稻草不同还田量对土壤动物群落结构的影响

  目的  研究稻草不同还田量下土壤动物群落结构特征。  方法  在5 m×5 m的样方内,以未进行稻草还田的处理为对照（ck）,采用手拣法和干、湿漏斗分离法,调查稻草还田后2个月和稻草还田后5个月,不同还田量[0.8（T₂₀）、0.4（T₁₀）、0.2（T₅）和0 kg·m-2（ck）]处理下耕地土壤动物群落特征。  结果  试验共捕获土壤动物1 194只,隶属于3门11纲19目44科,平均密度4.45×105只·m-2;稻草还田处理后的样地土壤动物密度和类群数明显增加（P < 0.05）,土壤动物类群数排序为T₂₀（37）> T₁₀（30）> T₅（28）> ck（17）。土壤动物群落垂直分布明显,土壤动物密度随着土层加深而降低,具有明显的表聚性特征。稻草还田2个月后T₂₀处理的土壤动物多样性指数、均匀度指数、丰富度指数均最高,稻草还田后5个月T₁₀处理优势度指数最高。  结论  农业生产上稻草切碎后覆盖还田宜选择0.8 kg·m-2还田量。     

稻虾共作对土壤有机碳的影响及其与土壤性状的关系

通过田间定位试验,以水稻单作为对照,研究稻虾共作模式对土壤有机碳的影响,采用Pearson(皮尔逊)相关性分析法,探讨稻虾田中土壤有机碳与土壤肥力、土壤酶活力的关系。结果表明:稻虾共作显著(P<0.05)增加了土壤有机质含量,但低C/N饲料投喂组的土壤有机碳含量显著(P<0.05)下降。稻虾共作条件下,土壤全磷、脲酶与有机碳呈显著(P<0.05)正相关,土壤有机质、纤维素酶与有机碳分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)负相关。土壤铵氮与有机质呈显著(P<0.05)负相关,土壤纤维素酶与有机质呈显著(P<0.05)正相关。     

碳酸钙及其与壳聚糖联用对石灰性土壤铬污染的钝化效应

为探索石灰性土壤上铬污染修复的有效方法,采用田间试验,探究碳酸钙及其与壳聚糖联用对土壤铬污染的钝化效果。结果表明:供试土壤中铬的主要存在形态为残渣态,占总铬含量的71.28%。外源铬的添加显著(P<0.05)增加了土壤中各形态铬的含量,尤以氧化态铬含量增加较多,可占总铬含量的76%以上,而水溶态铬含量最低只有0.45%。施用碳酸钙或碳酸钙-壳聚糖显著(P<0.05)降低了铬污染土壤中水溶态铬的含量,同时显著(P<0.05)增加了残渣态铬的含量。铬污染土壤采用碳酸钙和碳酸钙-壳聚糖处理后,铬钝化率分别增加21.64和35.44个百分点。土壤铬污染导致玉米叶片中丙二醛、可溶性蛋白含量和过氧化氢酶活性显著(P<0.05)增加。向铬污染土壤中添加碳酸钙或碳酸钙-壳聚糖后,玉米叶片中的丙二醛浓度分别显著(P<0.05)下降20.57%和31.92%。碳酸钙或碳酸钙-壳聚糖添加降低了玉米对铬的吸收和富集,与单独添加碳酸钙的处理相比,添加碳酸钙-壳聚糖显著(P<0.05)降低了玉米籽粒、根、茎的铬含量,尤其是显著(P<0.05)降低了玉米籽粒对铬的富集系数。该研究结果可为石灰性土壤铬污染的“边生产边修复”提供方法参考。     

