中国生态农业学报

植物化感作用类型及其在农业中的应用

王建花, 陈婷, 林文雄

王建花, 陈婷, 林文雄本文总结前人研究成果的基础上，对不同植物化感作用类型及其作用机制和在农业中的应用进行了探讨。植物化感作用包括化感偏害作用、自毒作用、自促作用和互惠作用。植物化感偏害作用是由植物根系分泌物介导下的植物与特异微生物共同作用的结果。利用植物化感偏害作用控制田间杂草是一项环境友好型的可持续农业技术，并已在水稻化感抑草研究方面取得了较突出的成果。植物化感自毒作用(作物连作障碍)是造成作物产量降低、生长状况变差、品质变差、病虫害频发的现象。药用植物, 特别是以根部入药的药用植物中, 连作障碍表现更为突出。近年来研究结果认为根系分泌物生态效应的间接作用及土壤微生物区系功能紊乱是导致植物连作障碍的主要因素。因此, 改善土壤生长环境, 恢复和修复根际土壤微生物结构平衡, 增强生态系统机能是克服作物连作障碍的关键。植物化感自促作用(连作促进作用)是在植物根系分泌物促进下, 根际土壤微生物之间此消彼长, 有益微生物之间互利协作, 土壤肥力和营养补给能力明显改善, 从而增强植物根系抗性, 促进植物生长发育, 提高产量和品质的结果。牛膝的连作促进作用明显，有学者试图通过牛膝与其他不耐连作药用植物间作套种或轮作, 实现药用植物生产的可持续发展。植物间的正相互作用(互惠作用)是作物间套种系统超产和养分等资源高效利用的重要机制, 根系分泌物在介导根际微生物与植物的有利互作中起到重要作用。最后作者强调指出, 存在于根际土壤的微生物群落的宏基因组组成是决定植物能否健康生长的关键。深入研究存在于土壤生态系统中的植物体外基因组的组成与演化机制, 将成为借用现代合成生物学原理与技术, 定向控制植物根际生物学过程, 促进作物生产可持续发展的优先研究领域。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1173-1183.

中国玉米化学氮肥利用率的时空变异特征

杨小梅, 刘树伟, 秦艳梅, 陈楠楠, 邹建文

杨小梅, 刘树伟, 秦艳梅, 陈楠楠, 邹建文玉米生产对我国粮食安全意义重大。化学氮肥施用是保证玉米稳产高产的一个重要条件, 但过量施用也会导致环境问题, 所以化学氮肥的施用量和利用率一直是农业科学领域关注的一个重要课题。本文通过资料搜集、数据整理和分析, 探索中国过去几十年玉米各种植区化学氮肥的当季单位面积施用量(application rate, AR)和回收利用率(recovery efficiency, RE)、农学利用率(agronomic efficiency, AE)、偏生产力(partial factor productivity, PFP)的变异特征。结果表明: 在过去的几十年内, 中国玉米生产中当季AR总体呈增长趋势, 从1970s的93.3 kg·hm^-2持续增长至21世纪初的238.2 kg·hm^-2; RE和AE都呈下降趋势, 分别从1970s的42.1%和17.0 kg·kg^-1下降至21世纪初的26.4%和9.5 kg·kg^-1; PFP在各个时期均趋于稳定, 维持在40.0 kg·kg^-1左右。在全国各玉米种植区内, 北方春播玉米区的AR各时期均较其他各区低且增速缓慢, AE和RE则偏高; 黄淮海平原春、夏播玉米区的AR增速同全国平均增速基本持平, 较全国略高, AE和RE较全国平均水平低。另外, 本研究还证实平衡施肥、使用氮高效品种以及优化农业管理等举措可成为提高我国氮肥利用率、减少资源浪费和减轻环境污染的有效途径。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1184-1192.

