牛场肥水灌溉对土壤氨氧化微生物的影响

以不同牛场肥水灌溉制度下河北省徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,通过构建氨氧化细菌和氨氧化古菌的amoA 基因克隆文库,利用T-RFLP方法研究了5种施肥处理(CK:不施肥;CF:300 kg N·hm^-2,120 kg P₂O·hm^-2,75 kg K₂O·hm^-2;T4:105 kg N·hm^-2,39 kg P₂O₅·hm^-2;T5:210 kg N·hm^-2,78 kg P₂O₅·hm^-2; T11:317 kg N·hm^-2,117 kg P₂O₅·hm^-2)下土壤中氨氧化细菌及氨氧化古菌的多样性及其群落结构演变。氨氧化细菌T-RFLP结果显示,T5 处理土壤中氨氧化细菌的 Shannon-Wiener指数(H')和 Pielou指数(E)均最高, T11处理最低,表明T5处理增加了土壤中氨氧化细菌的多样性和丰富度,T11处理一定程度上降低了氨氧化细菌的多样性和丰富度。基于amoA基因建立的系统进化树显示,土壤中氨氧化细菌主要属于Nitrosospira 和Nitrosomanas。氨氧化古菌T-RFLP结果显示,T11处理氨氧化古菌Shannon-Wiener指数(H')、Simpson 指数(Ds)和Pielou指数(E)均最高,表明T11处理增加了土壤中氨氧化古菌的多样性和丰富度。氨氧化古菌的系统发育树显示大部分氨氧化古菌amoA序列与 Cluster S 聚为一类,且占主导地位,少数序列为Unclassified-Archaea(未分类古菌)。最大优势菌与来自中国荷斯坦奶牛瘤胃样品的氨氧化古菌Clone属于同种,推测牛场肥水灌溉增加了土壤的氨氧化古菌的群落多样性。     

秸秆还田与氮肥配施对中南地区稻田土壤固碳和温室气体排放的影响

秸秆还田和氮肥施用是影响稻田土壤固碳潜力和温室气体排放的重要农作措施。通过研究油菜秸秆全量还田并配合施入不同量氮肥（150、225、300 kg·hm^-2和375 kg·hm^-2）对稻田土壤固碳量和温室气体排放的影响,评估综合增温潜势,对分析秸秆还田配施氮肥对稻田固碳效果有重要作用。结果表明,与单施氮肥和单施秸秆处理相比,秸秆还田配施氮肥显著增加土壤固碳量,秸秆配施氮肥处理固碳量最高值为147.74 kg·hm^-2,比单施氮肥处理平均高出38%。在降低温室效应方面,与单施氮肥相比,秸秆配施氮肥处理显著降低N₂O的累积排放量;与单一秸秆还田处理相比,秸秆配施氮肥处理显著提高水稻产量,降低CO₂的累积排放量,但在一定程度上增加了CH₄的排放。秸秆配施氮肥处理的温室气体强度和综合温室效应分别为0.372、5 394.22 kg CO₂-eq·hm^-2,显著低于单施氮肥处理的0.630、9 339.94 kg CO₂-eq·hm^-2,以及单一秸秆还田处理的0.816、9 872.2 kg CO₂-eq·hm^-2,因此,秸秆还田配施氮肥是降低温室气体排放强度、减缓净温室效应的有效措施。     

不同氮肥管理方式对华北粮田N2O排放和作物产量的影响分析

通过华北小麦和玉米田已发表文献分析,明确不同施氮量、氮肥基追比及氮素调控措施对土壤N₂O排放和作物产量的影响。结果表明：高氮水平下减少氮肥用量并调整基追比有助于减少土壤N₂O排放;添加硝化抑制剂双氰胺（DCD）对小麦和玉米产量的提高和土壤N₂O的减排效果均较好。兼顾华北粮田N₂O减排和作物产量,小麦季推荐合理施氮量167～174 kg·hm^-2,基追比1∶1,添加DCD,土壤N₂O总排放量为 0.31 kg·hm^-2,籽粒产量6200 kg·hm^-2以上;玉米季推荐合理施氮量177～181 kg·hm^-2,基追比2∶3～1∶2,添加DCD,土壤N₂O总排放量1.70 kg·hm^-2,籽粒产量9000 kg·hm^-2以上。     

