松嫩平原玉米田土壤CO_2排放规律与碳平衡特征

通过对松嫩平原玉米田土壤CO2排放的连续观测,研究连作玉米田土壤CO2排放规律及与土壤温度、土壤水分的关系,并计算玉米田土壤碳平衡特征。结果表明,玉米田土壤CO2排放通量呈现明显季节性,6~8月土壤CO2排放量较大,而在4和11月维持较低水平。秸秆还田处理(MTS)土壤CO2排放通量、最大通量和平均通量高于翻耕处理(CT)。土壤CO2排放通量与地温呈显著正相关,指数方程表征二者关系效果最佳,线性方程效果最低,除个别情况,深层土壤拟合效果高于浅层土壤;MTS处理的土壤CO2排放通量与土壤温度相关性高于CT处理。土壤CO2排放通量与12 cm深度土壤水分相关性不显著。通过对秸秆、根茬还田碳与土壤CO2排放碳的测算,MTS处理秸秆还田碳量较CO2排放碳量平均每年多2 744.6 kg C·hm-2,呈碳汇效应;CT处理秸秆还田碳量较CO2排放碳量平均每年少810.4 kg C·hm-2,呈碳源效应。     

温带草原生态系统CO2排放对环境因子变化的响应

 2001年6～9月，在内蒙古地区气候异常干旱的条件下（降水量不到历史正常年份的1/6），利用静态暗箱法分别对锡林河流域草甸草原、羊草草原、大针茅草原等典型温带草原生态系统的CO2排放状况及主要环境因子进行了实地观测，分析它们之间的相关性。结果表明，在草原群落活跃生长期内，CO2排放通量的月变化对气温和地温的响应都不明显；但CO2日变化与气温和地表温度呈显著正相关，与5、10 cm处的地温相关不显著；从 CO2排放的平均值来看，草甸、羊草、大针茅草原样地随降水梯度变化（年降水量递减），CO2的排放通量依次分别由268.7、211.6、181.4 mg·m-2·h-1递减，说明大气降水是影响CO2排放通量变化的重要环境因子。此外，CO2排放通量还与土壤水分、土壤有机质、土壤全氮含量呈正相关关系。     

新疆高山草甸草原植物群落夏季CO2排放日变化分析

首次利用静态暗箱法对具有代表性的典型高山草甸草原群落CO2排放进行了昼夜观测.结果表明,CO2排放通量日变化与气温、5cm和10cm地温呈明显的正相关关系,相关系数分别为0.9104、0.9173和0.852 6,而与15、20和25 cm地温相关性较小,说明在新疆高山草甸草原气温、5 cm和10 cm地温是影响草原群落CO2排放的关键性因子.研究还发现, 新疆高山草甸草原植物群落排放CO2的近71;来自土壤呼吸、根呼吸和凋落物分解.     

寒地玉米秸秆还田条件下土壤CO_2排放与土壤温度的关系

为探讨寒地玉米秸秆还田条件下土壤CO_2排放规律,研究不同秸秆还田方式下农田土壤CO_2与耕层土壤温度的关系,采用静态箱法测定了不同秸秆还田方式下寒地黑土区春玉米生长季土壤CO_2排放及土壤温度的变化情况。结果表明:玉米生育期土壤CO_2排放量与土壤温度均呈现明显的季节变化,春季及秋季CO_2排放通量小、土壤温度低,而CO_2排放峰值及土壤温度最高值均出现在夏季,不同土层土壤温度在6月末达到最高值,而排放峰值出现在7月末至8月初;秸秆还田的排放通量显著高于不还田处理。对二者进行指数方程拟合,发现秸秆不还田条件下土壤CO_2排放与土壤温度的相关性要高于秸秆还田处理;在5~25cm耕层范围内,随着土层深度的增加,土壤CO_2排放与土壤温度的相关性逐渐增加,且10、15、20、25cm四个层次的相关性显著高于5cm土层,表明10~25cm土层的土壤温度变化能够更好地表述黑土农田CO_2排放通量的变化趋势。     

