土壤有效磷Mehlich3和Olsen测定值的相关性研究

以洛阳市郊农田土壤为对象,比较研究了Mehlich 3和Olsen这2种有效磷测定方法测定值与土壤全磷、水提取磷及相互间的关系.结果表明,2种有效磷提取方法的测定值与土壤全磷具有相似的关系;Olsen提取法测定值与水提取磷间存在线性相关,而Mehlich 3提取法测定值与水提取磷间存在分段相关关系;2种方法有效磷测定值间存在显著的线性相关,但以指数方程进行拟合效果更好.     

臭氧污染对不同品种小麦磷素吸收与分配的影响

利用中国稻麦轮作O3-FACE（Free air O3 concentration enrichment）试验平台,研究了小麦（Tritcium aestivum L.）品种的物质积累、磷素的吸收与分配对大气臭氧浓度增加的响应。结果显示,大气臭氧浓度增加50%对供试小麦根和地上部的生物量积累影响差异较大,显著降低了扬麦16、烟农19和嘉兴002的产量,降幅为13.2%-35.7%,但对扬麦15和扬幅麦2号的产量无显著影响。臭氧增加导致5种小麦根系和地上部植株中磷含量呈下降趋势,而籽粒中磷含量却无显著变化。臭氧污染降低了磷在小麦根和籽粒中的积累量,促使小麦植株中磷由根部向地上部转移,增加了籽粒中磷所占比重。高臭氧浓度下扬麦16、烟农19和嘉兴002的磷偏生产力降低9.0-23.8（kg/kg, P2O5）, 磷素利用率显著降低8.2%-20.2%,但扬麦15和扬幅麦2号的磷素偏生产力与利用效率变化不明显。以上结果表明,臭氧污染具有改变小麦物质分配, 影响土壤磷素在土壤-植物系统周转的潜在风险。     

土壤有机质对有效磷及水提取磷含量的影响

为了解土壤有机质对有效磷与总磷、水提取磷与有效磷关系的影响,采用田间调查的方法,对洛阳市郊主要农田4种土壤耕作层土壤进行取样调查,并采用常规土壤测试方法,分别测定土样有机质、金磷、有效磷和水提取磷含量.根据有机质含量(高于或低于16.0 g·kg-1)把土样分成两组,对两组土样的总磷与有效磷、有效磷与水提取磷分别做相关关系分析.结果表明:与低有机质土样组相比,高有机质土样组有效磷与总磷相关方程的斜率较大,水提取磷与有效磷相关方程的斜率较小,这一趋势在以Olsen法和Mehlich-3法测定有效磷时均相同.表明在缺磷环境中,有机质增加条件下,虽然磷的生物有效性降低,但有助于在土壤溶液中维持相对较高的磷酸根浓度,这可能是由于磷的周转加快;随着土壤磷含量增加,有机质增加有助于更快提高磷的生物有效性,但土壤溶液中维持相对较低的磷酸根浓度,这可能有助于减轻农田磷的渗漏流失.     

腐殖酸改良铅污染土壤对蔬菜生长及其养分利用的影响

通过盆栽试验,研究了腐殖酸改良铅污染土壤对蔬菜生长与生物产量、养分积累和肥料农学利用效率的影响。结果表明,污染土壤中铅增多则不利于蔬菜生长、植株富集氮磷钾素和氮磷钾肥农学利用效率提升。铅污染土壤上施用腐殖酸对蔬菜产量的影响与施用量、污染严重程度有关,增加腐殖酸用量使轻微污染土壤上的蔬菜生物量减产,却使较重污染土壤上的蔬菜增产。施用腐殖酸和增加用量在较重污染土壤上能促进氮磷钾素的植株积累,但轻微污染土壤上腐殖酸用量对蔬菜吸收养分的影响因肥料种类、生长阶段、改良剂用量而异。轻微污染土壤上施用小剂量腐殖酸仅使钾肥农学利用效率显著降低,而使用大剂量的腐殖酸则使氮磷钾肥农学利用效率显著降低;较重污染土壤上施用小剂量腐殖酸显著降低了氮磷肥的农学利用效率,而施用大剂量腐殖酸则显著增加了氮磷钾肥的农学利用效率。因此,重度铅污染土壤改良可通过加大腐殖酸用量改土调肥实现逆境高产栽培,但轻度铅污染土壤上应慎用腐殖酸改良土壤。     

