滨湖城市典型公园化河口岸带土壤理化性状研究

为摸清五里湖公园化河口岸带土壤理化性质,探明土壤质量状况,本研究于2017年10月对五里湖3个典型公园化河口区域(陆典桥浜L、梁塘河C、圩田里河W)的24个点位进行岸带土壤采集,分析土壤颗粒组成、容重(BD)和孔隙度(Pt)等物理性状和pH、有机质(OM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、全磷(TP)和有效磷(AP)等化学性状,并利用与植物生长相关的土壤指标(石砾、砂粒、黏粒、BD、pH、OM、TN、AN、TP、AP)进行土壤质量指数(SQI)评价。结果表明:①3个河口岸带土壤均存在结构退化的情况,土壤主要以石块和石砾为主(700g/kg),砂粒、粉粒和黏粒含量较低,土壤容重偏大(1.35 g/cm3),孔隙度偏低(50%);②3个河口岸带土壤pH均呈碱性(平均8.30),且陆典桥浜河口圩田里河河口梁塘河河口,AP含量趋势相反;除梁塘河河口TP含量差异不大外,陆典桥浜和梁塘河河口的OM、TN、AN、AP、TP均呈现近岸大于远岸的趋势。③3个河口岸带土壤质量状况均较差(SQI0.5),AN、BD、OM、AP和pH是影响研究区域岸带土壤质量的5个主因子。     

双江县冰岛五寨古茶园土壤养分状况及肥力质量评价

研究双江县冰岛五寨古茶园土壤养分状况及肥力质量水平,为该地古茶园土壤养分管理提供科学依据。测定了冰岛五寨古茶园105个土壤样本的pH、有机质（OM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、全氮（TN）、全磷（TP）以及全钾（TK）8项土壤养分指标,以变异系数法确定权重,利用模糊数学隶属度函数模型计算土壤肥力综合指数;结合相关性分析与主成分分析,对冰岛五寨古茶园的土壤养分及肥力质量进行综合性评价。结果表明：冰岛五寨古茶园土壤pH值在4.70～6.16之间,均值为5.45;OM含量在14.97～123.24 g/kg之间,OM含量丰富;AN含量为78.17～327.37 mg/kg,其中冰岛老寨和糯伍两地均有4.76%的土壤处于Ⅲ级标准,存在供氮不足;AP含量储备充足,含量在10.35～474.54 mg/kg之间,冰岛老寨处于高位水平;AK含量在56.67～590.00 mg/kg之间,坝歪含量总体偏低,部分土壤缺乏钾素;TN、TP、TK的含量范围分别0.33～5.34、4.68～22.38、14.94～45.41 g/kg,TP、TK含量远高于优质茶园标准;相关性与主成分分析...     

不同水土保持措施对闽西紫色土速效养分及可蚀性的影响

以福建省西部宁化县紫色土区梯田+杨梅+百喜草(C1)、山边沟+鱼鳞坑+金银花(C2)、隔坡梯田+鱼鳞坑+油茶(C3)、鱼鳞坑+油茶(C4)、竹节沟+乔灌草(C5)5种水土保持措施和无水土保持措施(CK)的紫色土坡地为研究对象,对比分析不同水土保持措施下闽西紫色土速效养分含量及可蚀性特征差异,并揭示土壤速效养分与可蚀性特征间的相互关系。结果表明:5种水土保持措施下紫色土速效养分含量除硝态氮外均高于CK,其中,铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量分别呈现C2C3C4C1C5CK、C2CKC4C3C5C1、C2C5C1C3C4CK、C2C1C3C5C4CK的变化规律;5种不同水土保持措施下土壤AN/AP、AN/AK均小于CK,而AP/AK则表现为C3CKC4C1C5C2的变化规律,总体上5种水土保持措施均能有效促进土壤速效养分平衡。5种水土保持措施下土壤可蚀性K值均小于CK,土壤有机碳含量均高于CK,其中C2的土壤可蚀性K值最小,有机碳和砂粒含量最高。可见,在闽西紫色土坡地中布设水土保持措施能有效提高紫色土抗侵蚀能力,其中山边沟+鱼鳞坑+金银花的水土保持效果最好。紫色土速效养分与可蚀性特征联系密切,土壤可蚀性K值越大,速效养分流失越严重,速效养分含量越低。研究结果为紫色土坡地评价水土流失治理效果提供数据支撑,为水土保持措施的选择提供借鉴。     

