中国生态农业学报

地膜覆盖对耕层土壤温度水分和甘薯产量的影响

江燕, 史春余, 王振振, 王翠娟, 柳洪鹃

江燕, 史春余, 王振振, 王翠娟, 柳洪鹃以淀粉型甘薯品种'济徐23'为供试材料, 设置不覆盖地膜(CK)、覆盖透明地膜(TF)和覆盖黑色地膜(BF)3个处理, 研究地膜覆盖对土壤水热状况、甘薯块根形成及产量的影响。结果表明: 地膜覆盖可以提高甘薯块根分化建成期(栽植后0~20 d)0~20 cm各土层的土壤温度1.0~6.5 ℃, 特别是在栽植后10 d覆盖透明地膜比覆盖黑色地膜高0.6~3.5 ℃; 提高0~20 cm土层的土壤相对含水量9.97%~18.1%, 且覆盖黑色地膜比覆盖透明地膜高1.2%~5.1%。地膜覆盖增大根系吸收面积和提高根系活力, 但在20 d时覆盖黑色地膜处理的根系活力显著低于不覆盖地膜的对照(P<0.05); 同时, 在栽植后20 d, 地膜覆盖显著提高了甘薯的光合速率。地膜覆盖显著增加了分化根中内源激素玉米素核苷(ZR)含量, 且黑色地膜在20~30 d 时ZR含量显著高于透明地膜(P<0.05); 显著(P<0.05)提高栽植后40 d块根中脱落酸(ABA)的含量, 且覆盖黑色地膜处理的ABA含量显著(P<0.05)高于覆盖透明地膜处理。地膜覆盖还提高了甘薯块根膨大期块根干物质初始积累量和平均积累速率, 增加了单株结薯数和单薯重, 最终显著提高了收获期块根产量, 覆盖透明地膜和覆盖黑色地膜分别较对照增产10.38%和15.91%。因此, 覆盖地膜能促进甘薯块根早形成, 协调其生长中后期地上部与地下部的关系, 从而提高块根产量。中国生态农业学报. 2014 22(6): 627-634.

充填与非充填开采条件下煤矿沉陷区耕地土壤质量空间分布规律研究

徐良骥, 黄璨, 章如芹, 严家平, HelmutMEUSER, LutzMAKOWSKY

徐良骥, 黄璨, 章如芹, 严家平, HelmutMEUSER, LutzMAKOWSKY 为了研究煤矿井下充填开采是否能有效保护地表耕地土壤环境, 保持土壤肥力, 本文以皖北矿业集团公司五沟煤矿充填开采工作面与非充填开采工作面为试验区, 在2个工作面对应上方地表分别划分试验区域和对照区域, 进行采样、相关土壤指标检测及结果分析。试验区域(充填开采)包括: 地表沉陷区坡脚B₁处(点1 ~点3 )、沉陷区坡面B₂处(点4 ~点6 )、沉陷区坡顶B₃处(点7 ~点9 ); 对照区域(非充填开采)包括: 地表沉陷区坡脚A₁处(点1~点3)、沉陷区坡面A₂处(点4~点6)、沉陷区坡顶A₃处(点7~点9)。每个区域分别在9个采样点内按照0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm 3个土壤深度分层采集土样, 对土壤理化性质以及该区域小麦株高和经济产量进行了测定和分析。试验结果显示, 充填开采区域土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质在3个土层的平均含量均高于非充填开采区域。试验观测期间, 3月份B₁处小麦株高小于A₁处, 5-6月B₂和B₃处小麦长势均优于A₂和A₃处, 直至收割; 小麦成熟时, 充填开采区域经济产量高于非充填开采区。充填开采区域地块土壤含水量高于非充填开采区域。因此, 本文认为充填开采比非充填开采更能保持开采区域上覆土壤的养分和水分。但与正常土壤背景值相比, 充填开采区域上覆土壤仍存在某些营养元素(如有机质及磷元素)含量不足的问题, 其作为农耕地需要加强人工活动的影响, 如增施肥料、加强田间管理等。中国生态农业学报. 2014 22(6): 635-641.

