东北黑土区中部海伦地区大豆品种生育期组归属研究

为了实现大豆不同栽培区域间的科学引种,以13个分属于MG(maturity group)000-I的北美大豆生育期标准品种的生育期表现为参考,在海伦试验站,通过4年的对比试验,对14份的东北黑土区中部海伦市的主栽品种和新近选育品种的生育期组进行鉴定和划分。结果表明:除了PI548596在2011年未能正常成熟以外,其余12个北美标准品种和所有的13个北美标准品种在2011-2014年均能够正常成熟。参试的14份大豆品种的生育期组介于MG00-MGI之间,其中主栽品种和新选育的品种有84%属于MGI组,而国家及省级区域试验对照品种绥农14在2011和2013年属于MG0组,而在2012和2014年则属于MGI组。

平坦黑土区田间尺度剖面土壤物理性质空间变异性的研究

土壤属性的空间变异性是土壤的重要性质之一。在平坦区黑土田块尺度上利用环刀取样测定20 cm^140 cm土层土壤的密度、孔隙度、田间持水量和饱和含水量,利用描述性统计的方法分析土壤物质性质的空间异质性。结果表明,土壤密度、孔隙度、田间持水量和饱和含水量在垂直方向上的变异系数均小于10%,属于弱度变异。除了20 cm^40 cm田间持水量在水平方向上的变异系数属于中度变异以外,密度、孔隙度、田间持水量和饱和含水量在黑土剖面20 cm^140 cm内的水平方向上的变异均属于弱度变异。因此,在平坦黑土区的田块尺度上剖面土壤物理性质具有比较大的稳定性,可以为做空间变异研究分析的采样工作提供一些参考。

东北黑土区降水特征及其对土壤水分的影响

水分是东北黑土区农业生产的主要限制因子,为了探讨东北黑土区可持续的土壤水分管理方式,该研究以中国科学院海伦农田生态系统野外科学观测研究站内为基础,利用SPI(standard precipitation index)值(标准降水指数)研究了该地区1952-2008年的大气降水情况,同时分析了土壤水分对大气降水(1999-2008年)的响应。1952-2008年平均年降水量为540 mm,标准差为121 mm,生长季内平均降水量为473 mm,占年平均降水量的87.60%。利用标准降水指数(SPI)将1952-2008年大气降水划分为7个不同的干/湿状态,分别是极端干旱,严重干旱、中等干旱、平常年份、中等湿润、非常湿润和极端湿润。分析近10 a(1999-2008)大气降水的SPI值发现极端干旱的年份有增加的趋势,同时对生长季末期土壤含水量的影响表现为湿润的年份(2003年,SPI值=1.5)能够显著增加土壤含水量(639.70 mm),而在极端干旱的年份(2004年,SPI=-2.6)土壤含水量达到了最低值(512.21 mm)。年际间降水量的差异也影响了土壤的供水特征特,同时肥料的施用增加了作物对土壤中水分的消耗。根据降水合理地管理东北黑土区的土壤水分对农业的可持续发展具有重要意义。

施肥管理对东北黑土区玉米耗水量的影响

以东北黑土区长期定位试验为基础,选取2000、2003、2005和2007年为研究时段,分析不施肥(CK)以及化肥(NP)和化肥+有机肥(NPM)施用对玉米耗水量和土壤供水量的影响。结果表明,玉米的耗水高峰出现在拔节—抽雄期和抽雄—成熟期,这2个阶段的耗水模数分别为24.41%和47.07%,全生育期的平均耗水强度为3.64mm.d-1。降水量和降水的分配显著影响玉米的耗水特征。肥料的施用可明显增加玉米在干旱年份和生长季某干旱时期的耗水量,并显著增加玉米的水分利用效率,其中以NPM处理的效果较好。各处理土壤供水量由高到低依次为NPM、NP和CK处理。因此在东北黑土区,有机肥和化肥配施是提高玉米的水分利用效率以缓解季节性干旱胁迫的有效途径。

