秸秆施用下接种蚯蚓对农田土壤微生物特性的影响

在连续6年稻麦轮作系统中，研究不同秸秆施用方式下接种蚯蚓对土壤微生物生物量、活性（基础呼吸）及群落功能多样性（BIOLOG单一碳源利用指纹方法）的影响，试验设5个处理：对照（CK）、秸秆表施（M）、秸秆混施（I）、秸秆表施且接种蚯蚓（ME）、秸秆混施且接种蚯蚓（IE）。不同秸秆施用下接种蚯蚓均对土壤微生物生物量、微生物生物活性和群落碳源利用能力产生显著影响：两种秸秆施用方式下接种蚯蚓均增加微生物生物量；秸秆表施并接种蚯蚓导致微生物活性、碳源利用丰富度和多样性指数均降低，而在秸秆混施下则均升高；BIOLOG碳源利用分析结果表明在秸秆施用下接种蚯蚓后土壤的微生物群落组成发生明显变化。     

秸秆施用及蚯蚓活动下土壤有机碳变化表征指标的筛选

在长期连续稻-麦轮作的小区试验中,通过运用主成分分析法与聚类分析法等,对施用秸秆与接种蚯蚓(Metaphire guillelmi)后土壤有机碳变化表征指标的敏感性进行了分析与评价。结果表明,不同土壤有机碳变化表征指标对农田施用秸秆与蚯蚓活动的响应不同,用所选取12种指标可较完整地表达土壤有机碳的含量与组成变化,但较多的信息及信息的不一致影响进一步的分析。各指标可依主成分分析与聚类分析结果分为两大类,一类为与土壤有机碳含量密切相关的指标,如可溶性有机碳(DOC)、热水提取态碳(HWEC)、潜在可矿化碳(PMC)、基础呼吸(BR)、酸提取态碳(AEC)、易氧化有机碳(ROC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)、总有机碳(TOC);另一类为与微生物密切相关的潜在影响土壤有机碳的指标,如微生物熵(Mq)、代谢熵(qCO2)与微生物生物量碳(MBC)。运用与土壤有机碳含量密切相关的指标可用于评价秸秆施用对土壤有机碳的影响,且不必全部测定,只需选测一种或两种指标,而其他指标可通过回归方程获得。与微生物密切相关的指标可用于评价蚯蚓活动对土壤有机碳的潜在影响。     

根瘤菌与固氮菌联合对毛叶苕子的促生效果

利用前期筛选的具有优良固氮活性的巨大芽孢杆菌菌株N3和豌豆根瘤菌菌株Vic5,研究单一及复合接种对毛叶苕子的促生效果及对土壤性质的影响。结果表明：相比不接菌处理CK,单一接种N3能显著提高毛叶苕子根瘤固氮酶活性,单一接种Vic5能显著提高毛叶苕子地上部生物量、结瘤数和根瘤固氮酶活性,Vic5处理下毛叶苕子地上部生物量、结瘤数、根瘤固氮酶活性及根系形态学指标包括根系总长、根表面积、根体积及根尖数较N3处理分别增加了72.55%、121.20%、47.22%、21.46%、50.48%、53.85%和47.42%。相比CK,接种N3处理土壤全磷、速效磷和速效钾含量显著提高,Vic5处理土壤铵态氮和硝态氮含量显著提高,复合接菌处理下土壤有机质和全氮含量显著提高。接种N3能显著提高土壤固氮酶活性,接种Vic5能显著提高土壤基础呼吸、微生物量碳、氮含量和土壤固氮酶活性,复合接种处理下土壤基础呼吸强度最大、微生物量碳、氮含量最高,土壤固氮酶活性最高,用乙炔还原法测得固氮酶活性为C₂H₄ 53.77 nmol·g^-1·h^-1。综上所述,相比单一接种,复合接种自生固氮菌N3和豌豆根瘤菌Vic5表现出对毛叶苕子更优的促生作用和对土壤具有更好的改良作用,可为后期毛叶苕子专性生物菌肥的开发利用奠定基础。     

高等农业院校环境科学专业实验教学改革

为更好适应当今社会和解决环境问题对人才培养的需要,环境科学专业本科实验教学应在实验教学内容和项目的创新、注重学生在实验过程中的主体性、强调实验教师在研究性实验教学中的角色转变和突出高等农业院校实验教学特色等方面进行改革,提高实验教学质量。     

两种硝化抑制剂在不同土壤中的效果比较

采用室内培养试验,比较了两种硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和双氰胺(DCD)在4种典型农田土壤(水稻土、潮土、黑土、红壤)中的抑制效果。结果表明,在培养期内土壤pH和NH4+-N呈先上升后下降的趋势,NO3--N和表观硝化率呈逐渐上升的趋势。与单施尿素处理(U)相比,添加硝化抑制剂显著增加了土壤NH4+-N含量,降低了NO3--N含量,表观硝化率表现为UU+DMPPU+DCD。在水稻土和潮土中,单施尿素处理的硝化过程到第14天时基本完成,添加硝化抑制剂使硝化过程延长了至少28天。在黑土和红壤中,尤其是在红壤中,硝化过程相对缓慢,施用抑制剂虽然降低了土壤的表观硝化率,但降低的程度低于水稻土和潮土。总之,在推荐用量下10%DCD的硝化抑制效果优于1%DMPP,且这两种抑制剂在不同土壤中的抑制效果不同。     

