中国生态农业学报

农业气象因素影响稻瘟病发生分子机制初探

刘天华, 白姣姣, 吕东平

刘天华, 白姣姣, 吕东平水稻是我国重要的粮食作物, 由子囊菌(Magnaporthe oryzae)所引起的稻瘟病是水稻生产活动中的重要限制因子之一, 每年给水稻生产造成巨大的经济损失。随着水稻及稻瘟菌全基因组测序工作的完成, 水稻和稻瘟菌间的互作机制已日渐明朗。水稻对稻瘟菌的抗性主要来自于自身体内天然免疫机制对病原菌入侵的有效阻止, 同时病原菌能够通过抑制水稻的基础免疫从而使易感水稻品种致病。稻瘟病的爆发和流行需要具备3个必要的条件: 易感水稻品种、致病的稻瘟病菌群以及适宜致病的气象因素。因此气象因素是控制稻瘟病爆发和流行的一个十分重要的因素。本文立足于近年来的研究成果, 从稻瘟菌侵染过程、稻瘟病发病过程及特征、水稻抗病机理等方面对水稻和稻瘟菌的互作机制进行了综述, 同时分析了温度、光照、湿度等气象因素对稻瘟病菌致病和水稻抗病的影响, 并初步对其影响稻瘟病爆发和流行的分子机制进行探讨, 以寻求防治和控制稻瘟病发生、发展的最佳方法, 为合理防控稻瘟病提供理论依据和帮助。中国生态农业学报. 2016 24(1): 1-7.

长期施肥措施下土壤有机碳矿化特征研究

马天娥, 魏艳春, 杨宪龙, 魏孝荣, 王玉红, 郝明德, 张兴昌

马天娥, 魏艳春, 杨宪龙, 魏孝荣, 王玉红, 郝明德, 张兴昌研究长期不同施肥措施下旱作农田土壤有机碳的矿化特征及其温度敏感性可为加深理解土壤碳循环过程提供理论依据。本文以半干旱黄土区粮豆轮作体系为研究对象, 通过两种不同温度(15 ℃和25 ℃)的室内培养试验, 分析了长期不同施肥措施下土壤有机碳矿化的动力学特征及其温度敏感性。研究结果表明, 土壤有机碳矿化速率在培养初期较高, 之后缓慢下降。施肥措施和培养温度对土壤有机碳矿化均具有显著影响。与不施肥对照(CK)相比, 在15 ℃培养条件下, 长期单施磷肥(P)、氮磷配施(NP)和氮磷有机肥配施(NPM)处理的土壤有机碳累积矿化量(C_min)分别增加41%、85%和89%, 在25 ℃培养条件下, 分别增加7%、46%和77%。另外, 与CK处理相比, P、NP和NPM处理土壤有机碳矿化的温度敏感性(Q₁₀)分别降低25%、21%和6%。施肥改变了土壤有机碳矿化的动力学参数, 其改变程度与施肥种类和培养温度有关。与CK处理相比, 在15 ℃培养条件下, P、NP和NPM处理的土壤潜在矿化有机碳量(C_p)分别增加29%、65%和48%; 在25 ℃培养条件下, NP和NPM处理的C_p分别增加2%和21%, 而P处理则减少36%。不同施肥处理土壤有机碳矿化速率常数(k)在15 ℃培养条件下变化较小, 在25 ℃培养条件下则有较大幅度的增加。在25 ℃培养条件下, C_min和C_p随土壤有机碳和全氮含量的增加而显著增加。可见, 长期施肥显著促进了半干旱黄土区粮豆轮作体系土壤有机碳的矿化, 减弱了土壤有机碳矿化的温度敏感性。中国生态农业学报. 2016 24(1): 8-16.

