中国生态农业学报

旱地土壤硝态氮的产生、淋洗迁移及调控措施

王大鹏, 郑亮, 吴小平, 罗雪华, 王文斌, 张永发, 薛欣欣 — 2017-12-01

王大鹏, 郑亮, 吴小平, 罗雪华, 王文斌, 张永发, 薛欣欣如何在保证作物高产的前提下，提高氮肥利用率、减少氮肥损失及其对环境的影响已经成为一个世界性研究课题。硝态氮淋洗是旱地土壤氮素损失去向的重要途径之一，是导致区域性地下水硝酸盐污染的重要原因，已成为全球集约农区重大农业和生态环境问题。明确不同农作系统土壤硝态氮的产生、淋洗过程及影响因素，并进一步提出阻控措施，具有重要的农学和环境意义。在这一方面国内外学者已经开展了长期、大量的研究，并积累了丰富的资料。本文简要综述了旱地土壤硝化作用的微生物驱动过程，比较了当前最为常用的田间原位监测硝态氮淋洗方法的优缺点，分析了影响硝态氮累积和淋洗的各种因素，总结了相应的调控措施，并对今后的研究工作进行展望：加强旱地土壤硝化作用的关键微生物过程、机理以及相关驱动因子调控作用的研究，有助于增加对土壤氮素循环的认识，而这些认识是旱地农作系统进行氮素优化管理和制定硝态氮淋洗阻控技术的重要基础；继续寻找和建立一种扰动更少、维护简单、样品污染更低、尤其适合长期监测的田间原位研究方法，对于准确地揭示旱地土壤硝态氮的淋洗规律和实时通量尤为重要；系统地开展不同旱地农作系统硝态氮淋洗的综合性研究，阐明影响硝态氮累积和淋洗的主要因素，并提出针对性的阻控措施，更符合田间实际，对于降低区域硝态氮淋洗风险意义重大。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1731-1741.

冬季施用鸡粪和生物炭对南方稻田土壤CO₂与CH₄排放的影响

魏甲彬, 成小琳, 周玲红, 徐华勤, 唐启源, 肖志祥, 唐剑武, 谭淑端 — 2017-12-01

魏甲彬, 成小琳, 周玲红, 徐华勤, 唐启源, 肖志祥, 唐剑武, 谭淑端生物炭的利用近年来是农田土壤固碳减排研究中的热点。本研究通过在冬季稻田养鸡，结合生物炭添加，采用箱式法结合温室气体分析仪定量测定冬季稻田和双季稻期间土壤CO₂和CH₄排放通量，分别估算冬季稻田和双季稻期间土壤CO₂和CH₄排放总量，评估生物炭和鸡粪添加对土壤碳排放的影响。结果表明，鸡粪还田处理显著提高了土壤CO₂的排放，冬季稻田和水稻生育期排放量分别达9 935.39 kg·hm^-2和27 756.34 kg·hm^-2，比对照增加58.7倍（P < 0.01）和56%（P < 0.05）；生物炭添加处理冬季稻田和水稻生育期CO₂累积排放量比对照高12.3倍（P < 0.01）和41%（P < 0.05）。鸡粪还田处理下冬季稻田和水稻生育期稻田的CH₄排放量均显著高于其他处理；而生物碳添加对冬季稻田CH₄排放无显著影响，但显著降低了水稻生育期稻田的CH₄排放。鸡粪还田配施生物炭处理也显著提高了稻田土壤CO₂的排放。冬季稻田时，鸡粪还田配施生物炭土壤CO₂累积排放量显著高于鸡粪还田处理；而水稻生育期时，鸡粪还田配施生物炭处理下土壤CO₂累积排放量显著低于鸡粪还田处理。鸡粪还田下添加生物碳可以降低因鸡粪还田引起的CH₄排放增加的效应。总之，鸡粪原位还田显著增加了冬季稻田和水稻生育期稻田的CO₂和CH₄排放；无论是冬季稻田还是水稻生育期，生物炭的添加都降低了土壤CH₄的排放，且生物炭添加后期有抑制土壤CO₂排放的作用。因此，从更长的时间尺度来看，生物炭施入土壤有利于土壤固碳减排。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1742-1751.

