECIS 构建的气候变化情景文件与作物模型(CERES-Rice)耦合, 采用雨养与灌溉两种方式, 并综合考虑未来CO₂ 浓度增加带来的直接增益效应, 模拟了未来2020s 及2040s 气候变化对福建省水稻生产的影响。结果表明: 无论是雨养方式还是灌溉方式, 未来全省各稻区水稻生育期在两种情景下都将缩短, 单季稻生育期天数减少幅度最大, 2040s 情景下达到20 d 以上。未来双季稻种植区早稻与单季稻均表现为减产。2020s 情景下闽东南稻区早稻减产率达到12.4%(雨养)和11.3%(灌溉); 闽西北双季稻区早稻减产程度略小。单季稻区雨养水稻7.1%及灌溉水稻2.1%的减产主要来自中熟品种的负贡献。2040s 减产幅度将进一步加大。与此相反, 未来两种情景下双季稻区后季稻均表现为增产, 但产量波动性较大。2020s 情景下闽西北双季稻区灌溉后季稻产量增产达到21.0%, 增产幅度大于闽东南地区的10.6%; 雨养方式下后季稻增产幅度略小。2040s 各稻区后季稻增产幅度将减小。未来水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润, 与之相关各稻区灌溉需要量均有所增加。总之, 由于大气CO₂ 肥效作用可在一定程度上提高未来气候变化下后季稻产量, 全省水稻总产近期将有所增加, 雨养与灌溉方式下分别增长0.4%及1.7%, 但变化趋势是随着未来温度的增加总产将减少, 负贡献主要来自于单季稻和早稻。中国生态农业学报. 2012 20(5): 625-634.

基于地块尺度的耕地集约利用与环境压力关系—— 以塔里木河流域780 个地块为例

张新焕, 杨德刚, 王昌燕, 侯艳军

张新焕, 杨德刚, 王昌燕, 侯艳军为了揭示耕地高效利用与此过程中所产生的环境压力的关系, 基于农户抽样问卷调查, 利用集约度与环境负荷率指标, 分析了塔里木河流域780 个耕地地块集约利用与环境压力的关系。结果表明: (1)75.90%的地块集约度小于1 元·m^?2, 环境负荷率随集约度的增长而明显增加; 18.60%的地块集约度在1~1.5 元·m^?2 之间, 环境负荷率的增长小于集约度的增长, 在小幅波动的基础上保持较为平稳的趋势; 5.50%的地块集约度大于1.5元·m^?2, 环境负荷率随集约度的增高反而呈降低趋势。(2)耕地投入结构的差异导致耕地环境压力的不同变化趋势, 不可更新工业能的投入比重增加会导致环境负荷率增大, 但是在增加不可更新工业能的同时加大可更新人工辅助能的投入可以抑制环境负荷率的升高。(3)作物种植类型与地块规模也在一定程度影响到耕地环境负荷的变化, 小麦与林果任何规模的地块环境负荷率都随集约度增长而增大; 小规模植棉地块, 环境负荷率随着集约度的增大而增强, 0.33 hm² 以上的大地块棉田, 环境负荷率随着集约度的增长特征没有小地块明显; 小地块瓜地集约度基本保持一致, 环境负荷率变化也较少, 而大规模瓜地环境负荷率随着集约度增加有所增大。中国生态农业学报. 2012 20(5): 635-642.

基于标准化降水蒸散指数的中国干旱趋势研究

李伟光, 易雪, 侯美亭, 陈汇林, 陈珍莉

李伟光, 易雪, 侯美亭, 陈汇林, 陈珍莉标准化降水蒸散指数(SPEI)通过标准化潜在蒸散与降水的差值表征一个地区干湿状况偏离常年的程度, 是分析干旱演变趋势的新理想指标, 目前已经广泛应用于干旱评估、水资源管理等领域。用SPEI 和1951—2009 年中国区域160 个站的月降水量及月平均气温资料, 对中国59 年来干旱化的空间分布、四季干旱趋势变化和全国极端干旱事件发生频次进行了分析, 并定性分析了干旱发生的原因。结果表明, 我国普遍存在干旱化的事实, 西部、华北和东北地区干旱化最为显著。我国四季均呈现干旱化趋势, 其中春、秋季干旱化趋势明显, 夏季最近15 年都处于干旱状态, 但干旱化趋势未通过0.05 显著性检验; 另外全国极端干旱事件发生频率明显增多。东北和华北地区的降水呈现轻微减少趋势, 而温度升高趋势明显, 降水和温度的共同作用导致了明显的干旱化。四川盆地温度升高趋势不显著, 但降水减少显著, 降水较少是导致四川盆地干旱化的主要原因。降水频率的减少和集中也导致近几年极端干旱事件明显增多。我国普遍的干旱化趋势和明显增多的极端干旱事件可能对我国经济发展产生阻碍。中国生态农业学报. 2012 20(5): 643-649.

