涉农高校土壤学教学模式探索

土壤是农业生产的基地和重要的自然资源,土壤学是农林类专业的一门基础课程。本文结合办学特色与“新农科”建设要求,分析了土壤学课程的现状与不足,针对原有土壤学课程的教学课时不足、教学内容更新不及时、产学研结合不紧密等主要问题,结合农学专业特点,提出土壤学课程应增加时事热点、课程思政等内容,与实验实践相结合,展开线上线下全方位、立体化和多层次的教学。目的是激发学生的自主学习兴趣,培养学生的创新与实践能力,为培养符合“新农科”要求的高素质创新型人才提供理论参考,并为建设一流学科一流专业奠定基础。

不同生境中土壤藻类的分布特征与生理生态学功能研究

土壤藻是一类广泛存在于土壤中的微型生物。近年来,关于土壤藻的研究取得了显著的进展。首先,不同生境(荒漠、耕地、盐碱地、矿山、林地和冻原等)的土壤藻组成和丰度有所差异,这反映了其对特定环境因子的适应能力,但缺乏对多种生境的比较和综合。因此,目前对于不同生境中土壤藻的多样性、功能和适应策略的对比等问题仍然知之甚少。而土壤藻对高温、高盐、干旱和强紫外辐射等非生物因子的响应是当前研究的热点,一些研究已经揭示了土壤藻可以分泌一些营养物质来应对这些胁迫的适应机制,这些分泌物既可以改善土壤环境,还可以促进其他作物生长。文章总结了土壤藻的生理生态功能,例如,固氮作用可以吸收大气中的氮气并提高土壤藻的氮素含量,固碳作用可以通过光合作用吸收大气中的二氧化碳从而增加土壤中的碳含量,泌糖作用可以分泌胞外多糖提高土壤团聚性和吸附有害的重金属物质,溶磷作用可以溶解土壤藻难溶的磷素并将其转化为可供植物直接吸收的磷素。未来,可在不同土壤生境中,筛选出其中的优势藻种,通过富集培养再接种至土壤中,探究它与其他土壤生物群落之间的相互关系,以揭示其多样性、群落结构和适应机制的差异。随着全球气候变化的加剧,土壤藻的研究可以为人们评估和预测土壤生态系统在未来气候变化下的响应和适应能力提供新线索。

长期施肥下水稻土有机碳固持形态与特征

基于为期30年的红壤性水稻土长期定位试验,选用不施肥(CK)、化肥氮磷钾配施(NPK)、NPK配施低量有机肥(NPKM7/3)、NPK配施中量有机肥(NPKM5/5)、NPK配施高量有机肥(NPKM3/7)五个处理,通过物理-化学联合分组方法,分析土壤有机碳在不同施肥处理下的非保护、物理、化学、生化、物理-化学及物理-生化保护组分的碳含量特征及其与土壤总有机碳之间的关系,并探讨稻田土壤有机碳的固持机制。结果表明,除了非保护的轻组和微团聚体内闭蓄态的粘粉粒组分外,其他组分的质量比例在各施肥处理间均有显著性差异。有机无机配施(NPKM7/3、NPKM5/5、NPKM3/7)下,总有机碳含量(19.1~25.0 g·kg-1)、非保护的粗颗粒有机碳(cPOM)含量(8.41~12.7 g·kg-1)及物理保护的微团聚体有机碳(6.41~6.62 g·kg-1)含量均显著高于CK处理(P<0.05)。对化学、生化、物理-化学及物理-生化保护态的有机碳含量无显著性影响,表明非保护的cPOM及物理保护的微团聚体(μagg)对施肥的响应最敏感。相关分析表明,cPOM、物理保护的μagg及其闭蓄的细颗粒有机碳(iPOM)与土壤总有机碳含量之间呈显著正相关关系(P<0.05),相关方程的斜率表明有机碳变化引起了组分变化,其中:土壤总有机碳变化引起的cPOM变化率最高(50%);土壤总有机碳积累引起物理保护的μagg及其闭蓄的iPOM碳组分变化率为12%;生化保护的非酸解粘粒和物理-化学保护的酸解的粉粒虽与土壤总有机碳显著相关,其变化率仅为2%~3%;其他各保护机制下的组分与土壤总有机碳含量均无显著相关关系。这表明在现行种植和管理制度下,供试红壤性水稻土有机碳主要以cPOM及μagg有机碳的形式积累,土壤化学、生化、物理-化学及物理-生化保护碳组分可能已经达到平衡。

