AM真菌克服作物连作障碍的潜力

连作障碍是农业生产和设施栽培模式下的主要限制因子之一。连作障碍主要与土壤微生物区系的变化、土壤理化性状的变化和根系分泌物的自毒作用三方面密切相关。已有证据表明,丛枝菌根(AM)真菌在一定程度上能够克服连作障碍。这很可能与AM真菌减少有害生物数量,改变土壤微生物区系、改善土壤理化性状、提高植物防御性酶活性、改变根系分泌物的种类与数量等生理功能有关。正确合理评价AM真菌克服作物连作障碍的潜力,可为连作障碍提供新的解决途径,并为建立和发展新的生物技术提供依据。     

根际微生物介导药用植物-土壤负反馈形成连作障碍的作用机制

连作障碍等植物-土壤负反馈现象会造成药用植物病害频发、品质下降等问题，根际微生物是药用植物-土壤负反馈过程中的重要参与者。讨论了连作条件下药用植物根系分泌物代谢对根际微生物区系的调控机制，以及根际微生物介导药用植物-土壤负反馈的连作障碍形成机制，明确了根际微生物在药用植物-土壤反馈中的核心调控作用以及与连作障碍形成的相关性，并以植物-土壤反馈为切入点，进一步系统探讨植物-土壤-微生物互作体系，提出从改进种植模式、探明分子机制、生物防治等方面减缓植物-土壤负反馈作用。     

蚯蚓粪在农业方面的应用研究进展

在我国提倡实施符合经济和环境发展的绿色农业措施下,蚯蚓粪这种绿色、高效、含有丰富营养物质的有机生物肥料受到越来越多人的关注。本文从作物生长、修复土壤、抑制作物病虫害、缓解作物连作障碍等方面综述了蚯蚓粪在农业方面的应用,展望了蚯蚓粪的应用领域和效果值得深入研究。     

植物与根际微生物关系的研究进展

农业生产中大面积应用化肥、农药提高作物产量的同时,也产生了极大的环境问题,并且使生产成本提高。随着现代生物科学技术的进步,人们对应用微生物来代替化肥和农药寄予了厚望,从而对植物与根际微生物关系的研究给予了高度重视。本文依据近30年国内外对植物与根际微生物关系研究的成果,对根际微生物的多样性、植物与根际微生物的相互作用、根际微生物与连作障碍的关系三个方面进行了综述,并提出了今后在植物与根际微生物方面需要深入研究的几个问题。     

土壤微生物多样性与植物多样性

土壤中生活着丰富的微生物类群,是一个重要的地下生物宝库.土壤微生物是土壤中的主要分解者,对环境起着天然的“过滤”和“净化”作用,在自然生态系统的功能发挥和维持能力方面极其重要.植物、土壤和微生物相互作用,构成了一个植物-土壤-微生物的有机整体.土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,指生命体在遗传、种类和生态系统层次上的变化.从遗传、分类、生态功能以及系统发育等多方面阐述了当前土壤微生物多样性的研究工作.同时探讨了植物多样性与土壤微生物多样性之间的内在联系,植被的破坏可直接导致土壤微生物多样性的丧失,而土壤微生物对植物物种多样性的维持又具有重要作用.因此,加强土壤微生物多样性研究对植物多样性保护具有重要意义.     

“高强度利用下的土壤生态与土壤健康问题学术研讨会”征文

随着农业集约化、规模化的发展,土壤的高强度利用以及不科学的管理,尤其是大量甚至过量施用化肥与农药,导致土壤板结、酸化、富营养化、次生盐渍化、连作障碍等土壤健康问题日趋加剧,严重威胁农业可持续发展。因此,针对高强度利用下土壤物理、化学、生物退化问题,江苏省土壤学会联合中国土壤学会土壤生态专业委员会,将于2011年10月1日在苏州举办国内首次土壤健康学术研讨会。主题为高强度利用下的土壤生态与土壤健康问题。征文范围及主要内容:高强度利用下土壤生物多样性与生态系统功能;土壤生态系统结构、     

