下辽河平原几种旱作农田N_2O排放通量及相关影响因素的研究

为探明下辽河平原几种旱作农田N2O排放通量及相关因素的影响,采用静态箱(暗箱)/气相色谱法对东北地区3种典型的旱地作物(玉米、大豆和春小麦)的N2O排放进行了原位测量,同时测量了土壤湿度等相关影响因子。结果表明,3种旱田作物的N2O排放在其各自生长季内均表现出比较明显的季节变化规律。在整个生长季观测中,常规处理N2O排放通量变化范围和平均通量分别为:玉米田-26.2～822.1μg·m-2·h-1,平均通量110.3μg·m-2·h-1;大豆田-96.8～281.0μg·m-2·h-1,平均通量66.0μg·m-2·h-1;春小麦田-27.1～183.1μg·m-2·h-1,平均通量46.3μg·m-2·h-1。研究还表明,土壤湿度是制约旱田N2O释放的关键因素,在土壤湿度较低时,施N肥并不会增加N2O的排放量。从作物的整个生长季来看,施N肥处理比未施N肥处理的N2O排放量要高,具体表现在玉米田和春小麦田常规处理N2O排放总量分别是无N处理的3.88倍、1.10倍。     

冬小麦田N2O通量研究

采用箱式法在冬小麦田研究土壤植株N2O通量的变化、季节变化,并且讨论土壤温度、水分对土壤N2O通量排放或吸收的影响.在冬小麦田中各设计了2种不同的处理,分别使用小暗箱测量土壤N2O通量,用明箱测量土壤—植物系统的N2O通量.     

垃圾堆肥及其复合肥对农田土壤N_2O排放的影响

设置不同肥料处理小区,并将同一施肥处理分为秸秆覆盖与无覆盖两部分,种植玉米,应用静态箱-气相色谱分析技术,研究了不同施肥处理对农田土壤N2O通量的影响,并分析了土壤水分对土壤N2O通量的影响.结果表明,玉米田土壤N2O排放具有明显的季节变化,苗期玉米田土壤的排放高峰主要是施肥的原因.不同施肥处理之间土壤N2O通量的差异主要表现在苗期堆肥处理和复合肥处理的土壤N2O平均通量分别为42.3和21.9μg N·m-2·h-1;抽穗期土壤N2O通量增大是由于受降水影响.玉米生长季节内,垃圾堆肥处理的土壤N2O平均通量大于复合肥处理;与对照相比,施用垃圾堆肥及其复合肥使农田土壤的N2O通量增加,其土壤N2O平均通量分别是对照的1.9倍和1.5倍;与无秸秆覆盖相比,秸秆覆盖使土壤N2O排放通量增大.     

植物生长及环境因子对麦田N2O通量的影响

采用静态箱法研究了华北平原典型农田土壤植株N2O通量季节变化特征,并分析土壤温度、水分对土壤N2O通量的影响。     

土壤质地对小麦和棉花田N_2O排放的影响

1994年—1995年在中国科学院封丘生态试验站通过小区试验研究了土壤质地对小麦和棉花田N2O排放量的影响。结果表明,土壤质地明显影响小麦和棉花田N2O排放量 ,壤质土壤排放的N2O高于砂质和粘质土壤 ,小麦和棉花生长期壤质、砂质及粘质土壤的平均N2O排放通量分别为37.93、23.81、12.90及70.39、45.87、27.85μg N2O -N/(m2·h)。黄淮海平原麦棉轮作土壤年平均N2O排放通量为19.37～51.97μg N2O -N/(m2·h)。     

稻田生态系统CO2通量的日变化特征

研究稻田生态系统与大气间CO2交换通量的变化特征及规律可以为准确估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度提供科学依据。采用涡度相关技术对中国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,并对CO2通量的日变化规律进行了分析。结果表明,稻田生态系统CO2通量具有明显的日变化特征。白天以吸收CO2为主,夜间表现为排放CO2;CO2通量的日变化模式有单峰型、双峰型和不规则型。稻田CO2通量日变化强度受水稻生长状况影响,水稻生长旺盛期白天CO2吸收通量、夜间排放通量以及日净吸收CO2通量均高于生长前期和成熟期;且早稻与晚稻间有明显差别。     

