氟啶胺对土壤中蔗糖酶活性及呼吸作用的影响

使用农药控制作物害虫和疾病可提高农业生产力, 然而农药的使用对土壤造成的污染已成为巨大且日益严重的问题。重复、广泛使用的农药进入土壤影响土壤生物、生物代谢及其生物活性, 已成为农业生态环境重要的研究内容。为了更好地了解氟啶胺对土壤微生物活性和土壤质量等潜在环境危险, 采用实验室模拟的方法研究了氟啶胺农药残留动态, 以及氟啶胺对土壤呼吸强度、蔗糖酶活性及其动力学和热力学特征参数的影响。结果表明: 高剂量(100 mg·kg^-1)氟啶胺在土壤的降解速率常数最大, 氟啶胺在土壤中的半衰期范围为0.38~0.59 d。高剂量(50 mg·kg^-1、100 mg·kg^-1 和1 000 mg·kg^-1)氟啶胺对土壤蔗糖酶表现出不同程度的抑制作用; 低剂量(1 mg·kg^-1、5 mg·kg^-1)处理表现为抑制-激活-抑制作用, 且波动范围较大; 10 mg·kg^-1 氟啶胺对土壤蔗糖酶前期表现为抑制、后期表现为激活作用, 波动范围较大。不同浓度氟啶胺胁迫下蔗糖酶促反应的Michaelis 常数(K_m)和最大反应速率(V_max)发生改变, 但变化不大。土壤中氟啶胺浓度为1 mg·kg^-1 时蔗糖酶所需的活化能(E_a)比CK 高, 其他浓度都低于CK; 5 mg·kg^-1、10 mg·kg^-1、50 mg·kg^-1、100 mg·kg^-1 和1 000 mg·kg^-1 所需的活化焓变(ΔH)随氟啶胺的浓度降低而变小; 在相同温度下蔗糖酶的活化熵变(ΔS)表现为: 1 mg·kg^-1G)变化差异较小; 320~330 K (开氏温度)时最大速度常数(Q₁₀)最大, 而290~300 K 时Q₁₀ 较小。低剂量氟啶胺对土壤微生物呼吸作用的影响表现为随时间变化呈现抑制-激活趋势, 高低剂量表现为抑制作用。土壤微生物的呼吸活性因氟啶胺的加入而产生波动。本研究结果有助于进一步分析研究受农药污染土壤的质量和酶活之间的相关性。     

黄淮麦区小麦籽粒锌含量差异原因与调控

小麦高产优质生产对保障我国粮食安全和人们营养健康有重要意义。通过实地调研和取样分析,研究了黄淮麦区276个田块的小麦籽粒锌含量与产量和产量构成、施肥和土壤养分、作物锌吸收利用等参数的关系。结果表明,黄淮麦区缺锌和非缺锌土壤的比例分别为42%和58%,两种土壤上的小麦籽粒锌含量分别介于16~52和17~58 mg·kg^-1,分别有7%和9%样本的籽粒锌达到推荐值40 mg·kg^-1。缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量（r = -0.273,P < 0.01）、0~20 cm土壤有效磷（r= -0.283,P < 0.01）显著负相关,高低籽粒锌组的磷肥用量分别为73和137 kg·hm^-2,土壤有效磷分别为13和20 mg·kg^-1,有效锌分别为0.8和0.7 mg·kg^-1,但籽粒产量低于非缺锌土壤（7 204 和7 857 kg·hm^-2）。非缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量显著负相关（r= -0.181,P < 0.05）,与0~20 cm（r= 0.236,P< 0.01）和20~40 cm（r= 0.183,P < 0.05）土壤有效锌显著正相关,高低锌组的磷肥用量分别为112和145 kg·hm^-2,0~20 cm的土壤有效磷分别为29和30 mg·kg^-1,有效锌分别为3.3和2.2 mg·kg^-1。因此,在缺锌土壤上,应首先解决土壤缺锌问题,将有效锌提升至临界值1.0 mg·kg^-1以上,非缺锌土壤有效锌保持在3.0 mg·kg^-1以上,同时适当减少磷肥用量和降低土壤有效磷水平,以减少磷对小麦锌吸收的负面影响,维持黄淮麦区小麦高产并改善籽粒锌营养。     