夜间增温对铅危害下小麦物质积累分配与根系生长的影响

为揭示气候变暖与土壤铅污染对农作物及其地下根系生长的影响,利用夜间增温系统研究了4种土壤铅水平下冬小麦关键生育期的干物质积累及其地上地下分配、收获指数、根系活性的变化。结果表明,夜间增温提升小麦全生育期的土壤温度0.6～1.4℃,增温效果明显。未污染处理的小麦蜡熟期总生物量与籽粒产量在夜间增温下显著提高,但收获指数却显著降低。铅污染加重造成小麦籽粒产量与总生物量下降,但夜间增温使铅污染处理小麦的产量显著增加14.7%～19.1%、总生物量显著增加13.0%～26.5%,其收获指数增加,表明夜间增温提高了小麦抗铅污染危害的能力。增温对提高小麦根干物质积累表现为正效应而铅污染胁迫则表现为负效应,增温具有增加小麦根系干重及根冠比的趋势,但受铅污染程度、作物生长时期制约。小麦根系活性随土壤铅污染加重而下降,而夜间增温具有提高低铅土壤小麦各时期根系活性的趋势,夜间增温在抽穗期显著提高了4个铅处理的小麦根系活性(12.2%～40.2%),增温下根系活性的增强有助于作物抵御铅污染危害。研究结果表明增温对小麦地下系统的正效应影响有助于提高其抵御铅污染胁迫的能力。     

冬小麦旺盛生长期CO_2浓度升高对土壤呼吸的影响

土壤呼吸是全球碳循环的一个重要组成部分、土壤碳库的主要输出途径和大气CO2重要的源。利用FACE（free-air CO2 enrichment）技术平台，采用LI6400红外气体分析仪（IRGA）-田间原位测定的方法，研究了大气CO2浓度升高和不同氮肥水平对水稻/小麦轮作制中冬小麦生长期间土壤呼吸的影响。结果表明，在整个测定期间，CO2浓度升高均增强了土壤呼吸的排放速率和释放量，增幅随着氮肥施用量的增加而增大，土壤呼吸在孕穗-抽穗期达到最大值。土壤呼吸同土壤温度呈极显著的指数相关;随施氮量从112.5kg·hm^-2增加到2255kg·hm^-2，FACE处理的Q10值从2.98增大为3.26，但比相应的Ambient（对照浓度）处理的Q10值下降了6.3%和18.3%，显然CO2浓度升高降低了土壤呼吸对温度增加的敏感性。总之，大气CO2浓度升高将加快土壤向大气的CO2排放，将有助于评价未来高CO2浓度环境对农田生态系统土壤碳循环的影响。     

秸秆源性碳在黑土和褐土中的转运及其对氮肥的响应

采用室内培养结合同位素13C标记技术,探讨了添加小麦秸秆和氮肥后黑土和褐土的碳素矿化特征,分析了土壤原有碳（Cs）和秸秆源性碳（Cstr）在土壤不同有机碳组分（轻组、闭蓄态组分、重组）中的转运特征。结果表明：土壤培养过程是碳矿化损失的过程,施氮肥对黑土和褐土中碳矿化均有一定的抑制效应,褐土中该抑制效应在施秸秆时较不施秸秆时更显著。土壤有机碳组分中Cs损失率表现为由高到低依次为重组、闭蓄态组分、轻组,施秸秆使黑土重组Cs损失率由2.83%增加至5.53%（P<0.05）,使褐土闭蓄态组分中Cs损失率由1.86%减少至0.82%（P<0.01）。随培养时间的进行,土壤轻组中Cstr经降解逐渐向闭蓄态组分和重组中转移,180 d后转移缓慢;至培养结束（300 d）时,Cstr总残留率在黑土与褐土之间无显著差异,轻组中Cstr残留率为褐土（4.98%～8.52%）显著高于黑土（1.71%～2.47%）。与不施氮相比,施氮处理使褐土轻组的Cstr残留率增加了近一倍。综上,施氮肥对黑土和褐土中碳矿化均有一定的抑制效应,重组是土壤碳损失的主要来源,添加秸秆对黑土重组的碳矿化有激发效应,而对褐土闭蓄态组分的碳矿化有抑制作用。褐土轻组中外源秸秆的降解程度低于黑土,并且施氮肥抑制其降解。     