不同品种冬小麦再生生长对刈割干扰的响应

王丹丹, 田莉华, 沈禹颖, 刘渊博

王丹丹, 田莉华, 沈禹颖, 刘渊博为探究不同熟性冬小麦品种库源分配对刈割的响应, 在温室控制条件下, 选取陇东地区常用的中熟('宁麦5号'和'陇育4号')和晚熟('西峰 27号'和'陇育1号')冬小麦品种, 测定不同品种冬小麦不刈割(对照)以及分蘖期刈割(留茬2 cm)后再生生长早期叶面积指数, 花期和成熟期的物质分配构成。研究结果表明: 不同熟期冬小麦刈割再生后的叶面积指数、光合产物分配均有所不同。刈割后再生生长早期, 4个品种叶面积指数较未刈割均显著下降; 再生至花期中熟品种'宁麦5号'和'陇育4号'的叶面积指数仍显著降低27%和17%, 晚熟品种'西峰 27号'略降低6%, '陇育1号'则上升7%。中熟品种'宁麦5号'和'陇育4号'再生至花期地上生物量降低18%和11%, 晚熟品种'陇育1号'上升13%; 各品种再生至花期地下生物量较未刈割均呈下降趋势, 并且中熟品种的下降幅度小于晚熟品种, 但晚熟品种在成熟期出现增加趋势, '陇育1号'显著增加26%。再生至花期中熟品种各部分可溶性碳水化合物含量均降低, 而晚熟品种'陇育1号'各部分可溶性碳水化合物含量增加2%~12%。可见晚熟品种'陇育1号'再生至花期可溶性碳水化合物含量及干物质向叶、穗分配增加, 资源再分配、源库协调能力强, 为后期籽粒产量形成奠定了良好的基础, 较中熟品种更适于在分蘖期利用青饲草、成熟期收获籽粒的利用方式。中国生态农业学报. 2014 22(6): 642-647.

不同茬口土壤和大豆品种对根瘤菌遗传多样性的影响

王浩, 赵双进, 王绍东, 陈文新

王浩, 赵双进, 王绍东, 陈文新土壤和大豆品种是影响根瘤菌遗传多样性的主要因素。本研究通过土壤捕捉试验, 分别从冬小麦茬口和玉米茬口土壤中种植的4个大豆品种根瘤中分离得到149株快生根瘤菌和49株慢生根瘤菌。对这些菌株进行16S rDNA 限制性酶切分析(ARDRA)、16S-23S基因间隔(IGS)以及共生基因(nod C)的限制性片段长度多态性分析(RFLP), 考察土壤茬口和大豆品种对大豆根瘤菌遗传多样性的影响。ARDRA分析结果表明, 快生根瘤菌全部属于中华根瘤菌属(Sinorhizobium), 慢生根瘤菌全部属于慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。IGS酶切分型将所有菌株分为3种图谱类型, 其中型Ⅰ与辽宁慢生根瘤菌(B. liaoningense)的模式菌株酶切图谱类型完全一致, 型Ⅱ和型Ⅲ与费氏中华根瘤菌(S. fredii)的模式菌株酶切图谱类型完全一致。综合以上结果, 本研究分离到的菌株分属于以上2个种。在两种茬口土壤中快生根瘤菌费氏中华根瘤菌均为优势种群, 在冬小麦茬口土壤中的比例(平均95.18%)远高于玉米茬口土壤(平均53.78%)。'冀豆12'大豆品种的费氏中华根瘤菌在两种茬口土壤中所占比重均高于其他品种。对菌株的IGS基因型与宿主大豆品种的相关性分析表明, 大豆品种与根瘤菌IGS基因型之间具有一定相关性。nod C-RFLP酶切分型结果表明, 土壤茬口和大豆品种对菌株的共生基因无明显影响。本研究表明根瘤菌、土壤茬口和大豆品种间存在一定的相关性。土壤茬口对根瘤菌的种群结构影响较大, 大豆品种对根瘤菌的基因型具有一定的选择性。中国生态农业学报. 2014 22(6): 648-654.

