沼液淹没土壤抑制根结线虫及对土壤线虫群落的影响

为探索沼液抑制根结线虫的效果,本研究通过盆栽试验,以番茄为试供作物,对比了种植前沼液淹没土壤(BSS)、种植期间浇灌沼液(BS)和加热(HE)3种方法对根结线虫的防控效果。结果表明,与不采取任何措施的对照(CK)处理相比, BSS处理抑制根结线虫效果最为明显,防效高达97.1%,根结指数分别比HE和BS处理降低96.9%和92.9%。HE处理尽管在处理土壤后显著降低了根结线虫数量,但在最后破坏性取样时(结束试验)出现反弹,根结线虫数量甚至高于CK处理。对于土壤线虫群落,CK处理中以植食性线虫为主(81.8%);两个沼液处理中食细菌线虫占优势(平均78.3%),且其中的杂食捕食性线虫在土壤前处理后消失,在试验结束时又重新出现,但所占比例依然非常低。沼液淹水方式的高效防控效果揭示了利用沼液防控根结线虫的关键期在于线虫入侵到植物根部之前的幼虫期。然而,在盆栽系统中,沼液淹水的方式也对作物生长表现出了一定的抑制趋势。高量沼液施用防控病害的同时引发的植物毒害作用以及环境污染风险,需要进一步开展田间研究。     

沼渣施用对土壤线虫群落结构的影响

为了解沼渣施用对土壤生物环境的影响,以土壤线虫为指示工具,通过盆栽试验对比沼渣(BR)、有机肥(OR)、化肥(CF)和不施肥(CK)4个处理下土壤线虫群落结构,评估不同施肥对土壤健康的影响,结果表明:沼渣可极大地刺激r-策略线虫的增长,使得线虫总数高出其他处理。各处理共获得线虫22个属,以食细菌线虫的种类和比例最高,然而不同处理食细菌线虫功能群的组成差异较大,沼渣处理几乎全部为cp值为1的小杆科线虫,有机处理cp1和cp2线虫比例相当,化肥和对照处理则主要是cp2的线虫。植食性线虫在沼渣处理中受到了明显的抑制。利用线虫群落评价不同施肥后的土壤状况,发现施用沼渣的土壤最优,食物网呈结构化,土壤养分富集;而化肥和不施肥对照土壤则表现出一定胁迫的状态。     

番茄废弃物水热炭溶解性有机质的光谱特征分析

为探究水热炭中具有高反应活性的溶解性有机质（DOM）在不同条件下的释放行为及化学特性,本研究采用三维荧光光谱-平行因子分析（PARAFAC）和紫外-可见光谱,分析了水热温度（180、200℃及220℃）和浸提环境（去离子水、盐溶液、酸溶液及碱溶液）对番茄废弃物水热炭（分别记为H-180、H-200及H-220）DOM的释放行为及光谱特征的影响。结果表明：H-220释放的DOM含量最高（52.1~70.5 mg·g^-1）,且所有水热炭均在碱性环境中释放的DOM最多（66.6~77.0 mg·g^-1）。3种水热炭DOM的释放行为遵循二级动力学模型（R²>0.95）,且均在短时间内（0.25 h）释放大量DOM（65.7%~85.8%）。通过PARAFAC分析可知,水热炭DOM共解析出3种荧光组分,包括2种类腐殖质组分（C1和C2）和1种类蛋白与可溶性微生物降解产物的混合组分（C3）。水热炭DOM的荧光强度随水热温度升高而逐渐升高。水热温度和浸提环境均会影响水热炭DOM中3种荧光组分的相对分布,且对所有DOM而言,C1的相对占比均最高（40.4%~53.6%）。提高水热温度（180~220℃）增强了水热炭DOM的腐殖化程度（6.1%~42.5%）,降低了DOM的生物可利用性（5.5%~22.2%）。此外,碱性环境促进了水热炭DOM中高芳香性及疏水性组分的释放。主成分分析结果表明,水热温度和浸提环境尤其是碱性环境对水热炭DOM的光谱特征有较大影响。     

赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对秸秆施入后土壤有机碳和微生物的影响

蚯蚓能够通过自身生命活动和对土著土壤生物的调控作用而直接或间接影响土壤活性有机碳的变化。为探索蚯蚓影响土壤有机碳变化的机理,在混入水稻秸秆的灭菌/未灭菌土壤中接种蚯蚓(Eisenia fetida),以不接种蚯蚓的处理为对照,比较30 d微宇宙培养后不同处理土壤有机碳含量及土壤微生物群落结构的变化。结果显示,接种蚯蚓增加了土壤微生物量碳(MBC)和CO2累积排放量,但仅在灭菌土壤中存在显著性差异。接种蚯蚓对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)的影响则因土壤是否灭菌而异。末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)分析显示,在灭菌土壤中接种蚯蚓获得了更多的末端片段(TRFs),而在未灭菌土壤中蚯蚓的存在并未明显改变TRFs的数量,且接种蚯蚓与无蚯蚓的处理共享了近50%的TRFs。冗余分析(RDA)显示土壤细菌群落结构因蚯蚓是否存在而不同,但仅在灭菌土壤中接种蚯蚓的处理同时与LOC、DOC、MBC和CO2累积排放量呈较好的正相关关系。因此认为,在该实验的灭菌土壤中,来源于蚯蚓肠道的微生物可能通过快速繁殖并成为优势种进而影响土壤有机碳的变化,但这一作用在未灭菌土壤中则有可能因为土壤土著微生物的竞争作用而被削弱。     

夏玉米叶、鞘、茎和穗干物质积累的动力学研究

通过田间小区试验,对比研究施用氮肥和钾肥对夏玉米叶、鞘、茎和穗的积累速度、分期时长和积累量的影响。结果表明,夏玉米干物质累积进程采用logistic方程分段函数法模拟效果良好,相关系数R值达0.93以上。夏玉米所有器官中,果穗干物质积累量最高,占总生物量的66.1%~74.2%。N处理果穗干物质积累主要发生在积累中期,此时期积累的干物重占果穗干重的59.7%;K处理果穗干物质积累在3个时期分布均匀,前、中、后期干物质积累量分别占果穗干重的31.0%、30.3%和38.7%。N肥明显增强了营养器官(包括叶片、叶鞘、茎)的干物质积累速度,增大了积累量,但是到生育后期积累速度和积累量均下降。K肥的生物效应表现为维持植株营养器官在生育后期的积累活性,积累速度和积累量几乎不降低。     

规模化蛋鸡养殖粪污污染防治技术模式研究

为明确我国规模化蛋鸡养殖场粪污从产生到处理过程中现行的主流技术和污染防治技术模式,本研究通过文献调研和养殖场实地调研对粪污污染防治全程进行分析.结果表明,粪污污染防治全程包括蛋鸡养殖、粪污清理、粪污收集运输和粪污资源化处理4个环节.蛋鸡养殖环节多采用层叠式笼养和阶梯式笼养;粪污清理环节通常采用传送带清粪和刮粪板清粪;粪污收集运输环节的主流技术是"传送带收集-车辆运输"和"储存池暂存-车辆运输";粪污处理环节主要包括肥料化处理和饲料化处理2种技术.基于以上分析,形成了6项典型技术模式,分别是传送带清粪-第三方堆肥技术模式、刮粪板清粪-第三方堆肥技术模式、传送带清粪-饲料化处理技术模式、刮粪板清粪-饲料化处理技术模式、刮粪板清粪-就地堆肥技术模式和刮粪板清粪-就地饲料化处理技术模式.     

基于工厂调研的堆肥原料种类和理化性质分析

为了解我国堆肥原料种类和理化性质,于2017-2018年对全国346家有机肥生产企业开展调研,采集堆肥原料样品并进行理化性质测定和分析。结果表明：累计采集动物粪便、作物秸秆、园林废弃物、蔬菜尾菜、农副产品加工副产物和餐厨垃圾等堆肥原料样品共36种523个,未采集到马粪、驴粪、骡子粪和圈粪。畜禽粪便氮磷钾总养分呈升高趋势,牛粪、猪粪、羊粪和鸡粪与20 a前相比分别增加27.4%、8.2%、1.7%和26.9%,其中氮增加幅度为-12.5%~19.7%,磷增加幅度为17.1%~56.1%,钾增加幅度为-8.2%~21.9%。不同原料N/P差异性大,畜禽粪便N/P普遍低于秸秆类。在过去的20 a间,马粪、驴粪、骡子粪和圈粪等不再是主要的堆肥原料。以畜禽粪便为主要原料的堆肥N/P与C/N呈显著正相关,堆肥时可通过调控C/N获得适宜的N/P,减少土壤磷素累积。     