模拟酸雨和除草剂单一及复合胁迫对城市草坪土壤动物的影响

为进一步了解酸雨和除草剂在单一及复合胁迫下对城市草坪土壤动物的影响,设置3个模拟酸雨酸度(pH值4.5、3.5、2.5)和3个除草剂施用水平(使它隆20%乳油体积分数分别为0.1%、0.2%、0.4%),以蒸馏水(pH值6.5)为对照,选择城市草坪进行为期3个月的试验处理。结果表明:大型和中小型干生土壤动物密度和类群数在添加酸雨和除草剂后总体呈下降趋势,但中小型湿生土壤动物密度却随酸雨酸度增加呈上升趋势。复合胁迫时,酸雨和除草剂对大型和中小型干生土壤动物有显著(P<0.05)交互作用,对中小型湿生土壤动物交互作用不明显。土壤动物密度并不随污染强度增加呈单一的递增或递减变化,以蜘蛛、跳虫和线虫为代表的土壤动物类群对同一污染物强度响应不同。不同处理下土壤动物群落多样性指数差异明显,香农指数和均匀度指数总体随酸雨酸度增加而下降,随除草剂施用水平升高而上升。总体而言,酸雨和除草剂会使相当一部分土壤动物密度减少甚至消失,其变化可能与污染物强度和土壤动物种类有关。     

施肥方式对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

基于长期田间定位试验,采用田间采样与数理统计法研究不同施肥方式对紫色土活性有机碳及碳库管理指数(CPMI)的影响。施肥方式包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、化学氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(OM)、有机肥配施化学氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施化学氮磷钾肥(RSDNPK)。结果显示,施肥的各处理均能够提高土壤有机碳及其活性组分含量,以OM和RSDNPK处理的提升效果最佳。相比CK,OM处理的土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(PXOC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)含量分别提高91.4%、109.2%、57.5%、35.1%,RSDNPK处理的TOC、PXOC、MBC、DOC含量分别提高142.8%、95.4%、70.8%、46.2%。土壤PXOC、MBC、DOC占TOC的比例(分配比例)分别为36.18%~49.13%、1.64%~2.58%、0.57%~0.94%,其中,PXOC和MBC的分配比例在RSDNPK处理中较CK显著(P<0.05)降低,而DOC的分配比例在各处理间无显著差异。OM和RSDNPK处理的CPMI显著(P<0.05)高于N和NPK处理。土壤PXOC、MBC含量与氮磷养分之间,以及CMPI与MBC、PXOC、TN、AN、AP均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关性。研究结果说明,有机肥或秸秆还田配施氮磷钾化肥能够提高耕层土壤有机碳储量,改善土壤质量,PXOC与CPMI可用作表征土壤质量变化的敏感指标。     

林地两种恢复方式下大型土壤动物群落结构差异——以四川小寨子沟国家级自然保护区社区为例

【目的】以四川小寨子沟国家级自然保护区社区为例,研究砍伐后林地两种恢复方式(草坡和落叶松林)对大型土壤动物群落结构的影响。【方法】野外手拣法采集大型土壤动物,采用Shannon-wiener多样性指数H'、Pielou均匀性指数J、Simpson优势度指数C、Margalef丰富度指数D及密度-类群指数DG描述大型土壤动物群落结构特征,采用SPSS 16.0对数据进行分析。【结果】共捕获大型土壤动物1 471只,隶属38个类群,线虫(Nemata)动物和蚁科(Formicidae)昆虫为优势类群。其中自草坡捕获的大型土壤动物1 108只,隶属于34个类群,线虫、蚁科和隐翅虫科(Staphylinidae)为该生境优势类群;自落叶松林捕获的大型土壤动物仅363只,隶属于17个类群,线虫、蚁科和蟠马陆总目(Oniscomorpha)为落叶松林优势类群;林地两种恢复方式下,共有大型土壤动物13个类群。大型土壤动物群落结构特征研究结果显示,草坡和落叶松林两种生境下,仅Pielou均匀度指数J差异不显著(P=0.871),而草坡大型土壤动物类群数、个体数量、Margalef丰富度指数D、Shannon-wiener指数H'及密度-类群指数DG均显著高于落叶松林的(P0.001;P=0.027;P0.001;P=0.008;P=0.011),落叶松林的Simpson优势度指数C显著高于草坡的(P=0.039),表明草坡大型土壤动物群落结构较复杂且稳定。土壤动物垂直结构分析表明,两种恢复方式下,大型土壤动物类群数和个体数量均呈现表聚现象。两种恢复方式下,大型土壤动物群落的相似度较低,为中等不相似。【结论】两种恢复方式下,草坡有利于土壤动物分布,落叶松林导致土壤动物群落多样性降低。因此,人工恢复植被时应避免单一的针叶树种,应种植适合的多种植物。     