连作西瓜光合特性及抗病性对小麦伴生的响应

徐伟慧, 吴凤芝, 王志刚, 孙国雁, 徐红红

徐伟慧, 吴凤芝, 王志刚, 孙国雁, 徐红红连作障碍是限制设施西瓜栽培的重要因素, 利用植物间化感作用的伴生栽培模式是解决连作障碍的有效手段。为探讨小麦品种'D₁₂₅'伴生对连作西瓜生长的效应, 采用连作西瓜土壤进行盆栽试验, 设置西瓜单作和小麦伴生西瓜2个处理, 研究连作西瓜光合特性及抗病性对小麦伴生的响应。结果表明, 西瓜定植40 d时, 伴生小麦与单作相比, 西瓜叶片光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度分别提高32.2%、28.5%、7.8%, 叶片叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素a/b分别增加7.5%、8.4%和3.2%, 且差异显著; 西瓜定植60 d时, 伴生小麦与单作相比, 西瓜叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度分别提高52.9%、116.7%、33.8%, 叶片叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素a/b分别提高5.8%、7.1%、4.9%, 均达到差异显著水平。但两个处理间的初始荧光、可变荧光、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率及光化学猝灭系数无显著差异; 西瓜白粉病病情指数降低6.3%。西瓜定植40 d后, 伴生小麦与单作相比, 西瓜叶片MDA含量和PAL活性分别降低44.43%和8.68%, SOD和PPO活性升高17.3%和84.5%; 西瓜定植60 d, 叶片PAL活性显著高于单作, MDA含量、SOD和PPO活性无显著差异。可见连作西瓜对伴生小麦产生了积极的响应, 伴生小麦具有提高连作西瓜净光合速率, 减缓西瓜叶片衰老, 延长光合功能期的作用, 提升了连作西瓜的抗病性。中国生态农业学报. 2014 22(6): 655-660.

长枝木霉菌抑菌谱测定及其抑菌作用机理研究

张瑾, 张树武, 徐秉良, 古丽君, 薛应钰

张瑾, 张树武, 徐秉良, 古丽君, 薛应钰为了初步明确长枝木霉菌(Trichoderma longibrachiatum)对植物病原菌的抑菌谱和抑菌作用机理, 采用对峙培养和显微观察相结合的方法测定了长枝木霉菌对12种植物病原菌生长的抑制作用, 并通过显微观察的方法研究了长枝木霉菌对12种病原菌的抑菌机理。对峙培养结果表明, 长枝木霉菌对苹果树腐烂病菌(Valsa ceratosperma)和棉花立枯病菌(Rhizoctonia solani)的生长抑制作用最强, 生长抑制率分别为86.4%和72.5%, 且培养3 d后长枝木霉菌的菌落可覆盖苹果树腐烂病菌整个菌落和棉花立枯病菌菌落边缘, 并在苹果树腐烂病菌菌落表面和棉花立枯病菌菌落边缘产生大量孢子, 拮抗等级分别为Ⅰ和Ⅱ级; 对小麦叶斑病菌(Bipolaris triticicola)的生长抑制作用最弱, 生长抑制率仅为27.5%, 拮抗等级为Ⅲ级。抑菌作用机理试验结果表明, 长枝木霉菌与12种病原菌相互作用后可通过产生抑菌圈、营养和空间竞争作用、重寄生作用, 覆盖或深入病原菌菌落内部生长, 占领病原菌的生长空间, 以及菌丝与病原菌菌丝相互缠绕和交错, 且缠绕的部位出现明显缢缩, 最终使部分病原菌菌丝细胞原生质浓缩和菌丝断裂。因此, 长枝木霉菌对供试的12种植物病原菌生长均具有一定抑制作用, 并且明确了其抑菌作用机理。中国生态农业学报. 2014 22(6): 661-667.

温度对截形叶螨抗哒螨灵种群和敏感种群发育与繁殖的影响

宋丽雯, 沈慧敏

宋丽雯, 沈慧敏为明确温度对截形叶螨抗哒螨灵种群和敏感种群的发育和繁殖的影响, 本试验设置了16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃和36 ℃ 6个温度梯度, 在光照16 h, 相对湿度为60%±5%条件下, 系统观察了敏感和抗哒螨灵实验种群在不同温度条件下的各螨态发育历期、平均寿命和产卵量情况, 并根据计算出的生命参数净生殖率(R0)评价了抗性种群和敏感种群的生物相对适合度。结果表明: 截形叶螨的抗性种群和敏感种群在设定的温度范围内均能完成世代发育, 并且两个种群的发育历期和平均寿命均随温度的升高而缩短, 如抗性种群和敏感种群在16~36 ℃范围内世代历期分别缩短了20.0 d和.18.7 d。在16~28 ℃下, 即低温和适温条件下, 抗性种群的各螨态发育历期、平均寿命和生殖力低于敏感种群; 而在高温36 ℃下, 除成螨期和若螨期外, 与敏感种群相比, 抗性种群的世代历期、平均寿命和产卵期明显延长, 且平均每雌总产卵量为17.15粒, 高于敏感种群(16.64粒)。以生命参数净生殖率(R0)来评价抗性种群和敏感种群的生物相对适合度, 结果显示在16~28 ℃范围内, 相对适合度Rf<1, 表明截形叶螨抗哒螨灵种群生物适合度下降, 存在一定程度的生殖不利性; 但在高温 32 ℃和36 ℃下, Rf >1(Rf =1.18和1.19), 具有生物适合度优势。说明截形叶螨经哒螨灵长期淘汰选择产生抗性后, 对高温的适应能力增强, 其存活能力和生殖力优于敏感种群。中国生态农业学报. 2014 22(6): 668-674.

