绰墩山遗址古水稻土的一些微生物学特性研究

在江苏绰墩山遗址考古发掘中,发现了在剖面不同深度埋藏的距今约6 500 a的史前古水稻田土层(100~200 cm)和距今约3 320 a的商周时期的古水稻田土层(42~100 cm)。本研究为了解古水稻土的生物学性状及其与现代水稻土的差别,以土壤剖面P-01(包含史前古水稻土和商周时期古水稻土)与P-03(仅含商周时期古水稻土)为对象,利用土壤厌氧培养、Biolog分析和广古生菌界16S rDNA的V3区的PCR-DGGE分析,初步研究了不同土层厌氧微生物多样性、产甲烷潜势以及产甲烷古菌群落多样性的变化。结果表明,史前古水稻土仍有较多厌氧微生物存活,可达7.0×105cfu g-1干土,并且其单一碳源利用能力和多样性也显著高于其湖相沉积母质和相同时期的非水稻土(黄土母质)。与现代水稻土相比,古水稻土仅存留了很微弱的产甲烷潜势。但史前古水稻土比同期非水稻土和商周时期古水稻土的产甲烷潜势较高。PCR-DGGE结果显示,水稻土层都有其区别于非水稻土层的产甲烷古菌群落结构,而现代水稻土、商周时期古水稻土和史前古水稻土也各有不同的优势产甲烷古菌种群,不同时期的水稻耕作方式是造成这种差异的可能的重要原因之一。     

绰墩遗址古今水稻土黏土矿物特征比较研究

在江苏绰墩山遗址考古发掘中,发现了在剖面不同深度埋藏的距今约6000年的史前水稻土层、距今约3 000年的商周史前的古水稻土层和现代水稻土层.本研究为了比较古今水稻土黏土矿物特征的差异,以土壤剖面P01(包含史前古水稻土、商周史古水稻土和现代水稻土)与P03(仅含商周时期古水稻土和现代水稻土)为对象,测定其各种形态铁锰...     

澧阳平原古水稻土铁形态演变特征

采用野外采样与室内分析的方法,研究了澧阳平原杉龙岗遗址埋藏古水稻土与现代耕作水稻土铁形态、含量变化及剖面演变特征,探讨了土壤铁形态变化与成土过程的关系。结果表明:澧阳平原现代耕作水稻土与埋藏古水稻土铁形态及含量分别为:全铁31.61~35.10 g/kg和33.97~46.88 g/kg,游离铁8.88~13.92 g/kg和11.10~20.36 g/kg,无定型铁2.52~4.06 g/kg和2.64~3.35 g/kg,结晶态铁5.06~11.40 g/kg和8.46~17.43 g/kg。澧阳平原水稻土各形态铁含量除无定型铁外,其他形态铁含量总趋势为埋藏古水稻土现代耕作水稻土,且古水稻土各形态铁分异明显。现代耕作水稻土全铁、游离铁、结晶铁含量均呈现随深度加深而增加趋势,而无定型铁则相反,且各形态铁含量波动性较小;埋藏古水稻土全铁含量随土层增深而增加,无定型铁含量呈现微幅增加趋势,但游离铁和结晶铁含量变化有异,PA剖面减少,PC剖面增加,埋藏古水稻土中各形态铁含量变化趋势多样。澧阳平原古水稻土的铁有明显的淋溶淀积特征,不同形态铁在各土层变异较大,埋藏古水稻土铁富集明显。     

澧阳平原杉龙岗遗址埋藏古水稻土磁性矿物特性

为探明埋藏古水稻土磁性矿物特征,采用环境磁学方法研究了澧阳平原杉龙岗遗址埋藏古水稻土的磁性矿物含量、组成和粒度。结果表明,埋藏古水稻土的磁化率平均值为6.2×10~(–8) m~3/kg,饱和等温剩磁平均值为16 338×10~(–5)Am~2/kg,软剩磁平均值为773×10~(–5)Am~2/kg,退磁参数S300平均值为72%。埋藏古水稻土亚铁磁性和不完全反铁磁性矿物含量随土层深度增加不断降低,其含量均低于现代耕作水稻土层;埋藏古水稻土磁化率主要来源于亚铁磁性矿物和不完全反铁磁性矿物,且亚铁磁性矿物占相对主导地位;相对于现代耕作水稻土层,埋藏古水稻土层中磁性矿物以较粗的磁铁矿颗粒为主。     

