低温堆腐与秸秆深翻还田对玉米产量及土壤微生物群落的影响

为探明我国东北地区玉米不同的秸秆还田方式对玉米产量和土壤微生物群落结构的影响,在典型棕壤区开展连年田间对比试验。采用常规方法测定玉米产量、土壤养分、土壤团聚体分布,采用微生物高通量测序方法测定土壤细菌多样性和丰度,并分析土壤环境因子的变化对土壤微生物群落的影响。本研究设无肥对照（CK）、秸秆不还田（FP）、秸秆深翻还田（SFP）及低温堆腐秸秆还田（SFPM）4个处理,主要结果表明:与常规施肥（FP）相比,SFP处理玉米籽粒产量在两年后有提升,SFPM处理还田当年产量有提升,土壤有机质（SOM）提升规律跟籽粒产量变化一致;SFP和SFPM处理均显著增加α-变形菌纲（Deltaproteobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、球形杆菌纲（Thermoleophilaceae）、?-变形菌纲（Betaproteobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的丰度,主成分分析得出环境因子土壤养分（SOM、TN、TP、TK）解释了细菌群落41.24%的变化,环境因子土壤团聚体（0 ~ 20 cm）解释了细菌群落34.15%的变化。综合比较,秸秆低温堆腐还田可以更加高效增加棕壤区玉米产量,提高土壤肥力,改善土壤微生物群落结构。     

辽宁省农田土壤有机碳变化的模拟研究

农田土壤长期受到人类干预,与自然土壤相比,其与大气之间的碳交换强度更大。以辽宁省农田生态系统为研究对象,采用生态系统碳循环模型-CENTURY模型模拟辽宁省农田耕层土壤有机碳(0~20 cm)在1951~2005年的动态变化,并以2005年大量样点的分析结果为基础,估算有机碳储量。研究表明:全省2005年农田耕层土壤有机碳密度平均为2.66kg m-2,其中辽东山区辽中南平原区辽西低山丘陵区,全省农田耕层土壤碳储量为112.15 Tg;CENTURY模型模拟的农田土壤有机碳与实测值有较好的一致性。     

生物炭还田条件下磷肥减施对玉米产量及养分利用的影响

通过4年田间定位试验,研究辽宁昌图棕壤区生物炭还田条件下磷肥减施20%对玉米产量及养分利用的影响。结果表明,与常规施肥相比,生物炭还田(3 000 kg/hm~2)后各处理促进玉米增产,最高增产5.5%,生物炭还田配施磷肥减量20%处理的产量表现略有增加的趋势。生物炭还田后各处理均提高了玉米植株N、P和K的养分吸收量,提高玉米植株氮素和磷素回收率,生物炭还田配施常规肥处理可更好促进玉米氮、磷、钾养分吸收,提高玉米氮素回收率,4年综合提高5.3个百分点;生物炭还田配施磷肥减量20%处理可更好提高玉米磷素回收率,提高4.9个百分点。     

大垄双行模式下设施番茄生长发育及土壤硝态氮研究

与单垄单行种植模式相比,大垄双行模式下番茄产量得到显著提高,达到105826 kg/hm2,可增产6.2％;果实N、P2O5、K2O吸收量均显著提高,分别增加12.3％、6.2％、9.0％;增加了番茄生长前期的净光合速率和胞间二氧化碳浓度,而对作物生长后期的光合参数影响较小,整体改善了作物生长的透光性;有利于降低土壤0...     

根系互作对谷子和花生间作体系根际微生物碳代谢的影响

间作系统因其产量优势及生态功能在全世界都广泛应用,尤其是禾本科与豆科作物的优势组合,但该间作体系中作物根系互作对碳代谢特性的影响尚不明确。通过2年田间试验结合盆栽模拟根系分隔(根系无互作;根系部分互作;根系完全互作)方法,采用Biolog技术研究了不同种植模式对谷子和花生籽粒产量、土地生产力及土壤微生物碳源利用特征的影响。2017～2018年田间试验结果表明,2种间作模式下土地当量比(LER)均大于1,尤其是谷子-花生2∶2模式LER于2018年达到1.36,表明禾本科作物谷子与豆科作物花生体系是具有产量优势的间作系统。室内盆栽研究结果表明,间作模式下谷子的生物量与产量分别增加了49.0%和92.6%,花生则增加了11.1%和44.6%,谷子与花生的收获指数(HI)也显著增加。与完全分隔无根系互作相比,根系互作促进了根际微生物碳源利用效率,谷子与花生根际微生物对31种碳源平均利用率分别增加了19.6%和72.2%。土壤微生物对6大碳源种类的平均利用以糖类和氨基酸类为主,对酚酸类利用率最低。主成分分析结果表明,间作与部分间作花生对根际土壤碳源利用率显著高于谷子与花生单作,而单作花生对碳源利用率最低。Shannon指数和Simpson指数研究结果表明,间作提高了土壤群落微生物多样性和均匀度。禾本科作物谷子与豆科作物花生间作体系通过根系互作提高了生物量积累,促进了地下部根际微生物对底物碳源利用,增强了微生物群落结构多样性,这对深入解读地下根系互作驱动的间作体系优势互补机理具有重要意义。     

