稻麦轮作体系长期秸秆还田对土壤真菌群落结构及秸秆降解潜力的影响

还田秸秆腐解不及时极大程度地影响了下茬作物生长,但长期秸秆还田是否能富集秸秆腐解微生物从而促进秸秆进一步降解尚未系统阐明。本研究依托江苏省典型稻麦轮作种植区的长期秸秆还田试验（10 a）,研究了秸秆还田对土壤化学性质的影响,并利用扩增子高通量测序技术分析了秸秆还田土壤的真菌群落组成,最后通过秸秆埋盆试验测定了土壤微生物群落对小麦秸秆的降解潜力。结果表明：与未还田土壤相比,秸秆还田显著降低了土壤pH而提高了电导率,同时土壤可溶性有机碳、总磷和总碳含量分别提高了23%、24%和2%。此外,秸秆还田明显改变了土壤真菌群落组成,秸秆还田土壤中真菌群落多样性降低,优势菌子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度提高了25%,Schizothecium、Sarocladium、Gibberella、Rhizophlyctis、Cryptococcus、Lindtneria和Myrothecium等潜在秸秆降解真菌属的相对丰度显著提高,增幅为2.5~132.3倍。秸秆还田土壤对小麦秸秆的腐解效率高于对照土壤,增幅达37%,冗余分析表明这一结果与秸秆还田对潜在秸秆降解真菌类群的富集作用有关。上述研究结果表明稻麦轮作体系下长期秸秆还田可通过提高潜在秸秆降解真菌类群丰度促进秸秆降解。     

典型黄河故道区耕地土壤养分调查与评价

土壤养分调查与评价是开展土壤资源合理利用与管理的基础性工作。以代表典型黄河故道区的滨海县界牌镇部分村组为研究区,采集163个土壤样品,分析了土壤有机质含量等12个指标的现状及空间分布特征。结果表明,研究区土壤有机质含量、pH值、全氮含量、速效钾含量、有效锰含量处于中等偏低水平,土壤电导率、有效磷含量、有效硫含量、有效铜含量、有效锌含量处于中等偏高水平;土壤有效铁含量处于较丰富水平,土壤水溶性有效态硼含量处于较低水平。空间上,除土壤pH值变异较小和有效硫含量变异大外,其他指标均为中等变异;大部分指标(土壤有机质含量、电导率、pH值、全氮含量、有效硫含量、有效铜含量、有效锌含量、有效铁含量、有效锰含量、水溶态硼含量)的较高等级主要分布在条河村,较低等级主要分布在三坝村,这可能与古黄河流向导致的土壤质地差异有关,土壤速效钾含量的分布和大部分指标相反;土壤有效磷的分布较为分散。调查显示,该区钾肥施用量极少,长期偏施氮肥和施用少量磷肥。各指标的相关性分析也表明,土壤有机质含量与全氮含量极显著正相关(P0.01),土壤中的微量元素铜、锌、铁、锰、硼的含量与土壤有机质含量、全氮含量均呈极显著正相关,而钙、镁离子的含量则与土壤有机质含量、全氮含量呈极显著负相关,表明通过长期施肥可提高土壤微量元素含量,生产上偏施氮肥虽然对土壤有机质含量有提升趋势,但钙镁呈耗竭趋势。上述研究结果为该区开展针对性的土壤改良培肥奠定了基础。     

