针对增城迟菜心(国家地理标志产品)主产区“菜-菜”与“稻-菜”轮作易引发土壤酸化、微生态退化的问题,为优化产区土壤健康管理模式,以“茄子-迟菜心”(VVR,菜-菜轮作)和“水稻-迟菜心”(RVR,稻-菜轮作)为研究对象,通过田间试验测定不同轮作模式下土壤理化性质、酶活性及微生物群落结构,系统评估土壤微生态差异。与“菜-菜”(VVR)模式相比,“稻-菜”(RVR)模式土壤pH值提高了0.38~0.76单位,但电导率、有机质及速效养分含量降低7.3%~59.5%。RVR显著增强了蔗糖酶和过氧化氢酶活性(提高0.5~1.4倍),并维持了更高且更稳定的细菌α多样性,其中Chao1与香农指数分别较VVR高出13.4%~27.6%。冗余分析表明,pH、多酚氧化酶和酸性磷酸酶是驱动土壤微生物群落变异的关键环境因子,并显著影响硝化螺旋菌门等多个关键菌群的相对丰度。“菜-菜”轮作虽有利于养分积累但存在酸化风险,而“稻-菜”轮作通过协同调控土壤pH与关键酶活性,能有效维持土壤微生态稳定。本研究为地理标志农产品区的土壤健康管理优化提供了理论依据。
为简化施肥量确定方法并优化肥料养分配比,本研究基于修正的施肥量计算公式,建立了施肥量权衡选择法及养分相对丰度法。利用权衡选择法,计算得出东北黑土区主要土壤类型(风沙土、壤性黑钙土、典型黑土)种植玉米、小麦和花生所需要的施肥量。计算结果与当地的实际施肥量吻合,表明现行施肥量处于适宜水平;利用养分相对丰度法,计算了不同土壤-作物组合下掺混肥或复合肥的优化配比方案,推荐东北黑土区相应土壤类型配制掺混肥或复合肥采用N:P2O5:K2O=25:10:15的配比方案,以实现施肥量与作物养分需求的匹配。在土壤有效养分供给量与肥料损失量平衡的条件下,施肥量应遵循“按需供给”原则,并精准匹配作物养分需求阈值。
针对镉(Cd)污染农田稻米安全生产难题,为筛选高效市售叶面阻控剂并明确其应用效果,以2种市售含硅(Si)叶面阻控剂(贝尔壳、硅利丰)为材料,在益阳市典型Cd污染农田设置3 L/hm2、6 L/hm2 2种不同施用量处理,以不施用叶面阻控剂处理作为空白对照(CK),共5个处理小组,于水稻破口期和齐穗期喷施,研究其对水稻产量、稻米Cd含量及Cd富集系数的影响,并进行了健康风险评价。结果表明,在水稻破口期和齐穗期喷施两种含Si叶面阻控剂(3、6 L/hm2)使水稻产量提高了4.6%~7.7%,稻米中Cd含量降低了24.5%~42.5%,稻米Cd富集系数降低了24.1%~42.3%。两种叶面阻控剂均在施用量为6 L/hm2时效果更佳,且相同施用量下贝尔壳叶面阻控剂的降Cd效果优于硅利丰。两种叶面阻控剂的施用分别使成人和儿童的THQ值降低了24.2%~42.1%和24.3%~42.4%,减轻了当地人群稻米食用健康风险。综上所述,通过在水稻破口期和齐穗期施用市售含Si叶面阻控剂能提高Cd污染农田水稻产量、降低稻米Cd的吸收与富集,减轻人体健康风险,其中使用贝尔壳叶面阻控剂且施用量为6 L/hm2时效果更佳。未来需结合土壤调理剂(如石灰)改良土壤pH,进一步降低稻米Cd含量至国标水平,为Cd污染农田安全利用提供更完善的技术方案。
为探究鸡粪发酵商品有机肥施用在双季稻种植模式中对水稻产量及土壤理化性质的调控作用,本研究于湘东浏阳市某河砂泥田开展大田配对试验,设置施常规化肥(CK)与鸡粪发酵商品有机肥4.50 t/(hm²·季)处理,系统分析了连续施用有机肥对水稻产量、土壤理化性质及酶活性的影响。结果表明,与对照田块相比,施有机肥处理虽未显著提高双季稻产量(增幅介于11%~15%),但显著改善了土壤物理结构:早稻季土壤容重降低15%~16%,土壤团聚体稳定性显著提高21%~61%(P<0.05)。土壤各碳组分含量均有增加趋势,芦塘村早、晚稻季土壤总有机碳含量分别显著提高12%和19%,活性有机碳组分含量(溶解性有机碳、颗粒有机碳)增幅达29%~67%,矿物结合态有机碳含量提升14%~65%。