覆盖作物多样性对猕猴桃园土壤微生物群落功能的影响

以丹江口水源涵养区猕猴桃园为研究对象,运用Biolog微平板技术,研究不同种类覆盖作物处理(2、4、8种和清耕对照)下土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明,覆盖作物处理土壤微生物群落对碳源的利用程度、功能多样性指数和丰富度指数均高于清耕对照。覆盖作物及清耕对照处理土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数与土壤含水量、有机碳、pH、微生物量碳氮呈显著正相关关系。主成分分析与碳代谢图谱分析表明,猕猴桃园增加覆盖作物种类提高了土壤微生物对碳源的利用能力,且对D-甘露醇、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-苯丙氨酸、γ-羟丁酸、α-丁酮酸、4-羟基苯甲酸、吐温40的利用能力显著高于清耕对照。此外,4种覆盖作物处理对猕猴桃园土壤生态环境的影响优于2种和8种。研究表明,猕猴桃园增加覆盖作物多样性改变了土壤环境因子,影响了土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性。     

丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范——模式设计、技术集成与机制创新

2017年5月，中国农业科学院科技创新工程协同创新任务“丹江口水源涵养区绿色高效农业技术创新集成与示范”正式启动。项目在农业绿色高效生产、种养耦合、生态循环、面源污染控制、多功能田园生态系统构建等方面开展协同创新。按照单一技术规范化、复合技术集成化、体系技术系统化的思路，任务创新集成水源涵养区生物多样性利用与农业种植结构调整、主要农产品全产业链绿色高效生产、种养循环新模式、生态型高效设施农业、农村生活污染物控制等环节的十大关键技术，总结形成一套水源涵养区绿色高效农业全域综合性的技术解决方案，可为其他同类地区提供可复制、可推广的经验、模式和示范样板，为保障南水北调水质安全，推动水源涵养区农业绿色发展、农民增收及区域脱贫攻坚提供有效的科技支撑。     

丹江口水源涵养区退耕还草土壤线虫群落变化特征

为评估丹江口水源涵养区退耕还草的土壤生态效应，2017年9月，选取3块同一土壤类型、退耕3年的紫花苜蓿（Medicago sativa）草地作为退耕还草的代表样地，以相邻未退耕的玉米（Zea Mays）田为对照，比较分析退耕还草土壤线虫群落的变化特征。结果表明：退耕还草样地0~10 cm土层含水量显著提高15.86%（P<0.05），pH值显著降低5.06%（P<0.05）；10~20 cm土层pH值显著降低4.57%（P<0.05），有效磷含量显著降低26.83%（P<0.05）。退耕种植紫花苜蓿草地共鉴定出土壤线虫18 307条，49个属，未退耕玉米田共鉴定出土壤线虫10 706条，45个属，退耕还草后土壤线虫c-p类群由短世代型向长世代型转移，土壤环境受到扰动降低，土壤线虫群落的多样性和稳定性增加，结构指数（SI）和富集指数（EI）表明退耕还草提高了土壤健康程度，同时降低了土壤所受的干扰程度。土壤线虫数量与土壤pH值、含水量、全氮和硝态氮含量呈极显著相关（P<0.01）；食细菌线虫和食真菌线虫相对丰度与土壤有效磷含量呈极显著相关（P<0.01），植物寄生性线虫和捕/杂食线虫相对丰度与有机碳和铵态氮含量呈极显著相关（P<0.01），与全氮含量呈显著相关（P<0.05）。研究表明，退耕还草改变了土壤pH值及全氮、有效磷养分含量，改变了土壤线虫群落结构和多样性，提升了土壤健康水平。     

保护性耕作对土壤团聚体、微生物及线虫群落的影响研究进展

保护性耕作具有良好的生态效益，有利于农业生态系统的可持续发展。本文对比分析了国内外有关常规耕作和保护性耕作措施对土壤团聚体、土壤有机碳、土壤微生物及土壤线虫影响的研究进展。结果表明：保护性耕作减少土壤大团聚体的破坏，降低团聚体周转速率，提高土壤结构的稳定性；保护性耕作提高表层土壤总有机碳及活性有机碳含量；保护性耕作可以提高耕层微生物生物量，尤其对真菌生物量影响显著；保护性耕作不同程度地提高了团聚体中微生物量和微生物多样性，但并未改变微生物在团聚体中的分布模式；保护性耕作可提高土壤线虫多度，提高原状土壤和土壤各粒级团聚体中线虫群落的成熟度指数和结构指数，但并未改变线虫总数、营养类群、功能团及生态指数在团聚体中的分布模式。针对目前国内外研究现状，展望了保护性耕作今后的研究重点，以期为因地制宜选取保护性耕作措施提供理论支持，推进我国农业可持续发展。     

