寒地黑土区水稻秸秆还田机设计及最优耕作参数试验

针对寒地黑土区水稻秸秆还田机消耗功率大、秸秆腐解速度慢的问题,设计具有腐解剂精量喷施功能的秸秆还田机,并探究刀轴扭矩最小时的耕作参数组合。对还田机的自动升降平地装置、菌剂喷洒装置、秸秆量识别系统和还田弯刀进行设计:菌剂喷洒装置采用由PLC驱动的电磁阀控制喷施量;秸秆量识别系统可分别对粉碎堆积秸秆和留茬秸秆进行数量评估并将数据信息传递至菌剂喷洒装置;还田弯刀设计采用Workbench 2022 R1软件进行仿真分析,得到弯刀最佳参数结果:弯刀刃长240 mm、刃宽80 mm、弯折角115°;采用三因素三水平旋转正交试验,建立刀轴扭矩与试验因素的关系。采用Design-Expert软件进行方差分析处理,结果表明,因素对指标影响的顺序关系为:耕深>旋转速度>单位面积秸秆量>耕深的二次项>耕深与旋转速度的交互作用>旋转速度与单位面积秸秆量的交互作用,并得到交互作用的响应曲面图以及最优参数组合为耕深20 cm、旋转速度为240 r/min、单位面积秸秆量为3.5 kg/m^(2)。进行验证性试验,得到扭矩平均值为24.32 N⋅m,与模型预测值的相对误差为0.7%,预测模型可靠,且秸秆翻埋率达96.8%。

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。

高寒黑土区不同微生物菌剂对马铃薯产量和疮痂病防治效果的影响

为了优化高寒黑土区马铃薯种植管理措施,以刘平1号为试验材料,采用大田试验设计,分析不同微生物菌剂对马铃薯产量、农艺性状以及疮痂病防治效果的影响。结果表明,4号微生物菌剂(T4)产量性状方面表现最好,产量最高,为4014 kg·(666.7 m^(2))^(-1),是CK的1.13倍。且4号微生物菌剂(T4)商品薯率最高,为88%,均显著高于其他处理[3号微生物菌剂(T3)除外],4号微生物菌剂(T4)的平均单株结薯个数高于其余处理;3号微生物菌剂(T3)在马铃薯疮痂病的防治效果上最好,显著高于其余处理,防治效果达到65%,是CK的1.76倍;农艺性状方面,2号微生物菌剂(T2)株高与3号微生物菌剂(T3)茎粗均显著高于CK,分别是CK的1.31倍和1.64倍。综合来看4号微生物菌剂(T4)与3号微生物菌剂(T3)更适用于高寒黑土区马铃薯的高产栽培种植。

土霉素在寒地黑土不同组分的吸附

土霉素(Oxytetracycline,OTC)属于四环素类抗生素,由于人类生产生活的使用而进入环境。土壤环境中的土霉素可能通过不同作用力与土壤相互作用,而影响其在土壤中的迁移转化,影响其对生物的毒性,进而对土壤生态环境造成严重危害。因此研究抗生素在土壤中的环境行为,可以为土壤环境抗生素的治理提供理论支持。以土霉素为吸附质,寒地黑土为吸附剂,研究土霉素在寒地黑土不同组分上的吸附行为,同时分析pH值变化对寒地黑土吸附土霉素的影响,探究其对土霉素的吸附机理。结果表明:在实验条件下,土霉素在寒地黑土不同组分吸附更符合Langmuir模型,多层吸附与单层吸附共存,以单层吸附为主;去有机质土壤对土霉素吸附能力最强;pH值对去有机质土影响最大,主要机理为静电作用、架桥作用。

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。

寒地农田黑土酶活性的季节动态

为了探讨寒地农田黑土酶活性在作物生育期内的变化规律,在黑龙江省双城市选择了4个玉米生长的黑土样地,对其过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、转化酶的季节动态进行研究。结果表明,过氧化氢酶活性在生长季内呈现先降低后升高再降低的趋势,其峰值出现在抽雄吐丝期;磷酸酶、脲酶活性先升高后降低,峰值出现在拔节期;转化酶活性在玉米生育期内都呈现下降的趋势,酶活性在苗期最高。相关分析结果表明,4种酶活性和土壤碳氮的转化没有显著的相关性。

