不同利用方式下土壤溶解性有机碳含量研究

溶解性有机碳含量在土壤有机质中所占的比例很小,但却是土壤有机质中最为重要和活跃的部分。分别选取安徽省芜湖市区附近4种土地利用方式下（农田、菜地、林地、荒地）的土壤为研究对象,研究了不同利用方式下土壤溶解性有机碳含量及其剖面分布规律,为了解溶解性有机碳在土壤生态系统碳循环中的作用,探讨土壤溶解性有机碳与土壤肥力及培肥措施的关系提供理论依据。结果表明：土壤溶解性有机碳含量在土壤表层最高,随着土层深度增加有明显减小的趋势。土地利用方式对土壤溶解性有机碳含量有明显影响,4种土地利用方式下土壤的溶解性有机碳含量有很大差异,大小顺序为农田>林地>菜地>荒地。这说明了土壤溶解性有机碳含量与土壤肥力有关,可以作为评价土壤肥力的生物学指标。     

土壤栽培中的二律背反与其解决

土壤中细菌、微生物分为两大类:一类是有利于土壤有机质矿化和腐殖质化的有益的细菌、真菌、微生物,如亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫杆菌属等;另一类是有害于植物正常生长、发育的细菌、真菌、微生物和各种病原菌、病毒。土壤栽培中,植物只有依靠各种有益的细菌、微物物将有机质转化为无机矿质营养,才能吸收利用。如有机质在有益细菌作用下转化为无机态氮;土壤中有机质可增加磷的有效性,在微生物作用下逐渐分解(矿化)为无机磷化合物,供植物吸收(或有机质经细菌分     

3种土壤有机碳含量的研究

为了研究土壤呼吸作用产生的CO2量,分别在校花房地、南区野生大豆地和瓦房店人造湿地采集9种不同利用方式的土壤进行了有机碳含量的测定和分析。结果表明：校花房冬小麦地平均有机质含量最高,达到了11.34g/kg,南区野生大豆地有机质含量为8.97g/kg,瓦房店人造湿地有机质含量最低为8.33g/kg。经过方差分析,校花房冬小麦地有机质含量极显著高于南区野生大豆地和瓦房店人造湿地的有机质含量;南区野生大豆地的有机质含量也极显著地高于瓦房店人造湿地的有机质含量。校花房的两期播种冬小麦的土壤有机质含量差异不显著。南区不施盐碱土的有机质含量极显著地高于施盐碱土的土壤有机质含量。瓦房店人造湿地的自然状态和芦苇的有机质含量极显著地高于对照、野生大豆地和水稻地的有机质含量。     

纳米碳肥料增效剂在晚稻上的应用效果初报

在南方双季稻地区,以不施肥和相同施氮量不添加纳米碳肥料增效剂的肥料为对照,研究了纳米碳肥料增效剂改良不同肥料对超级杂交晚稻丰源优299产量形成及氮素释放、氮素吸收利用特性的影响。结果表明:三种肥料品种在添加纳米碳肥料增效剂后,均能协调增加穗数、每穗颖花数、结实率以及千粒重而增产。同时增加纳米碳肥料增效剂后能减缓肥料释放速度,减少肥料流失,提高分蘖以后的稻株叶面积指数,提高干物质积累量,增强氮素吸收利用能力。     

免耕的固碳效应研究进展

免耕是一种保护性耕作,可显著地增强土壤的固碳能力。土壤有机碳的获得或者损失取决于生物或有机质剩余的碳增加量与作物收割、微生物化或者分解过程中的碳丢失量这二者的比率。农田耕地的废除恰好可以使作物残茬分解速率降低、土壤有机碳增加。而与土壤耕地有关的几个因素加速了残茬的分解。秸秆还田的手段通过微生物分解的方式提高了对损失碳的利用。免耕提高了农业可持续性能力和抵消人为因素的温室气体排放。总CO2释放量的50%发生在夏季。研究中CO2平均年释放数据表明NT释放量低于常规耕种系统,表层碳积累量明显高于常规耕种系统。除了提高土壤的固碳能力以外,免耕对土壤质量参数产生好的影响,改善了土壤结构,提高了土壤渗透率,减少了流失和侵蚀,这些提高很大程度上是土壤表层有机质积累的结果。文中指出,中国应加土壤固碳能力的研究,并适度的推广免耕政策。     

