东北黑土区农田土壤水分剖面分布与大气降水关系的研究

东北黑土区属于雨养农业,大气降水是土壤水分的主要来源,大气降水的强度和频率是影响水分在剖面分布的重要因素。以中国科学院海伦农田生态系统野外科学观测研究站内水分平衡观测场的自然降水条件下的0~170 cm土体为研究对象(三次重复),2011~2016年的每年5月25日~9月10日利用中子仪测定0~170 cm土层土壤含水量,其中0~10 cm、10~20 cm和160~170 cm土层深度间隔10 cm,40~160 cm间隔为20 cm。研究结果表明:观测期内64.35%以上的降水发生在7月5日~8月20日,0~170 cm不同土层的平均含水量在24.71%~37.23%之间(体积含水量),随着剖面深度的增加不同深度土层间土壤含水量差异逐渐减弱;受降水、地面蒸发和作物耗水的影响,土壤含水量变化最大的层次为0~10 cm土层。当单次降水量达到178.20 mm时,0~170 cm各层土壤含水量均增加,但49.30%的降水储存在0~40 cm土层;而在作物生长季节持续15 d无降水时,0~170 cm各层次土壤水分均呈亏缺状态,其中消耗水量的47.38%~58.80%来自0~40 cm土层。因此,东北黑土区农田0~40 cm土层对于容纳大气降水、满足作物需水具有重要作用,应通过耕作和有机物料还田等措施进一步改善这一土层土壤物理性质以增强其蓄水、保水和供水的能力。

黑土区短期免耕对大豆田土壤水分物理性质的影响

耕作和施肥是影响土壤水分物理性质的2个重要因素,为探讨免耕和长期单施化肥对土壤水分物理性质的影响及它们之间的交互作用,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,研究了施用化肥+传统耕作(NP+CT),施用化肥+免耕(NP+NT),无肥+传统耕作(CK+CT),无肥+免耕(CK+NT)对土壤水分物理性质的影响。短期免耕(3 a)后显著地增加黑土水稳性团聚体的稳定性,表现在与传统耕作相比水稳定性大团聚体(>0.25 mm)的含量、平均重量直径和平均几何直径分别提高9.03%,10.90%和20.39%。耕作和施肥对土壤水稳性团聚体稳定性的影响没有显著的交互作用,但是与施肥相比,耕作方式能够解释更多的土壤水稳性团聚体稳定性的变异。免耕显著增加了0～10 cm土层土壤的容重,减少了土壤总孔隙度、饱和含水量、毛管含水量和田间持水量,施肥仅对0～10 cm土层土壤毛管含水量产生了显著的影响。耕作和施肥对0～10 cm土层土壤的容重具有显著的交互作用,同时与施肥相比,耕作能够解释更多的0～10 cm土层土壤的容重、总孔隙度、饱和含水量、毛管含水量和田间持水量的变异。耕作和施肥对10～20 cm土层土壤的水分物理性质影响不显著。因此,在研究区域内耕作是影响土壤水分物理性质的一个重要措施。

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。

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。

长期施肥对黑土磷和锌形态转化的影响

【目的】东北黑土地为我国重要粮食生产基地高肥力的黑土仍需施用磷肥以保障粮食高产。探讨长期施肥对土壤磷和锌形态转化机制,为确保黑土区粮食和环境安全提供理论依据。【方法】本研究以设在典型黑土区13年的长期施肥定位试验为研究对象,设不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)、施氮磷钾加不同量有机肥(NPK+OM_1、NPK+OM_2、NPK+OM_3)共5个处理分析土壤不同形态磷和锌含量。【结果】长期施化肥对土壤有机磷含量影响不显著但土壤无机磷含量显著增加;长期不施肥黑土有效磷含量为32.6 mg/kg,长期施化肥加有机肥可显著增加土壤有效磷含量;连续13年施用磷肥,土壤中的磷每年平均累积16 kg/hm^2,其主要以铝磷(A1-P)和铁磷(Fe-P)的形态在土壤中储存,其中约20%仍为有效磷;而磷肥加有机肥的3个处理,连续施用13年后有机磷含量增加了47.2~67.9 mg/kg无机磷含量增加253.4~410.6 mg/kg,土壤全磷平均分别以每年49.4(NPK+OM_1)、64.2(NPK+OM_2)、70.4(NPK+OM_3)kg/hm^2的量累积在土壤中,其中15%~21%仍为有效磷主要以有效性较高的二钙磷(Ca_2-P)、八钙磷(Ca_8-P)、Al-P、Fe-P存在于土壤中,只有10%~21%的磷以有机磷的形态累积在土壤中,并且这个比例随有机肥施用量的增加而降低。黑土长期不施肥土壤有效锌(DTPA-Zn)含量可达1.96mg/kg,长期施化肥、化肥加有机肥均可显著增加土壤DTPA-Zn含量;长期施化肥使黑土酸化,改变了土壤锌形态增加了土壤交换态锌和无定型铁氧化物结合态锌的含量,化肥加有机肥显著增加了除矿物态锌以外的其他各形态锌的含量其中55%~88%以无定型铁氧化物结合态锌储存在土壤中。通径分析结果显示,Ca_2-P对DTPA--Zn影响最大,Ca_8-P、Al-P、Fe-P通过Ca2-P间接影响DTPA-Zn含量。【结论】长期施入黑土的磷主要以有效性较高的无机态磷储存在土壤中,锌主要以无定型铁氧化物结合态储存在土壤中。黑土中磷与锌未表现出拮抗作用且有效性高的Ca_2-P对DTPA-Zn含量的影响最大且二者呈正相关关系。