红壤旱地稻草覆盖对夏玉米抗旱性的影响

高雪涛, 王卫, 谢小立, 尹春梅, 陈安磊

高雪涛, 王卫, 谢小立, 尹春梅, 陈安磊为了探明不同稻草覆盖量对红壤夏玉米地抗旱性的影响, 2006-2012年, 以不覆盖为对照(CK), 在中国科学院桃源农业生态试验站设置 3 个水平稻草覆盖量: 5 000 kg·hm^-2 (T1)、10 000 kg·hm^-2 (T2)和15 000 kg·hm^-2 (T3), 调查各处理的土壤水分、夏玉米生长和光合性能, 以及玉米产量与干旱程度的相关性。结果表明, 稻草覆盖提高表层土壤(0~20 cm)总有效水含量, T1、T2、T3与CK相比分别提高6.8%、19.3%(P>0.05)和28.4%(P<0.05)。光合速率灌浆期T1、T2、T3比CK分别提高24.1%、40.3%、53.8%, 成熟期分别提高20.0%、40.3%、37.9%。研究发现, 生育期旬干旱发生比率为18.2%, 覆盖处理与对照之间产量无显著差异; 发生比率为18.2%~63.6%时, 玉米产量差异显著(P<0.05); 发生比率为18.2%~36.4%时, T1产量最大, 而在54.5%时, T3产量最大; 2011年发生比率为63.6%, 超出了稻草覆盖抗旱范围。综合考虑稻草利用效率和平均抗旱能力, 本研究建议在红壤丘陵区旱地5 000 kg·hm^-2的稻麦覆盖量较适宜。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1193-1201.

冬季覆盖作物残茬还田对双季稻田土壤有机碳和碳库管理指数的影响

肖小平, 唐海明, 聂泽民, 郭立君, 刘征鹏, 汤文光, 汪柯, 杨光立

肖小平, 唐海明, 聂泽民, 郭立君, 刘征鹏, 汤文光, 汪柯, 杨光立研究冬季不同覆盖作物残茬还田后稻田土壤总有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化, 对合理利用冬闲稻田, 发展冬季覆盖作物, 以及科学评价不同种植模式具有重要意义。本研究以不同冬季覆盖作物-双季稻定位试验为研究对象, 采用田间小区试验方法, 分析了黑麦草-双季稻(T1)、紫云英-双季稻(T2)和油菜-双季稻(T3) 3种种植模式不同冬季覆盖作物残茬还田后对土壤耕层(0~20 cm)总有机碳、活性有机碳含量的影响, 并计算了各处理的碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和碳库管理指数。结果表明, 与冬闲-双季稻(对照)相比, T1、T2和T3处理的冬季覆盖作物残茬还田均提高了稻田土壤总有机碳和活性有机碳含量, 其大小顺序均表现为T2>T1>T3>CK。其中, 各处理稻田土壤总有机碳含量均显著高于对照, 早稻收获时T1、T2和T3处理土壤总有机碳含量两年平均分别比对照增加6.73%、10.53%和4.79%, 晚稻收获时两年平均分别增加4.16%、6.20%和2.37%; T1和T2 处理土壤活性有机碳含量均显著高于对照, 早稻收获时两年平均分别比对照增加10.52%和21.52%, 晚稻收获时两年平均分别增加11.99%和15.59%。冬季覆盖作物残茬还田提高了土壤碳库活度、碳库活度指数、碳库指数和土壤碳库管理指数, 其大小顺序均表现为T2>T1>T3。总的来说, 各处理中以紫云英残茬还田的效果为最好, 黑麦草和油菜残茬还田的效果次之。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1202-1208.

稻田冬种绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响

杨滨娟, 黄国勤, 王超, 林青, 徐宁

杨滨娟, 黄国勤, 王超, 林青, 徐宁为探讨冬季种植绿肥作物改良土壤的生态作用, 以冬闲连作为对照, 通过连续8年的定位试验研究了冬种绿肥(紫云英、油菜和黑麦草)收获后翻压还田对后作水稻产量及土壤肥力的影响。结果表明: 连续8年冬种绿肥期间, 冬种绿肥各处理的水稻平均产量均高于冬闲对照, 但不同处理增产效果有所不同, 其中紫云英早稻晚稻处理增产效果最明显, 为10.48%, 其次是油菜早稻晚稻处理(7.31%), 黑麦草早稻晚稻处理的增产效果较差, 仅为5.76%。紫云英早稻晚稻处理的土壤pH和碱解氮含量最高, 与其他处理相比, pH增加0.58%~1.37%, 碱解氮增加6.59%~35.35%。黑麦草早稻晚稻处理的土壤有机质、有效磷、速效钾含量和C/N在各处理中最高, 分别较其他处理高2.99%~4.98%、19.25%~31.05%、16.97%~22.15%和0.97%~6.61%。相关性分析结果表明, 水稻产量与每穗颖花数、结实率、千粒重及土壤碱解氮、有效磷极显著相关(P<0.01), 与每穗粒数、有机质、速效钾显著相关(P<0.05), 而与穗长、有效穗数及土壤pH和C/N相关不显著; 水稻产量各构成要素与土壤养分之间的关系极为密切。综合来看, 稻田冬种绿肥有利于增加水稻产量和改善土壤肥力。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1209-1216.

