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麦季不同施磷量对麦玉和麦豆轮作体系作物产量及磷效率的影响

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水土保持学报 2024年

作者：寇心悦桑丽智沈玉芳西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室西北农林科技大学资源环境学院中国科学院大学水土保持与生态环境科技研究中心

[目的]为研究麦季不同施磷量对陕西关中地区不同轮作体系作物产量和磷肥效率的影响,明确实现不同轮作体系作物高产高效的适宜麦季磷肥施用量。[方法]以麦玉和麦豆2个轮作体系为研究对象,设置5个施磷(P2O5)水平:0,75,150,225,300 kg/hm2... 详细信息

[目的]为研究麦季不同施磷量对陕西关中地区不同轮作体系作物产量和磷肥效率的影响,明确实现不同轮作体系作物高产高效的适宜麦季磷肥施用量。[方法]以麦玉和麦豆2个轮作体系为研究对象,设置5个施磷(P2O5)水平:0,75,150,225,300 kg/hm2,分析2021—2022年和2022—2023年轮作周年作物产量、磷肥利用效率、土壤有效磷含量及其与施磷量之间的关系。[结果]与不施磷处理(0 kg/hm2)相比,试验2年仅麦季施磷处理显著增加麦玉和麦豆轮作体系小麦、玉米、大豆和周年产量(P作物丰产、肥料高效利用和基于零盈余的管理政策考虑,进行合理的磷肥施用,以在满足作物—土壤磷养分的协调供应、保证作物高产的同时,提高磷效率。

关键词：施磷量麦玉轮作麦豆轮作产量磷肥效率

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施磷和间作对麦田土壤真菌群落结构的影响

菌物学报 2024年第4期43卷 27-39页

作者：王爱萍池田冯月温强田海燕刘鑫董琦山西农业大学农学院、黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心山西太谷030801

本研究解析麦田土壤真菌群落组成以及对磷肥水平和种植模式的响应。设置90kg/hm^(2)(P1)、135 kg/hm^(2)(P2)和180 kg/hm^(2)(P3)3个施磷(P)量,以及单作(WS)和间作(WI)两种种植方式,应用Illumina高通量测序研究不同磷肥水平和间作对冬... 详细信息

本研究解析麦田土壤真菌群落组成以及对磷肥水平和种植模式的响应。设置90kg/hm^(2)(P1)、135 kg/hm^(2)(P2)和180 kg/hm^(2)(P3)3个施磷(P)量,以及单作(WS)和间作(WI)两种种植方式,应用Illumina高通量测序研究不同磷肥水平和间作对冬小麦土壤氮磷含量和真菌群落结构及其多样性的影响。结果表明:不同施磷水平对间作和单作两种种植模式麦田土壤磷含量影响显著,间作有利于提高低磷水平土壤有效磷含量。高通量测序共获得1157759条有效序列和847个OTUs。所有处理OTUs隶属于8门、26纲、54目、82科、108属。6个处理共有OTUs196个;间作和单作模式特有OTUs分别为147和102个;P1、P2和P3水平特有OTUs各自为113、70和66个。施磷和间作对小麦根系土壤真菌α多样性的影响不大。PCoA分析结果表明,施磷水平和间作及其二者的互作对真菌群落结构存在一定程度上的影响。冗余分析结果显示,土壤有效磷含量对真菌群落结构的影响较大,子囊菌门、担子菌门、被孢霉门和球囊菌门与有效磷均呈正相关关系,而壶菌门则呈负相关。

关键词：冬小麦真菌群落结构 Illumina高通量测序磷肥水平间作

我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌丰缺状况评价及影响因素

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土壤学报 2024年第1期61卷 129-139页

作者：褚宏欣党海燕王涛孙蕊卿侯赛宾黄倩楠李小涵王朝辉黄婷苗西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学/旱区作物逆境生物学国家重点实验室陕西杨凌712100 山西农业大学农学院/黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心山西太谷030801 伊犁州农业科学研究所新疆伊宁835000

明确我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌含量分布和影响因素,对了解麦田土壤微量元素供应能力、指导小麦丰产与优质生产至关重要。于2016-2021年连续6年,在我国17个小麦主产省/市采集1314份耕层土壤样品,参考中国土壤有效微量元素分级标准,... 详细信息