联合梯田农业文化遗产地景观特征与景观资源利用

胡伟芳, 张永勋, 王维奇, 闵庆文, 章文龙, 曾从盛 — 2017-12-01

胡伟芳, 张永勋, 王维奇, 闵庆文, 章文龙, 曾从盛福建尤溪联合梯田是一个持续了1 300多年的农业文化遗产系统，然而随着工业化的不断发展，其社会-经济-自然复合生态系统的稳定机制已经不适应生产力发展的要求，景观生态系统正面临不可持续的威胁。本文运用景观生态原理和方法，分析联合梯田景观指数和景观空间格局，研究景观资源现状，并提出景观资源开发利用的保护对策。结果表明：1）林地和耕地是联合梯田的景观优势类型，分别占总景观面积的67.93%和20.40%。林地的景观破碎度（0.05）和斑块数目（83个）较低，体现森林覆盖度较高且分布较集中。耕地的斑块数目（1 369个）、斑块密度（1 327个·km^-2）、边缘密度（89.91 m·hm^-2）、景观破碎度（0.75）和景观形状指数（50.85）均最大，体现耕地面积破碎化、形状多样化及边界复杂的特征。2）联合梯田形成"水源林-聚落-梯田-复合景观"的垂直立体分布格局，具良性生产功能、宜居功能、水土保持功能和美学功能。3）联合梯田发育了丰富的景观资源，但仍存在较多景观资源破坏及未能深刻挖掘利用的问题，使联合梯田文化遗产地陷入"景观资源闲置-遗产地贫困-人口流失-梯田生态景观破坏-景观资源消失"恶性循环。4）未来应重点恢复与改造梯田景观，建立相应的补偿机制，发展生态农业、第二产业，发展农业文化遗产旅游和生态旅游，促进梯田景观复兴及传统文化的现代回归。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1752-1760.

地膜覆盖对春季咸水灌溉条件下滨海盐渍土水盐动态的影响

刘海曼, 郭凯, 李晓光, 刘小京 — 2017-12-01

刘海曼, 郭凯, 李晓光, 刘小京在河北省沧州市海兴县选取耕层土壤初始含水量有较大差异的两个地块，于春季利用当地高矿化度咸水（10~15 g·L^-1）进行灌溉和地膜覆盖，以探究地膜覆盖对春季咸水灌溉条件下滨海盐渍土水盐动态的影响。设不灌咸水不覆膜（对照，CK）、不灌咸水覆膜（PM）及3月29日和4月13日灌咸水不覆膜（SE、SL）、灌咸水后覆膜（SE+PM、SL+PM）6个处理探讨不同咸水灌溉和覆膜对土壤水盐动态的影响；另在耕层土壤含水量≥ 20%（海兴县小山乡）和 < 20%（海兴县农场）两个地点分别设灌咸水后覆膜（SE+PM）和不灌咸水不覆膜（CK）处理，探讨初始土壤含水量对咸水灌溉下土壤水盐动态的影响。灌水量均为180 mm，灌溉咸水来自排水渠，矿化度分别为12.12 g·L^-1和11.53 g·L^-1，咸水入渗后，播种油葵。结果表明：春季咸水灌溉后覆膜能有效降低耕层土壤盐分，并且该项措施实施的时间越早越好，脱盐深度和脱盐率均较深和较高，本研究中，脱盐效果最优的为SE+PM处理，该处理在油葵收获后0~5 cm脱盐率为58.93%，土壤含盐量由1.15%降至0.51%。此外，脱盐效果也受到土壤初始含水量的影响，耕层土壤含水量 < 20%时，春季咸水灌溉覆膜处理对土壤盐分的淋洗效果较好，平均脱盐深度大于40 cm，保证了油葵正常生长，油葵出苗率和产量分别为73.9%和920 kg·hm^-2，至油葵收获时，0~20 cm土层土壤含盐量由灌溉前的1.93%降低至0.32%，脱盐率达84.07%；而当耕层土壤含水量≥ 20%时，脱盐速度慢、深度浅，至油葵播种时，土壤盐分依然较高，导致油葵出苗率低，最终绝收。本研究通过利用春季高矿化度咸水灌溉和地膜覆盖措施，在春季干旱和土壤严重积盐条件下有效降低了耕层土壤盐分，为作物播种出苗提供适宜的土壤水分条件和低盐环境。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1761-1769.