氮肥对不同耐低氮性玉米品种花后物质生产及叶片功能特性的影响

李强, 马晓君, 程秋博, 豆攀, 余东海, 罗延宏, 袁继超, 孔凡磊

李强, 马晓君, 程秋博, 豆攀, 余东海, 罗延宏, 袁继超, 孔凡磊为明确不同耐低氮性玉米品种花后物质生产及叶片功能特性, 采用大田试验, 以玉米耐低氮品种‘正红311’和低氮敏感品种‘先玉508’为试验材料, 在6个氮水平下研究花后物质生产及叶片功能特性。结果表明: 施氮可显著提高玉米干物质积累、叶面积指数和叶片光合速率, 延缓花后叶片叶绿素含量和全氮含量的下降, 抑制生育后期叶片C/N值的增加, 从而提高玉米的最终产量。耐低氮品种‘正红311’花后干物质积累、叶片光合速率、叶面积指数和产量均显著高于低氮敏感品种‘先玉508’, ‘正红311’较‘先玉508’平均提高30.5%、9.2%、35.0%和8.8%。两品种吐丝后叶片叶绿素含量差异显著, 耐低氮品种‘正红311’平均较低氮敏感品种‘先玉508’提高4.85%。两品种吐丝后叶片氮含量差异不大, 但‘正红311’和‘先玉508’吐丝成熟期叶片全氮含量分别下降31.5%和34.9%, ‘正红311’降幅低于‘先玉508’。两品种花后叶片C/N值差异显著, ‘先玉508’较‘正红311’平均提高5.95%。与低氮敏感品种‘先玉508’相比, 耐低氮品种‘正红311’花后叶片光合速率更高、叶面积指数更大, 而叶片叶绿素含量和全氮含量降幅与C/N值增幅更低, 延缓了生育后期叶片的衰老, 延长了叶片的功能期, 增加干物质积累和产量。施用氮肥可有效提高‘正红311’干物质积累、叶面积指数和产量, 延缓其生育后期叶片C/N值升高, 而‘先玉508’需要较高的施氮水平才能维持其花后叶片光合速率和全氮含量。中国生态农业学报. 2016 24(1): 17-26.

苜蓿作物轮作模式对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

宋丽萍, 罗珠珠, 李玲玲, 蔡立群, 张仁陟, 牛伊宁

宋丽萍, 罗珠珠, 李玲玲, 蔡立群, 张仁陟, 牛伊宁本研究以苜蓿作物轮作试验为研究对象, 探讨了苜蓿苜蓿(L-L)、苜蓿休闲(L-F)、苜蓿小麦(L-W)、苜蓿玉米(L-C)、苜蓿马铃薯(L-P)和苜蓿谷子(L-M)6种轮作模式对陇中黄土高原雨养农田苜蓿土壤团聚体稳定性以及土壤总有机碳含量的影响。结果表明: 不同轮作模式下土壤机械稳定性团聚体以≥0.25 mm团聚体为优势团聚体, 均占72.17%以上, 而土壤水稳性团聚体以<0.25 mm团聚体为优势团聚体, 均占95.18%以上。随着土层深度的增加, 各处理≥0.25 mm的团聚体数量及平均重量直径(MWD)均随之增加, 而水稳性大团聚体数量及MWD值无明显规律性。与L-L处理相比, L-C和L-P处理0~30 cm耕层土壤≥0.25 mm的团聚体含量分别增加5.94%和1.12%, L-C处理的MWD表现为最高, 而其他轮作处理则不同程度降低了≥0.25 mm团聚体含量及MWD; 随着土层深度的增加, 6种不同轮作模式的土壤有机碳含量均呈现逐渐降低的趋势, 在0~30 cm的耕层土壤, 较之L-L处理, L-W、L-C、L-P和L-M处理均从不同程度上降低了土壤有机碳含量, 其中L-P处理有机碳含量最低, 降低了18.68%。相关性分析表明, 土壤总有机碳分别与2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 mm和0.25~0.5 mm粒径的水稳性团聚体比例以及MWD表现出极显著正相关, 而与<0.25 mm粒径的水稳性团聚体呈极显著负相关。综上所述, 苜蓿玉米轮作模式能明显增加土壤团聚体机械稳定性, 而不同苜蓿作物轮作模式对土壤团聚体的水稳性影响较小, 土壤有机碳含量在很大程度上影响着土壤水稳性团粒结构的形成与稳定性, 二者密切相关。中国生态农业学报. 2016 24(1): 27-35.

