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。

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。

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%。

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。

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。

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%。

“寒地黑土”地域文化品牌的新媒体传播策略探析

寒地黑土核心区已开发出具有一定地域特色,体现寒地黑土文化"求真"、"求善"精神内核的文化品牌,但其品牌传播仍存在传播范围有限、传播渠道匮乏、缺乏受众体验等问题。数字媒体技术的蓬勃发展和移动智能终端的普及为寒地黑土文化的传播提供了新的契机和发展空间。在新媒体环境下,寒地黑土文化品牌传播应优化地域文化品牌的新媒体传播形式,增强传播的互动性和受众体验,利用大数据实现地域文化品牌的有效传播,运用"互联网+文化"的思维,拓展品牌营销新模式,改善目前寒地黑土文化品牌的传播局限,扩大品牌的知名度,提升城市文化软实力。

关于加强寒地黑土绿色物产品牌保护的思考

在知识经济时代,品牌不仅是企业的立身之本,而且对区域经济发展具有重要的商业价值。寒地黑土绿色物产是黄金品牌,以绿色产业为核心的寒地黑土经济有着巨大的开发潜力,广阔的市场前景。加强寒地黑土绿色物产品牌保护,对提升寒地黑土经济的竞争优势,使其成为可持续发展的具有区域优势的特色经济,有着巨大的经济意义和法律意义。

保护性耕作对寒地黑土土壤水热效应与玉米产量的影响

为探明保护性耕作对东北寒地黑土土壤水热状况和玉米产量的影响,基于秸秆全量还田和免耕播种为核心的黑土地保护性耕作方式,设置宽窄行秸秆全覆盖还田(FM)、均匀行秸秆全覆盖还田(LM)、秸秆旋耕全量还田(LX)和常规垄作秸秆离田(LN)4种模式,探究保护性耕作对寒地黑土土壤水热效应、玉米干物质量、产量构成及水氮利用效率的影响。结果表明:在玉米生育期内,保护性耕作能够显著提高土壤含水率,调节土壤温度,针对不同的气温变化,进行“增降温”。保护性耕作处理较LN处理0~60 cm土层平均土壤体积含水率增加27.28%~63.86%,气温最高时使平均土壤温度降低3.20%~7.63%,成熟期气温低时使平均土壤温度增加2.32%~5.37%。保护性耕作显著提高了水分利用效率(WUE)以及作物对氮素的吸收与利用,其中WUE较LN处理提高7.26%~12.90%,同时氮素吸收效率、氮素收获指数分别提高14.29%~42.86%、4.00%~12.00%。保护性耕作能够提高玉米产量,促进玉米干物质积累,玉米产量、干物质量分别较LN处理提高37.7~431.0 kg/hm^(2)和2322.3~5451.7 kg/hm^(2),LM处理产量变异系数最小,产量最稳定。

寒地黑土区域休闲农业品牌建设研究——以黑龙江省绥化市为例

绥化市地处寒地黑土核心区域,自身的特色具有发展休闲农业的优势,同时,在发展过程中也存在不足。因此,绥化市休闲农业在品牌化建设上需要发挥优势和克服不足,从产品、服务、宣传、营销和多方协作等方面持续努力,增强绥化市休闲农业的品牌效应,以达到保护区域内生态环境和培育休闲农业规模经济的双重目的。

寒地黑土区优质燕麦品种的筛选及其高产栽培技术研究

为了筛选出适宜在黑龙江省寒地黑土区种植的优质燕麦品种,并对优质燕麦品种的高产栽培技术进行研究,试验选择林纳(Avena.sativa L.cv.Lena)、青海444(Avena.sativa L.cv.Qinghai No.444)、青引1号(Avena.sativa L.cv.Qingyin No.1)、青引2号(Avena.sativa L.cv.Qingyin No.2)和甜燕麦(Avena.sativa L.cv.Qinghai)5个燕麦品种进行单播处理,分别测定其株高、小穗个数、籽粒个数、茎叶比、千粒重和干草产量,并对5个燕麦品种的6个生产性能指标进行灰色关联分析,筛选优质燕麦品种。其次,试验采用随机区组设计方法,对林纳燕麦进行单播和混播试验,单播试验设置了4个播种量(90,135,180,240 kg/hm^2),分别测定其干草产量;混播试验采用林纳燕麦与箭筈豌豆进行混播组合,设计4个处理,分别为对照(100%林纳燕麦,播种量为180 kg/hm^2),75%燕麦+25%箭筈豌豆、50%燕麦+50%箭筈豌豆、25%燕麦+75%箭筈豌豆,行距均为30 cm,分别测定其干草产量。结果表明:各品种的株高随燕麦生长逐渐增加,青海444在生长末期(2016年7月26日)时株高最高,在蜡熟后期达到123 cm;各品种的小穗个数差异不显著;林纳的籽粒个数多于其他4个品种;甜燕麦的茎叶比、千粒重、干草产量比其他4个品种均具有优势;灰色关联度表明甜燕麦>林纳>青海444>青引1号>青引2号,但甜燕麦倒伏情况较为严重,说明林纳燕麦更适宜在寒地黑土区种植。不同播种量处理下随着播种量增加林纳燕麦的干草产量呈现先增加后降低的趋势,最适宜的播种量为180 kg/hm^2,干草产量达到8136.76 kg/hm^2;林纳燕麦和箭筈豌豆最佳的混播组合为75%燕麦+25%箭筈豌豆,混播中林纳燕麦干草产量为8551.05 kg/hm^2,比对照(100%燕麦)干草产量提高了5.09%,比单播播种量为135 kg/hm^2(75%燕麦)的林纳燕麦干草产量提高22.67%。综合各品种燕麦的农艺性状和燕麦单播及混播试验结果,说明林纳燕麦是最优的燕麦品种,单播的适宜播种量为180 kg/hm^2,最佳的混播组合为75%燕麦+25%箭筈豌豆。