辽河三角洲稻区两种合理氮肥推荐阈值的方法研究

为研究辽河三角洲单季稻区合理氮肥投入阈值,于2012、2014、2016、2018年依托长期田间定位试验,借助不同的分析方法,即产量-效应曲线法和土壤氮素平衡法,研究不同施氮水平（纯氮0~420 kg·hm^-2）对水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡的影响。结果表明：采用产量-效应曲线法得出辽河三角洲地区的理论施氮量为217 kg·hm^-2,采用土壤氮素平衡方法得出的理论施氮范围为221~235 kg·hm^-2。当施氮量为210~260 kg·hm^-2时,水稻产量（10 071~10 227 kg·hm^-2）及氮肥利用率（36%~43%）均较高,施氮量超过260 kg·hm^-2时,水稻氮肥利用率显著降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡三个指标,目标产量超过10 000 kg·hm^-2时,辽河三角洲地区氮肥施用推荐阈值为217~235 kg·hm^-2。本研究得到的推荐氮肥用量比当地农民常规用量（270~300 kg·hm^-2）降低了13%~28%,有效减少了氮素在土壤中的盈余与淋失风险,为该地区水稻减氮高产栽培提出了切实可依的理论依据。     

氮肥品种对露地蔬菜NH3挥发及经济效益的影响

为研究不同氮肥品种在露天种植中的NH₃挥发减排效果,于2019年5月至11月在中国科学院常熟农业生态实验站种植4季叶菜类蔬菜,利用密闭室-通气法研究了不同氮肥品种处理下露地蔬菜NH₃挥发排放,并计算了NH₃挥发造成的环境损益。试验共设置5个处理,分别为常规尿素（N200,每季蔬菜施氮量为200 kg·hm^-2）、硝基复合肥（N200A）、脲酶抑制剂尿素（N200B）、有机肥部分替代（N200C）和不施肥处理（CK）。结果表明： N200处理下NH₃挥发平均累积排放量（以N计,下同）为24.75 kg·hm^-2,N200A的NH₃挥发平均累积排放量为3.75 kg·hm^-2,与N200相比降低了84.84%（P<0.05）,N200B和N200C处理的NH₃挥发平均累积排放量较N200处理分别降低了74.52%（P<0.05）和48.71%（P<0.05）;N200和N200C造成的NH₃挥发环境损益分别为928.13元·hm^-2和476.25元·hm^-2。N200A蔬菜产量最高,平均为34.03 t·hm^-2,与N200相比增加了25.13%,同时N200A的环境损益最低,为140.63元·hm^-2。研究表明,在太湖地区典型蔬菜地采用硝基复合肥、有机肥部分替代和添加脲酶抑制剂均可显著减少露地蔬菜NH₃挥发,其中硝基复合肥增产效果最好,NH₃挥发环境损益最小。     

应用于水稻生产的增效减负环保型施肥技术比对——以宁夏引黄灌区为例

过量施肥及盲目灌溉导致宁夏引黄灌区水稻种植中氮素淋失严重,氮肥利用率低下.探索能够在保障水稻产量前提下减少氮素淋失、提高氮素利用率的环保型施肥技术是该区域实现农业可持续发展的现实需求.本研究在前期研究的基础上,就不同施肥技术对灌区水稻生育期内氮素淋失、氮素利用率及水稻产量的影响效果进行比对,旨在为后续工作中技术筛选及推广提供依据.试验共设置4个处理,分别是(1)无肥对照(CK):不施氮肥;(2)常规施肥(FP):施用氮肥300 kg N·hm^-2, 60%作为基肥,分蘖和孕穗期各追肥20%;(3)侧条施肥(SD):施用水稻专用控释肥120 kg N·hm^-2,水稻插秧时将肥料一次性施入;(4)育苗箱全量施肥(NB):施用水稻专用控释肥,用量为120 kg N·hm^-2,育秧时一次性全量施入育秧盘.结果表明,采用SD和NB在氮素用量较FP降低60%的情况下,水稻产量都不会下降.SD可以显着降低稻田氮素淋溶损失,FP水稻生育期内可溶性总氮(TN)、硝态氮(NO₃-N)和铵态氮(NH₄⁺-N)淋失量分别为39.89、26.22 kg·hm^-2和5.49 kg·hm^-2,SD和FP相比,TN、NO₃-N和NH₄⁺-N的淋失量分别减少18.97、11.18 kg·hm^-2和2.27 kg·hm^-2;同时SD可以显着提高宁夏灌区水稻氮素利用率,较FP提高21.4%. NB和FP相比,TN、NO₃-N和NH₄⁺-N淋失量分别减少14.36、10.14 kg·hm^-2和1.84 kg·hm^-2,氮素利用率亦提高15.7%,但是TN、NO₃-N和NH₄⁺-N淋失量较SD处理分别增加4.61、1.04 kg·hm^-2和0.43 kg·hm^-2,同时氮素利用率亦减少5.7%.综合考虑水稻产量和环境效益,SD更适合在宁夏灌区水稻种植中推广应用.     

