南方三种典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究Ⅰ.团聚体物理保护作用

选取我国南方三种典型水稻土的长期试验田,采集长期不同处理下的未破坏土壤样品,采用低能量超声波分散法分离得到不同粒径的团聚体颗粒组,研究不同处理下这些团聚体颗粒组中的有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量及其分配变化,探讨土壤有机碳积累与团聚体物理保护的关系。结果表明:供试三种水稻土团聚体颗粒组的组成以200~20μm和20~2μm粒径为主,分别占22%~43%和27%~44%,微团聚化作用较强。SOC含量以2 000~200μm和<2μm粒组中最高;而易氧化态碳(Labile organic car-bon,LOC)主要富集于2 000~200μm粗团聚体颗粒组中,其占SOC的比例(LOC/SOC)也是以该粒径中明显最高。直径为2 000~200μm的粗团聚体颗粒组作为新增有机碳的主要载体,随不同耕作和施肥等长期处理的变化最为强烈,其中又以红壤性水稻土的SOC和LOC随不同施肥的变化最为强烈,说明其良好管理下的有机碳累积效应最为显著。统计分析表明,全土的有机碳积累量与2 000~200μm粗团聚体的有机碳积累量之间的关系可用抛物线拟合(R2=0.95,n=8)。由此看来,长期试验下新固定的有机碳积累及其粗团聚体保护可能存在某种饱和机理。计算表明,供试水稻土的粗团聚体保护在长期试验期内还未达到其饱和限,本研究结果支持了我国学者对于近20年来南方水稻土特别是红壤丘陵区水稻土有机碳固定速率较高的认识。同时,红壤性水稻土的粗团聚体保护作用最强,仍然具有明显的固碳潜力,这也提示土壤中氧化铁对水稻土中有机碳的固定和化学稳定可能有重要贡献,水稻土固碳的团聚体保护作用与团聚体中有机碳的化学结合机制有关。     

长期保护性耕作提高土壤大团聚体含量及团聚体有机碳的作用

【目的】团聚体形成被认为是土壤固碳的最重要机制。本文以河南豫西地区长期耕作试验为研究对象,研究了长期保护性耕作对土壤团聚体性质及土壤有机碳(SOC)含量的影响,为探讨土壤固碳机理,优化黄土高原坡耕地区农田耕作管理措施,实现土壤固碳减排、培肥土壤提供理论依据。【方法】长期耕作试验开始于1999年,试验处理有免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和翻耕(CT)。利用湿筛法筛分第3年(2002年)和第13年(2011年)0—10cm和10—20 cm土层中,2000、250~2000、53~250和53μm级别的水稳性团聚体,计算团聚体平均质量直径(MWD),并测定了各级别团聚体的有机碳(SOC)含量。【结果】1)连续13年免耕覆盖和深松覆盖显著提高了土壤表层0—10 cm的SOC含量,分别比翻耕增加了33.47%和44.48%。2011年免耕覆盖和深松覆盖SOC含量较2002年上升了1.92%和8.59%,翻耕下降了18.97%。2)与翻耕相比,免耕覆盖和深松覆盖2000μm团聚体含量显著提高了40.71%和106.75%;53~250μm团聚体含量显著降低了19.72%和22.53%;团聚体平均质量直径显著提高了20.55%和39.68%,显示了土壤结构的明显改善。3)免耕覆盖和深松覆盖显著提高了表层土壤所有团聚体有机碳的含量,尤其以2000μm团聚体提升最多。与翻耕相比,2000μm团聚体有机碳分别提高了40.0%和27.6%。4)免耕覆盖和深松覆盖下表层土壤大团聚体有机碳含量随耕作年限增加,微团聚体有机碳随耕作年限降低。2000μm的土壤团聚体有机碳含量2011年较2002年分别升高了23.93%和7.12%,53~250μm微团聚体有机碳含量分别下降了19.58%和13.27%。【结论】长期保护性耕作(包括免耕覆盖和深松覆盖)可显著提高表层土壤大团聚体含量,降低微团聚体含量,提高团聚体的水稳性,改善土壤结构。同时可增加土壤团聚体有机碳含量,提高土壤肥力。长期保护性耕作在河南豫西丘陵地区是一种较为合理的耕作方式。     

