冬季秸秆还田和土地管理对水稻生长期CH4排放的影响

利用田间试验研究了冬季3种土地管理方式下(种麦、休闲和淹水)秸秆施用(4 800 kg·hm~(-2)和0)对后续稻季CH_4排放的影响.结果表明,休闲混施和休闲不施处理CH_4平均排放通量显著高于种麦混施和种麦不施处理(P<0.05),但显著低于淹水混施和淹水不施处理(P<0.05);淹水混施处理CH_4平均排放通量显著高于淹水不施处理(P<0.05),而休闲混施和休闲不施处理、种麦混施和种麦不施处理间无显著差异(P>0.05).水稻生长期CH_4排放通量与5、10 cm处土温旱极显著正相关(P<0.01),而与土壤Eh无显著相关性(P>0.05).改冬季淹水和休闲稻田为种植小麦或在水稻移栽前对休闲稻田实施除草措施能显著减少稻田CH_4排放量,是一种既增加农作物产量又能达到减少温室气体CH_4排放的农业措施,具有很大的应用推广价值.     

Coconut kernel protein modifies the effect of coconut oil on serum lipids

Feeding coconut kernel along with coconut oil in human volunteers has been found to reduce serum total and LDL cholesterol when compared to feeding coconut oil alone. This effect of the kernel was also observed in rats. Since many plant proteins have been reported to exert a cholesterol lowering effect, a study was carried out on the effect of isolated kernel protein in rats. Feeding kernel protein resulted in lower levels of cholesterol, phospholipids and triglycerides in the serum and most tissues when compared to casein fed animals. Rats fed kernel protein had (1) increased hepatic degradation of cholesterol to bile acids, (2) increased hepatic cholesterol biosynthesis, and (3) decreased esterification of free cholesterol. In the intestine, however, cholesterogenesis was decreased. The kernel protein also caused decreased lipogenesis in the liver and intestine. This beneficial effect of the kernel protein is attributed to its very low lysine/arginine ratio 2.13% lysine and 24.5% arginine.     

Deep incorporation of corn straw benefits soil organic carbon and microbial community composition in a black soil of Northeast China

‘Deep incorporation of corn straw’ (CSDI) is to concentrate the burial of corn straw into the subsurface soil layer (20–40 cm) and to break the plough pan, thereby creating a loosened plough layer (0–20 cm) and a fertile subsurface soil layer. However, its impacts on soil organic carbon (SOC) and the microbial community remain poorly understood. A field experiment was conducted to investigate the effects of 1-year CSDI (CD1), 3-year CSDI (CD3) and 5-year CSDI (CD5) on soil aggregates and aggregate-associated SOC, as well as bacterial and fungal community characteristics (examined by the high-throughput gene sequencing method). The results demonstrated that SOC and soil fungal diversity were decreased by CD1, but increased by CD3 and CD5. Compared with the control, CD5 promoted 2–0.25 mm soil macroaggregation, significantly increased SOC by 8.94% and aggregate-associated SOC by 5.96%–8.84%, consequently improving the physical protection of SOC by soil aggregates. CD3 and CD5 enhanced the richness and diversity of soil bacteria and fungi, and altered community composition. For soil bacteria, the relative abundance of Acidobacteria and Chloroflexi was increased, while that of Firmicutes, Gemmatimonadetes, Sphingomonas and Bacillus was decreased. For soil fungi, the relative abundance of Ascomycota, Zygomycota, Mortierella and Fusarium was greatly improved, but that of Basidiomycota was reduced. These obvious variations in microbial community structure were beneficial to straw degradation and SOC accumulation. Overall, the optimization of microbial community with CSDI plays a positive role in promoting soil organic matter, nutrient cycling and carbon sequestration, and thus improving soil fertility.     