不同间作播期和密度对甜瓜/向日葵间作系统氮素利用效率的影响

刘斌, 谢飞, 凌一波, 陈年来

刘斌, 谢飞, 凌一波, 陈年来在大田条件下以甜瓜和向日葵为试材, 研究两种作物单作和向日葵间作播期(甜瓜伸蔓期、开花坐果期、果实膨大期)、间作密度[高(24 975株·hm^-2)、中(22 200株·hm^-2)和低(19 980株·hm^-2)]对间作系统和两种作物单作的氮素积累量、氮素利用效率和光能利用效率的影响。结果表明, 间作显著提高了间作系统甜瓜的氮素累积和利用效率, 却降低了向日葵的氮素累积和利用效率。间作甜瓜植株地上部的氮素累积量平均为195.08 kg·hm^-2, 较单作甜瓜(172.61 kg·hm^-2)提高13.0%, 氮素利用效率和氮肥偏生产力均显著高于单作(分别提高40.5%和55.4%)。间作系统向日葵氮素利用效率和氮肥偏生产力较单作降低8.2%和58.4%, 而氮素收获指数较单作提高4.9%。在甜瓜伸蔓期、开花坐果期和果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮素利用效率较同播期的单作向日葵分别提高43.5%、12.5%和59.8%; 果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮素利用效率较单作甜瓜提高6.7%。在甜瓜伸蔓期、开花坐果期和果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮肥偏生产力较同播期的单作向日葵提高6.5%、32.1%和40.4%, 较单作甜瓜分别降低22.5%、10.1%和34.3%; 在甜瓜伸蔓期、开花坐果期和果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮素收获指数较同播期的单作向日葵分别降低7.2%、7.7%和12.5%。高、中和低3个间作密度下, 间作系统的氮素利用效率较同密度甜瓜单作分别降低14.2%、20.4%和13.9%, 较向日葵单作分别提高25.2%、20.0%和9.5%, 氮肥偏生产力较同密度甜瓜单作降低29.6%、15.6%和21.1%; 高密度和低密度间作处理的间作系统氮素收获指数较向日葵单作提高2.7%和1.4%, 而中密度间作降低7.6%。间作系统甜瓜的光能利用效率与氮素利用效率呈显著正相关关系, 向日葵的光能利用效率与氮素利用效率无显著相关。在河西绿洲灌溉条件下, 氮素利用率较高的适宜向日葵间作播期为甜瓜果实膨大期, 适宜间作株距为40 cm(密度为24 975株·hm^-2)。中国生态农业学报. 2016 24(1): 36-46.

日光温室甜椒起垄内嵌式基质栽培根区温度日变化特征

傅国海, 刘文科

傅国海, 刘文科针对我国北方地区日光温室冬春季低温胁迫、土壤连作障碍、单产低和水肥资源利用率低等问题, 本文设计了一种新型的栽培方法——起垄内嵌式基质栽培方法(soil ridge substrate-embedded cultivation, SRSC), 并在早春季节, 研究了两种模式的SRSC[嵌槽式垄(SRSC-P)和嵌膜(铁丝网槽支撑)式垄(SRSC-W)]及土垄(SR)和单一基质槽垄(NPG)栽培下的甜椒幼苗根区温度的日变化特征。结果表明, 日光温室内栽培垄根区温度与温室内、外的气温变化呈显著正相关, 室内和栽培垄根区的平均温度分别比室外提高8.07 ℃和10.93 ℃, 夜间分别提升9.90 ℃和14.81 ℃。在夜间低温阶段, SRSC-W维持根区较高温度的能力相对优于SR和SRSC-P, 其根区平均温度分别比SR和SRSC-P高1.34 ℃和0.52 ℃; 在白天高温阶段, SR、SRSC-P、NPG、SRSC-W最高温度平均值分别为28.06 ℃、27.21 ℃、29.93 ℃、26.05 ℃, SRSC-W抗高温效果最佳, NPG抗高温效果最差。阴天条件下, 栽培垄的蓄热保温性能比晴天条件下差。SR白天和夜间的中心根区平均温度皆高于外侧, 但SRSC-P和SRSC-W白天外侧温度高, 夜间中心根区温度高。栽培垄北部根区温度高于南部根区温度, 具有空间差异性, 其中SRSC-W栽培模式的南部中心根区温度和北部中心根区温度差异相对于其他处理最小。此外, SRSC-W中心根区温度变化滞后时间最长, 温度缓冲能力强。总之, SRSC-W栽培方法维持早春季节夜间甜椒根区温度能力和对低温及高温胁迫的缓冲性最强, 且成本低, 在日光温室抗低温生产中具有较好的应用前景。中国生态农业学报. 2016 24(1): 47-55.