秸秆还田配施腐秆剂下不同氮肥运筹对土壤养分 及活性有机碳库的影响

为探明秸秆促腐还田条件下沿淮地区不同氮肥运筹对土壤养分及活性有机碳库的影响,为秸秆还田后氮肥的合理施用提供依据,通过沿淮麦田的定位试验,设置4个处理,分别为稻秸还田+腐秆剂（CN₅₂,C/N=52∶1）、稻秸还田+腐秆剂+增基减拔施N肥（CN₁₁,C/N=11∶1）、稻秸还田+腐秆剂+常规施肥（CN₁₇,C/N=17∶1）和稻秸还田+腐秆剂+减基增拔施N肥（CN₂₂,C/N=22∶1）,并对耕层土壤养分、不同形态碳素、不同形态碳素有效率和碳库管理指数等进行分析。结果发现：土壤碱解氮以CN₁₇最高,为166.23 mg·kg^-1,而土壤速效磷和速效钾以CN₁₁最高,分别为22.12和138.75 mg·kg^-1;土壤总有机碳、活性有机碳、可溶性有机碳、活性有机碳有效率和可溶性有机碳有效率均以CN₁₁最高,分别为15.52 g·kg^-1、11.87 g·kg^-1、38.04 μg·kg^-1、76.49% 和0.25%;土壤碳库管理指数也以CN₁₁最高,为204.19;土壤养分含量、碳素有效率与土壤碳库指数的相关性最高。总之,沿淮地区稻秸促腐还田施用氮肥调节土壤初始C/N至11时,土壤养分含量、有机碳中活性组分含量及其有效率和土壤碳库管理指数的提升效果最大。     

土壤活性氮动态变化及氮素可利用性对紫云英翻压量的响应

通过田间定位试验,研究了减量化肥紫云英不同翻压量下土壤活性氮的含量、动态变化及氮素可利用性,探讨了紫云英鲜草的适宜翻压量和土壤氮素利用效率,为双季稻合理施用氮肥提供理论依据。在稻-稻-紫云英轮作体系典型时期紫云英翻压前、早稻分蘖盛期、早稻成熟期、晚稻分蘖盛期、晚稻成熟期分别采集土壤样品,监测稻田土壤微生物量氮（MBN）、可溶性有机氮（DON）含量动态变化及氮素可利用性,并分析晚稻成熟期土壤铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量。结果表明：与对照（CK）处理相比,各施肥处理均提高了土壤全氮（TN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量,增幅分别为10.4%~21.2%、10.3%~44.1%和14.7%~52.9%。在翻压紫云英15.0~22.5 t·hm^-2时,土壤TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量均随紫云英还田量增多而提高,之后则随还田量的增多而降低。与常规施肥处理相比,化肥减施下紫云英各翻压量处理均提高了土壤MBN、DON及活性氮含量,增幅分别为7.0%~28.7%、8.5%~22.5%和5.8%~26.6%,且随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的变化趋势,MBN和活性氮含量均在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON含量在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。MBN/TN在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON/TN在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。各处理不同时期土壤MBN、DON含量及MBN/TN、DON/TN有明显波动,总体来看,土壤MBN含量及MBN/TN在早稻分蘖盛期明显降低,早稻成熟期有所回升,至晚稻成熟期又逐渐降低;土壤DON含量及DON/TN在早稻成熟期降至最低,至晚稻成熟期再次上升。研究表明,减施40%化肥条件下长期翻压紫云英不仅能增加土壤活性氮含量,同时有利于提高土壤氮素可利用性,紫云英翻压量22.5~30.0 t·hm^-2时效果最好。     