设施菜田土壤呼吸速率日变化特征分析

任涛, 李俊良, 张宏威, 陈清, 王敬国

任涛, 李俊良, 张宏威, 陈清, 王敬国研究设施菜田土壤呼吸速率日变化特征对于了解CO₂排放对环境和作物生长的影响十分重要。本研究采用CO2红外分析仪动态箱法在2009年秋冬季和2010年冬春季监测了不同有机肥和氮肥处理下设施菜田土壤呼吸速率的日变化特征。结果表明: 施用有机肥和秸秆明显提高设施菜田土壤呼吸速率, 尤其是在高氮投入下, 鸡粪和小麦秸秆混施土壤呼吸速率明显高于其他处理; 不同季节各处理土壤呼吸速率的日变化特征基本一致, 土壤呼吸速率的最大值出现在14:00-17:00; 随着温度升高, 土壤呼吸速率逐渐增加, 但是过高的温度和CO₂浓度均会抑制土壤呼吸速率; 上午8:00-11:00测定的土壤呼吸速率值与土壤呼吸速率日平均值基本一致, 可采用上午8:00-11:00土壤呼吸速率的观测值评估设施菜田CO₂的排放量; 施肥、温度和温室内近地面CO₂浓度是影响不同季节土壤呼吸速率日变化的主要因素, 合理调控对于实现设施蔬菜的可持续发展具有重要意义。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1217-1224.

喀斯特地区洼地剖面土壤含水率的动态变化规律

张川, 陈洪松, 聂云鹏, 张伟, 冯腾, 王克林

张川, 陈洪松, 聂云鹏, 张伟, 冯腾, 王克林本文基于连续2年土壤水分的定位监测数据, 分析探讨了喀斯特地区不同地质背景(纯灰岩与白云质灰岩)洼地剖面(0~90 cm)土壤含水率的动态变化规律。结果表明: 洼地剖面土壤含水率总体较高, 且从表层到深层表现为增长型; 2009年和2010年土壤含水率的变化均具有明显的分层现象, 从上到下依次为活跃层、次活跃层、相对稳定层, 但均无速变层, 不同地质背景的具体分层略有差异; 活跃层和次活跃层集中分布在浅层土壤层, 相对稳定层较厚, 对应着较差的水文调蓄功能, 洼地土壤的水分调蓄功能可能会因其相对较深厚(80~100 cm)的土层而被高估。受降雨、蒸发及植物蒸腾等因素的影响, 土壤储水量具有明显的动态变化特征, 一年中可分为相对稳定期、消耗期和补给期3个阶段, 而土壤水分亏缺的补偿和恢复, 主要依靠强度适中、历时较长且雨量较大的降雨, 微雨和暴雨的作用较小。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1225-1232.

滨海重盐碱地人工栽植柽柳生长动态及生态效应

封晓辉, 张秀梅, 刘小京, 程瑞梅, 孙焕荣

封晓辉, 张秀梅, 刘小京, 程瑞梅, 孙焕荣柽柳(Tamarix chinensis)是盐碱地土壤改良和植被构建的先锋物种, 但仅靠柽柳的自然扩散难以在滨海重盐碱地形成灌木优势群落, 对盐碱地的改良作用不明显, 因此探索重盐碱地人工栽植柽柳的生态效应有重要意义。本研究以撂荒地为对照, 对不同树龄的人工柽柳群落的个体生物量、碳储量动态、植物物种组成及其重要值和土壤特性进行分析, 以评估重盐碱地栽植柽柳的生态效应。结果显示: 3年生、5年生和7年生柽柳个体单株生物量逐渐增加, 群落的植被碳密度分别为4.78 t(C)·hm^-2、5.56 t(C)·hm^-2和6.89 t(C)·hm^-2, 而对照撂荒地碳密度只有0.98 t(C)·hm^-2; 与对照地相比, 栽植柽柳显著降低了土壤表层的含盐量, 对照地土壤0~10 cm的平均盐分含量高达10.53 g·kg^-1, 而3年生、5年生和7年生0~10 cm土壤平均含盐量分别为3.35 g·kg^-1、1.86 g·kg^-1和5.54 g·kg^-1。栽植柽柳后土壤有机质和有效氮呈增高趋势, 有效钾含量显著增加, 7年生柽柳土壤0~5 cm和5~15 cm的有效钾含量分别比对照地高出65.59%和28.90%。随着柽柳树龄增加群落中草本植物的丰富度逐渐升高, 对照地的草本物种只有8种, 7年生柽柳群落达到15种; 耐盐物种在群落中的重要值随着栽植的时间逐渐降低, 盐地碱篷的重要值由34.8下降到0.7, 以种子兼营养繁殖的植物如獐毛和苦荬菜的优势度逐渐增大。这证明, 重盐碱地人工栽植柽柳可以快速构建灌木优势群落, 固碳作用明显; 同时栽植柽柳为生态系统提供了进展演替的动力, 灌草结合的群落结构和稳定的群落环境不仅促进盐碱地土壤表层盐分含量的降低, 也促进了物种多样性的增加和群落的进展演替, 是提高滨海重盐碱地利用率的有效途径。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1233-1240.

