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室内室外相结合教学模式在土壤学实验课程中的应用研究

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智慧农业导刊 2024年第9期4卷 159-162页

作者：李莎刘智蕾龚振平马献发东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 东北农业大学农学院哈尔滨150030

为培养更多专业技术人才的需求,结合东北农业大学资源与环境学院现有条件和实际情况出发,利用室内与室外相结合的教学模式在土壤学实验课中进行认真的探索与实践。探索与实践过程中发现室内与室外相结合的教学模式可扎实巩固学生对每个... 详细信息

为培养更多专业技术人才的需求,结合东北农业大学资源与环境学院现有条件和实际情况出发,利用室内与室外相结合的教学模式在土壤学实验课中进行认真的探索与实践。探索与实践过程中发现室内与室外相结合的教学模式可扎实巩固学生对每个实验内容与方法的理解与认知,提高学生理论与实践结合并进行计算的推理能力,提高学生自主创造能力进而增加对实验课程的学习兴趣和教学质量。

关键词：土壤学实验实验安排思维拓展实践能力兴趣培养

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基于无人机多光谱影像的寒地水稻品质估测

植物营养与肥料学报 2024年第1期30卷 12-26页

作者：彭显龙武文宇董强李鹏飞朱美瑞刘东晖刘智蕾于彩莲东北农业大学资源与环境学院黑龙江哈尔滨150030 东北农业大学寒地粮食作物种质创新与生理生态教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨理工大学化工与环境工程学院黑龙江哈尔滨150040

【目的】在稻谷收获前准确估测稻米品质,为改善水稻养分管理、实现优质优价提供参考。【方法】试验在黑龙江省佳木斯市大兴农场和青龙山农场进行,两个地点土壤肥力具有较大差异。每个农场选择一块稻田,以20 m×20 m间隔采集土壤样品分... 详细信息

【目的】在稻谷收获前准确估测稻米品质,为改善水稻养分管理、实现优质优价提供参考。【方法】试验在黑龙江省佳木斯市大兴农场和青龙山农场进行,两个地点土壤肥力具有较大差异。每个农场选择一块稻田,以20 m×20 m间隔采集土壤样品分析碱解氮含量,通过变量施氮形成产量水平、长势差异明显的水稻群体。利用大疆精灵4四旋翼多光谱无人机获取水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期冠层多光谱数据。成熟期采集长势具有明显差异的水稻样品和对应的土壤样品,测定土壤有机质和速效氮、磷、钾含量,水稻籽粒蛋白质和直链淀粉含量,产量和食味值,随机选择其中67%的数据通过逐步多元线性回归构建不同生育时期的品质估算模型,其余33%的数据用于模型的验证。【结果】大兴农场水稻成熟期土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量的变异系数分别为11.65%、14.44%、37.66%和11.60%,青龙山农场分别为14.45%、14.32%、36.37%和28.51%。成熟期两个地点水稻产量和食味值的变异系数均大于10%,青龙山农场水稻蛋白质含量变异系数也超过10%,而两地稻米直链淀粉含量的变异系数仅为1.11%~1.83%,因此,水稻直链淀粉含量不适合用于后续的品质估测分析。分蘖期至抽穗期,大兴农场和青龙山农场水稻蛋白质多元回归模型的R~2和RMSE分别为0.262~0.794和0.259~0.686,食味值多元回归模型的R~2和RMSE分别为0.240~0.755和4.211~7.588,估测效果不理想。成熟期,大兴农场和青龙山农场水稻蛋白质多元回归模型的R~2和RMSE分别为0.791~0.874和0.166~0.365,食味值多元回归模型的R~2和RMSE分别为0.786~0.852和2.836~4.039。成熟期基于植被指数的蛋白质和食味值估测精确度优于抽穗期。在抽穗期,将土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等指标与植被指数一起建立与蛋白质和食味值的多元回归模型,大兴农场水稻蛋白质模型的R~2由0.585提高到0.720,RMSE由0.301降低至0.247;两农场食味值模型的R~2由0.565~0.755提高到0.706~0.787,RMSE由4.318~4.854降低至3.993~4.029,基本可以满足对稻米品质估测的精度,而在成熟期加入上述土壤指标提升精度不明显。【结论】水稻成熟期利用多光谱无人机对稻米品质进行原位估测的精度较高,如果将估测时期提前到抽穗期,除植被指数外,还需配合土壤有机质和速效养分含量数据来提高多光谱无人机预测稻米品质的精度。