古水稻土与现代水稻土硝化活性的比较

根据最新的考古发现，中国种植水稻的历史可以追溯到公元前4000多年。据考证，位于长江三角洲的昆山市正仪镇绰墩山古水稻土遗址的地下42～57cm与100～116cm均为古水稻土层，历史耕作时间分别距今约3320a和6280a。硝化细菌在耕作土中的数量及其硝化强度被认为是土壤肥力的指标之一，在土壤氮素循环中起着重要作用，氨氧化细菌在硝化作用过程中将铵氧化为亚硝酸盐，实现亚硝化作用，是硝化过程中必不可少的步骤，同时也是其限速反应。本试验比较研究古水稻土与现代水稻土硝化活性的差别，观察氨氧化细菌沿土壤深度的分布规律，对揭示古水稻土在长期埋藏于土壤深层后的硝化功能演变具有积极的指示意义。     

绰墩遗址古水稻土孢粉学特征初步研究

自1998年以来,绰墩遗址发现了大量的马家浜时期的水稻田.对遗址Ⅵ工作区两个剖面P01和P03进行植硅体和孢粉分析,P01的植硅体分析结果显示在马家浜文化中晚期、马桥文化时期、宋代直至现代,研究点都有水稻生长.孢粉分析还显示,在植硅体浓度较高土壤沉积物中,水生植物花粉在整个孢粉谱中所占比例较小,与现代水田相似.这表明,在新石器时代,人类在种植水稻过程中可能已将杂草除去.绰墩遗址孢粉分析的结果可能为判断古水稻土提供一个有效的方法.     

中国史前灌溉稻田和古水稻土研究进展

通过连续4 a多的研究,科学地证明了位于江苏昆山绰墩遗址的稻田群是迄今发现的地球上最早的灌溉稻田群(6 280 a BP),提出了一套诊断古水稻田和古水稻土的技术指标;获得了新石器时期"火耕水溽"——原始灌溉稻作技术的科学证据。阐明了史前水稻土和现代水稻土表层有机质、全氮和全钾含量接近,而全磷、有效磷则是前者大大高于后者的事实,是先民长期以动物残余物肥田的结果。古、今水稻土有机质含量均高于同时期旱地土,揭示了稻田生态系统和水稻土固持大气二氧化碳的巨大潜力。新石器时期水稻土也含有较高的多环芳烃(PAHs)等有机污染物,是源于田间秸秆的焚烧。微生物学的研究表明,史前水稻土产甲烷潜势很低,硝化功能完全丢失。提出了今后应进一步研究的问题。     

澧阳平原古水稻土有机质红外光谱特征

澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址剖面中不同耕作年限、不同环境条件、不同深埋的有机质的积累与迁移变化明显。以澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址为研究对象,采用溴化钾压片法对剖面中古水稻土和现代耕作水稻土进行红外光谱测定,分析土壤中有机质的官能基团以及各基团的结构特征。结果表明,古水稻土官能基团的振动主要集中在卤素化合物和无机化合物,有机质对古水稻土官能团影响很大,其中,古水稻土中波数1 882 cm-1(烯烃碳)在去有机质后吸收峰弱化;古水稻土中波数为1 631~470 cm-1段,逐渐形成苯环、烯烃化合物且芳构化程度增加,卤素和无机化合物的结合力增强。由一阶导数可知,古水稻土与现代耕作水稻土相差不大,在去有机质后,波峰均被弱化且FD值峰值均小于去有机质前FD值。     

