盐碱处理对高羊茅根际土壤微生物多样性和网络复杂性的影响

【目的】以高羊茅(Festuca elata‘Crossfire Ⅱ’)为试材,研究不同程度盐碱处理对高羊茅根际土壤细菌和真菌群落多样性、组成和网络复杂性的影响。【方法】按9∶1∶1∶9摩尔比例混合NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃四种盐,配制0、200、400和600 mmol L^-1 4个浓度盐溶液,分别为S₀、S₁、S₂和S₃处理。不同浓度盐溶液定时定量浇入种植高羊茅盆栽土壤中,90天后采用高通量测序技术检测土壤微生物群落。【结果】与S₀处理相比,S₁和S₂盐碱处理对土壤真菌多样性和网络复杂性无显著影响,S₃处理显著降低了土壤真菌多样性和网络复杂性。盐碱处理也改变了土壤真菌群落组成,随盐碱处理程度的增加,优势门子囊菌门真菌相对多度逐渐增加,壶菌门真菌相对多度逐渐...     

施肥和混播对松嫩平原退化草地土壤和牧草产量的影响

[目的]研究施肥和混播牧草对松嫩平原黑龙江省西部退化草地土壤养分和牧草产量的影响,为该区天然退化草地修复提供科学依据。[方法]试验以黑龙江省西部天然轻度退化草地为研究对象,沙打旺(Astragalus adsurgens)和披碱草(Elymus dahuricus)为补播草种,设2个间行混播[豆禾比2∶2(B₁)和1∶2(B₂)]和6个水平氮磷钾施肥组合[N₅₀P₄₀K₄₅(A₁),N₁₀₀P₂₄₀K₂₂₅(A₂),N₁₅₀P₀K₁₈₀(A₃),N₂₀₀P₁₂₀K₀(A₄),N₂₅₀P₈₀K₂₇₀(A₅),N<...     

长期不同施肥下褐土养分及酶活性的生态化学计量特征

  【目的】  研究长期不同施肥条件下褐土养分含量和与土壤有机质水解、碳氮磷有效性相关的酶活性及其化学计量变化特征,以深刻认识农田土壤元素循环的生物地球化学特征。  【方法】  依托1992年开始的山西寿阳旱地农田生态系统野外长期定位试验,选取其中不施肥对照(CK),4个单施无机肥处理(N₁P₁、N₂P₂、N₃P₃、N₄P₄),3个无机肥和有机肥配施处理 (N₂P₁M₁、N₃P₂M₃、N₄P₂M₂) 和1个单施有机肥处理 (M₆) 进行研究。于1992、2001、2006和2016年,分析了表层土壤 (0—20 cm) 中有机碳(C)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效氮 (AN) 和有效磷 (AP) 含量及与碳氮磷循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶 (β-1,4-glucosidase, BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosidase, NAG)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性。计算土壤养分之间和酶之间的化学计量比 (C∶TN、C∶TP、TN∶TP和lnBG/lnNAG、lnBG/lnALP、lnNAG/lnALP)。计算酶向量角度 (vector angle) 和向量长度(vector length)。以向量角>45°或者<45°的多少来评价微生物受磷、氮限制的程度,向量角>45°越多表示微生物受磷限制越强,向量角<45°越多表示微生物受氮限制越强。以向量长度评价微生物受碳限制的程度,向量长度越长表示微生物受碳限制越强。  【结果】  1) 除N₄P₄处理土壤C : TN显著高于M₆处理外,其他化肥和有机肥处理之间C : TN和C : TP不存在显著差异,而土壤TN : TP在各施肥处理下显著低于M₆处理 (P<0.05)。与CK相比,M₆处理C∶TN显著降低了30.2% ,TN∶TP显著升高了41.0%;N₄P₄处理C∶TP显著降低了23.3%,TN∶TP降低了17.6% (P>0.05)。土壤C∶AN平均为2.11～2.29,处理之间无显著差异;土壤C∶AP和AN∶AP随化肥和有机肥投入量增加而降低,4个有机肥处理的土壤C∶AP和AN∶AP降幅大于4个化肥处理。2)长期N₂P₂、N₃P₃和N₄P₄处理下,土壤lnBG/lnNAG、酶向量角度和酶向量长度略高于各有机肥处理(P>0.05),而lnNAG/lnALP略低于各有机肥处理(P>0.05);与1992年 (试验开始年)相比,施肥处理后土壤lnBG/lnNAG均升高,lnNAG/lnALP均降低,向量角整体>45°,向量长度增加了11.1%～52.4%。3)相关性分析表明, AN与BG、NAG、ALP活性、lnBG/lnNAG及lnNAG/lnALP之间存在显著相关性;土壤C∶TN、C∶AN与酶活性lnBG/lnNAG、土壤TN∶TP与lnNAG/lnALP之间存在显著正相关,lnBG/lnALP与任何环境因子间都不存显著相关性。  【结论】  长期单施化肥易增加作物对有机碳的消耗和土壤稳定态磷素固持,微生物面临的碳、磷限制加剧;有机肥带入土壤的有机氮,加速了有机质分解,显著提高了土壤有效磷含量,有效缓解资源限制,促进褐土元素周转。综上,长期施肥显著改变了褐土元素化学计量特征,引起酶化学计量非稳态变化,土壤酶活性表现出强烈的资源依赖性。     