秸秆颗粒还田对土壤养分和冬小麦产量的影响

张莉, 王婧, 逄焕成, 张珺穜, 郭建军, 董国豪, 丛萍 — 2017-12-01

张莉, 王婧, 逄焕成, 张珺穜, 郭建军, 董国豪, 丛萍为明确秸秆颗粒还田在农业生产中推广应用的可行性，在山东省冬小麦-夏玉米一年两熟种植区通过田间微区试验，研究了秸秆不还田（CK）、常规粉碎还田（CCSI）和秸秆颗粒还田（GSI）对耕层土壤养分含量、冬小麦群体茎蘖数、旗叶净光合速率、叶绿素含量、干物质积累及分配和小麦产量的影响。结果表明：与CK和CCSI处理相比，GSI处理显著提高土壤有机质、碱解氮和有效磷的含量；增加基本苗和分蘖成穗率，显著提高有效穂数13.23%和16.64%。同时，GSI处理显著提高灌浆期叶面积指数、旗叶叶绿素含量和净光合速率，改善开花后旗叶光合性能，促进地上部干物质积累及其向籽粒的转运。与CK和CCSI处理相比，GSI处理的开花后干物质向籽粒的转运量显著提高19.65%和14.75%，籽粒产量显著提高9.69%和10.71%。相关分析表明，穗粒数和千粒重对产量影响不显著，有效穂数的提高是秸秆颗粒还田增产的主要原因。因此，秸秆颗粒还田可作为一种安全有效的还田方式，在农业生产中推广应用。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1770-1778.

秸秆覆盖时间和覆盖量对冬小麦田温度效应及地上地下生长的影响

闫宗正, 陈素英, 张喜英, 牛君仿, 邵立威 — 2017-12-01

闫宗正, 陈素英, 张喜英, 牛君仿, 邵立威为探明华北平原灌溉条件下秸秆覆盖的土壤温度效应对冬小麦根系和籽粒产量的影响，利用大田试验研究了不同秸秆覆盖时间和覆盖量处理对冬小麦土壤温度、根系和籽粒产量的影响。试验设冬小麦播种后覆盖和三叶期覆盖，覆盖量设上茬作物（夏玉米）秸秆全量覆盖（HM）、1/2量覆盖（MM）、1/3量覆盖（LM）和不覆盖（CK）。结果表明：1）与不覆盖（CK）相比，播种后覆盖和三叶期覆盖冬小麦产量分别降低8.6%和2.0%，播种后覆盖减产幅度大于三叶期覆盖；播种后减产是由于小麦千粒重比CK降低4.1%、穗粒数降低6.6%和收获指数降低2.4%，三叶期覆盖减产的原因是收获时有效穗数比CK降低5.8%造成。播种后覆盖处理中随着覆盖量的增加千粒重、有效穗数、收获指数显著降低，三叶期覆盖处理的产量构成没有显著差异。2）秸秆覆盖对小麦分蘖期和越冬期（冬季）土壤温度具有提升作用。覆盖处理日均温平均比CK提高0.56℃；小麦返青期后随着气温的升高，秸秆覆盖具有降温作用。冬季秸秆覆盖提升土壤温度的贡献主要是提升了夜间土壤温度，返青后降温的作用是降低白天的土壤温度；冬季随覆盖量增加增温效应增大，返青后随着覆盖量的增加降温效应增加，各覆盖处理间的土壤温度差异不显著。3）秸秆覆盖促进了冬季冬小麦根系生长，秸秆覆盖处理的根长密度大于CK；返青后秸秆覆盖减弱了根系生长，至扬花期随小麦冠层覆盖度增加，秸秆覆盖与CK的根长密度差异减小。由于小麦分蘖期和越冬期土壤温度高于CK，根系生长快于CK，消耗了更多的土壤氮，造成返青-拔节期土壤全氮含量低于CK。因此，华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟灌溉区，为了降低秸秆覆盖对冬小麦产量的不利作用，秸秆覆盖应在三叶期后实施，覆盖量采用上茬玉米秸秆产量的1/3~1/2，其余秸秆可以用于畜牧业饲料。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1779-1791.

