养分投入和作物根系对土壤微生物氮转化的影响

土壤氮转化的主体是微生物,土壤有机质与根系分泌物是微生物氮转化的驱动力。综述了养分投入和作物根系通过微生物对土壤氮转化的影响。指出化肥或有机肥的投入,通过改变光合产物向根系的分配和土壤难/易有机质的数量,或直接提供微生物底物方式,改变微生物生物量、群落结构、氮转化功能基因的数量或相关酶的产生,从而影响土壤氮的转化;还指出根系通过根系分泌物或根茬还田影响土壤微生物的数量和活性,土壤有机质含量也显著影响微生物氮转化过程。总之,养分投入通过直接或间接方式影响土壤微生物,进而影响土壤养分的存在状态,最终影响作物对养分的吸收。     

原状黄土冻融过程抗剪强度劣化机理试验分析

通过对西安Q₃原状黄土在封闭系统冻融作用下的电镜扫描和直剪试验,研究了冻融作用对原状黄土微观结构和强度的影响。试验表明：冻融过程中原状黄土微观结构发生显著变化,大颗粒集粒数量明显减少,小粒径土颗粒所占比重增加,孔隙面积比增加。进一步基于损伤力学理论,得到微观结构冻融损伤度随冻融次数增加呈指数增加趋势,反映出冻融作用一定程度上破坏黄土体的结构强度,但多次冻融后黄土体结构强度趋于稳定的残余强度。冻融过程土样表面结构发生破坏,且含水率越高,土体表面特征破坏越严重。粘聚力随冻融次数增加呈指数衰减趋势,且含水率越高,粘聚力衰减幅值和速率越小;粘聚力随含水率增加表现出线性衰减特征,且冻融后粘聚力与含水率的变化规律近似重合;内摩擦角无明显规律性变化。粘聚强度冻融损伤系数随冻融次数增加呈指数增加趋势,随含水率升高有增大趋势。基于试验数据规律性,进一步提出了原状黄土粘聚强度劣化模型,该模型经试验验证可较好描述原状黄土粘聚强度劣化规律。     

东北黑土区冻融交替土壤特性及适时春播耕作技术综合评价

东北农田黑土区在夏季多雨炎热,冬季干燥寒冷,因其独特的地貌地形导致耕层土壤表现出“昼融夜冻”特点,土层冻融循环现象较为明显。在受到冻融侵蚀作用下,本区域水土流失严重,部分地区成土母质暴露,加之春季土壤受冻融交替影响,无法适时完成作物春播工作,对该区域工农业经济发展造成严重阻碍。鉴于此现状,本文就前人针对东北黑土区土壤冻融交替方面研究进行总结梳理,分析冻融交替对土壤理化指标、微生物环境及春播土壤耕作等技术研究,旨在为东北黑土区应对冻融交替及冻融侵蚀现象提供科学的理论支撑和实践指导。     

古代砖砌体风化性能分析及风化程度评定

自然界中气温、降水的长期作用导致古代砖砌体风化,风化损伤材料和砌体力学性能。实验采用大气环境实验舱实现自然风化作用人工模拟,根据不同饱水度和冻融次数,实验舱设定了7种非饱水冻融工况,对7种工况影响下的砖、灰浆、砌体抗压、砌体抗剪试件试件强度变化规律进行实验分析。实验表明,饱水度是反映材料冻融性能的重要指标;不同饱水度下的冻融试件强度呈现先升后降的趋势;试件在饱水度为53%的冻融作用下,砌体构件具有最佳抗力;提出古代砖砌体构件风化程度评定标准。实验对古砖砌体结构保护工作具有指导和应用价值,定期评定古塔砌体风化程度,时刻掌握古塔构件结构安全性能的变化规律,科学保护古塔。     

根系分泌物对根际土壤关键氮转化过程的影响

根系分泌物是影响土壤氮素转化、N₂O排放和植株氮肥利用率的重要因素之一,也是土壤学、植物营养学、作物生理生态与耕作栽培学、环境科学等学科的重要关注点。为全面认识根系分泌物在土壤氮循环中的作用,综述了根系分泌物的种类和测定方法,介绍了根系分泌物影响土壤关键氮转化过程及N₂O排放的机理,根系分泌物对土壤硝化和反硝化过程及N₂O排放的抑制作用,并对该领域未来的研究方向进行了展望。为土壤氮素转化的土壤–植物–微生物互作机制研究提供一定参考,以进一步提高氮肥利用率,减少氮肥引起的环境污染。     