明确我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌含量分布和影响因素,对了解麦田土壤微量元素供应能力、指导小麦丰产与优质生产至关重要。于2016-2021年连续6年,在我国17个小麦主产省/市采集1314份耕层土壤样品,参考中国土壤有效微量元素分级标准,评价了我国麦田土壤有效铁锰铜锌丰缺状况,并采用随机森林方法定量分析了主要土壤化学性质对铁锰铜锌有效性的贡献。结果表明,我国主要麦区土壤有效铁含量介于1.8~612 mg·kg^(-1),平均为49.1 mg·kg^(-1),8.9%的样本未达到缺铁临界值4.5 mg·kg^(-1),且主要集中在北方、西北麦区的山西、陕西、甘肃等地,西南和长江中下游麦区有效铁较高。土壤有效锰介于0.1~176 mg·kg^(-1),平均为22.1 mg·kg^(-1),低于缺锰临界值5 mg·kg^(-1)的样本占6.9%,缺锰土壤分布在西北、北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等地,西南、长江中下游麦区土壤有效锰含量较高。土壤有效铜介于0.1~10.8 mg·kg^(-1),平均为1.9 mg·kg^(-1),仅1.8%样本未达到缺铜临界值0.5 mg·kg^(-1)。土壤有效锌介于0.1~26.0 mg·kg^(-1),平均为1.4 mg·kg^(-1),14.3%的样本低于缺锌临界值0.5 mg·kg^(-1),主要分布在西北和北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等省份,云南、贵州等西南麦区的有效锌较高。土壤基本化学性质中,pH对有效铁、有效锰含量影响最大,有效铁是铜有效性的重要因素,影响有效锌的主要因素是有效磷和有效铜。我国麦田土壤有效铁锰铜锌含量存在较大的区域变异,铁、锰、锌不足主要发生在北方石灰性土壤,南方麦田供应充足,几乎所有麦田土壤有效铜可满足作物铜需求。

关键词：麦田有效铁有效锰有效铜有效锌影响因素

基于Goole Earth Engine和Sentinel-2数据的耕地分类研究

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2024年 1-11页

作者：宋朝阳史尚渝王飞赵玉龙刘元昊中国科学院水利部水土保持研究所西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室

【目的】采用遥感影像对不同种类农作物耕地进行高效精准的分类,以期获取最优的农作物种植信息提取方案,为农业生产提质增效提供决策支持。【方法】以陕西省宝鸡市扶风县为研究区,利用Google Earth Engine(GEE)平台,基于2020年10月至202... 详细信息

【目的】采用遥感影像对不同种类农作物耕地进行高效精准的分类,以期获取最优的农作物种植信息提取方案,为农业生产提质增效提供决策支持。【方法】以陕西省宝鸡市扶风县为研究区,利用Google Earth Engine(GEE)平台,基于2020年10月至2021年12月的Sentinel-2影像和目视解译与野外定位相结合选取的样本点,使用随机森林(random forest,RF)算法,结合归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI)、物候参数特征、遥感影像红边波段,且将根据NDVI计算出的物候参数的波段记为N,根据EVI计算出的物候参数的波段记为E,引入红边波段记为1,未引入红边波段记为2,在此基础上构建了8种不同的分类模型(NDVI-N1、EVI-E1、N1、E1、NDVI-N2、EVI-E2、N2、E2),并与4种样本分割比例(训练样本数与检验样本数的比例分别为5∶5,6∶4,7∶3和8∶2)组合,共计32种分类方案,利用这些方案对扶风县的不同种类农作物耕地进行分类,并计算了不同分类方案的总体精度和Kappa系数。【结果】(1)经S-G滤波法处理后,6种地物类型的NDVI和EVI时序曲线噪声减小且更为平滑,且NDVI和EVI曲线差异明显。(2)在32种分类方案中,只有样本分割比例为7∶3时的EVI-E1模型、EVI-E2模型和样本分割比例为6∶4时E2模型的总体精度高于90%,说明在扶风地区用EVI分类效果更好一些。(3)在样本分割比例为7:3的情况下,EVI-E1模型的总体精度和Kappa系数均最高,分别为91.66%和89.41%,为最优分类方案。但是在该方案中引入红边波段后,其总体精度下降了1.18%,Kappa系数下降了1.53%,可知运用该分类方案时应剔除红边波段。(4)运用最优分类方案对小麦地、玉米地、土豆地的提取结果与实际调查情况大致相同。【结论】基于GEE平台和Sentinel-2数据实现了对县域级农作物种植面积的精确分类,可为扶风县农业生产提供决策支持。