播栽方式与施氮量对杂交籼稻氮肥利用特征及产量的影响

王春雨, 余华清, 何艳, 郭长春, 张绍文, 杨志远, 马均 — 2017-12-01

王春雨, 余华清, 何艳, 郭长春, 张绍文, 杨志远, 马均以杂交籼稻‘F优498’为试验材料，采用两因素裂区设计，主区为毯苗机插（机插）、湿润精量穴直播（直播）和人工移栽3种播栽方式，副区为4个施氮量（0 kg·hm^-2、90 kg·hm^-2、135 kg·hm^-2和180 kg·hm^-2），研究杂交籼稻在不同处理下的氮素积累与运转、产量及其构成因子以及氮素利用率。播栽方式与施氮量对水稻主要生育期氮积累量、运转及产量具显著影响及互作效应。抽穗期和成熟期植株氮积累总量为人工移栽＞机插＞直播；播种—拔节期和抽穗—成熟期的氮素积累速率为直播＞机插＞人工移栽，拔节—抽穗期氮素积累速率为人工移栽＞机插＞直播，不同播栽方式下均在拔节—抽穗期氮积累速率达最大；氮素农学利用率和氮收获指数表现为人工移栽＞机插＞直播；百千克籽粒需氮量为直播＞人工移栽＞机插；人工移栽稻的产量与机插稻差异不显著，与人工移栽稻相比，直播稻平均减产13.04%。植株氮素积累量和穗部氮积累量随施氮量的增加而显著增加，而叶片氮素对穗部的贡献率随施氮量的增加而降低。播栽方式和施氮量对氮素利用率产生较大影响，机插稻氮素农学利用率随氮肥用量的增加而增加但差异不显著，直播、人工移栽的水稻氮素农学利用率随施氮量的增加而降低；氮素回收利用率在人工移栽和机插下随着施氮量的提高呈二次曲线关系，直播则随施氮水平的升高而逐渐减小；氮素籽粒生产效率和收获指数均随氮肥的增加而降低，施氮处理间无显著差异。综合而言，直播稻施氮量在135 kg·hm^-2，机插和人工移栽在135~180 kg·hm^-2时既能获得稳定的产量，也能维持较高氮素利用率。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1792-1801.