聚磷酸磷肥不同基追比对石灰性土壤上滴灌盆栽棉花生长的影响

  【目的】  研究了3种聚磷酸磷肥不同施用技术对石灰性土壤滴灌棉花生长和磷肥利用率的影响,为石灰性土壤上聚磷酸磷肥在滴灌棉花的合理施用提供理论支撑。  【方法】  以棉花为供试材料进行了滴灌盆栽试验。用聚合度为2.3、1.8的聚磷酸铵和聚合度为3.0的聚磷酸钾分别与常规磷酸二铵混合,得到3种含聚磷酸的掺混磷肥,依次表示为APP1、APP2和KTPP,掺混磷肥中3%的P₂O₅来自聚磷酸磷肥。在施磷量均为P₂O₅ 0.2 g/kg土壤前提下,每个掺混磷肥设基追比7∶3 (F_7∶3),1∶1 (F_1∶1)和3∶7 (F_3∶7) 3个处理,同时设置不施磷肥对照(CK),共10个处理。棉花出苗后110 天收获,测定植株地上部与地下部生物量和含磷量,同时分别测定0—8和8—16 cm土层土壤有效磷含量。  【结果】  3种供试聚磷酸磷肥在0—8 cm土层土壤有效磷含量均以F_7∶3处理显著低于F_1∶1和F_3∶7处理,8—16 cm土层土壤有效磷含量3个施用比例处理间无显著性差异。在F_7∶3处理下,0—8 cm土层土壤有效磷含量以KTPP处理显著高于APP1和APP2。在F_1∶1和F_3∶7处理下,0—8和8—16 cm土层土壤有效磷含量均为KTPP和APP1显著高于APP2。F_1∶1处理棉花地上部、地下部生物量均高于F_7∶3和F_3∶7处理。F_1∶1处理棉花结铃数最高,F_3∶7处理最低。F_1∶1处理下,KTPP和APP1棉花结铃数无显著差异,但均显著高于APP2。F_7∶3和F_1∶1处理棉花地上部吸磷量和磷肥利用效率均显著高于F_3∶7处理。在F_1∶1和F_3∶7基追比处理下,棉花地上部吸磷量和磷肥利用效率均表现为KTPP显著高于APP2,而APP1处于两者间。  【结论】  3种不同聚磷酸磷肥在石灰性土壤上对棉花的肥效表现为聚磷酸钾最优,其次为聚合度为2.3的聚磷酸铵,聚合度为1.8的聚磷酸铵效果略差。3种聚磷酸磷肥均以基追比1∶1施用棉花生物量积累和棉花磷肥利用率的效果最好。     

设施菜地种植年限对土壤理化性质和生物学特征的影响

【目的】 研究分析北京郊区不同种植年限设施菜地的土壤生态环境、土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤线虫群落结构的差异,为不同种植年限设施菜地土壤管理提供科学依据。 【方法】 以露地土壤为对照 (CK),采集种植 3年、5年、8年和 12年的0—30 cm设施蔬菜土壤样品,采用常规土壤理化性质检测方法测定了土壤的理化性状,采用荧光定量法和线虫形态学鉴定方法,分析土壤细菌、真菌数量以及土壤线虫群落组成。 【结果】 随种植年限增加,设施菜地土壤容重和pH值均明显下降,总孔隙度、EC值、SO₄2–、Ca2+、有机碳、NH₄+-N、NO₃–-N含量均持续升高。与CK相比,种植年限 3年、5年、8年、12年的样地土壤细菌和真菌的数量均显著增加 (P < 0.05)。随种植年限增加,根结线虫属 ( Meloidogyne)、螺旋属 (Helicotylenchus)、异皮属 (Heterodera) 丰度逐渐增加;土壤线虫密度、植物寄生性线虫丰度显著增加 (P < 0.05),而食细菌、食真菌、杂食/捕食线虫丰度逐渐降低。线虫群落的多样性 H′、SR指数和均匀性J′ 指数均呈现出先增加后降低趋势,与CK相比,种植年限 12年样地的指标值显著降低 (P < 0.05)。所有种植样地NCR > 0.5,表明样地土壤食物网以食细菌通道为主,土壤有机质以细菌分解途径为主。WI、MI指数逐渐降低,而PPI指数表现出相反的趋势,其中种植年限12年样地WI < 1,这表明土壤矿化途径转变为以植物到植食性线虫为主要参与者,土壤生态系统受干扰程度逐渐增强,土壤健康状况变差。土壤环境因子与土壤生物数量间的冗余分析表明,土壤pH 、总孔隙度、容重、EC值、有机碳、SO ₄2–、NH₄+-N、NO₃–-N是影响细菌、真菌和线虫数量的关键因子,不同种植年限设施菜地由于改变这些因素而影响土壤生物群落组成。 【结论】 连续种植导致京郊设施菜地盐分含量显著升高、养分失衡、土壤酸化。理化性状的变化改变了细菌和真菌数量,进而导致土壤线虫总数、植物寄生性线虫比率逐渐增加,尤其根结线虫属比率增加显著,食细菌、真菌和杂食/捕食线虫比率逐渐降低。以种植12年后的土壤受干扰程度最大,土壤微生态失衡最严重。      