设施黄瓜土壤化学性质对施肥时间的动态响应

为了解施肥对设施黄瓜土壤化学性质的动态影响,为设施种植施肥提供理论支持,以湖北省荆门市设施蔬菜大棚基地为研究对象,共设2个试验棚,分别使用不同种肥料,研究拔园后剖面土及施肥后14 d内土壤化学性质的变化。结果表明:大棚内土壤表层酸化显著,在土壤深度为0～100 cm,养分含量随土壤深度的增加逐渐降低。施肥后土壤微生物量碳(Soil microbial biomass carbon,SMB-C)、土壤微生物量氮(Soil microbial biomass nitrogen,SMB-N)在14 d的观测周期内,棚A、B内呈现出的变化趋势一致,且均在施肥后第2天时达到第1个高峰(B棚SMB-C在施肥第3天时达到最大值);铵态氮含量亦是施肥2 d时2个棚内的含量最高,且铵态氮、硝态氮含量在整个观测期内呈现先增加后降低的变化趋势;土壤碱解氮的含量变化与施加肥料存在一段时间内的动态关系,但随施肥时间的加长,碱解氮仍会恢复到未施肥的状态。综合几种土壤化学性质的变化规律可见,施肥后第2天肥效最显著。通过观察14 d的监测结果可发现,14 d后各化学性质逐步恢复到未施肥时的水平,下一步可加长监测期,为施肥周期的合理制定提供理论依据。     

转基因(Bn-csRRM2)高产棉花对土壤速效养分和酶活性的影响

在田间试验条件下,以转基因(Bn-cs RRM2)高产棉及其亲本常规棉中棉所12为研究对象,比较分析2种棉花在不同生育期(苗期、蕾期、花铃期和吐絮期)对土壤速效养分和酶活性的影响。结果表明,随生育期推进,转基因高产棉土壤铵态氮和硝态氮含量变化趋势与常规棉一致,土壤速效磷含量变化趋势与常规棉不同。转基因高产棉土壤速效磷含量在蕾期、花铃期和吐絮期与常规棉无显著差异;铵态氮含量在苗期、蕾期和花铃期与常规棉无显著差异;硝态氮含量在吐絮期显著高于常规棉,其余3个时期显著低于常规棉。随生育期推进,转基因高产棉土壤脲酶和过氧化氢酶活性变化趋势与常规棉一致,碱性磷酸酶活性变化趋势与常规棉略有不同。转基因高产棉土壤脲酶活性在苗期、蕾期和吐絮期显著高于常规棉,在花铃期无显著差异;过氧化氢酶活性在苗期和吐絮期与常规棉无显著差异;碱性磷酸酶活性只在吐絮期与常规棉无显著差异。表明,土壤养分和酶活性受转基因高产棉的影响较小,其变化主要受到生育期的影响。     

冬季侧窗通风猪舍氨气和温室气体排放特征

冬季猪舍通风管理方式影响猪舍内的环境质量以及污染物的排放,为确定改造后猪舍侧窗负压通风系统6阶段管理对冬季舍内环境质量以及氨气和温室气体排放的影响,对舍内温度、湿度和空气流速等环境指标进行了测定,采用水分平衡方程确定了不同通风阶段猪舍的通风率,利用INNOVA 1412多气体分析仪-连续采样测试技术,对冬季猪舍NH_3、N_2O、CH_4和CO_2的排放进行了测定,确定了不同通风量条件下氨气和温室气体的排放率。结果表明,冬季侧窗通风密闭式育肥猪舍平均温度为13.7℃,湿度为69.7%,舍内最大温度与湿度差值分别为3.2℃和39.6%,平均通风率为6 207 m~3·h~(-1)(单头生猪通风量:24.9 m~3·h~(-1)),舍内平均空气流速为0.28 m·s~(-1),满足了育肥猪生长的要求;冬季试验猪舍中NH_3平均浓度范围在8.42～15.63 mg·m~(-3),CO_2平均浓度范围保持在2 509～5 303 mg·m~(-3)之间,CH_4浓度变化在1.11～5.90 mg·m~(-3),可满足冬季育肥猪生长的需求;单头生猪NH_3、CO_2和CH_4的平均排放率分别为250.0 mg·h~(-1)、79.9 g·h~(-1)、57.7 mg·h~(-1),单头生猪累积日排放量分别为6.0 g·d~(-1)、1.92 kg·d~(-1)和1.39 g·d~(-1),试验期间没有监测到N_2O的排放;采用的6级通风管理模式显著影响NH_3、CO_2的平均排放率,对CH_4的排放影响不显著。     