我国设施农业土壤次生盐渍化生物改良措施研究进展

近年来,随着设施农业的快速发展,设施土壤次生盐渍化问题日益突出,严重制约着我国设施农业的健康持续发展.长期以来,国内外学者对设施土壤次生盐渍化的改良方式进行了深入研究,并据此提出了相应而有效的农业、工程、生物方面的改良措施.其中,生物措施被认为是绿色、有效的改良方式,极具发展潜力.本文着重介绍了利用填闲作物、耐盐植物、土壤动物及微生物改良设施农业次生盐渍化土壤的机理及近年来的研究成果.未来,筛选填闲作物品种、建立填闲作物轮作体系、优化蔬菜轮作体系、探究土壤动物对次生盐渍化土壤改良的应用以及多手段的综合应用是设施农业次生盐渍化土壤改良的研究新方向.     

半夏块茎提取液对土壤微生物和酶活性的影响

半夏(Pinetlia ternata (Thunb.) Brier.)是大量使用的中药材,连作障碍严重。在供试土壤中,通过试验加入不同浓度的半夏块茎提取液(Pinellia ternata tuber extracts,PTE),研究它们对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,在加入PTE的土壤中,细菌和放线菌数量比对照组降低约67. 56%和82. 00%,但真菌变化并不显著;另外,PTE还显著降低土壤微生物群落的多样性、均匀度和优势度指数,说明加入PTE恶化了土壤生态环境,使微生物数量减少,种群密度降低。由于土壤微生物是土壤酶的主要来源,土壤酶活性与土壤微生物种群结构和数量密切相关。PTE对土壤酶活性的影响表现出多样性,提高蔗糖酶活性,降低脲酶和磷酸酶活性。相关分析表明,土壤脲酶活性与细菌、放线菌的数量呈显著正相关(r=0. 977*、r=0. 969*,n=4);土壤磷酸酶活性与放线菌数量呈显著正相关(r=0. 959*,n=4)。这说明土壤酶活性表现出多样性变化,实际上反映出微生物不同种群对PTE的敏感度不一样。PTE对土壤酶活性产生的不同影响,可能妨碍土壤生物化学反应的有序进行,进而使土壤中的能量转化处于混乱状态,造成土壤功能失调。因此,在半夏生长过程中,根系分泌的化感物质可能改变土壤微生物种群结构,造成连作障碍。     

废弃茯苓栽培场土壤生态恢复的人工调节研究

为了探寻茯苓连作障碍的人工调节技术,对废弃茯苓栽培场采用调节土壤pH+增施厩肥+栽培作物的方法来修复土壤生态环境,测定土壤中细菌、放线菌和真菌的数量与土壤脲酶、酸性磷酸酶、脱氢酶和过氧化氢酶的活性,与空白对照和新场进行比较.结果表明:调节土壤pH+增施厩肥+栽培作物的方法可以大幅提高土壤细菌、放线菌和真菌数量,并超过新场水平;可以提高土壤酶的活性,使脲酶、酸性磷酸酶的活性超过新场,使过氧化氢酶的活性与新场基本持平,脱氢酶的活性比对照提高12.7倍,但仍低于新场18.4%.土壤生态恢复是明显的.     

农田轮作制是改良土壤夺取高产的生态农业途径——菜、稻、薯轮作在农业生产中的作用

多年来海南的农业生产习惯于实行农田连作制。水田多是种植两造水稻,没有改变土壤生态环境,致长年累月,造成土壤板结,通气性差,有效养分缺乏,作物生长不良,产量低。海南地处热带海岛生态环境,适宜生物生长,植物生长快,有机物积累快,但是热量高和雨量集中,土壤养分分解、转化和流失也快。因此,在农业生产中,应充分利用热带海岛生态环境的优势,争取多种一造,既有产品收入,又有茎杆、枯枝落叶回田,增加土壤有机质,改良土壤理化性状,培育高产稳产农田。     

热裂解生物质炭产业化:秸秆禁烧与绿色农业新途径

 秸秆处理是当前中国农业与环境面临的重大挑战.分析了秸秆处理与禁烧存在的机制性困难,认为秸秆处理需要从市场经济规律寻求产业化解决途径,关键是能源利用下养分资源重回农业循环;介绍了生物质限氧热裂解新技术特点及其在秸秆处理中的优势,讨论了其产业主要产品--生物质炭的土壤和农业功效,分析了秸秆气炭联产多产品产业链的产业化前景,提出秸秆热裂解生物质炭产业化提供了既处理秸秆废弃物又促进农业增产优质安全的新技术选择,形成了以生物质炭土壤施用和生物质炭基肥料生产应用为中心的绿色农业新途径.建议国家进一步构建和完善秸秆禁烧大环境下秸秆处理补贴政策,加大秸秆收储配套服务,强化树立已经初现的秸秆生物质热裂解产业优势,通过绿色农业市场化发展带动解决秸秆问题,服务中国可持续农业.     

