中国生态农业学报

有机产业对生态环境影响的全过程分析与评价体系框架构建

刘世梁, 尹艺洁, 安南南, 董世魁

刘世梁, 尹艺洁, 安南南, 董世魁有机产业的发展与区域生态环境密不可分, 其生态环境影响评价对于实现经济效益和生态环境保护的双赢具有重要意义。本文基于有机产品对环境的要求分析, 在综合了国内外有机产业对不同生态环境因子影响的研究基础上, 分析了其生态环境影响的全过程特征, 明确了有机产业各环节对生态环境的主要影响要素, 根据不同产业类型, 对有机产业链与生态环境的耦合关系进行分析。进一步对有机农业与常规农业生态环境影响进行实例比较, 体现出有机农业的生态环境优势。结果表明, 从有利环境角度, 有机农业生产对产地环境影响程度为68%, 而常规农业生产则为50%; 并且, 现阶段有机产业评价系统主要是运用生命周期理念, 构建基于资源利用、环境负荷、能源利用、经济成本和人体健康的全过程分析体系, 叠加多因素指标归类与权重分析, 计算综合的生态指数来定量化表征有机产业生态环境影响, 得到评价体系框架。鉴于有机产业本身数据获取的复杂性以及不成熟性, 有机产业对生态环境影响的评价体系仍需要进一步探讨和改进。中国生态农业学报. 2015 23(7): 793-802.

长三角地区稻麦轮作生态系统净碳交换及其环境影响因子

孙小祥, 常志州, 杨桂山, 徐昔保

孙小祥, 常志州, 杨桂山, 徐昔保采用涡度相关技术对我国长三角地区典型稻麦轮作农田生态系统(2011年11月—2012年10月)的CO2通量进行连续观测, 分析了农田生态系统净碳交换(NEE)的变化特征及其环境影响因子。结果表明: 长三角地区稻麦轮作生态系统NEE具有明显的日变化和季节变化特征, 具有很强的固碳能力。NEE月平均日变化总体呈“U”型曲线, 不同月份“U”型高度不同; NEE季节变化则呈显著的“W”型双峰特征, 分别对应两季作物(小麦、水稻)的生长季节。小麦/水稻月平均最大碳吸收峰出现在4月/8月, 分别达到1.12 mg·m^-2·s^-1、1.45 mg·m^-2·s^-1; 日最大累积碳吸收量分别为12.88 g(C)·m^-2·d^-1、10.63 g(C)·m^-2·d^-1, 长三角地区稻麦轮作生态系统年固碳量达到769.61 g(C)·m^-2·a^-1。光合有效辐射是影响白天NEE的主要环境影响因子, Michaelis-Menten方程可以很好地表示作物生长季节两者之间的关系(R²=0.37~0.83); 在同一光合有效辐射条件下, 长三角地区稻麦轮作生态系统白天NEE随着气温的升高而增加, 而当光合有效辐射大于1 800 μmol·m^-2·s^-1时存在着一定程度的光抑制。温度是影响夜间农田生态系统呼吸特征的主要环境影响因子, 长三角地区稻麦轮作生态系统夜间NEE与不同层次温度之间均存在显著的指数相关关系, 但是不同作物夜间NEE的最适温度略有差异, 小麦夜间NEE与土壤温度(10 cm)相关性最好(0.60), 而水稻夜间NEE与气温相关系数最高(0.49)。中国生态农业学报. 2015 23(7): 803-811.

