科研产出
荒漠草原过渡地带粮食作物种植现状与发展对策建议
《黑龙江农业科学 》 2023
摘要：为明确北方荒漠草原过渡地带县域内的农作物种植制度调整方向,本研究基于2012-2021年陕西省榆林市定边县各乡镇的农作物生产数据,分析了近十年该县所有农作物和粮食作物的种植面积变化,以及各乡镇粮食作物的种植面积、产量和单产状况.结果表明:定边县的农作物以粮食作物为主,其中玉米、荞麦和马铃薯是三大主要粮食作物.进一步对各乡镇三大主要粮食作物的种植状况分析,并结合定边县农业用水资源分布特征,建议增加北部滩区水资源比较丰富的白泥井镇、郝滩镇、堆子梁镇和石洞沟乡的玉米种植面积,压减南部山区玉米种植面积,改种荞麦等耐旱耐寒作物;重点压减荞麦单产水平较低的红柳沟镇、樊学镇和张崾先镇的荞麦种植面积;增加北部滩区堆子梁镇、盐场堡镇和石洞沟乡的马铃薯种植面积,优先在种植面积较大的白泥井镇、砖井镇、贺圈镇开展马铃薯和玉米、荞麦之间的轮作种植,同时减小贺圈镇和砖井镇的荞麦种植面积,为马铃薯轮作模式的开展提供更大的空间.
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间作和轮作通过根冠互作调控作物产量形成的生理生态机制
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：作物轮作和间作是提高农业资源利用效率和作物生产力的重要途径。平衡协调的根冠关系是作物正常生长发育和产量品质形成的保证。轮作能增加土壤养分和有机质含量、改善土壤结构,改变土壤微生物多样性及其生态功能,影响根系形态和功能,进而调控地上部冠层的生长发育和产量品质形成;间作一方面改变地下部微生态,并通过根系间的交流与互作,影响根系形态和功能,另一方面改变冠层小气候,影响作物株型和群体结构特征,调控地上部冠层光合生产、同化物分配和产量形成。间作和轮作通过改变根冠的生态生理打破了原有的根冠关系,并通过根冠互作实现根冠关系再平衡来调控产量和品质的形成。以两种作物宽幅间作、年际种植位置互换为特征的交替间作新模式兼具轮作和间作的作用,能更有效地调节和再平衡根冠关系,促进作物产量形成。本文提出了根冠关系再平衡的观点,并从这一角度论述了作物间作和轮作,特别是交替间作促进作物产量形成的效应和机理。
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多样化种植对土壤团聚体组成及其有机碳和全氮含量的影响
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】阐明东北黑土区禾本科与豆科作物多样化种植模式下土壤团聚体组成及其碳氮分布特征，为促进黑土地用养结合型种植制度优化提供理论依据与技术指导。【方法】田间试验于2016—2020年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站进行，设置玉米大豆间作（M/S）、玉米大豆轮作（M-S）、玉米花生间作（M/P）和玉米花生轮作（M-P）等多样化种植模式，以玉米连作（CM）常规种植模式为对照。2020年作物收获后采集0—20和20—40 cm土层土壤样品，分析多样化种植模式对土壤团聚体及其有机碳、全氮含量的影响。【结果】多样化种植有利于增加0—20和20—40 cm土层水稳性大团聚体（>0.25 mm）含量，降低黏粉粒（<0.053 mm）含量，4种多样化种植模式的土壤团聚体平均重量直径和平均几何直径均显著高于CM处理（P<0.05）。M/S和M-S处理0—20 cm土层>0.25 mm土壤团聚体比例分别比CM处理高17.6%和13.4%,M/S、M-S和M-P处理20—40 cm土层>0.25 mm土壤团聚体比例则分别比CM处理高10.4%、8.3%和10.5%。多样化种植增加了土壤大团聚体中有机碳和全氮含量，0—20 cm土层，M/S、M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体有机碳含量分别比CM处理高20.7%、24.3%、18.8%和17.8%;0—20 cm土层，M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体全氮含量分别比CM处理高13.0%、16.8%和14.8%。M-S和M/P处理0—20 cm土层>2 mm土壤团聚体有机碳和全氮对土壤总有机碳和全氮贡献率高于CM处理，而M/S和M-S处理<0.053 mm土壤团聚体有机碳和全氮对总有机碳和全氮的贡献率则低于CM处理。【结论】东北黑土区多样化种植提高了土壤大团聚体含量，降低了黏粉粒含量，增加了土壤团聚体稳定性及有机碳和全氮含量，有利于促进农田土壤碳氮固持。
