秸秆还田对麦玉系统土壤有机碳稳定性的影响

为揭示不同秸秆还田量对华北小麦-玉米轮作系统土壤有机碳官能团结构及稳定性的影响,研究了秸秆还田5 a后土壤有机碳官能团结构、团聚体组成及有机碳含量、活性有机碳含量、土壤铁离子的变化。田间实验设置4个处理:秸秆不还田作为对照(CK)、秸秆1/3还田(S1)、秸秆2/3还田(S2)、秸秆全部还田(S3)。采用常规方法测定土壤理化性质、粒径、铁离子及土壤微生物量碳含量,13C核磁共振波谱技术(NMR)检测分析土壤有机碳官能团结构。结果表明:秸秆还田5 a后,土壤总有机碳(TOC)、2mm与2.00～0.25 mm团聚体有机碳、可溶性有机碳(DOC)、易氧化态碳(EOC)和微生物量碳(MBC)含量,均随还田量增加而逐渐增加,且不同处理增加量不同,与CK相比,S3处理显著增加了这些有机碳的含量(P0.05)。各处理土壤有机碳以烷基碳与烷氧基碳为主,其次是芳香碳与羰基碳,秸秆还田增加了烷氧基碳、羰基碳(易分解碳组分)含量,降低了烷基碳和芳香碳(难分解碳组分)含量,与CK相比,S3处理显著增加烷氧基碳含量(P0.05)而显著降低了芳香碳含量(P0.05)。与CK相比,S2、S3处理也显著降低了有机碳的芳香度、疏水碳/亲水碳、烷基碳/烷氧基碳比值(P0.05),而对脂族碳/芳香碳影响不明显。与CK相比,S3处理显著增加了2.00 mm团聚体组分,增加了2.00～0.25 mm组分,而降低了0.25～0.053 mm组分和显著降低了0.053 mm组分(P0.05)。秸秆还田对土壤游离铁、活性铁、螯合铁含量的影响不明显。有机碳官能团组成与土壤因子间的冗余分析表明土壤TOC、MBC含量、团聚体组分、铁离子的改变是导致不同处理间有机碳官能团结构存在差异的重要原因。综上所述,由于短期秸秆还田增加了活性有机碳含量、易分解有机碳组分,减少了难分解有机碳组分,降低了微团聚体物理保护作用,改变了微生物活性和铁离子络合作用,在一定程度上降低了土壤有机碳稳定性,可能导致麦玉复种系统土壤碳排放水平的增加。     

控释氮肥与水溶肥配施对设施番茄生理特征的影响

探究控释氮肥与水溶肥配施对番茄生理特征的影响,为设施番茄种植过程中合理的氮肥管理提供参考。采用盆栽试验研究设施番茄产量、品质与生理特征的变化。试验共设5个处理,分别为不施氮对照(CK)、常规施肥(尿素+水溶肥,U100)、常规总氮减20%(尿素+水溶肥,U80)、控释肥(控释氮肥+水溶肥,PCU100)和控释肥总氮减20%(控释氮肥+水溶肥,PCU80)。结果表明:与CK相比,施氮显著增加了番茄产量,但施氮处理间差异不大;与尿素相比,控释氮肥显著降低了番茄硝酸盐含量、盛果期净光合速率和硝酸还原酶活性(P0.05)。相比尿素,控释氮肥对谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性影响不明显。综上所述,控释氮肥与水溶肥配施较常规施肥能提高番茄盛果期净光合速率、硝酸还原酶活性,改善番茄品质。控释氮肥与水溶肥配施通过调控叶绿素、光合作用、氮代谢来影响番茄生理特征,进而影响产量和品质。     

