秸秆覆盖旱作对稻田甲烷排放和水稻产量的影响

为较全面评价秸秆覆盖旱作水稻栽培模式的生态意义,采用田间试验研究了常规淹水(F)、秸秆覆盖旱作(NF-M)和无覆盖旱作(NF-ZM)3种栽培模式稻田甲烷排放、水稻产量及土壤养分的变化规律.结果表明:3种水稻栽培模式的甲烷排放均集中在水稻生育期的前20 d;在水稻生育期内,秸秆覆盖旱作稻田甲烷的排放总量为11.12 g·m-2,显著高于常规淹水稻田的7.78 g·m-2和无覆盖旱作稻田的4.23 g·m-2.秸秆覆盖旱作稻田的水稻产量为8.60 t·hm-2,与常规淹水处理没有显著差异,但二者均显著高于无秸秆覆盖旱作处理的6.78 t·hm-2;与常规淹水处理相比,秸秆覆盖旱作还可以提高水稻单株生物量10 g以上.秸秆覆盖旱作还可以显著提高稻田表层土壤有机质含量,维持和改善表层土壤养分状况,对实现农业可持续性有重要意义.因此,在水资源缺乏地区,秸秆覆盖旱作是一种值得考虑的替代传统淹水栽培的水稻栽培模式,同时秸秆覆盖旱作还田也是一种值得推广的稻田秸秆管理技术.     

低地力条件下有机肥部分替代化肥对作物产量和土壤性状的影响

在江苏省黄河故道低肥力土壤条件下,探究有机肥替代化肥对小麦玉米和水稻小麦轮作体系中作物产量及土壤养分的影响,以明确低肥力土壤中有机肥替代化肥的规律和潜力。田间试验于2017年10月布置,设置6个不同处理,分别为不施肥(CK)、常量化肥(F)、常量化肥+40%有机肥(FM_(0.4))、NPK总养分相等情况下分别用有机肥替代20%(F_(0.8)M_(0.2))、40%(F_(0.6)M_(0.4))及60%(F_(0.4)M_(0.6))化肥。结果表明:(1)小麦玉米轮作体系中,有机肥替代化肥在小麦季产量明显降低,其中有机肥替代60%化肥时,小麦产量显著降低而在玉米季产量无显著差异。在水稻小麦轮作体系中,不同比例有机肥替代化肥对作物产量的影响不显著。(2)施肥提升了小麦玉米和水稻小麦轮作体系中土壤有机质含量,小麦玉米轮作体系中土壤有机质提升8.07%～36.61%,水稻小麦轮作体系土壤有机质提升7.69%～40.22%。随着有机肥替代比例的增加,小麦玉米轮作体系中土壤全氮及速效钾含量呈降低趋势,而土壤磷素及碱解氮含量逐渐升高;水稻小麦轮作体系中土壤全氮含量逐渐降低,土壤全磷、碱解氮、速效钾含量逐渐升高。(3)相关性分析结果表明,作物产量与土壤全氮、碱解氮及速效磷含量均呈显著或极显著的正相关关系。综上所述,黄河故道地区由于基础地力较低,有机肥替代化肥并未表现出对作物的增产作用,但有机肥的投入有效地改善了土壤的养分状况,因此该区低肥力土壤在作物栽培中应当维持化肥用量并增施有机肥,以提升耕地质量。     