关键词：农作物分类 Sentinel-2 随机森林算法 Google Earth Engine 扶风县

外源有机物料性质对黑土农田土壤微生物碳组分的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 980-995页

作者：王子郡黄菁华麦建军胡斐南赵世伟中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

【目的】探索在不同性质和用量的有机物料输入后黑土农田微生物碳组分的变化规律及其对土壤有机碳的贡献,明确东北黑土农田固碳的微生物过程,为黑土培肥和可持续发展提供理论支持。【方法】采用室内培养方法,供试黑土采自黑龙江省克山... 详细信息

【目的】探索在不同性质和用量的有机物料输入后黑土农田微生物碳组分的变化规律及其对土壤有机碳的贡献,明确东北黑土农田固碳的微生物过程,为黑土培肥和可持续发展提供理论支持。【方法】采用室内培养方法,供试黑土采自黑龙江省克山试验站的典型黑土农田,供试有机物料包括玉米秸秆(S)、生物炭(B)、水溶性有机肥(D),各有机物料均设3个施用量水平(低量、中量和高量),并以施化肥(F)和不施肥(CK)为对照,共计11个处理。在培养开始后的第5、15、30、60、105天分别采样,测定土壤有机碳(SOC)含量、微生物生物量碳(MBC)含量、细菌生物量(Ba)、真菌生物量(Fu)和微生物残体碳(MRC)含量。细菌与真菌生物量以其特征磷脂脂肪酸含量表征,微生物残体碳由不同土壤氨基糖含量表征的细菌与真菌残体量转换计算。【结果】与CK和F处理相比,3类有机物料输入均增加了土壤SOC、MBC和MRC含量,提升了MRC对SOC的贡献(MRC/SOC)。土壤MBC和MRC含量随秸秆和生物炭施用量的增加而提升,随水溶性有机肥施用量的增加而下降。在105天培养期内,所有处理MBC、MRC峰值均出现在培养第30、60天,3个有机物料分别以S3、B3和D1的提升效果最大。与CK相比,培养105天时S3、B3和D1处理的MBC分别提高了39.1%、8.2%和28.9%,真菌残体碳(FRC)含量分别提高了47.9%、43.5%和58.1%,S3和D1处理的细菌残体碳(BRC)含量分别提高了18.5%和16.5%。9个有机物料C/N和全氮(TN)含量与微生物碳组分的回归分析发现,有机物料C/N低于29.89、28.57时,分别与培养105天的MBC和BRC呈正相关关系,高于该阈值时呈负相关关系(P<0.05);有机物料TN含量低于0.18、0.11 g/kg时,分别与MBC和FRC呈正相关关系(P<0.05),超过该阈值时呈负相关关系(P<0.05),而BRC始终与有机物料TN含量呈正相关关系(P<0.05)。在9个有机物料处理中,MBC占SOC的比例为3.8%~9.4%,MRC占SOC的比例则高达24.1%~35.3%。与CK和F处理相比,生物炭输入显著增加了SOC含量,但未显著提升MBC的占比;秸秆和水溶性有机肥输入显著提升了MBC和MRC占SOC的比例。【结论】含氮量较高、碳氮比值较低的秸秆增加了土壤微生物生物量碳和残体碳含量及其对有机碳的贡献,且高施用量时效果更显著;氮含量和碳氮比值低的生物炭增加了土壤有机碳含量,促进了真菌生物量和残体碳增加,但未提升微生物生物量碳对有机碳的贡献;含氮量高的水溶性有机肥低施用量时有利于提升微生物生物量碳和残体碳含量及其对土壤有机碳的贡献,但高施用量作用相反。因此,增加秸秆和生物炭投入量,控制水溶性有机肥投入量有利于微生物碳组分的积累,促进土壤有机碳的固定。

关键词：东北黑土有机物料含氮量有机物料碳氮比土壤有机碳微生物残体碳微生物生物量碳

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山西省典型小麦种植区土壤硒锌赋存形态

生态学杂志 2024年

作者：王灏滢杨立帆陈婷刘洋石馨晔栗丽李廷亮黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心山西农业大学资源环境学院

探究山西省小麦种植区土壤不同含量水平硒、锌形态赋存差异，可为当地小麦提质增效生产及功能农业发展提供理论依据。本研究在山西省小麦典型种植区选择高、中、低3个等级硒、锌水平样点，测定土壤硒、锌各形态含量、土壤有机质（SOM）... 详细信息