丛枝菌根真菌在农业中的应用：研究进展与挑战

 丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）真菌能够和大多数农作物形成互利共生体系，有效改善作物矿质营养，减轻环境胁迫对作物生长的不利影响，提高作物产量和品质。由于AM真菌的功能多面性，其在农业生产中具有潜在重要作用和广阔应用前景。结合AM真菌农业应用技术途径和适用情景，讨论了作物种植制度和管理措施对AM真菌功能的影响及可能的调控途径，分析了菌根技术发展趋势及面临的机遇和挑战，提出加强AM真菌功能多面性及其应用途径优化研究，将有助于促进AM真菌菌剂相关产业的发展以及AM真菌在农业生产中的广泛应用。     

"植物-土壤"相互反馈的关键生态学问题:格局、过程与机制

植物与土壤之间相互反馈的格局、过程与机制,不但是决定生态系统结构、功能及过程的关键科学问题,而且是陆地生态系统响应全球变化的重要组成部分。基于目前国内外研究现状,从养分循环角度剖析“植物-土壤”间的反馈效应,探明相互反馈在空间尺度(根面、根际、种类、生态系统以及区域等)与时间尺度(秒至千年)上的级联效应及其变化格局;阐明根际、植物种类、生态系统及区域地理等水平上“植物-土壤”的相互反馈机制,重点揭示根系分泌、共生、生长及代谢的根际界面过程对植物水分/养分吸收与土壤物理学修饰的调控机制,剖析“植物种类-凋落物化学-土壤生物-土壤有机质”相互作用对地上-地下养分循环过程的驱动机制,运用“上行-下行控制理论及腐屑食物网模型”揭示地上-地下生物群落交互作用的过程与机制,以及土壤地质演变(岩石风化模式、土壤形成模式及土壤养分格局的变化)与区域植被演替(优势种更替及植被分布模式、地上-地下凋落物输入格局等的变化)相互反馈的过程与机制;从“植物-土壤”相互反馈的理论视角,分析生态退化与恢复、外来物种生态入侵、大气氮沉降、二氧化碳浓度升高以及植物多样性减少等全球生态问题的特征、形成机制以及可能的应对策略,揭示生态系统“地上-地下”相互反馈的生态学过程,以及陆地生态系统对全球生态环境变化的响应特征与机理。     

有碳中和功能的水热炭复合肥技术路线

本文提出了一种水热炭复合肥(Hydrothermal Carbon Compound Fertilizer,HCCF)技术路线,以农作物秸秆等农林废弃物为原料,采用水热法把生物质转化为富含腐殖酸的水热炭(褐煤),将其作为底物与氮、磷、钾等肥料成分复合,生产长效、缓释的水热炭复合肥。将该肥料施用于农田,可提高土壤肥力,改善土壤的团粒结构。水热炭复合肥是一种有商业价值的负碳产品,可以大规模生产,以提升土壤碳汇,储碳于田,促进碳中和目标达成,同时具有高产、环保和生态等多方面的效益,推进生态、有机和可持续农业的发展。     