速效养分含量的增幅呈现时空异质性:芦塘村早稻季全氮和碱解氮含量分别显著增加26%和21%,丰裕村晚稻季碱解氮和速效钾含量分别提升21%和11%(P<0.05)。土壤酶活性对有机肥施用的响应因试验地点与稻季而异,丰裕村晚稻季脲酶、酸性磷酸酶和β-1,4-葡萄糖苷酶活性显著提高93%~149%,而芦塘村早、晚稻季β-1,4-葡萄糖苷酶活性降低23%~35%。相关分析表明,水稻产量与土壤有机碳、速效钾及矿物结合态碳含量呈显著正相关(Pearson相关系数为0.420~0.634),但与β-1,4-葡萄糖苷酶活性呈显著负相关(Pearson相关系数为-0.506)。综上,鸡粪发酵商品有机肥通过改善土壤物理结构、提高土壤有机碳含量及酶活性,对双季稻区地力培育具有正向积极作用,但其效果受土壤本底及稻季的影响。
为提升轻度盐碱地冬小麦产量,本研究系统探讨了不同改良剂对冬小麦生物量、产量、N、P、K吸收量以及土壤养分含量的影响,以期为盐碱冬小麦提质增产提供技术支撑。本研究于2025年在新疆塔城地区塔城市开展田间试验。在田间种植模式相同的情况下,设置6个不同改良剂施入处理,即:不施改良剂处理(CK)、有机肥处理(OF)、腐殖酸处理(HA)、生物菌肥处理(MF)、脱硫石膏处理(FGD)和生物菌肥+脱硫石膏处理(MF+FGD),分析各处理对冬小麦产量、养分吸收及土壤养分的影响。结果表明:在不同改良剂处理下的冬小麦产量、干物质量、NPK的养分吸收量较CK处理均呈现增加趋势,产量最大值在FGD处理,较CK处理产量增加9.05%,差异显著;所有处理均降低了土壤pH值,除FDG处理外,其余处理均使土壤总盐较CK处理呈下降趋势;OF处理、HA处理和MF处理显著提高了土壤有机质含量。因此,施用改良剂有助于改善土壤环境,提高冬小麦产量和养分吸收量。本研究表明,在轻度盐碱地条件下,脱硫石膏(FGD)处理在提升冬小麦产量与养分吸收方面表现最优,同时可有效降低土壤pH值。
内蒙古大兴安岭东南麓作为中国重要的大豆生产基地,其种植带的变迁直接关系保障国家粮食安全。本研究利用1961—2020年内蒙古东部38个气象站点数据,结合气候倾向率、Gamma分布和小网格推算模型,系统分析气候变化对该区域大豆种植带的影响。结果表明:该地区热量资源呈现增强趋势,1991—2020年平均气温较1961—1990年平均升高1.11℃,≥10℃积温平均增加203.2℃·d,无霜期平均延长9.4 d。受此影响,大豆潜在种植区总面积扩张27195 km2,种植北界北移约101~224 km;安全种植区总面积扩张22599 km2,北界北移约101~153 km。气候变暖显著提升了大豆种植的北扩潜力和中、晚熟品种的推广价值。建议参考积温带变化优化大豆不同熟性品种的种植结构,为内蒙古乃至全国的大豆振兴提供科学支撑。
为探究不同生物质炭基肥用量对设施土壤性状及芹菜产量与品质的影响,本研究通过小区试验,对比分析了单施有机肥(T1)、单施生物质炭(T2,生物质炭用量12 t/hm2)、生物质炭与有机肥配施(T3~T5,生物质炭用量分别为1.5、3.0、6.0 t/hm2)等处理对土壤养分、芹菜产量和品质的影响。结果表明:T4处理(生物质炭3.0 t/hm² +有机肥12 t/hm²)的芹菜产量最高,硝酸盐含量较低,有利于提高产量和经济效益。在土壤养分方面,施用生物质炭均不同程度提高了土壤有机质和速效钾含量,但降低了土壤有效磷含量和EC值,对全氮含量影响不显著。与T1相比,有机质含量增幅为1.41%~12.54%,速效钾含量增幅为4.13%~9.81%。土壤微生物量方面,生物质炭与有机肥配施各处理(T3~T5)均显著提高了土壤微生物量氮,增幅分别为15.60%、3.24%和14.40%;只有T4处理较T1处理提高了土壤微生物量碳含量。综上,生物质炭与有机肥配合施用可在不同程度上改善土壤理化性状和微生物活性,进而提高芹菜产量和品质。在本试验条件下,以商品有机肥12 t/hm2与生物质炭3.0 t/hm2配施的综合效果最佳。