关键词：水稻多光谱影像植被指数食味值蛋白质直链淀粉

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丛枝菌根共生体中碳、氮代谢及其相互关系

应用生态学报 2014年第3期25卷 903-910页

作者：李元敬刘智蕾何兴元田春杰中国科学院东北地理与农业生态研究所区域农业中心长春130102 中国科学院大学北京100049 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地与环境中心长春130102

丛枝菌根共生体(arbuscular mycorrhiza,AM)是丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与宿主植物之间形成的互惠共生形式.共生体中的碳、氮交换和代谢影响着宿主植物和共生真菌之间的营养平衡和资源重新分配,在物质和能量循环... 详细信息

丛枝菌根共生体(arbuscular mycorrhiza,AM)是丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与宿主植物之间形成的互惠共生形式.共生体中的碳、氮交换和代谢影响着宿主植物和共生真菌之间的营养平衡和资源重新分配,在物质和能量循环中发挥着重要作用.宿主植物光合固定的碳输送到真菌内,并且分解和释放真菌所需的生命物质和能量,包括促进孢子萌发、菌丝生长和提高氮等营养元素的吸收;而菌根真菌利用宿主植物提供的碳骨架和能量,发生氮的转化和运输,最终传递给宿主植物供其利用.本文综述了丛枝菌根共生体中碳、氮传输和代谢的主要模式,碳、氮的交互影响和调控机制,以促进丛枝菌根在可持续农业和生态系统中的应用.

关键词：丛枝菌根碳氮模型

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阶段培养法测定稻田氮素矿化量的效果评价

土壤学报 2017年第3期54卷 775-784页

作者：宋挚于彩莲刘智蕾刘洋刘小慧彭显龙东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 哈尔滨理工大学化学与环境工程学院哈尔滨150040 黑龙江粮食产能协同创新中心哈尔滨150030

传统原位培养法测定的氮素矿化量与无氮区水稻吸氮相关性不高。为此对传统培养方法进行改进,以期为准确测定土壤供氮提供方法。传统培养方法是在插秧前取土,按水土比约1:1装入自封袋中于田间原位连续培养,每隔约30 d取样测定土壤无机氮... 详细信息

传统原位培养法测定的氮素矿化量与无氮区水稻吸氮相关性不高。为此对传统培养方法进行改进,以期为准确测定土壤供氮提供方法。传统培养方法是在插秧前取土,按水土比约1:1装入自封袋中于田间原位连续培养,每隔约30 d取样测定土壤无机氮含量。改进培养方法则采取阶段培养的方法,在插秧前取土,同上法装入自封袋,再将自封袋放入装满水的离心管中于田间培养,在下次取土样(约30 d后)的同时取出上次培养的土袋,并测定土壤无机氮含量。2013—2015年的试验结果表明,随着培养时间的延长,传统培养方法测定的矿化氮先增加后降低,与最高值相比,矿化氮下降了6.7%~28.6%;而改进的阶段原位培养法测定矿化氮未出现下降情况,因此传统方法测定的矿化氮较改进方法降低了30.0%~67.7%(p<0.05)。培养时间对矿化氮量影响显著,土样在田间连续培养约40 d就有抑制氮素矿化的风险,因此,每次培养时间不宜过长。改进培养方法测定的矿化氮量与田间无氮区水稻吸氮量之间具有正相关关系,决定系数R^2为0.621(p<0.01)。在测定稻田土壤矿化氮时,应采用阶段培养法,每次培养时间不宜超过40 d。该方法测定矿化氮量可以作为评价土壤供氮能力的指标。