绰墩埋藏古水稻土中木质素特征研究

利用CuO氧化方法分析了苏州绰墩山埋藏古水稻土中木质素分解酚酸产物及特征,以此了解长期利用条件下水稻土中木质素的来源、保存及变化。通过比较相邻埋藏土壤剖面植稻和非植稻层次中木质素源的酚酸化合物特征,探讨水稻种植对土壤木质素结构特征的影响。结果表明,在埋藏古水稻土中木质素源的总酚酸含量在0.004～0.035 mg kg-1之间,显著低于现代水稻土(0.27～0.34 mg kg-1),而在埋藏土壤中,植稻与非植稻土壤层次中木质素无显著差异。埋藏古土壤中木质素源酚酸的组成(香草基类/紫丁香基类(S/V)及肉桂类/紫丁香基类(C/V)比分别为0.40～1.55、0.15～0.89),可证实此古土壤曾种植非木本被子植物;而S/V和C/V在植稻与非植稻土壤中没有显著差异,表明利用木质素特征难以区分同类(不同草本)有机质的具体来源。在埋藏古土壤中木质素碳占总有机碳比例很小,说明木质素在土壤中并非如通常所预期的容易被保存。     

古水稻土与现代水稻土的供氮差异及其氮肥效应

根据最新的考古发现，中国种植水稻的历史可以追溯到公元前4000多年。据考证，位于长江三角洲的昆山市正仪镇绰墩山古水稻土遗址的地下42～57cm与100～116cm均为古水稻土层，历史耕作时间分别距今约3320a和6280a。氮素是作物生长发育所需的重要营养元素，稻田土壤的供氮能力是影响水稻生长的关键因子，     

重咸酸田的综合治理研究

沿海一些围垦后的海涂土壤,酸性极强,水稻生长困难甚至无收。本研究采用深埋暗管与农业措施相结合的办法,对其进行综合治理。结果表明,治理效果极为显著。水稻长势接近正常,重成酸田山原来的不毛之地变为年亩产达500 kg的中产田,而且,随着洽理措施的不断延续,水稻产量可望逐年提高。     

太湖地区高产稻田氮肥施用与作物吸收利用的研究

本讨论长期高量偏施氮素化肥的高产稻田氮肥施用与作物产量、作物对养分吸收利用之间的关系。研究结果表明：化学氮肥施用量（养分量，下同）３００ｋｇ／ｈａ·ｙｒ．，作物增产显，每公斤氮增产１３．５ｋｇ粮食，氮素利用率达４０．３％，省肥、经济、合理；施用量达４５０ｋｇ／ｈａ·ｙｒ．，作物产量增长甚微；施用量达６００ｋｇ／ｈａ·ｙｒ．，每公斤氮只增产７．２９ｋｇ粮食，氮肥利用率降至１７．２％，水稻茎秆中含     

暗管排水治理渍害低产田效果研究

1990年早造,在广西宾阳县大桥乡进行了暗管排水治理溃害低产田试验.结果表明:暗管排水对降低地下水位效果显著,提高了土壤的通透性,减少了土壤中的有毒物质,改善了水稻的土壤生态环境;亩产稻谷578.16kg,比农艺措施相同的明沟排水田增产57.99kg,增11.15%;比上年未安装暗管时亩增产202.16kg,增53.8%.其增产幅度大,经济效益显著,是一条根治渍害低产田的有效途径.     

淮河流域麦茬水稻旱作与资源条件谐适性关系研究

淮河流域是我国重要的粮食生产基地 ,它的发展情况直接关系到全国的粮食安全问题。随着本区农业的发展 ,水资源短缺问题成为阻碍进一步提高农业产量的最大问题 ,本文在分析淮河流域的光、热、水等气候资源条件的基础上 ,重点分析了与水稻旱作的谐适关系 ,提出麦茬水稻旱作在淮河流域具有广阔的发展前景     

稻田养鱼对水稻生长发育的效应试验初报

对稻田养鱼(垄稻沟鱼)后的稻田土壤、田水、水稻植株、稻米蛋白质等进行了测定。结果表明:土壤和田水的氮,磷、钾含量均有明显提高,土壤的通透性得到改善;水稻的根系活力增强,分蘖增多,稻株的氮、磷、钾含量,叶片叶绿素含量,叶面积指数和干物质的累积均有明显增加,稻米的蛋白质含量也有所提高;稻田杂草基本根除,同时获得明显的经济效益。     