X射线荧光光谱法定性和电感耦合等离子体质谱法定量快速检测畜禽粪便中多种重金属

目的:建立X射线荧光光谱法定性和电感耦合等离子体质谱法测定畜禽粪便样品中铜、锌、砷、铅、镉、铬和镍等7种重金属的方法。方法:采用粉末压片技术制备畜禽粪便样片,以无标准样品、能量色散X射线荧光光谱法对各地养殖基地的畜禽粪便样品进行全元素扫描,能够得到所含元素的种类及范围;采用微波消解前处理畜禽粪便样品,以电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)进行多种元素的同时测定。结果:X射线荧光光谱法(XRF)可以检出畜禽粪便样品中含量在1.0 mg/kg以上的所有金属和非金属元素,畜禽粪便样品中均检测出了铜、锌、砷、铅、镉、铬和镍等7种重金属。根据X射线荧光光谱法(XRF)的检测结果,优化样品前处理方法及电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)的仪器工作参数。这7种重金属的含量在一定范围内与其对应的质谱信号强度成正比例关系,方法的定量限为:Cu 0.073μg/kg、Zn 0.27μg/kg、As 0.026μg/kg、Pb 0.012μg/kg、Cr 0.17μg/kg、Cd 0.009μg/kg、Ni 0.019μg/kg。X射线荧光光谱法检测结果与电感耦合等离子体-质谱法检测结果一致,铜、锌、砷、铅、镉、铬和镍等7种重金属均可被检出。采用X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体-质谱法对土壤中重金属成分分析标准物质(CDBO-BW20086)进行检测,这两种检测方法的测定值均在标准值范围内,X射线荧光光谱法测定值的相对标准偏差(n=6)均小于5.0%,电感耦合等离子体-质谱法测定值的相对标准偏差(n=6)均小于2.0%。结论:对X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体-质谱法测定畜禽粪便中铜、锌、砷、铅、镉、铬和镍等7种重金属的结果进行比较分析,同一元素,不同检测方法,结果偏差均小于10%,可比性较好。

不同利用方式下土壤矿物结合态有机碳特征与容量分析

【目的】土壤矿物结合态有机碳是土壤有机碳固持的重要机制之一。探讨不同利用方式下土壤有机碳及矿物结合态有机碳(<53μm)的含量、分配比例及其差异性特征,对于深刻认识土壤碳的固持状态、固碳潜力及其可持续管理均具有重要意义。【方法】通过从中国知网、万方、Science Direct和Springer link等4个文献数据库,设定检索条件"2000—2014年"、"中国土壤有机碳"和"<53μm团聚体分组"3个关键词,筛选出已发表的111篇目标文献,收集901组土壤有机碳和矿物结合态有机碳含量与比例的相关数据集。其中,土地利用方式分为4类:农田(n=580)、草地(n=98)、林地(n=193)和其他(果园、茶园等,n=31)。农田包括黑土、水稻土、棕壤、潮土、红壤和灰漠土等六大土壤类型。不同利用方式及土壤类型中有机碳含量与分配比例的差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验。【结果】不同利用方式下土壤总有机碳和矿物结合态有机碳含量的中值均存在显著差异(P<0.05)。其中,林地土壤总有机碳含量的中值为18.2 g·kg-1,显著高于草地(12.0 g·kg-1)和农田(10.3 g·kg-1);且林地矿物结合态有机碳含量(12.0 g·kg-1 soil)也显著高于农田和草地(8.0—7.6 g·kg-1soil)。3种利用方式下土壤矿物结合态有机碳与总有机碳之间均呈现极显著的正相关关系(P<0.001),农田土壤矿物结合态有机碳所占比例的中值为74.8%,显著高于林地(70.3%)和草地(67.8%)。农田中不同土壤类型的矿物结合态有机碳占总有机碳的比例也存在显著差异。其中,黑土中矿物结合态有机碳的比例最高,中值为87.4%,其次是水稻土(76.7%)和红壤(74.0%),而灰漠土最低(62.5%)。相关分析表明,土壤有机碳水平相对较高的黑土、水稻土和棕壤,矿物结合态有机碳分配比例随着土壤有机碳含量的增加而显著降低(P<0.05)。农田、草地和林地中土壤矿物结合态有机碳含量与土壤细颗粒(<53μm)含量均呈极显著的正相关关系,与Six等(2002)的估算结果相比,其饱和程度分别为68.4%、58.7%和91.5%。【结论】农田和草地中,土壤矿物结合态有机碳还未达到饱和,仍有一定的提升空间,土壤细颗粒(<53μm)仍具有一定的固碳潜力。