灌溉方式和施氮量对直播稻氮素和水分利用的影响

张鸿, 朱从桦, 李其勇, 李星月, 郭展, 郑家国, 李旭毅 — 2017-12-01

张鸿, 朱从桦, 李其勇, 李星月, 郭展, 郑家国, 李旭毅为研究不同灌溉方式和施氮量对直播稻的光合生产、干物质积累、氮素利用、水分利用和稻谷产量的影响，采用裂区试验设计，主区因素为品种：‘德香4103’和‘金农丝苗’，副区因素为3种灌溉方式：浅水灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉，副副区因素为4个施氮量：0 kg（N）·hm^-2、120 kg（N）·hm^-2、180 kg（N）·hm^-2、240 kg（N）·hm^-2，分析测定直播稻的干物质积累量、氮素积累量和利用率、水分利用率和产量等指标。结果表明：灌溉方式和施氮量对直播稻氮素利用和产量形成的影响存在显著的互作效应。与浅水灌溉相比，轻干湿交替灌溉处理下‘德香4103’和‘金农丝苗’抽穗期剑叶净光合速率、拔节-抽穗期干物质积累量、结实期茎叶氮素转运量、成熟期籽粒中氮素积累量、氮素农艺效率和氮肥回收效率显著增加；抽穗期叶面积指数、拔节前干物质积累量、成熟期茎叶氮素积累量显著降低。施氮量对‘德香4103’和‘金农丝苗’氮素积累量、氮素利用效率、产量的影响存在差异。浅水灌溉处理中，与无氮相比，‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高31.79%~48.77%和29.72%~45.36%；施氮量超过180 kg·hm^-2后，‘德香4103’的产量显著下降，而‘金农丝苗’相应指标却无显著变化。轻干湿交替灌溉处理中，与无氮相比，‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高32.58%~61.10%和36.49%~48.45%；施氮量超过180 kg·hm^-2后‘德香4103’的产量无显著变化，氮肥回收效率、氮素农艺效率均显著下降，‘金农丝苗’的产量和干物质积累量无显著变化，成熟期氮素积累量显著提高。重干湿交替灌溉处理中，与无氮相比，‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高37.01%~42.88%和30.11%~42.63%；施氮量超过180 kg·hm^-2后，‘德香4103’和‘金农丝苗’的产量无显著变化；但‘德香4103’成熟期氮素积累量显著增加，‘金农丝苗’氮素积累量却无显著增加，两个品种氮素农艺效率均显著降低。综上所述，轻干湿交替灌溉更适合于直播稻高产、节水、高效栽培，其中‘德香4103’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮240 kg·hm^-2处理最高，‘金农丝苗’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮180 kg·hm^-2处理最高。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1802-1814.

不同施肥方法对双季稻区水稻产量及氮素流失的影响

段然, 汤月丰, 王亚男, 王伟政, 白玲玉, 吴翠霞, 文炯, 曾希柏 — 2017-12-01

段然, 汤月丰, 王亚男, 王伟政, 白玲玉, 吴翠霞, 文炯, 曾希柏为保障粮食安全，减少稻田生态系统氮肥投入，提高氮肥利用率和减少氮素流失成为重要的农业和环境措施。本研究在位于湖南岳阳的农业部岳阳农业环境科学观测实验站开展为期1年的早稻、晚稻田间试验，比较了不施肥（T1）、尿素常规施肥（T2，施N 280 kg·hm^-2、P₂O₅ 165 kg·hm^-2、K₂O 120 kg·hm^-2）、控释肥常规施用（T3，施N 230 kg·hm^-2、P₂O₅ 165 kg·hm^-2、K₂O 120 kg·hm^-2）、高量控释肥侧条施用（T4，施N 230 kg·hm^-2、P₂O₅ 138 kg·hm^-2、K₂O 120 kg·hm^-2）、中量控释肥侧条施用（T5，施N 180 kg·hm^-2、P₂O₅ 123 kg·hm^-2、K₂O 120 kg·hm^-2）及低量控释肥侧条施用（T6，施N 140 kg·hm^-2、P₂O₅ 123 kg·hm^-2、K₂O 120 kg·hm^-2）下氮肥的养分利用率、作物产量及氮素流失情况，以期为稻田氮素合理利用提供理论依据。研究结果表明，控释肥侧条施用可有效提高水稻的产量和氮肥利用率，减少面源流失。1）在减少稻田秧苗数量和氮肥施用量的条件下，T4处理的水稻早晚稻产量分别比T2处理增加13.17%和4.72%，与T3处理相比亦分别增加7.27%和1.74%；2）侧条施肥处理有效降低了稻田氮素流失量，年氮流失量为0.466~0.673 kg·hm^-2，比常规施肥处理降低地表径流氮流失量3.54%~29.36%；3）侧条施肥有效提高了氮肥利用率，T4处理的氮肥利用率分别是T2、T3处理的1.70倍和1.22倍。因此，采用合适的施肥方式、配施适量控释氮肥可获得较高的产值和收益。高量控释肥侧条施用（T4）是本研究区域最佳的施肥模式，对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1815-1822.