设施菜田土壤pH和初始C/NO3– 对反硝化产物比的影响

【目的】设施菜田土壤反硝化作用是N₂O排放和氮素损失的重要途径。本研究通过室内厌氧培养试验,在不同pH和初始C/NO₃–条件下,比较设施菜田土壤反硝化氮素气体排放及产物比的变化特征。【方法】以设施菜田土壤为研究对象,通过添加一定量低浓度的酸碱溶液调节土壤pH分别为酸性、中性和碱性条件,调节后的实测pH分别为5.63、6.65和7.83;同时以谷氨酸钠作为有效性碳,除未添加有效性碳作为对照处理 (CK) 外,其他有效性碳与硝酸盐 (C/NO₃–) 的比值分别调节为5∶1、15∶1和30∶1,三种pH条件下均设置 4 个 C/NO₃– 水平,每个水平3次重复。利用自动连续在线培养系统 (Robot系统),在厌氧条件下监测不同处理土壤产生的 N₂O、NO、N₂和CO₂浓度的动态变化,通过计算N₂O/(N₂O + NO + N₂)指数估算反硝化过程N₂O的产物比。【结果】增加土壤的pH能显著减少设施菜田土壤N₂O和NO的产生量,酸性 (pH 5.63) 土壤的N₂O、NO产生量峰值在不同初始C/NO₃– 比下均显著高于中性 (pH 6.65) 和碱性 (pH 7.83) 土壤 (P < 0.05)。中性和碱性土壤在高C/NO₃– 下有利于减少反硝化过程N₂O的产生,而酸性土壤条件下差异并不显著。中性土壤条件下增加有机碳含量会降低NO产生量,而在酸性和碱性土壤上有机碳的添加对NO产生量没有显著影响。土壤pH和初始C/NO₃– 比对土壤N₂O的产生有极显著的交互效应 (P < 0.001)。酸性和中性土壤上添加有机碳能够显著增加土壤N₂的产生速率 (P < 0.05),且与对照相比,不同pH的土壤添加有机碳后均显著促进反硝化过程中N₂O向N₂的转化。在不同初始C/NO₃– 下碱性土壤的CO₂产生量显著高于酸性和中性土壤,同时与对照相比,添加有机碳显著增加了土壤的CO₂产生量 (P < 0.05)。酸性土壤的N₂O产物比在不同初始C/NO₃– 下均极显著高于碱性土壤 (P < 0.01),且不同初始C/NO₃– 下的土壤N₂O产物比随pH的增加显著下降,二者呈极显著线性负相关关系 (P < 0.01)。【结论】土壤pH降低是设施菜田土壤N₂O和NO排放量较高的重要原因。而且,增加初始土壤有效碳含量促进了土壤的反硝化损失,并在中性和碱性土壤中N₂O的产生量减少。土壤pH升高和初始C/NO₃– 增加均降低了产物比,但增加了土壤反硝化作用速率。在利用N₂O排放通量和产物比估算土壤反硝化氮素损失时,土壤pH和有效碳含量是必须考虑的两个重要因素。     