华北山前平原农田土壤肥力演变与养分管理对策

通过对2000 年、2008 年栾城县农田土壤养分与1979 年土壤普查资料的比较, 分析了养分肥力指标的变化程度, 研究了30 年间该县农田土壤养分演变趋势及其原因, 提出了养分资源管理的相应对策。研究结果表明, 2008 年土壤肥力状况较2000 年和1979 年发生了明显变化, 土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有显著提高(P<0.01), 碱解氮含量增加尤为显著。土壤碱解氮平均含量由1979 年的56.7 mg·kg^-1 增加到2000 年的80.0 mg·kg^-1 和2008 年的109.1 mg·kg^-1, 1979~2000 年间土壤碱解氮以每年1.1 mg·kg^-1 的平均速度增长, 年均增长率1.9%, 增幅41.1%; 进入21 世纪后, 增长速度明显加快, 2000~2008 年间以每年3.6 mg·kg^-1的平均速度增长, 年均增长率4.5%, 增幅为36.4%。土壤有机质由1979 年的11.6 g·kg^-1 增加到2008 年的18.8g·kg^-1, 平均每年以0.24 g·kg^-1 的速度增长, 年均增长率为2.1%, 增幅为62.1%。30 年间土壤有效磷含量由17.5mg·kg^-1 增加到24.7 mg·kg^-1, 增加幅度为41.1%。由于受到"北方石灰性土壤不缺钾"的观点影响, 20 世纪该区域农民很少施用钾肥, 1979~2000 年间土壤速效钾含量呈下降趋势, 由140.6 mg·kg^-1 下降到111.4 mg·kg^-1, 下降幅度20.8%; 进入21 世纪, 由于秸秆还田措施的实施和含钾肥料的施用, 至2008 年全县土壤速效钾平均含量又回升到149.5 mg·kg^-1。栾城县农田土壤肥力水平较高, 生产潜力大, 该区域农田养分管理应以氮素的精确管理为核心, 以实现作物持续高产稳产与环境保护相协调为目标, 氮肥管理推行实时诊断与推荐施肥技术,磷钾肥实施恒量监控储备施用技术, 推广秸秆直接还田, 实行有机无机相结合的培肥措施。     

铜和维生素A 及其互作效应对肉鸡免疫功能的影响

采用4×2(铜×维生素A)完全随机试验设计, 研究了日粮添加不同水平的铜(0 mg·kg^-1、8 mg·kg^-1、150 mg·kg^-1、225 mg·kg^-1)和维生素A(1 500 IU·kg^-1、5 000 IU·kg^-1)对肉仔鸡不同生长阶段(0~4 周龄和5~7 周龄)免疫功能的影响。结果表明: 添加铜为8 mg·kg^-1 时, 肉鸡生长前期(0~4 周龄)可显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)提高肉鸡脾脏活化T 淋巴细胞百分率和血清抗体效价, 生长后期(5~7 周龄)可极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)提高脾脏、胸腺、盲肠扁桃体活化T 淋巴细胞百分率和外周血液中活化T、B 淋巴细胞百分率; 整个试验期添加高铜(150 mg·kg^-1、225 mg·kg^-1)时, 活化T、B 淋巴细胞百分率均不同程度下降。添加维生素A 5 000 IU·kg^-1 时, 肉鸡生长前期可显著(P<0.05)提高其外周血液中活化T 淋巴细胞百分率, 生长后期可极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)提高脾脏、盲肠扁桃体活化T 淋巴细胞百分率和血清抗体效价。铜和维生素A 互作效应对肉鸡生长前期的活化T、B 淋巴细胞百分率和血清抗体效价影响不显著, 对生长后期的外周血液、胸腺、盲肠扁桃体活化T 淋巴细胞百分率影响显著(P<0.05), 以8 mg·kg^-1 铜× 5 000 IU·kg^-1 维生素A 处理最高; 以上结果提示铜和维生素A 对肉鸡免疫功能的影响存在互作效应。     