阿维菌素亚致死剂量下2种色型豌豆蚜解毒酶活力的研究

王小强, 刘长仲

王小强, 刘长仲采用室内培养方法研究了阿维菌素亚致死剂量分别处理红色和绿色型豌豆蚜后, 其乙酰胆碱酯酶(AChE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和多功能氧化酶(MFO)比活力在不同时间内的变化。结果表明, 亚致死剂量LC₂₀、LC₁₀和LC₅分别处理2种色型豌豆蚜24 h后, 3种酶比活力均高于对照, 且GSTs和MFO比活力均随亚致死剂量升高而增大, 但AChE比活力表现为2种色型均在LC10处理后达到最大值, 分别为13.93 nmol·min^-l·mg^-l (pro)和53.93 nmol·min^-l·mg^-l(pro)。各处理表现为AChE比活力绿色型大于红色型, GSTs比活力与前者相反, 而MFO比活力红、绿色型间无明显规律。随着处理后取样时间的变化, 对红、绿色型豌豆蚜AChE、GSTs和MFO比活力的影响均表现为诱导或抑制作用, 其中, GSTs比活力绿色型在0 h均达到最大值[nmol·min^-l·mg^-l(pro)]且显著高于其余时间, 分别为49.84(CK)、48.87(LC₅)、42.74(LC₁₀)和45.35(LC₂₀)。2种色型豌豆蚜体内AChE、GSTs和MFO比活力变化不但受阿维菌素不同亚致死剂量的影响, 还表现出明显的时间效应。中国生态农业学报. 2014 22(6): 675-681.

山东省环渤海平原区粮食产出潜力与技术途径分析

武兰芳, 柏林川, 欧阳竹, 王春晶

武兰芳, 柏林川, 欧阳竹, 王春晶为了给国家新增粮食生产能力规划布局提供依据, 基于山东环渤海平原区目前耕地资源、种植制度及其生产力现状, 估算了该区域内30个县(市、区)的粮食产出潜力。结果表明: 通过扩大粮食种植面积和提高粮食单产具有新增粮食4.034 1×10⁹ kg的潜力, 具体技术途径为: ①调整种植制度, 通过将一年1熟种植棉花调整为小麦/玉米一年2熟种植粮食作物, 可增加粮食产出2.364 7×10⁹ kg; ②开发利用耕地资源, 通过改造治理盐碱荒地种植粮食作物可增加粮食产出7.755 5×10⁸ kg; ③实施均衡增产措施, 通过提高现有粮田单产水平可增加粮食产出8.938 5×10⁹ kg。无论是扩大种植面积, 还是提高单产, 增粮增产潜力较大的县(市、区)主要分布在黄河三角洲地区。粮食生产潜力开发的核心技术措施是进行洗盐排盐抑制耕层土壤返盐, 改土培肥提高中低田地力, 筛选配置耐盐作物品种、优化耕作制度, 实施适度规模集中连片标准化技术。中国生态农业学报. 2014 22(6): 682-689.