温室不同管理模式对土壤微生物生物量碳和原生动物丰度的影响

为了解温室环境下不同的农业管理模式对土壤微生物生物量碳和原生动物的影响,以中国农业大学曲周日光温室长期定位试验为研究对象,于2012年8—12月进行了5次取样,测定了有机、无公害和常规管理模式下的土壤真菌、细菌生物量碳和原生动物丰度。结果表明:温室环境土壤以细菌分解途径占优势;原生动物中鞭毛虫占绝对优势。管理模式对土壤真菌生物量碳、细菌生物量碳、微生物生物量总碳、原生动物各类群(鞭毛虫、纤毛虫和肉足虫)丰度及总数均有显著影响,但对真菌/细菌比率、鞭毛虫和肉足虫的相对丰度没有显著影响。细菌、真菌和微生物生物量碳在不同管理模式间总体呈现相同的规律,即有机模式无公害模式常规模式;对于原生动物,不同类群呈现出复杂的动态变化规律,总体上有机模式下原生动物数量高于无公害和常规模式的。管理模式对微生物生物量碳和原生动物的影响主要体现在生物量上,而对功能群结构的影响较小。     

长期施用不同肥料对橘园土壤生物群落结构的影响

为探讨长期施用不同肥料对橘园土壤生物群落结构的影响,于2019年7月采集连续单施化肥、厩肥+化肥和单施生物有机肥10～12年的橘园土壤,并对土壤中的微生物、线虫、螨和蚯蚓的群落结构进行分析.结果 表明:与单施化肥(F)处理相比,厩肥+化肥(M)和单施生物有机肥(O)处理均提高了土壤微生物生物量碳,并提高了细菌/真菌比例,表明肥料碳主要通过快速的细菌通道在生物群落内进行周转;共鉴定得到土壤线虫664条,F、M和O处理的线虫密度分别为每100 g干土188、163条和293条.与F相比,M和O处理显著提高了食细菌线虫的数量(P<0.05),另外,O处理显著提高了植物寄生线虫的数量(P<0.05);共捕获土壤螨46523只,F、M和O处理中螨的密度分别为19548、19195只?m-2和7483只?m-2.与F处理相比,M和O处理的螨总数下降,但捕食性螨数量上升,表明土壤生物活性提高;共分离得到蚯蚓80条,F、M和O处理中的蚯蚓密度分别为11、37条?m-2和33条?m-2.M和O处理中的蚯蚓数量及群落多样性显著高于F处理(P<0.05),蚯蚓数量和多样性的提高有利于促进物质分解和维持生态系统的稳定.研究表明,与单施化肥相比,长期施用有机肥改变了橘园土壤生物群落结构,总体上促使土壤生物群落结构向有利于土壤养分循环和生态系统稳定的方向发展.     

温室不同种植模式对土壤线虫群落结构的影响

为研究温室不同种植模式对土壤线虫群落结构的影响,探索以土壤线虫为指示生物,评价温室不同种植模式下土壤健康状况的敏感指标。本研究设置3个处理:有机种植模式(ORG)、无公害种植模式(LOW)和常规种植模式(CON),试验中对不同种植模式下土壤线虫群落各生态指数进行分析,结果显示:不同温室种植模式土壤线虫总数为有机模式无公害模式常规模式。土壤线虫具有明显的表聚性,线虫总数表层明显高于下层。3种种植模式下土壤线虫均以食细菌线虫为优势类群,食真菌线虫最少。线虫总属数为有机模式(39个属)无公害模式(30个属)常规模式(28个属)。香农指数(H′)和丰富度指数(SR)在种植模式间没有显著性差异,但总成熟指数(∑MI)、富集指数(EI)、结构指数(SI)和植物寄生线虫成熟指数(PPI)在种植模式间均差异显著(P0.05),并且不论是0~10cm土层还是10~20cm土层,PPI均为常规模式最高。温室不同种植模式对土壤线虫群落垂直分布有影响。∑MI、PPI、EI和SI可作为不同温室种植模式的土壤健康评价的敏感指标,而H′指数和SR指数对种植模式响应不敏感。有机模式的土壤环境处于富集状态,食物网结构最稳定。