不同厚度秸秆隔层对河套灌区盐碱土壤温度、水分和食葵产量的影响

【目的】研究不同厚度秸秆隔层对盐碱地食葵农田土壤温度、水分动态变化及产量的影响,为河套灌区筛选适宜盐碱地食葵生长的合理厚度秸秆隔层措施提供依据。【方法】2015—2017年在内蒙古河套地区典型盐碱农田设置了4个不同厚度的秸秆隔层,分别为CK（无秸秆隔层）、S3（厚度3 cm秸秆隔层）、S5（厚度5 cm秸秆隔层）和S7（厚度7 cm秸秆隔层）,研究不同厚度秸秆隔层对食葵生育期土壤温度、水分动态变化特征和食葵产量的影响。【结果】秸秆隔层处理（S3、S5和S7）显著提高了食葵全生育期0—40 cm土层温度,其中2015—2017年在食葵苗期分别较CK处理显著增加了0.7、0.6、0.5℃（P<0.05）,但其增温幅度随秸秆埋设时长的增加逐渐减小,花期秸秆隔层处理间差异显著,其中S5、S7处理3年平均分别较CK处理提高了0.4、0.6℃（P<0.05）;40—50 cm土层的秸秆隔层处理在食葵苗期、蕾期表现出增温趋势,在生长后期表现出降温趋势。不同处理下向日葵全生育期土壤温度整体上均随土层加深而降低,且土壤温度和大气温度间均具有极显著的正相关关系,3年内R²值的分布范围为0.628—0.735,秸秆隔层处理增强了土壤温度对大气温度的敏感程度,且土壤温度对大气温度的响应随秸秆埋设时长的增加而减弱。不同秸秆隔层处理与不同灌水时期间交互作用对土壤含水量有显著影响（P<0.05）,秸秆隔层处理能够降低灌溉前、收获后0—40 cm土层平均土壤含水量,其中S7处理降幅最大,3年平均分别较CK处理降低了7.9%、5.4%（P<0.05）;但在灌溉后S3、S5和S7处理平均土壤含水量3年分别较CK处理提高了2.3%、3.4%、3.6%（P<0.05）。秸秆隔层处理能够促进食葵生长,增加食葵产量,提高灌溉水生产率和水分利用效率,其中以5、7 cm厚度秸秆隔层处理增幅最大,但两处理间无显著差异（P>0.05）。【结论】不同厚度秸秆隔层均能够提高食葵生育期0—40 cm土层温度,温度增幅随秸秆埋设时长的增加而减小,在花期各处理间差异较显著,并且秸秆隔层处理能够提高灌后0—40 cm土层平均土壤含水量,为食葵提供适宜的生长环境,综合考虑3年土壤温度、作物水分利用效率等,5 cm厚度秸秆隔层处理最适宜在内蒙古河套灌区推广应用。     

