土壤不同形态碳氮含量和酶活性对培养时间及外源碳投入的响应

在绿色农业科技的推动下,有机物料资源化利用备受青睐,但有机物料种类不同对土壤肥力的提升效果不同,为探究有机物料施用对潮土不同形态碳氮含量及酶活性的动态影响,通过为期1年的培养试验,设置添加10 g/kg的秸秆菌渣(S)、树枝菌渣(B)、小麦秸秆(W)、黑麦草秸秆(R)和蚕豆秸秆(BB),并以空白处理作为对照(CK)。结果表明:与CK相比,有机物料施用显著增加土壤不同形态碳氮含量及酶活性,随培养时间的延长,有机碳及全氮含量呈增加的趋势,增幅分别为25.4%～42.9%和35%～60%,易氧化有机碳和碱解氮含量呈先上升后下降的趋势,最大值分别为2.80,43.26 mg/kg,水溶性有机碳、微生物量碳氮和酶活性则呈下降的趋势,最大值分别为346 mg/kg,293μg/g和23.08μg/g。有机物料施用会增加土壤酶活性提高土壤呼吸速率,通过对3个取样期7种水解酶的分析发现,酶活性表现为:LAPPHOSNAGBGCBAGXYL,即参与氮循环酶活性参与磷循环酶活性参与碳循环酶活性,绿肥秸秆主要增加氮循环酶活性,且以BB处理酶活性最高,菌菇渣主要增加碳循环酶活性,B处理酶活性高于S处理。有机物料施用会影响土壤酶活性,增加不同形态碳氮含量,但增幅因有机物料种类不同而有所差异,且碳氮组分对培养时间的响应不一。总体而言,小麦秸秆和蚕豆秸秆腐殖化系数最高,对不同组分碳氮含量增加效果最优。     

有机物料投入对作物产量及潮土固碳的影响

通过连续2年施入不同用量有机肥、秸秆菌渣和树枝菌渣,探究有机物料投入下环境因子及土壤理化性质对作物产量及土壤碳矿化、积累的影响,为作物稳产高产及土壤培肥的最佳碳投入方案提供理论依据。采用Li-8100田间原位法监测不同生育期土壤呼吸速率,设置7个施肥处理:6 000 kg/hm~2有机肥(M1)、12 000 kg/hm~2有机肥(M2)、6 000 kg/hm~2树枝菌渣(B1)、12 000 kg/hm~2树枝菌渣(B2)、6 000 kg/hm~2秸秆菌渣(S1)、12 000 kg/hm~2秸秆菌渣(S2)和不施有机物的对照(CK)。结果显示,3种有机物料投入均提高了土壤总有机碳及活性碳氮含量,增加了玉米和小麦的产量,玉米产量增幅17.5%～45.9%,小麦产量增幅30.8%～68.6%,其中B2处理增产效果最佳。外源碳投入显著增加土壤总有机碳含量,与此同时也引发土壤碳的矿化,增强土壤呼吸,表现为:总有机碳含量树枝菌渣处理秸秆菌渣处理≥有机肥处理,呼吸总量秸秆菌渣处理有机肥处理树枝菌渣处理。相关性分析结果表明,土壤碳固存量与碳投入量和作物产量呈极显著正相关关系,与易氧化有机碳、全氮和碱解氮含量呈显著正相关关系,而与pH的相关性不显著。总之,有机物料投入可提高土壤养分含量,促进作物增产,其中12 000 kg/hm~2树枝菌渣施肥处理的培肥和增产效果最佳。     

土壤中添加蚯蚓及秸秆对油菜积累镉的影响

采用盆栽试验,在不同镉(Cd)污染浓度的灰漠土中分别添加蚯蚓和新鲜秸秆,研究了添加蚯蚓和秸秆还田条件下油菜(Brassica rapa L.spp.Chinenesis)-土壤体系中Cd的分布情况.结果发现:(1)添蚯蚓可有效增加土壤中Cd向油菜体内转移;蚯蚓可以在Cd污染的土壤中生存,蚯蚓体内Cd浓度随土壤环境中Cd...     