近30年阴山南北麓农牧交错带标准耕作制度变化研究

汪芳甜, 安萍莉, 刘毅, 李胜, 李学敏

汪芳甜, 安萍莉, 刘毅, 李胜, 李学敏标准耕作制度作为农用地分等定级的基础, 是衡量区域农业可持续发展的重要因素。本文基于2012-2013年调研的农户数据、1980-2010年作物播种面积与农业气象数据, 从种植结构变化、标准耕作制度类型的空间变化研究了阴山南北麓农牧交错带标准耕作制度的变化规律, 并从气候与经济效益两方面进行了变化原因分析。结果表明, 1980-2010年, 阴山北麓小麦种植面积比例从1980年40.00%下降至2010年的11.48%; 莜麦种植面积比例从1980年30%左右下降到2010年的13%左右; 马铃薯种植面积逐年增加, 种植比重逐渐上升至2010年的47.32%。1980-1990年, 阴山南麓小麦种植面积比例逐年增加至1990年21.70%, 杂粮种植面积比例稳定在35%左右, 同期玉米与马铃薯种植比例较小; 1990-2010年, 麦类作物种植面积比例逐年下降, 2010年小麦种植比例仅为8.55%, 杂粮种植面积所剩无几, 同期玉米与马铃薯种植面积逐年扩大。标准耕作制度的空间变化特征表现为: 阴山南北麓标准耕作制度由小麦、杂粮、小麦与杂粮类型变化为马铃薯、玉米、马铃薯与玉米、小麦与马铃薯类型。气候变化与经济效益共同影响着标准耕作制度的变化, 气候暖干化及经济效益低导致麦类作物种植面积大幅度减小, 经济效益明显是马铃薯与玉米种植面积迅速增加的主要原因。中国生态农业学报. 2014 22(6): 690-696.

甘肃省冬油菜种植适宜性及影响因子评价

周冬梅, 张仁陟, 孙万仓, 张军, 王鹤龄

周冬梅, 张仁陟, 孙万仓, 张军, 王鹤龄全球气候变暖背景下, 随着气候变化、油菜栽培技术的进步和油菜新品种的育成推广, 我国传统油菜生产格局和种植结构发生明显变化, 甘肃省冬油菜的种植地带也随之向北扩展, 种植的海拔高度抬升, 种植面积和产量显著增加。研究甘肃省冬油菜种植适宜性, 对改进甘肃省油菜生产布局, 合理调整农作物种植结构具有重要意义。本研究获取多年田间试验数据, 初步筛选9个影响冬油菜种植分布的潜在气候因子, 采用基于DEM的小网格法建立9个影响冬油菜种植分布的潜在气象因子空间分布图层, 在此基础上利用最大熵模型和GIS空间分布技术, 构建冬油菜潜在分布模型, 分析影响甘肃省冬油菜种植分布的主要生态因子及其特征, 评价甘肃省冬油菜种植适宜性。研究结果表明: 甘肃省冬油菜种植分布概率为0~0.89, 按其分布概率可将甘肃省冬油菜种植区域划分为不适宜种植区域、次适宜种植区域、适宜种植区域和最适宜种植区域, 可以种植冬油菜的区域占甘肃省总面积的60%, 大于实际冬油菜种植面积, 冬油菜在甘肃省种植具有很大的发展潜力。按照9个潜在气象因子对冬油菜种植分布贡献率的大小, 确定影响甘肃省冬油菜种植分布的6个主导气象因子及其阈值为: 负积温≥ 800 ℃, 最冷月最低温度≥ 20 ℃, 最冷月平均温度≥ 15 ℃, 年平均温度≥4 ℃, 极端低温≥ 28 ℃, 50 mm≤生育期降水量≤200 mm。并以此指导甘肃省冬油菜种植布局, 调整甘肃省农作物种植结构, 引导农民优化种植模式, 提高经济效益。中国生态农业学报. 2014 22(6): 697-704.