探究山西省小麦种植区土壤不同含量水平硒、锌形态赋存差异，可为当地小麦提质增效生产及功能农业发展提供理论依据。本研究在山西省小麦典型种植区选择高、中、低3个等级硒、锌水平样点，测定土壤硒、锌各形态含量、土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）以及土壤矿物组成，分析不同含量水平硒、锌的形态赋存差异及其影响因素。结果表明，不同水平土壤硒形态含量均表现为有机结合态（39.1%～53.8%）>残渣态（33.5%～48.9%）>交换态+碳酸盐结合态（5.2%～5.9%）>铁锰氧化物结合态（3.4%～4.5%）>水溶态（1.0%～3.1%），不同水平土壤锌形态含量均表现为残渣态（81.0%～86.3%）>有机结合态（6.5%～8.1%）>铁锰氧化物结合态（6.2%～7.5%）>碳酸盐结合态（0.7%～1.9%）>交换态（0.3%～1.5%）。有机结合态硒和残渣态硒是引起土壤总硒含量差异的主要形态，二者对土壤硒含量差异的贡献率分别达55.2%和32.2%；残渣态锌是引起土壤总锌差异的主要形态，其对土壤锌含量差异的贡献率达77.4%。随总硒含量增加，残渣态硒所占比例明显下降，有机结合态硒比例明显上升；随总锌含量增加，残渣态锌所占比例呈下降趋势，其他形态锌均呈微弱增加趋势。除残渣态硒外，SOM与不同形态硒、锌均呈显著或极显著正相关（r=0.74～0.93），而CEC与硒、锌含量均未达到显著相关性，各形态硒、锌与对应全量硒、锌的相关性最高（r>0.95）。矿物成分分析表明，不同硒水平土壤矿物成分表现为高水平硒土壤中黄铁矿、角闪石、滑石和黏土矿物含量显著高于中水平或低水平硒土壤；不同锌水平土壤矿物成分表现为高水平锌土壤中白云石、黄铁矿、角闪石含量显著高于中水平或低水平锌土壤。山西省小麦种植区土壤不同硒、锌水平条件下其各赋存形态含量差异整体上决定于总量含量差异，土壤矿物成分是硒、锌含量差异的物质基础，有机质是土壤硒、锌形态变化的驱动力。

关键词：小麦种植区土壤硒形态土壤锌形态矿物组成

藜麦生长素结合蛋白基因ABP1的鉴定与表达分析

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植物生理学报 2024年第7期60卷 1157-1167页

作者：徐宏申姜晓东王锡亮孙慧琼窦苗苗王新宇刘卓君杨博慧柴文婷赵珊珊张春来山西农业大学农学院省部共建黄土高原特色作物协同创新共建中心山西晋中030801

生长素结合蛋白ABP1已被证实具有生长素受体功能。以拟南芥(Arabidopsis thaliana)的ABP1为基础,通过BLAST筛选藜麦的ABP1基因、蛋白质序列,并结合生物信息学方法对其理化性质以及亚细胞定位、二级和三级结构、蛋白序列的motif及domain... 详细信息

生长素结合蛋白ABP1已被证实具有生长素受体功能。以拟南芥(Arabidopsis thaliana)的ABP1为基础,通过BLAST筛选藜麦的ABP1基因、蛋白质序列,并结合生物信息学方法对其理化性质以及亚细胞定位、二级和三级结构、蛋白序列的motif及domain、系统进化树、启动子顺式作用元件进行了分析。结果显示:藜麦基因组有2个编码ABP1基因CqABP1.7g和CqABP1.17g,位于Chr07和Chr17,等电点为6.03到6.35,蛋白质中脂肪族侧链氨基酸含量的相对值为90.88%到96.22%,且亚细胞定位在细胞质、内质网上;二级结构以延伸链、无规则卷曲和α-螺旋为主。藜麦的ABP1与甜菜的同源关系更近,在进化上出现了单双子叶的分化。CqABP1.17g在藜麦花中高水平表达,而CqABP1.7g在籽粒发育过程高水平表达;在CqABP1.17g中发现多个插入缺失(INDEL)变异,CqABP1.7g中只发现1个INDEl变异,未检测到移码突变;预测的互作蛋白有生长素外排载体、鸟嘌呤核苷酸交换因子SPIKE1、含CRIB结构域的蛋白等。该研究结果为进一步探讨CqABP1s基因功能,调控藜麦生长发育提供一定的理论基础与试验依据。