大垄双行疏密种植对玉米冠层结构及产量影响的研究

在大田试验条件下,以耐密品种郑单958为试验材料,在相同密度下研究常规种植、三比空、大垄双行和大垄双行疏密4种种植方式对春玉米产量形成及其冠层结构特征的影响。结果表明,田间种植方式的改变可以促进良好冠层结构的发育,影响玉米群体产量及其生长发育特征,具体表现主要在吐丝期之后。耐密品种以大垄双行疏密种植方式为宜,从吐丝期开始,叶面积指数增长最快,玉米叶片的光合性能最强,叶片功能期延长,积累最多干物质,产量为12 449.74 kg/hm²,比对照增加32.67%。大垄双行疏密种植方式对棕壤气候区可提高玉米单产,对玉米生产能力的提升具有十分重要的作用。     

东北黑土地区主要土壤肥力质量指标的空间变异性

采用地理信息系统(G IS)和地统计学相结合的方法研究了本世纪初东北黑土区土壤表层(0~20 cm)pH、有机质、速效磷、速效钾、粘粒这5种土壤肥力指标的空间变异性。结果表明:土壤pH和粘粒的理论模型均为指数模型;有机质、速效磷和速效钾的理论模型均为球状模型。速效磷、速效钾的C0/(C0+C)较大,为46.63%和49.91%,说明这2种肥力指标具有中等的空间相关性;而pH、有机质、粘粒的C0/(C0+C)分别为10.80%、16.57%、12.88%,说明这3种肥力指标具有较强的空间相关性。根据每个采样点的指标数据计算出该地区土壤肥力质量综合评价指数,最终得到研究区土壤肥力质量的分布图。     

耕地地力演变及其与种植业结构关系分析

本文以辽宁省西部典型低山丘陵区阜新蒙古族自治县(简称阜蒙县)为研究区,以2011年土地变更调查数据库中耕地图斑为评价单元,研究1980~2011年30年来耕地地力时间和空间的变化情况,并探讨其与种植业结构变化的关系。结果表明:地力演变为提升型、衰退型和平衡型的耕地面积分别占耕地总面积的50.70%、18.77%和30.53%;地力演变总体呈现东部和中部升高,南部和西部降低的趋势,并且与种植业结构关系密切;优化玉米和花生的种植业结构有助于耕地地力的提升;针对当地实际情况,提出耕地地力提升的措施。     

秸秆还田对玉米产量和土壤团聚体组成及有机碳分布的影响

研究秸秆还田对土壤团聚体组成、有机碳分布及玉米产量的影响,为秸秆合理利用与土壤培肥提供科学依据。采用田间定位试验的方法,研究秸秆还田(SNPK)和生物炭还田(BNPK)处理对玉米产量,土壤团聚体组成及其有机碳分布的影响。结果表明,与常规施肥相比,SNPK和BNPK处理4年后玉米产量分别提高6.95%和4.83%;SNPK和BNPK处理均提高了0~20 cm土层2 mm团聚体含量,降低0.25 mm团聚体含量,均降低21~40 cm土层中2 mm团聚体含量;SNPK处理提高0~20 cm土层有机碳含量14.11%,BNPK处理对土壤有机碳提高不明显,二者均提高0~20 cm土层中0.25~1 mm和0.25 mm粒级中的有机碳含量;SNPK处理明显提高0~20 cm土层2 mm粒级团聚体对有机碳的贡献率,BNPK处理对各粒级团聚体对有机碳的贡献率影响不明显。长期秸秆还田和生物炭还田能够改变土壤团聚体的分布,有利于土壤结构的形成,提高土壤固碳能力,增加玉米产量。     

黑龙江省双城市土壤有机质和速效养分的空间变异特征

采用地理信息系统(G IS)和地统计学相结合的方法研究了黑龙江省双城市土壤表层(0~20 cm)有机质、速效氮、速效磷、速效钾这4种土壤养分指标的空间变异性。结果表明:土壤有机质、速效氮、速效钾的理论模型均为球状模型;速效磷的理论模型为指数模型。速效钾含量的C0/(C0 C)为49.96%,存在中等的空间相关性,说明其空间变异是由随机性因素和结构性因素共同作用的结果;速效氮、有机质、速效磷含量的C0/(C0 C)变化范围是8.10%~14.39%,均表现出强的空间相关性,说明其空间变异均受结构性因素的影响。从总体分布趋势来看,4项养分指标均呈现出由西向东、由西南向东北升高的趋势。