南非国际大豆会议有关大豆轮作与施肥研究的综述

第九届世界大豆研究大会于2013年2月17—22日在南非共和国德班召开，大会的主题为“从中国到南非-科研跨越大豆产需的鸿沟”。期间有来自美国、巴西、阿根廷、中国、肯尼亚和加拿大等全球22个国家的约500位代表参加了会议，其中中国代表近50位。在大会上，有12位专家做了大会报告，167位（次）专家做了分组报告。报告涉及大豆基因与育种、耕作与栽培、植物保护、运输储藏、加工利用等方面。文章对与大豆耕作栽培及土肥营养相关的会议摘要进行了综述。

东北地区不同轮作方式下大豆产量对施钾的响应

东北黑土区是我国重要的优质大豆主产区之一,因其大豆的商品率高,在保障我国粮油供应方面起到了重要作用。本研究以中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内轮作试验为依托,分析了钾肥投入量和降水格局对大豆产量的影响。研究结果表明,在研究区域内,大豆产量取决于轮作方式、钾肥投入量及降水格局的共同调控作用。大豆连作显著降低了大豆的产量,与大豆-玉米轮作和大豆-玉米-小麦轮作相比分别降低了5.5%和29.6%;钾肥的施用能够显著缓解大豆连作对大豆产量的限制,并随着钾肥投入量的增加而呈增加的趋势。但是在大豆-玉米-小麦轮作条件下,当钾肥投入量增加到149.0 kg·hm-2后,大豆产量并没有表现出相应的增加趋势,说明在延长大豆与禾本科作物轮作周期的情况下,可以适当地减少钾肥施用量。与此同时,钾肥还能够缓解研究区域内湿润年份大气降水过多对大豆籽粒产量的限制作用。因此,在研究区域内钾肥的施用能够显著增加大豆连作对大豆产量的限制。

生防真菌被毛孢的研究进展

介绍生防真菌被毛孢的分类、形态特征、种类、分布,对昆虫、螨类及植物寄生线虫等农业害虫的侵染机制、生防效果及分子生物学在被毛孢研究方面的应用,重点介绍了汤普森被毛孢、洛斯里被毛孢和明尼苏达被毛孢。

施肥管理对农田黑土土壤水分盈亏的影响

东北黑土区是我国第二大粮食主产区,由降水变异较大引起的季节性干旱是限制粮食产量的主要因素。但是我们缺乏对该地区土壤水分缺乏时间的研究。研究以中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内1999年-2008年的水分数据和气象数据为基础,结合Penman-Monteith公式计算得到的潜在蒸散量,通过分析作物根系活动内土壤储水量与潜在蒸散量之间的关系得到,在整个生长季内并不存在土壤水分缺乏,然而水分缺乏时期主要发生在每年的6月份和7月份,平均缺乏量分别为2.43 mm和7.04 mm,发生的概率分别为90%以上和50%以上。土壤水分缺乏主要受作物生长季内降水分布的影响。同时不同施肥管理对土壤水分缺乏的影响表现为化肥与有机肥的配合施用增加土壤水分缺乏发生的概率,化肥的施用次之,无肥的影响最小。因此,在研究区域肥料的施用已经引起了土壤的水分缺乏,关于土壤水分缺乏对粮食产量影响是需要我们再进一步研究的。

不同施肥措施大豆田土壤镰孢菌种群动态定量研究初报

应用平板计数法和实时荧光定量(Real-time QPCR)方法,对黑土长期定位试验大豆田3种施肥措施下土壤镰孢菌种群密度进行了5个生育时期的定量研究。3种施肥措施包括无肥处理(NF)、化肥处理(NP)和化肥配施有机肥处理(NPM)。平板计数定量研究结果表明,NF和NP处理土壤镰孢菌菌落形成单位(CFU)数量在花期达到最大,分别为1 500个.(g干土)-1～3 100个.(g干土)-1;而NPM处理则在苗期达到了峰值1 900个.(g干土)-1。然而3种施肥措施各自的不同时期土壤镰孢菌CFU变化趋势,以及同一时期不同施肥措施下土壤镰孢菌CFU数量差异均不显著(p>0.05),说明传统定量研究方法不能有效地进行土壤镰孢菌种群动态的定量检测。Real-time QPCR定量研究结果表明,3种施肥措施下土壤镰孢菌属DNA含量的峰值出现时期与传统定量方法结果相同,NF、NP和NPM措施分别为99.6 pg.(g干土)-1、77.1 pg.(g干土)-1和140.8 pg.(g干土)-1。同时3种措施镰孢菌种群动态变化明显(p<0.05),均为由苗期开始随着大豆生育期逐渐上升,达到各自的峰值后再分别下降。该结果说明Real-time QPCR方法是灵敏的土壤镰孢菌种群密度的研究方法,同时表明施肥措施不仅可以影响土壤镰孢菌DNA的含量,甚至可以改变其种群随时间的分布规律。图4,表1,参25。

