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2018年  第26卷  第7期

农业生态系统及其调控
黄土台塬不同土地利用方式土壤CH4通量特征及主控因子分析
刘欢, 刘梦云, 刘丽雯, 赵国庆, 张杰, 张萌萌, 李笑然
2018, 26(7): 937-947. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171124
摘要(779) HTML (1) PDF(574)
摘要:
土地利用转变会导致土壤微环境及生理生化过程发生改变,继而影响土壤温室气体的产生和排放。目前关于土地利用转变对温室气体通量的研究主要集中于CO2,而对CH4研究甚少。本文以黄土台塬为研究区,重点分析不同土地利用方式的土壤CH4通量特征与其影响因素的关系,并明确其关键影响因子,为预测整个黄土台塬土地利用方式转变对温室效应的贡献提供基础数据。以陕西省永寿县马莲滩林场为研究对象,于2015年4月-2016年3月,采用静态箱-气相色谱法,对耕地、天然草地、灌木林地、乔灌混交林地、乔木林地和果园的CH4通量特征进行研究,并分析土壤CH4通量与土壤温度、地表温度、含水量及全氮的关系。不同土地利用方式土壤CH4平均通量差异显著(P < 0.05),但表现相似的季节变化,呈现夏秋季高于冬春季特征。林地、园地、耕地土壤均为CH4吸收汇,其吸收能力(平均值)为乔灌混交林(51.24 μg·m-2·h-1)>乔木林(44.80 μg·m-2·h-1)>灌木林(31.52 μg·m-2·h-1)>草地(25.89 μg·m-2·h-1)>果园(18.97 μg·m-2·h-1)>耕地(14.89 μg·m-2·h-1)。不同土地利用方式土壤CH4吸收与土壤温度、全氮和地表大气温度均呈正相关;与土壤含水量呈负相关。其土壤表层(0~20 cm)温度是6种土地利用方式土壤CH4吸收的主要影响因素。总之,自然条件下的土壤CH4吸收率明显高于农业土壤CH4吸收率,耕地转变为林地后土壤的CH4吸收能力增强,土壤对减缓温室效应的贡献增大。
内蒙古东北部大豆气候适宜度等级及种植区划研究
王彦平, 阴秀霞, 张昉, 张煦明, 乌长顺
2018, 26(7): 948-957. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171128
摘要(787) HTML (26) PDF(612)
摘要:
为高效利用内蒙古东北部地区水热资源,发展冷凉地区大豆种植业,利用呼伦贝尔市、兴安盟及周边黑龙江地区近30年的气象观测资料和大豆发育期资料,采用气候适宜度分析方法,计算了该区域近30年逐年大豆气候适宜度,建立了气候适宜度评价指标,进行了基于GIS的呼伦贝尔市大豆适宜种植区划。研究结果表明,温度适宜度和水热综合适宜度≥0.6为适宜,0.4~0.6为较适宜,≤0.4为不适宜;降水适宜度≥0.7为适宜,0.6~0.7为较适宜,≤0.6为不适宜。大豆适宜种植区域为大兴安岭农区东南端;较适宜种植区域为大兴安岭东麓,适宜种植区的外沿;不适宜种植区位于呼伦贝尔市北部林区及西部牧区。在林区南部的农林交错带中,该区1 900~2 100℃积温区域为玉米不适宜种植地区,但可以大力发展大豆种植业,在调整种植业结构时可考虑在这一区域增加大豆种植面积。
基于空间统计的重庆市水稻生产地理集聚时空演变
唐荣莉, 姚雄, 王春萍, 吴红, 林清, 雷开荣
2018, 26(7): 958-970. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171183
摘要(729) HTML (5) PDF(575)
摘要:
掌握农作物区域地理种植格局动态变化是进行种植结构调整和优化的重要基础。本研究以2000-2015年重庆市属区县水稻生产调查数据为基础,运用排序方法、空间统计方法剖析了16年来重庆水稻种植时空分布特点、不同区县时空演变的趋同性和相异性、区域水稻种植重心的转移特征、重庆水稻产业的地理集聚程度与分布的演化路径,以量化重庆市水稻生产的空间演化格局与动态。结果表明,16年间重庆市水稻种植面积和产量都存在波动,2007年以前水稻面积不断下降,2008年后面积逐渐恢复;在研究的各个时段内,无论单产、面积占比还是总产,重庆市的水稻生产均呈现出西部高于东部,南部高于北部的特征。重庆市以区县为统计单位的水稻生产可分为大面积高单产、小面积高单产、大面积低单产、小面积低单产4个类型;重庆市水稻产量重心位于区域西南部,但逐年向东北方向偏移;重庆水稻产业表现出高值聚集的特征,但空间聚集程度随时间推移逐渐降低,空间均质化程度提高。区域自然条件、社会经济、种植技术发展、政策引导等影响水稻产业的集聚格局,在今后的工作中需针对区域特征进行水稻种植规划和优化管理。
红河哈尼稻作梯田旅游资源价值空间差异评价
张永勋, 闵庆文, 李先德
2018, 26(7): 971-979. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.180001
摘要(873) HTML (3) PDF(838)
摘要:
红河哈尼稻作梯田拥有丰富的自然与文化景观资源,是全球/中国重要农业文化遗产、世界文化遗产。目前该地区旅游发展水平空间极不平衡,在对其资源进行科学评价的基础上,提出差异化发展的策略是现实需要,也具有示范意义。本研究以哈尼稻作梯田十大片区所在8个乡镇的旅游资源为评价对象,根据自然景观与人文景观特征的差异,从资源特征和影响力两个方面,分别构建评价指标体系(自然景观6个指标,人文景观7个指标),采用层次分析-模糊数学分析方法对其资源价值进行评价。研究结果表明,自然景观价值方面,马鞍底乡、阿得博乡和三猛乡依托国家级保护区资源具有较明显的优势,其中马鞍底乡因景观奇特、规模宏大而优势突出,甲寅镇则因其水域和植物等组合景观而具有自然景观优势;人文景观价值方面,攀枝花乡、新街镇、甲寅镇和宝华镇因梯田而知名度高,民族文化典型而优势明显,其他乡镇也因具有优美的梯田景观、古村落、传统文化等人文景观资源而得到较高评价。哈尼稻作梯田系统的人文景观价值高于自然景观价值,但自然景观资源尚未得到开发,旅游发展水平空间差异巨大。最后,本研究根据各乡镇的资源优势,提出了各有侧重的旅游发展策略。
作物栽培与生理生态
花后人为模拟倒伏对超级稻生长、产量和品质的影响
赵新勇, 邵在胜, 吴艳珍, 赵轶鹏, 王余龙, 王云霞, 杨连新
2018, 26(7): 980-989. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171180
摘要(781) HTML (10) PDF(616)
摘要:
倒伏是水稻实现高产优质的主要限制因子之一。以‘南粳9108’为材料,研究人为模拟倒伏对超级稻物质生产和分配、产量和产量构成因素以及稻米品质的影响及其与倒伏发生时期的关系,探讨倒伏对水稻生长、产量和品质的影响,为超级稻抗倒栽培提供依据。试验设3个处理,分别为正常植株(CK)、抽穗后15 d倒伏(AL15)和抽穗后30 d倒伏(AL30),成熟期测定水稻物质积累与分配、产量和产量构成以及稻米主要品质性状。结果表明,与正常生长水稻相比,AL30和AL15处理使水稻地上部各器官生物量下降,总生物量分别显著降低7.3%和24.3%。从物质分配看,AL15处理使水稻生物量在生殖器官中的分配比例显著下降,而AL30处理植株响应不显著。