为评估休耕措施对改良退化蔬菜地土壤质量的有效性,本研究针对8种不同的休耕模式开展了为期3 a的田间定位试验。这8种模式包括:不揭棚直接休耕、揭棚后直接休耕、揭棚后旋耕休耕、揭棚后深翻休耕、揭棚后加谷壳深翻休耕、揭棚深翻与覆盖休耕、揭棚深翻与种植绿肥休耕,以及揭棚施石灰深翻休耕。结果表明:所有休耕措施均能显著改善土壤质量,具体表现为不同程度地降低土壤中的水溶性盐分、交换性酸、有效磷和速效钾含量,同时增加土壤有机碳含量、水稳定性团聚体比例、微生物生物量碳含量、碱解氮含量、pH值和阳离子交换量。除不揭棚直接休耕处理外,其他休耕措施均能够有效降低土壤容重。然而,休耕措施对土壤全氮、全磷和缓效钾含量的影响并不显著。研究认为,在揭棚深翻的基础上,再辅以种植绿肥、添加谷壳或施用石灰的休耕模式,是恢复退化蔬菜地土壤质量的最佳选择。揭棚深翻与覆盖休耕以及单纯的揭棚后深翻休耕也有较好的效果;揭棚后旋耕休耕和揭棚后直接休耕的效果相对较小。本研究的创新之处 在于系统性地比较了多种休耕措施对退化蔬菜地土壤质量的恢复效果。通过长期定位试验,量化了不同措施对关键土壤指标的影响,从而为制定科学有效的退化蔬菜地休耕方案提供了重要的实践依据和理论参考。此研究成果有助于推动农业可持续发展,并为类似地区提供借鉴。
本研究旨在分析气候变化背景下,饶阳县葡萄关键生育期农业气候资源的变化特征及其对当地葡萄产业的影响。基于饶阳国家气候观象台1957—2023年逐日气象数据,采用内插法、线性趋势分析等方法,研究饶阳县葡萄生育期内热量、降水、光照、湿度、风力等农业气候资源的演变规律,并结合未来发展趋势研判其影响。结果表明:饶阳县热量资源稳定,葡萄各生育期平均气温适宜,均温稳定通过10℃持续日数及有效积温呈持续上升趋势;降水资源不稳定,葡萄萌芽期降水偏少,果实生长期降水偏多,未来变化趋势不显著;光照资源满足葡萄生长需求,日均日照时数、日照百分率呈显著下降趋势;空气湿度呈波动变化,变化趋势不显著,葡萄着色成熟期空气湿度相对较高;4、5月风力相对偏大,2 min平均风速整体呈显著下降趋势。综上,气候变化通过改变农业气候资源结构,对饶阳县葡萄产业产生“利导+胁迫”双重影响:热量条件的提升为晚熟品种引进、延长生育期提供了潜力,但降水资源的不稳定、光照减少、成熟期高湿等问题对生产管理构成挑战,建议强化气象监测与预警能力,构建智慧水肥管理系统,科学调整品种与栽培模式,建立绿色病虫害防控体系,推进设施农业与气候适应性技术融合。
本研究旨在探索日光诱导叶绿素荧光(Solar-Induced Chlorophyll Fluorescence, SIF)监测森林和草地生态系统植被干旱的可行性与优势,构建了基于GOSIF(SIF产品)数据的荧光健康指数(SHI),并与植被健康指数(VHI)及气象干旱指标SPEI进行对比分析。结果表明:在2001—2024年期间,SHI与SPEI的相关性显著高于VHI的月份占比为57%,表明SHI对干旱事件的响应更强、更敏感。趋势分析显示,在年尺度及春、夏、秋季尺度上,SHI呈显著下降趋势,反映研究期内植被干旱程度总体缓解。干旱的空间分布呈“西重东轻”格局,且东北部、东南部和中西部的变化尤为显著,显示区域差异明显。本研究证实,基于SIF的SHI能更灵敏地反映植被受干旱胁迫的变化,是对传统VHI的重要补充或改进指标。SHI在内蒙古的应用可提高干旱监测的准确性与时效性,为生态脆弱区的干旱监测、风险评估与决策提供新的遥感技术路径,并具有在全球干旱遥感监测体系中推广的潜力。