紫云英稻秆联合还田与氮肥减量对水稻产量及氨挥发的影响

为研究紫云英-水稻轮作体系中紫云英稻秆联合还田与氮肥减量配施对水稻产量和氨挥发的影响,连续两个轮作季（2019—2021年）在陕西汉中开展田间试验,试验设置4个处理：冬闲稻秆不还田+常规施氮处理,即对照处理（CK）;冬作紫云英稻秆还田+常规施氮处理（GRN₁₀₀）;冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量20%处理（GRN₈₀）;冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量30%处理（GRN₇₀）。采用通气式氨挥发收集装置监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明：与CK相比,紫云英稻秆联合还田各处理可提高“黄华占”籽粒产量,产量由高到低的顺序为GRN₈₀、GRN₇₀、GRN₁₀₀,其中GRN₈₀和GRN₇₀处理相较于CK处理的年均增幅分别为7.66%和6.37%。冠层氨挥发主要发生在水稻施肥30 d以后,其中水稻抽穗期至成熟期挥发速率较大。土壤氨挥发主要发生在水稻施肥后16 d内,在施肥后第2天达到峰值,2020年和2021年分别为0.53 kg·hm^-2·d^-1和0.58 kg·hm^-2·d^-1。与CK相比,GRN₈₀处理显著降低水稻全生育期冠层氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,二者分别下降58.73%和57.14%。紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低水稻全生育期土壤氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,其值由高到低依次顺序为GRN₁₀₀、GRN₇₀、GRN₈₀。就水稻全生育期氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度而言,紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低2.88%~8.32%和5.26%~13.88%,其中GRN₈₀处理降幅最大。相关分析表明,田面水铵态氮浓度与各处理土壤氨挥发速率呈显著正相关,与GRN₈₀和GRN₇₀处理冠层氨挥发速率呈显著负相关。研究表明,紫云英和稻秆联合还田与氮肥减量20%或30%配施,可显著提高水稻产量,减少稻田氨挥发损失,是适宜汉中地区兼顾水稻高产和环境友好的栽培措施。     

我国设施菜地表观氮平衡分析及其空间分布特征

为定量评估区域设施菜地土壤氮素的输入输出平衡状况,探明土壤中氮素的基本去向和氮素潜在污染,从CNKI中文数据库和Web of Science等英文数据库中检索筛选出针对设施菜地氮循环研究的可用数据648组,对我国设施菜地表观氮素平衡进行了分析,并根据《全国设施蔬菜重点区域发展规划（2015—2020年）》中的蔬菜分区,探索了不同区域的氮平衡分布特征。结果表明,我国设施菜地每一生长季总体上表观氮平衡为正值,盈余量为49~1154 kg N·hm^-2,均值为324 kg N·hm^-2,氮肥利用率平均为18.6%。从氮素的输入途径来看,每季氮素总投入约为863 kg N·hm^-2,以化肥和有机肥投入为主,分别为471、306 kg N·hm^-2,灌溉水带入的氮也不容忽视,达到86 kg N·hm^-2。从氮素的支出途径来看,每季氮素总支出为539 kg N·hm^-2,其中除了作物生长从土壤中吸取大量的氮素（230 kg N·hm^-2）外,以淋溶、硝化反硝化和氨挥发等形式损失的氮达到309 kg N·hm^-2,占输出量的57.4%,超过了作物吸收带走的氮（42.6%）。每季区域氮平衡差异显著,其中,黄淮海与环渤海暖温区氮素盈余最高,达到441 kg N·hm^-2,其较高氮投入和较低的作物吸收是造成农田土壤氮素大量盈余的主要原因,同时也存在较高的氮素损失,通过淋溶流失的氮达到186 kg N·hm^-2。总体上,当前我国设施菜地整体表观氮平衡为正盈余,主要由于化肥和有机肥投入量大,但同时存在较高的氮素损失风险。降低氮素投入水平和提高作物的吸收利用率是有效的氮优化管理途径,尤其是在黄淮海与环渤海暖温区,应减少氮素投入,重点关注氮素淋溶损失。     