土壤质地、温度和Eh对稻田甲烷排放的影响

本文报道在田间条件下,土南地,温度和Ｅｈ影响稻田ＣＨ４排放通量的研究结果。中国科学院封丘生态试验站的小区试验表明,在当地常规水分管理即间歇灌溉条件下,供试小区和妥田的ＣＨ４平均排放通量仅为０．１６－１．８６ｍ ｇＣＨ４／ｍ＾２ｈ。     

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳分布的影响

通过23年的长期田间定位试验观测,研究了施肥对红壤水稻土不同发生层团聚体组成、有机碳含量及有机碳库分布的影响.试验设不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英）（OM）和无机肥与有机肥配施（NPKM）等4个处理.结果表明,＞3 mm团聚体含量随土层深度呈增加趋势,而其他粒径的团聚体含量则呈下降趋势.施肥处理有利于1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量增加.各处理中,各层同粒径团聚体有机碳含量从高到低的顺序为：A＞P＞W1、W2.不同粒径团聚体中有机碳含量有明显差异,除＜0.05 mm团聚体外,粒径愈细,有机碳含量愈高.1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量与全土有机碳含量呈显著正相关.不同施肥处理有机碳储量表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势.同施肥处理同发生层不同粒径团聚体有机碳储量从高到低的顺序为：＞3 mm、1～3 mm、0.25～1 mm、0.05～0.25 mm和＜0.05 mm,且差异显著.施肥处理增加的新碳主要向1～3 mm、0.25～1 mm团聚体富集.     

水稻土CH4产生潜力及其影响因素

培养试验所用15种水稻土样品采自全国各主要稻米产区。15种水稻土产CH4潜力差异很大,厌氧培养CH4产生率显著大于好氧培养,整个培养期(132d)总CH4产生量的变化范围为1.18～1180μgg-1(厌氧培养)和0.41～136μgg-1(好氧培养)。土壤CH4产生量受与土壤有机质含量有关的有机碳和全氮含量的显著影响,而与活性铁锰含量、颗粒组成、阳离子交换量、土壤pH等其他土壤理化性质之间无显著相关性,表明土壤有机质含量是影响CH4产生的最重要土壤性质。与类似试验的结果比较说明,土壤有机质含量对CH4产生量的影响程度可能与土样代表的空间尺度有关。     

水稻田土壤甲烷氧化活性及其环境影响因子的研究

报道环境因子土壤含水量、温度和pH对发育于河流沉积物母质的水稻田土黄松泥田土氧化外源甲烷活性影响的研究结果。表明土壤中存在有氧和无氧两个甲烷氧化系统。有氧甲烷氧化系统 (AMOS)最适条件下的氧化甲烷最大活性比无氧甲烷氧化系统(AAMOS)最适条件下的氧化甲烷最大活性高 1至 2倍。在土壤通气良好的条件下 ,AMOS占主导地位 ,在无氧或极微氧的土壤中 ,AAMOS起主要作用。影响活性的主要因子是土壤的分子氧含量、甲烷含量、水含量、温度和pH值。分子氧对AAMOS氧化甲烷的活性具有一定抑制作用 ,土壤中甲烷量和含水量对AAMOS氧化甲烷活性的影响比对AMOS氧化甲烷活性的影响更为强烈。土壤氧化甲烷的活性对温度较为敏感 ,其最适氧化甲烷的温度范围在 2 5～ 35℃之间。当土壤在 5 0℃培养的时间超过 6h后 ,土壤氧化外源甲烷的活性全部丧失 ,且不能在2 8℃下得到恢复。pH是另一个影响土壤氧化甲烷的重要环境因子。其最适pH范围在 6～ 7之间 ,pH低于 3或pH高于 9时 ,几乎完全丧失氧化外源甲烷的活性。