添加竹炭对设施菜地土壤氮磷流失和微生物群落结构的影响

借助Miseq高通量测序分析技术,研究竹炭添加对设施菜地土壤氮磷流失和微生物群落结构的影响。结果表明,与空白对照相比,竹炭处理下蔬菜产量显著(P<0.05)增加21.5%,沟渠水总氮(TN)平均浓度降低5.5%,总磷(TP)平均浓度显著(P<0.05)下降48.3%。通过Chao、ACE、Shannon、Simpson指数可以发现,添加竹炭增加了土壤中细菌的多样性,促进了土壤优势微生物群落的富集,但影响均不显著。     

秸秆还田配合氮肥减量对稻田土壤养分、碳库及水稻产量的影响

通过大田定位试验,研究秸秆还田和氮肥减量对稻田土壤养分、碳库及水稻产量的影响。结果表明,采用适当的秸秆还田配合氮肥减量处理可以有效改善土壤理化性状,提高水稻产量。与单施纯氮270 kg·hm^-2处理相比,等氮量的秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2处理的稻田土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、总有机碳含量分别显著(P<0.05)增加了33.86%、13.83%、54.64%、21.60%、33.81%,而铵态氮、可溶性有机碳和微生物碳含量分别显著(P<0.05)减少了13.69%、49.22%和32.36%。在产量方面,秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2的产量最高,较秸秆不还田不施氮肥处理和秸秆还田不施氮肥处理分别显著(P<0.05)增产57.90%、62.22%。在本试验条件下,秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2为最优的秸秆还田配合氮肥减量模式,对改善土壤养分、增加土壤碳库、提高水稻产量具有一定作用。     

生物有机材料对滨海盐碱土的改良效果

针对河北省滨海盐碱土盐碱化程度高、盐分毒害突出的问题,选取生物炭和园林废弃物堆肥对该地区的滨海盐碱土进行改良研究。设计2因素4水平试验(园林废弃物堆肥设置4个施用水平:0、20、40、80 g·kg^-1,分别用G0,G1、G2、G3表示;生物炭设置4个施用水平:0、10、20、40 g·kg^-1,分别用B0、B1、B2、B3表示),开展室内土壤培养,测定土壤pH、电导率(EC)、钠吸附比(SAR)、土壤饱和导水率,以及Cl^-、$SO^{2-}_{4}$、有机质含量等土壤理化指标的变化,探索生物炭和园林废弃物堆肥等生物有机材料对滨海地区盐碱土改良的效果。结果表明:当生物炭施用量一定时,除B1水平下土壤pH无显著变化外,G2、G3处理的土壤pH显著(P<0.05)低于G0处理。当园林废弃物堆肥施用量一定时,B3处理显著(P<0.05)升高土壤的pH。在不施用生物炭的情况下,单独施入园林废弃物堆肥显著(P<0.05)降低土壤EC。在G0和G1条件下,施用少量的生物炭(B1)亦可显著(P<0.05)降低土壤EC。适量施用生物炭或园林废弃物堆肥均可显著(P<0.05)降低土壤的SAR。G3条件下,添加生物炭会显著(P<0.05)降低土壤$SO^{2-}_{4}$含量。当生物炭施用量一定时,G3处理的土壤$SO^{2-}_{4}$含量较G0处理显著(P<0.05)增加。相较于不施用生物炭和园林废弃物堆肥的处理,施用B3水平的生物炭或G3水平的园林废弃物堆肥可显著(P<0.05)降低土壤Cl^-含量。在相同的园林废弃物堆肥或生物炭用量条件下,增加生物炭或园林废弃物堆肥可显著(P<0.05)提高土壤有机质含量,适当增加生物炭或园林废弃物堆肥也可显著(P<0.05)提高土壤饱和导水率。总体来看,采用适量的生物炭和园林废弃物堆肥配施,既能提升土壤肥力,又能降低盐碱土壤的pH和盐分含量。     