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。

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。

结荚期光照时间对大豆产量和化学品质的影响

【目的】探讨结荚期光照时间对大豆产量和化学品质的影响,为大豆主产区高油和高蛋白大豆的高产优质栽培提供参考。【方法】以高油大豆品种"东农434"和高蛋白大豆品种"东农42"为供试材料,在人工控制条件下进行田间小区试验,研究结荚期不同光照时间对大豆产量和化学品质的影响。【结果】结荚期光照时间对高油和高蛋白大豆的产量、脂肪和蛋白质含量影响程度不同。随着结荚期光照时间的缩短,高油和高蛋白大豆产量明显降低,且高蛋白品种"东农42"的产量降低幅度大于高油品种"东农434"。适当缩短光照时间可提高2个大豆品种的蛋白质和脂肪总含量。【结论】缩短结荚期光照时间对2个大豆品种产量的影响较明显,但对大豆的脂肪和蛋白质含量影响不大。

连续施肥对农田黑土微生物功能多样性的影响

应用Biolog Eco微平板培养法研究了中国科学院海伦农业生态试验站20余年连续不同施肥处理(对照、氮磷钾、氮磷钾+秸秆、氮磷钾+猪粪1、氮磷钾+猪粪2和氮磷钾+猪粪3)下土壤微生物代谢功能多样性的变化。结果表明:长期施肥条件下,单施化肥和有机肥与化肥配施对土壤细菌、真菌数量影响不明显,但高量有机肥与化肥配施可以显著增加放线菌数量。Biolog结果表明,施用有机肥的平均颜色变化率高于单施化肥和对照。Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数均是有机肥和化肥配施高于化肥单施与对照。主成分分析结果表明,对照、NPK与其他几种处理有较明显的距离,说明有机肥的连年施用导致了土壤微生物代谢功能多样性的变化。

玉米秸秆混合还田深度对土壤有机质及养分含量的影响

秸秆还田是提升土壤肥力的重要措施之一,还田深度是影响还田效果的重要因素。本文以黑土为研究对象,分析了连续3年等量秸秆混入不同深度土层对土壤有机质及养分含量的影响。试验包括4个秸秆混合还田深度,0~15 cm(D15S),0~20 cm(D20S),0~35 cm(D35S)和0~50 cm(D50S),秸秆还田量均为10 000 kg·hm^(-2)。研究结果表明等量秸秆混入不同深度土层,导致不同处理秸秆在土壤中的含量(SC)在1.68~6.06 g·kg^(-1)之间,随着秸秆混入土层深度的增加SC值逐渐减小;秸秆混合还田增加了相应土层土壤有机质含量,与D15S处理相比,D20S、D35S和D50S处理土壤有机质增加量分别降低了27.3%,48.4%和67.8%,但是秸秆的有机质转化率在D35S处理达到了最大值,与D15S、D20S和D50S相比分别增加了28.6%,32.6%和17.5%,不同处理土壤有机质增加的总量表现为D35S>D50S>D15S>D20S,土壤轻组有机碳总量表现出相似的趋势;等量秸秆混入不同深度土层没有显著增加相应土层全量养分的含量,但是显著增加了速效养分含量(P<0.05),与初始值相比,D15S、D20S、D35S和D50S处理土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了7.17%~20.6%、9.16%~38.2%和12.6%~43.7%,其中土壤速效养分增加率在D35S处理达到了最大值,说明秸秆深混还田能够促进养分在土壤深层的积累,增加全层土壤养分的供给能力。因此,建议研究区域秸秆混合还田的深度为0~35 cm,提高秸秆混合还田对土壤肥力的贡献,实现黑土地保护。

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。

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。

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。

粉红粘帚菌代谢物对南方根结线虫卵孵化及二龄幼虫的影响(英文)

粉红粘帚菌(Gliocladium spp.)是一类对植物病原菌具有潜在生物控制作用的真菌,为了探讨粘帚菌对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)的抑制作用,实验室条件下研究了粉红粘帚菌挥发性代谢产物和非挥发性代谢产物不同稀释度对南方根结线虫卵孵化及二龄幼虫活性的影响。结果显示非挥发性代谢产物在原液、5倍、10倍、20倍、50倍稀释浓度下,12 d后对南方根结线虫卵孵化的相对抑制率分别为80.4%、12.0%、10.5%、6.7%和5.2%,对二龄幼虫的矫正死亡率分别为32.0%、9.3%、2.0%、0.6%和0.1%,与对照组相比差异显著;挥发性代谢产物对南方根结线虫卵孵化的相对抑制率为22.5%,对二龄幼虫的相对死亡率为17.4%。因此,粉红粘帚菌的非挥发性和挥发性代谢产物对南方根结线虫卵孵化及二龄幼虫活性均有一定的抑制作用。