氮沉降和生物质炭对毛竹叶片光合特性的影响

为了解氮沉降和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis叶片光合特性的影响,研究了4种氮沉降（0 kg·hm-2·a-1,N₀;30 kg·hm-2·a-1,N₃₀;60 kg·hm-2·a-1,N₆₀;90 kg·hm-2·a-1,N₉₀）下施加3种不同强度（0 t·hm-2,BC₀;20 t·hm-2,BC₂₀;40 t·hm-2,BC₄₀）生物质炭处理后2龄毛竹新老叶片光合及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:氮沉降和生物质炭均促进了毛竹新老叶的最大净光合速率（P_max）,气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）,生物质炭同时提高了老叶实际量子产量[Y（Ⅱ）]和PSⅡ潜在活性（F_v/F₀）。与不施加生物质炭相比（BC₀）,N₃₀下施加20 t·hm-2生物质炭的老叶及N₆₀下施加20 t·hm-2生物质炭（BC₂₀）的新老叶叶色值显著降低;N₆₀处理下施加生物质炭,毛竹新老叶的最大光化学效率（F_v/F_m）,F_v/F_o和Y（Ⅱ）均提高,而N₉₀处理下施加生物质炭,毛竹新老叶的F_v/F_m和F_v/F_o均降低。由此认为:氮沉降条件下施加生物质炭有利于毛竹新老叶片的光合固碳能力;大气氮沉降背景下,施加生物质炭有利于提高毛竹生产力。     

基于ＳＷＡＴ模型的图们江流域氮磷营养物非点源污染研究

运用数学模型模拟非点源污染物的空间分布及其输移转化机制,是当前农业非点源污染研究中的重要手段和途径之一.流域尺度长时段分布式水文模型SWAT(soil and water assessment tool)应用于我国南方许多流域的非点源污染模拟上都取得了较好的结果.利用SWAT模型建立了东北图们江流域非点源污染数据库,对该流域(中国一侧)划分为5个小流域46个水文单元,分别进行了水文模拟、降雨径流和土壤侵蚀量计算.结果表明,图们江流域农业非点源污染主要的发生区在流域中部,海兰河和布尔哈通河交界的区域内.该区内有机氮和有机磷的非点源污染负荷明显高于其他地区,推测认为该区域为延边州首府延吉市所在地,城市建设和经济发展带来了繁荣,也造成了局部地区的植被破坏、土地裸露,水保能力下降,因此水土流失现象比较严重.另外,通过分析流域内有机氮和有机磷的时空变化特征发现,2007年延吉、龙井地区为氮磷营养物非点源污染最大发生区(有机氮9.76t·a-1,有机磷1.24t·a-1),而2008年除延吉、龙井地区外,珲春地区有机氮和有机磷非点源污染均有加重的趋势(分别由1.39t·a-1上升到3.82t·a-1,0.17t·a-1上升到0.48t·a-1);氮磷营养物的空间分布特征表明,2007年与2008年除了延吉、龙井一带为最大发生区外,珲春地区有机氮流失有所加重(从1.39 t·a-1上升到3.81 t·a-1),有机磷流失也有所加重(0.17 t·a-1上升到0.48 t·a-1),而安图等地区则有所减轻.     

运用“碳足迹”的方法评估小麦秸秆及其生物质炭添加对农田生态系统净碳汇的影响

为分析添加秸秆、生物质炭后小麦生产过程中碳足迹的动态、分布以及构成,研究了不同处理在小麦生长期的CO2、N_2O、CH4排放情况,以及不同处理的单位面积碳足迹构成与碳足迹总量,试验设置5个处理:对照(CK)、常规施肥(N)、施肥并添加4 t·hm-2秸秆(NS)、施肥并添加4 t·hm-2生物质炭(NBClow)、施肥并添加8 t·hm-2生物质炭(NBChigh)。结果表明,小麦生产中碳足迹的构成主要为农田生态系统净初级生产力(NPP)和氮肥生产过程中的能源消耗,与常规施肥相比:添加4 t·hm-2秸秆、4 t·hm-2生物质炭与8 t·hm-2生物质炭处理,小麦产量分别增加了30.9%、66.3%和36.6%;添加4 t·hm-2秸秆使土壤CO2的季节排放总量增加了68.7%,生态系统N_2O的季节排放总量降低了33.9%,添加4 t·hm-2和8 t·hm-2生物质炭生态系统N_2O的季节排放总量降低了23.8%和58.6%,但是土壤CO2的季节排放总量没有显著性的差异;添加4 t·hm-2秸秆使小麦生产过程中的碳足迹升高了26.0%,添加4 t·hm-2和8 t·hm-2生物质炭碳足迹分别降低了198.0%和112.9%。生物质炭的添加降低了小麦生产过程中的碳足迹。     