免耕和秸秆覆盖对旱作区土壤氮素、水分和春小麦产量的影响

采用随机区组设计进行大田试验,设置传统耕作(CT)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种处理,研究不同处理下旱作区春小麦田的土壤容重、含水量、全氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量和小麦产量。结果表明:不同处理实施2 a后,NT和NTS处理的0~10 cm土层土壤容重显著(P<0.05)高于CT和TS处理;TS和NTS处理较CT处理增加了土壤含水量和土壤表层(0~40 cm)全氮含量,就2 a试验平均值而言,TS、NT和NTS处理的土壤含水量较CT处理分别增加8.33%、3.17%和3.82%,TS和NTS处理的土壤全氮含量分别较CT处理显著(P<0.05)增加1.78%和3.48%;但TS、NT和NTS处理的土壤铵态氮和硝态氮含量较CT处理显著(P<0.05)降低。从2 a试验平均值看,与CT处理相比,TS和NTS处理的春小麦产量明显增加,而NT处理的春小麦产量下降。     

玉米秸秆还田模式对土壤肥力和玉米产量的影响

为探讨西辽河平原灌区玉米秸秆还田适宜模式,于2016年在连作玉米田设深翻秸秆还田(DR)、旋耕秸秆还田(RR)、深翻秸秆还田施用腐熟剂(DR+D)和旋耕秸秆还田施用腐熟剂(RR+D)4个处理,以旋耕不还田(CK)为对照,研究不同还田模式对土壤速效养分、土壤酶活性和玉米产量的影响。结果表明:RR+D和RR分别较CK增产24.56%和28.00%,DR和DR+D产量与CK无显著差异。RR+D处理显著(P<0.05)提高了表层(0~10 cm)土壤碱解氮含量(增幅94.56%),其他处理表层土壤速效养分含量与CK无显著差异。各秸秆还田处理可不同程度提高不同土层土壤酶的活性。综合来看,该地区以旋耕秸秆还田施用腐熟剂模式的效果较好。     

长期施肥对水田和旱地土壤微生物群落结构、活性碳氮及酶活性的影响

为明确长期施肥对水田和旱地土壤微生物群落结构、活性碳氮含量及酶活性的影响,于2009年在浙江省东阳玉米研究所试验站进行了田间定位试验。试验由6个处理3次重复随机排列组成:水田无肥区(PCK),水田常规施肥区(PCF),水田测土配方施肥纯化肥区(PSTF),水田测土配方施肥化肥+有机肥区(PSTF+OF),旱地常规施肥区(DCF),旱地测土配方施肥化肥+有机肥区(DSTF+OF)。于2015年分析测定土壤养分、微生物生物量和群落结构。结果表明,与不施肥处理相比,施肥处理显著(P<0.05)提高土壤有效磷和速效钾含量,降低pH值。不同施肥处理对水田和旱地土壤的可培养细菌与放线菌数量无显著影响,仅PSTF+OF处理显著(P<0.05)提高土壤可培养真菌的数量。测土配方施肥+有机肥处理(PSTF+OF和DSTF+OF)显著(P<0.05)提高水田和旱地土壤的微生物量碳、氮含量。各处理对土壤纤维素酶活性无显著影响,但测土配方施肥+有机肥处理(PSTF+OF和DSTF+OF)显著(P<0.05)提高了土壤脱氢酶和过氧化氢酶的活性。总体来看,化肥和有机肥长期配合施用,可有效提高土壤肥力。     