河套灌区不同秋浇年限对土壤细菌群落的影响

【目的】 针对内蒙古河套灌区农民自愿放弃秋浇造成干地面积逐渐增多的现象,通过调查研究不同秋浇年限对盐碱土壤细菌群落组成差异的影响,为灌区盐碱地改良与秋浇制度改革提供科学依据。【方法】 选取盐荒地（CK）、一直秋浇（AUI1）、隔2—3年秋浇（AUI2）、3—4年不秋浇（AUI3）以及6—7年不秋浇（AUI4）5种类型的典型地块,采用高通量测序（Illumina HiSeq）技术,分析不同秋浇年限处理下土壤细菌群落的变化特征,并对土壤化学性质与细菌群落进行了冗余分析以及与群落组成的相关性分析。【结果】 AUI1和AUI2处理对降低0—30 cm土层盐分含量最显著,分别比CK、AUI3、AUI4降低了128.82%和29.04%、108.76%和17.72%、108.44%和17.55%,在30—40 cm土层AUI1处理的盐分含量显著低于其他处理;各个土层的pH值均以AUI2处理最低,其0—40 cm土层pH平均值较CK、AUI1、AUI3、AUI4处理分别显著降低了0.28、0.32、0.16、0.88个单位（P＜0.05）。另外,AUI2处理0—40 cm土层微生物量碳平均含量分别较CK、AUI1、AUI3、AUI4提高了252.89%、148.59%、58.10%和60.10%,可溶性有机碳平均含量分别提高了48.41%、29.42%、6.01%和14.27%（P＜0.05）。AUI1与AUI2处理间的丰富度指数（ACE和Chao1）显著高于CK、AUI3和AUI4处理（P＜0.05）。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为不同秋浇年限处理的3大优势菌门,占所有菌门的53.93%,而AUI2、AUI3处理分别有利于增加拟杆菌门、酸杆菌门的丰度（P＜0.05）。相关性分析结果表明,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）与土壤微生物量碳和可溶性有机碳均具有很强的负相关性,其中与微生物量碳的相关系数分别为（r=-0.559**和-0.522*）,与可溶性有机碳的相关系数分别为（r=-0.795**和-0.820**）;而放线菌门（Actinobacteria）、奇古菌门（Thaumarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）均与土壤盐分呈显著负相关,与土壤微生物量碳和可溶性有机碳呈显著正相关。因子分析显示,土壤盐分、pH、微生物量和可溶性有机碳总共解释了97%的群落变化,成为土壤细菌群落组成变化的主控因子,贡献率依次为：土壤盐分＞pH＞微生物量碳＞可溶性有机碳。【结论】 隔2—3年秋浇（AUI2）处理不仅可以有效降低耕层土壤盐分并能使0—40 cm土层微生物量碳和可溶性有机碳含量显著增加,而且还可提高土壤优势菌群中拟杆菌门的相对丰度。综上所述,隔2—3年秋浇（AUI2）是河套地区兼顾盐碱土壤改良与节水的优化措施。     

CT扫描分析秸秆隔层孔隙特征及其对土壤水入渗的影响

为阐明不同物理形态玉米秸秆建立的隔层对盐碱土壤灌溉水入渗特征的影响机制,该文采用室内模拟试验方法,在距地表40～45 cm处均匀铺设同一隔层厚度(5 cm)段状秸秆(SL)、颗粒状秸秆(SK)与粉末状秸秆(SF),以不埋设秸秆隔层为对照(CK),并利用CT扫描和图像处理技术,定量分析不同形态秸秆隔层内部孔隙度、孔隙大小分布、连通度等孔隙参数及其与灌溉水入渗特征之间的关系。结果表明:与CK处理相比,不同物理形态的玉米秸秆隔层均显著提高了40～45 cm隔层处总孔隙度,其中以SF处理最高,分别较CK、SL与SK处理显著提高了29.25、12.09与12.61个百分点(P 0.05),但SL与SK处理间差异不显著。SF处理在灌溉水入渗各阶段均显著增加了孔隙直径≤1 mm的孔隙度(P 0.05),入渗开始前、结束后分别较SL与SK处理提高了19.18、17.25和9.45、9.41个百分点,从而增大了封闭气体体积,导致灌溉水入渗速率较慢,而SL处理在灌溉水入渗开始前孔隙直径1 mm孔隙度较SK处理提高了1.04个百分点,但在入渗结束后SK处理孔隙直径1 mm孔隙度较SL处理显著提高,这种 1 mm大孔隙的变化导致SK处理出现湿润锋通过秸秆隔层耗时长于SL处理,而湿润锋通过隔层后至土柱底部耗时短于SL处理的现象。相关性分析结果表明:湿润锋通过秸秆隔层用时与入渗开始前、结束后隔层处总孔隙度、≤1 mm直径孔隙度均呈极显著正相关,与入渗前 1 mm直径孔隙度呈极显著负相关(P 0.01),而在入渗结束后这种大孔隙的作用减弱,但≤1 mm孔隙度的阻渗作用依旧显著,孔隙连通度对灌溉水入渗速率的影响较总孔隙度小。可见,不同形态玉米秸秆隔层均影响灌溉水入渗过程,CT扫描技术可作为定量研究秸秆隔层内部孔隙结构及其对灌溉水入渗影响机制的手段,该结果可为筛选和建立盐碱土壤最佳灌溉淋盐效果的物理形态秸秆隔层提供参考。     