科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失规律

采用小型回填式土柱动态淋溶实验方法,研究了科尔沁沙地不同土地利用结构耕层土壤硝酸盐氮淋失规律。结果表明,科尔沁沙地草地、林地和沙荒地结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值低于地下水Ⅰ类水质标准(2.0mg·L-1),农田结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值大于地下水Ⅰ类水质标准。农田结构是造成地下水硝酸盐氮污染的重点区域。科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失强度依次为:农田(96.54kg·hm-2·a-1)>沙荒地(32.84kg·hm-2·a-1)>林地(28.66kg·hm-2·a-1)>草地(15.48kg·hm-2·a-1)。农田是科尔沁沙地氮素营养管理的重点结构,硝酸盐氮淋失强度与土壤硝态氮含量呈极显著正相关。     

氮磷湿沉降对2种林型红松林土壤活性有机碳及养分的影响

以不施用氮磷为对照,设低施用量氮磷(施用氮5 g·m-2·a-1、磷5 g·m-2·a-1)、中施用量氮磷(施用氮15 g·m-2·a-1、磷10 g·m-2·a-1)、高施用量氮磷(施用氮30 g·m-2·a-1、磷20 g·m-2·a-1)3种处理,在红松人工林和阔叶红松林2种林型的24个试验单元内,进行模拟氮磷湿沉降施肥试验,分析氮磷湿沉降对土壤活性有机碳及养分的影响。结果表明:氮磷湿沉降处理对土壤易氧化有机碳、土壤有机碳影响显著,对土壤全氮、全磷、轻组碳、颗粒有机碳影响不显著。土壤易氧化有机碳与土壤颗粒有机碳、轻组碳之间呈负相关关系,土壤易氧化有机碳、土壤轻组碳与土壤有机碳、全氮、全磷呈正相关关系;土壤颗粒有机碳与全氮、全磷呈显著负相关关系,土壤颗粒有机碳与土壤有机碳呈极显著负相关关系。     

氮添加对杨树人工林表层土壤微生物群落结构的影响

以江苏东台沿海地区杨树人工林地为研究对象,建立野外模拟氮沉降试验样地,试验设置5个氮处理水平,分别为对照(0 kg·hm-2·a-1)、低氮(50 kg·hm-2·a-1)、中氮(100 kg·hm-2·a-1)、高氮(150 kg·hm-2·a-1)和超高氮(300 kg·hm-2·a-1)。于2012年5月开始在生长季(5—10月)每月进行施氮处理,2013年8月和10月运用磷脂脂肪酸法分别分析了土壤微生物群落的变化特征。结果表明,施氮处理近2 a后,两个月份中的土壤微生物磷脂脂肪酸总量均显著下降,细菌、真菌中磷脂脂肪酸的量出现了不同程度的下降,真菌与细菌中磷脂脂肪酸的量之比没有显著变化。磷脂脂肪酸组成的主成分分析显示,除低氮处理样地外,其他水平施氮样地均使微生物群落结构显著变化,且超高氮处理样地变化格局具有季节差异性。     