不同利用方式黑钙土有机碳组分剖面分布特征

为研究土地利用方式对土壤碳库的影响,以东北黑钙土区的天然草地、人工林地和耕地为研究对象,采集0—100 cm土体中不同土层样品(A、AB、B_k、BC和C层),测定不同利用方式土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量。结果表明:3种利用方式SOC、LFOC和HFOC主要分布在A层,但草地WSOC含量在B_k层最多(0.27 g/kg)。由A~C层,3种土地利用方式土壤有机碳及组分有机碳含量总体均呈减少趋势,但减少程度明显不同,天然草地缓慢减少,人工林地急剧减少,耕地逐渐减少。草地转换为林地和开垦为耕地后,均造成土壤有机碳及组分有机碳含量减少,WSOC减少34%和48%,LFOC减少20%和37%,HFOC减少7%和5%,SOC减少10%和16%。草地转换为林地和开垦为耕地后,WSOC/SOC、LFOC/SOC显著降低,但HFOC/SOC却提高,说明草地被开垦后活性有机碳含量快速下降。土地利用方式和土层对SOC、WSOC和LFOC具有显著影响,且对SOC和HFOC叠加效应较强。同时,土壤理化性质也在一定程度上影响着SOC、WSOC、LFOC和HFOC。应制定合理土地利用管理政策,保护自然草地免遭破坏,减少土壤有机碳流失,发挥草地生态系统碳固存的重要作用。     

南方三种典型水稻土长期试验下有机碳积累机制研究I．团聚体物理保护作用

选取我国南方三种典型水稻土的长期试验田,采集长期不同处理下的未破坏土壤样品,采用低能量超声波分散法分离得到不同粒径的团聚体颗粒组,研究不同处理下这些团聚体颗粒组中的有机碳（Soil organic carbon,SOC）含量及其分配变化,探讨土壤有机碳积累与团聚体物理保护的关系。结果表明：供试三种水稻土团聚体颗粒组的组成以200—20μm和20～2μm粒径为主,分别占22％～43％和27％一44％,微团聚化作用较强。SOC含量以2000—200μm和〈2μm粒组中最高;而易氧化态碳（Labile organic carbon,LOC）主要富集于2000～200μm粗团聚体颗粒组中,其占SOC的比例（LOC／SOC）也是以该粒径中明显最高。直径为2000—200μm的粗团聚体颗粒组作为新增有机碳的主要载体,随不同耕作和施肥等长期处理的变化最为强烈,其中又以红壤性水稻土的SOC和LOC随不同施肥的变化最为强烈,说明其良好管理下的有机碳累积效应最为显著。统计分析表明,全土的有机碳积累量与2000～200μm粗团聚体的有机碳积累量之间的关系可用抛物线拟合（R2=0．95,n=8）。由此看来,长期试验下新固定的有机碳积累及其粗团聚体保护可能存在某种饱和机理。计算表明,供试水稻土的粗团聚体保护在长期试验期内还未达到其饱和限,本研究结果支持了我国学者对于近20年来南方水稻土特别是红壤丘陵区水稻土有机碳固定速率较高的认识。同时,红壤性水稻土的粗团聚体保护作用最强,仍然具有明显的固碳潜力,这也提示土壤中氧化铁对水稻土中有机碳的固定和化学稳定可能有重要贡献,水稻土固碳的团聚体保护作用与团聚体中有机碳的化学结合机制有关。     