水热条件对黄土性小麦田N_2O排放特征的影响

以西北地区黄土性冬小麦田为研究对象,观察分析了不同年份小麦在不同生长期、不同水热条件下,各耕层土壤N2O排放的特征.结果表明,降雨和气温与N2O排放通量存在相关性,二者的共同作用引起年际间土壤N2O排放量的差异,而温度效应更大.小麦生长季节大田土壤N2O排放通量的变化与土壤10～20 cm深处温度有显著线性相关,但在孕穗期至开花期,N2O排放通量与土壤温度相关性不明显,其排放通量的升高主要受控于作物根系活动.在适宜土壤含水量范围内,土壤水分增加对土壤N2O排放具有正效应,但与耕层水分相关性未达显著.值得注意的是在干旱缺水条件下土壤N2O排放通量与NH^＋4-N含量大小间呈极显著相关.     

麦田CO_2通量、热通量特征分析

为了评价麦田生态系统CO2通量和热通量变化特征以及CO2的收支状况,利用郑州农业气象试验站2009年10月-2010年6月冬小麦生育期内涡度观测数据,分析了麦田CO2通量、热通量变化特征。结果表明:净辐射、潜热通量、显热通量和土壤热通量日变化表现为明显的单峰特征,最大值一般出现在正午前后。其中,净辐射通量、显热通量和土壤热通量的季节变化特征较为一致,均为苗期<中期<后期;潜热通量受到叶面积指数(LAI)的影响,季节变化特征为苗期<后期<中期;CO2的季节变化特征受到LAI、热通量和下垫面特征的共同影响,形成1个CO2吸收高峰的U型曲线,季节变化特征为前期<后期<中期。冬小麦农田CO2、热通量具有明显的日变化和季节变化特征,麦田生态系统总体表现为CO2的汇。     

不同耕作措施对冬小麦田CO_2排放通量的影响

在甘肃省石羊河绿洲灌区连续4 a冬小麦保护性耕作田间定位试验的基础上,用静态箱-气相色谱法研究了5种耕作措施下,冬小麦田从前季灌浆期到后季分蘖期期间CO2排放通量的变化规律.结果表明:不同耕作措施下,CO2排放通量在观测期内呈现"高-低-高"的双峰型变化曲线;秸秆翻压处理CO2排放通量最高,传统耕作CO2排放通量介于免耕不覆盖处理和秸秆翻压处理之间;传统耕作与免耕不覆盖两处理CO2排放通量间差异性显著;CO2排放通量与耕层(0~30 cm)土壤温度和土壤含水量呈显著正相关,其中土壤含水量对CO2排放通量的影响大于土壤温度对其的影响.     

不同耕作措施下秸秆还田土壤CO2排放与溶解性有机碳的动态变化及其关系

田间定位试验开始于2008年,共设置秸秆还田翻耕(CT+)、无秸秆翻耕(CT-)、秸秆还田免耕(NT+)和无秸秆免耕(NT-)四个处理。利用静态箱——气相色谱法,测定分析了2010—2011年度和2012—2013年度两个小麦生长季内土壤CO2排放、土壤DOC含量及土壤有机质含量的动态变化。结果表明:两个小麦生长季内土壤CO2排放规律基本一致,从当年小麦出苗到越冬土壤CO2排放量下降,第二年小麦返青后,土壤CO2排放量开始上升,到开花期达到排放高峰,其后开始下降直至小麦成熟。各处理2010-2011年、2012—2013年度土壤CO2平均排放通量分别为:CT+246.44、273.94 mg·m-2·h-1,CT-183.54、212.57 mg·m-2·h-1,NT+188.41、200.06 mg·m-2·h-1,NT-179.66、179.10 mg·m-2·h-1。土壤DOC含量的动态变化表现为在一定范围内上下波动,各处理2010—2011年、2012—2013度年土壤DOC平均含量分别为:CT+0.601、0.467 g·kg-1;CT-0.530、0.377 g·kg-1;NT+0.621、0.544 g·kg-1;NT-0.528、0.402 g·kg-1。方差分析表明,秸秆还田能增加土壤CO2排放、DOC含量和有机质含量;翻耕能增加土壤CO2排放,对DOC含量和有机质含量无显著影响;免耕减少土壤CO2排放,对DOC含量无显著影响,能增加土壤有机质含量。相关分析表明,土壤CO2排放与DOC含量动态变化没有显著相关关系,土壤CO2排放总量与土壤有机质含量正相关,DOC含量和土壤有机质含量无明显相关关系。     

