施用富Cu猪粪后潮土-小麦系统Cu的传递与积累

以华北地区典型土壤潮土为供试土壤,将猪粪(施用量占风干土重的0%,1%和3%)和不同Cu浓度(0,100,200,400,600和800 mg kg-1土)的CuSO4溶液腐化后与土壤混合均匀进行盆栽试验,以研究施用富Cu猪粪对土壤和小麦各器官(根、茎叶和籽实)Cu积累及对潮土—小麦系统Cu迁移转化的影响。结果表明,土壤全Cu、有效态Cu和小麦植株各器官Cu浓度均随着外源Cu浓度的增加而显著增加,在相同外源Cu浓度条件下,成熟期各指标浓度相对拔节期有所下降。外源Cu只有极少量从土壤向小麦转移,且在小麦各器官Cu浓度顺序为根>>茎叶/籽实。相对于拔节期,小麦成熟期根部Cu积累量显著上升,茎叶Cu积累量无显著变化,但根部和茎叶Cu浓度均显著下降。施用1%猪粪明显降低了Cu的可移动性,而3%猪粪在一定程度上增加了Cu的传递与积累。当外源Cu浓度≥200 mg kg-1时,0%和3%猪粪施用的处理籽实中Cu浓度超过了人体能接受的Cu毒性极限(20 mg kg-1),施用1%猪粪则潜在的降低了Cu在籽实中的积累。     

外源有机碳和温度对土壤有机碳分解的影响

研究凋落物等外源有机碳输入和温度变化对土壤有机碳分解的影响对我们深入理解森林土壤碳动态具有非常重要的意义。以亚热带天然次生林和杉木人工林土壤为研究对象,向土壤中添加13C标记的杉木凋落物和葡萄糖,研究不同温度下外源有机碳添加对原有土壤有机碳(SOC)分解的影响。结果显示:外源有机碳添加使原有SOC分解速率显著提高,表现出显著的正激发效应。葡萄糖引发的激发效应强度显著高于杉木凋落物,并且杉木人工林土壤的激发效应强度显著高于天然次生林。激发效应强度随着培养温度升高呈下降趋势。此外,由于外源有机碳的加入,SOC分解的温度敏感性显著降低。研究表明:凋落物输入及温度在亚热带森林SOC周转过程中发挥重要作用。     

氮肥施用对土壤固定态铵有效性和剖面变化特征的影响

农田生态系统中肥料氮素施用通过改变土壤中"原有的"固定态铵和肥料来源"新"固定态铵的动态,从而影响固定态铵的有效性以及其剖面变化特征。固定态铵相对含量在垂直剖面的大小顺序为10~20 cm0~10 cm40~60 cm20~40 cm,在多年淋溶渗透作用下,土壤中黏粒和氮素养分不断向下迁移,从而随着深度增加固定态铵含量升高。在连年施肥的条件下,土壤中固定态铵的含量和碱解氮之间呈极显著正相关关系(r=0.756,p0.01),而且肥料来源部分的相关性显著高于土壤中"原有的"固定态铵。固定态铵含量与植株中氮含量呈显著负相关(r=-0.525,p0.05),同时肥料氮素在固定态铵中的残留与植株中15N含量呈显著负相关(r=-0.526,p0.05),表明固定态铵可以通过长期的固定-释放过程持续为植物供给有效氮源。肥料来源固定态铵的有效性高于土壤中原有部分。连年施肥条件下,固定态铵对作物氮素利用的调节作用十分显著。     

