当期目录

    2018年 第20卷 第4期    刊出日期:2018-04-15
    农业创新论坛
    中国农业科技成果转化研究进展
    林青宁,毛世平*
    2018, 20(4):  1-11.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0367
    摘要 ( )   PDF (1170KB) ( )  
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    农业科技成果转化处于农业创新链的中端,是科研人员关注的焦点问题。围绕中国农业科技成果转化的相关问题,现有研究主要从农业科技成果转化存在的问题及现状、农业科技成果转化模式、农业科技成果转化机制、农业科技成果转化绩效评价、农业科技成果转化率以及国外关于技术转移效率这六个方面进行了研究探索。基于此,从这六个方面对现有研究进展进行系统梳理,并指出了这一领域未来可能需要关注的几个问题及研究展望,以期为促进农业科技成果转化奠定基础。
    基因组编辑技术及其安全评价管理
    焦悦1,吴刚2,黄耀辉1,熊鹂1,翟勇1*
    2018, 20(4):  12-19.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0495
    摘要 ( )   PDF (2013KB) ( )  
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    基因组编辑技术解决了常规育种需要多代杂交、所需时间长的问题,加快了育种进程;同时,由于人为增加突变效率、存在脱靶效应等也带来了潜在的安全性问题。简要概述了3 种基因组编辑技术的原理和优缺点,并通过基因组编辑技术与传统育种技术和转基因技术的比较分析,讨论了基因组编辑技术及其产品的优势和可能因脱靶效应而引发的生物安全风险。同时,介绍了世界主要国家对基因组编辑植物的监管模式和相关政策,并结合我国现行法规对转基因生物的定义和风险评估的原则,讨论了基因组编辑技术及其产品的安全评价管理,初步提出了基因组编辑植物的安全评价管理思路。
    生物技术 生命科学
    壳寡糖对PEG胁迫下小麦幼苗生长及抗氧化系统的影响
    赵肖琼1,梁泰帅2,赵润柱1
    2018, 20(4):  20-28.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0393
    摘要 ( )   PDF (2871KB) ( )  
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    为明确壳寡糖对小麦幼苗干旱胁迫的缓解机制,采用水培试验,研究了喷施不同浓度壳寡糖溶液(10 mg/L、100 mg/L和200 mg/L)对20%PEG模拟干旱胁迫下小麦幼苗生长、叶片超氧阴离子(O·-2)和MDA含量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响。结果显示:喷施3种浓度壳寡糖可明显促进PEG胁迫下小麦幼苗的生长,处理48 h后幼苗株高、根长、地上部和根部干重均显著增加(200 mg/L壳寡糖对根部干重影响除外);处理24 h和48 h后,喷施100 mg/L壳寡糖可明显降低PEG胁迫下小麦叶片的O·-2含量,而3种浓度壳寡糖均可明显降低MDA含量;相比10 mg/L和200 mg/L浓度,喷施100 mg/L壳寡糖可明显增强PEG胁迫下小麦叶片的抗氧化系统活性,SOD、POD和CAT活性及可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量均显著提高(48 h时脯氨酸含量变化除外)。上述结果表明,100 mg/L是较适宜的喷施浓度。PEG胁迫下,喷施适宜浓度的壳寡糖能明显促进小麦地上部和根部的生长,降低叶片的活性氧含量和膜脂过氧化程度,提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,增强小麦对干旱胁迫的抵抗能力。
    施用有机肥对成熟期烤烟质体色素的影响
    黄明月,牛德新,王立志,娄亚楠,李艳华,杨胜男,张洪映,崔红*
    2018, 20(4):  29-35.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0391
    摘要 ( )   PDF (4215KB) ( )  