我国北方立体种养殖稻田氮素利用率研究

杨亚男, 张晓惠, 陈红, 焦永杰, 邓小文, 袁雪竹, 董菁, 杨静

杨亚男, 张晓惠, 陈红, 焦永杰, 邓小文, 袁雪竹, 董菁, 杨静针对目前我国北方地区农业面源污染严重、氮肥利用率低的现象, 选择北方典型稻区——天津市宝坻水稻种植区为研究区, 以整个稻田生态系统为基本研究单元, 建立氮素输入和输出模型, 并以水稻普通种植模式(CK, 水稻单作)为对照进行田间试验, 研究水稻立体种养殖模式(RF, 水稻鱼虾蟹共作+田埂+沟渠)氮素的吸收利用率。结果表明, 两种水稻种植模式氮素的输入主要来自灌溉、施肥和降雨, 其中RF输入氮肥128.25 kg(N)·hm^-2, 与CK相比减少11.75 kg(N)·hm^-2, 与南方种植水稻地区相比, 氮肥施用量减少14%~52%, RF从源头减少氮素输入, 降低了营养元素流失风险。CK氮素的输出主要包括土壤固定、氨挥发、侧渗流失和水稻吸收, RF与CK相比, 氮素的输出还包括鱼虾蟹的吸收, 由于RF特殊的田埂沟渠生态净化系统, 通过侧渗损失的氮素(以NO3-N为主)较CK减少9.33 kg(N)·hm^-2。试验期间, RF和CK氨累积挥发量分别为8.91 kg(N)·hm^-2和21.54 kg(N)·hm^-2, RF氨挥发速率为6.9%, 比CK低8.5%, 比全国平均水平低10.3%; 收获期, RF与CK相比, 水稻产量增加6.65%, 表明稻田养殖鱼虾蟹不会降低水稻产量。RF氮素利用率为64.3%, 比CK高19.7%, 既实现了水稻丰产, 又减少了氮素流失。因此, 在满足水稻灌溉需求的北方地区, 可以开展水稻立体种养殖模式, 以控制北方地区农业面源污染。中国生态农业学报. 2015 23(7): 812-822.

施磷对麦/玉/豆套作体系土壤磷素变化的影响

周涛, 徐开未, 黄蔚, 陈新平, 张朝春, 刘静, 卢俊宇, 陈远学

周涛, 徐开未, 黄蔚, 陈新平, 张朝春, 刘静, 卢俊宇, 陈远学小麦/玉米/大豆带状套作是四川省丘陵低山区主要旱地作物生产体系, 了解该体系磷养分变化对优化磷肥管理和促进可持续生产有重要意义。本研究通过连续3年(2011—2013年)田间定位试验, 设置P₀、P₁、P₂、P₃和P₄共5个磷(P₂O₅)水平(玉米带分别为0 kg·hm^-2、37.5 kg·hm^-2、75 kg·hm^-2、112.5 kg·hm^-2、150 kg·hm^-2, 小麦大豆带分别为0 kg·hm^-2、45 kg·hm^-2、90 kg·hm^-2、135 kg·hm^-2、180 kg·hm^-2), 探讨该体系中土壤全磷、速效磷、水溶性磷的变化规律和速效磷的年际变化。结果表明: 在麦/玉/豆套作体系中施磷165 kg(P2O5)·hm^-2(玉米带75 kg·hm^-2, 小麦大豆带90 kg·hm^-2), 可以满足体系作物对磷的需求, 基本达到磷的表观平衡, 维持土壤速效磷含量在20 mg·kg^-1左右。3年后5个磷水平下体系耕层土壤(0~20 cm)全磷变化量分别为0.024 g·kg^-1·a^-1、0.016 g·kg^-1·a^-1、0.016 g·kg^-1·a^-1、0.11 g·kg^-1·a^-1、0.15 g·kg^-1·a^-1, 速效磷变化量依次为1.2 mg·kg^-1·a^-1、0.9 mg·kg^-1·a^-1、0.2 mg·kg^-1·a^-1、2.0 mg·kg^-1·a^-1和2.7 mg·kg^-1·a^-1。通过线性平台函数的模拟, 该体系中玉米、小麦、大豆产量的土壤速效磷临界值分别为16.5 mg·kg^-1、12.6 mg·kg^-1和8.8 mg·kg^-1。当土壤全磷含量低于0.55 g·kg^-1时, 土壤全磷每增加0.1 g·kg^-1, 土壤速效磷增加1.70 mg·kg^-1; 当土壤全磷大于0.55 g·kg^-1, 全磷每增加0.1 g·kg^-1, 土壤速效磷增加6.49 mg·kg^-1。当土壤速效磷含量在40 mg·kg^-1以下时, 速效磷每增加1 mg·kg^-1, 水溶性磷增加0.017 mg·kg^-1。综上, 在麦/玉/豆体系磷肥管理中应该维持土壤全磷含量低于0.55 g·kg^-1, 同时速效磷含量在20 mg·kg^-1左右, 这样既可以保证作物产量和系统生产力又不会产生较大的环境威胁。中国生态农业学报. 2015 23(7): 823-831.