黄土台塬不同土地利用方式下土壤碳组分的差异

为探讨土地利用方式对土壤碳固定的影响,以乔木、灌木、草和农田等不同植被类型,纯林和混交两种栽培模式的黄土台塬为对象,进行了土壤碳组分研究。结果表明,不同利用方式下林地和天然草地在0—100 cm土层总碳,轻组、重组、可溶性有机碳以及轻组有机碳分配比例(LFOC/SOC)均不同程度高于耕地,而其有机无机复合度(HFOC/SOC)则低于耕地,灌木林地和天然草地这种趋势尤为突出;各种土地利用方式间,土壤总碳和HFOC/SOC在0—20cm差异显著,总碳在60—100 cm也差异明显,轻组、重组及可溶性有机碳在0—40 cm,而无机碳则在40—100 cm差异明显;LFOC/SOC和DOC/SOC在各土层均存在一定差异。土壤总碳、有机碳以及各组分有机碳之间呈极显著正相关,而无机碳则与其呈负相关。轻组和可溶性有机碳均与粗颗粒、易氧化有机碳以及2—0.25 mm团聚体有机碳的相关性高于与细颗粒、稳态有机碳和2 mm团聚体有机碳;而重组有机碳则与之相反。轻组有机碳较有机碳、总碳、重组以及可溶性有机碳能更敏感地反映利用方式之间的差异,可作为土壤质量变化的评价指标。     

不同有机厩肥输入量对土壤团聚体有机碳组分的影响

土壤是重要的有机碳库,其微小变化可能引起大气CO2浓度水平的较大变异。土壤团聚体对土壤有机碳具有物理保护作用。有机厩肥的输入既可以提高土壤有机碳含量,又可以促进土壤团聚体的形成,对土壤有机碳的截获和保持有重要意义。本实验采用湿筛的方法分离土壤团聚体,并对团聚体进行有机碳组分分离。通过对连续8年施加不同量有机厩肥试验的研究发现:适量的有机厩肥施用可以显著地提高土壤的平均质量直径(MWD),改善土壤结构;过量施用有机厩肥则明显降低了>2 000μm团聚体含量。潮棕壤有机碳主要分布在250～53μm和2 000～250μm团聚体中,两者相加约占有机碳全量的73.7%～78.5%。并且随着有机碳输入量的增加,土壤有机碳主要贮存在2 000～250μm团聚体中。有机厩肥的施加明显地加快了>2 000μm团聚体的更新速率。土壤轻组分有机碳含量也随有机厩肥输入量的增加而不断增加,高量有机厩肥下占全量的22.1%。土壤固定有机碳的能力有限,存在明显的等级饱和现象。因此,在有机质匮乏的土壤施用有机肥意义重大,应尽量减少向高有机质土壤输入有机碳。     

不同状态高寒草原主要土壤活性有机碳组分的变化

对藏北高原正常、轻度和严重退化高寒草原表层(0 ～ 10 cm)、亚表层(10～20 cm)活性有机碳(Active soil organic carbon,ASOC)主要组分变化,以及土壤微生物对ASOC的影响进行了研究,结果表明:(1)易氧化有机碳(Readily oxidizable organic carbon,ROC)、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、轻组有机碳(Light fraction organic carbon,LFOC)和水溶性有机碳(Water-soluble organic carbon,WSOC)对土壤环境变化的敏感度显著不同,平均分配比率分别为11.10％、0.57％、0.04％和0.03％,高原寒旱环境对WSOC、LFOC的形成与积累极为不利.(2)不同状态高寒草原亚表层ASOC各组分含量均显著高于表层;与正常草原ASOC各组分含量相比,退化草原表层、亚表层分呈小幅增加和大幅下降,但轻度退化草原变化幅度大于严重退化草原;因此,0～20 cm土层ASOC各组分含量均呈正常草原＞严重退化草原＞轻度退化草原.(3)不同状态草原中,纤维素分解酶活性对ASOC组分的形成均具极显著(R2:0.731 ～0.960)的促进作用,土壤放线菌、真菌对纤维素分解酶活性(Cellulolytic enzyme activity,CEA)则具有较大影响.(4)草原严重退化阶段,土壤微生物可能已完成向抗逆能力、纤维素分解酶分泌能力更强生理种群的演替,其相对较高的SOC、ASOC含量表征着土壤有机残体的较大消耗.     