基于动态规划理论的棉花根长生长模拟方法

陈绍民, 李明思, 高超, 赵宇龙, 郝忠文

陈绍民, 李明思, 高超, 赵宇龙, 郝忠文作物根系生长不仅取决于生理因素, 还取决于生态环境因素, 而土壤水分环境与作物根系生长之间的关系则是局部灌溉技术设计的理论依据之一。为了进一步探索影响棉花根系生长的主要因素, 本文在根冠水量平衡的基础上, 结合作物系数与叶面积的关系模型、根长密度分布函数以及根系吸水效率函数, 应用动态规划理论, 建立了棉花根系生长模型, 并以桶栽棉花试验结果进行验证。结果表明, 该模型纳入了土壤水分环境、大气蒸腾力和叶面积等影响根系生长的因子, 具有揭示根系生长耗水机理的作用。该模型模拟出的棉花总根长变化趋势与实测结果基本一致, 当以多年月平均参考蒸散量(ET0)作为输入条件时, 模拟结果总体误差为15.41%, 可以用于工程设计。对模型敏感性分析结果表明, 所建模型能够反映棉花根叶生长的同步性, 以及进入生殖生长期以后根—叶之间的水量平衡关系。棉花根系生长对土壤水分环境变化的敏感性高于对叶面积变化的敏感性, 体现了棉花根系生长的机理, 建模方法可行。本文研究成果对完善局部灌溉技术中灌溉制度的设计理论具有重要意义。中国生态农业学报. 2016 24(1): 56-63.

滴灌量对冬小麦田间小气候及产量的影响研究

张娜, 张永强, 徐文修, 仵妮平, 吴培杰, 程雪峰, 张波

张娜, 张永强, 徐文修, 仵妮平, 吴培杰, 程雪峰, 张波为优化北疆滴灌冬小麦灌溉定额, 探究不同滴灌量与冬小麦田间小气候及产量的关系, 大田试验滴灌条件下, 采用单因子随机区组试验设计, 研究了3 000 m^-3hm^-2(处理TA)、3 750 m^-3hm^-2(处理TB)、4 500 m^-3hm^-2 (处理TC)3个不同灌水量对冬小麦地下15 cm处土壤温度、冠层温度、湿度、旗叶胞间CO₂浓度(C_i)、大气CO₂浓度(C_a)、棵间蒸发量及产量的影响。结果表明: 随着灌水量的增大, 冬小麦生育后期灌水的土壤温度降温效应增强, 不同处理间地温差异分别达1.09 ℃(处理TA与处理TB)、1.61 ℃(处理TA与处理TC)、0.52 ℃(处理TB与处理TC)。随灌水量增大, 冠层温度减小, 湿度增大, 处理间最高冠层温差达3.68 ℃, 棵间蒸发、C_i均随灌水量增大先减小后增大。整个生育期内C_a则随滴灌量的增大基本呈逐渐降低趋势, 产量则先升后降, 在3 750 m^-3hm^-2灌水量时最高, 达8 971.66 kghm^-2, 较低灌水量(处理TA)、高灌水量(处理TC)分别增产20.55%和6.86%。进一步将上述各要素分别与产量、灌水量进行相关性分析可知, 地温、冠层温度均与产量、灌水量之间存在显著性负相关关系, 冠层湿度与灌水量呈极显著性正相关, 胞间CO₂浓度与产量呈极显著负相关性。本试验条件下, 北疆冬小麦滴灌定额为3 750 m^-3hm^-2时, 麦田冠层温、湿度适宜, 棵间蒸发量小, 产量最高, 可供大田生产实践参考。中国生态农业学报. 2016 24(1): 64-73.