施肥对干旱胁迫下幼龄期小粒咖啡光合特性及生长的影响

张珍贤, 王华, 蔡传涛, 刘贵周

张珍贤, 王华, 蔡传涛, 刘贵周为明确氮、磷肥对幼龄期小粒咖啡抗旱性的影响, 采用盆栽试验, 研究了干旱胁迫下3种施氮水平[N₀ (0 g·株^-1)、N₁ (2.5 g·株^-1)、N₂ (7.5 g·株^-1)]和3种施磷水平[P₀ (0 g·株^-1)、P₁ (2.5 g·株^-1)、P₂ (7.5 g·株^-1)]的完全处理组合对幼龄期小粒咖啡光合及生长的影响。结果表明: 干旱胁迫下小粒咖啡的叶片相对含水量(LRWC)、最大净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素含量、比叶面积及生物量均较正常供水时低。干旱胁迫时, 施氮、磷肥均能减缓咖啡LRWC的下降速度, 其中中氮(N₁)和磷肥(P₁、P₂)单施及其配施处理下的LRWC均在72%以上, 显著大于N₀P₀处理的LRWC。施氮、磷肥有利于改善干旱胁迫下咖啡的光合特性, 其中N₀P₁、N₀P₂和N₁P₂处理的最大净光合速率和水分利用效率显著大于其他处理, 分别是N₀P₀处理的2.09倍、2.09倍、2.40倍和1.37倍、1.46倍、1.58倍。施氮、磷肥皆可增加叶绿素含量, 还能缓解干旱下叶绿素的降解速度, 且氮磷配施的效应优于氮磷单施。施氮、磷肥有利于小粒咖啡各器官生物量的积累, 而干旱胁迫能促进光合产物向地下部的分配, 各处理的根重比(RMF)和根冠比(R/S)都大于正常供水时的对应值, 其中N0P1和N0P2处理的RMF和R/S最大, 其次是N₁P₂处理, 且N₁P₂处理的根干重大于正常供水时的对应值。因此得出, 氮肥和磷肥在改善幼龄期小粒咖啡抗旱性方面发挥着重要作用, 而磷肥的效果优于氮肥, 增强小粒咖啡抗旱性的最佳施肥处理为N₁P₂。中国生态农业学报. 2015 23(7): 832-840.

调亏灌溉对海岛棉生物量和氮素累积分配及产量的影响

闫曼曼, 郑剑超, 张巨松, 石洪亮, 田立文, 郭仁松, 林涛

闫曼曼, 郑剑超, 张巨松, 石洪亮, 田立文, 郭仁松, 林涛研究蕾期调亏灌溉对海岛棉生物量、氮素累积分配特征及产量的影响, 可为海岛棉水氮高效利用和高产栽培提供理论依据。以‘新海24号’和‘新海35号’为材料, 设置重度调亏(蕾期滴灌定额为0 m³·hm^-2, 生长期总灌溉定额为2 850 m³·hm^-2)、轻度调亏(蕾期滴灌定额为900 m³·hm^-2, 生长期总灌溉定额为3 750 m³·hm^-2)、丰水(蕾期滴灌定额为1 800 m³·hm^-2, 生长期总灌溉定额为4 650 m³·hm^-2), 对不同品种不同灌溉处理的生物量和氮素累积分配进行调查。结果表明, 滴灌定额间, 重度调亏处理地上部生物量最大累积速率出现时间较轻度调亏和丰水处理提前3 d和7 d, 最大累积速率降低45.1%和51.0%; 生物量快速增长持续期表现为重度调亏<轻度调亏<丰水; 重度调亏处理的氮素累积最大速率出现时间分别比轻度调亏和丰水处理平均提前8 d、15 d, 氮素最大累积速率表现为轻度调亏>丰水>重度调亏。重度调亏处理茎和叶的氮素分配比例与轻度调亏、丰水处理差异显著, 而轻度调亏与丰水处理之间差异不明显。盛蕾期以后, 蕾/花/铃的氮素累积量均以轻度调亏处理较高。皮棉产量以轻度调亏处理最高, 可达2 372.9 kg·hm^-2, 比丰水、重度调亏处理分别平均高11.0%和41.8%。品种间, ‘新海24号’的地上部生物量及氮素的最大累积速率出现时间较早, 生物量及氮素的累积速率较大, 皮棉产量较高。因此, 轻度调亏(蕾期滴灌定额为900 m³·hm^-2)下, 海岛棉地上部生物量及氮素累积特征值较协调, 各器官分配比例较合理, 使皮棉产量较高。中国生态农业学报. 2015 23(7): 841-850.