三江源区草地退化与人工恢复对土壤理化性状的影响

以三江源区不同退化程度的天然草地及不同恢复年限的人工草地为研究对象,系统分析土壤理化性质随取样深度的动态变化。结果表明:(1)人工草地土壤含水量及全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷的含量随恢复年限均表现出先减小后增大的"V"形变化趋势;(2)随着退化程度增加,退化草地土壤中含水量逐渐降低,全氮、全钾、有机质、速效钾含量未表现出逐渐降低趋势,而草地的裸斑面积、土壤及养分的流失量逐渐增加;(3)人工草地及退化草地土壤中全氮、速效钾、有机质含量均随着取样深度增加而逐渐降低,草地恢复年限和退化程度基本不影响养分在土壤中的空间分布;(4)人工草地建设使退化草地有机质、全氮、全钾的含量增加,尤其有利于0-4cm的土壤养分增加。因而,人工草地建设可以作为三江源区退化草地土壤恢复的措施之一。     

控释掺混肥在结球生菜上的减量施用效应

为探索露地结球生菜轻简高效的养分管理措施,选择京郊生菜种植园区,设置不施氮对照(CK)、常规施肥(CF)、常规减肥(-20%CF)和控释掺混肥(-20%CU)4个处理,研究了控释掺混肥一次性减量施肥对结球生菜产量、品质、叶片生理特征、养分吸收、土壤硝态氮残留的影响。结果表明,与常规施肥相比,在氮、磷、钾肥减量20%的情况下,控释掺混肥处理的结球生菜总产量和经济产量分别提高2.32%和3.28%,硝酸盐含量显著降低29.98%。在结球生菜生长期内,控释掺混肥处理在不同生育期(苗期、莲座期、结球中期和收获期)的结球生菜叶片叶绿素含量和氮代谢酶活性(谷氨酸合成酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶)与常规施肥差异不大,在结球生菜收获后,所有处理在0～100 cm土体内的残留硝酸盐含量总体不高,相对来说,控释掺混肥处理有一定的硝酸盐淋洗风险。综上所述,控释掺混肥一次性减量施肥在稳定结球生菜产量的前提下,可显著提升生菜品质,在规模化结球生菜生产中具有较大的应用价值。     

控释氮肥与水溶肥配施减少设施土壤N2O排放的机理

【目的】控制N₂O排放是提高氮肥利用和环境效益的一个重要任务。在滴灌条件下,研究以控释氮肥替代尿素基施减少设施土壤N₂O排放的机制,并探讨减少氮肥投入的可能性。【方法】在大棚内布设小区试验,供试番茄品种为‘盛世辉煌’,氮肥40%基施,60%分3次随水滴灌追施。试验以不施氮肥为对照 (CK),设:常规化肥用量 (基施尿素,总N量440 kg/hm2,U);常规化肥用量减氮20% (基施尿素,总N量376 kg/hm2,–20%U);控释氮肥常规用量 (基施控释氮肥,总N量440 kg/hm2,CRU);控释氮肥常规用量减氮20% (基施控释氮肥,总N量376 kg/hm2,–20%CRU) 4个处理。施底肥后15天内每天取气体样1次;追肥后每2天取气体样1次,连续取样3次;其余时间间隔5～7天取气体样1次。静态箱–色谱法测定土壤N₂O排放通量;在定植后40、80和120天取土样测定土壤理化性质;用实时荧光定量PCR检测相关功能基因数量变化;收获后测产。【结果】控释氮肥与水溶肥配施导致基肥N₂O排放峰值出现时间从第8～13天延迟到第28～32天,并且显著降低了其N₂O排放峰值,所有处理追水溶肥后均在3～5天出现N₂O排放峰值,而控释氮肥与水溶肥配施降低了此阶段N₂O排放峰值。相同氮肥施用量条件下,控释氮肥与水溶肥配施显著降低了基肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,降低了追肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,显著降低了番茄生长季土壤NH₄+-N和NO₃?-N含量与微生物功能基因AOA amoA、AOB amoA和nirK数量,降低了nirS数量。与U处理相比,CRU处理增加番茄产量和经济效益,生长季土壤N₂O累积排放量减少了24.8%,差异显著,同时显著降低了N₂O排放强度;与–20%U处理相比,–20%CRU处理增加番茄产量和经济效益,N₂O累积排放量减少了22.1%,亦显著降低了N₂O排放强度 (P < 0.05)。【结论】在常规用氮量和减氮20%用量下,以缓释氮肥代替尿素基施,不仅可显著增加番茄的产量和效益,还显著推迟了番茄生长初期N₂O释放高峰的出现,减少了整个生育期N₂O的排放强度和累积排放量。其主要原因在于缓释氮肥有效控制了土壤中NH₄+-N和NO₃?-N含量的变化,进而减少了与硝化和反硝化相关的微生物数量。在使用缓释肥做基肥时,适当减少氮肥投入不会降低番茄的产量。     