秸秆还田替代化学钾肥对喀斯特峰丛洼地春玉米产量及土壤钾素的影响

傅伟, 刘坤平, 陈洪松, 陈香碧, 林海飞, 张伟, 王克林 — 2017-12-01

傅伟, 刘坤平, 陈洪松, 陈香碧, 林海飞, 张伟, 王克林基于中国科学院环江喀斯特站2006年开展的玉米/大豆套作长期定位施肥试验，利用2010-2014年监测数据，研究等量氮磷钾投入条件下，不同处理[对照（不施肥，CK）、全量化肥（NPK）、秸秆还田替代30%化肥钾（C7S3）、秸秆还田替代60%化肥钾（C4S6）]间秸秆还田与化肥施用的效果差异，以期为喀斯特峰丛洼地农田生态利用秸秆还田替代化肥量提供科学依据。结果表明：1）施肥处理5年春玉米平均产量是不施肥处理的4.12~4.17倍，C7S3和C4S6处理产量分别是NPK处理的98.3%和98.7%，施肥处理玉米产量及秸秆量均随时间呈增长趋势。2）施肥使玉米秸秆中含钾量、春玉米籽粒吸收氮磷钾量均显著高于不施肥处理，但施肥处理间无显著差异（P > 0.05）。3）在钾素回收率、钾素吸收利用率、钾肥农学利用率以及钾肥偏生产力方面，C7S3和C4S6处理与全量化肥NPK处理间均无显著差异（P > 0.05）。4）NPK处理年均钾素盈余量为3.00 kg·hm^-2，显著高于C7S3处理（-1.90 kg·hm^-2）；而C4S6处理钾素年均盈余量最大，为8.22 kg·hm^-2，实际平衡盈余率为7.4%。5）与试验初期相比，不施肥处理土壤速效钾含量下降15.9%，施肥处理极显著增加了土壤中速效钾含量（P < 0.01）；5年间施肥处理间年均速效钾含量增幅大小依次为：NPK > C7S3 > C4S6，各处理间差异不显著（P > 0.05）。6）经过8年耕作，土壤缓效钾含量在CK和C4S6处理中分别下降10.9%和4.9%，NPK和C7S3处理分别增加1.3%和22.4%。综上所述，秸秆还田替代部分化肥钾的施肥措施运用在喀斯特峰丛洼地可在保持春玉米较高产量的同时，维持土壤钾素动态平衡；其中60%秸秆钾替代量更有利于维持钾素表观平衡，而30%的秸秆钾还田量则更有利于土壤缓效钾的积累。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1823-1831.