干土效应对土壤生物组成及矿化与硝化作用的影响

将经过风干、过筛后的2种旱地红壤加水培养,并和新鲜土培养条件相比较,研究干土效应对土壤生物组成及矿化与硝化作用的影响.试验共4个处理(1)农田旱地风干土加水培养(RU);(2)农田旱地新鲜土培养(FU);(3)苗圃旱地风干土加水培养(RN);(4)苗圃旱地新鲜土培养(FN).结果表明红壤风干土加水预培养5 d后,细菌、放线菌、真菌数量比新鲜土显著增加(p＜0.01),细菌数量增加最为明显,农田旱地和苗圃旱地风干土处理分别是新鲜土的6.26倍和6.84倍,红壤风干土加水培养处理的微生物量碳、氮也随之增加.培养28 d后土壤中微生物数量趋于稳定,与预培养5 d时的数量相当或稍有下降,但风干后加水培养处理的微生物数量仍保持大于新鲜土的趋势(农田旱地的放线菌除外),微生物量碳、氮也存在同样的趋势.风干土加水培养后微生物数量的迅速增加,使得氮素矿化速度加快,由此导致NH+4-N量显著增加(p＜0.01),培养28 d后,NH+4-N量较预培养5 d时有所增加,且明显高于新鲜土培养处理;NO-3-N含量也增加,但新鲜土处理显著高于风干土处理.土壤风干处理对土壤自由生活线虫的影响比较大,农田旱地和苗圃旱地风干土加水培养28 d后,其自由生活线虫数量仅为新鲜土的16.0%和30.1%,显示风干土加水培养难以恢复土壤微型动物的数量.28 d的矿化和硝化培养试验结果显示,风干土加水培养处理的净矿化量和矿化率均高于新鲜土处理,苗圃旱地风干土处理的增量达到了显著水平(p＜0.05),但是硝化作用却刚好相反,农田旱地和苗圃旱地的净硝化量及硝化率均是新鲜土处理显著高于风干土处理(p＜0.05),其原因是对硝化作用起重要作用的硝化菌(氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌)数量在经历了风干过程后很难恢复到新鲜土水平.     

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。     

有机种植业土壤线虫群落特征的调查研究

为揭示有机种植对土壤线虫群落特征的影响,在2013—2014年期间,对华东、华中和西部地区9个样点的有机种植和常规种植的土壤进行了线虫群落的比较研究。在所有调查样点中,共鉴定出线虫27科57属。有机种植条件下,土壤线虫总数平均为1 037条/100 g干土,显著高于常规种植(748条/100 g干土),食细菌线虫的数量显著高于常规。食细菌线虫头叶属(Cephalobus)和真头叶属(Eucephalobus),食真菌线虫滑刃属(Aphelenchoides)和丝尾垫刃属(Filenchus)为有机种植业的共有线虫属。从土壤线虫的生态指数来看,有机种植的瓦斯乐斯卡指数(WI)1,线虫通道指数(NCR)0.5,表明有机农业的土壤呈相对健康的状态且腐屑食物网的分解途径主要依靠细菌。其他生态指数在有机和常规农业之间没有显著差异。土壤理化性质与线虫数量、WI指数和成熟度指数MI、PPI之间存在明显的相关关系。     

氮磷对滩塘养殖水体及浮游植物的影响

2003年4～10月在江苏大丰明天滩涂科技有限公司布置氮磷对滩塘养殖水体理化及浮游植物性状的影响试验，结果表明：在放养结构和数量一样及同等少量投饵的条件下，水体NO3^ -N含量呈逐渐下降的趋势，10月份以后开始上升；NH4^ -N含量呈波浪形变化，变化比较复杂；溶解性正磷酸盐含量也呈逐渐下降趋势．9月份以后开始上升；总氮和总磷含量基本上呈下降趋势，其变化比较复杂；同时N、P营养盐的添加使水体中的浮游植物群落结构和生物量也发生了明显的变化，处理3中白鲢的增重量显著大于对照和其他处理，说明以处理3的施肥量和氮磷比培养的浮游植物较适合白鲢的滤食、消化和吸收，具有较高的经济效益。     

早稻磷肥残效对当年晚稻产量的影响

通过2年的大田实验，研究了早稻磷肥施用量0、30、60、90、120、150kg hm^-2（以P2O5计）6个水平下的残效效应，分析了晚稻有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重等产量构成因素及水稻实际产量与磷肥残效水平之间的相关性。结果表明：磷肥残效主要通过有效穗数和穗粒数影响晚稻产量。晚稻增产百分率随着早稻磷肥施用量的增加而增加。由于年际之间气候条件（主要是干旱因素）的分异，磷肥残效对晚稻增产效果在不同年际之间表现出较明显的差异；磷肥对提高晚稻抗旱能力有一定的作用。同时早稻磷肥施用量应该控制在P2晚为85～135kg hm^-2的范围。     