滴灌施肥运行方式对土壤氮素运移分布的影响

通过田间模拟试验,研究了膜下滴灌条件下氮肥不同滴灌施肥运行方式对土壤无机氮动态分布的影响。研究结果表明:滴灌施肥运行方式对于土壤总无机氮含量影响不大,但却影响了土壤无机氮的转化,N-W处理促进了土壤铵态氮的硝化,其次是W-N-W,W-N处理土壤铵态氮的转化最慢。滴灌施肥运行方式也会影响土壤铵态氮和硝态氮的分布,不同滴灌施肥运行方式处理间土壤铵态氮的分布在灌溉施肥结束当天差异较大,但随后逐渐趋于一致,而土壤硝态氮含量的分布在前期差异不大,后期差异明显。     

放牧对草原土壤微生物影响研究进展

微生物是草原生态系统不可缺少的成员,对草原生态系统中物质转化、能量流动起着重要作用。本文就不同放牧强度对草地土壤微生物区系组成、微生物分布格局以及土壤微生物生物量影响的研究现状进行了总结,最后就今后草原土壤微生物研究的侧重点进行了展望。     

氮沉降对北方森林土壤微生物的影响研究进展

大气氮沉降导致土壤有效氮含量增加,将改变作为陆地生态系统重要组成部分的土壤微生物群落结构,尤其在高纬度氮限制地区,土壤微生物对这种变化更为敏感。北方森林地处高纬度地区,氮沉降将改变其土壤微生物的结构、功能和动态。为全面了解近年来氮沉降对北方森林土壤微生物的影响,笔者综述了氮沉降对北方森林土壤微生物量、群落结构和生物多样性、功能和酶活性等方面的影响。结果表明:(1)氮沉降减少了土壤微生物量;(2)氮沉降改变土壤中真菌与细菌,革兰氏阴性细菌(G-)与革兰氏阳性细菌(G+)之间的比值,而这种改变大多数是趋向于减小;(3)氮沉降加剧,将导致土壤微生物群落中贫营养微生物处于劣势地位,富营养微生物处于优势地位,间接地影响了微生物群落结构和生物多样性;(4)氮沉降抑制了微生物呼吸,但对于土壤酶的影响尚无统一规律;(5)氮沉降改变了微生物底物利用模式,导致土壤微生物对复杂有机物质的分解能力下降;(6)氮沉降导致固氮基因等功能基因相对丰度下降。     

转基因棉花种植对根际土壤氮转化相关酶的影响

采用大田试验方法研究了2个转基因棉花种植对根际与氮转化土壤酶活性的影响。结果表明,(1)种植转基因棉花在花铃期显著降低根际土壤硝酸还原酶活性;对亚硝酸还原酶影响不显著。(2)种植转基因棉花在花铃期抑制根际土壤氮氨化作用。说明转基因棉花种植对根际土壤氮转化相关土壤酶活性有一定的影响,主要表现在花铃期转基因棉花种植对与氮转化相关土壤酶的抑制作用。     

不同施肥模式下稻田土壤氮组分及微生物多样性研究进展

有机氮是土壤中氮的主要存在形式,土壤氮矿化、氮素有效性与有机氮组分关系密切,明确土壤有机氮组分对氮矿化的贡献,有利于为采用科学合理的田间管理措施提供理论依据。不同的施肥模式是影响稻田土壤氮组分及微生物多样性较为关键的因素之一。因此,本文从不同施肥方式对稻田土壤氮素形态和矿化作用特征、土壤氨氧化菌和硝化及反硝化菌群功能基因数量变化、土壤氮素转化微生物活性和胞外酶、土壤氮素转化微生物群落结构多样性等方面展开了相应的讨论,提出有机无机肥配施有利于提高稻田土壤有机氮组分的微生物利用性、土壤的氮供给,采用有机无机肥配施是提高稻田土壤肥力的有效管理措施。     

