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        中国科学院东北地理与农业生态研究所,是中国科学院设在东北地区的综合性地理学、农学、生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地,于2002年由原中国科学院长春地...
      • 历任领导
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      现任领导
      • 姜明

        所长

      • 王宗明

        党委书记
        副所长

      • 项尚

        纪委书记

      • 李向楠

        副所长

      • 李禄军

        副所长

      所长致辞
        中国科学院东北地理与农业生态研究所于2002年3月经中国科学院批准,由成立于1958年的中国科学院长春地理研究所和成立于1978年的中国科学院黑龙江农业现代化研究所整合组建而成,是中国科学院设立在东北地区的综合性地理学、农学、生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地,2002进入中国科学院知识创新工程序列...
  • 机构设置
    • 直属机构
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      科研系统
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      管理系统
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    • 概况
        东北地理所现有各类职工500余人,80%以上具有研究生学历。历年入选中国工程院院士1人,双聘院士7人,国家百千万、杰青、优青等国家级人才计划10余人,院级人才计划30余人。国家“973计划”、国家重点研发计划、国家科技基础性工作专项、科技基础资源调查专项、国家科技支撑计划等项目首席科学家10余人,国务院政府特殊津贴获得者60余人。
      • 院士
      • 国家基金委人才
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      • 部委人才
      • 兴土人才
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      • 副高级专业技术人员
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      • 特别研究助理
  • 科研成果
    • 概要
        60年的耕耘,东北地理所取得了累累的科研硕果。创建了我国湿地学科理论体系,揭示我国湿地形成与发育规律、土壤关键过程与生态功能,研发退化沼泽近自然综合恢复关键技术、湿地植被快速恢复技术和湿地苇-蟹/鱼-稻复合生态模式。阐明了黑土演化过程与驱动机制,揭示了黑土退化特征和肥力调控机理,研发了黑土地肥沃耕层构建关键技术、作物高光效新型种植模式、侵蚀黑土综合防治技术、合作研发了“梨树模式”等黑土保护与利用关键核心技术,支撑“黑土粮仓”科技会战。首次克隆了控制大豆开花期的最大位点基因E1以及控制大豆长青春期性状的经典基因J,在国际上率先建立大豆分子设计育种理论体系和最大容量的大豆突变体库;研发和...
      • 获奖
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      • 标准
  • 合作交流
    • 院地合作
      • 吉林省水文水资源局一行调研东北地理所并签署合作协议
      • 中铁十四局集团到东北地理所开展专题调研
      • 第十届全国玉米育种大会暨中科玉科企联合体年度工作会议在海南乐东县成功召开
      • 黑龙江三江国家级自然保护区管理局党组书记、局长于小东一行调研东北地理所并签署合作协议
      • 兴安盟行政公署副盟长何伟利一行调研东北地理所
      • 东北地理所与吉林省松原市长岭县签署战略合作协议
      国际交流
      • 美国加州大学戴维斯分校William R. Horwath教授来东北地理所访问交流
      • 姜明参加地球观测组织(GEO)2023年会议周及部长级峰会
      • 中国科学院国际杰出学者Damià Barceló教授访问东北地理所
      • 姜明率团访问俄罗斯远东地区科研机构
      • 俄罗斯联邦科学水稻中心一行到东北地理所开展合作交流
      • 中美土壤学会“快速进化中的黑土地科学”研讨会在长春顺利召开
  • 研究生教育
    • 概况
        东北地理所是1978年恢复学位制度后,第一批硕士学位授予单位。现有环境科学与工程、地理学、生态学和农业资源与环境四个一级学科博士后流动站...
      • 导师介绍

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      • 童心探科学 筑梦新时代
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      • 东北地理所举办第十八届公众科学日系列科普活动
      • 东北地理所举办中科院第四届科学节活动
      • 东北地理所举行中科院第十七届公众科学日活动
      科普文章
      • 【科学大院】达尔文眼中“人类最值得信赖的朋友”,现在的处境有多危险?
      • 【科学大院】2022年中国新补充10343个物种,其中最多的是……
      • 【科学大院】灌木“步步入侵”,草原“何去何从”
      • 【中科院之声】野火对于野草,是敌是友?
      • 【科学大院】亮如白昼的夜里,有些植物处境艰
      • 【科学大院】如何保护黑土?有一个“偷懒”的办法
      科普图片/视频
      • 【哔哩哔哩直播2023中科院跨年演讲】邹文秀:“龙江模式”——保护黑土地 共筑大粮仓
      • 关义新-“用好养好”东北黑土
  • 信息公开
    • 工作信息

      相关规定

      • 信息公开规定
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      • 信息公开目录

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      • 2019年度信息公开工作报告
      • 2018年度信息公开工作报告

