基于土地利用结构优化的土壤有机碳储量预测分析——以内蒙古多伦县为例

土地利用/覆盖变化对陆地生态系统碳循环有着显著影响。基于模糊求解的多目标线性规划,对2020年多伦县土地利用最优结构进行求解,估算了此情景下的土壤有机碳储量。结果表明:多伦县2020年最优土地利用结构为:耕地3.31×104hm~2,林地1.37×105hm~2,草地1.84×105hm~2,水域2 300 hm~2,建筑用地5 600 hm~2,难利用土地2.89×104hm~2。最优土地利用结构下,多伦县耕地、林地和草地土壤有机碳储量分别为2.11×109kg、7.76×109kg和1.03×1010kg;3种土地利用方式下总有机碳储量比2009年增加了1.85×109kg。     

绿洲化过程中塔里木地区农田土壤固碳速率与驱动因素分析

通过对不同时期塔里木北部灌区农田样地土壤采样及剖面分析,结合第二次全国土壤普查和塔里木北部灌区相关农业资料,利用Arc GIS软件分析农田土壤有机碳储量和碳密度变化,揭示绿洲化过程中塔里木北部灌区农田土壤有机碳库的演变规律,分析影响土壤有机碳固存的主要因素。结果表明:1灌区不同类型土壤的固碳能力差异显著,有机碳含量从高至低依次为草甸土、盐土、潮土和风沙土;剖面土壤有机碳含量自上而下递减,其中表层土壤有机碳含量高达2~8 g·kg~(-1)。2剖面0~20 cm和20~40 cm深度的平均土壤有机碳密度分别为(1.36±0.09)kg·m~(-2)和(1.10±0.07)kg·m~(-2),其中风沙土的土壤有机碳密度远低于该区平均水平。3与1981年相比,2011年塔里木北部灌区土壤有机碳密度增量不明显,固碳速率为-0.01~0.03 kg·m~(-2)·a~(-1);不同类型土壤的有机碳密度变化差异显著。总体而言,在绿洲化过程中,新疆塔里木北部灌区的土壤有机碳含量呈增加趋势,土地开发年限及农田管理措施是影响该变化的主要因素。     

陇中黄土高原不同草田轮作模式土壤碳组分的差异研究

通过田间定位试验,研究黄土高原西部旱农区多年生苜蓿草地(L-L)及苜蓿耕翻轮作处理苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)、苜蓿-谷子(L-M)对土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、轻组有机碳(LFOC)及重组有机碳(HFOC)的影响。结果表明,在0200 cm土层,不同轮作模式下土壤总有机碳含量及土壤各有机碳组分均表现为随土层加深呈波动下降趋势,其中TOC、ROC、HFOC含量最高值和最低值分别出现在苜蓿连作表层(05 cm) 和苜蓿轮作(小麦)中层(3050 cm) ,LFOC最高值和最低值分别出现在苜蓿轮作(马铃薯)表层(05 cm)和苜蓿轮作(玉米)底层(170200 cm)。与苜蓿连作模式相比,苜蓿轮作(小麦、玉米、马铃薯、谷子)会降低TOC、ROC、HFOC含量,增加LFOC含量,其中TOC含量分别降低17.44%,9.25%,18.40%和9.34%;ROC含量分别降低28.10%,8.52%,29.75%和23.17%;HFOC含量分别降低18.80%,10.06%,20.53%和12.50%;LFOC分别增加7.41%,5.56%,22.22%和57.41%。可见,苜蓿种植多年耕翻轮作粮食作物后降低了土壤总有机碳水平,且对有机碳各组分的影响存在显著差异。     

Bacterial community composition of sediments from a milkfish Chanos chanos Forsskål farm