种植年限对京郊温室土壤生态环境的影响

在北京郊区选取80个不同种植年限（0 ~ 30 a）的温室作为研究对象,以露地土壤为对照,探究了京郊设施土壤主要化学性质和生物学指标随种植年限的演变规律及其影响因素。结果表明:随种植年限的增加,土壤pH波动强烈,有效磷含量持续上升,有机质、速效钾、水溶性8大离子和细菌数量均呈现先增加后降低趋势。与CK相比,细菌数量在6 ~ 10 a增加了231.33 %,真菌数量则随种植年限呈线性增加趋势,回归方程为y = 3E + 07x + 2E + 08（R2 = 0.9424**）,在16 ~ 30 a增加了49.62%。土壤酶活性随种植年限的增加而增加,其中α-葡糖苷酶（AG）、β-葡糖苷酶（BG）和磷酸酶（AP）活性呈线性增加的趋势。冗余分析表明土壤有机质、有效磷、速效钾及部分盐离子（K+、Mg2+、NH₄+）含量的增减导致了酶活性及微生物数量的变化。只有减少肥料投入、改变肥料种类和增施有益微生物菌剂,种植填闲作物、深耕等农艺措施,才能提升土壤质量和可持续生产能力。     

基于Web of Science对农业土壤N2O排放影响因素研究的文献计量分析

为客观全面地分析农业土壤N₂O排放影响因素领域的研究动态、热点及发展脉络,利用Web of Science数据库中1978~2018年的文献信息,结合R语言文献计量分析方法,从高被引论文、关键词及历史直接引文三个方面对农业土壤N₂O排放影响因素研究情况进行了系统的文献计量分析。结果表明:（1）农业土壤N₂O排放的影响因素主要有四大类:土壤性质包括土壤类型、质地、pH、温度、水分、容重、氧化还原电位、O₂、矿质氮（硝态氮 + 铵态氮）、有机碳、酶活性（主要是硝酸还原酶和亚硝酸还原酶等）和微生物多样性等;农艺管理措施包括施肥管理（肥料类型、施肥量、施肥时间、施肥方式、肥料形态等）、种植作物类型、播种时间、耕作制度、灌溉制度、秸秆还田、生物炭和硝化抑制剂使用、土地利用方式及变化等;气候条件（雪、霜、降水、气温和太阳有效辐射等）;地下水位和生态系统氮饱和度等。（2）该领域的研究热点在宏观层面上包括利用模型估算全球、国家、区域尺度上的N₂O排放清单,评价切实有效的农业N₂O减排措施效果;在中、微观尺度上,主要通过田间或室内培养试验用土壤理化性质及微生物指标反映、研究各影响因素变化（主要为单一因素研究）对N₂O排放的效应。（3）该领域研究经历了影响因素从土壤性质再到人为活动的过程,研究内容包括使用模型研究农业土壤N₂O排放过程、机制,估算大尺度多因素条件下的农业土壤N₂O排放清单及减排措施效果。（4）农艺管理措施包括施用硝化抑制剂、包膜肥料、生物炭和秸秆还田,这些措施均可有效地减少农业土壤N₂O排放,但每一措施的效果因具体条件而不同。（5）未来农业土壤N₂O排放研究将向整合多因素、多尺度、多层次方向发展,其重点仍为明确农业土壤N₂O排放机制、影响因素的相对重要性以及不同减排措施的效应,进而为因地制宜地制定科学有效的农业土壤N₂O减排措施提供支持。     

SSR标记在水稻种质研究中的应用进展

概述了SSR标记在水稻种质资源遗传多样性及亲缘关系研究、遗传图谱的构建和基因定位、分子标记辅助选择育种、品种鉴定和DNA指纹图谱等方面的应用研究,以期推动SSR标记在水稻遗传育种中更广泛的应用.