深松和秸秆还田对旋耕农田土壤有机碳活性组分的影响

土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)及其活性组分能够敏感响应耕作方式变化及有机物输入。为对比长期旋耕农田进行深松后土壤有机碳各活性组分及比例变化,该研究基于连续7a的旋耕转变为深松和秸秆管理长期定位试验,对比了旋耕无秸秆还田处理(rotary tillage with straw removal,RT)、旋耕秸秆还田处理(rotary tillage with straw return,RTS)、旋耕转变为深松无秸秆还田处理(rotary tillage conversion to subsoiling with straw removal,RT-DT)、旋耕转变为深松秸秆还田处理(rotary tillage conversion to subsoiling with straw return,RTS-DTS)下土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、易氧化有机碳(readily oxidizable organic carbon,ROC)、微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、活性有机碳(labile organic carbon,LOC)在土壤有机碳中比例的变化及各组分间的相互关系。研究结果表明,耕作方式从旋耕转变为深松和秸秆还田对SOC及其各活性组分均产生显著影响,耕作方式转变、秸秆还田及两者的交互效应是影响SOC及其活性组分的主要因素。秸秆还田显著提高了RTS处理和RTS-DTS处理的SOC含量,分别比RT和RT-DT处理高6.1%~15.6%和19.1%~32.3%。并且转变耕作方式后RTS-DTS处理比于RTS处理SOC含量提高16.9%~20.0%。同时,RTS-DTS处理的POC含量比RTS处理高13.6%~53.8%;但RT-DT和RTS-DTS处理的土壤ROC含量较RT和RTS处理都呈下降趋势,RTS-DTS处理的ROC含量比RTS处理下降4.6%~10%;MBC含量降低23.8%~30.6%。虽然秸秆还田显著提高了各处理的DOC含量,但RTS转变为RTS-DTS处理后,其3个土层的DOC含量下降了8%~41%。相比于RT和RTS处理,RT-DT和RTS-DTS处理0~30 cm各土层中LOC在SOC中的比例显著下降。相关性分析结果表明,除POC与ROC之间无显著性相关关系外,SOC及各组分间均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关关系。耕作方式转变为深松和秸秆还田提高了SOC含量的同时,显著降低了SOC中的活性有机碳组分,这更有利于SOC的有效积累,促进土壤碳库的稳定固存。     

耕作方式对干旱绿洲滴灌复播大豆农田土壤有机碳的影响

为探讨不同耕作措施对不同层次土壤碳的影响,从而评价出滴灌条件下最有利于复播大豆农田固碳的耕作方式,于2012-2014年开展了冬小麦收获后土壤采取翻耕覆膜(tillage plough,TP)、翻耕(tillage,T)、旋耕(rotary tillage,RT)和免耕(no-till,NT)4种不同耕作方式的复播大豆田间试验,研究麦后不同土壤耕作方式对复播大豆农田0~100 cm土层土壤容重、总有机碳(soil organic carbon,SOC)及碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)的影响。结果表明,各处理土壤SOC和易氧化有机碳(easily oxidized organic carbon,EOC)含量随着土层的加深基本呈不断下降趋势。免耕、旋耕处理显著增加了表层0~10 cm土壤的SOC和EOC含量,而TP处理显著增加了耕层20~30 cm的SOC和EOC含量,60~100 cm土层TP处理的SOC含量显著低于其他处理,但各处理间EOC含量差异不显著;土壤容重与总有机碳含量呈显著负相关关系(P0.01);0~60 cm土层不同耕作方式CPMI平均值以免耕处理最高,分别比旋耕、翻耕覆膜、翻耕处理的增加了4.41%、9.90%、22.06%,表明免耕、旋耕能够提高0~60 cm土壤的总体CPMI,而耕翻覆膜显著提高20~30 cm耕层土壤CPMI值。该研究为干旱绿洲滴灌条件下选择最有利于复播大豆农田固碳的耕作方式提供了理论依据。     