关键词： 东北黑土区 轮作 间作 玉米 大豆 花生 土壤团聚体 土壤有机碳 土壤全氮
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不同轮作休耕下潮土细菌群落结构特征
《环境科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：本研究旨在明确不同轮作休耕方式对潮土细菌群落的影响,为推动黄河下游冲积平原农田生态修复和促进农业绿色发展提供参考依据.以2018年开始的长期轮作休耕定位试验农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,通过Tax4Fun细菌功能预测工具,分析4种轮作休耕方式（长期休耕、冬小麦-夏休耕、冬休耕-夏玉米和冬小麦-夏玉米周年轮作）定位条件下,土壤细菌群落结构与功能差异,并探究影响农田土壤细菌群落结构及功能变化的环境因子.结果表明,不同轮作休耕方式的土壤样本中共检测到细菌44门、 146纲、 338目、 530科、 965属和2073种;在0～20 cm和20～40 cm土层中,主要优势菌群同为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）,但各主要优势菌群的相对丰度在不同轮作休耕方式中存在差异.0～20 cm土层季节性休耕（冬小麦-夏休耕和冬休耕-夏玉米）较麦玉周年轮作或连续两年休耕的土壤细菌群落更丰富且多样性程度更复杂,20～40 cm土层则表现出冬小麦-夏休耕的土壤细菌群落更丰富、多样性程度更复杂.通过Tax4Fun功能预测发现,不同轮作休耕土壤细菌具有一级功能代谢通路（pathway level 1）6类,二级功能代谢通路（pathway level 2）40类（其中18类相对丰度大于1.0%）,三级功能代谢通路（pathway level 3）264类;季节性休耕可提高参与新陈代谢、环境信息处理和遗传信息处理等有益细菌代谢通路的相对丰度.根据RDA分析,0～20 cm土层的土壤细菌群落受土壤含水率、全磷、有效磷、速效钾、 pH和碳氮比影响显著（P<0.05）, 20～40 cm受土壤全磷和有效磷影响显著（P<0.05）.由此可见,不同休耕方式可以改变土壤细菌群落结构、多样性及代谢功能,季节性休耕可以促进农田土壤生态系统的健康与稳定.
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葱麦轮作模式下菌渣有机肥与氮肥配施对作物产量、品质的影响
《江西农业学报 》 2019
摘要：以'大梧桐'大葱及'济麦22'小麦为试验材料,在多年大葱/小麦轮作种植地进行田间试验,设置7个处理,即农民习惯施肥(FP)、优化施肥(OPT)、菌渣有机肥+不施氮肥(MN0)、菌渣有机肥+氮肥减施50%(MN140)、菌渣有机肥+OPT(MN280)、菌渣有机肥+氮肥增施50%(MN420)、菌渣有机肥+控释氮肥(MNc),研究了菌渣有机肥与化肥氮配施对大葱、小麦产量和品质以及土壤有机质含量的影响.结果表明:施用菌渣有机肥可显著提高大葱株高4.45%~7.74%,提高大葱维生素C含量14.19%~22.06%;除高氮处理MN420外,各处理可降低大葱硝酸盐含量17.48%~22.85%,显著增加大葱可溶性固形物含量22.76%~29.25%;在化肥施用量一致的基础上,增施菌渣有机肥可提高大葱平均产量1455.55 kg/hm2,提高小麦平均产量164 kg/hm2;大葱和小麦的氮肥偏生产力均以处理MN140最大;有机无机肥配施使大葱的氮肥农学效率平均提高了91.19%.综上,菌渣有机肥与280 kg/hm2化肥氮配施对大葱产量、品质的提升效果最好.