关键词：土壤供氮原位培养法稻田矿化氮吸氮量

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肥水优化管理对寒地水稻抗倒伏性能的影响

核农学报 2012年第2期26卷 352-357页

作者：王丹刘元英彭显龙刘智蕾宋文博东北农业大学资源与环境学院黑龙江哈尔滨150030

采用小区试验方法,在25和30穴/m2的种植密度下,研究肥水管理对寒地水稻抗倒伏能力的影响。结果显示,相同种植密度下,与农民习惯肥水管理相比(FFP-25,FFP-30),肥水优化管理(OPT-25,OPT-30)使水稻产量增加8.5%～9.8%(P<0.05),抽穗后40d,... 详细信息

采用小区试验方法,在25和30穴/m2的种植密度下,研究肥水管理对寒地水稻抗倒伏能力的影响。结果显示,相同种植密度下,与农民习惯肥水管理相比(FFP-25,FFP-30),肥水优化管理(OPT-25,OPT-30)使水稻产量增加8.5%～9.8%(P<0.05),抽穗后40d,茎粗增加了9.4%～17.5%(P<0.05),茎壁厚度增加了12.7%～21.2%(P<0.05);单位节间干重和糖氮比增加,大小维管束截面呈近圆形,明显提高了大小维管束数量、面积和机械组织厚度,茎秆抗折力增加了30.8%～31.9%(P<0.05),倒伏指数降低15.4%～21.1%(P<0.05)。相同肥水管理下,增加种植密度对水稻倒伏和产量没有显著影响,增加密度的同时优化肥水管理(OPT-30),产量比FFP-25增加了15.5%(P<0.01),倒伏指数降低了16.8%(P<0.05)。肥水优化管理改善了水稻基部第二节间的显微结构,促进了节间充实,增加了水稻抗倒伏性能。

关键词：寒地水稻肥水优化密度倒伏显微结构

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肥水优化管理对寒地水稻群体质量的影响

东北农业大学学报 2012年第11期43卷 11-15页

作者：彭显龙刘智蕾刘元英王丹东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

采用田间小区试验方法,在25和30穴.m-2的密度条件下,比较农民习惯肥水管理(FFP)和肥水优化管理(OPT)的群体质量指标。结果表明,FFP-25产量为8.95 ***-2,FFP-30通过增加密度使抽穗期粒重/叶面积提高11.4%(P<0.01),但是分蘖成穗率降低,因... 详细信息

采用田间小区试验方法,在25和30穴.m-2的密度条件下,比较农民习惯肥水管理(FFP)和肥水优化管理(OPT)的群体质量指标。结果表明,FFP-25产量为8.95 ***-2,FFP-30通过增加密度使抽穗期粒重/叶面积提高11.4%(P<0.01),但是分蘖成穗率降低,因此增产不显著;与FFP-25相比,OPT-25通过肥水优化管理使分蘖成穗率提高4.8%,抽穗期粒重/叶面积提高14.8%(P<0.01),产量提高8.5%(P<0.05);OPT-30在优化施肥的基础上增加密度,与FFP-25相比,抽穗期叶面积指数提高10.8%,粒重/叶面积提高15.7%(P<0.01),产量提高15.5%(P<0.01)。试验结果表明,增加密度产量增加不显著,增加密度的同时降低总氮量,增加穗肥中氮素的比例,并采用以水带氮的追肥方式,能够改善水稻群体质量,提高了抽穗期粒叶比,显著提高水稻产量。

关键词：寒地水稻肥水优化群体质量产量

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氮肥优化管理对稻花香抗倒伏能力的影响

东北农业大学学报 2017年第8期48卷 45-50,87页

作者：彭显龙梁辰于彩莲张晓辉刘智蕾东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 黑龙江粮食产能协同创新中心哈尔滨150030 哈尔滨理工大学化工与环境工程学院哈尔滨150040

优质水稻品种稻花香2号易倒伏,通过改善栽培措施提高其抗倒伏能力具有重要意义。设置习惯施肥、氮肥综合管理和控释掺混肥等处理,研究氮肥管理模式对稻花香2号抗倒伏能力影响。结果表明,与习惯施肥相比,氮肥综合管理处理增加茎秆含钾量... 详细信息