      组织机构

      • 工作机构
      • 监督机构
      主动公开

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      • 人事教育管理

      科学研究

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      财政经费

      • 预算决算

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科研动态

东北地理所在土壤障碍因子解析及其精准管理分区研究取得新进展

来源:盐渍土生态与改良学科组

来源:盐渍土生态与改良学科组   |  发布时间:2021-11-26   |  【 大  中  小 】

  障碍因子解析及其管理是盐碱地治理与利用领域的重要课题。东北是我国五大盐碱地分布区之一,面积高达765万公顷。松嫩平原是苏打盐碱地最大的集中分布区,土壤盐分组成以NaHCO3与Na2CO3为主,土壤理化性质恶劣,作物产量低,治理难度大、时间长、见效慢。针对这一问题,中科院东北地理与农业生态研究所依托吉林大安农田生态系统国家野外科学观测研究站,开展了苏打盐碱地土壤障碍因子解析及其管理研究,近期主要研究进展如下:

  传统的土壤障碍因子鉴定方法,常以播种前土壤特征为自变量,以作物产量为因变量,利用多元统计方法量化作物产量与土壤特征的定量关系而解析出土壤主导障碍因子。这些被鉴定的土壤主导障碍因子,常作为关键变量,或者直接通过主成分分析等降维方法将播种前的土壤特征变换提取出主成分作为关键变量,而被用于划分土壤精准管理区。然而,作物敏感生育期(例如抽穗开花期)土壤特征对于作物产量的影响可能要大于播种前土壤特征对于作物产量的影响。基于此,研究团队提出将作物敏感生育期土壤特征纳入研究体系,能够提升对于土壤主导障碍因子鉴定、作物产量预测精度以及土壤管理区划分适宜性的假说。

  研究团队选取一系列不同改良方式及年限的苏打盐碱地水田,以水稻抽穗开花期为例,研究作物敏感生育期土壤特征在障碍因子解析、产量预测精度以及土壤管理区划分适宜性方面的作用及意义。于泡田前调查分析土壤物理化学特征,于抽穗开花期调查分析土壤化学特征,于收获期调查水稻产量及产量构成,采用分类回归树模型量化并比较了传统障碍因子解析方法与纳入不同自变量的解析方法(图1)。

  结果发现,传统方法(仅纳入泡田前土壤特征)对于产量的总解释力为77.5%,泡田前0-10cm土层碳酸根离子为水稻产量的单个最大解释力变量(53.4%)。而纳入抽穗开花期土壤特征与产量构成,无论纳入泡田前土壤特征与否,对于水稻产量的总解释力提升至81.3%。对数据进一步挖掘发现,只要纳入抽穗开花期土壤特征,无论纳入泡田前土壤特征及产量构成与否,抽穗开花期0-10cm土层残余碳酸钠均为水稻产量的单个最大解释力变量(60.5%),可被鉴定为土壤主导障碍因子。

  图1苏打盐碱地水田不同土壤特征及产量构成解释水稻产量变异性的回归树

  进一步采用相对方差、变异系数及方差分析比较传统土壤管理区划分方法与纳入不同自变量的管理区划分方法,发现相比于其他管理区划分方法,纳入水稻抽穗开花期土壤特征及水稻产量构成因素的管理区划分方法的水稻产量相对方差更高,管理区内水稻产量及其主导因素的变异系数降低,判别管理区之间的重要土壤及水稻参数的能力有所改善。

  图2 传统管理区划分方法框架图及改进的关键环节

  研究结果证实,纳入抽穗开花期土壤特征,可通过增加鉴定出的土壤主导障碍因子解释力而提高对于水稻产量的预测精度,从而可提高管理区划分的适宜性。这凸显了作物敏感生育期土壤特征在障碍因子解析及管理区划分研究中的重要性,对于靶向消减土壤主导障碍因子与精准调控作物产量具有重要的理论意义与实践价值。这些结果在更多的土壤类型及气候条件鼓励下开展研究,进一步验证作物敏感生育期土壤特征在障碍因子解析、作物产量预测精度以及管理分区方面的重要作用及意义(图2)。

  该研究由东北地理所王明明副研究员、梁正伟研究员(通讯作者)、澳大利亚阿德莱德大学Pichu Rengasamy研究员、沃加沃加农业研究所(Wagga Wagga Agricultural Institute)Ehsan Tavakkoli博士等共同完成。

  相关成果发表在Land Degradation & Development上。该研究得到国家重点研发计划(2016YFC0501200)、国家自然科学基金项目(41101304)、山东省重大科技创新工程项目(2019JZZY010726)、中科院STS项目、西部计划及创新团队国际合作伙伴计划项目(KFJ-STS-ZDTP-029; KZCX2-XB2-13; KFJ-SW-STS-141-01; Y2B1001001),研究所一三五暨特色研究所服务项目、中科院黑土区农业生态重点实验室项目(2016ZKHT-07)以及国家留学基金委项目(201904910143)等支持。

  论文信息:

  Wang MM, Rengasamy P, Wang ZC, Yang F, Ma HY, Huang LH, Liu M, Yang HY, Li JP, An FH, Li YY, Liu XL, Liang ZW. 2018. Identification of the most limiting factor for rice yield using soil data collected before planting and during the reproductive stage. Land Degradation & Development, 29:2310–2320.

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ldr.3026

  Wang MM, Tavakkoli E, Rengasamy P, Huang LH, Ma HY, Yang F, Wei TJ, Lu XR, Xu ZC, Fang YY, Liang ZW. 2021. Management zone delineation based on soil properties measured during the reproductive stage of rice in the field. Land Degradation & Development, 32:3106–3121. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ldr.3971


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