煤粉尘添加量与温度对山西省两种土壤碳释放规律的影响

采用室内培养试验, 观测不同温度和不同煤粉尘用量条件下山西省电厂土和焦化厂土两种土壤的碳释放规律。结果表明, 室温(16~23 ℃)和25 ℃恒温下, 培养前期(4~9 d)土壤CO₂ 的释放量均为最大, 且25 ℃ 恒温培养土壤CO₂ 的释放量是室温条件下的2 倍左右。随煤粉尘添加量的增加, 土壤CO₂ 的释放量显著增加,且土壤活性有机质相应增加, 添加高量煤粉尘土壤CO₂ 的释放量最高达57.5 mg·kg^-1·d^-1, 两种土壤活性有机碳的增幅为0.3~3.8 g·kg^-1。不同温度和不同煤粉尘用量条件下电厂土释放的CO₂ 均高于焦化厂土, 可能是电厂土含有较高的有机碳和较低的黏粒所致。由此可知, 温度是影响土壤有机碳分解的主要因素, 其次是添加煤粉尘的量, 土壤理化性质也是原因之一。本研究表明, 煤粉尘的降落一方面增加了土壤CO₂ 的释放, 另一方面增加了土壤碳库。     

二甲基二硫熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响

随着保护地高附加值经济作物的连年栽培, 土传病害问题愈发突出, 熏蒸剂也因此得以更广泛的应用。但鉴于熏蒸剂的广谱性, 在杀死有害生物的同时, 不可避免地对非靶标生物产生一定的影响。为明确溴甲烷替代药剂二甲基二硫(dimethyl disulfide, 简称DMDS)熏蒸对土壤微生物群落的影响, 本研究在室内条件下采用BIOLOG 方法, 测定不同浓度DMDS 熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响。研究结果表明: 不同浓度DMDS(170.00 mg·kg^-1、85.20 mg·kg^-1、42.50 mg·kg^-1、21.30 mg·kg^-1 和10.62 mg·kg^-1)熏蒸处理对镰孢菌属(Fusarium spp.)和疫霉菌属(Phytophthora spp.)的LC₅₀(抑制中浓度)分别为42.08 mg·kg^-1 和115.15 mg·kg^-1。DMDS 熏蒸后恢复培养0 d 取样, 温育120 h 时, 170.00 mg·kg^-1、42.50 mg·kg^-1 和10.62 mg·kg^-1 的DMDS 处理土壤的AWCD 值(平均每孔颜色变化率, average well-color development, AWCD)分别比空白对照升高8.46%、6.02%、19.31%, 表明DMDS 促进了土壤微生物的生长。恢复培养14 d 后, 各处理土壤微生物的AWCD 值恢复至对照水平。多样性指数分析显示, DMDS 熏蒸后恢复培养0 d 时, 土壤微生物群落的Shannon 指数、Simpson指数均高于空白对照, McIntosh 指数与对照无显著性差异; 恢复培养7 d 后, Shannon 指数与Simpson 指数恢复至对照水平。主成分分析结果显示, DMDS 熏蒸后恢复培养0 d 时, 各处理间微生物对碳源的利用方式差异显著, 恢复培养14 d 后, DMDS 对微生物碳源利用方式的影响逐渐减弱, 恢复至对照水平。结果表明, DMDS 熏蒸处理对土壤微生物的生长具有促进作用, 影响了微生物对碳源的利用方式, 但在恢复培养14 d 后, 被干扰的土壤微生物逐渐恢复至对照水平。DMDS 熏蒸处理在有效防控土传病原真菌的同时, 不会对土壤微生物群落产生明显的扰动影响, 对环境较安全。     