秋施有机肥对土壤生物学、理化性状及玉米产量的影响

以黑龙江省海林农场白浆土为研究对象,在等氮量条件下（秋季有机肥配施来年春季无机肥）,设置100%有机肥（T₁）,30%有机肥+70%无机肥（T₂）,20%有机肥+80%无机肥（T₃）,100%无机肥（T₄）和不施肥（CK）5个处理,研究长期施肥对土壤生物学、理化性状以及玉米产量的影响。结果表明:玉米生育期内,土壤微生物数量呈先升高后降低的变化趋势,且施用高量有机肥有助于细菌和放线菌群落结构的形成,无机肥和不施肥适于真菌生长;有机无机肥配施处理在提高土壤酶活性方面占据绝对优势,脲酶和蔗糖酶活性始终显著高于其他处理,且有机肥较无机肥处理更能提高玉米生育期内土壤微生物生物量;有机无机肥配施可明显提高土壤全量和速效养分,培肥地力,单施效果稍差,且差异不大,而高量有机肥在降低土壤容重、增加总孔隙度百分比方面作用显著;两年玉米累计产量30%有机肥（T₂）最高,分别比100%有机肥（T₁）和100%无机肥（T₄）提高57.34%和4.59%,稳产并高产。总体来讲,30%有机肥+70%无机肥为最佳施肥模式。     

河套灌区春灌结合秸秆隔层对盐碱土壤温度的调控效果

  【目的】  对内蒙古河套灌区向日葵生长季土壤温度进行连续监测，从土壤温度变化的角度对春灌结合秸秆隔层措施进行了科学评价。  【方法】  田间微区定位试验在内蒙古五原县进行，供试作物为食用向日葵 (Helianthus annuus L.)，品种为JK601 (2016—2017年) 和HT361 (2018年)。以无秸秆隔层+常规春灌量2250 m3/hm2为对照 (CK)，其他处理均采用秸秆隔层，灌水量为对照的100% (W100)、90% (W90)、80% (W80)。秸秆隔层一次性布置，之后连续3年，用5TE-传感器测定食葵生育期膜内距地表下10、20、30和40 cm处土壤水分、电导率、温度。在食葵收获期，调查产量和产量构成因素。  【结果】  与CK相比，W100处理0—40 cm土层土壤温度在食葵生育时期均表现出增温效果，但增温幅度随着试验年份的增加而降低，其中在2016年食葵蕾期、花期和成熟期显著增温0.7℃～1.8℃，2017年食葵苗期、蕾期和花期生长阶段显著增温0.6℃～1.7℃ (P < 0.05)，而在2018年两处理间土壤温度无显著差异。W100处理0—40 cm土层土壤温度在食葵苗期和蕾期最高，与W90和W80处理相比，3年平均提高了0.3℃～0.4℃和0.2℃～0.5℃；而在食葵花期和成熟期表现为W80处理的土壤温度最高，与W100和W90处理相比，3年平均提高了0.8℃～1.0℃和0.5℃～1.0℃ (P < 0.05)。相较于CK处理，W100处理和W90处理均能增加食葵产量。其中，W100处理在3年分别增产34.63%、18.83%和6.57%，W90处理分别增产30.42%、15.91%和0.64%。  【结论】  综合比较土壤温度调控、节约水资源、作物产量，在当地常规春灌基础上减少10%灌水量结合秸秆隔层处理 (W90) 是较优方案。秸秆隔层处理对土壤温度的调控效果在前两年较为显著，因此，应考虑每两年进行一次隔层处理，以保证该措施对土壤温度调控的有效性。     