基于GGE双标图和马克隆值选择的棉花区域试验环境评价

许乃银, 李健, 张国伟, 周治国

许乃银, 李健, 张国伟, 周治国棉纤维马克隆值是与纤维成纱品质密切相关的重要品质指标, 也是长江流域棉花品质改良的主要制约因子。选择利用对目标环境代表性强的试验点进行区域试验布局有助于提高马克隆值育种效率和节省试验成本。GGE双标图是进行试验点代表性评价和选择最有效的统计和图形展示工具, 已经在多种作物区域试验中用于品种稳定性和试验环境相似性分析, 但在基于马克隆值选择的棉花区域试验环境评价中应用报道较少。本文采用GGE双标图方法对2000-2010年期间27组长江流域国家棉花区域试验中的15个试验环境基于马克隆值选择的鉴别力、代表性和理想指数进行综合评价与分析。结果表明: 各试验环境依理想度指数优劣排序为荆州市>黄冈市>南通市>九江市>岳阳市>射洪县>常德市>安庆市>武汉市>南阳市>南京市>慈溪市>襄阳市>简阳市>盐城市; 从中筛选出最理想试验环境为湖北省荆州市, 较理想试验环境为湖北省黄冈市、江苏省南通市和江西省九江市, 这些试验环境对以长江流域为目标环境的广适性新品种选育和作为区域试验点鉴别理想品种的效率最高; 而位于江浙沿海棉区的江苏省盐城市和浙江省慈溪市不适宜作为针对长江流域的马克隆值选择与推荐环境。本研究充分展示了GGE双标图在区域试验环境评价方面的应用效果, 也为以长江流域棉区为目标环境的广泛适应性和特殊适应性品种的马克隆值选择和应用提供理论依据。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1241-1248.

设施条件下不同桃品种的开花生物学特性

张红, 安建东, 黄家兴, 周志勇

张红, 安建东, 黄家兴, 周志勇桃是主要温带水果之一, 在全球范围内广泛栽培。中国桃栽培面积和产量均居世界第一位。近十年来, 随着设施农业的迅猛发展, 桃设施栽培技术在中国北方地区逐步推广。但在设施桃的生产过程中, 常存在授粉不足、座果率低下等诸多问题。本研究以设施桃主栽品种"大久保"、"早露蟠"、"瑞光5号"和"90342"为材料, 在北京市平谷区进行了不同桃品种的开花动态、花药开裂、花粉数量、花粉活力和柱头可授性等生物学特性观察, 旨在为设施桃生产的科学管理和有效授粉提供依据。结果表明: 4个桃品种的始花期顺序依次为"瑞光5号"、"早露蟠"、"大久保"和"90342", 最早和最晚相差8 d; 单花盛开期"90342"仅为2 d, 其他3个品种桃为4~5 d。不同品种花药开裂起始时间、持续时间及高峰期不同; 单花花粉数量在不同品种间差异显著, "90342"最高, 为100 360±8 017, 其次为"大久保"91 485±8 002和"瑞光5号"73 245±5 034, "早露蟠"花粉量最少, 为59 609±5 048; "大久保"、"瑞光5号"和"90342"的花粉活力在花朵全开当天最强, 分别为44.8%±3.1%、52.4%±4.2%、32.8%±4.5%, "早露蟠"在花后第1 d花粉活力达到最高值63.3%±3.7%; "瑞光5号"与"90342"的花粉寿命仅为3 d, 而"大久保"与"早露蟠"的花粉寿命达6~7 d; "大久保"、"早露蟠"和"瑞光5号"的柱头可授性在花后3~4 d最强, 可授期为6~7 d, "90342"柱头可授性在花后第2 d最强, 可授期仅为3 d。本研究为设施条件下4个桃品种的传粉生态学研究及设施桃花期管理提供了科学依据, 也为进一步探索授粉作用机制奠定了基础。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1249-1256.