植物碳同位素分馏在水分利用效率研究中的应用

稳定碳同位素测量法不受时间、空间限制,测定过程简便准确,为了消除常规传统测定水分利用效率(WUE)方法中的缺陷,可将稳定碳同位素示踪技术引用于指示作物的WUE中。本研究综述了稳定碳同位素分馏的基本原理,从植物器官组织、气候因子和水分条件分析了稳定碳同位素分馏特征与WUE的关系和在植物抗旱节水育种上的应用。通过分析不同光合型植物稳定碳同位素分馏特征得出,WUE与碳同位素比值(δ¹³C)及碳同位素分辨率(Δ¹³C)具有相关性,植物不同部位器官的δ¹³C值均有差异,降雨量、光照强度和时长以及土壤水分都对植物δ¹³C值和WUE产生显著影响。因此,利用δ¹³C和Δ¹³C这两个稳定碳同位素指标能够更好地指示植物高WUE和抗旱性,可为提高植物WUE和选育抗旱性品种提供理论依据。     

土壤中钙与有机碳之间相互作用的研究进展与展望

土壤是植物赖以生存的物质基础,土壤中有机碳含量的高低决定着土壤肥力大小。为了给植物生长发育提供良好的物质条件,提高土壤有机碳含量很有必要。钙素不仅是植物生长发育所必需的营养元素,而且在对土壤有机碳的固持方面也有着至关重要的作用。所以,了解清楚钙素对土壤中有机碳进行固持的机制是很有必要的。通过查阅近年来国内外相关文献报道,分别详述了钙元素的主要植物生理作用、土壤中的主要存在形态以及钙元素与土壤中有机碳之间的相互作用等方面的研究进展。研究表明,钙与土壤有机碳含量存在显著的正相关关系,交换态和有机结合态钙能够影响SOC的积累与转化。同时,土壤中的矿质（无机）胶体通过钙和铁铝的键桥作用与有机质形成有机无机结合态腐殖质,钙离子可以在有机胶体和矿物表面形成离子桥,增强土壤的团粒结构性。然而,还存在一些土壤钙含量对土壤团聚性无明显影响或负面影响的报道。     

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,研究了长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。试验处理为：CK（不施任何肥）;NK（施氮钾肥）;NPK（施氮磷钾肥）;NK+PM（施氮钾肥＋猪粪）;NPK+RS（施氮磷钾肥＋稻草）。结果表明：红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主,施肥对活性有机质组分影响明显。连续种植25年水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。施肥能够提高土壤有机质、活性有机质各组份的含量和碳库管理指数,CMI以NPK+RS处理上升最大,NK处理最小,说明有机-无机肥配施对活性有机质组分影响较单施化肥更明显。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。CMI是评价施肥制度对土壤质量影响的良好指标。     

蚯蚓对土壤碳氮循环的影响及其作用机理研究进展

蚯蚓是一种大型的土壤动物,在土壤碳氮循环中起着重要作用。从植被生产力、有机质的矿化分解、生物利用等方面总结了蚯蚓在土壤碳循环和氮循环中的影响及其作用的内在机理,蚯蚓通过对土壤的取食、钻孔,以及自身代谢产生的粪便和分泌物提高了植被生产力、增加了土壤碳库存量和土壤—大气碳通量、增加了生物固氮作用、加速了凋落物的碎屑和分解、加速了土壤氮素的矿化和反硝化作用的进行、减少了土壤氮的淋失,提出了蚯蚓在稻田生态系统的应用前景,为培肥土壤和土壤的可持续性利用提供理论依据和指导意义。

     