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    为揭示有机肥对烤烟质体色素代谢的影响机理,研究了不同有机肥施用量下,烤烟品种云烟87成熟期中部叶的叶绿体超微结构,质体色素含量和质体色素合成途径关键基因的表达模式。结果表明:随有机肥施用量的增加,叶绿体膜上的嗜锇颗粒和类囊体片层数量增多,淀粉粒的数目和体积增加;有机肥促进烟叶中叶绿素和类胡萝卜素的合成;质体色素合成基因的表达模式分析显示,烟草DXS、DXR、LCYb、LCYe和CRTISO基因是质体色素合成途径的关键基因,受有机肥的诱导表达,而IPI、PSY、PDS、ZDS、CAB和CHL基因不受有机肥的诱导表达。
    猪圆环病毒2型标签重组病毒构建和免疫试验
    华涛1,2,3,唐波1,2,3,常晨1,2,3,刘国阳1,2,3,张雪花1,2,3,于漾1,2,3,侯继波1,2,3,张道华1,2,3*
    2018, 20(4):  36-43.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0356
    摘要 ( )   PDF (2538KB) ( )  
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    猪圆环病毒2型(PCV2)能引起断奶仔猪衰竭综合症,为了获得利于纯化的病毒和新型标记疫苗,采用病毒重组技术,选择利于纯化的6个氨基酸His标签作为标记表位,插入PCV2 Cap蛋白 C端,拯救获得重组标记病毒rPCV2-His。间接免疫荧光和Western blot鉴定结果证明重组病毒所含的标签能稳定表达。通过镍柱纯化重组病毒,该病毒获得了纯化。纯化的重组病毒灭活后免疫小鼠,PCV2特异抗体显著提升,且能产生标记免疫抗体,小鼠攻毒显著降低体内PCV2含量。该重组病毒可作为PCV2新型疫苗研究重要材料。
    固氮施氏假单胞菌电子传递复合体rnf基因簇的功能鉴定
    陆超1,刘伟2,黄义1,杨智敏1,3,尚立国1,张宏扬1,战嵛华1,陆伟1,燕永亮1*,林敏1
    2018, 20(4):  44-51.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0068
    摘要 ( )   PDF (1629KB) ( )  
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    能量供应是限制生物固氮效率的重要因素,电子传递复合体是生物固氮过程中能量产生的重要组成部分。基因组分析表明,在联合固氮菌施氏假单胞菌A1501基因组中存在两套编码电子传递复合体rnf,分别为基因簇rnf1和rnf2,其中rnf1位于固氮基因岛上,rnf2基因簇位于核心基因组上。为了明确两套电子传递体在生物固氮过程中的功能,分别构建了rnf1和rnf2基因簇的突变株并测定了相关表型。结果发现,在基本培养基中两个基因簇的突变都不影响菌体生长,可能相互之间存在着功能互补;固氮酶活性测定结果表明,位于固氮基因岛中的rnf1基因簇缺失造成固氮酶活下降80%以上,而rnf2基因簇的缺失对酶活无显著影响。进一步采用启动子-lacZ融合表达策略探究了基因簇rnf1对固氮酶结构基因nifH转录的影响,发现rnf1极性突变株中nifH的启动子转录活性仅为野生型的17.59%,推测rnf1缺失造成了固氮条件下能量产生匮乏,胞内碳氮比失衡,进而造成固氮系统表达受抑制。
    人参皂苷生物转化的研究进展
    蔡小雨1,闫培生1*,高秀君1,陈琪琪1,郭长禄1,刘润东2,梁浩2,张明臣2
    2018, 20(4):  52-60.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0339
    摘要 ( )   PDF (1083KB) ( )  
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    人参皂苷和稀有人参皂苷是人参属植物的主要活性成分,而稀有人参皂苷具有极高的药理活性,但是在人参属植物中的含量较低,因此通过生物转化得到稀有人参皂苷具有一定的研究价值。目前已有食品级微生物和各种糖苷酶、蜗牛酶等应用到人参皂苷的生物转化中。综述了人参皂苷的种类及功效、酶法和微生物转化法转化人参皂苷的工艺条件和产物,为稀有人参皂苷的大批量工业化生产提供有益的参考。
    智慧农业 农机装备
    基于自组织特征映射神经网络技术的多维土壤数据分析
    王淑芬1,王卫2*
    2018, 20(4):  61-71.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0542
    摘要 ( )   PDF (5767KB) ( )  