有机物料输入对土壤及玉米籽粒重金属来源解析及风险评估

在黄泛冲积区添加不同有机物料可以提升土壤肥力,但是否对土壤环境及作物带来潜在的重金属污染风险尚未知。本研究开展了连续2 a的大田环境监测试验,在玉麦轮作条件下采用随机区组设计,分别为CK(对照,不施有机物料)、M1(有机肥用量6 t·hm~(-2))、M2(有机肥用量12 t·hm~(-2))、M3(有机肥用量18 t·hm~(-2))、S1(秸秆质菇渣用量6 t·hm~(-2))、S2(秸秆质菇渣用量12 t·hm~(-2))、S3(秸秆质菇渣用量18 t·hm~(-2))、B1(木质菇渣用量6 t·hm~(-2))、B2(木质菇渣用量12 t·hm~(-2))、B3(木质菇渣用量18 t·hm~(-2))。通过测定各处理0～20 cm土层土壤以及玉米籽粒重金属含量变化,运用Pearson相关分析和聚类分析探究土壤重金属来源和作物品质与不同有机物料的关系,应用潜在生态风险评价法以及污染负荷指数法对土壤进行污染评价。结果表明:以上不同有机物料投入的综合潜在生态风险危害程度均为中等风险,重金属Cd为主要生态危害贡献因子。等量不同有机物中,施用有机肥处理对玉米产量的影响最显著,但对土壤重金属含量的影响也最大;施用木质菇渣处理提升土壤有机质含量的效果最好,且对籽粒重金属含量影响效果最小。同种物料添加下,土壤及籽粒重金属的含量随着施用量的增加而增加,其中M2、M3、S3处理下玉米籽粒中重金属Pb含量超标(0.2～0.295 mg·kg-1),其超标率为35%。应用污染负荷指数法分析结果表明所有处理土壤单因子Cd污染等级属于重污染等级,但除Cd以外的其他重金属含量都远低于我国农用地土壤污染风险管控最低标准,因此土壤重金属含量整体而言仍属于安全等级。研究表明,目前所有处理的土壤重金属含量属于安全等级,但存在潜在的中等生态风险,部分处理玉米籽粒出现轻微Pb超标现象,从快速提高土壤肥力及最大限度减少土壤重金属和农产品污染风险角度,应减少商品有机肥及秸秆质菇渣的高量施入,提倡施用木质菇渣更有利于土壤环境和农产品健康的可持续发展。     

盐胁迫对毛竹实生苗形态生理生化特征的影响

为探究盐胁迫对毛竹生长发育的影响,分析了不同浓度NaCl溶液(0、12.5、25.0、50.0、100.0、200.0 mmol/L)胁迫条件下毛竹3个月生实生苗形态生理生化特征的变化.随着盐胁迫浓度的增高,毛竹实生苗的叶片卷曲程度增加,叶片黄化现象严重;叶片MDA含量呈上升趋势,抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量呈先升后降的趋势,在50.0 mmol/L NaCl胁迫6 h时达到最高;在≤50.0 mmol/L NaCl条件下,毛竹实生苗叶片氮蓝四唑(NBT)、二氨基联苯胺(DAB)、Evans blue染色程度与对照条件相似,在>50.0 mmol/L NaCl浓度下,毛竹实生苗叶片与对照条件相比染色程度加深、面积增大.以上结果揭示了毛竹实生苗具有一定的耐盐性(<50.0 mmol/L),为毛竹耐盐能力鉴定和盐碱地区毛竹的竹林培育提供了科学依据.     

绿肥和凹凸棒添加对黄河故道潮土土壤结构和碳氮含量的影响

[目的]探究绿肥秸秆和凹凸棒添加对黄河故道潮土壤结构和碳氮含量的影响,为科学评价凹凸棒对农田土壤健康的可持续发展和绿肥秸秆的资源化利用提供理论参考。[方法]设置6个处理:对照(CK)、蚕豆秸秆10 g/kg(B)、黑麦草秸秆10 g/kg(R)、凹凸棒土16 g/kg(A)、凹凸棒配施蚕豆秸秆(AB)、凹凸棒配施黑麦草秸秆(AR),采用SPSS统计、Origin整合进行数据分析。[结果]经过120 d室内培养发现:添加绿肥秸秆和凹凸棒均能改善土壤结构、增加碳氮含量,其中A,AB处理主要增加大团聚体(0.25 mm)含量,而AR处理主要增加微团聚体(0.053～0.25 mm)含量,与CK相比,A,AB,AR处理降低土壤三相结构距离50.8%～55.6%,增加了土壤持水量16.0%～19.2%。单施绿肥秸秆和单施凹凸棒对土壤有机碳、全氮的增量为0.38～1.99 g/kg和0.12～0.49 g/kg,二者配施对土壤有机碳、全氮和微生物量氮的增量比单施绿肥分别高0.86～3.23 g/kg,0.29～0.44 g/kg和0.3～21.6 mg/kg,且蚕豆配施效果优于黑麦草配施。[结论]配施可以结合秸秆易分解、养分丰富和凹凸棒土较大比表面积的优势,在改良土壤结构,缓解养分释放,增强土壤固存养分能力等方面具有较大优势,其中蚕豆秸秆10 g/kg配施凹凸棒16 g/kg对改良黄河故道土壤砂性结构,提高土壤碳氮含量效果最佳。