不同土地利用方式土壤对铜、镉离子的吸附解吸特征

房莉, 余健, 张彩峰, 俞元春

房莉, 余健, 张彩峰, 俞元春采用一次平衡法对Cu²⁺、Cd²⁺在城市及城郊农田、林地、草地3种土地利用方式土壤中的吸附解吸过程进行比较研究, 结果表明: Cu²⁺、Cd²⁺在3种土地利用方式土壤中的吸附量均随平衡液浓度的增加而增大, Cu²⁺、Cd²⁺在农田土壤上的吸附量均高于林地和草地土壤。分别用Langmuir和Freunlich两种等温吸附方程对吸附过程进行拟合, 3种土壤对Cu²⁺的吸附过程运用Langmuir方程拟合效果好, 而对Cd²⁺的吸附过程运用Freunlich方程拟合效果更好。Cu²⁺在3种土壤的解吸量大小顺序为农田>林地>草地, Cd²⁺在3种土壤的解吸量大小顺序为农田>草地>林地。两种离子在3种土壤中的动态吸附是个快速反应的过程, 随时间延长, 吸附反应趋于平衡。运用双常数函数方程和Elovich方程能较好地拟合重金属在土壤上的吸附动力学过程。Cu²⁺、Cd²⁺的吸附与土壤黏粒含量、有机质含量、CEC和pH均有关。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1257-1263.

间作及伴随阴离子肥料对油菜吸收积累镉的影响

谭国湛, 王甜, 韩国君, 李金霞, 陈年来

谭国湛, 王甜, 韩国君, 李金霞, 陈年来为提高Cd污染土壤植物修复效率, 采用盆栽方法研究了Cd含量为10.0 mg·kg^-1的土壤中, 伴随阴离子肥料和间作鹰嘴豆对油菜生长与吸收积累Cd的影响。结果表明: 单作下, 不同肥料处理土壤DTPA提取态Cd含量为Cl^->NO₃^->SO₄^2- >无伴随阴离子; 间作鹰嘴豆提高土壤DTPA提取态Cd含量, 且伴随C₁^-、SO₄^2- 或NO₃^- 条件下达显著水平。单作下, 油菜主根长为NO₃^- >C₁^- >SO₄^2- >无伴随阴离子, 根系体积为SO₄^2->NO₃^- >C₁^- >无伴随阴离子, 根系活力NO3 >SO42 >Cl >无伴随阴离子; 间作鹰嘴豆在无肥处理下可显著提高油菜的主根长与根系体积, 在无肥处理、SO₄^2- 、NO₃^- 处理下显著提高根系活力。单作下, 油菜地上部Cd含量表现为C₁^- >SO₄^2- >NO₃^- >无伴随阴离子, 间作鹰嘴豆可显著降低无肥处理地上部Cd含量, 但显著提高施肥处理地上部的Cd含量。单作下, 施肥可显著增加油菜的Cd积累总量, 以伴随C₁^-处理最大, 达470.4 μg·plant^-1; 间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd积累总量, 且伴随C₁^- 处理最大, 达783.7 μg·plant^-1。除伴随C₁^- 处理外, 施肥处理均可显著提高油菜的Cd转移系数, 施肥处理的Cd转移系数均大于1; 间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd转移系数, 且施肥条件下达显著水平。因此, 如果把油菜用作Cd污染土壤植物修复作物, 可选择施用含Cl 肥料和间作鹰嘴豆, 以提高修复效率。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1264-1270.