黄土丘陵区枣林地土壤水分时空变化研究

马建鹏, 董建国, 汪有科, 白盛元

马建鹏, 董建国, 汪有科, 白盛元为探索枣树种植对黄土丘陵沟壑区土壤水分的影响, 在陕西省米脂县, 以5 a和15 a枣林地及14 a更新枣林地(与15 a枣林同年栽植, 14 a时截枝截干更新)为研究对象, 对枣林地土壤水分进行长期定位观测, 分别研究了不同树龄枣林地的土壤水分差异、土壤水分与土壤质地关系、枣树耗水深度以及土壤干燥化问题。结果表明: 1)不同树龄枣林地土壤水分存在显著差异, 随树龄增加, 枣树年耗水量增大, 枣树耗水深度增加。2)枣林地枣树根系吸水影响范围内的土壤水分与粉粒含量呈显著正相关关系。3)不同树龄枣林地的耗水深度分别为5 a枣林地440 cm、14 a更新枣林地800 cm、15 a枣林地840 cm。4) 5 a枣林地在根系吸水影响范围内出现了100 cm深的重度干燥化土层(土层深度为400~500 cm), 14 a更新枣林地在根系吸水影响范围内出现了300 cm深的重度干燥化土层(土层深度为300~600 cm), 15 a枣林地在根系吸水影响范围内分别出现了100 cm深的重度干燥化土层(土层深度为200~300 cm)和300 cm深的极度干燥化土层(土层深度为300~600 cm)。枣林地土壤水分状况与树龄、土壤质地相关, 截干更新具有减少耗水的作用。研究结果可为今后半干旱山地枣林可持续经营及防治林地土壤干层研究提供一定理论依据。中国生态农业学报. 2015 23(7): 851-859.

基于3S技术的绵羊牧食行为与草地环境相互作用研究

王萨仁娜, 韩国栋, 张圣微, 包玉海, 乌兰, 王忠武, 武春燕

王萨仁娜, 韩国栋, 张圣微, 包玉海, 乌兰, 王忠武, 武春燕研究绵羊牧食的时空分布特征可为草畜管理及合理利用草地资源提供科学依据。本文以内蒙古典型荒漠化草原区的主要牲畜细毛绵羊为研究对象, 通过GPS项圈获取不同载畜率条件下绵羊的时空分布信息和遥感获取的植被数据, 利用空间分析技术和选择性指数方法, 研究绵羊牧食行为的时空分布特征及其与草地环境间的关系。研究结果表明: 绵羊行走距离夏季大于秋季, 且不同载畜率条件下行走距离呈现轻度放牧<中度放牧<重度放牧的特征。地形对绵羊牧食的影响表现为, 选择性指数平地>斜缓坡>斜坡, 不同地形选择性指数之间的差异夏季小于秋季。在上午5:30—8:30和下午16:00—17:30时间段内, 绵羊的活动区域有差异, 上午集中在样地北半部活动, 而下午在南半部即归牧地附近活动。植被盖度对绵羊行为没有显著影响, 只有在植被盖度非常低、地表裸露的区域, 绵羊才会有避食行为产生。在长期不同载畜率绵羊放牧影响下, 荒漠草原植被盖度随着载畜率的增加呈递减趋势。因此, 在放牧管理时, 可以考虑因地形和季节的不同调整饮水及收牧管理, 这可以改变绵羊的时空分布, 减少在退化草地的牧食频率。中国生态农业学报. 2015 23(7): 860-867.