密度修正对冬小麦/夏玉米轮作田潜热、CO₂通量及其能量闭合度的影响

王娟, 曹元元, 张志广, 姜永超, 王建林

王娟, 曹元元, 张志广, 姜永超, 王建林本文利用涡度相关技术对青岛农业大学现代农业科技示范园试验站2013—2014年冬小麦/夏玉米轮作田与大气之间CO₂、水汽和能量交换进行测量, 分别对潜热和CO₂通量进行两种密度修正(WPL修正和Liu修正)并进行对比, 计算了两种密度修正前后冬小麦/夏玉米轮作田的能量闭合度。结果表明: WPL修正与Liu修正可以提高潜热通量, WPL修正后夏玉米田潜热通量约提高6%, 冬小麦田约提高2%; Liu修正后夏玉米田提高不足1%, 冬小麦田提高约2%。因此WPL修正对于夏玉米田潜热的修正效果明显优于Liu修正, 而对冬小麦田潜热修正两种方法效果相同。两种修正方法对于CO₂通量具有降低的修正效果, WPL修正后夏玉米田和冬小麦田CO₂通量分别降低3%和4%; Liu修正后夏玉米田和冬小麦田CO₂分别降低2%和3%。可以看出, WPL修正和Liu修正对CO₂通量修正前后差别非常小(差距均为1%)。通过对青岛地区冬小麦/夏玉米轮作田能量闭合度的分析, 发现密度修正可以提高能量闭合度, 但不同下垫面有不同的修正效果。裸地情况下, WPL修正可以提高能量闭合度约2.53%~9.76%, 夏玉米田为4.05%, 冬小麦田为1.35%; 而Liu修正对裸地能量闭合度的提高小于2.53%, 对夏玉米田和冬小麦田提高约为1.35%。显然WPL修正对于能量闭合度的修正幅度大于Liu修正。能量闭合度大小关系为裸地Ⅰ(夏玉米出苗前)>裸地Ⅱ(冬小麦出苗前)>夏玉米田>冬小麦田。中国生态农业学报. 2016 24(1): 74-80.

紫胶玉米混农林模式对地表蚂蚁多样性及功能群的影响

卢志兴, 李可力, 张念念, 陈又清

卢志兴, 李可力, 张念念, 陈又清为了揭示紫胶玉米混农林对地表蚂蚁群落多样性及功能群的影响, 采用陷阱法调查了云南省绿春县紫胶林、紫胶玉米混农林和玉米旱地3种类型样地的地表蚂蚁物种组成、物种多样性、群落结构相似性、指示物种和功能群等。结果显示, 紫胶玉米混农林模式具有较高的地表蚂蚁物种数和稀有物种数, 与玉米旱地相比, 紫胶玉米混农林的蚂蚁物种数增加41%, 稀有物种数增加85%。紫胶玉米混农林与紫胶林具有更高的蚂蚁多样性, 其物种丰富度和ACE估值均显著高于玉米旱地, 而紫胶玉米混农林的多度显著高于紫胶林和玉米旱地。地表蚂蚁物种组合在3种类型样地中有差异, 与紫胶林和紫胶玉米混农林相关联的物种与玉米旱地不同。3种样地的指示物种不同, 玉米旱地的指示种为扁平虹臭蚁和伊大头蚁, 紫胶玉米混农林为凹头臭蚁、西昌刺结蚁和中华小家蚁, 紫胶林为费氏盘腹蚁、立毛举腹蚁、阿普特铺道蚁、贝卡盘腹蚁和西氏拟毛蚁。紫胶玉米混农林蚂蚁功能群组成比例介于玉米旱地和紫胶林之间, 其中机会主义者(OPP)、从属弓背蚁族(SC)、隐蔽物种(C)及气候特化种(CS)的蚂蚁物种数、多度及比例明显高于玉米旱地。紫胶玉米混农林生境较为复杂, 对地表蚂蚁多样性保护具有积极作用, 是平衡环境保护和经济可持续发展的较好模式。中国生态农业学报. 2016 24(1): 81-89.