施氮和燕麦/箭筈豌豆间作比例对系统干物质量和氮素利用的影响

【目的】 本研究于大田试验条件下探究了燕麦 (Avena sativa L.)/箭筈豌豆 (Vicia sativa L.) 间作系统饲草干物质产量、土地当量比 (LER) 及氮素吸收利用等对施氮和不同间作比例的响应,以期为该地区多元化粮改饲种植模式的建立提供理论依据。 【方法】 大田试验于2012年在兰州大学庆阳黄土高原试验站进行,设不施氮 (N₀) 和施氮N 46 kg/hm2 (N₄₆) 两个氮水平,在每个氮水平下各设7个燕麦与箭筈豌豆间作比例 (1∶0、4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4和0∶1)。于箭筈豌豆的花期和乳熟期,测定并分析了饲草的干物质产量、土地当量比及吸氮量;在花期,分析测定了箭筈豌豆的生物固氮量;在箭筈豌豆的乳熟期,分析了不同间作比例下间作系统的氮肥偏生产力 (PFP_N)。 【结果】 生长至第60 d (花期) 和第90 d (乳熟期) 时,N₄₆水平下系统的平均干物质总产量较N₀水平分别提高了31.6%和24.2%;N₀水平下系统的干物质产量分别在2∶1和1∶0下达到最大值,较箭筈豌豆单作分别提高了102.5%和107.9%,N₄₆水平下分别在1∶1和4∶1下最大,较箭筈豌豆单作分别提高了103.5%和111.1%。生长至花期 (第60 d) 时,N₀水平下间作系统的LER值均大于1,生长至乳熟期 (第90 d) 时,N₄₆水平下除4∶1外均小于1。施氮后箭筈豌豆的生物固氮量降低了50.6%,燕麦的吸氮量占比平均增加了17.2%。4∶1间作比例下系统的氮肥偏生产力 (PFP_N) 最大。无论施氮与否,燕麦相对于箭筈豌豆的氮素营养竞争比率 (CR_OV) 在4∶1间作比例下均达到最大值,之后随着箭筈豌豆种植比例的增加而呈降低趋势。 【结论】 施氮提高了间作系统中燕麦的吸氮量占比和体系干物质总产量,但降低了箭筈豌豆的固氮量。在4∶1间作比例下,系统具有较高的作物产量、土地当量比和氮肥利用效率。      

连续三年施用改良剂对镉污染稻田的修复效果研究

【目的】本研究目的为探讨连续三年施用石灰、生物炭和硅肥对中度镉污染稻田的修复效果。【方法】以湖南省典型双季稻区土壤-水稻系统为研究对象,采用随机区组设计,共设对照(T₁)、施用石灰(T₂)、施用生物炭(T₃)和施用硅肥(T₄)4个处理,分析施用不同改良剂的稻田土壤理化性质和水稻镉含量特征,通过冗余分析与回归分析探究土壤因子对镉在土壤-水稻系统中迁移转运的影响。【结果】相较于T₁处理,T₂处理土壤pH显著增加至6.92±0.05,土壤有效镉降低至0.41±0.09 mg kg^-1;T₃、T₄处理与T₁处理相比,土壤pH、有效镉、活性有机质均无显著差异。T₃处理早稻和晚稻糙米镉含量最高,分别为0.54±0.07和0.11±0.04 mg kg^-1;T₂处理最低,分别为0.16±0.00和0.03±0.01 m...     

不同修复植被类型的三峡库区消落带土壤细菌群落分析

为了探究三峡库区消落带不同修复植被对土壤细菌群落结构的影响,以纯草地(A₁)、纯林地(A₂)和覆草林地(A₃)3种不同样地土壤为研究对象,采用土壤理化因子检测及扩增子测序的研究方法,分析了不同修复植被对三峡库区消落带土壤细菌群落的影响。结果表明:不同样地的pH值、全氮(TN)和全磷(TP)含量无显著性差异,A₁和A₃的土壤有机碳(SOC)含量之间无显著性差异,但均显著高于A₂(p<0.05); 相关分析显示样地土壤细菌群落ACE指数和Shannon指数与土壤SOC和TN含量显著正相关(p<0.05),Chao1指数与土壤SOC含量显著正相关(p<0.05); 不同样地土壤的细菌优势种群无明显区别; 属水平上6个优势种群的相对丰度与土壤SOC和TN含量显著相关(p<0.05); 冗余分析显示SOC是影响三峡库区消落带不同修复植被样地细菌群落的主要显著性因子(p<0.05)。由此可以得出,不同修复植被类型的消落带土壤的细菌优势种群无明显差异,土壤细菌群落结构主要受土壤SOC的影响。     

大气CO2浓度升高和海平面上升对滨海湿地植物地下生物量的影响

大气CO₂浓度升高和海平面上升会通过影响植物的分布和生长状况,继而影响湿地的稳定性。地下生物量是调节潮汐湿地生态系统功能的关键因素,包括土壤有机质的积累和湿地海拔高程的维持。本文通过设置开顶式生长箱(OTC:open top chamber)试验探究不同海拔的3个典型植物群落(SC群落：C₃植物为主的群落;MX群落：C₃、C₄植物混合群落;SP群落：C₄植物为主的群落)对CO₂浓度升高和海平面上升的响应差异。研究结果显示：CO₂浓度升高能够显著增加SC、MX和SP群落的根茎、根和总地下生物量,但年际差异较大。海平面上升显著降低了3个群落植物的根生物量和SC群落高CO₂浓度处理下及SP群落对照处理下的总地下生物量,但对根茎却无显著影响。在高盐的条件下,高CO₂浓度一定程度上能够缓解高盐分对植物的胁迫,但高CO₂浓度的施肥作用下降。对照条件下的SC和MX群落总地下生物量随试...     