长期氮添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落多样性的影响

以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm~(-2))、N15(15 kg N·hm~(-2))、N30(30 kg N·hm~(-2))、N50(50 kg N·hm~(-2))、N100(100 kg N·hm~(-2))、N150(150 kg N·hm~(-2))、N_200(200 kg N·hm~(-2))、N300(300 kg N·hm~(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50N30N100N15N0N_200N150N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm~(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。     

减量化肥配施紫云英对稻田土壤碳、氮的影响

以11 a(2008—2018年)长期定位试验为对象,研究了减施40%化肥下紫云英不同翻压量对双季稻产量及土壤活性有机碳、氮(DOC+MBC、DON+MBN)的影响,以探讨紫云英替代化肥的可行性和适宜翻压量。试验设置CK(不施紫云英和化肥)、GM_(22.5)(单施紫云英22.5 t·hm~(-2))、100%CF(常规施肥)和减施40%化肥(60%CF)条件下将紫云英翻压量设为15、22.5、30、37.5 t·hm~(-2)4个水平,共7个处理。于2018年晚稻收获后采集土壤样品,分析土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)。结果表明:与常规施肥相比,减施40%化肥下各紫云英不同翻压量处理早稻及全年两季稻谷产量持平或略有增加,且均随紫云英翻压量增多而提高。紫云英翻压量为15～30 t·hm~(-2)时,晚稻稻谷产量随紫云英翻压量的增多而提高,当紫云英翻压量多于30 t·hm~(-2)时,则呈下降趋势。除翻压紫云英15 t·hm~(-2)外,其他紫云英与化肥配施处理晚稻稻谷产量与常规施肥相比无显著差异;与常规施肥相比,紫云英与化肥配施均不同程度地提高了土壤MBC、MBN、DOC、DON含量。紫云英翻压量为15～22.5 t·hm~(-2)时,土壤MBC、MBN、DOC、DON均随紫云英翻压量增加而增加,当翻压量多于22.5 t·hm~(-2)时呈下降趋势;MBC/SOC和MBN/TN均随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的趋势,MBC/SOC在60%CF+GM_(22.5)处理最高,MBN/TN以60%CF+GM_(30)处理最高。DOC/SOC和DON/TN均在60%CF+GM_(15)处理最高;相关分析结果表明,土壤MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC、DON+MBN与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)呈极显著正相关(P0.01)。土壤各活性有机碳、氮与早、晚稻及全年两季稻谷产量均呈极显著正相关(P0.01)。综合考虑双季稻的产量效应及土壤培肥效果,在本试验条件下或与该试验区域气候特点和种植制度类似的南方水稻主产区,在减少40%化肥条件下,紫云英翻压22.5～30 t·hm~(-2)较为适宜。     

长三角地区蔬菜生产的活性氮损失和温室气体排放估算

基于相关统计数据,本文采用生命周期评价(LCA)方法,研究了长三角地区三省一市蔬菜生产的活性氮损失和温室气体排放。结果表明:长三角地区蔬菜生产的活性氮损失和温室气体排放潜值较高,2012—2016年平均分别为103 kg N·hm~(-2)和5 930kg CO_2-eq·hm~(-2);不同年份间活性氮损失和温室气体排放差异显著,2015年活性氮损失和温室气体排放潜值最低,分别为95 kg N·hm~(-2)和5 618 kg CO_2-eq·hm~(-2),其活性氮损失和温室气体排放潜值分别较其他年份低6.5%～12.3%和3.5%～9.0%;5 a平均活性氮损失和温室气体排放潜值露地蔬菜分别为106 kg N·hm~(-2)和5 157 kg CO_2-eq·hm~(-2);设施蔬菜分别为93 kg N·hm~(-2)和8 760 kg CO_2-eq·hm~(-2);与该区其他省市蔬菜生产相比,浙江5 a平均活性氮损失低2.8%～13.7%,安徽温室气体排放潜值低1.4%～10.7%。针对蔬菜生产高氮肥投入、活性氮损失以及温室气体排放问题,在田间管理时可采取控制氮肥用量、优化施用氮肥、合理使用增效氮肥等措施。     

