水保措施对油桃园土壤有机碳库及其组分的影响

以福建尤溪玉池果园水土流失定位观测点为平台,研究了不同水保工程措施对油桃园土壤有机碳及其组分的影响。结果表明,梯台清耕和梯台生草模式油桃园土壤有机碳密度较顺坡清耕模式分别提高18.3%和34.7%。梯台生草模式土壤有机碳含量分别比顺坡清耕和梯台清耕模式提高15.3%和46.5%,颗粒有机碳、轻组有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳含量分别提高了17.6%和30.9%、60.4%和112.7%、6.5%和24.3%、42.2%和45.3%,说明生草栽培措施有利于改良果园土壤结构,提高土壤肥力。梯台生草模式土壤惰性有机碳含量也比顺坡清耕和梯台清耕模式分别提高39.1%和39.0%,说明生草栽培也可促进果园土壤稳定性碳库的增加。     

高蛋白玉米、高油玉米与普通玉米品质的对比研究

通过对高蛋白玉米、高油玉米与普通玉米的品质进行研究,结果表明,在子粒产量方面高蛋白玉米和高油玉米分别比普通玉米低24.91%和12.49%,但高蛋白玉米蛋白质公顷产量比普通玉米高13.5%,高油玉米脂肪公顷产量比普通玉米高30.84%;高蛋白玉米和高油玉米子粒容重低于普通玉米,含水量高于普通玉米;在子粒大小和干物质积累方面,则是高蛋白玉米最大,普通玉米次之,高油玉米最小。     

保护性耕作下农田表土有机碳含量变化特征分析——基于中国农业生态系统长期试验资料

本文收集整理1979--2008年有关中国保护性耕作的长期试验文献,整合分析了长期保护性耕作下中国农田表土有机碳的变化特征。采用的48篇有效文献涉及18个省（区、市）的59个长期试验点,涵盖12种土类。总样本88个（其中早地51个,水田37个）。结果表明,保护性耕作处理下旱地和水田表土有机碳年变化分别介于一0．30～0．75g·kg^-1·a^-1和-0．20～2．71g·kg^-1·a^-1,平均增幅分别达0．21g·kg^-1·a^-1和0．51g·kg^-1·a^-1。可见长期保护性耕作下,农田表土有机碳含量总体呈上升趋势,水田下增长高于旱地。和少免耕相比,秸秆还田更有利于促进表土有机碳的积累。统计分析还表明,结合秸秆还田的综合保护性耕作措施可以使水田和早地的有效固碳期限分别持续27a和23a,水田在保持较高固碳速率的同时,延长了有效固碳年限。耕地表土有机碳含量在保护性耕作下特别是秸秆还田可以较大幅度地提高,实行保护性耕作可以具有农业稳产与土壤固碳的双重意义。     

生草栽培对油桃园土壤有机碳矿化的影响

以福建尤溪玉池生草果园定位观测点为平台,利用室内培养和田间观测相结合的方法研究了生草栽培对油桃园土壤有机碳矿化的影响。结果表明,生草栽培和清耕处理土壤呼吸速率具有相似的日变化规律,且土壤呼吸速率与土壤温度、土壤C/N间具有极显著的相关性,与土壤含水量、胡敏酸、富里酸、HA/FA值和土壤总有机碳含量间具有显著的相关性。生草栽培处理土壤平均矿化速率为22.890 mg/(kg·d),分别比顺坡清耕和梯台清耕处理提高62.13％和33.83％,生草栽培处理的土壤潜在可矿化有机碳量(C₀)、易矿化有机碳量(C₁)和初始潜在矿化速率(C₀k)均显著高于顺坡清耕和梯台清耕处理,说明生草栽培可以提高土壤呼吸速率和加速了土壤有机碳的周转,有利于土壤碳氮转化和提高土壤肥力。生草栽培处理土壤潜在可矿化有机碳量占土壤有机碳总量的比例比清耕处理并没有显著增加,说明生草栽培亦有利于有机碳在土壤中的积累。     

生物炭和炭基肥在烟草农业的应用及展望

烟草是我国重要的经济作物,烟叶提质增效及绿色清洁生产是烟草农业绿色发展的必然趋势。烟秆炭化还田是实现烟秆资源化利用和环境友好发展的双赢途径。生物炭较大的比表面积、发达的孔隙结构、丰富的官能团、稳定的环状结构以及良好的吸附特性赋予其改良连作障碍烟田土壤、重建健康微生物生境的潜力。炭基肥融合了生物炭与肥料各自的优点,同时具有优于其构成原料的特性,可缓慢释放养分、持久保持肥效,持续改善土壤环境,促进烟草健康生长、烟叶提质增效,在烟草农业应用潜力较大。本文综述了生物炭和炭基肥对植烟土壤理化性质、土壤养分、烟田温室气体排放、土壤微生物及酶活性、烟草生长和烟叶品质、烟草土传病害的影响,分析了生物炭和炭基肥应用中存在的问题,并提出未来应重点关注的问题:(1)生物炭及炭基肥调控植烟土壤质量及烟草生长和品质的机制机理;(2)生物炭及炭基肥施用的生态环境风险评价;(3)生物炭及炭基肥生产技术工艺创新。研究结果可为生物炭和炭基肥在烟草农业的合理应用提供科学依据。     