向家坝工程扰动区不同生态修复模式边坡土壤颗粒分形特征

[目的]研究不同生态修复后边坡土壤颗粒分形特征,为分形维数作为评价修复后向家坝工程扰动区边坡土壤质量的综合指标提供科学依据。[方法]以向家坝工程扰动区6种不同生态修复模式下的0—10 cm边坡土壤为研究对象,通过野外采样和室内试验,采用单重和多重分形理论相结合的方法,研究自然演替与人工修复模式下土壤粒径分布(PSD)和分形特征及土壤养分特征并分析了其相关关系。[结果]不同生态修复模式下土壤颗粒组成以粉粒和砂粒为主,黏粒含量较少,粒径分布不均匀。天然林地土壤养分含量相对较高且土壤颗粒较细。黏粒与D_v呈极显著正相关(p<0.01),与土壤有机碳和速效氮呈显著正相关(p<0.05),粉粒含量与D₁,D₂呈极显著负相关(p<0.01),砂粒与D₁,D₂呈极显著正相关(p<0.01)。土壤养分与黏粒、粉粒含量呈不显著正相关,与砂粒含量,D₁,D₂呈不显著负相关。[结论]向家坝工程扰动区土壤颗粒以粉粒和砂粒为主,土壤质地较...     

抗盐碱剂对盐碱胁迫条件下双季稻渗透调节物质及根系活力的影响

  目的  为筛选合适的抗盐碱剂供盐碱地水稻生产应用。  方法  本研究以早稻品种陵两优942和晚稻品种Y两优911为材料,采用盆栽土培法研究了几种抗盐碱剂（T₁微纳米硅、T₂矿源黄腐酸钾、T₃盐碱、T₄松土精 + 矿源黄腐酸钾）对盐碱胁迫条件下（CK₁盐碱胁迫、CK₂无盐碱胁迫）水稻渗透调节物质、根系活力及产量的影响。  结果  水稻的SPAD值、渗透调节物质、根系活力和产量会受到盐碱胁迫的显著影响,中度胁迫造成的影响高于轻度胁迫造成影响;施用抗盐碱剂有利于缓解盐碱胁迫的不利影响,且在盐碱胁迫较重时效果更明显。在中度盐碱胁迫下,与CK₁相比,施用抗盐碱剂T₁、T₂、T₃、T₄,叶片SPAD、根系活力、产量显著增加,叶片游离脯氨酸含量、可溶性糖含量显著下降;与CK₂ 相比,CK₁减产40.8%,施用抗盐碱剂则使Y两优911在盐碱胁迫条件下减产幅度显著减小,T₁、T₄、T₃、T₂分别比CK₁产量高出53.9%、31.1%、21.1%、16.3%。  结论  不同处理间综合表现以T₁（微纳米硅）和T₄处理（松土精 + 矿源黄腐酸钾）表现最佳,是盐碱地水稻增产增收的有效措施。     

生物炭和氮肥配施对粳稻产量形成、氮肥当季效应及其后效的影响

  【目的】  探究不同量生物炭与氮肥配合施用对北方稻田土壤氮含量、植株茎蘖生长、产量构成因素和氮肥的当季效应及后效的影响,为合理利用生物炭提高粳稻产量和氮素利用率提供理论依据。  【方法】  水稻定位试验于2019—2020年在沈阳农业大学水稻研究所进行。试验设置3个施氮水平:N₀ (不施氮肥对照)、N₁₈₀ (减施氮肥,N 180 kg/hm2)、N₂₂₅ (常规施氮,N 225 kg/hm2); 3个生物炭施用量:B₀ (不施生物炭)、B₁₅ (低施炭量,生物炭15 t/hm2)、B₄₅ (高施炭量,生物炭45 t/hm2),共组合为9个处理。氮肥每年按照基肥∶蘖肥∶穗肥比例3.6∶2.4∶4施用,生物炭于2019年施入,之后不再施用。于移栽后5天起,定期调查水稻茎蘖动态、生长状况和氮素含量,在收获期测产。在水稻主要生育期取样测定土壤养分含量的变化。  【结果】  1)生物炭提高了粳稻分蘖盛期和孕穗期稻田土壤全氮含量和碱解氮含量,对灌浆期全氮含量无显著影响,但降低了碱解氮含量。同一施氮量下,B₁₅和B₄₅之间全氮和碱解氮含量均无显著差异(P < 0.05)。2)施氮条件下,施用生物炭显著降低了最高分蘖数,但显著提高了有效分蘖数和成穗率(P < 0.05),获得了较高的总颖花数。在同一施氮水平下,相较于无炭处理,生物炭的增产效果均表现为低炭量好于高炭量。其中N₁₈₀B₁₅处理比N₁₈₀B₀处理增产4.4%,N₂₂₅B₁₅处理比N₂₂₅B₀处理增产3.2%,而N₁₈₀B₄₅与N₁₈₀B₀、N₂₂₅B₄₅与N₂₂₅B₀处理的产量水平无显著差异。氮肥减施后(N₁₈₀)产量显著低于常规施氮处理(N₂₂₅),配合B₁₅处理产量显著增加,达到了常规施氮条件下的产量水平(P < 0.05),而配合B₄₅处理较配合B₁₅处理降低了产量。3)生物炭对粳稻的氮素积累量影响表现出年际差异,施用生物炭的第一年(2019年),在N₁₈₀水平下,粳稻分蘖盛期至灌浆期的氮素积累量B₁₅处理显著高于B₄₅处理;在N₂₂₅水平下,B₁₅和B₄₅处理间无显著差异。在2020年,B₁₅和B₄₅处理之间无论氮肥水平高低,氮素积累量均无显著差异(P < 0.05)。B₄₅处理在第一年会降低生物炭的有益效果,其不利作用在第二年消失。4)生物炭促进了粳稻对氮素的吸收,提高了氮素利用率。其中氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力随施炭量增加呈先升高后降低趋势,且在N₁₈₀B₁₅处理下达到最高,两年趋势一致。  【结论】  适量的生物炭与氮肥组合在提高稻田土壤肥力、促进粳稻分蘖成穗和颖花分化方面有一定的正向耦合作用。高生物炭用量在施用当季不利于水稻生长和氮素吸收,但其增产和增效的后效与适宜生物炭用量没有明显差异。因此,减施氮肥(施氮量180 kg/hm2)条件下配合施炭15 t/hm2较为适宜。     