不同复垦年限煤矸山重构土壤有机碳及其组分差异

土壤有机碳含量是土壤肥力状况的重要标志之一,其活性组分对田间管理措施反映敏感。因此,分析煤矸山复垦重构土壤有机碳含量及其组分差异对于揭示土壤碳库变化、指导复垦地田间管理措施的实施有重要意义。本研究以山西省霍州曹村煤矸山复垦后5a(R-5a)、7a(R-7a)和9a(R-9a)的果园为对象,通过与当地原地貌果园(CK)对比,分析了3种复垦样地土壤总有机碳(TOC)及其组分可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)的差异,以及与土壤环境因子间的关系。结果表明:①随复垦年限的增加,3种复垦样地土壤TOC、LFOC和HFOC含量均呈先增后减趋势,DOC含量呈增加趋势,MBC含量呈先减后增趋势;但与CK相比,3种复垦样地土壤TOC、DOC、MBC、LFOC和HFOC含量均明显偏低。②DOC/TOC和MBC/TOC在R-7a样地中最低,LFOC/TOC随复垦年限的增加呈增加趋势,HFOC/TOC呈减少趋势,表明土壤中更多的有机碳从稳定态转变为活性态。③土壤全氮、全磷、碱解氮、碳氮比、黏粒含量、pH和含水量均不同程度影响有机碳含量,其中全氮、全磷、黏粒含量和土壤pH为关键因子。     

不同氮肥施用后土壤各氮库的动态研究

盆栽试验研究不同N肥施用后土壤各N库的动态结果表明 ,等N量均匀混施下尿素、碳酸氢铵、硫酸铵和硝酸钙 4种N肥处理小麦生物量和吸N量均无显著差异。NH4 N肥和酰胺态氮肥的硝化作用在 14d内完成。尿素、碳酸氢铵和硫酸铵处理土壤微生物N含量均随作物生长呈下降趋势 ,这可能是作物对微生物N库的消耗所致。作物对“老固定态”铵的利用能力很弱。施入NH4 N肥或酰胺态氮肥前期显著增加土壤固定态铵含量 ,并被作物生长后期吸收利用。 4种N肥表观回收率、表现损失和固定率均无显著差异。     

不同形态无机磷对两种磷效率小麦根际特征的影响

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为材料的砂培试验,通过测定植株生物量及吸磷量、根系形态特征、根际pH、磷酸酶活性,研究不同形态无机磷WP(KH2PO4),Al-P(AlPO4)和Fe-P(FePO4)对两种磷效率小麦根际特征的影响.结果表明,在WP处理下,两种磷效率小麦的地上部吸磷量、总吸磷量和磷吸收效率均显著高于其它处理,而其根冠比和磷利用效率却低于其他处理.除了根部吸磷量,小偃54的生物量和吸磷量有高于京411的趋势.除了WP处理,其他处理的小偃54的根冠比和地下吸磷量均高于京411.所有处理的小偃54的根长和根体积均显著高于京411,且不施磷条件(PO)下更为明显,小偃54根系长度是京411的1.6倍;此外,小偃54根系磷酸酶活性均比京411弱.除Al-P外,小偃54的根际酸化能力较京411强.由此可见,磷胁迫条件下,磷高效小麦根系形态特征改变是根际磷活化的主要机理之一,且受磷水平、磷形态及其溶解性的影响.     

不同工艺生产大豆分离蛋白的成膜性能

为了制作出具有良好机械性和阻隔性的大豆分离蛋白可食性膜,优选出成膜性能优良的大豆分离蛋白,该文研究了7种不同生产工艺下的大豆分离蛋白,分别以7种蛋白为材料制膜,测定其机械性能、水溶性、水蒸气透过性、O2透过性、脂质渗透性等性能,进行模糊综合评价,并用扫描电镜观察膜的表面结构。结果表明:GS5000型普通型未经造粒的大豆分离蛋白综合评价分数最高,表明其成膜性能优于其他6种大豆分离蛋白,并且电镜扫描照片也显示用其制出的膜结构更加致密,因此,GS5000型大豆分离蛋白比较适合制作可食性膜。该研究为进一步开发优质大豆分离蛋白膜进行了初步的探索。     