内蒙古生态环境敏感脆弱,且地处华北上游,其生态环境质量对区域影响重大。针对近年来气候变化和经济快速增长带来的日益突出的生态问题,本文基于GEE平台,融合气溶胶光学厚度(AOD)和荒漠化差值指数(DDI),构建改进型遥感生态指数ARSEI,动态监测了2000—2023年内蒙古的生态环境质量,并分析了其空间自相关性。利用CA-Markov模型预测未来内蒙古生态环境质量。结果表明:(1)ARSEI指数的PC1贡献度超过87%,能够有效整合生态指标特征,与传统RSEI相比,更能准确反映内蒙古生态环境质量,具有较强的适用性。(2)2000—2023年,内蒙古地区的生态环境质量以较差和中等为主,空间上呈现自东向西递减分布趋势;2000—2005年退化较重,退化面积占比为21.18%,改善面积占比为8.11%,之后逐渐改善。(3)空间自相关分析显示,内蒙古生态环境质量具有显著的空间集聚性(Moran's I > 0.606),以高—高、低—低集聚为主;空间分布上各等级生态环境质量重心整体呈现自东向西、自北向南改善趋势。(4)预测结果显示,未来内蒙古中西部地区生态环境质量恶化风险高于改善潜力,应关注并采取有效措施遏制退化趋势。
针对内蒙古河套灌区土壤盐化和碱化并存的问题,于2023—2024年开展大田试验,探究滴灌条件下不同类型土壤调理剂对盐碱化耕地土壤理化性状及向日葵产量的影响,为盐碱地改良提供依据。采用膜下滴灌水肥一体化方式,施用3种代表性土壤调理剂(微生物菌剂、酸性有机调理剂施地佳、复合调理剂益百稼),结合合理的施肥,系统分析其对0~60 cm土层盐碱化土壤理化性状指标及向日葵产量构成要素的影响。结果表明,相较于对照,各调理剂处理均显著降低土壤的容重、pH、全盐含量、碱化度。其中,施用微生物菌剂的处理土壤容重下降幅度最明显,降低幅度为1.89%;施用施地佳处理的全盐含量和碱化度下降最明显,降幅分别为27.06%、14.02%,土壤全氮、有效磷、速效钾含量均有不同程度的提高;施用益百稼处理的土壤全氮、有效磷、速效钾含量增加较明显,增幅分别为21.30%、36.63%、14.95%;向日葵的干物质质量和产量也有不同程度的增加,干物质质量增幅为6.60%~25.79%,产量增幅为6.77%~14.08%,施用施地佳和微生物菌剂的增产效果比益百稼显著。总体而言,微生物菌剂更有利于改善土壤结构,酸性有机土壤调理剂降盐除碱效果突出。建议基于调理剂成分、性能和土壤盐碱障碍类型优化组合应用策略。
连作障碍现象严重制约紫苏的产量和质量。为探究不同丛枝菌根真菌(AMF)对紫苏连作障碍的缓解效果,通过向连作土壤中分别添加丛枝菌根真菌(AMF)根内根孢囊霉(RI)和摩西管柄囊霉(FM),测定紫苏地上生长指标,结合土壤理化性质、土壤酶活性及微生物群落结构,探讨2种AMF对紫苏生长的影响。结果表明,添加2种AMF能显著提高土壤中有机质、全氮、全磷和全钾含量(P<0.05),提高土壤脲酶和磷酸酶活性,增加土壤微生物群落中有益菌丰度,连作土壤酸化趋势得到缓解,紫苏生长指标明显提高。2种AMF相比,RI在提高土壤酶活性方面影响更加明显,而FM改善土壤微生物群落结构的能力更强。研究阐明了2种AMF改善连作紫苏土壤的功能差异,为下一步筛选缓解紫苏连作障碍的微生物菌剂提供了理论依据。
为系统梳理2004—2023年可溶性有机碳研究的发展动态、热点演变及前沿方向,基于Web of Science和CNKI数据库,系统检索并筛选2004—2023年发表的3003篇相关文献。使用VOSviewer、CiteSpace等文献计量工具,构建涵盖发文国家、机构、关键词等维度的可视化知识图谱。结果发现,可溶性有机碳主题相关研究论文发表数量呈现逐年增加趋势,中国科学院是该领域发文量最多的科研机构。中美两国主导全球研究产出(美国748篇,中国556篇),并形成密切国际合作网络。研究热点主要聚焦于农业土壤和环境保护,研究范畴从土壤环境拓展至河流、湖泊、海洋等水生系统,并日益关注气候变化影响和生物可利用性等关键议题。本研究系统揭示了可溶性有机碳研究的核心力量、热点主题的时空演变规律及关键文献,可为厘清该领域研究脉络、识别未来方向提供计量学依据和实践参考。