化肥配施不同剂量有机肥对黑土团聚体中有机碳与腐殖酸分布的影响

【目的】团聚体的形成为土壤有机碳的稳定提供了重要的物理保护,施用有机肥影响着土壤团聚体的形成,量化有机肥施用剂量与团聚体有机碳稳定性之间的关系对于阐明农田土壤有机碳的固碳机制具有重要意义。【方法】以黑龙江省海伦市国家野外科学观测研究站为平台,选择连续10年进行化肥配施不同剂量有机肥处理[0、7.5、15、22.5 t/(hm^2·a)]的黑土为研究对象,将团聚体分组与腐殖酸提取相结合,分析了不同粒径团聚体中有机碳和腐殖酸的含量与光学特性。【结果】1)与单施化肥相比,化肥配施有机肥增加了大团聚体(>0.25mm)的分配比例与团聚体的平均重量直径,二者均随着有机肥剂量的增加而逐渐升高,回归拟合分析表明,团聚体的平均重量直径与有机肥剂量之间呈现显著的正相关关系(P=0.03)。2)2~0.25 mm团聚体是黑土有机碳的主要贮存场所,约占有机碳总量的64.8%~68.8%,大团聚体中有机碳的含量与储量均随着有机肥剂量的增加而逐渐升高,<0.053 mm团聚体中有机碳含量与储量则维持在较稳定的水平。3)各粒级团聚体中腐殖酸碳含量以0.25~0.053mm团聚体最高,各粒级团聚体中腐殖酸碳占有机碳百分比之间的差异不显著。化肥配施有机肥提高了各粒级团聚体中腐殖酸碳的含量,使团聚体对有机碳的固持能力增加,且各粒级团聚体中腐殖酸碳的含量随着有机肥剂量的增加逐渐升高。4)化肥配施有机肥增加了各粒级团聚体中腐殖酸的E4/E6比值,表明其分子结构简单化,且以>2 mm和0.25~0.053 mm团聚体中腐殖酸E4/E6比值的增加最显著。【结论】在黑土中,长期连续进行化肥配施有机肥,促进了团聚体的形成,改善了耕层土壤结构,增加了团聚体中有机碳的积累与固持能力,并使各粒级团聚体中腐殖酸的结构"年轻化",这种促进作用在高剂量有机肥施用下更为显著。实际生产中,在短期内可通过适当提高有机肥的施用量以提高黑土肥力及其固碳能力。