盐碱胁迫对黄瓜嫁接苗根际土壤细菌和真菌群落结构及丰度的影响

为了解盐碱胁迫对黄瓜嫁接苗根际土壤细菌和真菌群落结构的影响,本研究以2种耐盐碱砧木‘华砧108’(T1)、‘神力铁木砧’(T2)和2种盐碱敏感砧木‘辉太郎’(S1)、‘京欣砧6号’(S2)为试材,自根苗作为对照,以混合盐(盐分摩尔比为NaHCO_3∶Na_2SO_4∶NaCl∶Na_2CO_3=4∶2∶2∶0.15)浓度为100 mmol·L~(-1)、pH 9.0的处理液处理20 d、30 d、40 d(定植30 d、40 d、50 d),利用PCR-DGGE技术,研究了盐碱胁迫对不同砧木嫁接的黄瓜幼苗根际土壤微生物群落结构和丰度的影响。结果表明,耐盐碱的砧木品种T1、T2根际土壤真菌DGGE图谱条带数显著高于盐碱敏感的S2和自根苗对照CK,并且耐盐碱的品种T2土壤细菌的Shannon-Wiener指数与均匀度指数均显著高于盐碱敏感的品种S1、S2和自根苗对照CK。耐盐碱品种T1的细菌16S rDNA基因拷贝数在定植50 d时显著高于盐碱敏感的品种及自根苗;在定植40 d时,耐盐碱的砧木T2真菌ITS基因拷贝数显著高于盐碱敏感的品种以及黄瓜自根苗;定植50 d时,耐盐碱的砧木真菌ITS基因拷贝数显著高于盐碱敏感的品种,但与自根苗差异不显著。不同耐盐碱性砧木嫁接黄瓜幼苗根际土壤微生物群落结构组成和丰度存在差异。以上研究表明,随着盐碱胁迫时间的增加,耐盐碱性不同的砧木嫁接苗根际土壤微生物群落丰度与结构多样性产生了较大差异,间接改变了土壤微生态环境,致使土壤微生物数量和丰富度也发生改变。耐盐碱的砧木品种可能通过改善土壤微环境来加强其自身的耐盐碱特性。     