天津市农田生态系统碳收支年际变化研究

利用2010—2020年天津农田生态系统主要农作物产量、常用耕地面积、有效灌溉面积、化肥施用量、农药、农膜、柴油使用量等统计数据，估算了天津农田生态系统碳吸收、碳排放情况，以期为天津农田固碳减排提供参考和数据支持。结果表明：2010—2020年天津农田生态系统碳吸收总量相对稳定，年均434万t。粮食作物中玉米和小麦的碳吸收量占比最高，且整体上均呈平缓增长趋势。农田碳排放总量逐年降低，由2010年的32.88万t降到2020年的14.25万t，总降幅约57%。各碳排放源中，化肥的碳排放占比最高，且基本上逐年降低。柴油和农膜是仅次于化肥的排放源，碳排放量均逐年降低。天津农田生态系统的碳吸收明显大于碳排放，具有较强的碳汇功能，净碳汇的年度变化不明显，年均408万t。     

聚酰胺树脂对箬叶黄酮碳苷分离效果的研究

为提高箬叶的药用价值,本文通过高效液相色谱（HPLC）法分析荭草苷、异荭草苷、牡荆苷、异牡荆苷等箬叶中主要黄酮碳苷的含量,采用梯度洗脱法,考察了聚酰胺树脂分离纯化这4种黄酮碳苷的效果。结果表明：采用30~60目聚酰胺树脂,经乙醇-水初步梯度洗脱后,4种黄酮碳苷在30%和50%乙醇洗脱剂中基本洗脱完全;采用80~100目聚酰胺树脂,经乙酸乙酯-乙醇-水的进一步梯度洗脱后,总黄酮的含量为94.69%,纯化倍数为16.3;4种黄酮碳苷纯化倍数超过25倍,回收率达91%以上。研究结果可为箬叶黄酮碳苷的进一步利用提供参考。     

华北平原主要作物生产的碳效率研究初报

提高农作物生产的碳效率是实现低碳农业的重要途径之一。为探明农业生产中的碳效率,本文以河北吴桥县为例,基于农户生产调查数据,利用投入产出法,对华北平原冬小麦、夏玉米和棉花3种主要作物生产的碳投入、碳产出和碳效率进行了评价。结果表明,冬小麦、夏玉米和棉花生产的碳投入总量分别为943.47±225.14、525.74±134.73和513.60±138.94 kg CE km^-2,其中化肥和电能占总量的大部分,分别约占60%和25%。3种作物碳的产出总量分别为8 430.70±774.45、7 194.50± 754.58和5 486.00±547.69 kg CE hm^-2,其中秸秆约占总量的50%,经济产量约占34%,根约占17%。冬小麦、夏玉米和棉花碳的生产效率分别为7.95±2.55、15.90±4.34和7.60±2.92 kg kg^-1 CE,碳的经济效率分别为13.28±4.56、21.47±5.86和76.70±29.45 CHY kg^-1 CE,碳的生态效率分别为9.59±3.07、14.57±3.98和11.69±4.49 kg C kg^-1 CE,作物间的碳效率差异显著,初步表明在华北平原,夏玉米生产的碳综合效率最高,棉花次之,冬小麦最低。     

稳定性碳同位素在揭示环境变化中的应用

植物组织中的稳定性碳同位素组成（d13C）整合记录了气候因子和影响植物碳同化以及气孔导度的生理因子的相关信息。应用稳定碳同位素技术可以揭示环境变化中的一些相关信息。本文回顾了不同的环境因子和植物d13C的关系,以及这些关系在气候变化研究中的应用,同时进一步讨论了这项技术在重建历史气候和预测未来气候变化中的作用。     

退化草地碳动态及固碳潜力

草地是陆地生态系统中最重要的生态系统之一,在维持陆地碳平衡,减缓气候变化中起着重要作用。笔者论述了草地退化的驱动因子及草地退化中的碳变化效应。从草地生态系统中植物生长和土壤性质2个方面分析了土壤固碳潜力与机制,并结合国内外研究动态,提出未来草地的主要研究方向。     