木霉制剂改良滨海盐渍土台田生态效应

陈建爱, 段友臣, 郭峰, 杨武汉, 陈为京, 万书波

陈建爱, 段友臣, 郭峰, 杨武汉, 陈为京, 万书波生物改良滨海盐渍土是一种投资少、需时短、见效快、长期受益的环保生态型技术。通过田间试验将木霉制剂[活性成分为木霉分生孢子, 1×10⁷(CFU)·g^-1]施用到滨海中度盐渍土台田(含盐量2.99 g·kg^-1, 砂壤土), 对土壤改良台田试验区不同处理(施用木霉制剂和常规对照处理)及辅助试验区日光温室(含盐量0.98 g·kg^-1, 壤土)、滨海轻度盐渍土开垦田(含盐量1.75 g·kg^-1, 轻壤土)、滨海重度盐渍土河滩地(含盐量26.19 g·kg^-1, 砂壤土)的耕层土壤取样室内测定, 探究木霉在滨海中度盐渍土台田施用的生态效应。滨海中度盐渍土台田木霉处理与对照处理相比, 土壤紧实度提高177.04%, 土壤水稳性团聚体数量(≥0.25 mm)提高265.78%, 土壤含水率提高320.83%, 土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量分别提高96.14%、42.17%、105.65%和63.79%; 土壤稀释法培养微生物, 细菌、放线菌、真菌、固氮菌数量比对照分别提高170.95%、82.68%、152.17%和471.93%。滨海中度盐渍土台田木霉处理与滨海重度盐渍土河滩地比较, 有利于植物生长的指标土壤紧实度、水稳性团聚体、有机质和微生物群落数量分别提高1.53倍、2.11倍、3.20倍和28.33倍, 不利植物生长的水溶性盐下降96.60%; 滨海中度盐渍土台田通过木霉制剂改良, 土壤紧实度、总孔隙度、含水率、有效磷、有机质和微生物数量与滨海轻度盐渍土开垦田相比无显著差异; 滨海中度盐渍土台田木霉处理后土壤容重降低、总孔隙度增加, 与高产日光温室非盐渍化土壤相比接近。滨海重度盐渍土通过沙土抬高1.2 m筑田变为中度盐渍土, 降盐效果较好, 再通过加入生物改良措施提高土壤营养和有益微生物, 优化土壤团粒结构, 利于提高滨海中度盐渍土台田改良效率和质量, 促进滨海中度盐渍土台田生态的改善。中国生态农业学报. 2016 24(1): 90-97.