接种蚯蚓对潮土氮素矿化特征的影响

在室内恒温（20℃）培养，间歇破坏性采样（于培养后第2、6、13、20、27、41、55天采样）的条件下，研究蚯蚓活动对土壤中氮素矿化特征的影响。共设置4个处理：（1）对照处理-不接种蚯蚓不添加秸秆（S）；（2）仅接种蚯蚓不添加秸秆处理（E）；（3）不接种蚯蚓仅添加秸秆处理（O）；（4）接种蚯蚓并添加秸秆处理（0E）。结果表明：在整个培养时期中，仅接种蚯蚓处理（E）的土壤铵态氮和硝态氮含量均较对照处理（S）有显著提高（P〈0．05），分别较同期对照处理（S）高出0．54-5．71倍和0．04-2．01倍；接种蚯蚓添加秸秆处理（OE）的土壤中的铵态氮含量较同期仅添加秸秆处理（0）增高了0．42-7．26倍，并达到显著性差异（P〈0．05），但两处理的硝态氮含量无显著性差异（P〉0．05）。从整体水平来看，无论是否添加秸秆，接种蚯蚓处理（E，OE）的土壤矿质氮水平均较相应的对照处理（S，O）有显著提高（P〈0．05），到培养55d时，分别增加了1．93倍和2．36倍。仅接种蚯蚓处理（E）的土壤氮素矿化速率和累积矿化速率较对照处理（S）有显著提高（P〈0．05）；添加秸秆后，无论是否接种蚯蚓，土壤累积矿化速率均为负值，表现为对土壤矿质氮的净固定，而从土壤氮素矿化速率的变化来看，前期的各个时间段中主要表现为矿质氮的净固定，后期逐渐表现为一定程度的矿化。此外，仅接种蚯蚓处理（E）的全氮含量除了培养2d外，其他培养时期均与对照处理（S）有显著差异（P〈0．05），到培养55d时，其全氮含量较同期对照处理（S）增高了6．55％。相关性分析结果表明，在仅接种蚯蚓处理（E）中，培养前后蚯蚓鲜重的减少量与土壤全氮含量之间存在极显著正相关（P〈0.01），根据一元线性方程将蚯蚓损失的鲜重换算为蚯蚓体损失的氮量后发现，在整个培养期中蚯蚓体本身排泄的氮大约占土壤全氮含量增加量的百分比为42％-100％。     

参与碳氮磷转化的水解酶对不同施肥响应的差异

本文旨在研究土壤水解酶对不同施肥的响应差异以及影响因素。通过在红壤中添加牛粪有机肥、化肥进行90d的室内土壤培养试验,采用微孔板荧光法动态分析5、30和90d参与碳氮磷转化的土壤水解酶(α-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、磷酸酶)活性。与不施肥(对照)相比,在30 d后,化肥处理的总酶活性显著下降,对应的参与碳氮磷转化酶活性均有不同程度下降;而有机肥处理的总酶活性在培养期内均未发生显著变化,但是其α-1,4-葡萄糖苷酶显著增加,而磷酸酶活性显著降低。参与碳转化的4种水解酶中,只有α-1,4-葡萄糖苷酶活性对施肥的响应较强,且施加有机肥增加其活性而无机肥则降低其活性;对于参与氮转化的水解酶而言,化肥明显抑制了亮氨酸氨基肽酶活性,而有机肥增加了β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性;磷酸酶活性明显受到有机肥的抑制作用,而对化肥的响应总体不明显。不同水解酶对不同施肥的响应有明显差异,NMDS分析表明,α-1,4-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶响应最明显,其次为磷酸酶与木聚糖酶;相关和冗余分析显示,土壤p H、可溶性有机碳对酶活性的影响最大,一定程度说明了不同肥料通过影响土壤理化性质进而影响水解酶活性。     