氮肥调控对浙北地区秸秆全量还田稻田土壤及水稻产量的影响

于2016—2017年连续开展大田定位试验,采用随机区组设计,以嘉优中科6号为材料,设置4种施氮水平(以纯N计:N0,不施氮;N1,225 kg·hm^-2;N2,300 kg·hm^-2;N3,375 kg·hm^-2),研究秸秆全量还田下氮肥调控对浙北地区稻田土壤养分、碳库、微生物,及水稻产量的影响。结果表明,在秸秆全量还田下,随着施氮量的增加,稻田土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碳库和微生物数量呈先增后减的趋势。与N0相比,N1处理的全氮、铵态氮、硝态氮、易氧化有机碳含量分别显著(P<0.05)增加了7.14%、9.86%、54.74%和21.70%;N2处理的全氮、速效钾、铵态氮、硝态氮、可溶性碳、易氧化有机碳、微生物碳、土壤细菌、真菌和放线菌数量分别显著(P<0.05)增加了32.59%、20.16%、12.12%、58.34%、54.45%、29.57%、56.49%、211.16%、241.61%和96.10%; N3处理的全氮、铵态氮、硝态氮、易氧化有机碳、微生物碳含量和真菌数量分别显著(P<0.05)增加了28.57%、16.84%、61.72%、27.45%、49.79%和231.54%。在产量方面,与N0相比,N1、N2和N3处理分别显著增加37.97%~45.47%、41.85%~53.35% 和38.85%~47.57%。在试验设置条件下,秸秆全量还田配施300 kg·hm^-2纯N可以改善土壤养分含量、土壤碳库和土壤微生物活性,增加作物产量。     

不同测墒补灌处理对冬小麦产量及光合特性的影响

为了明确测墒补灌对冬小麦产量和干物质积累的影响,以高产优质冬小麦‘烟农999’为材料,试验设置5个水分处理：W0全生育期不浇水,Wck为传统灌溉处理（对照）,W70、W75、W80为测墒补灌处理,于拔节期和开花期分别补灌至土壤相对含水量的70%、75%、80%。结果表明：（1）各处理之间相比较,W75籽粒产量和水分利用效率最高,分别为11438.85 kg/hm ²、25.78 kg/(hm ²·mm),比传统灌溉处理提高了12.12%、21.2%。（2）W75处理开花期和灌浆期的叶面积指数、灌浆期的旗叶净光合速率、开花期干物质转移率、灌浆期营养器官对籽粒的贡献率显著高于其他处理。综合分析,本试验条件下W75是‘烟农999’获得高产高水分利用效率的灌溉方案。     

小麦-水稻秸秆还田对土壤有机质组成及不同形态氮含量的影响

通过4年田间定位试验,研究小麦-水稻轮作方式下秸秆还田对土壤有机质组成及不同形态氮含量的影响.试验设置不施秸秆不施肥对照(CK)、秸秆还田不施肥(S)、秸秆还田+基肥增施N肥45 kg·hm^-2(SF1,C/N=12:1)、秸秆还田+基肥正常N肥施用量(SF2,C/N=18:1)、秸秆还田+基肥减施N肥45 kg·hm^-2(SF3,C/N=24:1)共5个处理.结果表明:与对照处理(CK)相比,秸秆还田不施肥处理(S)使土壤有机质、全氮和有机氮的含量分别增加7.8%、10.6%和10.9%,而使土壤中无机氮的含量减少17.1%;秸秆还田配施不同化肥处理中,当碳氮比为18:1时,土壤全氮、有机氮和无机氮含量最高,分别比对照处理增加27.2%,27.2%和25.7%.元素分析结果显示,秸秆还田S、SF1、SF2、SF3处理土壤全量有机质(SOM)中的碳、氮元素含量均有所增加,同时SOM中的C/N、H/C和O/C比值都下降.红外光谱结果表明,秸秆还田S、SF1、SF2、SF3处理,在1650~1640 cm^-1和3400 cm^-1处的峰强度增加,表明土壤有机质中含氮基团、酚羟基、羟基或羧基含量增加;2920 cm^-1处的吸收峰增强,表明SOM中脂肪族结构增加,芳香性增强.与对照处理(CK)相比,秸秆还田不施肥(S)处理的当年水稻产量下降8.8%;配施化肥后,SF1、SF2、SF3处理水稻实际产量分别比对照(CK)处理增加12.6%、22.7%、19.1%,且当碳氮比为18:1时,增产效果最为明显;单独秸秆还田提高了土壤有机质含量,降低了其碳氮和氢碳比例,使SOM中脂肪族化合物增加,酰胺结构和芳香性增强,同时提高了土壤全氮和有机氮的含量,减少了土壤无机氮含量.