磷素水平对不同大豆品种产量和品质的影响

选用近年来在黑龙江省推广面积比较大并具有代表性的东农42（高蛋白品种）、合丰25（中间型品种）、东农46（高油品种）3个基因型大豆品种作为试验材料,采用盆栽的方式,在每千克土壤施N和K2O各为0.033g基础上,设P1、P2、P3、P4 4个施P处理（即每千克土壤分别施P2O5 0、0.033、0.067、0.100g）,进行了3个大豆品种产量和品质的研究。结果表明,3个基因型大豆品种在单株产量、品质方面存在着差异。东农42和合丰25以P3处理单株产量和蛋白含量最高,东农46以P2处理单株产量和蛋白质含量最高;3个品种都是P4处理脂肪含量最高。同一处理不同品种间子粒蛋白质含量是东农42＞合丰25＞东农46;子粒脂肪含量是东农46＞合丰25＞东农42。     

施肥方式对不同小麦品种生长和氮肥利用率的影响

采用盆栽试验,研究了不同的氮肥施肥方式对不同小麦品种苗期生物量、氮素吸收、氮肥利用率和土壤氮转化的影响.结果表明,不同小麦品种氮素吸收不同,不施氮时,小麦生物量、植株氮积累量均表现为氮高效品种＞氮低效品种.施肥方式影响小麦氮素吸收,对于不同小麦品种,均表现为侧深施较混施有利于氮素向小麦转移,且侧深施肥具有氮肥利用率高、氮素损失少、土壤残留多等特点,不失为小麦的一种良好的施肥方法.     

不同氮效率的玉米自交系氮素生产效率分析

试验研究了不同氮水平下27个玉米自交系的氮素生产效率。结果表明,高氮和低氮水平下,高产氮高效型玉米吐丝期干物质积累量高于低产氮低效型,吐丝期氮素干物质生产效率最高。施氮后,氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均下降。高氮条件下,氮素子粒生产效率与成熟期氮素干物质生产效率达到极显著正相关;低氮条件下,氮素子粒生产效率与吐丝期、灌浆期、成熟期氮素干物质生产效率呈显著相关性。高氮和低氮条件下,高产氮高效型生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型,氮积累量的差异主要在于吐丝后氮积累,高产氮高效型生育后期根系具有强吸收能力,子粒氮素利用效率高;施氮后,后期氮吸收能力进一步增强。     

喀斯特地区不同覆盖下小生境土壤保墒能力

 通过室内与野外实验相结合研究了贵州花江喀斯特峡谷示范区不同覆盖处理下不同小生境土壤的保墒能力,试图了解喀斯特地区的土壤水分变化规律并提出相应保墒技术。结果表明:土面、石槽、石沟3种小生境通过枯枝落叶、石面、薄膜覆盖后,其土壤水分变化趋势基本一致,其中以石沟的含水量最高,土面最低;不同土层的土壤含水量都有所增加,但增加幅度不完全一致;一年中土壤水分胁迫出现次数减少,频率降低。在持续干旱期间,水分蒸发量较大,覆盖后土壤保墒效果较好,平均每天水分损耗量较少,其中以薄膜覆盖效果显著,保墒能力最强,枯枝落叶和石面覆盖次之;但实地人工造林试验证明,石面及枯枝落叶覆盖下存活率很高,而薄膜覆盖较差。因此,薄膜覆盖在喀斯特峡谷区人工造林中的运用值得进一步研究。     