不同施肥结构对红菜园土有机质、酸性和交换性能的影响

采用田间小区试验研究不同施肥结构和酸调理剂对由第四纪红土发育的酸性红菜园土的有机质、酸性以及交换性能的影响.结果表明,化肥+石灰(NPK+ CaO)和化肥+氧化镁(NPK+ MgO)处理的土壤pH极显著高于其他各处理,并且能显著降低土壤交换态铝的含量,而酸化调理剂2号(NPKSR2)对土壤pH的提高又显著高于其他各处理,土壤pH与土壤交换性铝离子呈负相关;各施肥处理均能提高土壤有机质含量,以化肥+菜枯(NPK+OM)处理效果最佳,该处理土壤有机质含量平均达16.71 g/kg,酸化调理剂2号(NPKSR2)也能显著提高土壤有机质含量;化肥+石灰(NPK+ CaO)和化肥+氧化镁(NPK+MgO)处理提高土壤阳离子交换量(CEC)和有效阳离子交换量(ECEC)效果最显著,酸化调理剂2号(NPKSR2)又优于其他各处理,化肥+氧化镁(NPK+ MgO)处理能有效提高土壤交换性盐基离子各组成的含量;化肥(NPK)和酸化调理剂2号(NPKSR2)处理均能缓慢提高蔬菜作物产量,而其他各处理蔬菜作物产量均不稳定.     

连续全量秸秆还田与氮肥用量对农田土壤养分的影响

秸秆每季或隔季机械化全量还田可能是未来稻麦轮作农田秸秆还田的主流方式。该文研究了两种秸秆全量还田方式下不同氮肥用量对土壤养分保持和供应能力的影响,以期为该种还田方式的应用提供依据。通过田间小区试验,比较稻作一季与稻麦两季秸秆全量还田条件下不同氮肥用量对土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、铵态氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的影响。结果表明:单季秸秆还田下,土壤SOM、TN、AN、AP、AK随着氮肥用量的增加而增加,分别比CK(不施秸秆与氮肥)增加了3.7%～11.2%,2.2%～16.2%,6.4%～22.8%,25.7%～106.5%,30.2%～58.7%,土壤NH4-N、NO3-N的含量比CK显著降低,分别减少了1.30,1.32mg/kg;同等氮肥用量(N1～N3)时,双季秸秆还田比单季秸秆还田土壤SOM、AP、AK分别增加了1 000～2 400,7.9～14.5,11.0～15.0mg/kg,土壤AN、NH4-N、NO3-N分别降低了6.1%～10.0%,9.9%～11.3%,14.7%～22.8%,对土壤TN无显著影响;秸秆和氮肥的交互作用对SOM、TN有显著影响。氮肥施用提高了土壤中SOM、TN、AN、AP、AK、NH4-N、NO3-N含量;秸秆还田显著增加了土壤SOM、AN、AP、AK的含量,显著降低了土壤NH4-N、NO3-N的含量,土壤AN、NH4-N、NO3-N含量与秸秆用量呈显著负相关;秸秆与氮肥的交互作用能显著提高土壤中SOM、TN的含量。     

松嫩平原土壤孔隙指标与其他土壤指标的相关关系

为了研究东北地区黑土区土壤物理性质变化对土壤功能维持的影响,选取松嫩平原的土壤样品作为试验材料,测定了土壤物理指标中3个孔隙相关指标包括土壤比表面积、容重和孔隙度,10个土壤理化及肥力相关指标包括土壤pH值、电导率(EC)、土壤含水量、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、全钾(TK)、速效钾(AK)、全磷(TP)、速效磷(AP)。结果显示:3个指标与其他指标显著相关个数及相关系数R2显示,土壤容重与土壤肥力及理化性质变化相关性最高。不同物理指标对于表征土壤肥力的功能存在差异性,简单线性回归与逐步回归均发现类似的规律:土壤的比表面积与土壤含水量的相关性最强(R2=0.24,slope=0.085),表明土壤比表面积越大,土壤持水能力越强;土壤容重与土壤SOC含量相关程度最强(R2=0.21,slope=-24.92),而土壤的孔隙度与TN含量的相关程度最高(R2=0.08,slope=0.02)。3个指标与养分的不同形式的相关性分析结果显示:它们多与全量养分(TN、TK、TP)相关性较高(R2=0.058),而与养分速效量(AN、AK和AP)相关性较弱(R2=0.026)。     

