Soil erosion along a long slope in the gentle hilly areas of black soil region in Northeast China

Characteristics of soil erosion change along a long slope in the gentle hilly areas in black soil region in Northeast China are discussed. A simplified slope model based on segments was used to analyze the runoff data and soil erosion data observed between 2003 and 2004 over 10 field plots with different slope length in Heshan Farm, Heilongjiang Province. We found that soil erosion rate over long slopes in the black soil region changed alternatively along the slope and creates alternative zones of intensive erosion and week erosion.The exact place of each zone is different for different rainfall conditions. In a year with less and mild precipitation, rill cannot happen within the top 50 m, while in a year with large and intensive precipitation, rill can be formed starting even at 15 m from the top of the slope.

玉米秸秆堆腐还田对黑土区土壤性状的影响

本研究针对东北地区秋冬季节气候寒冷特点和秸秆堆腐还田的实际操作需求,开展秸秆堆腐还田试验。在秋季玉米收获之后进行田间堆腐试验,期间连续监测环境温度、降水、秸秆堆温度、秸秆失重率等指标。离田玉米秸秆经过腐熟后作为肥料还田,连续施用3年,检测土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤孔隙度、土壤容重等指标。在基本农田和棚室保护地进行为期2年的应用试验。结果表明:120 d秸秆失重率达到31.53%。施用腐熟秸秆3年,土壤有机质提高了4.06~6.31 g/kg、土壤中碱解氮提高了15.08~27.35 mg/kg、速效磷提高了18.11~21.95 mg/kg、速效钾提高63.97~89.93 mg/kg;土壤容重降低了0.10~0.14 g/cm^(3)、土壤田间持水量提高了7.51%~9.24%(V/V)、土壤孔隙度提高了3.69%~5.27%(V/V),且差异显著(P≤0.05)。基本农田和棚室保护地应用试验中,速效养分与有机质有所增长,土壤容重与田间持水量变化显著。逐年施用腐熟秸秆对于提高土壤有机质含量、速效养分具有显著作用。同时,施用腐熟秸秆能够降低土壤容重,提高土壤孔隙度与田间持水量,改善土壤板结问题。腐熟秸秆在改良与保育黑土性质方面具有良好的作用。

寒区黑土侵蚀沟治理新技术研究

东北地区黑土侵蚀沟已严重威胁我国粮食安全,其绝大部分处于寒区环境,谷坊作为治理侵蚀沟的通用手段,面临寒区复杂环境威胁。针对寒区谷坊易受冻融、融雪和降雨等多因素耦合下稳定性不足的问题,提出了一种寒区黑土侵蚀沟治理新技术——生态柔性煤矸石土谷坊,该谷坊由土、滤土防冲土工合成材料、煤矸石铰接块和植被防护组成,具有就地取材、节省工期、柔性稳定、固废利用、替代石料和有利扦插等优势。文中给出设计理念、关键参数及现场应用关键技术,形成了成套工艺。研究结果表明:生态柔性煤矸石土谷坊变形值集中在-0.0518~0.0307 m之间,在允许范围内,谷坊前后沟道均无扩宽,泥沙淤积深度17~67 cm,有效减少水土流失,植被覆盖率一年增加30%,表明该谷坊具有良好的稳定性与治理效果,生态效益明显。生态柔性煤矸石土谷坊是在传统谷坊形式上做出优化和改进而形成的一种新型谷坊,此技术将生态技术与工程技术有机结合,为寒区黑土侵蚀沟治理提供了新思路和新手段。

寒地黑土养分元素地球化学特征及丰缺评价——以抚远市为例

本文以黑龙江省抚远市为例,基于近年土地质量地球化学调查资料成果,采用地统计分析和GIS分析等相结合,揭示研究区黑土表层土壤中N、P、K、Ca、Mg等13项养分元素及土壤有机质的含量和分布特征及在不同土壤类型分布区含量特征,统计得出表层土壤养分元素背景值,并依据相关标准对各养分元素指标丰缺现状进行评价。研究结果表明,抚远地区表层土壤中有机质含量富足,N、P含量较丰富,K元素适中,Ca、Mg、B、Zn较缺乏,S、Fe、Mn、Cu元素含量分异较大,且等级中等以上均大于60%;土壤养分地球化学综合评价表明,该地区土壤养分丰富-较丰富约占77.1%,较缺乏区仅占1.2%,土壤肥力良好,可为该区现代农业发展和黑土地保护利用提供参考资料。