Bacterial communities in sediments underneath milkfish cages and adjacent off‐cage areas in Bolinao, Lingayen Gulf, West Philippine Sea were characterized using PCR‐denaturing gradient gel electrophoresis to assess influence of the fish farming to the sediments. The sediments in the fish cage (FC) area showed anoxic conditions [redox potential of ?165 to ?213 mV and acid‐volatile sulphide‐sulphur (AVS‐S) of 0.55–1.88 mg g^?1 (dry weight)] compared to the relatively oxic off‐cage area [redox potential of 72–81 mV and AVS‐S of 0.09–0.14 mg g^?1 (dry weight)]. The composition of the microbial populations revealed influence of the fish feed sedimentation with higher dominance of putative sulphate‐reducing bacteria (SRB) in the FC area. Compositions of the bacterial taxa showed dominance of the Bacteroidetes group and Deltaproteobacteria. The results suggest that the fish feeds created a new suitable environment, in which reductive microorganisms such as SRB, ferric‐ion‐reducing bacteria and nitrate‐reducing bacteria can thrive. Organic load from the feed and quantity of its leftover constituents may be the key factors that influence the structure of the bacterial community in the sediments of the milkfish farms.     

冬季种养结合对稻田土壤微生物量及有效碳氮库的影响

以双季稻冬闲田种植绿肥与养鸡结合的新型种养制度为平台,通过冬季绿肥和鸡粪还田,减少水稻生育期化肥用量,探讨“冬季绿肥-双季稻”轮作种植制度和“冬季种养结合-双季稻”种养制度下对稻田土壤微生物碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响。试验包括5个处理,分别为冬闲(F)、冬季种植黑麦草(R)、冬季种植紫云英(M)、冬季种植黑麦草与养鸡结合(RC)以及冬季种植紫云英与养鸡结合(MC)。结果表明,在整个试验的动态过程中,微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮含量高低总体趋势表现为绿肥养鸡>绿肥>冬闲,各处理间差异显著(P<0.05);“冬季种养结合-双季稻”种养制度能显著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮。各处理微生物量碳、氮和可溶性有机氮在3月24日达到最大值,RC、MC、R和M处理微生物量碳最大值分别为492.22,464.91,432.34和435.48 mg/kg;微生物量氮的最大值分别为118.20,101.03,70.13和85.46 mg/kg;可溶性有机氮的最大值分别为1001.47,926.21,832.80和870.75 mg/kg;可溶性有机碳在早稻苗期达到最大值,RC、MC、R和M最大值分别为278.95,266.40,246.13和249.84 mg/kg。微生物量碳含量的高峰在早稻移栽初期、晚稻孕穗期和灌浆期,微生物量氮的高峰出现在早稻分蘖期、齐穗灌浆期和晚稻孕穗期,可溶性有机碳在稻田养鸡及成鸡出栏后较高。与冬闲田种植绿肥和休闲相比,冬闲稻田种植绿肥结合养鸡对增加微生物生物量的贡献更大,并显著提高土壤的可溶性有机碳氮,间接反映了种养制度能提高土壤有机碳、氮的矿化速率和土壤的活性有机碳氮以及满足水稻生长期间自身养分需求。     

放牧管理模式对高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的影响

为探讨不同放牧管理模式高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的变化,对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统放牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式高寒草甸地上植被、地表凋落物、根系和土壤有机碳、氮储量进行测定和分析。结果表明,1)NG、RG和TG较CG显著提高了土壤、根系、植被和凋落物有机碳、氮储量。2)高寒草甸生态系统中,土壤有机碳储量所占比例最大(88.859%~98.242%),其次为根系(1.563%~8.742%),再次为植被(0.172%~1.430%),最小为凋落物(0.022%~0.969%);氮储量所占比例最大的是土壤(97.331%~99.633%),其次为根系(0.316%~2.071%),再次为植被(0.047%~0.442%),凋落物最小(0.003%~0.157%)。3)不同放牧管理模式土壤有机碳、氮储量具有明显的垂直分布特征,随土壤深度的增加土壤有机碳、氮储量明显降低。为期4年不同放牧模式仅对0~40 cm土层土壤有机碳、氮储量有影响。4)土壤有机碳、氮储量主要分布在0~40 cm土层,同时,放牧有使有机碳、氮向深层转移的趋势。5)NG、RG和TG显著提高了高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量,而CG显著降低了总有机碳、氮储量,导致有机碳、氮的流失。禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸生态系统有机碳、氮储量,实现碳、氮增汇的目的,是该区和类似区域草地放牧管理的重要模式。     