黑土颗粒有机碳和氮含量对有机肥剂量响应的定量关系

黑土是一种非常重要的耕种土壤,但是由于过度地开发利用和水土流失导致土壤有机质含量迅速下降,严重影响了耕地生产力和作物产量。为了能够快速恢复黑土肥力,利用海伦国家野外科学观测研究站内的长期定位试验,定量分析了黑土颗粒有机碳和氮含量对有机肥剂量的响应。田间试验开始于2001年,设置了4个施肥处理,分别为：1单施化肥（OM0）;2低剂量有机肥与化肥配施（OM1）;3中剂量有机肥与化肥配施（OM2）;4高剂量有机肥与化肥配施（OM3）。在2011年播种前,采集各处理0~20 cm耕层土壤样品。应用有机碳物理分组方法,测定分析了土壤有机碳、氮及各组分的含量。研究结果表明长期不同剂量有机肥输入能够显著增加黑土总有机碳和全氮含量（P〈0.05）,每增施1 t有机肥,土壤有机碳含量增加0.186 kg,土壤全氮含量增加0.02 kg,表明增加有机肥投入量是提高黑土有机碳含量的有效措施。有机肥的施用增加了土壤中粗颗粒和细颗粒组分,不同剂量有机肥处理表现为OM3〉OM2〉OM1〉OM0,而减小了土壤中矿质结合态组分的含量;随着有机肥施入量的增加,粗颗粒和细颗粒土壤有机碳和氮的含量呈增加的趋势,而矿质结合态中的有机碳含量则略有下降,表明粗颗粒和细颗粒有机碳和氮是黑土有机碳和氮的主要储存库,有机无机配施对土壤有机碳、氮的提升作用主要集中于对活性组分颗粒有机质的形成和积累。与OM0处理相比,有机肥的施入显著降低了颗粒有机质和矿质结合态有机质的C/N,并且随着有机肥施入量的增加而逐渐降低。与单施化肥相比,化肥有机肥配施能够显著增加土壤的总有机碳,全氮,颗粒有机碳、氮含量,其中以化肥配施高剂量有机肥效果最佳,有利于黑土土壤肥力的快速提升,改善黑土的土壤质量。

土地利用方式和施肥管理对黑土物理性质的影响

为了探讨东北黑土区土壤水分的调控能力及其影响因素以及土壤水分对降水和不同植被覆盖的响应,以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验为基础,利用中子水分仪测定土壤体积含水量,研究裸地、休闲地以及包括单施有机肥、化肥+秸秆还田、单施化肥和不施肥4种处理的农田耕层土壤物理性质和土壤水分动态。结果表明:与休闲地相比,农田土壤容重增加7.47%,而孔隙度、饱和含水量和田间持水量均呈降低趋势,分别下降2.59、6.04和1.90百分点;肥料的施入尤其是施用有机肥和秸秆还田能够改善土壤物理性质;裸地土壤物理性质最差。由于植被耗水量较大,农田和休闲地土壤剖面年平均体积含水量显著低于裸地,施用化肥和秸秆还田可显著降低农田土壤剖面年平均体积含水量。各处理土壤剖面水分变异系数均随土壤深度的增加(0～70 cm深处)而呈先减小后增加趋势。由于植被生长的耗水作用,休闲地和农田土壤水分变化比裸地强烈,秸秆还田加剧了农田土壤水分的变异。土壤储水量的动态变化与降水量之间存在明显相关性,不同土地利用方式和施肥管理对浅层土壤储水量的影响较大,但随着土壤深度的增加,各处理对土壤储水量的影响越来越不明显。

作物轮作系统对土壤中大豆胞囊线虫胞囊量和单胞囊卵量的影响

采用田间长期定位试验的方法,检测土壤中的胞囊数量和单胞囊卵量,旨在探讨作物轮作方式对大豆胞囊线虫胞囊数量和单胞囊卵量的影响。研究结果显示,连作与轮作大豆田土壤中大豆胞囊线虫胞囊数量15 a连作和轮作分别为62.7个.(100g干土)-1和67.5个.(100g干土)-1,16 a连作和轮作分别为63.7个.(100g干土)-1和64.7个.(100g干土)-1;麦豆区田间大豆胞囊线虫胞囊数量显著高于米豆区。连作15 a和16 a大豆田的胞囊线虫单胞囊卵量低于50个发生频率分别为93.0%和89.0%;麦米豆轮作区,多于200个卵的胞囊出现频率最高,轮作15 a和16 a分别是51.0%和48.3.%。长期连作大豆虽然没有减少土壤中的胞囊数量,但却使胞囊中的含卵量大大降低。图2,表2,参13。