大兴安岭西麓黑土旱作农田不同地力水平土壤养分分析

为保护和培育黑土,通过田间随机取样和室内养分分析,调查大兴安岭西麓谢尔塔拉农牧场不同地力等级土壤肥力状况及养分差异。结果表明,有机质、有效磷和缓效钾含量与地力等级相关性较好,随着地力等级的升高,含量呈升高趋势;其中有机质含量变化最大,一等地平均含量为62.93 g·kg^(-1),五等地为36.71 g·kg^(-1),一等地是五等地的1.71倍,一至四等地有机质含量均属于国家土壤普查土壤养分分级标准很丰富的水平,五等地属于丰富的水平;有效磷和缓效钾一等地分别是五等地的1.36倍和1.31倍。pH、全氮、碱解氮、速效钾也随着地力等级的升高呈升高趋势,全磷和全钾未呈现规律性变化,不同等级地力间均未形成显著性差异。不同地力等级平均有效铜、有效硼、有效锌含量适中,有效锰、有效钼含量丰富,有效铁含量极丰富。

东北多年冻土区活动层水分迁移规律研究

为进一步研究多年冻土区零点幕的形成机理、水文与水资源环境变化特征、森林植被演替规律,解决寒区工程建设冻胀问题,文中通过对东北中高纬度岛状多年冻土区活动层地温及水分变化特征的监测,阐述了年水分循环3个阶段的迁移过程,以及年水分迁移总量下移,在活动层底部形成多层1~2mm薄冰层的原因。研究结果表明,水分迁移后的土层导热性突减、能量损失、相变潜热耦合作用是形成零点幕的决定因素。

东北黑土区高标准农田建设区域划定研究——以吉林省公主岭市为例

为增加耕地数量、提升耕地质量、增强耕地生态环境安全,目前我国正大规模推进旱涝保收高标准农田建设。东北黑土区是我国粮食主产区,但针对该地区高标准农田建设区域划定研究报道很少。以该地区粮食生产大县——吉林省公主岭市为例,针对高标准农田建设的实质与内涵,结合研究区实际情况,选择适宜该区域高标准农田建设区域划定的评价指标14个,运用层次分析法与熵权系数法确定指标综合权重,运用逼近理想点法(TOPSIS),对高标准农田建设的适宜区域进行划定。划定结果表明:高度适宜、中等适宜、勉强适宜和不适宜区占评价区域比例分别为17.97%、26.35%、41.31%和14.37%。通过对各区域内的主要限制因素的分析,提出各区域今后建设的重点,以期为今后区域高标准农田建设提供可行的参考依据。

中温带黑土区紫花苜蓿不同农艺措施下生产能力研究

围绕如何提高中温带黑土区紫花苜蓿Medicago sativa生产能力，开展了与此相关的品种、种植方式、施肥、播期试验研究。结果表明，该区域紫花苜蓿生产能力达到9826．3～12191kg／hm^2。如果进一步优化集成品种、种植方式、施肥、播期等先进实用技术，即在种植方式上应用有利增加保苗株数和分枝的15cm平作，在品种上应用生长快、抗寒性强的龙牧801品种，在施肥上应用有利活化土壤、促进根系生长的磷钾有机肥组合（P2O5 138kg／hm^2＋K2O 150kg／hm^2＋有机肥30t／hm^2）施肥技术，在播期上应用有利提高光水热资源利用、加快植株生成、增强抗寒能力的夏季早期（7月5日左右）播种技术，该区紫花苜蓿的生产能力将会更高。

秸秆生物炭对寒地黑土区玉米生长发育及耗水规律的影响

为探明在寒地黑土区不同生物炭添加量对玉米生物性状指标及耗水规律的影响,于2014年在北安市红星农场通过盆栽试验设置6个处理(CK-0g/kg、C1-20g/kg、C2-40g/kg、C3-60g/kg、C4-80g/kg、C5-100g/kg)进行研究。结果表明:适量施加生物炭(处理C1、C2)可以有效促进玉米生长发育,提高玉米的产量,也有效增加了玉米的日耗水量、全生育期耗水量及水分利用效率,处理C1、C2分别比对照CK增产20.95%、26.07%,水分利用效率增加14.62%和18.01%。而过量施加生物炭(处理C4、C5)则会抑制玉米的生长发育,导致减产,同时也降低了玉米的日耗水量、全生育期耗水量及水分利用效率。生物炭量与玉米单株产量和水分利用效率之间成二次抛物线关系,相关系数分别为0.812 2和0.772 1,当生物炭施加量为36.13和39.25g/kg时,产量和水分利用效率达到最大值150.95g/株和3.92g/kg。