不同土壤改良剂处理对连作西洋参根际微生物数量、土壤酶活性及产量的影响

以北京地区连作西洋参为研究对象, 通过3种土壤改良剂(熟石灰、EM菌剂、沼液)随机区组试验对其土壤理化性状、酶活性、根际微生物区系及产量进行了系统研究。结果表明: 低浓度熟石灰、中浓度EM菌剂及高浓度沼液处理最有利于提高西洋参产量; 施加熟石灰处理后, 土壤微生物主要类群数量显著减少, 土壤pH显著升高, 并对土壤脲酶活性有明显抑制作用; 施加沼液和EM菌剂处理后, 土壤有效微生物菌群显著增加(P<0.05), 土壤有机质和营养物质含量也显著增加(P<0.05), 并对土壤脲酶和多酚氧化酶活性有一定的促进作用。相关性分析发现, 土壤微生物主要类群的数量与蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶活性均有一定的相关性, 其中, 土壤细菌数量与蔗糖酶、多酚氧化酶活性呈极显著正相关(r分别为0.895^**和0.808^**), 土壤真菌和放线菌数量与蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶活性呈极显著正相关(r分别为0.932^**、0.769^**、0.840^**和0.837^**、0.891^**、0.797^**)。另外, 土壤细菌数量与有机质含量呈极显著正相关(r=0.863^**)。表明连作西洋参根际微生物区系及土壤酶活性与土壤理化性状之间紧密联系, 通过施加不同土壤改良剂, 可以为耐连作种植西洋参提供适宜的土壤环境。     

钾硅钙微孔矿物肥对褐潮土水稻生长及土壤性状的影响

盆栽试验设置不施肥、常规施肥、常规施肥+钾硅钙微孔矿物肥4 g·盆^-1、常规施肥+钾硅钙微孔矿物肥8 g·盆^-1、常规施肥+钾硅钙微孔矿物肥12 g·盆^-1 5 个处理, 研究了自主研制的钾硅钙微孔矿物肥对褐潮土水稻生长、产量及土壤理化性状的影响。结果表明: 与常规施肥相比, 加施钾硅钙微孔矿物肥后土壤容重降低0.04 g·cm^-3, 土壤孔隙度增加1.8%, 土壤有效硅、有效钾含量分别提高9.4~27.0 mg·kg^-1 和10.6~39.7mg·kg^-1, 土壤pH 提高0.1 个单位。在水稻生长方面, 加施矿物肥可提高叶片叶绿素含量, 旗叶面积最高增加4.8 cm², 有效穗数增加2.3~5.0 穗·盆^-1, 千粒重提高0.1~1.9 g, 水稻平均增产幅度达13.6%。加施钾硅钙微孔矿物肥后氮、磷、钾肥利用率分别提高0.6%~7.5%、0.1%~1.5%和8.5%~13.5%。基于产量分析, 褐潮土钾硅钙微孔矿物肥的最佳施用量为4 g·盆^-1(相当于450 kg·hm^-2)。     

施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性

为了给玉米磷高效利用提供理论依据, 在低磷土壤(Olsen-P 4.9 mg·kg^-1)上, 通过田间试验, 研究了施磷0(T₀)、50 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₁)、100 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₂)、200 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₃)、1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₄)对两个玉米品种"鲁单9002" (LD9002)、"先玉335"(XY335)的产量、磷素吸收利用及根际磷动态变化的影响。结果表明: 两玉米品种根际土、非根际土速效磷含量在不同生育时期都表现为T12O₅)·hm^-2的T₃处理非根际土转化为根际土土壤磷的量最大, 同时玉米生物量、产量、磷转移量也达到最高, 而施磷1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理玉米生物量、产量与中磷水平相比没有显著增加, 但植株吸磷量较高。XY335的花后磷转移量小于LD9002。相关分析表明, LD9002根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶吸磷量之间显著相关, 以播种后79 d与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关系数最高; 而XY335根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶磷浓度之间显著相关, 在播种后47 d期间与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关性最好。因此, 在低磷土壤上, LD9002和XY335分别在播种后79 d和47 d时是植株对磷的敏感期, 可以通过测试根际土、非根际土速效磷含量来反映土壤的供磷状况; LD9002在79 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为54.95 mg·kg^-1、32.99 mg·kg^-1, XY335品种在47 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为51.24 mg·kg^-1、35.35 mg·kg^-1; 施磷量1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理两品种玉米产量、生物量、磷积累量与施磷量100~200 kg(P₂O₅)·hm^-2处理没有显著差异。     