优质水稻品种稻花香2号易倒伏,通过改善栽培措施提高其抗倒伏能力具有重要意义。设置习惯施肥、氮肥综合管理和控释掺混肥等处理,研究氮肥管理模式对稻花香2号抗倒伏能力影响。结果表明,与习惯施肥相比,氮肥综合管理处理增加茎秆含钾量,显著提高水稻茎秆抗折力,水稻田间倒伏较少或未倒伏,而习惯施肥处理倒伏比例为4.5%~8.7%(P<0.05);氮肥综合管理和控释掺混肥处理比习惯施肥水稻产量提高7.0%和9.2%(P<0.05);施用控释掺混肥处理水稻基部节间长度、基部第二节间充实度和茎秆抗折力等与氮肥综合管理处理无显著差异,但田间倒伏比例显著高于氮肥综合管理和习惯施肥,原因是施用控释肥掺混肥处理在整地时控释肥漂浮导致肥料分布不匀。氮肥综合管理可提高稻花香抗倒伏能力,提高水稻产量及稳产性。

关键词：水稻倒伏产量氮控释肥

相同气候背景下南北方稻田土壤上水稻生长及氮响应差异研究

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中国农业科学 2021年第19期54卷 4143-4154页

作者：黄秋红刘智蕾李鹏飞车俊杰于彩莲彭显龙东北农业大学资源与环境学院哈尔滨理工大学化学与环境工程学院

【目的】土壤是影响作物产量和氮肥吸收利用的因素之一,深入研究南北方稻田土壤对水稻生长及氮效率的影响,以期为调控区域水稻高产优质提供参考。【方法】2018—2019年,以黑龙江省黑土型水稻土,江苏省乌栅土型水稻土为试验材料,在黑龙... 详细信息

【目的】土壤是影响作物产量和氮肥吸收利用的因素之一,深入研究南北方稻田土壤对水稻生长及氮效率的影响,以期为调控区域水稻高产优质提供参考。【方法】2018—2019年,以黑龙江省黑土型水稻土,江苏省乌栅土型水稻土为试验材料,在黑龙江省哈尔滨市进行水稻盆栽试验。每种土壤设置3个施氮水平,即N0:不施氮肥;N1:0.87 g N/pot(相当于150 kg N·hm-2);N2:1.74 g N/pot(相当于300 kg N·hm-2)。测定水稻分蘖、SPAD值、分蘖成穗率、土壤矿化氮量、水稻产量和氮效率。【结果】黑土型水稻土的早期分蘖对施氮有响应,分蘖数随施氮量增加而增加,而乌栅土型水稻土的分蘖在拔节期后才对施氮有响应。土壤对水稻分蘖的影响存在年际间差异,2018年土壤类型对分蘖数有显著影响,不施氮时乌栅土型水稻土的分蘖数比黑土型水稻土高4.41%—43.04%,而施氮后乌栅土型水稻土比黑土型水稻土的分蘖数低8.25%—12.98%;2019年黑土型水稻土的分蘖数多数高于乌栅土型水稻土4.41%—46.53%。两种水稻土的分蘖成穗率与叶片SPAD值在2018年有显著差异,乌栅土型水稻土的叶片SPAD值比黑土型水稻土高19.28%—21.19%,乌栅土型水稻土的分蘖成穗率比黑土型水稻土高23.89%—40.53%,2019年土壤类型对水稻分蘖成穗率与叶片SPAD值均无显著影响。28 d淹水培养试验表明,两种土壤的无机氮总量基本相同,乌栅土型水稻土的初始矿化速率比黑土型水稻土高,但后期矿化速率比黑土型水稻土低,黑土型水稻土的矿化势更高,有更大的矿化潜力。黑土型水稻土的AEN(氮肥农学效率)比乌栅土型水稻土高,而乌栅土型水稻土的PFPN(氮肥偏生产力)比黑土型水稻土高,乌栅土型水稻土的Y0/Nr(Y0为无肥区产量,Nr为施氮量)更高,供氮与施氮更加协调。2018年黑土型水稻土的REN(氮肥吸收利用率)和PEN(氮肥生理利用率)均显著高于乌栅土型水稻土,2019年土壤类型对REN和PEN无显著影响。【结论】土壤差异不是南北方稻田氮效率差异的决定性因素,氮效率差异是土壤、气候和品种等因素共同作用的结果。相对于黑土型水稻土而言,前期养分供应能力强的乌栅土型水稻土应减施基、蘖肥,适当增施穗肥,以保证后期供氮促进水稻高产。