一株产蓝色素放线菌筛选鉴定与性质初探

从黑龙江省牡丹江市寒地黑土中分离富集到一株产蓝紫色素的放线菌GS-1,构建发育树确定其菌属。使用碱提取法、超声提取法和SDS提取法获得蓝紫色素并比较3种方法蓝色素得率,对蓝紫色素的性质进行初步研究。结果表明:菌株GS-1 PCR扩增产物的16S rRNA序列为1589 bp,确定为放线菌门链霉菌属。SDS法提取的蓝紫色素得率最高;紫外-可见吸收光谱扫描该蓝紫色素的最大吸收波长为259 nm;该色素易溶于水,不溶于乙醇、丙酮和乙酸乙酯;蓝色素对大肠杆菌和白葡萄球菌的生长有抑制作用;该色素在酸性条件下呈粉红色,在碱性条件下呈蓝色;光照时间越长,色素的稳定性越差,在溶液中存在NaCl时比较稳定,当NaCl的浓度为0.4 mol/L时,对蓝紫色素的增色效果比较明显,在Na+、K+、Ca 2+、Mg 2+存在时对蓝色素的影响较小,在Ba 2+存在时色素溶液变浑浊。

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。

寒地黑土中阿特拉津降解菌的筛选及降解特性

从长期施用阿特拉津的寒地黑土耕层（0～10cm）取样。利用富集培养的方法，筛选到2株阿特拉津降解菌，编号Z9和Z42。Z9以阿特拉津为惟一碳氮源生长，Z42以阿特拉津为惟一氮源生长，15d对阿特拉津的降解率分别为77．7％和65．6％。对其初步鉴定并对降解特性进行研究，结果表明，细菌Z9为微杆菌属（Microbacterium sp．），细菌Z42为节杆菌属（Arthrobacter sp．）。在室内进行降解条件优化实验，得出2株降解菌对100mg／L阿特拉津的最佳降解条件为：温度30℃，Z9 pH值为7，Z42 pH值为8。

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。

寒地黑土区土壤退化状况与保护对策

以寒地黑土区核心地带绥化地区为主体研究区域,分析寒地黑土区土壤退化的现状以及产生土壤退化的原因,并且提出防治寒地黑土区土壤退化的策略。

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%。

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。

基于RMP模式的寒地黑土非物质文化遗产旅游开发的体系构建——以绥化市为例

为了实现绥化市寒地黑土非物质文化遗产资源的可持续发展,提升非物质文化遗产旅游资源的综合竞争力,尝试构建非物质文化遗产保护性旅游开发工作框架的设想,探索适合其自身特点的开发与保护模式。应用昂普(RMP)分析模式,从绥化市寒地黑土非物质文化遗产的资源、市场、产品3个方面,对绥化市旅游进行系统的评价分析,为绥化市非物质文化遗产的旅游开发提出了一系列的发展模式,如保护第一、培养非遗后继人才、整合文化资源、突出文化特色、策划绥化非物质文化遗产精品旅游线路等。

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。

不同水氮处理对水稻荧光参数和光合特性的影响

在大田栽培条件下,利用LI-6400XT型光合仪测定不同水氮调控对水稻典型生育期主要荧光参数和光合特性的影响。结果表明:水稻光化学量子效率F_v/F_m、光化学淬灭系数q_P与非光化学淬灭系数q_N随着灌水量的减少而降低,随着施氮量的增加F_v/F_m在抽穗开花期、q_P在拔节孕穗期呈倒V形变化趋势,说明寒区黑土水稻叶片PSII反应中心因不同水氮处理而得到调节,使PSII反应中心潜在活性、光合原初反应中心开放程度及热耗散能力受到不同程度的抑制或改善。在控制灌溉条件下气孔限制值L_s高于全面淹灌,但并没有影响水稻叶片的光合作用而表现出一定的气孔限制。对施氮量110~160 kg/hm^2处理光响应曲线模拟得出,随着施氮量的增加曲线升高,光饱和点LSP、光补偿点LCP明显降低,而表观量子效率α、光响应曲线曲角θ和最大净光合速率P_(nmax)有所回升,灌水处理间对比得出全面淹灌条件下LSP、LCP和θ低于控制灌溉,而P_(nmax)显著增加,暗呼吸速率R_d、α结果不明显。这表明高肥有利于水稻叶片对弱光的利用,减少耗水量对强光利用效果显著。因此,水氮胁迫会改善水稻叶片对光的适应能力,适量增加施氮量可以有效改善水稻叶片光响应特征。

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。