黑麦草属2草种对臭氧浓度倍增的生理响应

以一年生黑麦草(Lolium multiflorum)和多年生黑麦草(Lolium perenne)为实验材料,利用开顶箱(OTC)模拟法,研究了这2种黑麦草在正常大气O₃(CK,40 nmol·mol^-1)及其浓度倍增(80,120,160 nmol·mol^-1)条件下叶片生理生态指标的变化规律。结果表明:随着O₃胁迫加剧,2种黑麦草呈现出较为类似的伤害症状,但一年生黑麦草在熏蒸前期先出现黄褐色点状伤斑。与对照相比,高浓度O₃均显著提高了一年和多年生黑麦草叶片丙二醛(MDA)含量(分别提高21.7%和28.1%)及SOD活性(分别提高71.2%和129.8%)与POD活性(分别提高32.3%和57%)(P<0.05);高浓度O₃显著降低了2种黑麦草叶片的净光合速率(P_n)(分别降低51.6%,57.5%)、气孔导度(G_s)(分别降低45%,52.5%)、最大光化学效率(F_v/F_m)(分别降低6.4%,5.5%)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)(分别降低18.9%,10.5%)(P<0.05)。多年生比一年生黑麦草更耐臭氧,主要原因在于臭氧浓度不超过120 nmol·mol^-1的胁迫下,多年生黑麦草具有更高的抗氧化能力以及适应臭氧的气孔调节能力,从而减缓了臭氧对其的伤害。本研究旨在为植物对臭氧逆境的适应机理研究以及全球气候变化背景下城市草坪植物筛选及其应用提供科学依据。     

玉米不同生育期土壤氨基糖动态变化特征

分析肥料施用及肥料与秸秆配施后土壤氨基糖在玉米不同生长时期的动态变化和研究微生物来源物质的转化迁移特征,这对研究土壤有机质循环和C、N截获有重要意义,这也可为研究微生物对土壤有机质(SOM)转化和积累的动力学过程提供理论基础。本试验依托中科院沈阳应用生态研究所野外生态站进行田间微区试验,选取化肥[(NH_4)_2SO_4]和化肥+秸秆(玉米秸秆)配施两个处理的0～10和10～20 cm层次的土壤作为研究对象,取样时间分别设为播种前、拔节期、吐丝期、灌浆期、成熟期,本文通过分析玉米不同生长期土壤氨基糖氮的动态变化以揭示土壤-微生物的相互作用对土壤肥力的调控。单施化肥处理在0～10和10～20 cm两个层次下土壤总氨基糖氮总体呈下降趋势,从播种期到灌浆期0～10 cm层次3种氨基单糖(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、胞壁酸)氮也都表现出下降趋势。秸秆配施处理下0～10 cm层次与单施化肥相比氨基糖氮含量低。两种处理下均表现为在拔节期时10～20 cm层次真菌群落比细菌群落占优势,而0～10 cm层次细菌群落占优势。从吐丝期到灌浆期,单施化肥处理下细菌群落强于真菌群落,而秸秆配施处理下真菌群落明显强于细菌群落。土壤氨基糖在作物不同生长期作为碳氮源可以被植物和微生物有效利用。秸秆降解过程中微生物代谢类型发生变化,秸秆降解可为微生物提供养分,同时微生物对养分的需求出现明显转变,从而使得秸秆配施影响了微生物数量。在玉米整个生长期,土壤微生物群落会发生变化,初期以细菌群落为主,细菌残留物对土壤有机质的积累贡献大,生长中期真菌开始占主导地位,秸秆配施有利于真菌群落积累。     

氮沉降对土壤呼吸影响研究进展

土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分, 土壤呼吸动态变化直接制约全球碳收支状况。近几十年来, 全球氮沉降的增加对土壤呼吸产生了深刻影响。文中从土壤呼吸的组成及影响因素入手, 综述了土壤呼吸对氮沉降响应的3种结果, 即促进、抑制和无影响; 从光合作用、凋落物分解、微生物及细根方面阐述了氮沉降影响土壤呼吸的机理, 指出未来该领域的研究方向。     