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    自组织特征映射神经网络技术(self-organizing map,SOM)因其强大的非线性拟合能力和可视化特点在土壤多维数据分析中具有独特的优势。将SOM技术应用于表层土壤多维数据分析,进而开展人工神经网络技术(artificial neural network,ANN)在环境领域的应用研究。以乌苏-奎屯-独山子-沙湾地区为研究区域,共采集199个表层土壤样本,分析得到22个土壤属性。利用SOM技术开展了土壤聚类分析、采样点优化、土壤属性相关性等研究。结果表明:研究区域土壤属性变异系数较高,土壤受人类活动影响明显,除pH外,其余21个土壤属性数据分布服从正态分布或对数正态分布。依据土壤内在的相关性及土壤属性的相似性,将土壤样本分为42组,综合考虑分组情况和采样点的空间分布特点,将土壤属性显著相似且空间相邻的24个采样点进行优化处理。土壤属性之间呈现一定的相关性,如OM与pH呈负相关性,而与ωH2O呈正相关性;OM与As、Cr、Mn、Cu、Zn、Pb、Ni、Al、Co、Fe、Mo、Ti呈正相关性,但与K、Na、Sb呈负相关性;Cr、Mn、Cu、Zn、Co、Fe之间呈正相关性;Cd和Ni呈正相关性;Al和Ti具有较高的正相关性;而V、Hg、Pb、Sb相互间无显著相关性。
    食品与营养
    提高我国农产品质量安全保障水平探析
    张小允,李哲敏*,肖红利
    2018, 20(4):  72-78.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0645
    摘要 ( )   PDF (1072KB) ( )  
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    农产品质量安全是各级政府和老百姓最关注的问题之一。近年来,政府为了提高我国农产品质量安全水平,投入了大量的人力、财力和物力,成效显著,农产品质量安全水平总体稳中有进,逐步向好。但因我国农产品质量安全管理涉及的农产品量大面广、起步晚、基础差,到目前为止农产品生产和经营的各个环节仍存在诸多亟待解决的问题。综述了我国农产品质量安全发展现状,分析了我国农产品质量安全工作存在的主要问题和面临的挑战,并提出要进一步建立地方农产品质量安全管理风险预警机制、完善农产品质量安全的可追溯体系、建立以大数据和全媒体为载体的农产品社会宣传、推进“三品一标”的规范化管理、建立优质优价的农产品质量安全市场机制等,以保证农业提质增效、农民安居增收。
    白茶品质化学研究进展
    刘东娜,罗凡,李春华,唐晓波,马伟伟,张厅,王云*
    2018, 20(4):  79-91.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0336
    摘要 ( )   PDF (1437KB) ( )  
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    白茶是我国特有的茶类,独特的加工工艺形成了其香气清鲜、滋味鲜醇的品质特征。综述了近年来白茶品质化学的相关研究进展,明确指出了与白茶色泽、香气和滋味等感官品质相关的化学因子,分析了鲜叶原料和萎凋、干燥、造形及其他创新工艺等对白茶化学品质的影响;最终指出利用精密仪器及先进技术精确定量表征与白茶品质色、香、味相关的各种化学因子,从化学官能团、分子状态等角度深入研究白茶品质化学的变化规律,揭示白茶化学品质形成的重要环节与机理是今后白茶品质化学的重点研究方向。
    资源环境 生物药物 生物质转化
    蜂产品中重金属对环境污染指示作用的研究
    黄嘉琪1,魏月1*,陈芳2,吴黎明2*
    2018, 20(4):  92-100.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0514
    摘要 ( )   PDF (1238KB) ( )  
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    利用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)技术测定了采自我国3个污染程度不同地区的环境介质和蜂产品中的11种常见重金属的含量,并对其进行了描述性分析、相关性分析、方差分析以及回归分析。结果显示,采自不同地区的土壤样品中重金属含量相对较高且存在较大差异;洋槐植物中重金属含量总体上较土壤中的低,且采样地区之间差异不显著;蜂花粉中重金属的平均含量与环境污染程度的变化趋势相同,且与环境介质之间相对应的重金属含量存在较强的相关性,因此,蜂花粉较为适合做环境中重金属污染指示剂;尽管蜂蜜中重金属的含量较低,但其中Co、Fe、Mo元素对环境污染具有良好的指示作用。上述结果为评价环境污染程度提供了一种新的技术模式,也为拓展蜂产业应用领域提供了新思路。
    不同基因型玉米品种产量和氮素利用效率对减施氮肥的响应
    王荣焕§,陈传永§,徐田军,赵久然*,吕天放,刘月娥,刘秀芝,刘春阁
    2018, 20(4):  101-107. 