寒区昆虫病原线虫对韭菜迟眼蕈蚊的防治研究

结合室内生测、温室盆栽和大棚内小区试验的方法，探讨了寒区昆虫病原线虫（entomopathogenic nematode，EPN）对我国北方越冬韭菜迟眼蕈蚊Bradysiaocloriphaga Yanget Zhang的防治作用。室内生测的结果显示，在侵染剂量为400条侵染期线虫（IJs）每头3龄幼虫或蛹时，异小杆线虫Heterorhabditis bacteriophora ZT（Hb．ZT，哈尔滨市植物园分离株）、H．bacteriophoraLG（Hb-LG，辽宁分离株）、H．bacteriophora NJ（Hb—NJ，美国新泽西分离株）和斯氏线虫Steinernema carpocapsaeAll（Sc—A11）对迟眼蕈蚊3龄幼虫的致死率于72h后均达100％，而对蛹的寄生效果则是Hb-ZT线虫最高；Hb—ZT与Sc—All（1：1）混用，对幼虫的室内寄生效果高于单独施用2个线虫的寄生效果；温室盆栽试验中喷施Hb．ZT与Sc—All（1：1）的线虫混合液，施用剂量减半（50万LJs／m2），对韭蛆成虫羽化的控制效果稍高于单独施用2个线虫（100万IJs／m2）效果；不同时期防治韭蛆的试验结果表明，于韭菜棚内发现韭蛆成虫5～10d内喷施线虫的防治效果较好；韭菜大棚内喷施剂量为50万LJs／m2的Hb-ZT与Sc·All线虫混合液对韭蛆幼虫防效达100％，增产作用与常规化学药剂（辛硫磷）相当。

红松阔叶混交林林隙土壤水分分布格局的地统计学分析

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,采用网格法布点,通过对生长季内林隙各样点土壤含水量的连续观测,利用基本统计学和地统计学的方法分析并揭示了林隙土壤含水量的时空分布格局,旨在为红松阔叶混交林的可持续经营提供基础数据和理论参考。结果表明:林隙土壤含水量不仅存在明显的空间异质性,而且空间异质性的强度、尺度和空间结构组成随时间而改变。浅层土壤水分空间异质性大于深层,林隙0—7.6 cm、0—12 cm和0—20 cm土壤含水量大小顺序均为9月>7月>8月>6月。林隙、郁闭林分和空旷地土壤含水量大小顺序均为0—7.6 cm>0—12 cm>0—20 cm。生长季内6月土壤含水量不同空间样点极差最大,各月变异都属于中等变异程度;基台值和变程大小顺序同样为0—7.6 cm>0—12 cm>0—20 cm;林隙月平均土壤含水量斑块连接度高,形状复杂,0—7.6 cm、0—12 cm和0—20 cm平均土壤含水量最大值均分布在林隙中心及其附近,最小值分布位置不固定;生长季内土壤含水量及其变化程度均为空旷地最大,林隙次之,郁闭林分最小。

构建肥沃耕层对沙性土壤水分物理性质及玉米产量的影响

沙性土壤是我国一种重要的耕作土壤,但是由于其矿物结构简单,耕层土壤保水性能差,养分含量少,属于中低产土壤,如何构建肥沃的沙性土壤耕层,有效地提高沙性土壤的耕地地力是目前急需解决的问题。本研究以内蒙古赤峰市的典型沙性土壤为研究对象,以未进行耕翻的地块为对照,分析了不同肥沃耕层构建方式(耕翻和物料施用)、深度(20 cm(T20),35 cm(T35)和50 cm(T50))和构建物料(牛粪和黑土)对沙性土壤耕层水分物理性质的影响。研究结果表明不同耕翻深度和构建物料施用深度是影响剖面物理性质变化的重要因素。不同构建方式均能够促进土壤>2 mm和0.25 mm^2 mm团聚体的形成,表现为牛粪(M)>黑土(B)>耕翻(T)>对照(CK);构建物料的施用显著地减少沙性土壤的容重,增加了总孔隙度、田间持水量和饱和持水量,说明肥沃耕层构建能够增加土壤持水能力,其中以施用牛粪处理效果最显著;利用牛粪构建肥沃耕层显著地减少了沙性土壤的饱和导水率,与CK、施用黑土和耕翻相比,降低了17.2%~45.3%;不同构建深度玉米产量表现为T35>T50>T20,表明沙土适宜的肥沃耕层构建深度为35 cm,与CK、耕翻和施用黑土相比,施用牛粪后玉米的产量增加了38.8%,34.7%和7.2%。因此,沙性土壤肥沃耕层构建过程中适宜的深度为35 cm,适宜的构建物料为牛粪。