不同地区凤眼莲的光合生态功能型及其生态因子分析

以江苏省农业科学院太湖雪堰、南京和滇池白山湾的试验点内种养的凤眼莲为研究材料, 在相同种养时间内, 统一测定不同地区植株的株高和干重的变化及不同叶位光合参数和光合功能叶片的光合-光响应曲线等, 以期阐明不同生态区凤眼莲株型特征形成的生态生理机制, 并为不同地区人工放养凤眼莲的高产栽培提供理论参考和技术支持。结果表明: (1)不同地区种养的凤眼莲株型有较大差异, 滇池的为短地上部分和长根的株型, 其茎叶长/根长为0.4±0.1; 南京的为中等长度的地上部分和短根的株型, 其茎叶长/根长为7.1±0.3;太湖的为长地上部分和中等根长的株型, 其茎叶长/根长为2.0±0.2。(2)形态有差异的不同地区凤眼莲植株的光合表现存在差异, 与南京和滇池地区的相比, 太湖凤眼莲不同叶位的净光合速率(Pn) 最高(25.9~35.3μmol·m^-2·s^-1); 相关性分析表明, 南京凤眼莲的Pn 与其相对湿度呈极显著负相关(r=-0.831^**, n=6), 滇池凤眼莲的Pn 与气孔导度呈显著正相关(r=0.769^*, n=6), 太湖凤眼莲的相对湿度与叶片蒸腾速率呈显著负相关(r=-0.818^*, n=6)。可见影响不同地区Pn 的外界因子有差异, 但除外界光强外, 相对湿度也是影响其Pn 高低的重要生态因子。(3)不同生态地区形态有差异的植株已形成了相应的光合潜力, 生长能力最强的太湖地区植株,光合能力也最强, P_max 最大(36.29±1.21 μmol·m^-2·s^-1)且光饱和点最高(LSP, 2 350.0±69.0 μmol·m^-2·s^-1); 相关性分析进一步表明, 株高和光补偿点(LCP)以及茎叶长度与光饱和点均呈显著正相关, 相关系数分别为r=0.998^*、r=0.997^*(n=10)。本研究可为不同地区利用凤眼莲净化富营养水域的高产栽培提供参考。     

施磷对麦/玉/豆套作体系土壤磷素变化的影响

小麦/玉米/大豆带状套作是四川省丘陵低山区主要旱地作物生产体系,了解该体系磷养分变化对优化磷肥管理和促进可持续生产有重要意义。本研究通过连续3年(2011—2013年)田间定位试验,设置P0、P1、P2、P3和P4共5个磷(P2O5)水平(玉米带分别为0 kg·hm-2、37.5 kg·hm-2、75 kg·hm-2、112.5 kg·hm-2、150 kg·hm-2,小麦-大豆带分别为0 kg·hm-2、45 kg·hm-2、90 kg·hm-2、135 kg·hm-2、180 kg·hm-2),探讨该体系中土壤全磷、速效磷、水溶性磷的变化规律和速效磷的年际变化。结果表明:在麦/玉/豆套作体系中施磷165 kg(P2O5)·hm-2(玉米带75 kg·hm-2,小麦-大豆带90 kg·hm-2),可以满足体系作物对磷的需求,基本达到磷的表观平衡,维持土壤速效磷含量在20 mg·kg-1左右。3年后5个磷水平下体系耕层土壤(0~20 cm)全磷变化量分别为-0.024 g·kg-1·a-1、-0.016 g·kg-1·a-1、0.016 g·kg-1·a-1、0.11 g·kg-1·a-1、0.15 g·kg-1·a-1,速效磷变化量依次为-1.2 mg·kg-1·a-1、-0.9 mg·kg-1·a-1、0.2 mg·kg-1·a-1、2.0 mg·kg-1·a-1和2.7 mg·kg-1·a-1。通过线性平台函数的模拟,该体系中玉米、小麦、大豆产量的土壤速效磷临界值分别为16.5 mg·kg-1、12.6 mg·kg-1和8.8 mg·kg-1。当土壤全磷含量低于0.55 g·kg-1时,土壤全磷每增加0.1 g·kg-1,土壤速效磷增加1.70 mg·kg-1;当土壤全磷大于0.55 g·kg-1,全磷每增加0.1 g·kg-1,土壤速效磷增加6.49 mg·kg-1。当土壤速效磷含量在40 mg·kg-1以下时,速效磷每增加1 mg·kg-1,水溶性磷增加0.017 mg·kg-1。综上,在麦/玉/豆体系磷肥管理中应该维持土壤全磷含量低于0.55 g·kg-1,同时速效磷含量在20 mg·kg-1左右,这样既可以保证作物产量和系统生产力又不会产生较大的环境威胁。     