保护性耕作下农田表土有机碳含量变化特征分析——基于中国农业生态系统长期试验资料

本文收集整理1979-2008年有关中国保护性耕作的长期试验文献,整合分析了长期保护性耕作下中国农田表土有机碳的变化特征.采用的48篇有效文献涉及18个省(区、市)的59个长期试验点,涵盖12种土类.总样本88个(其中旱地51个,水田37个).结果表明.保护性耕作处理下旱地和水田表土有机碳年变化分别介于-0.30～0.75 g·kg~(-1)·a~(-1)和-0.20～2.71 g·kg~(-1)·a~(-1),平均增幅分别达0.21 g·kg~(-1)·a~(-1)和0.51 g·kg~(-1)·a~(-1).可见长期保护性耕作下,农刚表土有机碳含量总体呈上升趋势,水田下增长高于旱地.和少免耕相比,秸秆还田更有利于促进表土有机碳的积累.统计分析还表明,结合秸秆还田的综合保护性耕作措施可以使水田和旱地的有效固碳期限分别持续27 a和23 a,水田在保持较高固碳速率的同时,延长了有效固碳年限.耕地表土有机碳含量在保护性耕作下特别是秸秆还田可以较大幅度地提高.实行保护性耕作可以具有农业稳产与土壤固碳的双重意义.     

施用烟秆生物黑炭对红壤性稻田根际土壤微生物的影响

采用田间小区试验研究烟秆生物黑炭对红壤性稻田根际土壤微生物的影响,试验设置4个生物黑炭施用水平,在水稻抽穗扬花期采集根际土壤进行高通量测序。结果表明,施用生物黑炭后稻田根际土壤微生物群落的OUT与Chao1指数降低,而Shannon指数升高。对主要菌门的分析发现变形菌门、放线菌门与厚壁菌门的丰度增加,酸杆菌门、疣微菌门的丰度降低。在属的水平上,发现一些对植物生长有益的促生菌有增加的趋势。     

玉米深层根系对地上部营养生长和产量的影响

采用切断土柱根系方法,研究了在玉米拔节期和抽雄期时土表20 cm和40 cm以下根系对玉米杂交种四密21和掖单19地上部营养生长和产量及其构成因子的影响.结果表明,与不断根相比,在抽雄期切断20 cm深处根系,使四密21和掖单19株高分别降低37.1 cm和32.1 cm,叶绿素总量降低20.0%和37.0%,光合速率降低21.6%和19.6%,百粒重降低12.1%和9.0%,穗粒数减少18.8%和17.5%,产量降低26.2%和20.0%.切断土层40 cm深处根系,株高分别下降23.5 cm和23.6 cm,百粒重下降10.1%和5.2%,穗粒数减少13.1%和12.0%,产量降低21.5%和18.6%.拔节期断根使叶绿素含量显著降低,切断20 cm深处根系使四密21和掖单19叶绿素降低13.6%和25.2%,切断40 cm深处根系使叶绿素下降10.4%和14.2%.切断根系对玉米产量的影响,为抽雄期大于拔节期。     

不同经营年限柑橘果园土壤稳定性有机碳比较

利用时空替代和物理、化学分组的方法比较研究不同经营年限对柑橘果园土壤稳定性有机碳组分的影响,旨为果园土壤固碳增汇技术的研究提供科学依据。结果表明,1954年建植的柑橘园表层土壤总有机碳比1980年建植的柑橘果园土壤提高27.16%,大团聚体内有机碳提高13.59%,微团聚体内有机碳提高80.19%,重组有机碳含量提高29.25%,惰性有机碳含量提高32.00豫,黑碳含量提高4.01%。说明随着经营年限的增加,与粘粒相复合的和难降解的稳定性有机碳组分在土壤中逐渐富集下来,有利于提高柑橘园土壤的长期碳汇。     

生物炭对植烟土壤氮循环微生物及其功能基因的影响

【目的】探讨土壤氮循环微生物及其功能基因对生物炭改良的响应,阐明土壤理化因子与氮循环微生物之间的互馈机制,为生物炭改良土壤、提高作物氮素利用率及调控土壤氮循环过程提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料,通过全层生物炭改良(T1,30 t/ha)与不施生物炭(T0,对照)的对比,采用宏基因组学与qRT-PCR相结合的方法分析生物炭对烟株氮素积累量及烤烟根际土壤理化性质、氮循环相关微生物相对丰度和功能基因表达量的影响。【结果】与对照T0处理相比,2021和2022年T1处理烤烟氮素积累量显著提高45.75%和29.91%(P<0.05,下同)。土壤碱解氮与硝态氮含量也较T0处理显著提高,而铵态氮含量则显著降低。宏基因组学分析结果表明,在微生物门水平上,T1处理较T0处理显著提高了根际土壤中奇古菌门(Thaumarchaeota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)及硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度,其中奇古菌门相对丰度较T0处理提高23.76%;属水平上,与T0处理相比,T1处理亚硝化杆菌属(Candidatus_Nitrosotalea)相对丰度提高20.83%;在氮循环功能亚类上,T1处理较T0处理显著提高土壤氮循环过程中硝化作用nxrA、氨氧化作用amoA及固氮作用nifA的基因相对表达量,分别提高20.08%、250.37%和82.45%,同时反硝化作用的norB基因相对表达量降低39.76%。qRT-PCR验证分析表明施用生物炭对土壤氮循环过程的调控具有一定的持续性。冗余分析结果发现,土壤pH、无机氮含量与容重、孔隙度等理化性质是影响土壤氮循环的重要环境因子。相关分析结果表明,土壤pH、硝态氮含量及容重等理化性质与硝化、氨氧化微生物丰度及基因表达量均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】在烟—稻轮作区采用30 t/ha生物炭进行植烟土壤改良有利于改善土壤理化特性,进而驱动土壤氮循环向氮高效利用途径转化,从而促进烟株氮素吸收。