温度对麦秸混合物料厌氧干发酵中糖类水解酶活性的影响

牛俊玲, 梁丽珍, 刘蕾, 张全国

牛俊玲, 梁丽珍, 刘蕾, 张全国水解酶活性直接影响到秸秆厌氧干发酵的沼气产量。本文以麦秸为主要原料, 配制干物质含量(TS)35%的混合发酵物料, 设置20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃ 5种不同温度条件, 发酵周期为35 d, 测定发酵过程中料液的纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和蔗糖酶的活性变化。结果表明, 沼气产气高峰在35 ℃左右, 20~40 ℃时, 随着温度的升高, 发酵后料液的料液干物质含量(TS)、可挥发固体含量(VS)、C/N均明显下降, 发酵产沼气后, 各处理发酵液 pH都降到7.0以下, 其中40 ℃的pH降低幅度最大。纤维素酶活性在发酵初期较低, 峰值出现也较晚, 温度升高明显有利于提高纤维素酶活性。木聚糖酶的起始活性较高, 整个发酵过程中呈先升高后降低并渐趋于平缓的变化趋势, 20~25 ℃处理的木聚糖酶活性在整个发酵过程中没有明显峰值。淀粉酶的起始活性较低, 但随后迅速升高, 30~40 ℃处理在10 d左右达到峰值后开始下降, 此后酶活力的变化幅度较前期平稳。蔗糖酶的起始酶活力较低, 随后升高迅速, 温度在30 ℃以上时酶活性增加更快, 35 ℃时15 d达到峰值后迅速下降, 下降速度明显大于30 ℃和40 ℃处理。由此可见, 温度对秸秆厌氧干发酵过程中不同水解酶活性的影响还是有所差异的。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1271-1276.

苏云金芽孢杆菌菌剂对棉花根际土壤细菌数量及多样性的影响

韩美哲, 王小显, 刘常宏, 薛雅蓉, 卜元卿, 张明

韩美哲, 王小显, 刘常宏, 薛雅蓉, 卜元卿, 张明采用稀释平板培养法与PCR-DGGE技术, 以阿维菌素为阳性对照, 水为阴性对照, 研究了大田喷施推荐剂量(0.1 kg·hm^-2)和高剂量(10 kg·hm^-2)苏云金芽孢杆菌(Bt)菌剂对棉花根际土壤细菌种群数量及结构的影响。结果表明, 喷雾处理后1~3 d, 不同处理组土壤细菌数量间无显著性差异, 在3 d时细菌数量均值达到最大, 之后开始下降, 12 d后清水对照、推荐剂量Bt菌剂、高剂量Bt菌剂处理组土壤细菌数量均值维持在4.0×107 CFU·g^-1左右; 推荐剂量Bt菌剂处理样品土壤细菌数量在6 d时显著高于清水对照, 其余时间与清水对照间无显著性差异; 高剂量Bt菌剂处理与清水对照在整个试验期间均无显著性差异; 阿维菌素处理组土壤细菌数量在0~6 d内与清水对照无显著性差异, 而在12~45 d内显著低于其他3个处理组。DGGE图谱显示, Bt菌剂处理对棉花根际土壤17种细菌均无显著抑制作用。聚类分析结果表明, Bt菌剂对土壤细菌群落结构的扰动在12 d后得到恢复。与阴性对照组相比, Bt菌剂对土壤细菌多样性指数无显著影响, 而阳性对照阿维菌素对土壤细菌种群消长和多样性指数有较强的影响。对DGGE图谱中17条电泳条带的序列分析, 证明棉花根际土壤中存在起固氮作用的慢生根瘤菌属细菌和具有污染修复与净化活性的鞘脂菌属、鞘氨醇单胞菌属和红球菌属细菌。Bt菌剂与阿维菌素处理均对这些土壤有益菌群无明显不利影响。总体结果表明, Bt菌剂无论是在正常推荐剂量下还是在较高剂量(推荐剂量的100倍)下使用, 对棉花根际土壤微生态环境产生的冲击都较小, 是一种生态安全性较高的生物农药。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1277-1283.