AL30和AL15处理使水稻产量分别显著下降8.3%和36.4%。抽穗后倒伏造成的产量损失主要与饱粒率和饱粒千粒重下降有关。AL30处理使饱粒率和饱粒千粒重分别显著下降5.6%和3.3%,AL15处理分别极显著下降30.8%和6.7%。水稻结实期倒伏导致饱粒重下降主要与糙米变小,稻谷充实程度明显降低有关。从稻米品质看,AL30和AL15处理使水稻整精米率分别下降7.5%和14.7%,达显著和极显著水平;AL30处理对稻米蛋白质和直链淀粉含量均无显著影响,但AL15处理使稻米蛋白质含量极显著增加20.2%;RVA谱数据表明,结实期倒伏水稻崩解值减少而消减值增加,但均未达显著水平。以上结果表明,结实中后期发生倒伏对超级稻‘南粳9108’籽粒产量和稻米品质影响较小,但结实早期倒伏将使物质生产和籽粒灌浆均受到抑制,最终导致产量大幅下降,同时稻米加工和食味品质亦呈变劣趋势。
浮尘天气对墨玉河流域葡萄叶片光合及水势的影响
张付春, 潘明启, 麦麦提阿卜拉·麦麦提图尔荪, 张雯, 钟海霞, 李团结, 高达辉, 伍新宇
2018, 26(7): 990-998. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170769
摘要(759) HTML (0) PDF(499)
摘要:
新疆墨玉河流域春、夏季浮尘天气频发,加之春季葡萄供水短缺,对葡萄生产影响较大,为了解浮尘天气对墨玉河流域葡萄光合作用和叶片水势的影响以及不同品种对当地气候的适应性,本文分析了2011-2017年墨玉县浮尘天气发生情况,并以‘和田红’、‘木纳格’、‘无核白’和‘无核白鸡心’等葡萄品种为试验材料,研究春季浮尘天气和尘土自然覆盖对葡萄叶片光合与水势的影响。结果表明:2011-2017年的4-5月,新疆墨玉县扬沙、浮尘多达23.7 d,占同期总天数的38.9%;浮尘天气研究区10:00-20:00期间平均光合有效辐射强度下降71.8%,几个品种葡萄叶片净光合速率明显下降,除‘木纳格’葡萄外,其他品种叶片净光合速率午间均下降;晴朗天气,葡萄叶片水势日变化先上升后下降,浮尘天气叶片水势日变化不明显,总体低于晴朗天气,蒸腾速率变化趋势总体相似,略有滞后;持续的浮尘天气使葡萄叶面被尘土覆盖,‘无核白’和‘无核白鸡心’单位面积叶幕滞尘量分别为8.64 g·m-2和10.93 g·m-2;尘土覆盖显著降低了‘无核白’和‘无核白鸡心’葡萄叶片净光合速率,明显增加了叶片胞间CO2浓度,提高了饱和光强、光补偿点、内禀量子效率、表观量子产额和暗呼吸速率。本研究表明浮尘天气降低了光合有效辐射强度,使葡萄叶片受到尘土覆盖,进一步降低了叶片净光合速率,同时显著增大了暗呼吸速率。本研究认为,清除葡萄叶面滞尘,可有效改善葡萄叶片光合作用。浮尘天气条件下,葡萄叶片蒸腾速率下降,叶片水势得到了保持,从这一角度讲,墨玉河流域浮尘天气延缓了葡萄春季水分亏缺、缓解了该地区用水矛盾。
基于偏角光谱检索算法的油菜和水稻LAI反演研究
刘怡晨, 马驿, 仝春艳, 段博, 蒋琦
2018, 26(7): 999-1010. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170846
摘要(727) HTML (4) PDF(1176)
摘要:
叶面积指数(LAI)是评价植被长势及产量预测的重要指标,对其进行精准快速估测有助于植被的生长状态诊断和管理。本研究以不同施氮水平、不同栽种方式下的油菜和不同品种水稻为试验对象,基于冠层高光谱曲线形态,引入偏角光谱检索算法(DABSR)提取光谱偏角,同时采用植被指数法和主成分分析法进行对比分析,探索适用于水稻、油菜LAI估算的统一模型构建方法。研究结果表明,估算油菜LAI时,DABSR反演精度较高,预测R2、RMSEP分别为0.74、0.47,偏移量MNB为0.16;主成分分析法反演精度次之,预测R2、RMSEP、MNB分别为0.73、0.48、-0.04;而植被指数法受不同生育期油菜株型、覆盖度影响反演精度普遍较低,精度较高模型的预测R2、RMSEP、MNB分别为0.61、0.57、0.17。在估算水稻LAI时,DABSR反演精度最优,预测R2、RMSEP、MNB可达0.70、0.80、0.05。综合考虑模型的验证精度、特征选择的合理性以及模型计算效率,DABSR偏角光谱检索法估算油菜和水稻LAI具有较高精度,且受施肥水平、栽种方式、生长期等因素影响较小,为构建精确的植被LAI统一估算模型提供了新思路。
模拟干旱和盐碱胁迫对碱蓬、盐地碱蓬种子萌发的影响
李劲松, 郭凯, 李晓光, 封晓辉, 刘小京
2018, 26(7): 1011-1018. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171033
摘要(1113) HTML (0) PDF(559)
摘要:
为研究干旱和盐碱胁迫对碱蓬(Suaeda glauca)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)种子萌发的影响,比较碱蓬和盐地碱蓬逆境生理特性的异同,本研究利用PEG6000、NaCl和Na2CO3分别模拟干旱、盐和碱胁迫,配制相同渗透势的PEG6000、NaCl、Na2CO3处理液,以蒸馏水处理为对照,对碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发与胚的生长进行比较研究。结果表明:1)低渗处理(-0.46 MPa)对碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发无显著影响;高渗处理(-1.38 MPa、-1.84 MPa)抑制碱蓬、盐地碱蓬种子的萌发。2)当溶液渗透势相等时,NaCl处理下碱蓬种子的萌发率显著大于PEG、Na2CO3处理;而等渗PEG、NaCl、Na2CO3处理对盐地碱蓬种子萌发率的影响无显著差异。3)PEG、NaCl、Na2CO3处理组碱蓬、盐地碱蓬种子的最终萌发率与对照无显著差异。4)在幼苗形成阶段,PEG、Na2CO3处理对碱蓬、盐地碱蓬胚的抑制作用显著大于等渗NaCl处理。5)碱蓬、盐地碱蓬胚的生长对NaCl、Na2CO3胁迫的响应存在差异。-0.92 MPa NaCl处理抑制碱蓬胚的生长,却对盐地碱蓬产生促进作用;-0.46 MPa Na2CO3处理对碱蓬胚的抑制作用小于盐地碱蓬。综合分析表明:碱蓬、盐地碱蓬均具有很强的抗盐性。在种子萌发阶段,碱蓬种子的抗旱、抗碱能力低于盐地碱蓬;在幼苗形成阶段,碱蓬胚的抗盐性小于盐地碱蓬,但对轻度碱胁迫的抗性高于盐地碱蓬。
农业资源与环境
免耕对土壤剖面孔隙分布特征的影响
杨永辉, 武继承, 毛永萍, 何方, 张洁梅, 高翠民, 潘晓莹, 王越
2018, 26(7): 1019-1028. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171093
摘要(776) HTML (2) PDF(741)
摘要:
探明长期免耕措施对土壤孔隙特征、土壤结构及土壤水分参数等影响,可为阐明在小麦、玉米轮作过程中,长期进行免耕对土壤剖面物理特征的改善及其作用机理提供科学依据。采用CT扫描法定量分析了免耕和常规耕作0~100 cm土层土壤孔隙(80~1 000 μm、 > 1 000 μm、 > 80 μm)的数目、孔隙度及孔隙在土壤剖面上的分布特征,同时采用常规方法测定了土壤大团聚体、土壤容重、有效水含量及饱和导水率等。结果表明:长期免耕不仅提高了土壤 > 1 000 μm、80~1 000 μm、 > 80 μm孔隙数,且其孔隙度也相应提高,较常规耕作孔隙数分别提高55.3%、58.2%、57.9%,孔隙度分别提高97.4%、39.4%、72.6%。同时土壤孔隙形态也得到了改善,孔隙成圆率提高。对不同土层而言,免耕更利于提高0~25 cm土层80~1 000 μm和 > 80 μm孔隙数以及0~45 cm土层 > 1 000 μm孔隙数,且显著提高了0~20 cm和25~40 cm土层 > 1 000 μm、 > 80 μm及0~20 cm土层80~1 000 μm的土壤孔隙度。说明长期免耕对土壤剖面孔隙的分布产生一定影响。此外,免耕提高了0~25 cm土层土壤的有效水含量、0~55 cm土层饱和导水率和 > 0.25 mm水稳性团聚体含量,降低了土壤容重,其作用深度在55 cm以上土层。通过CT扫描测得的土壤孔隙参数与常规方法测定的土壤物理参数之间存在极好的相关性,说明可从微观土壤孔隙特征来表征宏观的土壤物理性质。总之,长期免耕有利于改善土壤结构和土壤孔隙状况,提高土壤的渗透能力及土壤水分的有效性,促进作物的生长。
玉米残体分解对不同肥力棕壤团聚体组成及有机碳分布的影响
徐英德, 汪景宽, 王思引, 孙雪冰, 李君薇, 张明垚, 高晓丹
2018, 26(7): 1029-1037. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171087
摘要(755) HTML (9) PDF(468)
摘要:
以棕壤肥料长期定位试验(29 a)形成的高、低两种肥力水平棕壤为研究对象,采用不同部位玉米残体为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根茬和茎叶,进行田间原位培养试验,试验设置6个处理:低肥力土壤添加玉米根茬(LF+R)、低肥力土壤添加玉米茎叶(LF+S)、高肥力土壤添加玉米根茬(HF+R)、高肥力土壤添加玉米茎叶(HF+S)和未添加玉米残体的对照处理(LF,HF)。本研究旨在探明玉米根茬、茎叶添加后不同肥力土壤团聚体组成及有机碳分布的变化规律,为构建合理的秸秆还田与施肥措施,减少土壤侵蚀提供理论依据。结果表明:1)添加玉米残体后低肥力棕壤团聚体稳定性、较大级别团聚体(> 2 mm和1~2 mm)有机碳贡献率的提升幅度比高肥力棕壤大,说明低肥力土壤对外源有机质的响应更敏感,向大团聚体转化的速率更快。2)培养结束时,高肥力棕壤添加茎叶处理团聚体稳定性显著高于添加根茬处理,而添加根茬处理各粒级团聚体有机碳含量显著高于添加茎叶处理;低肥力棕壤中根茬和茎叶添加处理团聚体稳定性及有机碳含量之间差异不明显。3)在田间原位培养过程中,棕壤> 2 mm和1~2 mm团聚体所占比例和团聚体稳定性呈现出前期(0~360 d)快速增加,后期(360~720 d)趋于稳定的趋势。可以看出,玉米残体对土壤团聚体团聚化过程的作用强度逐渐减弱。以上结果表明,作物残体输入对棕壤团聚体组成及有机碳分布的影响与棕壤肥力水平和不同残体部位间的差异关系密切。
黄土旱塬黑垆土长期肥料试验土壤磷素和磷肥效率的演变特征
王淑英, 樊廷录, 丁宁平, 赵刚, 张建军, 李尚中, 王磊, 党翼, 程万莉, 唐小明
2018, 26(7): 1038-1047. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171002
摘要(845) HTML (2) PDF(647)
摘要:
依托甘肃平凉定位试验(1979年-),分析长期不同施肥下土壤磷素和磷肥效率的演变特征,为黄土旱塬雨养农田合理施用磷肥提供参考。试验包括6个处理:不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配合(NP)、秸秆还田加氮和隔年施磷(SNP)、单施农家肥(M)和农家肥加氮磷(MNP),种植制度为4年冬小麦-2年春玉米的一年1熟轮作制。结果表明,试验进行38年后,长期无磷投入(CK、N)处理耕层土壤全磷和Olsen-P含量及磷活化系数比试验开始时下降,而施磷处理(NP、SNP、M和MNP)土壤全磷分别增加22.8%、14.0%、38.6%和56.1%,Olsen-P相应提高99.1%、48.4%、206.4%和375.6%,磷活化系数分别是开始时的1.7倍、1.3倍、2.2倍和3.1倍。随试验年限延长,CK处理耕层土壤全磷基本不变;N和SNP耕层土壤全磷呈下降趋势,每年下降速率为1.9 mg·kg-1和2.6 mg·kg-1;NP、M和MNP处理呈增加趋势,每年增加速率分别为1.2 mg·kg-1、1.9 mg·kg-1和2.8 mg·kg-1。CK和N处理Olsen-P呈下降趋势,年下降速率分别为0.03 mg·kg-1和0.09 mg·kg-1;NP、SNP、M和MNP处理土壤Olsen-P呈增加趋势,年增量分别为0.29 mg·kg-1、0.24 mg·kg-1、0.46 mg·kg-1和0.89 mg·kg-1。作物产量与耕层土壤Olsen-P含量呈极显著正相关(小麦R2=0.116 9,n=132;玉米R2=0.332 4,n=54)。施磷处理(NP、SNP、M和MNP)玉米的磷肥回收率、利用率和农学效率大于小麦,而生理效率小麦大于玉米;各处理磷肥效率4个指标的大小顺序均为SNP > NP > MNP > M,玉米磷肥效率的4个指标都随试验年限延长而提高。M较MNP处理P投入减少了14.2%,小麦、玉米磷素效率降低14.3%~69.5%、0.8%~75.5%。总之,有机无机结合是黄土旱塬区培肥地力、提高作物产量和资源利用效率的施肥措施。
长期保护性耕作对丛枝菌根真菌多样性的影响
张贵云, 张丽萍, 魏明峰, 刘珍, 范巧兰, 吕贝贝, 姚众, 柴跃进
2018, 26(7): 1048-1055. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171119
摘要(692) HTML (0) PDF(556)
摘要:
为了明确我国北方干旱地区长期保护性耕作以及深松对丛枝菌根真菌(AMF)多样性的影响,笔者于2014年在山西省临汾市连续22年实施保护性耕作的长期定位试验基地,针对免耕覆盖(NTS)、深松免耕覆盖(SNTS)及传统耕作(TT)3种处理方式,进行了不同耕作条件下土壤AMF物种丰度、孢子密度、Shannon多样性指数以及AMF侵染率等因素的比较研究。结果显示,长期保护性耕作(NTS和SNTS)共分离鉴定出AMF 7属9种,其中根孢囊霉属(Rhizophagus)和斗管囊霉属(Funneliformis)各2种,球囊霉属(Glomus)、近明球囊霉属(Claroideoglomus)、无梗囊霉属(Acaulospora)、硬囊霉属(Sclerocystis)和隔球囊霉属(Septoglomus)各1种;而传统耕作(TT)共分离鉴定出AMF 6属8种,没有检测到无梗囊霉属。NTS、SNTS和TT处理在不同土层的AMF优势种基本一致,0~40 cm土层为摩西斗管囊霉(Fu.mosseae)和变形球囊霉(G.versiforme),40~80 cm土层为摩西斗管囊霉、变形球囊霉和聚丛根孢囊霉(Rh.aggregatum),80~120 cm土层为聚丛根孢囊霉,120 cm土层以下只有NTS和SNTS处理中存在聚丛根孢囊霉,说明保护性耕作措施促进了AMF向土壤深层发展。