基于CERES-Maize模型的吉林西部玉米干旱脆弱性评价与区划

庞泽源, 董姝娜, 张继权, 佟志军, 刘兴朋, 孙仲益

庞泽源, 董姝娜, 张继权, 佟志军, 刘兴朋, 孙仲益自然灾害风险(risk)是灾害损失的可能性, 主要取决于致灾因子、脆弱性、暴露性以及防灾减灾能力4个因素。脆弱性(vulnerability)衡量承灾体遭受损害的程度, 是灾损估算和风险评估的重要环节, 是致灾因子与灾情联系的桥梁。在全面收集研究区气象、土壤、土地类型、田间管理数据等资料的基础上, 基于自然灾害风险和气候变化领域对脆弱性的定义, 在考虑到扰动、敏感性和适应能力的基础上建立干旱脆弱性评价模型。以吉林省西部的玉米干旱灾害作为研究对象, 选取2004年、2006年和2007年3个典型干旱年, 运用CERES-Maize模型逐日逐网格对玉米的生长过程进行模拟, 并且计算出不同生育期干旱脆弱性; 对相应年份的玉米因旱减产率与不同生育期脆弱性的相关分析表明, 二者存在指数相关性, 并且每个生育期都通过了a=0.05的F检验, 说明利用上述模型对玉米干旱脆弱性的评价与区划是合理的; 从相关系数的大小中可以看出, 玉米因旱减产损失与抽雄-乳熟期和拔节-抽雄期脆弱性相关性较大, 其次是乳熟-成熟期和出苗-拔节期。将不同生育期玉米干旱脆弱性指数划分为4个等级, 借助GIS技术绘制了玉米干旱脆弱性区划图。结果表明: 吉林省西部玉米干旱脆弱性较强的区域主要集中在白城、洮南、镇赉等地区, 玉米干旱脆弱性较弱的区域主要集中在松原、扶余等地区。运用此模型可以评价和预测玉米不同生育期干旱脆弱性以及因干旱造成的玉米产量损失, 本研究结果可以为研究区农业干旱灾害风险评估以及防灾减灾提供一定的依据。中国生态农业学报. 2014 22(6): 705-712.

气候变化对新疆红枣种植气候区划的影响

张山清, 普宗朝, 李景林, 李新建, 吉春容, 傅玮东, 王命全, 李晓菊, 郑新倩

张山清, 普宗朝, 李景林, 李新建, 吉春容, 傅玮东, 王命全, 李晓菊, 郑新倩研究气候变化背景下新疆红枣气候区划的变化, 对适应气候变化, 充分合理地利用农业气候资源, 科学制定新疆红枣种植和发展规划, 促进新疆红枣产业的持续稳定发展具有重要意义。利用新疆101个气象站1961-2012年的历史气候资料, 使用线性趋势分析、累积距平和t-检验以及基于ArcGIS的混合插值法, 在对近52 年新疆≥10 ℃积温、冬季极端最低气温和6-7月平均气温时空变化进行分析的基础上, 结合红枣气候区划指标, 对气候变化背景下新疆红枣种植气候区划的变化进行了分析。研究结果表明: 1)新疆≥10 ℃积温、冬季极端最低气温和6-7月平均气温的空间分布总体呈现"南疆高、北疆低, 平原和盆地高、山区低"的格局。2)近52年新疆≥10 ℃积温、冬季极端最低气温和6-7月平均气温分别以62.22 ℃.d.10a 1、0.551 ℃.10a^-1 和0.221 ℃.10a^-1的倾向率呈显著上升趋势, 并分别于1997年、1982年和1994年发生了突变。受其影响, 1997年后新疆红枣适宜种植区面积增至5.05×10⁵ km², 较之前增加1.20×10⁵ km², 占新疆总面积比例增大7.3个百分点; 而次适宜种植区面积缩小4.0×10⁴ km², 占新疆总面积比例缩小2.4个百分点; 不适宜种植区面积缩小8.01×10⁴ km², 占新疆总面积比例缩小4.9个百分点。气候变化使新疆红枣适宜种植区面积明显扩大, 次适宜和不适宜种植区面积有所减小, 这种变化对促进新疆红枣产业的发展具有重要意义。中国生态农业学报. 2014 22(6): 713-721.

基于能值理论的秸秆利用生态足迹评估--以成都平原典型稻麦轮作区为例

黄春, 邓良基, 高雪松, 张世熔

黄春, 邓良基, 高雪松, 张世熔本文采用能值分析与生态足迹分析相结合的方法, 以成都平原典型稻麦轮作区--广汉市和大邑县为例, 对研究区各种利用方式的秸秆资源进行能值评估, 并采用能值生态足迹方法对区域秸秆利用的人均生态足迹及人均生态承载力进行分析。结果表明, 2011年广汉市稻草和麦秆利用的人均生态足迹分别为0.066 1 hm²和0.034 2 hm², 人均生态承载力分别为0.083 9 hm²和0.042 3 hm², 人均生态盈余达0.017 8 hm²和0.008 1 hm², 其中稻草不同利用方式的人均生态足迹表现为肥料化>原料化>焚烧及其他>饲料化>沼气化, 麦秆表现为肥料化>焚烧及其他>原料化>沼气化>饲料化; 2011年大邑县稻草和麦秆利用的人均生态足迹分别为0.051 6 hm²和0.020 9 hm², 人均生态承载力分别为0.061 0 hm²和0.021 7 hm², 人均生态盈余达0.009 4 hm2和0.000 8 hm², 其中稻草不同利用方式的人均生态足迹表现为原料化>肥料化>沼气化>焚烧及其他>饲料化, 麦秆表现为肥料化>焚烧及其他>原料化>沼气化>饲料化。这表明广汉市和大邑县的秸秆利用还存在一定程度的消纳空间, 尤其是现有秸秆处理结构中未经合理利用甚至废弃的秸秆资源, 如能充分再利用, 必定会带来显著的社会经济效益和环境生态效益。中国生态农业学报. 2014 22(6): 722-728.