秸秆添加量对棕壤有机碳固定与周转的影响

秸秆还田数量对不同肥力土壤有机碳库的影响存在一定差异,但由于测定技术的限制目前尚未有可靠的结果支撑。以沈阳农业大学棕壤长期(27年)施肥定位试验形成的高、低两种肥力土壤为研究对象,利用^13C标记的玉米秸秆为试验添加材料,采用砂滤管法将不同量秸秆分别添加到高、低肥力土壤中培养1年,通过定量分析两个肥力水平棕壤碳库中新、老碳含量随时间的动态变化,探讨玉米秸秆还田量对不同肥力土壤新、老有机碳固定与周转的影响。结果表明:秸秆添加量的提高使棕壤碳库的周转加快,显著增加棕壤有机碳含量及秸秆碳的贡献,降低老有机碳含量和碳库的稳定性,低肥棕壤固碳效率更高,受秸秆添加量影响明显,高肥棕壤固碳能力更强,有利于碳库的稳定。低肥有利于秸秆碳的固定,集中在添加秸秆后的180d内。高肥老有机碳的抗分解能力更强,且添加秸秆量越多,老有机碳的分解持续时间越长。高肥各处理中,<5%处理固碳效果较高;低肥各处理中,5%处理的新碳固定能力较强,10%处理的老碳固定能力较强。建议高肥土壤秸秆投入水平不超过5%固碳效果更佳,低肥土壤可在10%添加水平上加大有机碳的投入。研究结果为秸秆还田量对土壤碳库稳定的影响研究提供理论依据。

辽宁省耕地质量变化态势研究

我国北方地区随着生态退耕的进行,使土地结构与功能发生了重大变化,因此,对辽宁省省耕地质量变化态势的研究显得尤为紧要及迫切。本文运用统计资料及调查数据,分析了辽宁省省耕地现状,提出对应的可持续利用对策。研究发现:a.辽宁省耕地平整化率很高。b.辽西和辽北地区的土地荒漠化现象比较突出。通过优化种植结构、推广合理的耕作技术、培肥地力、用养结合、科学施肥,可以实现耕地可持续利用。

辽宁省小城镇经济发展现状研究

小城镇的经济发展不仅是城市发展的重要基础,也对农村经济发展起到重要作用,同时促进经济社会全面发展。本文通过对辽宁省小城镇工业产值,非农经济收入,非农就业及市场规模四个方面对经济发展现状进行研究,总结辽宁省小城镇经济发展中存在的问题,并相应提出对策措施。辽宁省小城镇发展过程中,普遍存在着重视建设而轻视发展规划的状况,因此,通过强化规划引领,加大政策扶持等手段进一步壮大小城镇经济实力,努力把小城镇建设成为全省重要的人口和产业集聚区、和谐社会和生态文明示范区。

长期施肥条件下黑土有机碳、氮组分的分配与富集特征

研究不同管理措施下黑土有机碳、氮组分的变化特征是深刻认识和理解黑土固碳的基础。本文以黑龙江省农业科学院31年的长期定位试验为基础,采用物理分组法对土壤不同粒径颗粒进行分离,分析6种不同施肥处理31年后,黑土表层（0~20cm）及亚表层（20~40cm）土壤有机碳、氮在粗砂粒、细砂粒、粉粒及黏粒中的分配与富集特征。结果表明：长期施用有机肥可显著提高土壤有机碳、全氮在粗砂粒和黏粒中的分配比例。在表层土壤,有机无机配施（NPKM）处理下粗砂粒有机碳和全氮的分配比例比对照分别提高191.3%和179.3%,单施有机肥（M）处理下黏粒组分的有机碳和全氮的分配比例提高分别45%和47%。亚表层土壤施用有机肥处理各粒级有机碳、氮含量的提高比例低于表层土壤。在表层和亚表层的粉粒组分中,贮存的有机碳占总储量的42%~63%和48%~54%,全氮占总储量的34%~59%和41%~47%。表层土壤施用有机肥可显著增加粗砂粒中有机碳、氮的富集系数,其中有机肥配施化肥（NPKM）处理富集系数最高（2.30和1.88）,而黏粒组分的有机碳、氮富集系数对长期施肥无响应。

东北黑土地区耕地质量现状与面临的机遇和挑战

东北黑土地区是世界四大黑土区之一,耕地总面积3584万hm^(2),粮食产量占全国粮食总产量的1/4、商品粮的1/3,为保障国家粮食安全做出了重要贡献。由于土壤侵蚀和长期高强度重用轻养等原因,黑土地区土壤耕层变薄、有机质含量降低、土壤酸化、结构变差、功能退化,导致黑土"变薄、变瘦、变硬"。通过分析明确了该地区耕地后备资源较少、中低产田比例偏高、农田基础设施不足等问题,指出保证国家粮食安全是黑土地区面临的最大机遇,提升黑土地区耕地质量是面临的最大挑战。进一步明确了提升黑土地区耕地质量主要对策,包括加强水土流失治理,确保黑土地耕层不变薄;加强有机物料投入,确保黑土地有机质不下降;重视平衡施肥和酸化土壤改良,遏制土壤酸化;加强高标准农田建设,确保黑土地质量不降低;完善耕地质量建设管理制度,确保黑土地保护有法可依。