松辽平原高产农田土壤孔性对冻结的响应及机理研究

为了进一步深入系统研究松辽平原玉米带黑土耕作区高产田（平面型）土壤质量的管理与评价提供理论支持和借鉴,并且对黑土资源的利用与保护、为粮食的丰产增收在土壤结构理论方面具有重要的现实意义,并且对黑土资源的利用与保护、为粮食的丰产增收在土壤结构理论方面的探索,以松辽平原玉米带耕作区高产田（波浪型）与低产田（平面型）0~20 cm耕层土壤为研究对象采用田间季节性冻融过程与室内模拟冻融试验相结合的方法,研究松辽平原玉米带高产田土壤的结构性对冻结的响应,包括影响范围较深和程度,进一步阐明高产田土壤对冻结的响应机理。采用高产田与低产田对比的方法,在不同的冻结条件下,设置含水量接近5%,10%,15%,20%,25%;设置冻结频率0、2、4、6次进行室内模拟冻结实验。通过对容重、孔隙度、孔隙面积、Feret直径等指标的测定与分析,研究了不同冻结频率不同含水量,对高产田和低产田0~20 cm耕层的土壤孔隙特征的影响。结果显示：冻融循环能够显著增加松辽平原玉米带高产田与低产田0~20 cm耕层土壤孔隙的数目,高产田增加百分比为32.58%;低产田增加百分比为17.95%。显著降低了低产田0~20 cm土层范围内Feret直径和土壤的平均孔隙面积以,Feret直径由冻结前的2.31降低到冻结后的1.92,降低百分比为16.88%,低产田土壤的平均孔隙面积由冻结前的8.91降低到冻结后的4.65,降低百分率为47.81%(P<0.05)。除了土壤孔隙的成圆率外,冻融循环对高产田与低产田不同径级团聚体的孔隙数目、平均孔隙面积、平均Feret直径均有不同影响程度的差异(P<0.05)。高产田>5 mm团聚体平均孔隙面积由冻结前的37.08降低到冻结后的23.84,降低百分比为38.40%,变化差异显著(P<0.05),这是高产田与低产田相比特有的变化规律。而高产田其他粒级团聚体和低产田所有粒级团聚体的平均孔隙面积对冻结的响应不明显。高产田与低产田都有>5 mm团聚体的孔隙成圆率变化显著,高产田由冻结前的0.36降低到0.27,变化百分比为25%;低产田由冻结前的0.25增加到冻结后的0.34,变化百分比为36%,差异显著(P<0.05),这两者的变化规律截然相反,也体现高产田大粒径团聚体孔隙成圆率对冻结的响应规律有别于低产田的特殊性,以上研究结论对系统研究松辽平原玉米带黑土耕作区高产田（平面型）土壤质量的管理与评价提供理论支持有一定的意义。     

冻融损伤对再生混凝土耐久性及与钢筋粘结性能分析

制作掺入引气剂和未掺入引气剂的100%粗骨料取代率的再生混凝土RC1和RC2两组试件以及掺入引气剂和未掺入引气剂的普通混凝土NC1和NC2两组试件,并分别对经过不同次数冻融循环试件的抗压强度、质量损失率、动弹性模量损失率进行研究。结果表明,冻融后各组试件的抗压强度、质量损失率及动弹性模量损失率均降低,对于添加引气剂的NC1和RC1两组试件损失较小,其中RC1组试件在200次冻融后抗压强度损失接近40%,质量损失率达0.5%,动弹性模量损失率38.5%。100%取代率并加入引气剂的ZRC组试件冻融后进行中心拨出实验,发生劈裂破坏和钢筋拔出破坏2种形式。再生粗骨料混凝土与钢筋的极限粘结应力均随冻融次数的增加而降低,200次冻融后极限粘结应力下降33.5,荷载滑移曲线既有上升段也有下降段。     