旱作土壤耕层及其肥力培育途径

耕作层是人类为了栽培作物,利用工具对土壤进行扰动的深度层。耕作层的结构和厚度决定了作物的生存环境及养分和水分的供给。随着对粮食需求的不断增加,培育一个肥沃而深厚的耕作层,提高土壤地力得到了越来越多人的关注。文章综合分析了耕作层的演变和功能及其对作物根系生长和产量的重要意义,由此提出了粘质土壤（粘粒含量〉35%）的适宜耕作层深度为0~35 cm,沙质土壤为0~20 cm;综述了秸秆和有机肥还田在培育土壤耕作层方面的研究进展。随着种植结构的多元化和农用机械的不断更新,对未来土壤耕作层培育的技术模式进行了展望,即建立集成作物轮作、有机物料还田、耕作强度和频度的综合技术模式,旨在为合理耕作层培育提供理论支撑。图1,参49。

施肥方式对土壤甲螨群落结构影响

为明确施肥方式对东北黑土区土壤甲螨群落结构的影响,选取东北黑土长期定位施肥试验区,以无肥(NF)、化肥(CF)和化肥配施有机肥(CMF)3种施肥方式为研究对象。采用改良干漏斗法分离0～5,5～10,10～15cm土壤甲螨,比较了3种施肥方式下土壤甲螨群落结构及空间分布的异同,分析了施肥方式对土壤甲螨群落结构特征及其多样性的影响。结果表明施肥方式可以影响甲螨的数量及其在土壤中的垂直分布;化肥配施有机肥处理土壤甲螨的个体数量显著高于其他2种施肥方式,且化肥配施有机肥土壤中甲螨表聚特征明显,而无肥处理中土壤甲螨垂直分布表聚现象出现逆转。施肥方式对土壤甲螨多样性的影响在7月体现较为明显,有机肥的施入使土壤甲螨的多样性和丰富度显著优于其他2种施肥方式。通过对土壤甲螨群落结构进行MGP分析发现,肥料的施入对土壤甲螨群落结构的数量组成影响较为明显,而对土壤甲螨的类群组成无影响。施肥方式可以影响土壤甲螨群落结构,尤其是有机肥的施用可以显著改善土壤环境,为土壤甲螨提供良好的生存条件,因此,适当施用有机肥可以改善农田生态系统生态环境。

镰刀菌发酵液对大豆胞囊线虫的抑制作用

在大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)自然衰退土壤中分离得到3株镰刀菌,F-9—禾谷镰孢菌(F.gra-minearum Schwabel),F-2、F-15—尖孢镰孢芬芳变种(F.oxysporum var.redolens(Wollenw)Gordon)。实验室条件下,研究了这3株镰刀菌发酵液原液对大豆胞囊线虫卵孵化及对二龄幼虫(J2)活性的影响。结果表明:F-2、F-9发酵液原液分别抑制了95.7%和95.2%的大豆胞囊线虫卵孵化,与对照组无菌水差异极显著;F-9发酵液原液在1 h时抑制J2活性高达90%,F-2发酵液原液在72 h时使全部的J2致死;F-15对J2不具有抑制性。F-2、F-15为同种的不同菌株,但是作用效果存在差异。

施肥对玉米田植物线虫群落组成及垂直分布的影响

为了明确玉米田植物线虫群落组成和垂直分布,于2007年采用蔗糖梯度离心法对80份土样进行分离鉴定,共鉴定出13个植物线虫属,玉米田不同施肥方式下植物线虫大部分为共有属。化肥配施有机肥区有1个特有属为拟毛刺属(Paratri-chodorus),化肥区有1个特有属为小环属(Cri-conemella),无肥区没有特有属。玉米田植物线虫主要集中在0～40cm土层,其中,玉米田单施化肥和无肥处理植物线虫密度在20～30cm土层达到最大,然后随深度的增加逐渐下降,化肥配施有机肥处理植物线虫数量在10～20cm土层达到最大值,30～40cm土层又达到一个峰值然后下降。