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轮作模式下设施菜地主要重金属元素空间分布特征
《山东农业科学 》 2016
摘要：选取代表性日光温室,以设施菜地中主要重金属元素(Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni)为研究对象,对两种种植模式(连作、轮作)条件下6种重金属元素在土体中的空间分布特征进行调查研究。结果表明:连作模式条件下,土壤中Cd、Pb、Cr、Cu含量具有表聚的趋势,0~20 cm耕作层为主要分布区,且土层越深含量越低,As、Ni含量在0~60 cm土层范围内则呈现先降后升的趋势。参照HJ 333—2006《温室蔬菜产地环境质量评价标准》发现,连作模式0~20 cm土层中Cd、As分别超出限量值220%、15.6%;而轮作模式可显著降低0~20 cm耕作层Cd、As含量降幅分别达37.5%、6.2%;与连作相比,轮作增加了6种重金属元素在20~40 cm土层中的含量。综上所述,在设施菜地遭受重金属污染后,采用轮作模式可以减少主要重金属元素在土壤耕作层的积聚,使其往下层土壤迁移,从而减轻了设施农产品对耕作层中重金属污染物的吸收。
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轮作模式下灌水量对设施连作土壤理化性状的影响
《山东农业科学 》 2015
摘要：选取连作9年的日光温室,采用田间区组设计,在上茬黄瓜拉秧后至下茬水稻种植前设置不同灌水次数:1次(T1)、3次(T2)、5次(T3)和不灌水(CK)处理,研究了在稻菜轮作模式下,水稻种植前不同灌水量对设施连作土壤理化性状的影响。结果表明,在灌水2个月后,与灌水1次、灌水3次相比,灌水5次可以明显降低土壤p H和电导率;灌水5次的全氮、有效磷和速效钾较CK分别降低了11.40%、6.59%和34.80%;灌水3次和5次两个处理的土壤有效铜和有效铁均比灌水前有所增加,而对土壤有效锌并无明显影响。
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山药连作对土壤微生物群落及土壤酶活性的影响
《水土保持研究 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以山药连作(0a,1a,2a)和轮作(山药—小麦)土壤为研究对象,探讨耕作模式对山药种植地耕层土壤(0—30cm)微生物数量和酶活性的影响。结果表明:土壤耕层的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量随山药连作年限的延长而逐渐降低,而山药—小麦轮作模式则有助于恢复地力。山药连作、轮作的土壤均以细菌所占比例最大,放线菌次之,真菌最少;与对照(0a)相比,细菌、放线菌数量均随着山药连作年限增加呈递减趋势;但放线菌的降幅明显大于细菌,表现出对连作年限更强的敏感性;真菌数量随连作年限呈先升后降的趋势。山药连作可以明显降低土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性,轮作模式则可以激发该三种酶的活性,其中轮作较连作2a的处理可以明显提高脲酶和蔗糖酶活性,差异分别达显著水平(p<0.05)和极显著水平(p<0.01)。说明山药连作会破坏土壤耕层微生物种群结构,并抑制土壤酶活性,轮作可以在一定程度上改善土壤微生物群落结构及酶活性质量。
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河北粮田和菜地土壤大、中、微量元素肥力研究
《土壤学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：采用小麦—玉米轮作、大白菜—辣椒轮作的4年肥料定位试验和土壤养分系统研究法相结合的方法,探讨了河北粮田和菜地土壤供氮、磷、钾、硫、锌、硼的能力,土壤氮、磷、钾的收支平衡及土壤养分的消长,以确定氮、磷、钾的合理用量。结果表明:小麦—玉米轮作中:全肥处理(NPKZnS)小麦的年均产量7278～7475kghm-2,-N、-P、-K、-S的相对产量分别是全肥的50%～52%、84%～87%、91%～95%、92%～93%;全肥处理玉米年均产量8396～9041kghm-2,-N、-P、-K、-Zn的相对产量分别为全肥的55%～59%、83%～86%、79%～91%、89%～94%,差异均达到显著或极显著水平。土壤养分限制因子排序为N>P>K>Zn>S,施用1/2N、1/2P、1/2K基本可维持土壤氮、磷、钾表观收支平衡。小麦—玉米轮作中推荐N、P2O5、K2O的用量为450～500、135～150、90～135kghm-2。磷肥、硫肥施在小麦茬口、钾肥和锌肥施在玉米茬口。大白菜—辣椒轮作中:全肥处理(NPKZnB)白菜的年均产量为113.9thm-2,-N、-P、-K的相对产量分别为全肥的57%、64%、87%;辣椒的年均产量为23.7thm-2,-N、-P、-K、-Zn、-B的相对产量分别为全肥的46%、46%、68%、88%、85%,差异均达到显著或极显著水平。土壤养分限制因子的排序依次为N>P>K>Zn>B。大白菜—辣椒轮作中,大白菜茬口N、P2O5、K2O推荐用量200、90、150kghm-2,辣椒茬口分别为300、170～180、400kghm-2,Zn和B在辣椒上有显著增产效应。
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