秸秆颗粒不同量还田对设施土壤酶活性的影响

设施土壤长期存在碳输入不足的问题,秸秆颗粒是实现外源碳大量输入的重要途径之一。采用盆栽试验方式,设置粉碎秸秆、秸秆颗粒两种秸秆类型,4种秸秆还田量水平(干土重的1%、2%、3%、4%),以无秸秆还田为对照(CK),研究秸秆颗粒不同量还田对设施土壤碳氮循环相关酶活性的影响。结果表明:(1)秸秆颗粒与粉碎秸秆还田均对纤维素酶、β-葡糖苷酶、α-葡糖苷酶、脲酶、亮氨酸氨基肽酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、谷氨酰胺合成酶、酸性磷酸酶的活性有正效应,但对酚氧化酶活性具有负效应。对过氧化氢酶活性表现为少量秸秆还田时是正效应,高量秸秆还田时是负效应;(2)秸秆颗粒与粉碎秸秆处理的土壤酶活性均随还田量的增加呈先增加后降低变化,秸秆颗粒与粉碎秸秆处理的差异主要与还田量水平相关。还田量超过2%达到一定水平后,对酶活性的影响均出现正效应降低的效果。高量还田条件下在3%还田量水平以上时,秸秆颗粒更利于改善土壤碳氮循环相关酶活性;(3)秸秆颗粒大量还田可显著增加土壤养分含量;(4)土壤养分含量与土壤酶活性显著相关,是土壤酶活性变化的主控因子;(5)秸秆颗粒的适宜还田量为3%～4%,而粉碎秸秆的适宜还田量不宜超过2%。总之,秸秆颗粒在3%～4%的高还田量水平下可显著提升土壤养分含量和土壤酶活性,是有效改善碳氮失衡设施土壤的高量碳肥输入方式。     

春灌结合秸秆隔层促进土壤脱盐增加微生物多样性

为探讨春灌结合秸秆隔层对土壤水盐分布及微生物区系的影响,该文采用田间微区试验方法,以当地常规春灌水平(2 250 m3/hm2)为对照(CK),设置秸秆隔层深埋条件下常规春灌灌水量的100％、90％、80％、70％ (W100、W90、W80、W70)4个梯度共5个处理,研究河套灌区不同春灌灌水量下秸秆隔层对中度盐碱地水盐分布、微生物区系及食葵产量的影响.结果表明:秸秆隔层处理20～40 cm土层含水率随春灌量的增加而增加,W100处理春灌后根系分布层(0～40 cm)含水率较CK、W90、W80、W70显著提高6.5％、3.6％、5.8％、8.9％ (P＜0.05);W100和W90处理春灌后均具有较好的脱盐效果,盐分淋洗深度达50～60 cm,其0～40 cm盐分较CK显著降低18.9％和 13.9％ (P＜0.05),春灌前后土壤脱盐率也分别较CK提高34.9％、30.1％ (P＜0.05),但W100与W90处理间春灌后土壤盐分、脱盐率均无显著差异,W80处理与CK之间也没有达到显著差异水平(P＜0.05).收获后,CK处理0～40 cm含水率显著高于其他4个处理,W100和W90处理0～40 cm含盐量显著低于CK 27.6％和16.3％ (P＜0.05),但2个处理间含盐量无显著差异,W80处理与CK差异也不显著,而W70盐分含量显著最高.与CK、W80和W70相比,W100和W90处理均显著增加了收获期土壤细菌、放线菌、真菌可培养微生物数量,并增加了可培养优势菌群种类,而W90处理相比W100处理更有利于土壤真菌生长.W100处理食葵产量显著高于其他4个处理(P＜0.05),分别较CK、W90、W80和W70增产5.3％、6.8％、11.4％和13.6％,W90与CK两处理间产量无显著差异,但其水分生产率显著高于CK,而W100与CK处理间水分生产率差异不显著.综上来看,单纯从高产角度,当前春灌量水平结合秸秆隔层(W100)处理食葵增产效果最显著值得推荐,而从土壤脱盐、作物稳产及水分生产率提高等综合效应考虑,在当前春灌基础上减少10％灌水量结合秸秆隔层(W90)是可推荐的措施.     