生态补偿对牧民社会观念的影响——以甘南黄河水源补给区为例

侯成成, 赵雪雁, 赵敏丽, 江进德, 张丽, 李建豹

侯成成, 赵雪雁, 赵敏丽, 江进德, 张丽, 李建豹牧民的生态环境行为受制于牧民的社会观念, 全面评估生态补偿对牧民社会观念带来的影响是牧区环境不断改善的必要前提。本研究以甘南黄河水源补给区为例, 基于多准则模糊分析模型, 采用参与性农户评估方法对牧民家庭进行调查, 并根据分布区域将其分成纯牧区牧户、半牧区牧户和农区牧户, 就实施生态补偿后对甘南黄河水源补给区内牧民的社会观念变化造成的影响进行了分析。结果表明: (1)生态补偿对牧民的维权意识影响指数为3.53, 影响程度较高, 但全区仅有41.13%的牧民选择维权，农区要好于纯牧区和半牧区, 牧民的维权意识有待进一步提高; (2)生态补偿对牧民的监督意识影响指数为4.02, 影响程度很高, 受牧民文化程度的影响, 在半牧区和农区表现较为强烈; (3)牧民对环境变化的关注程度不断加大, 生态补偿对牧民的环保意识的影响较为深刻, 影响指数为3.95, 且3 组之间差异不大; (4)生态补偿对牧民参与意识的影响指数为3.94,生态环境的改善和优惠政策带来的好处导致半牧区和农区牧民受到更大影响。从整体来看, 生态补偿的实施对甘南黄河水源补给区牧民的社会观念产生了重要影响, 其中纯牧区牧民具有更好的维权意识, 而半牧区和农区牧民则对监督意识、参与意识具有更深感受。中国生态农业学报. 2012 20(5): 650-655.

内蒙古草原生态系统服务与人类福祉研究初探

代光烁, 余宝花, 娜日苏, 董孝斌

代光烁, 余宝花, 娜日苏, 董孝斌近年来生态系统服务与人类福祉研究引起了广泛关注, 研究者开始探讨不同生态系统服务与人类福祉的关系, 并已成为当前生态学领域研究的前沿课题。内蒙古草原生态系统服务与人类福祉的研究对保护内蒙古草原生态环境, 维持草原生态系统持续为人类提供服务的能力, 进一步改善和提高人们的福祉水平有重要意义。草原生态系统服务与人类福祉之间不是线性关系, 人类福祉不会持续增加。随着内蒙古草原生态系统服务变化对人类福祉影响日益加深, 内蒙古草原生态系统服务与人类福祉的研究越来越受到人们的重视,政府部门也相继出台一些政策, 对内蒙古草原生态环境进行恢复和保护。内蒙古草原生态系统服务与人类福祉研究目前存在以下几个问题: (1)缺乏内蒙古草原生态系统服务变化对人类福祉影响的各个方面动态的研究数据; (2)人类福祉的变化对内蒙古草原生态系统服务影响的定性和定量研究; (3)国家政策的持续性。根据以上研究不足, 研究者认为在内蒙古草原生态系统服务与人类福祉研究领域应当关注和加强以下问题: (1)内蒙古草原生态系统服务的形成及波动与人类福祉之间的互动格局; (2)内蒙古草原生态系统服务与人类福祉各个方面明确的相互耦合与互动关系研究; (3)逐步建立相对完善的内蒙古草原人类福祉指标评价体系; (4)政府政策是否能够持续有效。中国生态农业学报. 2012 20(5): 656-662.