寒地黑土区玉米高效调亏灌溉制度的试验研究

通过筒测试验,研究了玉米最佳的水分调亏阶段以及各调亏阶段亏水程度的最佳上、下限阈值。结果表明,抽穗开花期水分亏缺对产量影响最大,其次是拔节期,苗期水分亏缺对产量影响最小。苗期、拔节期和抽穗开花期水分亏缺程度分别为50%FC～60%FC、65%FC～75%FC和65%FC～75%FC的灌溉处理是最佳调亏灌溉方案,产量与水分利用效率比正常灌溉处理提高了8%、12.6%。

寒地黑土稻作水氮耦合效应试验研究

通过不同水氮耦合模式对水稻耗水规律、水稻水分生产率及产量影响研究,确定最佳水氮耦合模式。采用全面小区试验,以龙庆稻3号为试验材料,设置四种灌溉水平(控制灌溉、间歇灌溉、浅湿灌溉、淹灌)和四种施氮水平(135、105、75、0 kg·hm-2)。结果表明,水稻阶段耗水量以分蘖和拔孕期最多,两个阶段耗水量约占水稻全生育期总耗水量的50%;相同施氮水平条件下,控制灌溉耗水强度最低,淹灌耗水强度最高;相同水分管理条件下,随施氮量增加,水稻耗水强度表现出增加趋势;控制灌溉水稻水分生产率最大;产量在间歇灌溉常氮水平时达到最大值;控制灌溉施氮量105 kg·hm-2是最佳水氮耦合方式。

刍论寒地黑土养生文化

寒地黑土养生文化是黑龙江省独特的文化内容之一,从社会科学与自然科学交叉的角度分析并证实,寒地黑土是养生长寿的宝地:这里的气候四季分明,黑土和森林面积堪称我国最大,水资源极为丰富且水质良好,长寿指数超过全国平均水平近一个百分点。黑龙江人所独有的性格与心理、运动与活动、饮食与睡眠以及所置身的气候与环境,构成了黑土养生的内在机理。基于此,我们要树立"养性之德"的理念,推广普及寒地黑土养生文化,同时尽快组建科研机构,赋予寒地黑土养生文化发展以强有力的智力支持。

典型黑土区土壤环境质量综合评价指标体系与分区管理对策研究

东北黑土区是中国重要的商品粮基地,但由于经济的快速发展和工农业水平的提高,造成区域水土流失严重,黑土层变薄,土壤肥力变差,区域内土壤环境质量逐年下降。从研究区实际情况出发,结合现存环境问题,通过对东北黑土区驱动力、土壤环境压力、土壤环境状态、土壤环境影响及响应5个方面出发,在驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)框架模型基础上,进行典型黑土区土壤环境质量指标筛选,建立由5大部分,18个一级指标,30个二级指标构成的指标体系。同时,以评价指标体系为指导,结合东北地区现有环境管理政策和存在的土壤环境质量问题,提出黑土区土壤环境分区分类管理方案,为区域土壤环境管理和土壤环境保护提供科学依据。

寒地黑土区玉米调亏灌溉耗水规律的试验研究

通过盆栽试验,于2013年研究了寒地黑土区玉米调亏灌溉条件下不同水分处理的耗水规律,结果表明:玉米不同生育阶段的总耗水量大小顺序为:拔节期>抽雄期>灌浆期>苗期,其中抽雄期的敏感指数(0.672 7)最高。当水分亏缺处理低于60%田间持水量时,将会影响玉米产量,产量和总耗水量之间呈二次抛物线关系,当灌水量为46.93kg/盆时,产量最高。利用玉米在不同亏水处理条件下的各生育阶段耗水量和产量数据,用Jensen模型进行拟合,得到适合该地区玉米的水分生产函数,为玉米在调亏灌溉条件下制定合理灌溉制度提供参考依据。

寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应

为了探究寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应规律,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,深入解析了各生育阶段耗水量对水稻干物质量及干物质积累过程的影响。结果表明,各生育阶段耗水量对水稻干物质积累的影响决定系数由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期与抽穗开花期的耦合效应、拔节孕穗期、抽穗开花期与乳熟期的耦合效应、分蘖中期与抽穗开花期的耦合效应、分蘖中期与拔节孕穗期的耦合效应、分蘖中期。在水稻营养生长阶段,各阶段耗水量通过影响干物质积累进入快速增长的时间和最快增长速率,进而间接影响干物质积累量,分蘖中期耗水量每增加1 mm,将提前0.459 d进入干物质积累快速增长阶段;拔节孕穗期耗水量每增加1 mm,干物质积累的最快增长速率提高0.011 3 g/d。进入生殖生长阶段,各阶段耗水量对干物质积累量的直接影响大于间接影响。各生育阶段耗水量对水稻产量和干物质量的影响排序相同,由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期、分蘖中期、乳熟期、分蘖前期、分蘖后期,拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量与水稻经济系数呈显著负相关。研究结果可为寒地黑土区水稻合理制定灌溉制度提供理论依据。

产纤维素酶放线菌的筛选鉴定及其对玉米秸秆的降解

从寒地黑土中筛选得到一株对纤维素具有降解能力的菌株,观察该菌株的形态特征并对其进行分子生物学鉴定。采用响应曲面法对该菌株降解玉米秸秆的条件进行优化,并对玉米秸秆降解前后的结构变化、主要成分变化进行观察和测定。结果表明:该菌编号为GS-4-21,其透明圈与菌落直径的比值(D/d)为5.54±0.20,滤纸酶活、纤维素外切酶活、纤维素内切酶活和β-糖苷酶酶活分别为11.94±0.51、12.07±0.43、32.94±0.83和30.87±1.04 U/mL。经鉴定菌株GS-4-21属于链霉菌属。当以体积分数3%接种至pH为6的发酵培养基中,28℃、160 r/min发酵5 d时,玉米秸秆的降解率可达23.54%。SEM结果表明:菌株GS-4-21具有较好的纤维素降解能力。玉米秸秆中纤维素、半纤维素、木质素的降解率分别为30.33%、31.95%、18.91%。

东北地区寒地黑土核心区休闲农业研究——以黑龙江省绥化市为例

休闲农业是现代农业和现代旅游业的重要组成部分,是推进城乡统筹发展的重要内容,是落实“冰天雪地也是金山银山”的重要载体,是加快农业供给侧结构性改革、促进农民就业增收和实现美丽乡村建设的重要途径。近年来,黑龙江省绥化市在依托农业资源、政府政策、区位条件和客源市场等优势的基础上,开发了观光型、体验型、度假型和养生型等多种休闲农业发展模式,取得了较好的成绩。通过深入分析研究,结合国内外休闲农业发展案例,以美丽乡村为目标,推进休闲农业与美丽乡村建设协同发展;依托农民合作社转变休闲农业资本投资方式,盘活农村闲置资金;重视休闲农业产品品牌培育,提升产品文化内涵和价值;大力培养专业人才,提高休闲农业经营主体综合实力,从而促进绥化市休闲农业深化发展。以期为东北地区寒地黑土核心区通过休闲农业发展,促进美丽乡村建设、实现乡村振兴提供参考。

寒地黑土绿色物产品牌整合研究——以黑龙江省绥化市为例

结合黑龙江绥化市寒地黑土绿色物产品牌整合分析,研究寒地黑土区域经济发展过程中绿色物产品牌整合存在的问题,提出寒地黑土绿色物产品牌整合进一步发展的思路与对策。

寒地黑土民族民间文化的法律保护

寒地黑土文化是绥化地区土生土长的地域特征极其明显的北方文化,绥化的寒地黑土特色文化具有深厚的民族、民间文化底蕴。随着当前全球经济社会的快速发展,国内和外来强势文化对本来一直处于弱势文化地位的民族民间文化产生了前所未有的冲击,其生存和发展面临着重大危机。寒地黑土文化也面临着失传、濒危的重大危机。因此加强对民族民间文化的法律保护的重要性和紧迫性日益突出。

寒地黑土中心区旅游资源整合研究

绥化市具有良好的区位优势、巨大的经济增长潜力和旅游业发展所需的良好外部社会经济环境,具备了寒地黑土中心区域旅游资源整合的可行性。应统筹规划,加强宏观调控和区域互动,促进旅游区域形象整合,形成旅游产品的整合及品牌合力。同时,建立健全相关制度,为资源整合提供制度保障。