基于能值方法的成都平原农田生态系统秸秆循环利用模式研究

高雪松, 邓良基, 张世熔

高雪松, 邓良基, 张世熔本文采用能值分析方法与理论, 以成都平原"稻麦"轮作农田生态系统不同秸秆循环利用模式为研究对象, 通过系统定位试验与随机抽样调查, 对农田生态系统常规施肥生产模式(CF)、秸秆直接还田生产模式(CFS)和食用菌菌废料还田生产模式(按物质投入量不同分为FR1、FR2和FR3)的能值投入产出进行比较。研究表明: CF和CFS模式不可更新能值投入比例较大, 主要依附工业辅助能的投入; 不同模式系统的总能值产出量依次为CF>FR₂>CFS>FR₁>FR₃, 与CF和CFS模式相比, FR₁、FR₂、FR₃模式的产投比相对较大, FR₂模式最大, 其产投比为2.35。菌废料还田生产模式下农田生态系统有机能值占系统总能值比例较高, 系统净能值产出率高, 环境负载率较低, 环境压力小, 可持续发展性能较强, FR2菌废料还田生产模式是最适合成都平原的秸秆循环利用生产模式。中国生态农业学报. 2014 22(6): 729-736.

基于ATI和TVDI模型的河北平原土壤湿度遥感反演

邸兰杰, 王卫, 成贺玺, 牛子宁

邸兰杰, 王卫, 成贺玺, 牛子宁为了进一步提高河北平原土壤湿度时空变化的监测精度, 本文以MODIS数据和实测土壤相对湿度数据为数据源, 按照优势互补的设计思想, 联合应用表观热惯量模型(ATI)和温度植被干旱指数模型(TVDI)反演河北平原地区的土壤相对湿度。在3-5月、10-11月采用基于NDVI=0.2阈值分区分方案的反演方法反演河北平原地区的土壤相对湿度, 其中在每旬NDVI>0.2的区域采用TVDI模型, NDVI≤0.2的区域采用ATI模型, 而6-9月单独使用TVDI模型来反演土壤相对湿度值。在1-2月和12月, 由于植被覆盖度较低和实测土壤相对湿度数据缺测, 采用ATI模型。模拟模型全部通过0.01的显著性检验。研究结果表明, 河北平原地区的土壤相对湿度在年内时间变化上呈现两个由升到降的变化周期, 第1个周期为12月-翌年6月, 其中, 12月-翌年3月为上升, 3-6月为下降, 3月为峰值; 第2个周期为6-12月, 其中, 6-8月上升, 8-12月下降, 8月为峰值; 全年土壤相对湿度的平均最大值出现在8月, 最小值出现在6月。土壤相对湿度的空间分布主要受降水、人工灌溉和土地利用方式的影响, 冀东和沧州滨海平原同期的土壤相对湿度值高于平原其他部分, 春季太行山山前平原和燕山山前平原的土壤相对湿度值相对较高。对3个代表性月份(5月、7月和10月)进行的点对点验证表明, 各月遥感反演结果的平均相对误差分别为21.4%、19.25%和22.22%。可见, 遥感反演的土壤相对湿度和实测土壤相对湿度具有良好的相关性。将本文研究结果和全部用ATI模型和全部用TVDI模型反演的结果进行对比发现, 联合应用ATI和TVDI模型分区反演模型反演的土壤相对湿度的平均相对误差均小于其他两种单一反演模型。中国生态农业学报. 2014 22(6): 737-743.

秸秆还田对日光温室有机肥氮素矿化特征的影响

武爱莲, 王劲松, 焦晓燕, 董二伟, 王立革, 韩雄, 陈清

武爱莲, 王劲松, 焦晓燕, 董二伟, 王立革, 韩雄, 陈清中国生态农业学报. 2014 22(6): 744-748.