玉米不同生育期土壤氨基糖动态变化特征

分析肥料施用及肥料与秸秆配施后土壤氨基糖在玉米不同生长时期的动态变化和研究微生物来源物质的转化迁移特征,这对研究土壤有机质循环和C、N截获有重要意义,这也可为研究微生物对土壤有机质(SOM)转化和积累的动力学过程提供理论基础。本试验依托中科院沈阳应用生态研究所野外生态站进行田间微区试验,选取化肥[(NH_4)_2SO_4]和化肥+秸秆(玉米秸秆)配施两个处理的0～10和10～20 cm层次的土壤作为研究对象,取样时间分别设为播种前、拔节期、吐丝期、灌浆期、成熟期,本文通过分析玉米不同生长期土壤氨基糖氮的动态变化以揭示土壤-微生物的相互作用对土壤肥力的调控。单施化肥处理在0～10和10～20 cm两个层次下土壤总氨基糖氮总体呈下降趋势,从播种期到灌浆期0～10 cm层次3种氨基单糖(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、胞壁酸)氮也都表现出下降趋势。秸秆配施处理下0～10 cm层次与单施化肥相比氨基糖氮含量低。两种处理下均表现为在拔节期时10～20 cm层次真菌群落比细菌群落占优势,而0～10 cm层次细菌群落占优势。从吐丝期到灌浆期,单施化肥处理下细菌群落强于真菌群落,而秸秆配施处理下真菌群落明显强于细菌群落。土壤氨基糖在作物不同生长期作为碳氮源可以被植物和微生物有效利用。秸秆降解过程中微生物代谢类型发生变化,秸秆降解可为微生物提供养分,同时微生物对养分的需求出现明显转变,从而使得秸秆配施影响了微生物数量。在玉米整个生长期,土壤微生物群落会发生变化,初期以细菌群落为主,细菌残留物对土壤有机质的积累贡献大,生长中期真菌开始占主导地位,秸秆配施有利于真菌群落积累。     

小白菜硝酸盐积累量基因型差异机理研究

以高硝酸盐积累品种四月慢和低硝酸盐积累品种华冠青梗菜为材料,采用溶液培养方法,测定了0.2和2mmol/L NO3-处理下的硝酸盐积累量和硝酸还原酶活性,并应用Real-Time PCR技术检测了NO3-吸收基因NRT1和NRT2的表达量。结果表明:(1)除0.2 mmol/L NO3-处理时的叶片硝酸盐含量没有显著差异外,四月慢植株各部位的硝酸盐含量都显著高于华冠青梗菜,高浓度培养使品种间硝酸盐积累量差异增加,四月慢对NO3-水平增加的响应能力强于华冠青梗菜。(2)吸收液NO3-浓度12~0 mmol/L范围内,四月慢对NO3-离子吸收速率显著高于华冠青梗菜,且在高浓度下表现更显著。(3)在2 mmol/L NO3-处理下,NRT2在根、叶片、叶柄中的表达量都是四月慢显著高于华冠青梗菜,NRT1的表达量只有在根中四月慢显著高于华冠青梗菜,而在叶片和叶柄中都没有显著差异;在0.2 mmol/L NO3-处理下,NRT1和NRT2表达情况相同,都是在叶片和叶柄中四月慢显著高于华冠青梗菜,而在根中表达量品种间没有显著差异。(4)NRT1和NRT2的表达在一定程度上可以解释硝酸盐积累量的差异,可能还有其他的基因对硝酸盐积累的基因型差异起重要作用,尤其是0.2 mmol/L NO3-处理时。(5)四月慢的硝酸还原酶活性显著高于华冠青梗菜,即四月慢对硝酸根同化利用的能力强于华冠青梗菜。     

小麦不同品种的水分利用特性及对灌溉制度的响应

为了研究不同小麦品种的水分利用特性和对灌溉制度的响应，该文于2003～2004年在中国科学院栾城农业生态试验站对19个抗旱节水性不同小麦品种进行了不同灌溉处理下，其生长发育特性、产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的比较研究，结果表明不同小麦品种的水分利用特性有显著差异。不同小麦品种产量相差最大达44.86%，水分利用效率相差可达42.18%。根据系统聚类分析，把19个小麦品种分为高产高WUE型、中产高WUE型、中产中WUE型和低产低WUE型4种类型。不同类型的小麦，对灌溉制度的响应不同。高产高WUE类型在本试验年灌溉60 mm，产量可达到7415 kg/hm²，水分利用效率可达15.91 kg/(mm·hm²)。在华北平原适于种植石家庄8号等高产高WUE型小麦，其在不降低产量和水分利用效率的情况下，减少灌水60～120 mm，具有明显的节水增产效益。