大豆植株及大豆植株-土壤系统N2O释放规律及其与光合作用的关系

为区分植物在土壤-植物系统N2O排放中的贡献,用封闭式箱法对田间栽培的大豆植株及土壤、大豆植株-土壤系统的N2O排放进行了测定,同时对影响N2O的排放的因素进行了分析。观测结果表明:田间栽培的大豆的N2O排放通量昼间变化模式是10∶30有一个排放高峰,153∶0有一个排放低谷,甚至表现为可吸收大气中的N2O;在生育期内,大豆植株有两个释放高峰,分别位于6月下旬和8月中旬。从6月下旬至8月末,大豆对土壤-植物系统N2O排放的贡献率约为25%～57%。大豆植株、大豆植株-土壤系统N2O排放通量与温度有一定的相关性,相关系数r2分别为0.4954和0.5357,大豆N2O的排放通量同光合速率有一定的相关性(r2=0.5944)。     

UV-B辐射增强对冬小麦生态系统呼吸速率和N2O排放日变化的影响

通过田间试验,应用静态箱-气相色谱法测定了土壤-冬小麦系统以及土壤的呼吸速率和N2O排放通量,研究了UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统、土壤的呼吸速率和N2O排放日变化的影响.结果表明,土壤-冬小麦系统和土壤的呼吸速率存在着明显的日变化规律,UV-B辐射增强处理并没有改变其日变化规律,但对呼吸速率有抑制作用.在日温差较大的晴天,土壤-冬小麦系统和土壤的N2O排放通量也呈规律性日变化,UV-B辐射增强处理没有改变其日变化规律.在拔节至抽穗期,UV-B辐射增强对土壤一冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量均没有显著影响,但显著降低了土壤的日均呼吸速率;在开花期,UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统和土壤的日均呼吸速率、N2O排放通量均没有显著影响;在灌浆期,UV-B辐射增强显著降低了土壤-冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量,但对土壤的日均呼吸速率没有显著影响.     

玉米生长期黄土区土壤氧化亚氮产生和排放及其影响因子研究

采用土壤平衡气室法和密闭气室法,对玉米生长期对照(不施氮肥)和施氮处理(180 kg/hm2N)黄土区土壤剖面中N2O浓度和土壤表面N2O排放通量的变化及其影响因子进行了研究。结果表明,在玉米生长期,土壤剖面中N2O主要产生于7月和8月,且60 cm土层的N2O浓度最高,10 cm土层最低;施用氮肥不仅增加了土壤剖面中N2O的浓度,而且增加了土壤表面N2O的排放通量,玉米生长期对照和施氮处理的土壤表面N2O平均排放通量分别为(10.95±4.13)和(22.41±8.69)μg/(m2.h)。对照和施氮处理土壤剖面中N2O浓度和土壤表面N2O排放通量的变化趋势相同,但施氮处理土壤剖面中N2O浓度和N2O排放通量均明显高于对照。土壤温度、水分以及土壤NO3--N含量是土壤N2O产生和排放的主要影响因子。     

一次性施肥技术对冬小麦/夏玉米轮作系统土壤N2O排放的影响

利用静态暗箱-气相色谱法对华北平原冬小麦/夏玉米轮作系统施氮条件土壤N2O排放特征进行周年观测,以探讨不同处理[对照(CK)、优化施氮(OPT)、优化氮肥一次性施用(OPT1)和控释肥(CRF)]土壤N_2O排放特征及土壤温度、湿度对土壤N_2O排放的影响。结果表明:冬小麦/夏玉米轮作系统中土壤N2O排放峰值主要出现在施肥+降雨或灌溉事件后,不同处理N_2O排放通量变化范围在-0.24~2.78 mg N2O·m~(-2)·h~(-1),平均排放通量23.88~65.46μg N_2O·m~(-2)·h~(-1),OPT1和CRF两个一次性施肥处理可以降低小麦和玉米基肥施用后土壤N_2O排放峰值,但未改变轮作周期土壤N_2O排放季节变化规律;土壤含水量对土壤N2O排放有显著影响,且对夏玉米季土壤N2O排放影响大于冬小麦季;各处理土壤N2O排放通量与5 cm深度土壤温度之间均无相关性;不同处理N_2O年度排放总量差异显著,与OPT处理相比,OPT1处理和CRF处理N2O年排放总量分别减少27.47%和22.80%。各处理N_2O排放系数介于0.28%~0.50%,均低于IPCC 1.0%的推荐值,且各处理产量之间没有显著性差异,因此一次性施肥技术能够在保证产量的前提下,有效减少冬小麦/夏玉米轮作系统土壤N2O排放。     