关键词：藜麦 ABP1 基因表达系统进化顺式作用元件

2018-2021年湖北省恩施市烟田瓢虫、食蚜蝇数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2024年第1期9卷 338-346页

作者：王博刘婷婷卢砚崔文晓程雅兰孙文康白薇刘同先夏鹏亮冯毅植保资源与病虫害治理教育部重点实验室农业农村部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室西北农林科技大学植物保护学院陕西杨凌712100 中国农业科学院农业信息研究所北京100081 贵州大学农学院贵阳550525 国家农业科学数据中心北京100081 湖北省烟草公司恩施州公司湖北恩施445000

烟草是湖北省恩施市的支柱型产业,但由于近年来气候变化和农业种植规模扩大,病虫害对烟叶产量和品质的影响不断加剧。如何合理利用天敌资源是绿色防控害虫、有效减少农药负面影响的关键。瓢虫和食蚜蝇作为当地重要的天敌资源,对害虫的... 详细信息

烟草是湖北省恩施市的支柱型产业,但由于近年来气候变化和农业种植规模扩大,病虫害对烟叶产量和品质的影响不断加剧。如何合理利用天敌资源是绿色防控害虫、有效减少农药负面影响的关键。瓢虫和食蚜蝇作为当地重要的天敌资源,对害虫的自然防控具有很大的潜力。为明确恩施瓢虫和食蚜蝇资源种类以及种群发生动态,文章收集了2018年末至2021年末湖北恩施烟田天敌昆虫资源数据,所有数据均来自5张马氏网定点监测。本文共收集捕食性瓢虫标本1079头,食蚜蝇标本4286头。其中瓢虫26种,有20种鉴定到种,6种鉴定到属;食蚜蝇23种,其中18种鉴定到种,5种鉴定到属。天敌昆虫筛检及鉴定均由专业人员完成,保证了数据质量。本数据集提供了地方瓢虫和食蚜蝇天敌种类、数量、物种不同部位照片以及标本瓶照片,可为烟田害虫综合防治和天敌资源利用提供理论依据。

关键词：烟田瓢虫食蚜蝇马氏网法恩施

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高原鼠兔洞穴对土壤入渗的影响及机制

水土保持研究 2024年第5期31卷 243-249页

作者：王迪钱嘉鑫朱妮李珂欣毛佳怡赵理荣刘玉中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学西北农林科技大学水土保持科学与工程学院黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室

[目的]探究高原鼠兔洞穴对高寒草甸土壤入渗性能及其相关因素的影响，以揭示其对高寒草甸生态系统水分循环和土壤水文功能的潜在作用。[方法]以高寒草甸高原鼠兔洞穴不同部位作为研究对象，包括洞口(PE)与洞道(PB),对照为无高原鼠兔洞... 详细信息

[目的]探究高原鼠兔洞穴对高寒草甸土壤入渗性能及其相关因素的影响，以揭示其对高寒草甸生态系统水分循环和土壤水文功能的潜在作用。[方法]以高寒草甸高原鼠兔洞穴不同部位作为研究对象，包括洞口(PE)与洞道(PB),对照为无高原鼠兔洞穴分布的未扰动高寒草甸(AM),用单环法对土壤入渗速率进行测定。[结果](1)高原鼠兔洞穴促进高寒草甸土壤入渗速率，相比于未扰动高寒草甸，洞口和洞道初始入渗速率分别升高377.63%和189.47%,稳定入渗速率分别升高314.29%和220.00%(p高原鼠兔洞穴破坏高寒草甸土壤结构，相比于原生高寒草甸，洞口表层土壤总孔隙度和毛管孔隙度分别显著降低4.69%和16.27%,但非毛管孔隙度显著升高22.47%,洞口和洞道团聚体平均重量直径分别显著降低20.09%和9.45%,土壤有机质含量显著降低，各部位大小依次为未扰动高寒草甸>洞道>洞口(p高原鼠兔洞穴主要通过影响高寒草甸草毡层根系促进土壤入渗，根系生物量是影响初始入渗速率和稳定入渗速率的主导因子，标准化总效应分别为-0.717和-0.539。[结论]鼠兔洞穴一定程度上有利于高寒草甸生态系统的水分循环，但同时也破坏了高寒草甸原本的土壤结构，加剧高寒草甸退化风险。

关键词：高原鼠兔洞穴土壤性质土壤入渗高寒草甸三江源区