近地层臭氧污染对不同品种小麦钾素吸收与分配的影响

近地层臭氧(O3)污染危害植物生长势必间接影响钾素吸收利用。利用中国稻—麦轮作开放式O3FACE(Free-air O3concentration enrichment)试验平台,研究了大气O3浓度增加(较周围大气高50%)对长江三角洲地区5个小麦(Tritcium aestivum L.)主栽品种(扬麦15、扬麦16、烟农19、扬幅麦2号和嘉兴002)的物质积累、钾素吸收与分配的影响。结果表明,O3升高对秸秆和籽粒的影响远大于根系。O3升高降低了扬麦16、烟农19和嘉兴002的籽粒产量,但对扬麦15和扬幅麦2号几乎无影响。O3升高,扬幅麦2号和烟农19的秸秆生物量显著降低,扬麦16和扬麦15、嘉兴002的秸秆生物量则分呈增加和降低趋势。表明O3污染对小麦物质积累与分配的影响存在品种差异。烟农19、扬麦15和嘉兴002小麦植株总吸钾量因O3升高显著降低,而扬麦16和扬幅麦2号分呈降低与增加趋势。O3升高影响钾素在小麦根、秸秆和籽粒中的含量与分配趋势,但影响程度因品种而异。O3升高降低了钾素在扬麦16、扬幅麦2号、烟农19和扬麦15根中分配比例,促进了其向地上部运移,而增加了钾素在嘉兴002根中分配比例,阻碍其向地上部的运移。表明小麦响应O3污染对钾素吸收与分配调整机制存在品种差异。扬麦16、烟农19和嘉兴002的钾素偏生产力因O3升高而显著降低13.2%~35.7%,而扬麦15和扬幅麦2号则无明显变化。嘉兴002的钾肥利用率因O3污染显著降低和扬幅麦2号呈增加趋势,而扬麦15、扬麦16、烟农19则无明显变化。评价O3污染对小麦物质积累分配、钾素在植物-土壤系统周转的影响应考虑品种差异。     

砂土中有机物质腐解与有机质调控

通过砂滤管和尼龙网袋法研究了有机物料在砂土的腐殖化和矿质化规律,对该土壤有机质培肥及调控提出了建议。研究表明:供试的几种物料总的分解速率趋势为:玉米秸杆>小麦秸杆>鸡粪>牛粪>猪粪。砂土有机质的矿化速率为3.06%;同时发现两种研究方式下,土壤有机质含量和活性有机质含量二者之间具有明显的相关性。     

夜间增温对小麦吸持铅素的影响

当前非对称气候变暖及部分农业土壤铅富集潜在影响我国小麦生产,揭示夜间增温对小麦吸持铅素及其分配的影响有助于确保粮食安全生产。利用田间被动式夜间增温系统设置不同铅浓度客土盆栽试验,研究小麦产量与地上部组织的生物量、铅含量与积累量、铅富集系数和迁移系数随温度变化的响应。结果表明,夜间增温显著增加小麦产量8.3%,却显著降低茎叶和地上部总干重;铅污染表现为负效应且随污染程度增加而加大。夜间增温显著降低地上部植株、籽粒与颖壳中铅含量,但对茎、叶中铅含量影响不大;分别显著降低籽粒中铅积累量7.6%(轻度污染)和6.8%(重度污染)、颖壳中铅积累量12.0%(无污染)和13.9%(重度污染)和全部污染处理下小麦地上部(14.0%~23.3%)、茎(22.5%~24.9%)、叶(17.9%~31.8%)中铅积累量。夜间增温显著降低无污染处理铅在茎、叶、籽粒和颖壳中的富集系数和轻污染处理铅在茎、籽粒和颖壳中的富集系数,但未显著影响重度污染处理铅在各器官中的富集系统。增温显著降低了全部污染处理中由茎向籽粒、颖壳转移的铅迁移系数。夜间增温有利于小麦生产且能降低铅胁迫农田粮食遭受铅污染的潜在风险。