土壤团聚体与有机碳稳定机制的研究进展

土壤不同稳定机制(物理、化学、生物)的有机碳是土壤中主要的物质基础,在土壤的各方面特性中都发挥着巨大的作用。土壤固定外源碳的能力与土壤中团聚体的组成息息相关。团聚体的评价指标很多,但其中应用最广泛的是:水稳性团聚体的数量、平均重量直径(MWD)、平均重量直径变化值和分形维数(fractal dimension,D)。相比土壤总有机碳(SOC),土壤物理、化学、生化的不同稳定机制团聚体有机碳在外界条件变化时,能够更好更快的反映土壤质量的变化。本文重点阐述了目前土壤团聚体形成与稳定机制以及不同稳定机制下的有机碳分离技术研究进展,并提出未来土壤团聚体与有机碳方面的研究重点。

不同施肥条件下秸秆碳在表层和深层土壤团聚体中的分配与固存

长期施肥引起表层和深层土壤水、热、养分和微生物活性的分异,进而影响秸秆碳在土壤中的分解和周转过程。本研究基于沈阳农业大学长期定位实验站,分别将不同施肥处理表层(0~20 cm)和深层(40~60 cm)土壤与;C标记秸秆混合进行田间试验,通过分析团聚体中有机碳含量和δ^(13)C值,对比秸秆碳在表层和深层土壤团聚体中分配的差异,探讨施肥对秸秆碳在土壤团聚体中固定的影响。结果表明:与施肥(包括单施氮肥和有机肥配施氮肥)处理相比,不施肥处理分别使表层土壤<0.053 mm和深层土壤>0.25 mm团聚体中秸秆碳含量增加了106.7%和34.2%;秸秆碳对深层土壤>0.053 mm团聚体有机碳的贡献率约为表层土壤的2.0倍;秸秆碳分配到表层土壤>0.25 mm和<0.25 mm团聚体的比例平均分别为22.6%和11.4%,分配到深层土壤的相应比例分别为29.4%和8.8%。总之,秸秆添加促进了深层土壤大团聚体碳源的更新和固存,提高了深层土壤的固碳潜力。

新农科背景下新型农学专业的创建与实践探索——以江苏大学“设施农业科学与工程”专业建设为例

结合江苏大学办学特色与教育部新农科建设要求,介绍了江苏大学设施农业科学与工程专业的创办背景,以及专业在课程思政、学科特色、课程体系、教学团队和本硕贯通培养等方面的主要举措,总结了新农科与新工科融合的新型农学专业的创建与实践经验,可为培养符合新农科要求的多学科交叉的高素质复合型人才提供参考。

覆膜栽培与施肥对秸秆碳氮在土壤团聚体中固持特征的影响

【目的】土壤中秸秆碳氮的分解与固定受栽培方式(包括覆膜)和施肥的影响。关于不同覆膜与施肥下秸秆碳氮在团聚体中固持特征仍不很明确。【方法】将表层土壤(0-20 cm)与^(13)C^(15)N双标记秸秆混合后在田间进行原位培养150 d,分析土壤团聚体有机碳中秸秆来源碳(^(13)C-SOC)和氮中秸秆来源氮(^(15)N-TN)的含量。【结果】施肥、栽培方式及二者交互作用显著影响(P <0.05)> 0.25 mm团聚体中有机碳含量和<0.053 mm团聚体中有机碳和氮含量。不覆膜栽培下,与有机肥配施氮肥(M_(2)N_(2))处理和不施肥(CK)处理相比,单施氮肥(N_(4))处理使> 0.25 mm团聚体中^(13)CSOC含量分别增加了36.36%和20.69%。覆膜栽培下,N_(4)与其他处理(M2N2和CK)相比,各级团聚体中^(13)C-SOC含量增加了22.87%-53.37%。不覆膜CK与覆膜CK处理相比,0.25-0.053 mm和<0.053 mm团聚体中^(13)C-SOC含量增加了16.00%和46.15%(P <0.05)。不覆膜栽培下,CK和M2N2处理与N4处理相比,<0.053 mm团聚体^(15)N-TN含量分别增加了44.85%和28.60%。同一施肥处理,不覆膜栽培下秸秆来源碳氮对<0.053 mm团聚体中有机碳和氮的贡献率平均分别比覆膜栽培增加了55.06%和21.35%。秸秆碳氮在团聚体中的分配比例随团聚体粒径的增加而增加,其中秸秆碳和氮分配到> 0.25 mm团聚体比例平均分别为22.22%和42.14%。【结论】土壤添加秸秆后秸秆碳氮主要固定于> 0.25mm团聚体,且单施氮肥促进了秸秆碳在各级团聚体中固存,不覆膜有利于<0.053 mm团聚体中碳氮的更新。