恒、变温培养模式对土壤呼吸温度敏感性影响之异同

以长白山针叶林和阔叶林2种林型的2个土壤层次(A层与O层)为供试土样,分别于30℃恒温(恒高)、10℃恒温(恒低)、10~30℃循环变温条件下的变温低温(变低)和变温高温(变高)进行4个月室内培养,测定不同时期土壤呼吸速率(RS),并藉此计算恒、变温模式Q_(10)值。研究表明,不同处理RS一致呈现变低恒低,变高恒高(P0.001),且变温模式Q_(10)(均值2.23)明显高于恒温处理Q_(10)(均值1.51)(P0.001)。不同林型或土层RS对温度变化敏感程度不同,呈现针叶林变幅略大于阔叶林,A层比O层变化更为强烈。上述差异可能与恒、变温培养模式下土壤微生物群落结构和底物可用性变异有关。因此,在测算土壤呼吸Q_(10)时应考虑温度变化所带来的影响。     

秸秆还田对农田棕壤氧化亚氮排放动态的影响

通过田间试验,采用静态箱法对不同量秸秆还田(单施氮肥、半量秸秆还田、全量秸秆还田)下不同时期土壤氧化亚氮排放动态进行了研究。结果表明,和单施氮肥相比,秸秆覆盖还田提高了土壤氮素积累,也同时影响土壤N_2O排放动态。在玉米生长期间,半收获量秸秆还田增加了7.8%的N_2O排放,全量秸秆还田降低了2.2%的N_2O排放,与土壤铵态氮变化一致;玉米收获后,秸秆还田显著增加了N_2O排放,增幅分别为6.7%(半量秸秆还田)和22.6%(秸秆全量还田)。试验期间单施氮肥、半量秸秆还田和全量秸秆还田三个处理N_2O排放的年累计量分别为1183 g hm~(-2)、1269 g hm~(-2)和1294 g hm~(-2)。尽管秸秆还田增加了总的N_2O排放,但是,由于秸秆增加了土壤氮素的投入,当以N_2O损失的氮素占总氮素投入的比例进行估算时,全量秸秆还田损失率最低为0.52%、半量秸秆还田为0.57%、单施氮肥为0.59%。由此可见,秸秆还田在增加土壤肥力的同时,降低了单位氮素的氧化亚氮损失,有利于氮素在土壤中的保留。     

生物炭添加对潮棕壤土壤性状及玉米生长的影响

采用田间微区试验方法,研究不同生物炭添加量[0(CK)、22.5 t/hm2(C1)、67.5 t/hm2(C2)和112.5 t/hm2(C3)]对玉米不同生长期土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、玉米生长和产量的影响。结果表明,生物炭添加提高了土壤MBC和SOC含量,处理组C1、C2和C3的SOC含量较对照组CK增加20.9%、57.25%和93.23%,并且MBC占SOC比例的变化表明生物炭的添加促进了土壤MBC对土壤有机质(SOM)的贡献。另外,在生物炭添加处理下,土壤含水量和土壤MBC呈显著的正相关。生物炭的添加增加了开花期玉米的株高、茎粗、叶面积指数以及成熟期玉米的百粒重和产量。相比于对照组CK,处理组C2和C3株高增加15.99%、21.55%,茎粗增加13.77%、9.64%,产量增加23.23%、23.12%;处理组C1、C2和C3叶面积指数高于CK 13.89%、44.52%和47.26%。     

火干扰对森林碳库影响的量化研究进展

火干扰是森林生态系统的主要干扰因子之一, 会对森林碳储量和碳动态产生重要影响。准确量化火干扰对森林中各碳库的影响程度, 对国家及全球碳预算具有重要意义。文中对国内外火干扰下森林碳储量的研究现状、研究方法和研究内容进行了综述。大量研究表明, 燃烧效率、火烧烈度等关键因子的准确量化是精确估算火干扰对森林碳储量影响的基础, 火烧样地调查与遥感反演法和模型模拟法的综合运用有利于精确量化火干扰下的森林碳库, 各种火烧数据源的同化处理是准确揭示火干扰对森林碳库影响的重要保证。在此基础上, 提出一些更加准确量化火干扰对森林碳储量影响的研究途径, 并对未来的研究方向进行了展望。