基施控释氮肥提高华北露地大白菜产量并减少土壤NH3和N2O排放

  【目的】  控制土壤氮素气态损失是提升菜地氮肥利用和环境效益的一个重要措施。在滴灌条件下,研究控释氮肥一次性基施和减少氮肥投入对华北地区大白菜土壤NH₃和N₂O排放及其经济效益的影响,为华北地区大白菜生产提供最优氮肥管理方案。  【方法】  在河北赵县设置田间小区试验,4个处理分别为:不施氮(CK);常规施氮(施用尿素,总施氮量为N 400 kg/hm2,基施氮∶追肥氮=4∶6,U);优化施氮(在常规施氮的基础上减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm2,基施氮∶追肥氮=4∶6,90U);控释氮肥一次性基施(减氮10%,总施氮量为N 360 kg/hm2,90CRU) 。采用通气法和密闭式静态箱–气相色谱法,分析了不同处理下土壤NH₃和N₂O排放动态变化及大白菜产量和氮素吸收的差异。  【结果】  U、90U处理基肥期土壤NH₃排放峰出现在基施后3～6天,追肥后峰值出现在施肥后3～5天,而90CRU处理峰值延迟到基施后9～11天出现,且其峰值显著降低。与U处理相比,整个生育期90U处理土壤NH₃排放通量和总量分别降低了11.0%和10.4%,而90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了46.9%和27.6% (P< 0.05)。U、90U处理基肥期土壤N₂O 排放峰值出现在基施后7～9天,追肥后峰值出现在4～6天,而90CRU处理峰值出现在基施后14～17天,其峰值显著降低。施氮处理基肥期NH₃和N₂O排放峰值均高于追肥后。与U处理相比,90U处理土壤N₂O 排放通量和总量分别降低了11.1%和8.8%,90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了50.5%和23.2% (P<0.05)。与U处理相比,90CRU处理大白菜氮素利用率提高了5.7个百分点,产量和净经济效益分别增加了7.8%和8.0%,但差异不显著。相关分析表明,土壤温度和湿度与NH₃和N₂O排放通量成线性正相关关系,由于基肥期土壤温度和湿度高于追肥期,因此基肥期NH₃和N₂O排放通量高于追肥期。土壤脲酶活性与NH₃排放通量间呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低其活性而显著降低了NH₃排放通量;土壤NO₃–-N含量和功能基因AOB-amoA和nirK数量与N₂O排放通量呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低上述指标而显著降低了N₂O排放通量。  【结论】  控释氮肥一次性基施在减少氮肥和劳动力投入、提高大白菜产量、经济效益与降低土壤NH₃和N₂O排放通量方面起到积极作用,为华北地区秋季大白菜种植提供了有效的氮肥管理方式。     

生物炭处理下干湿交替灌溉稻田活性氮气体排放特性

干湿交替灌溉具有节水稳产等优势,但也存在促进NH₃挥发和增加N₂O排放的风险。而生物炭具有改善土壤、蓄水保肥、降低温室气体排放等诸多正效应。为探究干湿交替灌溉条件下稻田活性氮气体排放(主要为NH₃和N₂O)对添加生物炭的响应机制,设置不同灌溉模式(淹灌和干湿交替灌溉)和生物炭用量(0和20 t/hm2)2个因素4个处理,通过2020和2021年大田原位试验,对稻田土壤环境、NH₃挥发、N₂O排放、植物氮素吸收和产量等进行了研究。结果表明,2 a间,干湿交替灌溉对水稻产量均未产生显著影响(P>0.05),但却显著增加了NH₃挥发(仅2020年)和N₂O排放(P<0.05),增幅分别达到8.9%和105.0%～115.0%;而添加生物炭显著降低了NH₃挥发(8.7%～20.5%)和N₂O排放(21.6%～24.2%)(P<0.05),减少9.0%～20.6...     

不同氮肥类型及配施壳聚糖对八宝景天修复镉污染土壤的强化效果

  【目的】  八宝景天 (Hylotelephium spectabile) 是研究最多的修复Cd污染土壤的植物之一,但还需进一步提高其修复效率以增加其实际应用价值。本研究比较分析了不同氮肥类型以及螯合剂对污染土壤上八宝景天Cd吸收转运的影响及其作用机制,以期为强化八宝景天Cd修复效率提供科学依据和技术支持。  【方法】  采用八宝景天进行了盆栽试验,供试土壤为采自四川绵竹的潴育水稻土和广西阳朔的棕色石灰土,两个土壤Cd含量均超过我国农田土壤污染风险筛选值。在氮磷钾肥料施用量一致的条件下,设置生理中性的碳酸氢铵 (NH₄HCO₃)、生理酸性氯化铵 (NH₄Cl)、生理碱性氨水 (NH₃·H₂O) 以及NH₄HCO₃配施壳聚糖4个处理。八宝景天生长20天后,测定根、茎、叶生物量和Cd含量,并测定了根际土壤pH、有效态Cd含量以及不同形态Cd含量。  【结果】  NH₄Cl较NH₄HCO₃处理降低了两种土壤根际pH,提高了有效态Cd含量。NH₄HCO₃配施壳聚糖处理对根际土壤酸化效果强于NH₄Cl处理,潴育水稻土和棕色石灰土两种土壤根际有效态Cd含量分别较NH₄Cl处理提高18.6%和15.5%。此外,与施用NH₄HCO₃相比,NH₄Cl提高了两种土壤水溶态和弱酸提取态Cd含量,而NH₄HCO₃配施壳聚糖处理虽使水溶态Cd含量增加,但由于壳聚糖与土壤中Cd形成稳定性较强的络合物,同时促进了八宝景天对弱酸提取态Cd的吸收,因此其根际弱酸提取态Cd含量无显著差异。NH₄HCO₃、NH₄Cl和NH₃·H₂O 3种氮肥类型对八宝景天生长和Cd吸收转运的促进作用无显著差别,而NH₄HCO₃配施壳聚糖则使八宝景天生物量较其他施氮处理显著提高了29.6%～79.8%,同时NH₄HCO₃配施壳聚糖对八宝景天Cd吸收转运的促进作用受土壤类型、理化性质和污染程度的影响,对棕色石灰土上八宝景天各部位Cd含量、生物富集系数和转运系数分别提高了16.0%～143.4%、45.8%～137.5%和25.3%～81.6%,而在潴育水稻土上促进作用均较小。  【结论】  在施氮量一致的情况下,施用生理酸性氮肥有利于促进八宝景天Cd吸收,肥料和壳聚糖配施可能是强化八宝景天Cd修复效率的有效措施。其强化效果在中性偏碱性土壤上好于在酸性土壤上。     