稻鸭生态种养系统直播水稻根表和根际土壤营养特性研究

采用田间小区试验对比分析了直播方式下稻鸭生态种养系统和水稻单一种植系统水稻根表和根际土壤的氮、磷、钾和有机碳含量及pH的变化。结果表明:与水稻单一种植系统相比,稻鸭生态种养系统水稻根表和根际pH分别升高4.41%、0.85%,全氮含量分别降低0.11g·kg-1、0.11g·kg-1,全磷和全钾含量变化不明显。水稻根表速效氮和速效钾含量分别增加30.80mg·kg-1、17.93mg·kg-1,速效磷含量降低8.66mg·kg-1;水稻根际速效氮和速效钾含量分别减少15.13mg·kg-1、7.61mg·kg-1,速效磷增加9.66mg·kg-1。稻鸭生态种养系统水稻根表活性有机碳和高活性有机碳分别增加2.17g·kg-1、0.56g·kg-1,全有机碳含量减少0.99g·kg-1;根际土壤全有机碳、活性有机碳和中活性有机碳含量分别减少2.39g·kg-1、2.64g·kg-1、0.72g·kg-1。稻鸭生态种养改变了速效磷、速效钾和活性有机碳在水稻根域土壤的相对富集部位,即速效钾和活性有机碳富集部位主要在根表土壤,速效磷则主要在根际土壤。表明稻鸭生态种养明显改善了水稻根表和根际土壤营养状况,这可能对水稻根系吸收和利用土壤养分具有积极意义。     

生物黑炭对玉米苗期根际土壤氮素形态及相关微生物的影响

生物黑炭被作为土壤改良剂应用逐渐被认可,但其应用机制特别是生物黑炭对氮素形态和根际微生物的影响机理尚不明确,影响其推广。本文采用盆栽试验,研究了玉米和水稻秸秆烧制的生物黑炭按不同量施入土壤后,对玉米苗期株高、生物量和根际土壤氮素形态及相关微生物的影响。结果表明,施入60 g·kg-1玉米黑炭和40~60 g·kg-1水稻黑炭均对玉米苗期株高有显著(P0.05)降低作用,其中水稻黑炭的降低效果更为明显;分别施入60 g·kg-1玉米黑炭和20~60 g·kg-1水稻黑炭后,玉米植株地上部生物量均显著降低。施入60 g·kg-1玉米黑炭后根际土壤含水量和微生物量氮显著提高。随两种生物黑炭施入量的不断增加,玉米苗期根际土壤全氮、硝态氮含量以及固氮作用强度也显著增加,且均在60 g·kg-1施用量下达最大值。施用40 g·kg-1玉米黑炭可显著提高玉米苗期根际土壤氨态氮含量。同时,施用两种生物黑炭后,均不同程度地抑制了玉米根际土壤中细菌总体数量,促进了固氮菌和纤维素降解菌的生长,其中施入60 g·kg-1玉米黑炭的效果最为明显。综上,玉米和水稻秸秆生物黑炭的适量施用,可以促进玉米根际土壤氮素的循环转化,影响相关微生物的群落结构,且与水稻秸秆相比,玉米秸秆生物黑炭的施用效果更加明显。本文针对作物生长、土壤氮素形态及相关微生物数量3个方面研究生物黑炭施入土壤对氮有效性的影响,能够更全面、更准确地将生物黑炭如何影响土壤氮素转化展现出来,促进生物黑炭的深入开发利用,对黑土肥力保护具有一定意义。     