不同施肥对土壤微生物活性、群落结构和生物量的影响

本文概述了不同施肥措施对微生物活性、生物量和群落结构的影响,以及微生物因原有土壤肥力、施肥时间长短、肥料数量等不同而对不同施肥措施做出不同的响应。施肥是影响土壤碳、氮含量的最主要农业措施,而土壤中的碳和氮是微生物生命活动的基础,土壤微生物生命活动是土壤养分转化的活的驱动力。化肥对微生物数量、活性和多样性的直接影响很有限,但它可通过增加作物产量、秸秆还田量和土壤有机质的方式间接增加微生物活性。化肥尤其氮肥的另外一个间接作用就是使土壤酸化,从而对微生物有显著负影响。而有机肥可直接为土壤微生物提供碳源,或通过促作物生长和秸秆还田为微生物间接提供碳源。总之,长期不同施肥改变土壤养分的转化途径,从而影响土壤供氮能力和碳贮备能力,最终影响土壤可持续性和土壤质量。     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明：钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

木薯不同方式机械化种植对土壤理化性状和产量影响研究

为了探讨木薯不同方式机械化种植对土壤理化性状和产量的影响,以木薯品种‘华南205’为试验材料,分别采用宽窄行种植、等行距种植和小行距大株距种植3种机械化种植方式,对土壤理化性状和木薯产量进行研究。结果表明：与等行距和小行距大株距相比,木薯采用机械宽窄行种植,可降低土壤容重、增加土壤孔隙度、增加土壤通气性;增加土壤速效氮、磷、钾供应能力;同时木薯出苗率也增加,还可促进木薯生长及块根形成,提高木薯产量。与相同密度等行距种植方式相比,宽窄行种植土壤容重降低了2.56%,土壤孔隙度增加了2.87%,产量增加了8.07%。由此可见,宽窄行种植对于木薯机械化生产具有较强的适应性,有进一步进行试验、示范、推广的价值。     

施氮量对垄作小麦氮肥利用率和土壤硝态氮含量的影响

以平作为对照,研究了垄作种植方式下施氮量对冬小麦氮肥吸收利用、0~100 cm土层土壤硝态氮含量以及产量的影响。在一定范围内增加施氮量,小麦的氮肥利用率降低,土壤氮的贡献率降低,小麦植株内的氮素积累量增加,收获指数提高,产量增加。低氮(0~66 kg hm^-2)条件下,小麦生育期间土壤硝态氮淋洗损失的可能小,小麦收获后0~100 cm土体内不会累积大量硝态氮。施氮量在165~264 kg hm^-2时,60~100 cm土体内土壤硝态氮含量增加,出现硝态氮下移趋势。种植方式影响小麦的氮肥利用效率,垄作种植小麦氮肥利用率和产量均高于平作小麦。垄作种植麦田60~80 cm土体内土壤硝态氮含量相对较高,而平作种植麦田80~100 cm土层硝态氮含量相对较高。种植方式对氮肥利用率的影响大于施氮量的影响, 但施氮量对氮素收获指数、籽粒产量以及经济系数的影响大于种植方式的影响。本试验条件下,2种种植方式在施氮量为纯氮165 kg hm^-2时可以获得较高的氮肥利用率和氮素收获指数,平作小麦氮肥利用率为35.75%~36.41%,而垄作小麦为45.32%~47.25%; 但2种种植方式的小麦都是施氮量为纯氮264 kg hm^-2时获得最高产量, 平作和垄作小麦的最高产量分别达8 078.31 kg hm^-2和
8 212.27 kg hm^-2。     

Influences on Engineering Properties of AS Firming Agent Modified Soil by Freeze-thaw Cycles

To study the freeze-thaw durability of Aught-Set(AS) firming agent modified soil, a series of triaxial tests were conducted. The mutual relationships between stress-strain relationship, static strength, dynamic modulus and critical dynamic stress of AS firming agent modified soil and curing time, freeze-thaw cycles, cooling temperature were deeply analyzed. The results show that the unconfined compressive strength of 7 d is 75% than that of 28 d. The stress-strain curves of AS firming-agent modified soil are strain-softening and in brittle failure shape. The static strength, critical dynamic stress and resilient modulus decrease in exponential form with the increase of freeze-thaw cycles, and after 6 cycles of freezing and thawing, the trend is stable. Under the same dynamic stress, the cumulative plastic strain of samples develop from stable state to failure because of freezing and thawing. After many times of freeze-thaw cycles, the lower the negative temperature, the little influence on the mechanic properties.