NTS和SNTS处理在同一土层的AMF物种丰度、孢子密度和Shannon多样性指数均高于TT处理,SNTS处理高于NTS处理。同一耕作措施不同土层的AMF物种丰度、孢子密度和Shannon多样性指数均随土层加深而逐渐降低;NTS和SNTS处理在小麦各生育期的丛枝侵染率和孢子密度均高于TT处理;各处理在小麦拔节期的AMF侵染率最高,分别为14.9%、16.1%和10.6%,而在收获期的土壤孢子密度最高,分别为111.7个·(100g)-1、125.0个·(100g)-1和90.3个·(100g)-1。研究认为,长期免耕覆盖、尤其深松免耕覆盖,提高了AMF多样性。该研究结果可为中国北方旱作农田生态系统中AMF自然潜力的充分发挥,以及保护性耕作技术的合理应用提供科学依据。
外源腐解微生物的物种组合对土壤微生物群落结构及代谢活性的影响
周璇, 李玉明, 丛聪, 王倩倩, 江恒, 岳龙凯, 尧水红
2018, 26(7): 1056-1066. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171216
摘要(848) HTML (12) PDF(508)
摘要:
本文采用饲料类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli,P)、深红紫链霉菌(Streptomyces violaceorubidus,S)和黄绿木霉(Trichoderma aureoviride,T),组合构建了3种单菌剂(P、S和T)、3种两菌种复合菌剂(PT、PS和ST)及1种3菌种复合菌剂(PST),并将之添加到红壤中,监测各菌剂添加后土壤总磷脂脂肪酸(PLFAs)量、特征微生物PLFAs百分含量、土壤呼吸速率及总代谢熵的变化,旨在探明外源腐解微生物的物种组合对土壤微生物群落结构和代谢活性的影响,进而为优化有机物分解菌剂种群配置提供参考。结果显示,添加单菌剂的P、S和T处理及添加两菌种复合菌剂的PT和PS处理,土壤微生物生物量显著增加,增幅17.2%~121.6%(P < 0.05)。添加外源腐解微生物后,各处理的土壤微生物群落的细菌百分含量基本稳定在79.6%~83.1%,真菌百分含量显著增加8.8%~50.6%;而放线菌百分含量除P和ST处理外,其他处理显著降低9.4%~69.8%。PLFAs数据的主成分分析表明,各外源菌剂处理与CK处理间的群落结构变异由小到大依次为:接种单菌剂的P、S和T处理,接种两菌种复合菌剂的PT、PS和ST处理,接种3菌种复合菌剂的PST处理。添加单菌剂的P、T处理以及添加两菌种复合菌剂的ST处理,在短期内影响了土壤微生物的对数生长,使土壤呼吸速率的峰值分别提高48.7%、53.7%和78.7%;且外源腐解微生物组合的物种数量越多,土壤微生物进入潜伏期所需的时间越长。从外源腐解微生物对土壤肥力的长期影响来看,两菌种复合菌剂ST的添加使土壤微生物代谢活性提高28.9%,因此该处理的土壤碳矿化量增加11.1%;添加单菌剂的S处理使土壤微生物代谢活性显著降低32.4%,因此该处理的土壤碳矿化量仅降低7.3%;而添加两菌种复合菌剂的PS处理和3菌种复合菌剂的PST处理,在保持代谢活性不变的情况下,其土壤碳矿化量也降低5.8%~8.7%,其原因有待进一步研究。综上所述,外源腐解微生物的添加会改变土壤微生物的群落结构及其生长轨迹,且随外源腐解微生物组合的物种数量增多这一干扰程度越大,而土壤微生物代谢活性与外源腐解微生物组合的物种数量无显著相关性。
基于地貌因子的高标准农田建设潜力研究
李春梅, 邵景安, 郭跃, 曹飞, 谭少军
2018, 26(7): 1067-1079. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171122
