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【目的】揭示大气CO2浓度升高和氮肥管理对地下生态系统的影响。【方法】采用中国稻麦轮作FACE(Free-Air CO2 Enrichment)系统平台,开展了大气CO2浓度升高和氮肥管理对土壤线虫群落组成影响的研究。【结果】在稻麦轮作系统共观察到线虫35属,15个功能团。拟丽突属、真头叶属、丝尾属和潜根属为优势属,其中丝尾属和真头叶属对CO2浓度升高和氮肥管理反应敏感。在CO2浓度升高条件下土壤线虫总数、功能团Fu2和Om4的线虫多度均显著增加,其中Fu2多度在CO2和氮肥的交互影响下变化明显。【结论】CO2浓度升高和氮肥管理改变了土壤腐屑食物网的结构和有机质的分解途径。高氮条件下,CO2浓度升高降低了线虫的通路指数(CI),细菌为主的分解通道在小麦季的FACE(HN)处理中占优势。不同施氮水平对线虫结构指数(SI)产生显著影响,低氮条件下较高的SI值表明土壤环境受到的扰动较小,食物网处于结构化状态。 相似文献
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研究把过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾作为蚯蚓的饲料添加剂,对蚯蚓生长及蚓粪肥效的影响。试验显示过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾都可以作为蚯蚓的饲料添加剂。其中在蚯蚓生存、繁殖和蚓粪肥效这三方面考核上,过磷酸钙添加量都以0.75 mg.kg-1(以P2O5计)效果最好;硫酸钾也是以0.75 mg.kg-1(以K2O计)效果最好;而氯化钾则以0.50 mg.kg-1(以K2O计)效果最好。但添加量过多都会对蚯蚓产生毒害,当过磷酸钙添加量达到2.0 mg.kg-1,硫酸钾添加量达到2.0 mg.kg-1或氯化钾达到0.75 mg.kg-1时,蚯蚓存活量或繁殖量为负值(相对于对照而言)。对于氯化钾而言,2.0 mg.kg-1是蚯蚓的致死量。蚯蚓生长好的蚓粪可以促进菠菜早发芽,提高发芽率。 相似文献
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生物质炭对土壤结构改良、土壤肥力提升和农田温室气体排放具有重要意义。本研究以吉林省梨树县典型黑土为研究对象,通过培育实验,研究不同土壤水分含量(40%WHC和100%WHC)下,生物质炭种类(玉米秸秆生物质炭和稻壳生物质炭)和施加量(0%、1%和4%(w/w))对黑土N2O排放及硝化反硝化功能基因丰度的影响。结果表明,随着秸秆生物质炭施加量的增加,土壤N2O排放呈下降趋势,4%高量秸秆生物质炭添加下,土壤N2O排放量仅为1%低量秸秆生物质炭添加下的33.9%。同时土壤NO- 3-N也表现出一致性规律,4%高量生物质炭添加下土壤NO- 3-N含量显著低于1%低量生物质炭。在100%WHC土壤水分状况下,玉米秸秆生物质炭显著增加了土壤N2O排放,而稻壳生物质炭则显著降低了土壤N2O排放。高土壤水分显著促进了土壤N2O排放,进一步为实时荧光定量PCR结果所证实,高土壤水分通过增加nirS基因丰度进而促进了土壤反硝化作用过程,而4%高量稻壳生物质炭添加下nosZ基因丰度显著高于玉米秸秆生物质炭添加,表现出更强的N2O还原潜力。尽管amoA-AOA基因丰度在不同生物质炭添加量下并未发生显著变化,但amoA-AOB基因丰度在高量玉米秸秆生物质炭添加下显著下降。结果说明,土壤水分和生物质炭通过影响土壤硝化反硝化微生物的营养底物和代谢过程,进而影响土壤N2O排放特征。 相似文献
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【目的】探究东北黑土长期免耕及不同秸秆覆盖还田量下玉米光合性能及产量的变化规律,为科学应用免耕秸秆覆盖还田技术提供理论支撑。【方法】东北黑土区保护性耕作定位试验始于2007年,设置5个处理,分别为传统垄作秸秆不还田(对照,CT)及免耕配合当季收获玉米秸秆量的0%、33%、67%和100%(NT-0、NT-33%、NT-67%、NT-100%)还田。于2021年玉米苗期、拔节期和抽雄期,测定玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数,以及叶绿素含量和叶面积;于成熟期,测定籽粒产量及其构成因素。【结果】与CT处理相比,4个免耕秸秆覆盖处理不同程度地提高了苗期的Pn,以及拔节期和抽雄期玉米叶片的Pn、Gs和Tr;NT-67%和NT-33%、NT-100%处理还显著降低了拔节期和抽雄期的胞间二氧化碳浓度,显著提升了抽雄期叶片的叶绿素含量(P<0.05)。NT-100%处理在拔节期和抽雄期的光合效率最高,光合性能显著优于其他处理,NT-67%处理有个别指标略低于NT-100%,但仍与CT、NT-0和NT-33%处理差异显著。免耕结合秸秆覆盖还田提高了玉米穗的行... 相似文献