无人机搭载数码相机航拍进行小麦、玉米氮素营养诊断研究

李红军, 李佳珍, 雷玉平, 张玉铭 — 2017-12-01

李红军, 李佳珍, 雷玉平, 张玉铭精准施肥是减少农业面源污染的重要技术之一，而土壤养分测试与作物营养诊断是其实施的技术保障，特别是在农业规模化经营方式下，急需发展快速、经济、无损的作物氮素营养诊断技术。本文在应用数字图像进行冬小麦、夏玉米氮素营养诊断研究的基础上，将数码相机搭载到无人机上，利用无人机航拍技术采集作物冠层数字图像，研究不同航拍高度下冠层图像相关色彩参数反演冬小麦和夏玉米氮素营养状态的差异，以确定适宜的航拍高度与敏感的色彩参数，建立利用无人机航拍数字图像诊断冬小麦和夏玉米氮素营养状态模型。研究结果表明：在冬小麦拔节期适宜的航拍高度是16 m，敏感的色彩参数是可见光大气阻抗植被指数（VARI），诊断模型为：冬小麦茎基部硝酸盐浓度=2.103 4e^18.874VARI；夏玉米大喇叭口期适宜的航拍高度是50 m，敏感色彩参数是蓝光标准化值[B/（R+G+B）]，诊断模型为：夏玉米第1完全展开叶叶脉硝酸盐浓度=1.526×10³²×[B/（R+G+B）]^50.445。依据建立的航拍方法与诊断模型，分别对冬小麦、夏玉米进行了氮素状态监测的验证，结果表明诊断结果与冬小麦、夏玉米实测数据的决定系数分别为0.80和0.85，且均在P < 0.01水平显著相关。最后将研究结果进行应用，生成了冬小麦、夏玉米氮肥追肥作业图。利用无人机搭载数码相机对冬小麦、夏玉米进行氮素营养诊断简单、可行，但仍有一些技术细节需要完善，以提高该技术的实用性。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1832-1841.

小麦农家品种‘红蚰子’苗期白粉病抗性鉴定和遗传分析

曹燕威, 许红星, 李秀全, 安调过 — 2017-12-01

曹燕威, 许红星, 李秀全, 安调过白粉病是小麦的重要病害之一，优异抗病种质的鉴定和利用是控制该病害的有效措施。当前，我国小麦生产中的多数栽培品种和品系对白粉病表现为感病，可利用的优异抗性基因为数不多，因此，很有必要发掘新的有效抗源和抗性基因。我国小麦农家品种‘红蚰子’（京2350）苗期对国内38个小麦白粉病原菌菌株中的34个表现为高抗至免疫，且成株期对石家庄地区的田间混合白粉病原菌表现为免疫或近免疫。为了进一步研究‘红蚰子’抗白粉病遗传特点，发掘并利用其中的优异抗白粉病基因，本研究利用白粉菌E09菌株，分别对‘红蚰子’与感病亲本‘铭贤169’和‘辉县红’组合各自的F₁、F₂后代植株和F_2：3株系，进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析。结果表明，‘红蚰子’与‘铭贤169’和‘辉县红’组合的所有F₁均感病，各自F₂后代植株中抗病植株与感病植株的比例均符合1：3分离比，且各自F_2：3株系中纯合抗病株系：杂合株系：纯合感病株系的比例均符合1：2：1的比例。因此，‘红蚰子’对E09菌株的抗性由1对隐性基因控制，暂时命名为PmHYZ。‘红蚰子’是我国农家品种中优异的白粉病抗源，研究并发掘其中的抗性基因，将为其在抗病育种中的有效利用奠定基础。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1842-1847.

未来30年川东平行岭谷区县域农田SOC动态模拟

张琳, 邵景安 — 2017-12-01

张琳, 邵景安以位于川东平行岭谷的典型县——垫江县为研究对象，探讨在特定气候模式下未来30 a研究区农田土壤有机碳（SOC）及其动态变化，为研究区未来耕地可持续利用与管理提供数据支持和科学依据。利用生物地球化学模型DNDC，选取IPCC AR4报告中的BCCR_BCM 2.0的B₁模式，在基于研究区土壤性质和农业管理制度等建立的GIS区域数据库的支持下，模拟研究区2011—2041年SOC动态变化。结果表明：1）DNDC模型能够较好地模拟特定气候条件下SOC及其动态变化，模拟值和观测值的相关系数r为0.981，达到0.01水平下的极显著相关关系；模拟值和观测值的RMSE值为16%，模拟结果较好。2）未来30 a研究区农田0~20 cm土层SOC密度和储量均呈显著增加态势，单位面积碳增量2 637.07~8 091.55 kg（C）·hm^-2，增幅为10%~34%，新增固碳量2.7×10⁵~8.3×10⁵ t，年均增速87.9~269.7 kg（C）·hm^-2·a^-1。3）未来30 a川东平行区县域农田土壤总体呈持续碳增汇状态，研究区固碳、丢碳以及相对平衡三者间的差异将逐渐凸显。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1848-1857.