尿素混合生物质炭穴施对土壤氮含量及酶活性的影响

为研究尿素与生物质炭混合穴施条件下,生物质炭对土壤氮素转化及土壤酶活性的影响,设单施尿素(N_(120)、N_(180)、N_(240))、尿素混合生物质炭穴施(N_(120)B、N_(180)B、N_(240)B)处理,施氮量分别为240 kg·hm~(-2)(N_(240))、180 kg·hm~(-2)(N_(180))、120 kg·hm~(-2)(N_(120))和不施氮(CK),生物质炭施用量为10 t·hm~(-2)。测定土壤硝态氮、铵态氮、无机氮和碱解氮的含量,以及土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性。研究表明,第5 d尿素穴施处理的土壤铵态氮、硝态氮、无机氮和碱解氮含量分别是尿素混合生物质炭穴施处理的4.5～8.2、2.0～3.0、2.55～5.81、3.13～4.46倍,第10 d尿素穴施处理的土壤铵态氮、硝态氮、无机氮和碱解氮含量分别是尿素混合生物质炭穴施处理的24.5～58.9、1.21～1.37、2.99～3.82、1.34～1.48倍,第15 d各处理间土壤氮含量差异不显著。第5 d和第10 d,尿素混合生物质炭穴施处理的土壤脲酶活性均显著高于尿素穴施处理,但在第15 d后处理间无显著差异,第5 d尿素混合生物质炭穴施处理的土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性分别是尿素穴施处理的1.80～2.55、1.07～1.77、1.18～1.22倍,第10 d尿素混合生物质炭N_(180)B处理的土壤蔗糖酶活性最高,N_(240)B处理的土壤碱性磷酸酶活性最高,混合生物质炭处理的蔗糖酶活性是单施尿素处理的2.35～2.37倍。因此,生物质炭促进土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,吸附土壤中的NH_4~+和NO_3~-,赋予土壤氮素缓慢释放特性,尿素混合生物质炭穴施可以促进土壤酶活性,有效降低土壤有效氮素流失的风险。     

对木薯在广西生物质产业中地位的思考

现代的生物质产业,是指利用可再生或循环的有机物质,包括农作物、树木和其它植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物,以及利用边际性土地和水面种植能源植物为原料,通过工业性加工转化,进行生物基产品(Biobasedproducts)、生物燃料(Biofuels)和生物能源(Bioenergy)生产的一种新兴产业[1].     

生物质炭对红壤性质和黑麦草生长的影响

为了解生物质炭施用对红壤性质的改良效果,采用盆栽试验研究不同生物质炭投入量对2种不同肥力水平红壤质量指标的影响,探讨生物质炭施用对黑麦草生长的影响.结果表明:红壤施用生物质炭不仅大大提高了土壤碳库,还可降低土壤酸度,增加土壤pH值和盐基饱和度,提高土壤水稳定性团聚体数量,增加土壤速效磷、速效钾和有效氮,增强土壤保肥能力,改善植物生长环境,促进黑麦草的生长;生物质炭施用量为10和50 g·kg-1时,经1年的培养试验后2个研究土壤的有机碳、速效P、速效K和盐基饱和度分别比对照增加31%～744%、14%～215%、6%～110%和17%～82%,pH值增加0.11～0.40个单位;生物质炭的改善作用在肥力水平较低的土壤上明显高于肥力水平较高的土壤,改善效果随生物质炭用量的增加而增加,而在肥力水平较高的土壤中,高量施用生物质炭(200 g·kg-1)可导致土壤微生物生物量下降,对黑麦草的生长产生轻微的抑制作用.     

生物质炭对旱作春玉米农田N2O排放的效应

通过田间试验,采用密闭式静态暗箱-气相色谱法研究不同生物质炭添加量(0、10、20、30t·hm-2)对黄土旱塬旱作春玉米农田N2O排放的影响。结果表明:生物质炭添加降低了施氮农田春玉米生长季N2O排放通量峰值和排放总量,添加30、20、10 t·hm-2生物质炭的三个处理N2O排放总量比不添加生物质炭的处理分别降低19.24%、9.89%、3.40%,其中添加30 t·hm-2生物质炭处理降低显著(P0.05),但添加20 t·hm-2的生物质炭未对不施氮农田N2O排放通量和总量产生显著影响。无论添加生物质炭与否,生长季不施氮处理的N2O排放通量和总量均显著低于施氮处理。添加生物质炭不同程度提升了农田0 cm和10 cm土壤温度,减少了施氮处理0~20cm土壤NH+4-N和NO-3-N含量,但对农田0~20 cm土层土壤含水量影响不显著。相关分析表明,试验农田N2O的排放通量与0~20 cm土层土壤NO-3-N和NH+4-N含量、含水量均呈极显著正相关关系(P0.001),与0 cm与10 cm土壤温度呈负相关关系。添加生物质炭后矿质氮含量的减少可能是旱作春玉米农田N2O排放减少的主要原因。