施氮水平对冬小麦冠层氨挥发的影响

为探索冬小麦全生育期冠层氨挥发规律、主要影响因素及其对麦田氨挥发的贡献率,设置0、90、180 kg N·hm~(-2)三种氮素水平,利用改进型通气式氨气捕获装置,原位分析冬小麦冠层氨挥发速率及其与叶片氮素生理指标的关系。结果表明:麦田氨挥发主要发生在施肥后2~3周,全生育期累积挥发量为3.773~8.704 kg N·hm~(-2),施氮显著提高了麦田氨挥发累积量(P0.05),土壤与冠层氨挥发累积量分别为3.289~7.773 kg N·hm~(-2)和0.750~1.461 kg N·hm~(-2),对麦田氨挥发的贡献率分别为87.2%~89.3%和15.4%~19.9%。不施氮条件下,冠层无氨气吸收;低施氮(90 kg N·hm~(-2))下,冠层氨气吸收主要发生在苗期;高施氮(180 kg N·hm~(-2))下,苗期、返青期和灌浆前期冠层均有氨气吸收发生。冠层氨挥发主要发生在开花期、灌浆末期至枯死期,分别占冠层氨挥发的4.5%~9.3%和79.1%~99.0%;冠层氨挥发速率与叶片氨气补偿点、质外体NH+4浓度显著正相关(P0.05),与谷氨酰胺合成酶(GS)活性、质外体溶液pH相关关系不显著(P0.05)。总之,开花前,不施肥条件下冬小麦冠层向大气中释放氨,施肥后,冠层从大气中吸收氨。冬小麦开花后,不论施肥与否,冠层都向大气层释放氨。     

玉米秸秆还田量对砂姜黑土酶活性、微生物生物量及细菌群落的影响

为探讨砂姜黑土区秸秆还田量对土壤生物学特性的影响，以小麦-玉米轮作为研究对象，通过2年的大田试验，分析了0、1/3、2/3和100%玉米秸秆还田量处理（CK、S3、S6和S9）土壤酶活性、微生物生物量及细菌群落变化的特征。结果表明：与CK处理相比，S6和S9处理显著提高了土壤有机碳（12.9%和14.4%）、碱解氮（21.4%和25.6%）、有效磷（17.9%和20.5%）和速效钾含量（25.9%和29.8%）。秸秆还田处理下土壤脲酶、纤维素酶活性和微生物生物量碳含量显著增加，增幅分别为22.5%~44.6%、23.9%~52.1%和16.6%~46.7%，且S6和S9处理较CK处理显著提高了木聚糖酶活性（32.7%和21.2%）和微生物生物量氮含量（53.5%和54.4%）。与CK处理相比，S6和S9处理细菌群落多样性显著增加，而S3处理则无显著变化。放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为优势细菌门，其中酸杆菌门相对丰度在秸秆还田处理下显著降低了2.6~4.7个百分点，而变形菌门相对丰度在S6和S9处理下显著增加了3.8、4.9个百分点；热酸菌属、布氏杆菌属和芽孢杆菌属为优势细菌属，其中芽孢杆菌属相对丰度在秸秆还田处理下显著增加了1.2~2.9个百分点，而布氏杆菌属相对丰度在S6和S9处理下显著降低了1.4、1.8个百分点。冗余分析结果表明，有机碳、微生物生物量碳和脲酶是影响细菌群落组成的关键因子。综上，在砂姜黑土区，2/3（6 000 kg·hm^-2）和100%玉米秸秆还田量（9 000 kg·hm^-2）均能够改善土壤养分状况及生物学特性，可根据当地情况选择适宜用量。     