    摘要 ( )   PDF (1358KB) ( )  
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    选用氮高效型高产品种是实现玉米高产稳产、节本增效的重要技术途径。以我国玉米生产主推品种郑单958(Zhengdan 958,ZD958)、先玉335(Xianyu 335,XY335)、京科968(Jingke 968,JK968)和京农科728(Jingnongke 728,JNK728)为试验材料,设置0 kg/hm2(N0)、75 kg/hm2(N1)、150 kg/hm2(N2)和225 kg/hm2(N3)共4个纯氮施用水平,研究并明确不同基因型玉米品种产量和氮素利用效率对减施氮肥的响应特征。结果表明:①施用氮肥可显著提高玉米籽粒产量,4个氮肥处理条件下籽粒产量均以京科968为最高,分别较郑单958、先玉335和京农科728平均增产4.1%、7.7%和14.6%。施氮量由纯氮225 kg/hm2适当减施75 kg/hm2(N3→N2)时,京科968和京农科728减产不显著;而郑单958和先玉335减产显著。②不同施氮水平下,品种间的单株生物量、花后干物质积累量和干物质转移率存在显著差异。施氮量由纯氮225 kg/hm2减为150 kg/hm2(N3→N2)时,京科968和京农科728单株生物量降低,但差异不显著,而郑单958和先玉335差异显著。③氮素利用效率随施氮量增加呈降低趋势,京科968和京农科728在不同施氮水平的氮肥农学利用率、氮肥生理利用率均高于郑单958和先玉335,且在低氮水平下优势更明显。④每生产100 kg籽粒需吸收纯氮量在不同施氮水平和品种间均存在显著差异。不同品种间,在4个施氮处理条件下每生产100 kg籽粒平均需吸收纯氮量表现为郑单958(2.3 kg)>先玉335(2.2 kg)>京农科728(2.1 kg)>京科968(2.0 kg)。由此可见,京科968在土壤瘠薄条件下仍可获得较高的产量水平;氮素利用效率随施氮量增加呈降低趋势;京科968和京农科728的氮素利用效率在不同氮肥处理条件下均高于郑单958和先玉335,且由纯氮225 kg/hm2适当减施75 kg/hm2时减产不显著。干物质积累量高、花后干物质转运能力强、生产单位重量籽粒所需氮肥量少、氮素利用效率高是京科968和京农科728在适量减施氮肥条件下减产不显著的主要原因。
    蚕沙土壤调理剂对酸性土壤改良及豆角生长的影响
    林李华,支胡钰
    2018, 20(4):  108-114.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0337
    摘要 ( )   PDF (1057KB) ( )  
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    多年连作、过量施用化肥以及不科学使用农药等因素导致土壤板结、盐碱化、土传病害严重,土壤根际有益微生物的生存环境遭到破坏,土壤生态失衡,作物生长受限。在此类土壤上进行农业栽培生产,加剧土壤恶化,致使病虫害问题逐年严重,使作物减产甚至绝产,对农业生产造成严重损失,污染生态环境,甚至影响人类的生存发展。目前南方耕地土壤不断恶化,土壤酸化尤为严重,亟需进行土壤治理。通过第一季施用土壤调理剂,第二季不施用土壤调理剂的连续两季豆角盆栽试验,研究了几种土壤调理剂对酸性土壤改良效果及对豆角生长的影响。结果表明:①在酸性土壤上施用适宜的土壤调理剂可改良土壤,提高土壤pH,增加土壤有机质含量,促进作物生长,提高作物产量;②试验筛选出改良效果最优的土壤调理剂为蚕沙1土壤调理剂(蚕沙50%、贝壳40%、氧化镁10%),在蚕沙1调理剂的作用下,土壤pH上升了0.77,土壤有机质含量提高了6.49%,豆角产量增加了125.99%。