Potential fly-ash utilization in agriculture: A global review

Though in last four decades various alternate energy sources have come into the limelight, the hyperbolic use of coal as a prime energy source cannot be counterbalanced. Disposal of high amount of fly-ash from thermal power plants absorbs huge amount of water, energy and land area by ash ponds. In order to meet the growing energy demand, various environmental, economic and social problems associated with the disposal of fly-ash would continue to increase. Therefore, fly-ash management would remain a great concern of the century. Fly-ash has great potentiality in agriculture due to its efficacy in modification of soil health and crop performance. The high concentration of elements (K, Na, Zn, Ca, Mg and Fe) in fly-ash increases the yield of many agricultural crops. But compared to other sectors, the use of fly-ash in agriculture is limited. An exhaustive review of numerous studies of last four decades took place in this paper, which systematically covers the importance, scope and apprehension regarding utilization of fly-ash in agriculture. The authors concluded that though studies have established some solutions to handle the problems of radioactivity and heavy metal content in flyash, long-term confirmatory research and demonstration are necessary. This paper also identified some areas, like proper handling of dry ash in plants as well as in fields, ash pond management (i.e., faster decantation, recycling of water, vertical expansion rather than horizontal), monitoring of soil health, crop quality, and fate of fly-ash in time domain, where research thrust is required. Agricultural lime application contributes to global warming as Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) assumes that all the carbon in agricultural lime is finally released as CO2to the atmosphere. It is expected that use of fly-ash instead of lime in agriculture can reduce net CO2emission, thus reduce global warming also.     

构建和谐社会与发展循环型农业分析

构建和谐社会面临着诸多的难题,经济与环境的不协调发展和农村人口贫困就是其中典型的两大难题。鉴于农业生产对环境的污染与破坏在我国现阶段呈现持续强化的趋势,提出应鼓励发展循环型农业,以此作为保护农区生态环境和提高农民生活水平与质量的具体措施。政府也应通过制度规制,为循环型农业的发展建立良好的机制,以长期促进经济可持续发展,从根本上保证和谐社会的建立。     

减肥减药样板工程 ——中国科学院"第二粮仓"的战略布局与示范

全球人口增长、气候危机严峻、旱涝病虫害频繁发生,使得粮食安全问题日益突出。在农业生产中,为了追求粮食产量,化肥和农药被不科学、不合理的施用,造成了农田土壤理化结构改变、肥药利用率日渐低下等严重问题。过量施用肥药带来的面源污染问题日益严峻,给农业生产、生态环境和人类健康带来了严重影响。但不可否认的是,化肥和农药的合理施用在粮食增产和稳产中发挥了重要作用。如何利用好化肥和农药这两把双刃剑,是现代农业可持续发展的关键。"第二粮仓"项目针对黄淮南片地区农业生产中存在的砂姜黑土障碍、抗逆优良品种缺乏、季节性旱涝威胁、肥药利用效率低和污染重等问题,进行农业全产业链技术创新与集成,建立了砂姜黑土产能与效益协同提升综合技术模式和高效持久的推广模式。这一战略布局与示范工程为新形势下农业生产提供样板,也是实施"藏粮于地、藏粮于技"战略的具体体现。"第二粮仓"项目在肥药双减科技创新方面走出了一条绿色可持续发展之路,建立的肥药双减技术产品研发与示范推广模式,为国家在肥药双减工作上的推进提供了解决方案和示范样板。     

我国农业可持续发展问题的探讨

我国是世界上最大的发展中国家,也是传统的农业大国,农业是国民经济中的基础产业,因此,实现农业的可持续发展,对我国社会主义现代化建设至关重要。面对农村人力资源素质低下、农业自然资源短缺、农业生态环境日趋恶化、农业发展后劲不足和农业生产经营体系中存在诸多不适应市场的因素等问题,必须通过提高整个国民对农业可持续发展问题的认识水平、采取有效措施保护好农业生态环境、控制农村人口数量并提高农民综合素质、发展科教兴农、完善政府对农业的宏观调控机制等措施,方能实现我国农业的可持续发展。     

基于GIS的全球农业开发潜力和人口承载力分析

基于迈阿密自然生态系统生产力模型,绘制高精度的人均农作物产量分布图;计算水资源高效利用条件下全球宜农荒地的农作物生产潜力;对不同农业投入水平和食物消费水平组合下的地球人口承载力进行超远期情景分析.按经济产量干重计量,通过计算得出全球宜农荒地的农作物生产潜力为60.39亿t,加上现有耕地的农作物产量和增产潜力以及跨流域调...     

山区可持续农业与景观生态研究

可持续农业是由“可持续发展”理念在农业及农村经济领域体现，它强调生态上健康、经济上有活力、社会能接受的新型农业发展模式，景观生态构建是实现农业可持续发展的基本手段，是山区生态建设的基本内容。本文分析了景观生态功能和结构，并概括了四类景观生态构建模式。