河岸带不同植被类型对土壤有机碳和全氮分布特征的影响-- 以北京地区温榆河为例

河岸带生态系统是河流生态系统和陆地生态系统之间的生态交错带,也是一个敏感和脆弱的生态区域。由于受河道周边人类活动的干扰,河岸带生态系统的植被类型发生了巨大变化。本文以北京市地区的温榆河为研究对象,分析了河岸带7种植被类型对土壤有机碳和全氮含量及其空间分布特征的影响。结果表明:(1)河岸带不同植被类型对土壤有机碳和全氮的影响主要表现在表层土壤,尤其是0~5 cm土层,而对5 cm以下土层的影响相对较小。(2)河岸带不同植被类型土壤全氮和有机碳含量的空间分布特征具有显著差异。随着土层深度增加,土壤全氮和有机碳整体上呈下降趋势,但不同植被类型的垂直变化规律有较大差异,如自然草地、退耕撂荒地和林地的土壤有机碳、全氮含量随土层深度加深而降低的速率明显高于农田生态系统。(3)在0~30 cm土壤剖面上,土壤有机碳平均含量从高到低依次为杨树林(9.54 g.kg 1)、自然荒草地(9.33 g.kg 1)、梨树果园(9.18 g.kg 1)、火炬树林地(8.89 g.kg 1)、退耕撂荒地(7.91 g.kg 1)、玉米地(7.22 g.kg 1)和黄豆地(7.17g.kg 1);土壤全氮的平均含量从高到低依次为自然荒草地(1.30 g.kg 1)、杨树林(0.91 g.kg 1)、梨树果园(0.90g.kg 1)、火炬树林地(0.83 g.kg 1)、退耕撂荒地(0.80 g.kg 1)、玉米地(0.72 g.kg 1)和黄豆地(0.70 g.kg 1)。     

外源硒对铅污染下荞麦生长及生理特性的影响

以荞麦‘右玉26’为材料,在防雨棚下进行盆栽试验,研究外源硒对土壤铅污染下荞麦幼苗的农艺性状及生理特性、成熟期各器官铅累积和产量的影响,旨在探讨硒对土壤铅胁迫下荞麦的生长发育、产量及铅在荞麦体内富集量的影响,为发现硒缓解重金属铅对植物的毒害作用提供理论依据,以期为农业区铅污染治理及荞麦生产提供有价值的思路和方法。试验采用2因素完全随机设计,设置3个土壤铅浓度(0 mg·L-1、500 mg·L-1、1 000 mg·L-1)、5个硒浓度(0 mg·kg-1、1 mg·kg-1、2.5 mg·kg-1、5 mg·kg-1和10 mg·kg-1)。研究结果表明:1)随铅浓度增加,荞麦的株高、总根长、干重、根系总面积、根系活力、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、经济产量(千粒重、株粒数)均呈降低趋势。2)低浓度硒(1~2.5 mg·L-1)可缓解铅对荞麦的毒害,高浓度硒(5~10 mg·L-1)和铅为协同作用,加剧了对荞麦的毒害。3)硒浓度为2.5 mg·L-1时,缓解铅对荞麦毒害的效果最为明显,显著降低了铅胁迫下荞麦幼苗SOD和POD活性;降低成熟期荞麦各器官铅含量,各处理下荞麦各器官铅含量均表现为根茎叶种子;产量达到最大值。由此可见,外源硒可通过抑制荞麦对铅的吸收和转运,促进荞麦幼苗叶片的光合作用、提高叶片叶绿素含量和根系活力等途径来增强荞麦对铅胁迫的耐性。对本研究所用的5种浓度来说,缓解效果最佳的硒浓度为2.5 mg·L-1。     

硒、钴配施对玉米产量及籽粒蛋白质和硒、钴含量的影响

通过盆栽试验,研究了Se、Co配施对玉米产量和籽粒中蛋白质、Se、Co含量的影响。结果表明:单施Se对玉米产量无明显不良影响;单施5mg·kg-1的Co对玉米产量无明显影响,但10mg·kg-1和20mg·kg-1的Co处理可明显降低玉米产量;5mg·kg-1的Co和0.5mg·kg-1的Se配施可明显提高玉米产量,比对照(C0S0)提高35.75%。单施Se和单施Co以及Se、Co配施均对玉米籽粒中蛋白质含量无明显影响。单施Co对玉米籽粒的Se含量影响不大,而单施Se以及Se、Co配施均可明显提高玉米籽粒的Se含量。单一施Se和单一施Co可以提高玉米籽粒中Co的含量。Se、Co配施时,施Co10mg·kg-1和20mg·kg-1时,Se能抑制Co在玉米籽粒中的积累。Se、Co配施能明显改善玉米籽粒Se、Co的营养状况,且各处理玉米籽粒中Se、Co含量均低于牲畜、家禽的最大安全量。     