旱田改水田对土壤电导率及几种微生物的影响

选取旱田改水田的黑土为研究对象,以相邻的旱田为对照,通过五点采样法取样,对其电导率及几种转化氮素的微生物进行研究。结果表明,旱田改水田后土壤电导率(EC)显著升高;旱田改水田后反硝化细菌数量显著减少,不利于反硝化细菌的积累;而其他几种转化氮素的微生物中,氨化细菌与好氧自生固氮菌显著增加;硝化细菌与亚硝化细菌虽有增加,但不显著。     

宁南黄土丘陵区坡耕地土壤侵蚀对土地生产力影响研究

坡耕地土壤侵蚀对土地生产力的影响表现在多方面 .该文运用模拟侵蚀方法 ,对宁夏西吉县黄土丘陵区坡耕地表层土壤发生不同程度侵蚀后 ,表土养分流失、作物产量和生物量下降的状况进行了定量测试分析 .结果显示 :①耕作层 (0～ 2 0cm)土壤肥力指标有机质、全N、碱解N、全P分别比下层土壤 (2 0～ 6 0cm)高 14 2 % ,12 0 % ,37 3%和 9 2 % ,且流失土壤的养分富集现象明显 .②种植春小麦和豌豆的坡耕地 ,每流失 1cm表土 ,产量分别下降 1 9%～ 3 1%和 2 0 %～ 2 6 % ,而马铃薯和胡麻产量分别降低 0 9%～ 1 0 %和 0 9%～ 1 5 % .③发生强度和剧烈侵蚀的坡耕地 ,每年农作物产量下降幅度为 0 35 %～ 1 76 %和 1 0 7%～ 3 36 % .     

奎屯垦区三种棉田土壤钾吸附、解吸动力学研究

[目的J研究新疆奎屯垦区棉田土壤钾吸附、解吸动力学性质和转化机制,为合理的钾肥施用提供理论依据.[方法]采用连续液流法研究奎屯垦区棉田3种土壤钾吸附、解吸动力学性质.[结果]3种土壤达到吸附、解吸平衡的时间均为:风沙土<草甸土<灰漠土.从吸附、解吸率达到90;以上所需的时间来看,钾的解吸过程快于吸附过程.在土壤钾的吸附、解吸反应中,相关系数以Elovich方程最高,其次为指数方程,抛物线扩散方程最低.[结论]草甸土对钾的吸附量大,在一定时间内解吸量大,说明草甸土供钾潜力大,供钾强度也较大.平衡前钾离子的吸附、解吸速率和吸附、解吸率与反应时间Int间存在良好的线性关系.Elovich方程是描述奎屯垦区三种土壤钾的吸附和解吸过程的最优模型.     