关键词：土壤类型水稻氮响应氮效率分蘖氮矿化

基于农户施肥和土壤肥力的黑龙江水稻减肥潜力分析

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中国农业科学 2019年第12期52卷 2092-2100页

作者：彭显龙王伟周娜刘海洋李鹏飞刘智蕾于彩莲东北农业大学资源与环境学院哈尔滨理工大学化学与环境工程学院

【目的】黑龙江稻田面积320多万公顷,为全国稻田面积最大的省份,10多年来水稻产量一直徘徊在7 000 kg·hm,也是我国稻田化肥用量(纯N约150 kg·hm)最低的省份。在化肥零增长的背景条件下,黑龙江是否存在节肥潜力有待研究。【方法】调查... 详细信息

【目的】黑龙江稻田面积320多万公顷,为全国稻田面积最大的省份,10多年来水稻产量一直徘徊在7 000 kg·hm,也是我国稻田化肥用量(纯N约150 kg·hm)最低的省份。在化肥零增长的背景条件下,黑龙江是否存在节肥潜力有待研究。【方法】调查水稻主产区农户施肥情况。2005年调查区域为五常、方正、木兰、宁安、庆安、铁力、尚志、阿城;2008年调查区域为密山、虎林、庆安、五常、宁安、方正、萝北、桦川、富锦和尚志;2015年调查区域为五常、方正、宁安、虎林和庆安。每个地点随机选择一个乡,每个乡随机选择2或者3个村,每村调查10户,共638户。2009—2010年,采集了黑龙江水稻主产区8万多个土壤样品,测定0—20 cm土层速效磷、速效钾养分含量。采用理论适宜施氮量法估算黑龙江稻田氮肥用量;依据作物养分需求量和稻田土壤养分状况,采用磷钾衡量监控方法,估算稻田磷、钾肥适宜施用量,在此基础上分析黑龙江省水稻减肥潜力。【结果】2005、2008和2015年黑龙江水稻平均产量分别为6 427、7 593和7 142 kg·hm,3年平均产量为7 104kg·hm。农户间产量差异较大,高低相差近5 000 kg·hm。稻田N、PO和KO用量平均分别为141.0、56.6和51.6kg·hm,N、PO和KO用量高低相差均超过300 kg·hm,农户间施肥变异较大,盲目施肥问题突出。稻田土壤速效磷和速效钾的含量分别约为26和138 mg·kg。速效磷的变异超过了40%,不同区域间土壤肥力差异较大。70%以上的样品速效磷、速效钾含量处于较高水平。要达到7 500 kg·hm的产量水平,对应的理论适宜N用量为105 kg·hm,只有20%的农户实现了高产氮素高效,有70%的农户具有节肥潜力,可以节氮超过26%。通过节肥,每千克氮素生产的粮食可由50 kg提高到70 kg。按照目前的产量和土壤养分状况,稻田PO和KO适宜用量分别为41.6和35.9kg·hm,可以减量约30%。调研农户中,具有节磷和节钾潜力的农户分别约占总体的71%和72%,处于低产低效的农户均占总体的30%,节肥潜力最大。【结论】黑龙江作为全国施肥量最低的省份,有约70%的农户处于高产不高效或者低产低效水平,过量施肥问题突出,节肥潜力20%以上。

关键词：寒地稻田施肥量节肥潜力产量黑龙江