基于不同方法测定土壤酸性磷酸酶活性的比较

李莹飞, 耿玉清, 周红娟, 杨英

李莹飞, 耿玉清, 周红娟, 杨英土壤酸性磷酸酶与有机磷的矿化及植物的磷素营养关系最为密切。目前国内学者在测定酸性磷酸酶活性时主要参照关松荫《土壤酶及其研究法》中以磷酸苯二钠为基质的测定方法, 而国外学者主要参照Dick《Methods of Soil Enzymology》中以对硝基苯磷酸二钠为基质的测定方法(PNPP)。但是, 在以磷酸苯二钠为基质测定生成物的过程中, 常出现显色程度不明显的问题; 另外, 采用不同基质测定酸性磷酸酶活性也造成了测定方法选择的困难。为合理选择土壤酸性磷酸酶活性的测定方法, 本研究选用酸性、中性和碱性土壤各10个土样, 分别采用以磷酸苯二钠为基质, 且在显色阶段分别加入pH5.0醋酸盐缓冲液(DPP 1)和pH9.4硼酸盐缓冲液(DPP 2)的方法, 以及PNPP方法测定土壤酸性磷酸酶活性。同时也研究了不同pH缓冲液和苯酚浓度对生成物显色反应的影响。结果表明: 以磷酸苯二钠为基质、在显色反应阶段加入pH≤6的缓冲液时, 苯酚和2,6-二溴苯醌氯亚胺不显色; 当加入pH≥8的缓冲液时, 两者之间显色且苯酚浓度和吸光值的Pearson相关系数极显著。这说明pH低是导致高苯酚浓度和2,6-二溴苯醌氯亚胺显色效果差的一个主要原因。此外, 采用PNPP方法测定时, 在酸性、中性和碱性土壤中, 10个样本酸性磷酸酶活性的变异系数分别较DPP?2增加了70.04%、42.44%和21.17%; 极差分别是DPP 2的27.18倍、26.85倍和39.43倍。总之, 如果选用磷酸苯二钠为基质测定土壤酸性磷酸酶活性, 应在显色阶段加入碱性硼酸盐缓冲液; 选用对硝基苯磷酸二钠为基质, 是更为简单和灵敏的方法。中国生态农业学报. 2016 24(1): 98-104.

截形叶螨发育速率与温度关系模拟及对哒螨灵的抗性风险评估

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(Py-R)和敏感种群(SS)风险发育速率的影响和评估截形叶螨对哒螨灵药剂的抗性风险, 本试验在16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃和36 ℃ 6个温度梯度下, 用王兰丁模型拟合了两个种群的世代发育速率与温度的关系曲线, 并采用了数量遗传学中的域性状分析法, 估算了截形叶螨对哒螨灵的现实遗传力并预测了不同选择压力下截形叶螨对哒螨灵的抗性风险。研究结果表明, 根据拟合的王兰丁模型推导, 截形叶螨敏感种群SS世代发育的最低、最高临界温度分别为10.05 ℃和39.24 ℃, 抗性种群Py-R发育最低、最高临界温度分别为13.45 ℃和41.89 ℃; 抗性种群各螨态的最高临界温度值均显著大于敏感种群, 表明截形叶螨抗哒螨灵种群对高温的忍耐程度和适应能力大于敏感种群。估算出的截形叶螨对哒螨灵的抗性现实遗传力(h²)为0.11, 且抗性筛选前期和中期的h²值为0.12和0.18, 大于筛选后期h²值(0.08), 在筛选末期, h²值又回升到0.14。在室内选择条件(h²=0.11)下, 选择压力即杀死率为50%~90%时, 预计抗性增长10倍, 仅需10~23代; 而在田间选择压力(h²=0.05)下, 同样条件下, 抗性增长也只需21~46代。因此, 截形叶螨对哒螨灵存在一定的抗性风险, 可与其他不具交互抗性的杀虫剂之间进行轮用, 并降低选择压来延缓抗药性的产生。中国生态农业学报. 2016 24(1): 105-111.