甜玉米/白三叶草秸秆还田的碳氮矿化研究

豆科/禾本科作物间套作后进行秸秆还田能补充土壤养分,缓解集约化农业生产对环境的压力.根据田间甜玉米/白三叶草套种各作物的秸秆产量,在恒温恒湿条件下进行室内培养,探讨秸秆不同方式还田后土壤微生物量碳、微生物量氮、呼吸产生的CO2和矿化产生的无机氮的变化规律.研究发现,各施肥处理的土壤微生物量碳、微生物量氮均在培养前期出现峰值,后期平稳降低;甜玉米秸秆和白三叶草绿肥同时还田的土壤微生物量碳、微生物量氮在各培养时期均最大,峰值分别达529.57 mg·kg-1和75.50 mg·kg-1,土壤呼吸产生的CO2最多;白三叶草绿肥单独还田有利于土壤无机氮的释放,培养第26 d 无机氮达到最大值,为29.81 mg·kg-1,之后一直在对照处理的1.60倍以上,第80 d达到2.48倍;甜玉米秸秆单独还田不利于土壤无机氮的释放,培养的第26 d至结束,甜玉米秸秆处理的无机氮为对照的13%～53%,最大为7.51 mg·kg-1;甜玉米秸秆配施尿素,短期内不利于土壤无机氮矿化.结果表明,施用有机物料能引起土壤有机质的短期快速转化,甜玉米秸秆和白三叶草绿肥配施有利于维持较大基数的土壤微生物量,单施白三叶草绿肥土壤微生物活性强,最有利于土壤速效氮的释放.     

不同供氮水平下间甲酚对玉米的化感作用

通过发芽和管栽试验研究了不同供氮水平下,小麦根系分泌物间甲酚对玉米的化感作用。结果表明,间甲酚对玉米幼苗根系产生的化感作用较弱,对地上组织的化感作用较强,其中苗高受间甲酚的影响最明显。氮素与间甲酚对玉米生物产量和根重均存在显著的互作作用,施氮量与间甲酚对成熟期玉米生物产量产生的化感作用呈显著负相关,施N量为300mg&#183;kg^-1（土）时,浓度为300&#215;10^-6mol&#183;kg^-1（土）的间甲酚对玉米生物产量表现为化感抑制作用,但施N量为150mg&#183;kg^-1（土）时,相同浓度的间甲酚对玉米生物产量表现为促进作用。间甲酚可增大玉米的根重,施氮可显著提高间甲酚增加根重的作用。农田生态系统中,当存在化感物质时,选择适宜的施肥水平十分重要。     

苏南经济快速发展区昆山市土壤铅形态含量及其影响因素

以地处苏南经济快速发展区的江苏省昆山市为典型区,采集水稻土及传统蔬菜地和保护栽培蔬菜地土壤样品126个,采用多元统计回归分析方法,定量研究几种因素对农田土壤各形态铅含量的影响。结果表明:土壤有效态铅平均含量为3.75 mg·kg-1,土壤全铅平均含量为27.42 mg·kg-1,土壤铅的活化率平均为15.64%。土壤各形态铅含量相对大小为残渣态(15.35 mg·kg-1)>有机质结合态(6.68 mg·kg-1)>铁锰氧化物结合态(4.27 mg·kg-1)>碳酸盐结合态(0.76 mg·kg-1)>可交换态(0.36 mg·kg-1),残渣态含量明显高于其他形态,占49.79%。pH是影响可交换态铅含量和铁锰氧化物结合态铅含量的最主要因素,均达极显著负相关水平。全铅含量是影响碳酸盐结合态铅含量和残渣态铅含量的最主要因素,达极显著正相关水平。有机质含量是影响有机质结合态铅含量的最主要因素,达极显著正相关水平。pH也是影响有机质结合态铅含量的重要因素。