基于无人机遥感影像的大豆叶面积指数反演研究

高林, 杨贵军, 王宝山, 于海洋, 徐波, 冯海宽

高林, 杨贵军, 王宝山, 于海洋, 徐波, 冯海宽作物叶面积指数的遥感反演是农业定量遥感研究热点之一, 利用无人机遥感监测系统获取农作物光谱信息精确反演叶面积指数对精准农业生产与管理意义重大。本研究以山东省嘉祥县一带的大豆种植区为试验区, 设计以多旋翼无人机为平台同步搭载Canon PowerShot G16数码相机和ADC-Lite多光谱传感器组成的无人机农情监测系统开展试验, 分别获取大豆结荚期和鼓粒期的遥感影像。使用比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)、土壤调整植被指数(SAVI)、差值植被指数(DVI)、三角植被指数(TVI)5种植被指数, 结合田间同步实测叶面积指数(leaf area index, LAI)数据, 采用经验模型法分别构建了单变量和多变量LAI反演模型, 通过决定系数(R₂)、均方根误差(RMSE)和估测精度(E_A)3个指标筛选出最佳模型。研究表明, 有选择性地分时期进行农作物的叶面积指数反演是必要的, 鼓粒期作为2个生育期中大豆LAI反演的最佳时期, 其NDVI线性回归模型对大豆LAI的解释能力最强, R₂=0.829, RMSE=0.301, 反演大豆LAI最准确, E_A=85.4%, 生成的鼓粒期大豆LAI分布图反映了当地当时大豆真实长势情况。因此, 以多旋翼无人机为平台同步搭载高清数码相机和多光谱传感器组成的无人机农情监测系统对研究大豆叶面积指数反演是可行性, 可作为指导精准农业研究的一种新方法。中国生态农业学报. 2015 23(7): 868-876.

华北地区有机种植和常规种植模式下土壤重金属含量及污染评价

姜瑢, 吕贻忠, 申思雨

姜瑢, 吕贻忠, 申思雨为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤重金属含量和污染特性的影响, 本文在华北5个地区选取典型的有机蔬菜和有机小麦种植基地及附近相似条件的常规种植地块, 比较了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As共 6种重金属含量的差异, 并采用不同评价方法对不同种植方式下土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明: 与常规种植相比, 有机种植减轻了土壤酸化和盐渍化, 提高了土壤有机质含量和阳离子交换量, 在一定程度上有利于降低土壤中重金属的生物有效性。与土壤背景值相比, 所有调查地区的土壤重金属均有不同程度的增加和积累。与常规种植相比, 有机种植模式能有效降低土壤中Cd、Cr含量, 有机小麦种植地块因长期施用大量有机肥导致土壤中Cu、Zn、As大量富集; 而常规温室菜田同时施用大量的有机肥、化肥及农药, 土壤中Cu、Zn、As富集的风险比有机种植模式高; 露天蔬菜有机种植地块土壤中Cu、Zn、As含量与常规地块差异不明显。综合污染指数评价结果显示, 调查地区土壤均属于轻污染程度, 主要贡献因子为Cd、Cu、Zn, 有机种植降低了土壤中重金属的综合污染水平; 地累积指数法评价结果表明, 调查地区处于无污染到中等污染水平, 最明显的污染元素是Cd, 有机种植降低了土壤中重金属污染的程度和风险; 潜在生态危害指数评价结果表明, 所调查地块存在轻微潜在生态风险, 其中产生较大生态危害的是Cd, 表现出轻微生态危害程度。本研究表明, 有机种植减轻了土壤中重金属综合污染水平和污染风险, 并减轻了土壤重金属的潜在生态危害。中国生态农业学报. 2015 23(7): 877-885.