蚯蚓活动对稻麦轮作系统中土壤微生物量碳的影响

在建立6 a的稻麦轮作田间小区试验中,研究了2001年稻季至2004年麦季(共6季)蚯蚓活动对土壤微生物量碳(MBC)的影响。本研究设计了秸秆施用方式(混施或表施)×蚯蚓(接种或剔除)以及对照共5个处理,各3个重复。实验结果表明:在该生态系统中,无论采用何种秸秆施用方式,蚯蚓活动均能显著提高土壤MBC(p<0.05)。秸秆的施用会减弱同年内土壤MBC在麦季成熟期高于稻季的趋势,而蚯蚓的作用使该差异变得更显著(p<0.05)。在0~5 cm土层中,蚯蚓对MBC的积极作用在秸秆混施时比表施更明显,在5~10 cm土层中则相反,而在10~20 cm土层中的作用效果基本一致。     

四环素对芘污染农田土壤微生物修复的影响及响应过程

针对城郊农田土壤中多环芳烃和抗生素复合污染的新特征,通过室内模拟土培实验,研究四环素(Tetracycline,TC)胁迫下,降解菌Sphingobium sp.PHE3对长三角典型农田土壤中芘的降解效果和影响机制。研究表明,接种降解菌处理(B)能明显促进土壤中芘的降解,TC的引入可显著抑制土壤中芘的深度降解过程(P0.05)。经过90天培养后,B处理与接菌+添加TC处理(BTC)的降解率分别为40.1%、25.7%,较对照分别提高了23.0倍、14.1倍。通过土壤微生物群落结构多样性分析发现,降解菌数量在经历90天的土壤环境适应期后逐渐快速增加,其数量变化与污染物芘在土壤中含量消减趋势呈负相关;引入芘和四环素对土壤细菌群落结构多样性和功能稳定性具有显著影响(P0.05),然而对土壤真菌群落影响不显著(P0.05)。此外,B和BTC处理条件下,土壤过氧化氢酶活性、荧光素二乙酸酯酶活性和土壤微生物生物量碳氮值显著高于单独添加芘处理(P)和单独添加TC处理(TC),但P处理与TC处理之间无显著差异(P0.05),说明外源污染物(芘或四环素)对于土壤酶活性和微生物生物量碳氮具有显著抑制作用(P0.05),致使降解菌功能作用受到抑制。综上研究结果表明TC可明显抑制土壤中典型四环多环芳烃的微生物降解过程,针对多环芳烃与抗生素复合有机污染农田土壤的微生物强化修复技术有待深入研究。     

麦玉轮作区农田土壤重金属调查及评价

为全面了解旱地两熟区典型轮作制农田土壤重金属污染和风险状况,通过采集150个耕层土壤样品调查分析了我国高利用强度下麦玉轮作农田土壤重金属含量(Ni、Cr、Cu、Cd、Zn、Pb、Hg、As),并采用单因子污染指数(Pi)、内梅罗综合污染指数(PN)、富集因子(EF)和生态风险评价(RI)4项指标进行土壤污染评价。结果表明:PN和RI指数表明,旱地两熟区土壤整体为清洁状态。As(29.04±9.21 mg·kg^-1)、Cd(0.15±0.14 mg·kg^-1)、Pb(17.84±18.10 mg·kg^-1)含量高于全国土壤背景值,除As处于轻微污染外,其他重金属均未达到污染水平。不同区域间,云南地区的重金属含量高于其他区域,处于较低潜在生态风险,但逼近中等生态风险警戒。相关性、主成分和聚类分析结果进一步发现,土壤污染主要来源于成土母岩和人为活动,其中Ni、Cr、Cu、Cd和Zn含量受成土母岩影响更大,而Pb、Hg和As含量受人为活动影响更大。研究表明,农田土壤重金属含量在成土母岩的基底含量基础上通过人为活动进一步积累。