稻田复种轮作模式的生态经济效益综合评价

杨滨娟, 黄国勤, 陈洪俊, 王淑彬

杨滨娟, 黄国勤, 陈洪俊, 王淑彬为了筛选具有可持续性、适合鄱阳湖生态经济区的冬季绿色高效循环复合种植模式, 通过2012年—2013年连续2年的田间定位试验, 采用AHP法和综合指数法对鄱阳湖生态经济区5种稻田复种轮作模式(冬闲稻稻冬闲早稻晚稻, 绿肥早稻晚稻油菜玉米||大豆晚稻, 油菜玉米||大豆晚稻, 蚕豆早稻甘薯||玉米蔬菜甘蔗||大豆, 蔬菜甘蔗||大豆绿肥早稻晚稻)的生态经济效益进行了综合评价。结果表明: 按照晚稻价格比折算后, 两年间各种植模式中蔬菜甘蔗||大豆种植模式的作物产量最高, 其次是绿肥早稻晚稻, 蚕豆早稻甘薯||玉米的作物产量最低。生态经济效益综合评价表明, 2012年各系统的综合效益指数大小排序依次为: 蔬菜甘蔗||大豆>油菜玉米||大豆晚稻>蚕豆早稻甘薯||玉米>绿肥早稻晚稻>冬闲早稻晚稻, 说明蔬菜甘蔗||大豆种植模式“改稻为经”, 是能够带动稻田高产高效的种植模式, 有利于农业生产的可持续发展。2013年经过稻田复种轮作后, 各系统的综合效益指数表现为: 绿肥早稻晚稻>蔬菜甘蔗||大豆>油菜玉米||大豆晚稻>蚕豆早稻甘薯||玉米>冬闲早稻晚稻, 表明稻田冬种紫云英模式的绿肥早稻晚稻种植模式能兼顾三大效益, 有利于农业生产的可持续发展。从两年的综合效益结果来看, 蔬菜甘蔗||大豆→绿肥早稻晚稻模式能够带动稻田高产高效, 能兼顾经济效益、生态效益和社会效益, 可解决粮食安全和农业结构调整及农民增收等社会问题, 而且对于冬季农业开发、自然资源的充分利用和农业生产的可持续发展也有极大的促进作用。综合来说, 蔬菜甘蔗||大豆→绿肥早稻晚稻模式是适合我国鄱阳湖生态经济区大面积推广应用的稻田冬季农业开发与复种轮作循环模式。中国生态农业学报. 2016 24(1): 112-120.

生态文明视角下四川省资源环境压力的时空变化特征

赵先贵, 马彩虹, 赵晶, 肖玲, 赵超

赵先贵, 马彩虹, 赵晶, 肖玲, 赵超基于足迹家族原理, 构建了由生态压力、温室气体(GHGs)排放、水资源压力构成的资源环境压力评价指标体系, 并应用于四川省的资源环境压力评价。结果表明, 1990—2013年四川省人均生态足迹增加109.57%, 生物承载力变化不大, 生态压力由中下(Ⅱ_a)升至很高(Ⅲ_b)等级; 林业碳汇提高32.01%, GHGs排放虽保持较低(Ⅰ_b)等级, 但其排放指数增高了234.97%; 水足迹增速很小, 水资源压力很低(Ⅰ_a); 全省资源环境压力由很低(Ⅰ_a)升为中下(Ⅱ_a)。空间上, 生态压力很低(Ⅰ_a)的是甘孜和阿坝, 广元为中上(Ⅱ_b), 成都、自贡和攀枝花等其余19市(州)很高(Ⅲ_b); GHGs排放状况, 攀枝花很高(Ⅲ_b), 内江较高(Ⅲ_a), 乐山中上(Ⅱ_b), 眉山中下(Ⅱ_a), 甘孜、雅安和阿坝为碳汇(Ⅰ_a), 成都、自贡和泸州等其余14市(州)均属较低(Ⅰ_b)等级; 水资源压力方面, 自贡、遂宁、眉山、内江和资阳很高(Ⅲ_b), 成都较高(Ⅲ_a), 泸州和达州为中上(Ⅱ_b), 德阳为中下(Ⅱ_a), 宜宾和攀枝花较低(Ⅰ_b), 甘孜、阿坝和广安等其余10州(市)很低(Ⅰ_a); 资源环境压力状况, 阿坝、甘孜、雅安和广元很低(Ⅰ_a), 凉山和绵阳较低(Ⅰ_b), 广安、巴中和南充为中下(Ⅱ_a), 宜宾、德阳、乐山和达州为中上(Ⅱ_b), 泸州、资阳和成都较高(Ⅲ_a), 遂宁、攀枝花、眉山、自贡和内江很高(Ⅲ_b)。研究表明, 四川省的资源环境压力主要归因于较高的生态压力。今后的生态文明建设中, 除了严守耕地生态红线以确保耕地生产力外, 还要通过大力发展水电以优化能源消费结构, 以及加强森林保育以提高碳汇潜力。中国生态农业学报. 2016 24(1): 121-130.