外源一氧化氮(NO)对低温胁迫下南瓜幼苗氧化损伤的保护效应

探讨外源 NO 供体硝普钠(SNP)对冷害胁迫下南瓜生长和氧化损伤的内在机制。以南瓜银辉2号和青栗为材料,通过室内人工模拟低温逆境的方法,研究 SNP(100 μmol/L)对冷害胁迫下南瓜幼苗生长、叶绿体色素含量、有机渗透调节物质含量及活性氧代谢的影响。结果表明,冷害导致南瓜幼苗活性氧积累增加,膜质过氧化加剧,光合色素含量下降,渗透调节能力降低,从而显著抑制南瓜幼苗的生长;正常生长条件下, SNP显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,显著增加幼苗地上和地下部干重及谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢(H₂O₂)、类胡萝卜素和氨基酸总量;8 ℃/5 ℃(昼/夜)的低温胁迫下,叶面喷施外源100 μmol/L NO供体硝普钠(SNP),促进了植株生长和干物质积累,显著提高了叶片SOD、POD、APX 和GR的活性以及Pro和可溶性糖含量,减少了H₂O₂和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累;外源NO明显提高了南瓜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量、抗坏血酸(ASA)、GSH和可溶性蛋白及氨基酸总量。低温胁迫下,外源NO通过促进抗氧化酶活性、抗氧化剂及有机渗透调节物质含量的提高,降低H₂O₂和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,维持了冷害下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,增强了南瓜的抗冷性。试验条件下,NO对银辉2号的促进作用大于青栗。     

不同有机质配方肥对烤烟生长及产质量的影响

为探究水田烤烟施用有机肥的适宜有机质含量及碳氮比,采用自主配方有机肥研究了不同有机质含量及碳氮比对烤烟农艺性状、产量及质量的影响。结果表明:有机肥中有机质含量为50%和65%时,烤烟叶片数、产量和产值总体上高于烟草专用肥处理,且烤后烟叶评吸质量总体上有所提升;有机质含量为35%时,烤烟产量和产值略低于烟草专用肥处理。有机肥中有机质含量提高会促进叶片生长发育和干物质积累,同时上部叶烟碱含量有降低的趋势;有机质含量同一梯度内随着碳氮比的提高,评吸质量提高,且中部叶表现出较高的糖碱比。研究认为,水田烤烟有机肥以有机质含量65%、碳氮比19.54有利于烤烟生长发育及品质提升。     

提高发酵牛粪有机肥有机氮含量的条件优化

利用外源微生物进行牛粪发酵试验,研究了原料配比、菌种配比、C/N、发酵温度、发酵时间等条件对牛粪发酵过程中有机氮含量的影响,以期为大量堆肥生产试验及研究提供参考。结果表明,当黑曲霉3324∶绿色木霉JD-1∶产朊假丝酵母C-1︰假丝酵母F-2的体积比为1∶3∶3∶3,牛粪与玉米秸秆质量比为3∶1,C/N为22,培养温度为30℃,发酵时间为4 d时,有机氮含量最高,为2.38%。     

有机种植对盐碱土壤N2O、CO2排放通量的影响

以黑龙江省大庆市盐碱土壤为研究对象,探讨有机种植对盐碱土主要温室气体(N₂O和CO₂)排放的影响。采用IPCC(1992)的方法对试验结果进行计算及对比,结果表明,相较于常规种植,有机种植的温室气体(N₂O、CO₂)排放通量值较低,说明有机种植对盐碱土旱田的温室气体(N₂O、CO₂)有减排作用。在盐碱土上有机种植大豆、玉米,随着有机种植年限的增加,温室气体(N₂O、CO₂)的排放值略有变化,但差异不显著,且总体的增温潜势依然低于常规种植。而且,有机种植增加了试验区土壤微生物量碳、氮的含量。