不同管理措施土娄土无机碳储量及其与有机碳含量的关系

【目的】研究长期不同管理措施和作物轮作体系下,不同施肥处理土壤剖面中无机碳含量分布和无机碳储量及其与耕层土壤有机碳含量的关系。【方法】采用长期定位试验(1990-2014年),以土娄土为供试土壤,设置裸地休闲、自然撂荒及冬小麦-夏玉米轮作体系(以下简称作物轮作体系)3种土壤管理措施,其中作物轮作体系设9个施肥处理,分别为不施肥(对照,CK)、氮肥(N)、氮钾(NK)、磷钾(PK)、氮磷(NP)、氮磷钾(NPK)、秸秆+氮磷钾(SNPK)、低量有机肥+氮磷钾(M1NPK)和高量有机肥+氮磷钾(M2NPK),共计11个处理,测定耕层(0~20cm)有机碳含量、不同土层(0~300cm)无机碳含量,并计算0~100cm、0~300cm土层无机碳储量,然后分析不同土层无机碳储量与耕层有机碳含量的关系。【结果】不同土壤管理措施显著影响了0~20cm土层有机碳含量,其中长期撂荒与作物轮作体系的土壤有机碳含量相近,且显著高于裸地休闲处理。在作物轮作体系下,不同施肥处理对0~20cm土层有机碳含量也有明显影响,其中有机物和N、P、K配施的SNPK、M1NPK、M2NPK处理的有机碳含量显著高于CK。不同土壤管理措施和作物轮作体系下各施肥处理0~300cm土层的无机碳含量分布均呈类似"S"形曲线,其中0~40cm土层较高,随着土层深度的增加无机碳含量下降较快,在80~140cm土层最低,然后逐步升高到160~180cm达到最高值,之后一直呈缓慢下降趋势。对于0~100cm土层无机碳储量,裸地休闲处理显著高于自然撂荒和作物轮作体系处理;作物轮作体系中M2NPK处理显著高于其他处理。对于0~300cm土层无机碳储量,裸地休闲处理显著高于自然撂荒处理;作物轮作体系中施用有机肥处理则显著低于其他施肥处理,其他施肥处理均提高了0~300cm土层无机碳储量,其中PK、NP、NPK、SNPK处理显著高于CK。0~100cm土层无机碳储量与耕层土壤有机碳含量之间呈显著正相关,但0~300cm土层无机碳储量与耕层土壤有机碳含量呈负相关。【结论】在干旱、半干旱地区,如果有灌溉条件,建议用0~300cm土层无机碳储量来研究无机碳与有机碳的关系较为准确。另外在研究区施用有机肥可显著提高土壤有机质含量,但不能同时提高土壤无机碳固存。     

潮土区菜田土壤肥力现状评价

为了解菜田土壤养分状况，以粮田为对照，采集设施、露地菜田土壤样品，采用隶属度模型和主成分分析法对土壤养分综合肥力进行评价。结果表明，设施菜田土壤综合肥力指数显著高于露地菜田。与粮田土壤相比，设施菜田土壤有机质、有效磷、速效钾及有效Fe、Cu、Zn含量显著提高，pH、有效Mn含量显著降低；露地菜田土壤速效钾和有效Fe含量显著提高，pH和有效Mn含量显著降低。设施菜田和露地菜田土壤有机质含量虽然高于粮田，但总体仍处于中等偏低水平，达到肥沃菜田土壤标准（>30.00 g·kg^-1）的样本量分别仅占总样本量的17.12%和0.65%；菜田土壤有效磷显著富集，63.41%的设施菜田和40.00%的露地菜田土壤有效磷含量均超过80 mg·kg^-1；设施菜田土壤速效钾含量普遍较高，高于300.00 mg·kg^-1的样本量占比达到了56.45%，露地菜田则高低并存。设施菜田和露地菜田土壤微量元素总体均处于中高水平。研究表明，菜田土壤速效养分含量高，而有机质和全氮含量较低。因此，潮土区蔬菜今后生产中应注意增施有机肥料培肥地力，同时适当控制化学肥料，特别是磷钾养分的投入。     

草甘膦对大豆田土壤养分及其功能酶活性的影响

为探究草甘膦对大豆田土壤养分及其功能酶活性的影响,以转基因抗草甘膦大豆呼交06-698为材料,采用田间试验方法,研究了1.2、2.4、3.6 kg·hm^-2草甘膦对大豆田土壤氮（N）、磷（P）、钾（K）及其功能酶活性的影响。2年试验结果均表明,在草甘膦2.4 kg·hm^-2和3.6 kg·hm^-2用量下,大豆田土壤碱解氮含量、速效磷含量、脲酶、纤维素酶、磷酸酶和根瘤固氮酶活性显著降低,降低峰值分别为10.57%、11.30%、67.66%、40.62%、45.88%和74.49%,过氧化氢酶活性显著升高,2年间的升高峰值为131.93%,速效钾含量不受草甘膦影响。这种影响随草甘膦施用后时间延长而逐步恢复正常,长时间不会对土壤养分及其功能酶活性带来不利影响。通过主成分与综合评价方法分析,草甘膦用量为2.4和3.6 kg·hm^-2时,以土壤N、P、K养分及其功能酶活性为主成分的土壤质量均高于CK。研究结果可为农田生态系统可持续利用和转基因抗草甘膦大豆商业化种植提供理论依据。     