秸秆还田配施化肥对春玉米耕层土壤理化性质及产量的影响

通过连续3 a田间定位试验，研究了不同秸秆还田方式配施化肥对春玉米耕层土壤理化性质及产量的影响。结果表明：秸秆还田能显著提高各土层的田间持水量8.6%～18.0%，降低土壤紧实度6.3%～27.5%，且以秸秆深翻和深旋还田方式效果较好，同时这两种方式还能显著降低20～40 cm土层容重。连续秸秆还田后耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较无还田处理平均提高21.2%、8.6%、15.0%和17.2%。此外，在秸秆还田时配合适量氮肥施用更利于土壤养分的提高，其中秸秆深翻和秸秆深旋配施210 kg/hm2氮肥和90～120 kg/hm2钾肥可显著提升土壤养分状况，促进春玉米穗长、穗粗和百粒重的增加，进而提高春玉米产量，是辽宁棕壤区春玉米生产中比较理想的一种农艺措施，在农业发展中具有一定的应用和推广价值。     

秸秆还田年限及还田量对稻田净温室效应的影响

本文研究了不同秸秆还田年限（2 年和13 年）和还田量（0、1.6 、3.2和4.8 t/hm2）对稻田CH4和N2O排放、土壤固碳速率和净温室效应的影响。结果表明：稻田CH4排放量在第2年和第13年均随秸秆还田量的增加呈线性增加，但第13年单位秸秆还田量对CH4排放的平均促进效应比第2年降低3%；各处理N2O排放量在第2年无显著差异，第13年显著促进N2O排放55% ~ 171%，且随秸秆还田量的增加呈线性增加；土壤固碳速率在第2年随秸秆还田量的增加呈线性增加，但第13年下降80% ~ 84%，且各处理间无显著差异；净温室效应随秸秆还田量的增加呈线性增加，但从第2年到第13年经历了从汇到源的过程，这说明秸秆还田量对净温室效应的影响受还田年限调控，其增加的温室效应逐步完全抵消了土壤固碳的减排效益，加剧了全球气候变暖。因此，稻田在长期秸秆还田条件下是一个重要的碳源，亟待优化秸秆还田技术，进一步固碳减排，以实现农业可持续发展。     

秸秆还田影响长江下游稻田周年氮磷径流风险

为了阐明秸秆还田模式和施氮量对稻田周年氮磷径流风险的影响,于2014年11月—2015年10月通过监测稻田在稻季田面水和麦季径流中的氮磷浓度,研究了秸秆不还田配施推荐施氮(N1)、麦秸还田配施推荐施氮(WN1)、稻秸还田配施推荐施氮(RN1)、稻秸麦秸均还田配施推荐施氮(WRN1)和稻秸麦秸均还田配施常规施氮(WRN2)5处理对长江下游稻田周年氮磷径流风险的影响。结果表明,秸秆还田增加小麦和水稻周年产量,增幅约9.03%～18.5%,其中WRN1和RN1处理增产效果显著高于WN1处理;与WRN2处理相比,WRN1处理可以维持稻田高产。在推荐施氮条件下,秸秆还田分别降低稻季田面水和麦季径流中溶解态总氮(DTN)浓度约5.17%～14.9%和12.3%,降低稻田氮径流风险;但增加溶解态总磷(DTP)浓度,增幅分别为6.67%～33.3%和30.0%,增加稻田磷径流风险。RN1处理下稻季田面水中DTN和DTP浓度均低于WRN1和WN1处理,且其DTP浓度与N1处理间无显著差异。在稻秸麦秸均还田下,WRN1处理下稻季田面水DTP浓度与WRN2处理没有显著差异,但能有效降低田面水DTN浓度的12.4%。研究表明,在长江下游稻-麦轮作农田推荐采用"RN1"模式,该模式可以维持稻田的周年高产和有效降低稻田的周年氮径流风险,同时对稻田的磷径流风险影响不显著,是一种兼顾粮食生产和生态环境效益的耕作模式。     