水稻种植年限对盐碱土壤性状的影响

为探明水稻种植年限对碱化土壤的改良效应,本研究在宁夏银北盐碱地区,以未开垦的土地为对照(CK),开展了种植水稻1 a(T₁)、3 a(T₃)、5 a(T₅)、8 a(T₈)4种种植年限对盐碱土壤含水量、密度、非毛管孔隙度、pH、全盐含量、碱化度、有机质的影响研究,并采用灰色关联度分析法进行评价。研究结果表明,随着种植年限的增加,土壤含水量、非毛管孔隙度及有机质含量这3个指标均呈逐年上升趋势;而土壤密度、pH、全盐含量及碱化度总体呈下降趋势,这4个指标均呈逐年下降趋势。灰色关联度分析结果表明,水稻种植年限对盐碱土的综合改良效应表现为T₈>T₅>T₃>T₁>CK。     

不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水分和耗水的影响

[目的]明确西北半干旱区不同覆盖材料对马铃薯土壤水分及耗水规律的影响,寻求旱作区保墒抑蒸及降低农田污染问题的最佳种植措施。[方法]于2021年设置了4种覆盖种植模式：生物可降解地膜覆盖(PM₁)、普通PE地膜覆盖(PM₂)、整秆带状覆盖(SM₁)和碎秆全覆盖(SM₂),以传统露地平作(CK)为对照,研究了不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水分、耗水及产量的影响。[结果]覆盖较CK能显著增加马铃薯全生育期土壤含水量5.7%～9.7%,且PM₁和PM₂处理均在淀粉积累期增墒幅度最大,而SM₁和SM₂处理均在块茎膨大期增幅最大;土层间,PM₁和SM₁处理均以120—180 cm土层增墒幅度最大,而PM₂和SM₂处理均以0—60 cm土层增幅最大。覆盖显著降低马铃薯全生育期耗水量5.1%～11.2%,降幅以PM₁处理最...     

生物炭与氮肥配施对土壤肥力及红枣产量、品质的影响

【目的】通过连续三年 (2013～2015 年) 田间试验,研究了生物炭与氮肥配施对华北平原枣区潮土土壤肥力及作物产量品质的影响,为华北平原枣区高效施肥和提高红枣产量品质及可持续发展提供理论依据。 【方法】以河南省濮阳市林科院田间试验为研究平台,15 年生扁核酸枣为供试材料,设置生物炭用量 4 个水平 (C₀、C₁、C₂、C₃,即 C 0、2.5、5、10 t/hm2)、氮肥用量 3 个水平 (N₁、N₂、N₃,即 N 300、450、600 kg/hm2),采用“4 × 3”完全方案设计,加上完全空白处理 CK (不施生物炭和氮肥),共计 13 个处理。在 9 月底红枣采收后,采集新鲜红枣测定其产量及品质,同时取 0—20 cm 土壤样品测定不同处理的土壤肥力。 【结果】1) 生物炭与氮肥配合施用,显著提高了土壤有机质、全氮、全磷和全钾的含量。同时也提高了土壤中速效氮、磷、钾的养分含量。土壤养分含量随着生物炭施用量的增加而增加。其中全氮和速效磷养分含量以 C₃N₃ 处理最高,与对照相比,分别增加了 80.28% 和 32.82%,全钾和全磷养分含量以 C₃N₁ 处理增加幅度最大,增幅分别为 55.3% 和 27.9%;C₃N₂ 处理的速效氮和速效钾含量最高,分别增加了 68.0% 和 41.0%。此外,培肥措施显著降低了土壤容重,C₃N₃ 处理的土壤容重最低,为 1.22 g/cm3,降低了 15.86%。2) 生物炭与氮肥配施总体上提高了红枣的总糖、维生素 C、可溶性固形物、蛋白质及氨基酸的含量,但仅氨基酸含量达到显著差异 (P < 0.05),其中C₃N₁处理较对照增加100%。3) 不同施肥处理提高了扁核酸红枣的产量,较对照提高 4.5%～26.9%,其中 C₃N₁ 处理增产效果最明显。 【结论】生物炭与氮肥配合施用,对华北平原枣区的土壤养分吸收、土壤质量和红枣产量及品质起到了积极作用,可作为改善该枣区红枣生产力和土壤肥力的一种有效措施。生物炭施入土壤后,提高土壤肥力的同时也可以减少化肥的投入。生物炭10 t/hm2配施,氮肥300 kg/hm2为该试验区最佳施肥量。