模拟CCS技术CO_2泄露对C_4作物生物量的影响

模拟CCS技术CO_2泄露对C_4作物生物量的影响,以期为CCS技术CO_2泄露后可能产生的环境影响提供基础性资料。利用CO_2人工气候箱,模拟CCS技术CO_2泄露产生的高浓度CO_2环境,研究在CO_2分别为正常大气CO_2浓度(对照组),10 000,20 000,40 000,80 000mg/kg时,对玉米、高粱、谷子、糜子4种C4作物植株干重、根冠比、干湿重比的影响。试验结果表明:当CO_2浓度为10 000,20 000mg/kg时,4种C4作物植株干重逐渐增加,根冠比、干湿重比均减小,但随着CO_2浓度持续增加到40 000,80 000mg/kg时,4种C_4作物植株干重逐渐减少,根冠比、干湿重比均增大,并且随着试验天数的增加,4种C_4作物的根冠比和干湿重比会逐渐减小。在CO_2浓度为20 000mg/kg时,4种C_4作物的干重值最大,根冠比和干湿重达到最小值,此时,更利于植物地上部分的生长,其水分利用率达到最高。     

连续施用土壤改良剂对砂质潮土团聚体及作物产量的影响

  【目的】   研究施用无机和有机土壤改良剂对团聚体形成和作物产量的影响,为新型土壤改良剂的应用提供理论依据。   【方法】   以河北廊坊砂质潮土为研究对象,以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂 (SC) 和以凹凸棒土为核心材料的无机土壤改良剂 (SA) 为试材,进行4年 (2015—2019) 定位试验。试验设4个处理:单施化肥 (CK)、化肥+无机改良剂 (SA)、化肥+有机改良剂 (SC)、化肥+无机改良剂+有机改良剂 (SCA)。种植方式为小麦–玉米轮作。2019年小麦和玉米收获后,测定作物产量并采集耕层土壤,测定土壤理化指标、微生物量碳氮含量、团聚体组成及其碳氮含量。   【结果】   在小麦季和玉米季,SCA处理均可显著提高作物产量,较CK处理分别提高了54.16%和24.26%;在小麦季,SC处理较CK处理显著提高土壤全氮 (TN)、有机碳 (SOC)、速效钾 (AK) 和有效磷 (AP) 含量,微生物量碳 (MBC) 显著提高8.82%,pH显著降低3.19%;在玉米季,SCA处理较CK显著提高了土壤TN、SOC、AK、AP含量,MBC显著提高了33.65%,土壤pH显著降低了5.92%;在小麦季和玉米季,土壤团聚体均以粒径0.053～0.25 mm为主;与CK处理相比,小麦季SC处理土壤粒径 > 0.25 mm的大团聚体含量、平均重量直径 (MWD) 和几何平均直径 (GMD) 分别显著提高42.51%、22.41%和20.35%,玉米季SCA处理3个指标分别显著提高68.71%、35.47%和29.65%;各粒级团聚体中SOC和TN含量都以粒径 > 0.25 mm大团聚体最高,且SCA处理显著增加土壤各级别团聚体SOC和TN含量;施用土壤改良剂增加粒径 > 0.25 mm大团聚体SOC和TN贡献率,小麦季SC处理较CK处理分别增加了29.06%和69.24%,玉米季SCA处理较CK处理分别增加了61.62%和114.20%;通过冗余分析和结构方程模型分析发现,粒径> 0.25 mm大团聚体与pH呈负相关关系,与AP、MBC、SOC以及各粒级团聚体中碳含量呈正相关关系;稳定的团聚体结构会影响SOC含量和pH,改善土壤C/N,进而影响作物产量。   【结论】   在砂质土壤上,单独施用以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂或与无机土壤改良剂配施均可改善土壤理化性质,促进大团聚体形成,提高团聚体稳定性,稳定的土壤团聚体可通过改善土壤碳氮比以提高作物产量。     

土壤无机离子对CO2封存泄漏的响应

[目的]旨在研究土壤中无机离子含量对CO2封存泄漏的响应。[方法]在CO2人工气候箱中分别种植绿豆、荞麦两种作物,模拟10 000,20 000,40 000和80 000μl/L这4个浓度梯度,外加一个空白浓度对照组,观测土壤无机离子含量变化及作物生长情况。[结果]随着大气中CO2浓度升高,土壤中的Cl-,K+,Ca2+含量基本先降后升,SO2-4呈现先升后降再升再降的M型变化趋势,Na+,Mg2+,HCO-3变化不显著,而CO2-3始终未检出。绿豆、荞麦的光合速率及生物量均在CO2浓度10 000μl/L时达到最大。[结论]大气中CO2浓度升高一方面会直接影响土壤溶液酸碱度、碳平衡,发生离子沉淀;另一方面还会影响作物和微生物生长,改变其对土壤离子的吸收和代谢。     