干旱灌区春小麦水分利用特征对绿肥与麦秸协同还田的响应

【目的】明确绿肥与麦秸协同还田对春小麦（Triticum aestivum L.）水分利用特征的影响，对干旱灌区应用绿肥构建小麦水分高效可持续生产模式具有重要支撑作用。【方法】本研究采取随机区组试验设计，以麦后休闲（W）为对照，设置了麦后免耕播种绿肥+绿肥与麦秸全量还田（W-NTGS）、麦后免耕播种绿肥+绿肥单一还田（W-NTG）、麦后浅旋灭茬播种绿肥+绿肥单一还田（W-TG）3个处理，对小麦耗水特征、籽粒产量、水分利用效率（WUE）和灌溉水利用效率（WUEi）进行了研究。【结果】复种绿肥较麦后休闲显著增加了小麦播前0—50 cm土层的土壤贮水量，其中W-NTGS处理小麦播前0—10、10—20、20—30、30—50 cm土层的土壤贮水量，分别较W-NTG处理增加了22.1%、30.2%、21.5%和11.1%，较W-TG处理增加了26.2%、33.2%、26.5%和16.4%；而W-NTG与W-TG处理间小麦播前0—110cm的土壤贮水量均无显著差异。复种绿肥较麦后休闲分别使小麦耗水量、棵间蒸发量和蒸散比平均减少7.0%—7.1%、11.7%—20.1%和5.2%—15.9%，在复...     

干缩开裂黄褐土非饱和水平吸渗特征研究

通过室内水平吸渗试验,结合Matlab数字图像处理与形态学算法,在黄褐土土壤中添加秸秆模拟不同生长期作物根系密度,对干缩开裂黄褐土中的非饱和水平吸渗及湿润锋推移特征进行研究。结果表明:不同秸秆密度处理裂缝稳定形态面积密度和裂缝平均宽度差异显著(p0.05),当秸秆密度由0 cm/cm~3增加到1.5 cm/cm~3时裂缝面积密度和裂缝平均宽度分别减小为1.73%、0.071 cm,随着秸秆密度增大土壤稳定形态裂缝面积密度与裂缝平均宽度显著减小。秸秆添加间接影响入渗过程历时,但土壤最终累积入渗量无显著差异。裂缝的存在导致入渗率发生波动现象,且在入渗前中期尤为明显;未开裂土和开裂土累积入渗量随时间的变化关系均符合Kostiakov经验入渗模型,其经验参数与秸秆密度有关,拟合方程达到显著水平。引入湿润锋均匀系数对水平吸渗不均匀性进行评价,土壤裂缝面积密度及裂缝平均宽度越大入渗初期的水分不均匀性特征越明显,均匀系数随着时间推移逐渐减小;根据湿润锋推进速率随时间的变化特征,开裂黄褐土土壤的水平吸渗过程可以分为3个阶段,即初始裂隙流阶段、稳渗基质流阶段和吸渗末期阶段。     

长期连续秸秆还田和生物质炭施用对稻田N2O排放的影响

为了评估麦季多年连续秸秆还田和生物质炭施用对稻麦轮作系统下稻田N₂O排放的影响，于2010年麦季开始开展了为期11 a的麦季秸秆还田和生物质炭施用定位试验。试验共包括5个处理：无玉米秸秆还田和生物质炭施用(CK);6 t/(hm²·a)玉米秸秆还田(CS);2.4 t/(hm²·a)生物质炭施用(BC1);6 t/(hm²·a)生物质炭施用(BC2)和12 t/(hm²·a)生物质炭施用(BC3)。结果表明，BC2和BC3处理较CK均显著提高了土壤碱解氮、有效磷、速效钾、易氧化碳、可溶性有机氮和土壤微生物生物量氮含量。CS、BC1和BC2处理水稻生长季N₂O总排放量与CK没有显著差异，但是BC3处理的N₂O总排放量比CK提高了245.31%，并显著高于其他处理。BC3处理的N₂O总排放量和施氮肥后N₂O排放高峰期的累积排放量分别比CK提高了3.84 kg/hm²和3.3...