基于地形梯度的河北省太行山区土地利用时空变异研究

许宁, 张广录, 刘紫玉

许宁, 张广录, 刘紫玉地形在一定程度上影响着土地利用变化, 对土地利用空间格局的形成具有重要影响。利用GIS空间分析功能, 结合地形位指数、分布指数和土地利用程度综合指数, 系统分析了1990-2008年间河北省太行山区土地利用变化的地形梯度特征, 探讨地形因素对土地利用方式选择及空间格局的影响, 并定量分析了地形梯度上的土地利用程度状况。结果表明: 各种土地利用类型空间分布及其变化明显受到地形因子的影响和制约, 总的分布特征为: 随着地形位的升高, 耕地的分布指数呈现降低趋势, 草地、建设用地、水域和未利用地先升后降, 而林地则升高; 研究期间林地的优势地形位的上限增加了2个地形位, 草地已失去高地形位上的分布优势, 在中地形位上的优势分布区间增加了3个地形位, 水体的优势地形位在低地形位上有所扩展, 未利用地的优势地形位明显收缩, 而耕地、建设用地优势地形位基本保持稳定; 土地利用程度综合指数随着地形位的增加而不断下降。根据地形梯度上土地利用程度的定量表达, 将研究区地形位划分为3个区段: 耕地、水域、建设用地和未利用地的优势地形位区域、草地和林地的优势分布区、林地的优势地形位区域, 其面积分别占研究区总面积的45.79%、41.30%和12.91%。在此基础上对河北省太行山区土地资源的合理利用和生态环境恢复提出了相应建议和措施。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1284-1292.

基于土地整治的项目区耕地资源社会价值评定及变化分析

马世帅, 刘元芳, 张长春, 张路路, 张宏杰, 周智

马世帅, 刘元芳, 张长春, 张路路, 张宏杰, 周智社会效益评价是土地整治的重要内容之一, 而整治项目区社会价值是土地整治社会效益评价的重要依据, 因此, 开展项目区耕地资源社会价值评定研究对土地整治社会效益评价具有重要意义。本文以河北省曲阳县土地整治项目为例, 通过构建基于土地整治的项目区社会价值评定体系, 借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法、成果参照法及资本还原法等研究方法, 实现土地整治项目区社会价值货币化, 并对整治前后的价值变化进行分析。结果表明, 研究区在土地整治后, 社会保障价值增加32 442.02万元, 但所占总价值比例较整治前有所降低; 社会稳定价值增加1 453.29万元, 人文景观价值增加884.37万元, 且两者占总价值比例均有所升高。耕地总社会价值增加34 779.68万元, 土地整治社会效益显著, 不仅实现了耕作条件的便利、耕地面积的增加, 更实现了生态景观价值的提高。该研究方法对土地整治社会价值评定有借鉴意义, 评价结果可为曲阳县土地整治社会效益评价提供科学依据。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1293-1298.

中国省际间农畜产品虚拟水流动合理性评价与调控研究

邹君, 李红伟, 杨玉蓉, 龚雨

邹君, 李红伟, 杨玉蓉, 龚雨为探究区域虚拟水流动适宜性与流动现状之间的匹配度, 提高我国水资源配置效率, 优化农畜产品生产空间布局, 从水资源、土地资源、农业发展基础、社会经济发展水平和生态环境5个方面构建了中国各省农畜产品虚拟水资源流动适宜性评价指标体系, 运用综合加权求和方法, 计算农畜产品虚拟水资源流动适宜性。并在此基础上, 结合农畜产品虚拟水流动现状, 提出农畜产品虚拟水流动合理性的概念, 构建定量评价模型, 计算中国省际间农畜产品虚拟水资源流动合理性指数。结果表明: 农畜产品虚拟水适宜输出地较适宜输入地多, 且多位于内陆, 西藏、黑龙江、内蒙古农畜产品虚拟水输出适宜性指数大, 北京、天津、上海农畜产品虚拟水输入适宜性指数位居前三; 影响各省农畜产品虚拟水流动适宜性指数大小的原因各异; 全国各省农畜产品虚拟水流动合理性整体水平不高, 合理性指数小于1的仅有14个省, 虚拟水流动较合理的有上海、山西、吉林等省, 其合理性指数分别为0.16、0.21、0.23, 最不合理的为贵州, 其合理性指数高达4.84, 其次是河南、宁夏, 其合理性指数分别为4.18、4.04; 合理性的分布没有明显地域规律, 不同程度的合理性杂乱分布, 没有明显的南北分异或东西分异。最后, 根据各省农畜产品虚拟水流动适宜性以及流动现状, 提出农畜产品虚拟水流动调整策略, 调整类型大致分为控制输出型、鼓励输出型、控制输入型、鼓励输入型、转换输入型和转换输出型6种。宁夏、内蒙古、新疆、黑龙江、河南和吉林属于控制输出型, 西藏、青海、安徽应增加其虚拟水输出量, 福建、浙江、重庆、广州应减少其虚拟水输入量。上海、北京、天津、山西、江苏和陕西6省市农畜产品虚拟水输入现状水平低于其输入适宜性水平, 应该增加其虚拟水输入量。中国生态农业学报. 2013 21(10): 1299-.