水盐梯度对滨海湿地土壤养分指标和酶活性的影响

[目的]研究海水入侵对滨海湿地土壤性质的影响,为分析水盐梯度对土壤养分指标和酶活性的影响机制提供依据。[方法]采集胶州湾滨海湿地表层土壤并设计室内模拟试验,测定不同水盐梯度上的土壤养分指标和酶活性。[结果]盐分和水分对土壤pH值和容重(BD)的影响显著;土壤有机质(TOM)、氨氮(NH_4~+-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、蔗糖酶(SA)、脲酶(UA)、碱性磷酸酶(APA)均随水梯度的增加表现为先升高后降低的趋势,在30%水梯度时达到最高值;土壤TOM,AP,AK,SA,UA,APA均随盐梯度的增加而降低,NH_4~+-N随盐梯度的增加而增加。土壤SA与TOM,AP,AK存在显著正相关关系;APA与TOM,AP,AK,BD显著正相关;UA与pH值,BD显著正相关,与NH_4~+-N具有一定的相关性。[结论]在一定范围内,土壤中水分过高或过低、盐分增加均会对土壤养分含量和酶活性产生抑制作用;土壤养分和酶活性之间存在密切的相关关系。     

不同C N比堆肥碳素物质变化规律研究

针对堆肥化过程中常伴有少量CH4等温室气体排放造成环境污染等问题,采用密闭堆肥化装置,进行了不同碳氮比和通气条件下,堆肥过程中的气体释放规律、影响因子及其对堆肥理化性质的影响研究。结果表明,C/N=25、30堆肥处理的有机物降解率高于低碳氮比处理;全氮含量随着有机物的降解而浓缩,随着堆肥的进行而不断提高,到堆肥结束时,C/N=15、20、25和30处理的全氮含量分别为23.5、24、27.8 g.kg-1和28.4 g.kg-1;堆肥过程中,C/N=15、20、25和30的堆肥处理CH4累积排放为0.67、0.95、2.25g.kg-1和1.80 g.kg-1,损失比例占初始碳物质的0.39%、0.5%、1.24%和0.92%,并且CH4气体的排放主要集中在高温前期,高温期越长,排放的温室气体越多。高温期适当增大通气量,对于控制堆肥温度和减少温室气体生成有双重作用。     

Soil organic C stabilization and thresholds in C saturation

When building soil organic matter (SOM) contents in agricultural production systems, stabilization of both pre-existing as well as added C is important. A laboratory mineralization experiment was conducted over 374 days to evaluate the effect of pre-existing SOM on soil C mineralization after addition of organic matter (OM) using sugar cane. The SOM gradient used here stretched from 21 to 106 g C kg⁻¹ soil and was a result of different periods of continuous cultivation of 5, 20, 35 and 105 years in comparison to a forest soil. The rate of organic C mineralization was found to be dependent on the status of pre-existing soil organic C (SOC). Highly degraded soil which had been under continuous cultivation for 35 years and more showed the highest rate of C mineralization per unit SOC (117.9 mg C g⁻¹ C) while forest soil had the lowest amount of C mineralized per unit SOC (73.5 mg C g⁻¹ C). Forest soil had the highest amount of increased C mineralization as a result of organic matter (OM) additions (8.0 mg C g⁻¹ soil) followed by the highly degraded soil that had been under cultivation for 105 years (5.5 mg C g⁻¹ soil). Additional mineralized C as a function of time after forest conversion declined progressively within the first 20 years of continuous soil use. Soil which had been under continuous cultivation for 20 years had the lowest amount of additional mineralized C (4.0 mg C g⁻¹ soil). SOM stabilization efficiency in the studied soils appears to be highest with intermediate cultivation history of about 20 years. These soils that have been recently converted to cultivation also appear to have a greater ability to stabilize added OM than the most degraded soils investigated in this study. It is thus advisable to provide intervention strategies to reverse SOM decline for farming communities at an intermediate stage before the soils are highly depleted of SOC.     