寒地黑土区水稻耗水特性及其对水分利用效率的影响

为了探究寒地黑土区水稻耗水特性及其对水分利用效率的影响,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U_7(7~6)均匀试验设计,分析了各生育期水稻生育阶段、昼夜间及逐时耗水量的变化特征,明确了各生育阶段耗水量对产量及生物量水分利用效率的影响。结果表明:拔节孕穗期各处理耗水量及耗水模系数均值最高,分别为77. 25 mm、23. 09%;水稻各处理昼间、夜间耗水量总体呈现"低-高-低"的变化趋势,抽穗开花期昼、夜间耗水量均值达到最大,为6. 32、0. 76 mm/d;分蘖前期、分蘖中期水稻昼间耗水特征呈倒"V"形曲线,耗水量高峰出现在12:00—13:00;分蘖后期至乳熟期呈"M"形曲线,耗水量高峰分别出现在11:00—12:00、13:00—14:00,乳熟期首个耗水量峰值相对提前,为10:00—11:00;阶段耗水量对水分利用效率(WUE)的直接作用和对R^2总贡献排列一致,由大到小依次为抽穗开花期耗水量(ET_5)、分蘖中期耗水量(ET_2)、拔节孕穗期耗水量(ET_4)、分蘖后期耗水量(ET_3)、乳熟期耗水量(ET_6)、分蘖前期耗水量(ET_1);分蘖后期、乳熟期耗水量对WUE存在直接负作用,阶段耗水量对WUE影响决定系数较大的变量由大到小依次为ET_5、ET_4×ET_5、ET_2×ET_5、ET_2、ET_4;抽穗开花期生物量水分利用效率(SWUE5)与水稻产量及WUE均呈显著正相关,分蘖前期至抽穗开花期耗水量对SWUE5的影响由大到小依次为ET_5、ET_4、ET_3、ET_1、ET_2。该研究结果可为深入研究黑土区水稻耗水特性、水分利用规律及水稻节水高效生产提供依据。

寒地黑土生态法律制度研究

寒地黑土区域生态经济价值巨大,但生态环境问题突出,根本原因在于生态法律制度建设的缺位。当前迫切需要将生态文明理念引入生态法律制度建设之中,以生态文明观为指导,实现寒地黑土法律的生态化。法治以其公平正义等功能价值成为生态建设的不二选择。目前,应从立法精神上,以宏观立法层面和中观或微观层面来为建构寒地黑土区域生态法律制度体系提供建议,重点研究包含生态责任追究制度和生态公益诉讼制度的寒地黑土区域生态环境保护。

水炭运筹对寒地黑土区稻田土壤肥料氮素残留的影响

为揭示水炭运筹下肥料氮素在稻田土壤中的残留情况,采用田间小区试验与微区试验相结合的方法,应用15N示踪技术,以传统淹水灌溉作为对比,研究水分管理模式和生物炭施用量二因素全面试验构成的不同水炭运筹模式下水稻收获后基肥、蘖肥、穗肥和肥料整体在稻田土壤中的残留情况,以及各阶段施用的肥料氮素残留在不同深度土层的分布规律。试验结果表明,稻作浅湿干灌溉模式不同生物炭施用水平下施用的氮肥在稻田土壤中的总残留率为28.16%~34.42%,其中基肥、蘖肥和穗肥氮素的残留率分别为27.53%~41.35%、34.32%~43.50%和11.58%~25.67%。当生物炭施加量在0~12.5 t/hm^2时,水稻收获后两种灌溉模式下基肥和蘖肥氮素在土壤中的残留量均随着生物炭施入量的增加而增大,而穗肥氮素在土壤中的残留量随生物炭施入量的增加而减小,相同生物炭施用水平下稻作浅湿干灌溉模式各阶段肥料氮素在土壤中的残留率显著高于传统淹水灌溉(P<0.05),且两种灌溉模式肥料氮素在相同土层深度中的残留量差异显著(P<0.05),不同生物炭施用水平下稻作浅湿干灌溉模式各阶段施用的氮肥在稻田0~20 cm土层中的残留量均高于传统淹水灌溉,而在40~60 cm土层的残留量均低于传统淹水灌溉;施加25 t/hm^2生物炭时,对稻作浅湿干灌溉模式的基肥、蘖肥和穗肥氮素在稻田土壤中的残留产生负效应。合理的水炭运筹模式能够增加耕层土壤(0~20 cm)肥料氮素残留量,减少肥料氮素损失,抑制肥料氮素向深层土壤运移,降低残留在土壤中的肥料氮素对稻田生态环境造成污染的风险。