    不同种植模式下烤烟干物质积累与养分吸收动态变化分析
    顾勇1,谢云波1,张永辉1,蔡艳2,沈杰2,宋杨2,周泽弘2,李斌3,李冰2*
    2018, 20(4):  115-122.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0313
    摘要 ( )   PDF (981KB) ( )  
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    探究不同种植模式下烤烟干物质积累、养分吸收动态与分配特征,为不同种植模式下烤烟养分管理提供理论基础。采用旱地轮作和水旱轮作模式,以云烟97为供试材料开展田间试验,研究了烤烟在两种种植模式下不同移栽后天数的烤烟干物质积累和养分含量动态变化。结果表明:水旱轮作模式有利于烤烟干物质积累,水旱轮作下烤烟干物质积累是旱地轮作模式的1.11倍(移栽后91 d),根系和茎秆干物质积累量分配比例变化较大,叶片差异不明显;水旱轮作下烤烟移栽后21~35 d、49~63 d内两个时期氮素积累速率均较高,移栽后91 d烤烟氮含量(21.84 g/kg)比旱地轮作下烤烟氮含量(19.33 g/kg)高12.98%,且烤烟叶片氮素积累分配比例比旱地轮作高3.79%;在根、茎、叶中磷素积累速效上,水旱轮作模式下明显比旱地轮作模式滞后,分别是在移栽后63~77 d和49~63 d内达到最大;且旱地轮作模式有利于烤烟钾含量提高,烤烟钾含量是水旱轮作的1.36倍(移栽后91 d),旱地轮作下烤烟生育前期至中后期(移栽后21~63 d)均表现为钾素吸收速率快速增加,吸收峰值时期(移栽后49~63 d)也明显比水旱轮作(移栽后35~49 d)迟。因此,水旱轮作模式下应采用轻施氮肥,重施钾肥,且宜于早施钾素追肥;旱地轮作模式下应调整氮、钾肥施用量、施用时期,钾肥分次施用,且宜于迟施。
    基于氮素效应的烤烟叶型垂直分布特征分析
    刘志宏1,邵惠芳1*,王林1,孔德辉2,穆童1,黄五星1,许自成1
    2018, 20(4):  123-131.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0220
    摘要 ( )   PDF (1785KB) ( )  
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    为明确不同施氮水平对烤烟叶型特征的影响,以云烟87、豫烟12和秦烟96为供试材料,设3个施氮水平,分别为N1(30 kg/hm2)、N2(60 kg/hm2)、N3(90 kg/hm2),测定了烤烟叶片长度和宽度、茎叶角度、叶面积指数、群体透光率等指标,并对其在烤烟冠层垂直分布特征的差异进行了分析。结果表明:①随着生育期推进,烤烟群体叶面积指数向中上层转移,分层叶面积指数随冠层高度增加呈先增大后减小的趋势,施氮水平对分层叶面积指数的调控因冠层高度和基因型而异。②茎叶夹角随冠层高度增加而增大,施氮会使茎叶夹角增大,但不同冠层高度和基因型的增幅有所不同;茎叶垂角在N1和N2水平下随冠层高度增加而减小,而在N3水平下随冠层高度增加表现为先下降而后升高的趋势;叶片弯曲度与茎叶垂角的变化趋势相同。③烤烟群体透光率随冠层高度增加而增大,随施氮水平的增加而减小,透光率随冠层高度变化符合二次多项式曲线,方程参数在施氮水平间差异显著,在基因型间不显著。④3个烤烟品种的透光率随累积叶面积指数增加而呈指数递减,不同累积叶面积指数下豫烟12的透光率最低,在累积叶面积指数小于1.2时秦烟96的透光率比云烟87小,而大于1.2时则相反。总之,N2(60 kg/hm2)水平下烤烟叶型的垂直分布特征较好,有利于烟叶的生长发育及品质的形成。
    不同除草剂处理对柴胡产量和质量的影响
    王向东1,马艳芝2*,客绍英2