改良剂对烟叶产质量、土壤理化性质及土壤酶活性的影响

【目的】筛选适合南雄烟区沙泥田土壤的改良剂。【方法】通过田间试验研究了不同土壤改良剂 对植烟沙泥田烟叶产质量和土壤理化性质等方面的影响。【结果】生物碳的土壤改良效果好于矿物质调理剂， 生物碳处理的烟叶产量、产值、上等烟比例和均价分别比对照高 20.00%、54.02%、84.18% 和 27.54%，差异均 达显著水平；生物碳处理烤后烟叶的烟碱、钾、总氮、氯、蛋白质含量均在适宜范围内，其糖碱比在 8~12 间， 烟叶化学成分较协调；生物碳和矿物质调理剂均能提高土壤 pH 值，改善土壤的理化性质，增加土壤中的有效养 分含量；生物碳能提高植烟土壤中的土壤酶活性，其交换性钙和交换性镁含量分别比对照高 30.75% 和 19.33%。【结 论】生物碳处理（1 500 kg/hm2）对提高南雄烟区沙泥田烟叶产质量和改善植烟土壤理化性质等方面的改良效果 较明显。     

灌溉对麦田土壤线虫区系的影响

通过对不同灌水处理麦田的不同层次土壤样品的采集、线虫的分离、鉴定及分析,研究不同灌水条件对麦田土壤生态系统中线虫区系的影响,共鉴定线虫20科35属,包括植物寄生性线虫(PP)、食真菌线虫(F)、食细菌线虫(B)和杂食/捕食线虫(OP)等4个营养类群,食细菌线虫为优势营养类群,占鉴定线虫总数的56.1%;头叶属、真滑刃属、矮化属为优势属;拔节水(T1处理)土壤中线虫总数和食细菌线虫数大于其它两个灌水处理,且差异达显著水平(P＜0.05);灌水处理对土壤线虫的垂直分布有显著影响,T1处理条件下0～10 cm土层线虫数显著高于其他处理(P＜0.01).不同灌溉处理对土壤线虫群落生物多样性的垂直分布有一定的影响.麦田灌溉处理中,拔节水(T1)处理可促进麦田土壤中食细菌线虫群体的增殖,改善土壤健康状况,有利于土地资源的可持续性.     

保护地黑土硫的形态与有效硫指数的研究

土壤是作物硫营养的基本来源,作为高肥力、高产出、复种指数高的保护地,由于多年的过度种植和连作,其肥力发生急剧变化.硫是作物必需的中量元素,本试验从对保护地土壤硫质量分数的测定入手,对土壤有效硫质量分数进行SAI值分级.研究表明:保护地黑土土壤中全硫质量分数为202.4～597.0 mg·kg-1,有效硫的质量分数较低,为6.0～30.0 mg·kg-1,平均只有14.1 mg·kg-1.保护地黑土缺硫土壤和需硫土壤基本各占一半,所以在种植时应注意施用硫肥.     

田间持水量含水状态下土水势的研究

本文通过在潮棕壤上进行的田间持水量占水状态下１０～７０ｃｍ各上层土壤上水势（吸力）的试验研究没现田间持水量相对应的土水势在同一土壤剖面的不同层次间有一定差异。在１０～７ｄｃｍ土层内灌水后２４ｈ的土壤水吸力测定值为３．３～５．６ｋＰａ；而在中等质地土壤上影响田间持水量上水势高低的因素，主要有土层深度、地温和地表覆盖物等．田间持水量应是充分灌水或降雨后土壤水运移相对稳定时的土壤含水量．