华北平原典型农田土壤氧化亚氮的排放特征

采用静态箱法研究了华北平原典型农田土壤N2O通量的日变化、季节变化特征,并分析土壤温度、水分对土壤N2O通量的影响。结果表明,在作物生长季节内,华北平原玉米田、大豆田、棉花田土壤的N2O平均通量分别为244.3±27.9、177.8±27.1和88.2±8.1mg·m-·2h-1。玉米田、大豆田和棉花田土壤N2O排放均呈明显的季节变化,苗期玉米田和大豆田、抽雄吐丝期玉米田及始花期棉花田土壤N2O的释放峰均由施肥所致,始花期大豆田土壤N2O的释放峰主要与大豆自身生理代谢活动及降水有关。玉米田土壤N2O通量的日过程为午后-凌晨双峰型,棉花田土壤N2O通量的日过程变化多样:有白天-夜间双峰型、白天或夜间单峰型、平缓型4种。观测到的土壤N2O排放的日变化类型主要受土壤湿度影响,随着土壤湿度降低,土壤N2O排放的日最高值从夜间转至白天,其日较差变小。玉米田、大豆田、棉花田土壤N2O排放通量均随地温增加呈指数增长,并都达到0.01显著水平。观测期间玉米田、大豆田、棉花田土壤N2O排放通量与土壤水分相关性均不显著。     

北疆绿洲农田夏季土壤CO_2排放特征初步研究

利用英国PP-system土壤呼吸测定仪对北疆典型绿洲农田作物棉花、小麦与玉米生态系统的土壤CO2释放日变化进行了研究。结果表明,小麦、玉米和棉花生态系统的土壤CO2排放均具有明显的日变化规律,均为午前大于午后,且小麦与玉米生态系统土壤CO2排放呈平缓曲线,棉花生态系统土壤CO2释放曲线变化较为剧烈;从土壤CO2排放总量来看,夏季日棉花生态系统的土壤排放总量最大,为30.98g CO2/（m2.d）,其次为小麦和玉米生态系统,分别为8.04g CO2/（m2.d）和23.92g CO2/（m2.d）;土壤CO2排放与气温呈明显正相关,相关系数为0.339 6。     

土壤健康及土壤动物生物指示的研究与应用

对土壤健康的概念、土壤健康指示生物－土壤动物的特性、土壤动物及其作为土壤健康生物指示作用研究的进展及发展方向进行了论述，为我国从土壤动物学角度开展土壤健康质量研究提供参考。     

新疆平原土壤发生分类与系统分类的参比

为给新疆土壤系统科学分类提供依据,分析了新疆平原土壤的分布特点,并根据成土条件,比较了新疆平原土壤在中国土壤发生分类和系统分类中的地位、分类依据和名称差异,对在系统分类中出现的干旱表层、钙积土与荒漠土的区分等问题进行了讨论.     