摘要(676) HTML (4) PDF(957)
摘要:
建设高标准农田是科学、高效、可持续利用土地资源的重要方式,建设潜力研究是高标准农田建设的前期基础工作。本文立足重庆市垫江县4个地貌类型区(浅丘低丘区、低中丘区、坪状高丘区、低山及山麓深丘区),借助实地调研、图件和统计数据,从地块尺度构建高标准农田建设潜力评价指标体系,利用熵权法分别计算指标在各地貌类型区的权重,借助综合指数法测算各评价单元建设的潜力得分。结果表明:1)垫江县约80%的基本农田具备建设成高标准农田的潜力,其中:基本具备区占28.57%,稍加整治区占24.13%,全面整治区占26.92%。2)4种地貌类型区建设高标准农田的潜力大小排序为浅丘低丘区>低中丘区≈坪状高丘区>低山及山麓深丘区。3)不同地貌类型区高标准农田建设的限制因子差异较大:浅丘低丘区限制因子是土壤有机质含量、农田防护面积,低中丘区的限制因子是有效土层厚度、土壤有机质含量、灌排条件,坪状高丘区的限制因子是土壤有机质含量、排灌条件、距交通干线距离,低山及山麓深丘区的限制因子是有效土层厚度、土壤有机质含量、pH、排灌条件、农田机耕能力和田块到居民点距离。未来建设高标准农田时,要因地制宜,布设工程应紧密结合不同地貌类型区限制因子和当地农业产业发展方向,聚焦主导产业消除或降低限制因子的作用,进行差别化高标准农田建设。
半岛丘陵区城市周边永久基本农田划定研究——以山东省海阳市为例
张雅芹, 闫弘文, 赵贤锋, 孙世清
2018, 26(7): 1080-1088. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.171003
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摘要:
基本农田红线是土地利用总体规划“三线”划定的重中之重,城市周边永久基本农田的划定是基本农田红线划定工作中的难点。本研究以半岛丘陵区山东省海阳市为例,以“三线”协同划定的思想为切入点,采用生态优先、建设用地严格举证、优质耕地尽量划入永久基本农田和市场配置资源的思路,将生态安全网络构建、建设用地适宜性评价、耕地质量综合评价等多种方法有机结合,并对土地评价和立地分析(LESA)方法进行改进,通过Arcgis空间分析功能,综合划定海阳市城市周边永久基本农田。结果表明:1)生态安全网络中耕地面积为12.11 hm2,优先建设区与重点建设区中已举证的耕地面积为154.99 hm2,此部分耕地均不适宜划入永久基本农田。2)根据耕地综合质量分值将耕地划分为4个等级,其中,优先划入型和适宜划入型耕地,自然质量和立地条件均比较优越,可划定为永久基本农田,重点调控型和后备资源型耕地则不宜划入;其中优先划入型耕地面积为458.05 hm2,将其中427.82 hm2划入永久基本农田,适宜划入型耕地面积为771.83 hm2,将其中500.67 hm2划入永久基本农田。3)划定后城市周边永久基本农田面积1 305.22 hm2,新划入永久基本农田的耕地面积为928.49 hm2,占城市周边耕地总面积的60.26%,永久基本农田保护率提高了42.66%,永久基本农田中耕地的国家利用等平均值(9.04)高于全市耕地平均利用等别(9.56),且坡度均低于15°。4)城市周边生态安全用地、永久基本农田、建设用地空间布局更加优化,有利于城市的有序发展和土地的可持续利用。本研究采用基于改进的LESA评价方法,并综合考虑生态安全用地、永久基本农田和建设用地的空间布局,丰富了永久基本农田划定方法,达到了海阳市城市周边永久基本农田划定目标;同时研究结果具有较强的实用性,为海阳市永久基本农田的保护和土地利用总体规划“三线”划定工作提供了科学依据。