The initial rate of C substrate utilization and longer-term soil C storage

The initial reaction of microbial transformation and turnover of soil carbon inputs may influence the magnitude of longer-term net soil C storage. The objective of this study was to test the merit of the hypothesis that the more rapid substrates are initially utilized, the longer the residual products remain in the soil. We used simple model C compounds to determine their decomposition rates and persistence over time. Pure ¹⁴C compounds of glucose, acetate, arginine, oxalate, phenylalanine, and urea were incubated in soil for 125 days at 24°C. Total respired CO₂ and ¹⁴CO₂ was quantitatively measured every day for 15 days and residual soil ¹⁴C after 125 days. The percent ¹⁴C remaining in the soil after 125 days of incubation was positively and significantly correlated with the percent substrate utilized in the first day of incubation. The ¹⁴C in the microbial biomass ranged from 4–15% after 15 days and declined through day 125, contributing significantly to the ¹⁴C that evolved over the longer time period. Priming of ¹²C soil organic matter (SOM) was negative at day 3 but became positive, reaching a maximum on day 12; the total increase in soil C from added substrates was greater than the primed C. The primed C came from ¹²C SOM rather than the microbial biomass. This data supports the concept that the more rapidly a substrate is initially mineralized, the more persistent it will be in the soil over time.     

小麦温光型不育系C118S、C338S的选育

利用C49S-87为亲本材料,采用[(小黑麦×C49S-87)×绵农4号]×C49S-87、绵338×C49S-87杂交,通过分期播种试验,花粉镜检等手段,经过六年选育研究,转育出温光型不育系C118S、C338S。该不育系柱头外露率高、异交习性优于对照C49S-87。抗病性特别是抗条锈病有明显的改善,在永川自然条件下,表现为抗条锈病。在重庆地区正季播种不育可制种,晚播可繁殖不育系。     

长期施肥对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

以长期定位试验为研究对象,分析了长期施肥对土壤不同层次活性碳的影响,并计算了各处理的碳库指数和碳库管理指数。结果表明,土壤活性碳均随土层的增加而减少0,～7.5 cm土层的活性有机碳平均比7.5～15 cm、15～30 cm、30～50 cm高出6.6%、23.4%、57.1%。施肥均可以提高土壤活性有机碳和碳库指数。单施有机肥培肥土壤和有机肥、化肥的配合施肥对提高土壤中活性有机碳的作用较单纯施用化肥更为显著。施肥除了绿+N、秸+N、农+绿+N处理的碳库管理指数降低外,其它各处理的碳库管理指数均有所增加。农业生产中必须重视有机肥的合理施用,使土壤碳库处于良性状态,最终才有可能维持土壤的可持续性利用。     

Species-dependent partitioning of C and N stable isotopes between arbuscular mycorrhizal fungi and their C3 and C4 hosts

Natural ¹³C and ¹⁵N abundances of mycorrhizal fungi are increasingly used in ecology but reference data on arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are scarce. In experiments with nine phylogenetically dispersed AMF strains inoculated on leek (C3 plant) and sorghum (C4) in pot cultures, we measured the ¹³C/¹²C and ¹⁵N/¹⁴N ratios in shoots, roots, AMF spores as well as carbon isotope signature of the C16:1ω5 fatty acid (FA), which is diagnostic for AMF. Spore δ¹³C values varied among AMF strains on any given host. They were significantly lower than shoot δ¹³C for sorghum (−2.5‰ on average) while for leek, no clear C isotope partitioning between spores and host shoots was observed. The FA C16:1ω5 fatty acids were more ¹³C-depleted than spores, without correlation with spore δ¹³C values. For both, sorghum and leek, spore δ¹⁵N was higher (+1–2‰ on average) than for shoots. We found no evidence that isotopic partitioning between the partners drives ¹³C and ¹⁵N abundances in plant–AMF symbiosis. Mycorrhizal roots displayed relatively high δ¹³C typical for heterotrophic organs, and not a mix between AMF and plant signatures. Interestingly, inoculation slightly decreased shoot δ¹³C on leek but not on sorghum, as compared with non-mycorrhizal plants, suggesting that AMF improved the plant's water status, a parameter affecting the δ¹³C of C3 but not C4 plants. Phylogenetically closer AMF displayed more similar spore δ¹³C and induced similar ¹³C and ¹⁵N abundances on leek shoots, but this observation was not confirmed for sorghum. Plant and AMF isotopic abundances hardly correlated with other parameters related to plant development, mineral nutrition or root mycorrhizal colonisation, and these correlations were never consistent between sorghum and leek. Thus, isotopic abundances in plant–AMF symbiosis were rather constrained by each AMF/plant interaction. Nevertheless, our data provide a valuable reference for future investigations of AMF communities and AM symbiosis in situ.