土壤团聚体对微生物及土传病原菌的影响

土壤团聚体结构对土壤微生物的分布和活性有较大的影响。本文对土壤团聚体形成的微生物学机制、土壤团聚体的物理和化学性状对微生物生长的影响等方面的研究进行了综述,以期为作物土传病害的防控提供理论依据。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

利用土壤线虫生态指标表征砂姜黑土土壤健康状况的探讨

为探讨利用土壤线虫生态指标表征土壤健康状况的可行性,以安徽省农业科学院蒙城砂姜黑土有机肥长期定位试验基地为研究地点,以土壤线虫为研究对象,通过分析长期定位施肥条件下,农田土壤线虫数量、营养类群、生态指数的变化与土壤肥力水平的相关性,并进一步关联作物的产量指标。结果表明:砂姜黑土土壤肥力水平的等级由高到低依次为牛粪配施(NPK+CM)>猪粪配施(NPK+PM)>秸秆配施(NPK+S)>单施化肥(NPK)>不施肥(CK);随着土壤肥力水平的提高,线虫香农多样性指数、均匀度指数和瓦斯乐斯卡指数显著提高,植物寄生线虫成熟度指数显著降低,土壤健康状况变好;同时,NPK、NPK+S、NPK+PM、NPK+CM的产量较CK分别提升了337.87%、396.14%、495.43%、534.24%。因此,利用线虫生态指标的变化来表征砂姜黑土的土壤健康状况具有一定的可行性。     

苄嘧磺隆对淹水稻田土壤呼吸和酶活性的影响

    研究除草剂苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境的安全性.以淹水稻田土壤为研究对象,在室内模拟田间试验条件下,通过呼吸作用和酶活测定,定期取样研究苄嘧磺隆施用浓度(0.000、0.067、0.355、1.780、3.553 μg·g-1干土)对淹水稻田土壤呼吸强度和土壤酶活性的影响.结果表明,苄嘧磺隆施用初期能刺激土壤呼吸强度,随后产生轻微的抑制作用,这种抑制作用在取样后期逐渐减轻并趋于对照水平.苄嘧磺隆能轻微刺激过氧化氢酶活性,而蔗糖酶活性基本不受苄嘧磺隆施用量的影响,脲酶活性则是先刺激后抑制,多酚氧化酶活性受苄嘧磺隆影响不大.说明施用一定量的苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境是安全的.     

不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响

为研究施用不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响,2016—2017年在内蒙古河套灌区盐碱土壤进行田间定位试验,设置4个实验处理:习惯处理(CK)、CK+有机土壤改良剂(M)、CK+复合土壤改良剂(G)、CK+有机土壤改良剂+复合土壤改良剂(M+G)。收集2017年收获季耕层0～20 cm土壤,测定各小区土壤中的水溶性离子含量、全盐量(TS)、钠吸附比(SAR)、pH、土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤碳库管理指数(CPMI),并分析各指标间的关系。结果表明:与CK相比,施用土壤改良剂各处理土壤Ca2+含量提高了13.07%～33.33%,土壤Na+、Cl-和SO24-含量分别降低了29.83%～46.19%、12.06%～33.19%和19.90%～34.59%,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别降低了12.67%～26.91%、33.02%～47.06%和2.21%～4.56%。其中M+G处理改良效果最好,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别显著降低了26.91%、47.06%和4.56%(P0.05);施用土壤改良剂各处理SOC、LOC和MBC含量分别较CK提高了18.90%～43.87%、54.55%～82.33%和64.04%～86.85%。其中M+G处理提升效果最明显,且均达到显著水平(P0.05)。同时,施用改良剂各处理CPMI提升了95.44%～135.83%,其中M+G处理提升效果最明显,且达到显著水平(P0.05);相关性分析表明,试验土壤LOC、MBC和CPMI均与TS和SAR呈极显著负相关关系(P0.01),说明土壤LOC、MBC以及CPMI对盐碱土壤化学性质的变化较敏感。研究表明,施用有机土壤改良剂和复合土壤改良剂均降低了土壤含盐量、钠吸附比和pH,提升了土壤有机碳及其组分含量和土壤碳库管理指数,其中有机土壤改良剂和复合土壤改良剂配施对盐碱土壤质量的提升效果最明显。     