典型粪污处理模式下规模养猪场农牧结合规模配置研究Ⅱ. 粪污直接厌氧发酵处理模式

盛婧, 孙国峰, 郑建初

盛婧, 孙国峰, 郑建初粪污直接厌氧发酵模式是当前我国畜禽粪污处理的另一种主要模式。研究粪污直接厌氧发酵模式下规模养猪场农牧结合适宜规模配置对于减少畜禽粪便污染、促进畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究以存栏万头猪场为例, 采用分步逐级计算的方法估算典型粪便处理模式——粪污直接厌氧发酵模式下, 规模养猪场废弃物完全消纳的不同种植模式农田匹配面积, 并研究了基于作物养分需求的不同种植模式农田畜禽粪便承载量, 以期为畜牧业废弃物减排、农牧结合生态模式建立提供理论依据。结果表明: 粪污直接厌氧发酵处理模式, 以沼渣和沼液全部在农田安全消纳为目标, 万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地272.5~285.4 hm², 或茄果类蔬菜地149.4~188.2 hm², 或果树苗木地599.4~1 248.8 hm²; 该模式下粮油作物地、茄果类蔬菜地、果树苗木地每公顷分别可承载35~37头、53~67头、8~17头存栏猪排放粪便的发酵沼渣和沼液。规模养猪场应根据猪养殖数量及其周边农田面积, 选择适宜的粪污处理模式及种植作物类型, 因地制宜, 合理调控。为了确保作物养分需求, 所有作物种植模式沼液施用后还需要补充一定量的化肥。本文中9种模式均需补充钾肥, 其中, 辣椒黄瓜模式钾肥补充量最高, 占其需求量的48.0%; 黄瓜蕃茄模式其次, 占其需求量的34.4%; 粮油作物、梨和茶叶还需同时补充氮肥, 补充量为51.2~193.7 kg·hm^-2; 茄果类蔬菜、葡萄和桃则需要补充13.8~108.8 kg·hm^-2的磷肥。中国生态农业学报. 2015 23(7): 886-891.

厌氧和好气条件下油菜秸秆腐解的红外光谱特征研究

王景, 魏俊岭, 章力干, 常江, 郜红建

王景, 魏俊岭, 章力干, 常江, 郜红建采用尼龙网袋法, 研究了油菜(Brassica campestris L.)秸秆在厌氧和好气条件下的腐解规律及其红外光谱特征。结果表明: 油菜秸秆还田后, 腐解速率表现为前期快、后期较慢的规律。在360 d培养时间内, 厌氧和好气条件下的油菜秸秆腐解率分别为60.50%和68.20%, 腐解速率常数(k)分别为0.004d^-1和0.010d^-1, 腐解1/2时所需时间分别为229 d和117 d。在厌氧和好气条件下, 油菜秸秆的碳释放率分别为70.33%和77.43%, 厌氧条件下的释放速率常数(0.025d^-1)低于好气条件(0.026d^-1)。油菜秸秆中氮的释放率分别为82.20%和87.48%, 油菜秸秆在厌氧条件下的氮残留量比其在好气条件下高38.25%, 且达到显著性差异水平(P<0.05)。厌氧条件下的氮残留率始终高于好气条件下, 且在60~90 d培养期内差异最大。红外图谱分析显示, 油菜秸秆腐解过程最明显的变化在波数为3 430~3 410 cm^-1、2 930 cm^-1处, 吸收峰吸收强度降低, 表明油菜秸秆的脂族性下降。在波数为1 740 cm^-1、1 419~1 425 cm^-1处的吸收峰吸收强度降低, 表明油菜秸秆木质素含量下降, 且厌氧条件下的吸收强度高于其在好气条件下, 表明厌氧条件的木质素残留较多。结果表明, 油菜秸秆中羟基、甲基、亚甲基含量随腐解时间延长而降低, 碳水化合物减少, 脂族性下降, 芳构化程度增强。好气条件有利于秸秆中纤维素、半纤维素和脂肪族化合物的分解, 提高其芳香性, 对土壤碳、氮的补充作用更大。中国生态农业学报. 2015 23(7): 892-899.