    2018, 20(4):  132-137.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0575
    摘要 ( )   PDF (964KB) ( )  
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    以中药材柴胡为试验材料,于柴胡种子播种前和出苗后分别以6种不同除草剂(氟乐灵、地乐胺、除草通、精喹禾灵、高效盖草能 、精稳杀得)进行处理,以清水为对照,适采期采收后测定柴胡产量、皂苷a和皂苷d含量、总皂苷、醇溶性浸出物含量及农药残留,分析不同除草剂对柴胡产量及质量的影响。结果表明:除除草通外,其他除草剂处理柴胡产量均有显著提高,其中氟乐灵处理的柴胡产量最高,为1 387.5 kg/hm2,比清水对照组(840.60 kg/ hm2)提高65.09%,其次是高效盖草能(1 240.65 kg/hm2),较对照提高47.6%;柴胡皂苷a和皂苷d含量的变化趋势基本一致,且所有处理的柴胡皂苷(a+d)的含量均超过0.3%,精喹禾灵处理的柴胡皂苷a和皂苷d含量最高;除草剂处理柴胡总皂苷均低于清水对照,但都在6%以上且差异不显著;农药残留检测结果均为未检出;结合各项指标利用隶属函数分析法进行综合评价,结果为:氟乐灵>精喹禾灵>清水>精稳杀得>高效盖草能>除草通>地乐胺。因此,可选用氟乐灵为柴胡播前、精喹禾灵为苗后用除草剂类型。
    方法与技术创新
    响应面法优化超声波提取三七根多糖工艺研究
    陈金娥,刘慧,赵志刚,张海容*
    2018, 20(4):  138-146.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0235
    摘要 ( )   PDF (10524KB) ( )  
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    采用响应面法优化超声波提取三七根多糖的工艺条件。在单因素试验的基础上,选取提取时间、超声温度、料液比、超声功率为影响因子,以三七根多糖的产率作为响应值,应用Box-Behnken中心组合法进行4因素3水平的试验设计、响应面分析。结果表明,超声波提取三七根多糖的最优条件为:功率320 W, 时间41 min,温度58℃;料液比1 g∶50 mL,在此工艺条件下,多糖产率达到19.51%。与传统的热水浸提法相比提取效率明显提高,该工艺便捷、快速、产率较高,可用于指导工业生产提取三七根多糖。
    论文
    新型复合改良剂改良盐渍土组方效果研究
    董宁1,康立娟2*,石峰1,宋宇加1,张静霞1,张余莽1
    2018, 20(4):  147-153.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0204
    摘要 ( )   PDF (1150KB) ( )  
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    针对吉林松原乾安盐渍土的理化性质,通过研究食用菌菌糠作为基质的新型复合改良剂对盐渍土的改良效果,探讨菌糠改良盐渍土的可行性。以菌糠为基质,添加石膏和硫酸铝,通过土培试验研究复合改良剂对盐渍土改良效果的影响。结果表明:复合改良剂能较好地改善盐渍土的理化性质,降碱作用明显;随菌糠用量的增加,土壤容重下降,土壤微团聚体(0.25~1 mm)数量明显增加,土壤pH、交换性钠含量和总碱度都逐渐下降。土壤总盐含量呈先逐渐降低、后略有升高的趋势。复合改良剂对土壤阳离子交换量的影响不是很大,各添加物的比例菌糠66%、石膏26%、硫酸铝8%的改良效果最好。通过复合改良剂组方效果研究,为吉林省西部盐渍碱土改良提供重要的参考依据。