施氮肥对草原生态系统影响的研究进展

氮是植物生长和发育必需的大量营养元素,是草地生产力主要限制性因素之一。本文综述了施氮对草原生态系统的影响研究进展,结果发现,目前施氮对草原生态系统的影响试验,多是针对某一具体草地类型短期的试验研究,具有很大的片面性,还没有得出普遍的规律和结论;以往的研究也主要是针对植物群落的地上部分,土壤生态过程变化成为施氮对草原生态系统的影响研究中的"瓶颈"。建议开展施氮对不同类型草原生态系统影响的定位试验,长期监测氮输入对草原生物多样性、生产力、土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物多样性和土壤有机碳的影响过程,并加强植物和土壤生态系统整合研究,揭示我国不同类型草原生态系统氮输入阈值形成的机制及模式,对草原的可持续利用和管理具有重要的理论和实践意义。     

呼伦贝尔沙地不同植被恢复模式土壤氨氧化细菌群落结构及多样性

采用PCR-DGGE技术和克隆测序分析方法,对不同植被恢复模式下呼伦贝尔沙地土壤氨氧化细菌群落结构、多样性及与土壤理化因子的相关性进行探讨。结果表明,5种植被恢复模式土壤氨氧化细菌16S rRNA基因Shannon指数均显著高于对照(裸地),其中柠条(Caragana korshinskii)+冰草(Agropyron cristatum)(AC)模式下Shannon指数最高,其他依次为单播柠条(UC)、单播冰草(UA)、柠条+羊柴(Hedysarum fruticosum)+冰草+披碱草(Elymus nutans)(ACHE)和单播羊柴(UH),各植被恢复模式不同程度地提高了土壤氨氧化细菌的多样性。系统发育分析结果表明,对照(裸地)土壤氨氧化细菌群落由亚硝化螺菌属的Cluster 2和Cluster 3组成,而5种植被恢复模式土壤氨氧化细菌群落由亚硝化螺菌属的Cluster 3和亚硝化单胞菌属的Cluster 6组成,植被恢复改变了土壤氨氧化细菌群落结构组成。土壤理化性质测定结果表明,5种植被恢复模式在不同程度上提高了土壤各项理化指标。典范对应分析结果表明,pH值、有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)和土壤含水量(SM)对氨氧化细菌群落结构组成的影响均达到显著水平(P0.05),相关性分析发现pH值、OM、TN、TP和SM各指标之间均具有极显著相关性(P0.01),说明植被恢复过程中土壤氨氧化细菌群落结构组成的变化是土壤各项理化因子相互关联、共同作用的结果。     

氮素和水分对贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮的影响

在内蒙古贝加尔针茅草原,分别设对照(N0)、1.5 g·m^-2(N15)、3.0 g·m^-2(N30)、5.0 g·m^-2(N50)、10.0 g·m^-2(N100)、15.0 g·m^-2(N150)、20.0 g·m^-2(N200)和30g·m^-2(N300)(不包括大气沉降的氮量)8个氮素(NH₄NO₃)梯度和模拟夏季增加降水100 mm的水分添加交互试验,研究氮素和水分添加对草原土壤养分、酶活性及微生物量碳氮的影响。结果表明:氮素和水分添加对草原土壤理化性质和生物学特性有显著影响。随施氮量的增加土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量呈增加的趋势,相反,土壤pH值呈降低的趋势。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性随施氮量的增加而升高,多酚氧化酶则随施氮量的增加呈下降的趋势。氮素和水分添加对草原土壤微生物量碳氮含量有显著影响,高氮处理(N150、N200和N300)显著降低了微生物碳含量,微生物氮含量随施氮量的增加呈上升趋势。水分添加能够减缓氮素添加对微生物的抑制作用,提高微生物量碳、微生物量氮含量。草原土壤养分、土壤酶活性及土壤微生物量碳氮含量间关系密切,过氧化氢酶与全氮、总有机碳、硝态氮呈显著正相关,多酚氧化酶与铵态氮、硝态氮、全氮呈显著负相关。微生物量氮含量与土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量以及过氧化氢酶和磷酸酶活性呈显著正相关,与多酚氧化酶呈负相关;微生物量碳与过氧化氢酶呈负相关,与多酚氧化酶活性呈正相关。