黄瓜砧木对南方根结线虫生长发育的影响及其与根系分泌物的关系

王艳艳, 辛国凤, 魏珉, 李岩, 王秀峰, 史庆华, 杨凤娟

王艳艳, 辛国凤, 魏珉, 李岩, 王秀峰, 史庆华, 杨凤娟黄瓜是设施主栽蔬菜, 长期连作导致根结线虫病发生和危害加重; 嫁接是提高黄瓜对根结线虫抗性的有效手段, 但不同砧木品种间存在差异。为探明嫁接提高黄瓜抗根结线虫能力的机制, 试验选用不同抗性的砧木品种‘云南黑籽南瓜’(低感)和‘甜砧南瓜’(高感), 以‘新泰密刺’自根黄瓜为对照, 采用人工接种, 研究了黄瓜砧木对南方根结线虫生长和繁殖的影响, 并探讨了根系分泌物与线虫卵孵化的关系。结果表明: 线虫侵染初期, 3个品种根内的二龄幼虫(J2)数差异显著, ‘云南黑籽南瓜’最少, ‘甜砧南瓜’次之, ‘新泰密刺’最多; 侵入根内的J2均能正常发育为成虫, 根内线虫总数以‘云南黑籽南瓜’最少, ‘新泰密刺’最多; 根际J2数量以‘新泰密刺’最多, ‘云南黑籽南瓜’最少; 发生二次侵染前, 根际卵粒数呈现出相同的特点。黄瓜及其砧木根系分泌物明显影响根结线虫卵的孵化, 孵化率以‘云南黑籽南瓜’最低, ‘甜砧南瓜’次之, ‘新泰密刺’最高; 接种根结线虫后, 根系分泌物影响下的卵孵化率较未接种时明显增加, ‘新泰密刺’增幅最大, ‘云南黑籽南瓜’增幅最小; 随着生育时间延长, 三者根系分泌物对卵孵化的促进作用逐渐增强。低感砧木根系分泌物对南方根结线虫卵孵化具有明显的抑制作用, 可显著降低线虫在其根内及根际的发育, 可能是抗线虫的机制之一。中国生态农业学报. 2015 23(7): 900-905.

基于地统计学和GIS的化学农药胁迫下桃树桃蚜与草间钻头蛛种群空间格局

蒋杰贤, 万年峰, 季香云

蒋杰贤, 万年峰, 季香云化学农药过量施用不仅杀死了害虫和自然天敌, 也影响天敌与害虫之间的空间关系。桃园生态系统中草间钻头蛛(Hylyphantes graminicola)是桃蚜(Myzus persicae)的重要捕食性天敌, 本文系统调查了化学农药长期胁迫下不同时期(4月中旬至9月上旬)桃树桃蚜和草间钻头蛛种群数量, 并运用地统计学方法和地理信息系统(GIS)分析了桃树桃蚜和草间钻头蛛种群的空间结构, 并采用基于高斯模型、指数模型、球型模型和圆型模型的普通克立格插值法模拟了其种群空间分布格局。结果表明, 桃蚜和草间钻头蛛种群在10次调查期间均呈随机分布格局; 桃蚜和草间钻头蛛空间分布距离相关性较弱, 其变动范围均为6.863 0~43.174 1 m; 桃蚜和草间钻头蛛的空间结构比例分别为0.788 8~0.983 9和0.811 6~0.980 6, 块金值分别为0.254 2~4.896 3和0.218 4~0.749 9, 偏基台值分别为0.010 5~0.250 0和0.004 8~0.075 7。本研究结果显示, 长期使用化学农药致使桃树桃蚜和草间钻头蛛种群的空间结构比例值均大于0.7500, 这表明化学农药胁迫下桃蚜和草间钻头蛛种群之间的跟随效应不明显, 草间钻头蛛对桃蚜的捕食作用不强。中国生态农业学报. 2015 23(7): 906-913.