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农田施肥过量导致氮磷养分淋溶引发的水体污染问题日益突出,冻融交替是中高纬度、高海拔和部分温带地区的自然现象,对冻土区农田生态系统的土壤生物地球化学过程有重要影响。了解冻融交替如何影响土壤氮磷养分淋溶,对建立阻控养分淋溶的措施至关重要。本文对国内外已有的研究结果进行归纳和梳理,从土壤物理、化学和生物学角度阐述了冻融交替对农田土壤氮磷淋溶的作用机制和影响因素。冻融交替主要是通过以下几个方面影响养分淋溶:1)土壤水的相变对土壤颗粒、孔隙结构、微生物细胞的破坏作用;2)对土壤微生物群落组成、结构及其参与的养分循环的影响; 3)最终导致土壤对养分和水分固持能力、可淋溶养分的含量和形态以及淋溶通道的改变。此外,气候因素包括气温和积雪覆盖对冻融模式的影响以及土壤自身的性质决定着冻融期间养分淋溶损失程度。基于冻融对养分淋溶的影响机制,阐述了增施生物炭、种植覆盖作物、采用免耕秸秆覆盖等耕作方式在减缓养分淋溶方面的研究进展和潜在机制,为今后相关研究工作提供了理论依据。最后简要指出当前研究的不足之处,提出未来相关研究的方向。 相似文献
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【目的】阐明土壤水分含量的变化对土壤硝化与反硝化微生物数量的影响,揭示土壤微生物群落结构对土壤水分含量的响应规律,为黑土区农田合理水分管理提供参考。【方法】依托长期定位试验平台,采集典型黑土区表层土壤样品进行室内微宇宙试验,设置4个土壤水分含量梯度(40%WHC、60%WHC、80%WHC和100%WHC)模拟土壤湿度环境,土壤样品在(25±1)℃下连续培养7天后,采用实时荧光定量q-PCR和高通量测序技术,分析黑土硝化与反硝化微生物数量,揭示不同土壤水分含量下黑土微生物群落结构的变化规律。【结果】土壤水分对农田黑土硝化与反硝化微生物数量影响显著。硝化微生物AOA基因拷贝数在60%WHC下最低,随着土壤水分含量的升高而显著增加(P<0.05)。AOB基因拷贝数变化随土壤水分状况的变化由多到少依次为100%WHC、60%WHC、80%WHC和40%WHC。反硝化微生物nir S和nos Z基因拷贝数均随土壤含水量的升高而增加,在土壤含水量为100%WHC条件下均达到最高值,分别是40%WHC条件下的38和2.7倍。高通量测序及分析结果表明,不同土壤水分状况下土壤微生物群落结构发生明... 相似文献
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微生物对土壤有机质(SOM)转化和形成具有重要作用,然而微生物残体对SOM贡献的评估仍是目前的热点。以长白山5个森林次生演替序列(20 a、80 a、120 a、200 a和≥300 a)和2个土壤深度(0~5 cm有机质层和5~15 cm矿质层)为对象,利用氨基糖和中红外光谱技术,探究森林次生演替过程中微生物残体变化及其对土壤有机碳(SOC)的贡献。森林次生演替序列80~200 a显著增加了有机质层和矿质层微生物残体含量及其对SOC的贡献,而在演替300 a均显著降低。森林演替80~200a有机质层和矿质层土壤芳香族碳组分/多糖较低,有利于微生物生物量碳(MBC)产生和微生物碳利用(高的MBC/SOC),促进微生物残体积累及其对SOC的贡献;而演替300 a芳香族碳组分/多糖较高,抑制MBC产生和微生物碳利用,导致微生物残体及其对SOC贡献的下降。SOC含量差异导致不同土壤深度微生物残体含量的变化,有机质层高的SOC产生高的MBC,进而刺激微生物残体积累;此外,有机质层难利用SOM组分高于矿质层,导致真菌残体对SOC的贡献比例下降,而细菌残体的贡献增加。 相似文献
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