免耕覆膜增加中度盐碱土团聚体有机碳和微生物多样性

不同粒级泥沙流失特征研究可揭示坡面侵蚀机理,表征土壤养分流失状况;而现有研究缺少对不同粒级泥沙流失速率及流失比例的过程性研究。为此,该研究基于连续汇流冲刷试验,研究汇流冲刷次数和坡度对黑土坡面不同粒级泥沙流失特征的影响。试验处理包括6次连续汇流冲刷（1 L/min,每次历时60 min）和2个黑土区典型坡度（5°和10°）。结果表明,汇流冲刷次数对不同粒级泥沙流失速率及比例的影响较坡度的影响明显。试验条件下,<0.25 mm泥沙流失比例最大,其次为1～2、2～5、0.5～1、0.25～0.5、>5 mm泥沙流失比例。随着汇流冲刷次数的增加,<0.25 mm泥沙的平均流失速率由1 965.7～6 698.4 g/(m2·h)显著减小为59.5～80.0 g/(m2·h),该粒级泥沙流失比例亦总体呈现减小的趋势,而1～2 mm泥沙流失比例总体呈现增加的趋势,二者作为侵蚀泥沙的主体,其变化具有明显规律性。因此,<0.25 mm和1～2 mm泥沙流失特征应作为黑土区土壤侵蚀研究的重要部分,进而指导防治措施的布设;同时,建议采用适宜的覆盖措施防治黑土坡面细小颗粒泥沙的流失。     

亚表层培肥结合覆膜提高干旱区盐碱地土壤肥力及优势菌群丰度的机理

【目的】针对西北干旱气候条件下表层土壤贫瘠多盐的特点,研究亚表层(10—30 cm)培肥结合地膜覆盖对盐碱地土壤化学性质及微生物区系的影响,为盐碱地合理耕层的构建提供参考。【方法】试验设在内蒙古五原县,以向日葵为供试作物进行田间小区和微区试验。设常规翻耕(CK)、翻耕 + 地膜覆盖(PM)、施有机肥(106.8 t/hm2)于亚表层(OM)、亚表层有机培肥 + 地膜覆盖(OMP)共4个处理。测定了春灌前、后以及向日葵收获后,不同耕作措施下土壤剖面的pH值、盐分、有机质和速效养分含量以及微生物区系。【结果】春灌前,亚表层培肥处理(OM、OMP)10—30 cm土层盐分含量比CK、PM处理分别增加了37.1%～52.9%、32.1%～47.2% (P < 0.05),但在春灌后盐分含量无显著差异。地膜覆盖具有很强的抑制返盐效果,OMP处理效果好于PM处理。作物收获后,OMP处理0—10 cm表层返盐率相对CK、PM和OM处理分别降低了131%、77.6%和106%,PM处理相对CK和OM处理分别降低了53.5%和28.7% (P < 0.05)。与CK相比,OM、OMP处理10—30 cm土层pH值分别降低了0.36、0.60个单位(P < 0.05),有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了100%和127%、88.7%和105%、564%和514%、453%和400% (P < 0.05);30—40 cm土层pH值分别降低了0.45、0.44个单位(P < 0.05),速效磷和速效钾含量显著增加了517%和604%、191%和157%,OMP处理有机质含量显著增加了33.6% (P < 0.05)。高通量测序结果表明,OM、OMP处理显著提升了芽孢杆菌属(Bacillus)、交替赤杆菌属(Altererythrobacter)、降解类固醇杆菌属(Steroidobacter)、链霉菌属(Streptomyces)与诺卡氏菌属(Nocardioides)等优势菌群丰度(P < 0.05),但微生物多样性(Shannon指数和Simpson指数)和丰富度(ACE指数和Chao1指数)与CK、PM处理差异不显著。相关性分析结果表明,芽孢杆菌属、交替赤杆菌属、降解类固醇杆菌属、链霉菌属与诺卡氏菌属相对含量均与收获后0—40 cm有机质与速效养分含量呈极显著正相关,与pH值呈极显著负相关(P < 0.01),但与全盐含量无显著相关性。【结论】亚表层培肥结合地表覆膜一方面可有效降低盐分表层集聚,快速增加土壤有机质和速效养分,另一方面可提高土壤优势菌群丰度,增强有机物的矿化分解,是改良西北干旱区盐碱土的有效耕作措施。     

仔猪出生后应及时补充初乳

初生仔猪之所以能抵抗各种微生物的侵袭，是与初乳中含有多种活性物质有关，如免疫球蛋白(IG)G、A和M，T淋巴细胞，B淋巴细胞，多形核白细胞，单核细胞以及他们的产物包括溶菌酶等。这些活性物质决定机体的整体免疫水平及肠道内的局部免疫水平。它还能影响仔猪免疫功能的发展和完善。