四川省土地整治项目时空分异格局分析

熊冰瑶, 夏建国, 林婉嫔, 晏蔚楠, 肖欣娟 — 2017-12-01

熊冰瑶, 夏建国, 林婉嫔, 晏蔚楠, 肖欣娟从不同空间尺度分析特定时期土地整治项目的分布特征，可为制定下一阶段土地整治规划及优化空间布局提供决策参考。基于2011—2015年土地整治项目数据，以县域为评价单元，采用变异系数法、重心模型法和空间自相关模型法，探讨了四川省土地整治项目在不同空间尺度的分布特征，分析了重心转移和空间格局演变特征。研究表明：①从时间维度看，四川省土地整治项目总量呈下降趋势，项目绝对规模差异、相对规模差异逐步减小，呈现均衡化趋势。②不同空间尺度下土地整治项目具有不同特征。区域层面上，土地整治项目集中分布在盆地丘陵农用地整治区；市域层面上，项目主要集中在成都市和宜宾市，而甘孜藏族自治州、凉山彝族自治州和攀枝花市分布较少。③重心移动轨迹中所有重心点均落在盆地丘陵农用地整治区内，空间分布具有一定的地域均衡性。④土地整治项目在县域尺度分布存在较为显著的集聚性。高-高集聚区主要集中在盆地丘陵农用地整治区的东北部，低-低集聚区主要分布在川西北高山高原生态整治区。由于受项目区社会经济、人口、地形条件和政策的影响，四川省土地整治项目时空格局均衡性有待进一步提高。该研究明确了四川省土地整治规划重心在盆地丘陵农用地整治区，今后土地整治发展方向在于适时适度地开展川西南山地河谷农用地整治区、川西北高山高原生态整治区土地整治，有利于优化四川省土地空间开发利用格局。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1858-1869.

黄土高原旱塬区果-草-鸡生态循环模式及耦合效应分析

刘兴元, 蒋成芳, 李俊成, 沈禹颖 — 2017-12-01

刘兴元, 蒋成芳, 李俊成, 沈禹颖黄土高原旱塬区生态脆弱，水资源匮乏，传统的粮经二元种植模式已严重影响和制约着黄土高原旱塬区农业的可持续发展。因此，应用系统耦合和生态循环理论，将生态涵养与优质高效生产有机结合，建立适宜于黄土高原旱塬区资源特征的粮、经、饲三元种植的农业发展模式，成为实现该区域生态与经济协调可持续发展的关键环节。本文以位于黄土高原中部的甘肃省庆阳市为研究区域，从该区域的土地资源特征和水热条件出发，设计了以功能耦合和产业耦合为核心的果-草-鸡耦合的生态循环模式，对生态循环结构进行了配置，提出了相应的技术规范，分析了其耦合效应。试验结果表明：该模式将果、草、鸡3个子系统结合在一起进行耦合生产，改善了果园系统的物种结构，提高了农业资源利用率，使果园系统能量相互转化和循环利用。与传统的清耕果园模式相比，单位面积的产出利润提高3.82倍，水分利用率提高54.1%，水土流失量减少58.82%，化肥和农药施用量分别下降25.24%和5.56%，土地资源利用率提高36.84%，具有显著的生态、经济和社会效益，在黄土高原地区具有广泛的应用和推广价值。中国生态农业学报. 2017 25(12): 1870-1877.