稻作条件下不同施肥模式对盐碱化土壤细菌和古菌群落结构的影响

为探讨稻作条件下不同施肥模式对盐碱化土壤细菌和古菌群落结构的影响,实验选取脱硫废弃物(T1)、脱硫废弃物和有机肥混合不同梯度(T2、T3和T4)4个施肥处理盐碱土壤,不施肥土壤(CK)作为对照,利用Illumina Hiseq高通量测序技术解析不同处理土壤特性和细菌、古菌群落结构关系的特征,并对细菌和古菌群落结构与环境因子进行相关性分析。试验结果表明:与CK相比,4种处理均降低了古菌多样性,T2、T3和T4处理增加了细菌的多样性;变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)是所有土样中的优势菌群,占细菌总量的25.7%~31.2%和22.9%~28.1%。施用脱硫废弃物和有机肥料的处理Proteobacteria相对丰度提高了14.0%~36.4%,T1处理降低了9.2%。T1、T2和T3处理的Euryarchaeota相对丰度提高了41.6%~115.2%。不同施肥处理土壤细菌和古菌群落结构存在显著差异。施用脱硫废弃物和有机肥改变了土壤化学性质,其中T4提高了有机碳(6.74%)、碱解氮(37.20%)、速效磷(47.83%)和铵态氮(96.26%)。RDA分析结果显示,硝态氮对土壤细菌和古菌群落结构的影响最大,其次分别是全磷、pH、速效钾、电导率。研究解析了稻作条件下不同施肥模式对盐碱化土壤细菌和古菌群落结构的特征,确定了影响土壤细菌和古菌区系的主效环境因子,脱硫废弃物与有机肥最佳配比模式为T4处理组,该处理不仅提高了土壤养分含量,同时也增加了土壤细菌的多样性,有利于维持良好的土壤生态环境。     

不同施肥管理对东北黑土区氮损失的影响

为了明确不同施肥管理的肥料利用率及其氮损失对环境的影响,采用自然降雨条件下土槽模拟试验方法,系统研究了在东北黑土玉米单作体系下不同施肥管理(尿素、秸秆还田和缓控释肥)在一次性施用条件下的农田氨挥发、氮径流淋溶损失及土壤硝态氮累积特性。结果表明:农民习惯施肥、秸秆还田施肥及控释肥氨挥发总量分别为26.1、24.2、23.9 kg N·hm-2,占化肥施用量的10.9%、10.1%、10.0%;氮径流淋溶损失分别占化肥施用量的1.4%、1.5%、0.9%,且以氮径流损失为主;土壤0~50 cm土层氮残留分别为42.2、42.3、54.6 kg N·hm-2。秸秆还田处理可以在保证产量的前提下,减少土壤氮残留、提高肥料利用率;控释肥在降雨量少的条件下氮残留相对较高,应适当降低施氮量。     

地埋式秸秆反应堆对南方越冬茄子生产及温室土壤微环境的影响

为分析不同秸秆生物反应堆技术对茄子生产及温室土壤微环境的影响,设置常规栽培的CK、T1(秸秆22 500 kg·hm~(-2))、T2(秸秆22 500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2))和T3(秸秆22500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2)+腐植酸750 kg·hm~(-2))4个处理。结果表明:使用秸秆生物反应堆技术,茄子产量可以提高29.2%～32.0%,但不同秸秆反应堆处理之间无显著差异;秸秆反应堆技术可增加茄子中可溶性总糖、维生素C和固形物含量,降低硝酸盐含量,明显改善品质。3种秸秆反应堆技术均有效提高了温室土壤CO_2排放通量,增加植株根系周边土壤有机质和总氮含量,其中有机肥和菌剂的添加促进了早期CO_2释放,有利于土壤有机质和养分累积,腐植酸的添加对温室CO_2的产生影响不大,但可以提高土壤微生物代谢能力。对土壤微生物数量的分析表明,秸秆生物反应堆提高了植株根系周边土壤中的真菌数量,降低土壤细菌数量。其中T3处理倾向于提高苗期土壤中真菌数量和花期土壤中细菌数量,而T2处理倾向于提高花期和盛果期栽培土壤中的真菌数量以及盛果期栽培土壤细菌数量。研究表明,秸秆生物反应堆可以显著提高茄子产量和品质,增加温室土壤CO_2排放通量,提高植株根系周边土壤中有机质和养分含量,影响土壤中微生物代谢活性,改变栽培过程中真菌和细菌的数量变化模式。