阿尔蚜茧蜂对不同龄期豌豆蚜的寄生及后代适合度研究

张廷伟, 黄纯倩, 杜军利, 刘长仲

张廷伟, 黄纯倩, 杜军利, 刘长仲为了明确阿尔蚜茧蜂(Aphidius ervi Haliday)对寄主豌豆蚜[Acyrthosiphon pisum (Harris)]龄期的寄生偏好及其后代适合度特征, 在24 ℃下进行了阿尔蚜茧蜂对不同龄期豌豆蚜的寄生作用研究。结果表明: 豌豆蚜被寄生时的龄期大小对阿尔蚜茧蜂的寄生和后代适合度有显著影响(P<0.05)。阿尔蚜茧蜂能寄生各发育期豌豆蚜, 但对2龄若蚜的寄生率最高(56.67%), 其次为1龄若蚜(30.67%), 而对4龄若蚜和成蚜的寄生率最低; 寄生低龄蚜虫的后代蜂羽化率显著高于寄生高龄若蚜和成蚜。阿尔蚜茧蜂寄生1龄若蚜后, 僵蚜出现历期最长(9.47 d), 后代蜂羽化历期也最长(5.51 d), 随着被寄生时寄主龄期的增大, 僵蚜出现历期和后代蜂羽化历期都逐渐缩短; 后代蜂发育历期在寄生1龄若蚜时最长(14.85 d), 而寄生成蚜时最短(7.87 d)。后代蜂雌性比例在寄生1龄若蚜时最低(24.52%), 而寄生成蚜时最高(57.33%), 且后代蜂体型随寄主龄期(体型)增大而增大。寄主龄期(体型)与阿尔蚜茧蜂后代适合度呈正相关。因此, 从后代适合度的角度, 阿尔蚜茧蜂偏好选择龄期(体型)大的寄主寄生, 但取得较高的后代适合度的代价是降低其寄生率。说明寄主龄期(体型)大小对阿尔蚜茧蜂的寄生选择及其后代适合度具有重要影响。中国生态农业学报. 2015 23(7): 914-918.

新疆喀什气候变化对棉花发育期及产量的影响分析

阿布都克日木·阿巴司, 胡素琴, 努尔帕提曼·买买提热依木

阿布都克日木·阿巴司, 胡素琴, 努尔帕提曼·买买提热依木利用喀什国家基准气候站1961—2013年53 a的平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量以及日照时数资料, 结合1990—2013年的棉花发育期、单位面积产量、“三桃”数等资料, 采用线性倾向估计计算、检验方法、气候趋势系数和气候倾向率方法, 对1961年以来喀什气候变化特征、1990年以来棉花发育期和产量进行分析, 探讨了喀什近期气候变化对棉花生产的影响。结果表明: 近53 a来, 喀什年和各季平均气温、平均最高气温、平均最低气温总体呈线性上升趋势, 其年气候倾向率为0.25~0.47 ℃10a^-1(P0.01), 春、夏、秋3个季节的倾向率分别为0.24~0.47 ℃10a^-1(P0.05)、0.09~0.37 ℃10a^-1、0.32~0.46 ℃10a^-1(P0.01), 其中春、秋季平均最低气温的升温率最大。年降水量呈明显增多趋势, 其增幅为6.16 mm10a^-1, 对各季节降水而言, 春季降水量呈减少趋势, 其气候倾向率为0.44 mm10a^-1, 夏、秋季降水量呈明显的增多趋势, 其增幅分别为2.10 mm10a^-1、2.23 mm10a^-1(P0.05)。日照时数呈增多趋势, 其气候倾向率分别为31.3 h10a^-1 (P0.05)(年)、16.16 h10a^-1(P0.01)(春)、9.84 h10a^-1(P0.05)(夏)、4.27 h10a^-1(P0.01)(秋), 其中春季日照时数的增幅最大。近53 a来, 喀什初霜日呈推后趋势(1.4 d10a^-1)、终霜日呈提前趋势(1.3 d10a^-1), 无霜期延长明显(1.0 d10a^-1)。近23 a来喀什棉花生长发育期资料统计指出, 棉花播种期、出苗期、三真叶期、五真叶期、现蕾期、开花期、裂铃期、吐絮期等各发育期均表现出不同程度的提前趋势, 其中现蕾期的提前趋势最明显, 为6.6 d10a1(P0.01); 棉花停止生长期呈延迟趋势, 即延迟幅度为4.2 d10a1(P0.01), 发育期的延长对棉花产量和品质的提高都十分有利。棉花“三桃”数中, 伏前桃数、伏桃数和秋桃数呈增多趋势, 其增幅分别为0.58个10a^-1、0.92个10a^-1和0.49个10a^-1。近23 a棉花生产中, 平均产量呈增多趋势, 其增幅为373.5 kghm210a^-1(P0.01)。影响棉花发育期和产量的主要气候因子有气温、日照时数、降水、初终霜日、无霜期。总之, 喀什气候的变化对棉花生产的影响以积极影响为主, 气候变暖有利于提高棉花的产量和品质。本文中, 初、终霜冻日及无霜期与棉花产量总体呈正相关, 初霜日推后、终霜日提前、无霜期延长, 棉花产量增多。中国生态农业学报. 2015 23(7): 919-930.