红壤水分调节对柑桔叶片叶绿素和光合特性的影响

通过调节柑桔根际土壤含水量,研究了红壤不同水分处理对柑桔叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、进出气室CO2的浓度差(△Ca)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和羧化效率(CE)的影响。结果表明,红壤相对含水量在75%时,柑桔叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都达到了最大值;Tr与土壤含水量变化趋势一致(R2=0.9625**),而Pn(R2=0.9388*)、△Ca、CE在土壤相对含水量75%以下时,与土壤含水量呈正相关,说明红壤相对含水量在75%以上时柑桔叶片的部分蒸腾与Pn无关;Pn与Ci呈负相关,土壤相对含水量在30%时的Gs与其他水分处理间的差异达到极显著,表明红壤水分含量所引起的柑桔叶片光合速率变化在土壤相对含水量30%以下时主要是由非气孔因素所引起,而在土壤相对含水量30%以上时主要是由气孔因素所引起。     

蚯蚓堆肥与益生菌配施对西瓜生长和品质的影响

基于等养分条件下,本试验研究了蚯蚓堆肥与解淀粉芽孢杆菌X和荧光假单胞菌Y两株不同功能益生菌配施对西瓜生长和品质的影响。结果表明,不论添加益生菌与否,与单施化肥或施用常规堆肥相比,蚯蚓堆肥均促进了西瓜生长,降低了植株枯萎病发病率,增加了西瓜产量,并显著提高了西瓜可溶性固形物、可溶性糖和Vc含量等果实品质指标,其中施用蚯蚓堆肥的Vc含量较常规堆肥提高了15.9%;添加益生菌可不同程度促进西瓜生长和品质的改善,且以蚯蚓堆肥配施益生菌的促进作用更为明显。蚯蚓堆肥配施益生菌相比于单施蚯蚓堆肥,西瓜产量和可溶性糖含量分别提高了17.3%和15.2%。方差分析结果表明,有机堆肥与益生菌在西瓜蔓长、纵茎、产量、可溶性固形物、可溶性糖含量上存在显著的交互作用。综上所述,蚯蚓堆肥与益生菌配施对西瓜促生作用显著,在西瓜的绿色生产中可减少部分化肥的使用。     

有机物料施用对旱地红壤作物产量和有机质活性组分的影响

为了探讨不同有机物料施用对作物产量和土壤有机质活性组分的影响,以达到农田增产和土壤培肥的目的,本研究依托2015年在江西省红壤研究所布置的田间施肥试验,设置不施肥(CK)、常量化肥(CF)、减量化肥(RF)、减量化肥配施秸秆(RFR)、减量化肥配施生物黑炭(RFB)、减量化肥配施猪粪(RFP)、减量化肥配施蚓粪(RFV)7种不同施肥处理,研究减量化肥40%条件下配施不同有机物料对作物产量及耕层土壤有机质活性组分的影响。结果表明:在红薯-油菜轮作制度下,减肥配施有机物料处理的作物产量较常量化肥处理都有不同程度的增加,其中RFP、RFV处理油菜籽产量显著高于CF处理(P0.05);减肥配施有机物料处理的土壤微生物生物量有机质(MBOM)、水溶性有机质(DOM)、颗粒性有机质(POM)、易氧化有机质(LOM)含量均高于CF处理,其中油菜季POM含量较红薯季有明显的提升;相关性分析表明,经过两季的施肥处理,SOM和有机质活性组分与作物产量均呈显著正相关关系(P0.05),MBOM、POM、LOM与SOM呈极显著正相关性(P0.01)。可见,不同有机物料替代部分化肥,可以一定程度提高作物产量,更重要的是可以促进土壤有机质活性组分的提高,对于土壤培肥至关重要。     

红壤氮素的矿化硝化作用特征

采用培养试验研究了侵蚀红壤,培肥后的红壤以及不同利用方式红壤氮素的矿化和硝化作用特征。结果表明,侵蚀红壤的矿化作用和硝化作用都很微弱,采用适宜的施肥措施培肥后氮素的矿化和硝化速率都有很大提高;红壤氮素的矿化和硝化速率与土壤pH、速效磷含量和有机质含量呈显著正相关。     

不同有机物料投入下黄河故道土壤有机碳积累特征的研究

【目的】黄河故道潮土区土壤有机质含量低、结构差是限制当地作物优质高产的重要问题,通过连续施用不同有机物料,探究不同有机物料投入下,黄河故道区典型土壤的有机质积累特征,为该区土壤的快速固碳提供理论依据和参考方案。【方法】试验共设置7个处理：单施NPK肥作为对照(CK),其他处理在单施NPK肥的基础上增施有机肥6000 kg/hm_² (M1)、有机肥12000 kg/hm_² (M2)、树枝菌渣6000 kg/hm_² (B1)、树枝菌渣12000 kg/hm_² (B2)、秸秆菌渣6000 kg/hm_² (S1)、秸秆菌渣12000 kg/hm_² (S2), 采用随机区组设计。【结果】与CK相比,外源有机物料施入会显著增加玉米产量和有机质含量,增幅范围分别为21.7%～58.3%和37.4%～70.1%,产量的增加直接导致进入土壤的秸秆残渣及根茬碳相应增加38.9 kg/hm_²～76.9 kg/hm_²,致使 B2处理增产保肥效果最佳。就有机物料种类而言,用量为12000 kg/hm_²的树枝菌渣对土壤活性有机质的提升幅度最大,比相同用量的有机肥和秸秆菌渣高26.2%和57.0%,秸秆菌渣的碳库管理指数最高,但与树枝菌渣相比无显著差异。树枝菌渣由于碳氮比高,在土壤中分解慢,相同用量下,矿化消耗的碳量低于秸秆菌渣和有机肥,单位碳投入下的呼吸量比秸秆菌渣和有机肥低42.3%和29.3%。【结论】用量为12000 kg/hm_²的树枝菌渣由于碳投入量大,矿化消耗少,对黄河故道潮土有机质提升效果最好,玉米增产最明显。