菜地土壤氮素矿化和硝化作用的特征

采用培养试验对南京郊区 6 对菜地土和水稻土的土壤 N 素矿化和硝化作用特征进行了研究。菜地土为相同类型水稻土改种蔬菜约 20 年的土壤。结果表明,培养 28 天期间,6 对供试土壤中有 4 对土壤都是菜地土壤矿化 N 量低于相同类型水稻土,其日矿化速率也低于相应的水稻土,而其他 2 对供试土壤之间无明显差异。大多数菜地土的土壤硝化率低于相应的水稻土。培养28 天时的矿化率和硝化率与土壤 pH、速效 P 呈显著相关。     

高等农业院校生态学课程的教学与建设

众所周知，人口、资源、环境、粮食与能源是当前世界面临的五个最重大的全球性问题，对人类的自身生存和发展构成了严重威胁。在人类面临一系列挑战并寻求解决办法过程中，大大推动了生态学的发展，使生态学由原来研究生物与环境关系的一门生物学分支学科发展成为现在探讨...     

覆草旱作对稻田土壤活性有机碳的影响

[目的]研究覆草旱作和免耕覆草旱作稻田土壤总有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数的特征.[方法]在江西省余江县水稻原种场的双季稻田,设置常规水作、裸地旱作、覆草旱作、免耕裸地旱作和免耕覆草旱作5个处理.于第5年晚稻收获期,采集以上处理的耕层土壤样品,测定了土壤总有机碳和活性有机碳含量.[结果]与常规水作相比,覆草旱作和...     

免耕覆草旱作条件下水稻的生长特性

 通过田间定位试验,研究了免耕覆草旱作、免耕裸地旱作和免耕水作3种栽培方式对晚稻生长状况和产量的影响。结果表明,免耕覆草旱作水稻产量与免耕水作差异不大,但两者明显高于免耕裸地旱作。与免耕裸地旱作相比,免耕覆草旱作明显提高水稻的有效穗数和每穴总粒数。免耕覆草旱作水稻可获得与免耕水作相当的地上部干物质量。与免耕水作相比,免耕旱作显著降低抽穗期水稻功能叶叶面积。与免耕裸地旱作相比,免耕覆草旱作明显提高灌浆期水稻总根长和根数。     

生物炭不同施加方式对水稻生长及产量的影响

生物炭对固炭减排、土壤改良等有良好的效用,近年来对其应用研究得到了广泛关注。然而,到目前为止,鲜有报道考察生物炭施加方式对作物生长的影响,而这对于生物炭的推广应用及其环境效用综合评估都有直接影响。为此,本研究采用水稻土柱试验,通过添加不同生物炭,即小麦秸秆(WBC)和木质锯末(SBC)分别在500℃和700℃制备的4种生物炭,研究其在混合施加或表面施加这两种施加方式下对水稻生长的影响。研究结果表明:(1)与对照相比,施加生物炭的处理对水稻株高和反应叶绿素含量的SPAD值(Soil Plant Analysis Development)有积极影响,株高在抽穗期、灌浆期、成熟期表施处理大于混施处理。表施处理SPAD值和归一化植被指数NDVI(Normalized Different Vegetation Index)略小于混施处理。(2)生物炭施加显著提高水稻结实率,增幅4.88%~8.39%,表施处理的结实率均高于对应的混施处理,但表施和混施处理对有效穗数、穗粒数、千粒重影响差异不显著。(3)生物炭促进了水稻增产,而生物炭表施处理较混施对水稻增产的效应更为明显。(4)生物炭增加了水稻的收获指数,增幅2.58%~10.56%,表施和混施处理对收获指数影响无显著差异。(5)施加生物炭普遍提高了氮磷钾偏生产力,较对照提高了9.81%~36.25%。