农用酵素对沙土、酸性土和盐碱土的改良效果研究

为探究农用酵素对土壤的改良效果,通过盆栽试验利用农用酵素对沙土、酸性土及盐碱土进行为期30 d的短期改良,通过测定土壤理化性质和微生物组成,对农用酵素作为土壤改良剂的可行性进行评价。结果表明∶对于沙土,农用酵素可使其pH由9.63降至6.42,有机质含量提高8倍,土壤中氮磷钾的含量也均有所提升,农用酵素中的有益微生物（Lactobacillus和Acetobacter）成为土壤优势细菌菌群,同时显著降低了真菌的多样性;对于酸性土,农用酵素对其pH影响不大,但土壤有机质及氮磷钾含量增加,酵素中有益微生物可在酸性土中有效定殖;对于盐碱土,农用酵素可有效降低其pH（由10.37降至7.77）,增加土壤养分含量,施用农用酵素后土壤中Acetobacter、Kocuria、Planococcus和Alkalibacterium的相对丰度较高,从而抑制了土壤病原真菌的生长。未来农用酵素可针对不同土壤的突出问题进行改良以提高土壤品质。     

不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征

为探讨不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征,通过为期196 d的土壤有机碳矿化培养试验,对高、中、低3种不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤进行了研究。结果表明:不同地力玉米田土壤有机碳矿化速率随时间的变化呈现相同的变化趋势,即随培养时间延长,呈现先高后低的变化趋势,最后趋于平稳;但随地力等级的降低,土壤有机碳矿化速率逐渐减小。培养结束时,不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤有机碳累积矿化量之间均存在显著性差异(P0.05);低地力土壤有机碳稳定性最差,固存量最小。同一地力,20～40 cm土层土壤有机碳矿化速率和累积矿化量较0～20 cm显著降低(P0.05),表层土壤稳定性较差,不利于土壤有机碳固定。伴随土壤有机碳矿化过程,土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤可溶性有机碳(DOC)含量均较初始含量显著降低(P0.05);土壤有机碳潜在矿化势(Cp)与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、MBC和DOC均呈极显著正相关。土壤有机碳矿化是陆地生态系统碳循环的重要过程,且当地力等级变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均受到不同程度的影响。     

长期植稻年限序列土壤耐药组演替特征

以杭州湾南岸两个前期已鉴定的跨2 000 a的水稻土序列（上虞：30~2 000 a;慈溪：9~2 000 a）为模型,探究长期植稻下稻田土壤耐药组演替特征,以期拓展对人为水耕土土壤耐药组形成与发展趋势的科学认识。研究采用了高通量荧光定量PCR（HTqPCR）技术,分析了不同土壤深度（耕作层、犁底层、母质层）下水稻土序列中320个耐药基因（ARGs）的检出情况、丰度、多样性及其随植稻年限的变化规律。结果表明：两个水稻土序列共检出289种ARGs,以氨基糖苷类和多重耐药类ARGs最为丰富多样,两个地区共有181种ARGs。主坐标分析（PCoA）结果指出,上虞和慈溪水稻土序列的ARGs组成存在显著差异,部分体现在ARGs亚型数量上。慈溪持有108种在上虞水稻土序列中不存在的ARGs,但85%的慈溪特有ARGs在植稻100 a后消失。因此,随植稻年限增加,不同地区水稻土序列在ARGs亚型数量上的差异缩小,在植稻千年后趋于接近。同时,随着植稻年限增加,水稻土耕作层、犁底层和母质层土壤间的ARGs亚型数量差异缩小。进一步研究发现,杭州湾南岸水稻土序列的ARGs丰富度和多样性随耕作年限的增加整体呈衰减趋势,同时伴随ARGs相对丰度的上升,其中相比耕作层和犁底层,母质层ARGs与植稻年限间的相关性达到了显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）水平。综上,时间驱动了稻田土壤耐药组发展,而植稻年限对母质层中ARGs组成有强烈的塑造作用。在杭州湾南岸,新生稻田土壤（≤50 a）比成熟稻田土壤（≥1 000 a）拥有更为丰富的ARGs亚型但更低的ARGs相对丰度。水稻土序列中细菌丰度与ARGs相对丰度呈显著负相关,进一步暗示成土过程中ARGs演替与微生物间的密切关联。