过碳酰胺对红壤pH、活性铝含量及玉米幼苗生长的影响

过碳酰胺是一种新型精细化工品,也是一种新型氮肥,在国外已得到广泛的应用和开发,而中国对其开发和应用刚刚起步。研究了南方3种酸性土壤中施入过碳酰胺后,对土壤pH值变化、铝元素活性及玉米幼苗生长的影响。静态试验结果表明：对3种酸性红壤施用不同浓度过碳酰胺,其pH值在短期内都随着施入过碳酰胺浓度的增大而急剧上升,交换性铝含量随着施用过碳酰胺浓度的增大而急剧下降。动态试验表明,施用过碳酰胺后,土壤pH值上升的现象是短期的,pH值达到最大值后缓慢下降,而土壤中铝元素的有效性与土壤pH的变化趋势呈显著负相关。植物实验表明,短期内,经过碳酰胺处理的玉米幼苗主根明显缩短,侧根生长受到抑制,并且其玉米铝毒明显重于不经过碳酰胺处理的玉米,被玉米吸收的铝主要分布在玉米的地下部分（即根内）,只有较少的铝被转移到地上部分。     

烟草碳、氮代谢及氮肥施用对烟草产量和品质的影响

烟草是中国一种重要的经济作物,而氮是植物必需的矿质养分,研究烟草碳氮代谢规律,对指导烟草的生产具有重要的作用。本文综述了近几年有关烟草碳氮代谢的研究进展及氮肥施用与烟草品质的影响,分析了不同氮肥品种及施氮方式与烟草植株钾、钙、磷吸收和烟草品质的关系。     

不同利用方式下棕壤及其各级微团聚体中微生物量碳、氮的变化

采用熏蒸-提取法研究了耕地、园地、林地三种利用方式下棕壤及其各级微团聚体中微生物量碳、氮的变化。研究结果表明：（1）不同利用方式下棕壤微生物量碳、氮的变化趋势均为<10μm微团聚体>原土>10~50μm微团聚体>50~250μm微团聚体,且经方差分析可知,除原土与10~50μm微团聚体中微生物量氮含量差异不显著外,均达到显著或极显著水平。不同利用方式之间微生物量碳、氮含量为林地>园地>耕地,土地利用方式对微生物量碳、氮含量有极显著的影响。（2）微生物量碳/有机碳、微生物量氮/全氮的比值表现为原土及<10μm、10~50μm微团聚体中均为林地最低,不同利用方式下土壤有机质输入的质的差别造成了这一结果。     

冬种黑麦草对6种稻田土壤微生物量碳、氮的影响

利用氯仿熏蒸浸提法研究了南方双季稻区6种母质发育的土壤种植黑麦草(Lolium multiflroum Lam.)作为冬季覆盖作物对土壤微生物量碳、氮周年动态的影响。结果表明：土壤类型对微生物量碳、氮影响显著（P＜0.05)。其中板页岩土壤微生物量碳含量最高,为450.8mg kg-1;河沙泥微生物量最低,为60.8 mg kg-1,由大到小排列为：板页岩＞紫土＞花岗岩＞红壤＞石灰岩＞河沙泥。不同取样时期内土壤微生物性状有显著差异（P＜0.05),种植黑麦草各处理比对照（冬闲）显著提高了土壤有机质含量和微生物量碳、氮。所有处理表现出相似的微生物量周年变化趋势：水稻成熟期高于分蘖期（P＜0.05),晚稻生长季节大于早稻季节。土壤微生物量受土壤类型、土壤营养元素含量和种植制度的综合影响,微生物活动与作物生长有关。冬季种植黑麦草可显著提高土壤有机质含量和微生物量（P＜0.05),在有机质分解快、有效养分含量低的土壤中效果更显著。     

洞庭湖湿地草地不同利用方式对土壤碳储量的影响

为研究不同利用方式对湿地草地土壤有机碳储量的影响,通过不同时段的土壤剖面有机碳含量的测定数据,分析不同利用方式下土壤碳储量的变化。结果表明：苔草地营造杨树林,对土壤有机碳储量的影响是一个骤变过程,可以引起土壤40 cm甚至以下土层有机碳的损失;造林8年后,原来储存在土壤中的有机碳损失了33.89 t/hm2;每年取走地上产品对土壤有机碳储量的影响是一个逐渐变化的过程,主要影响土壤表层尤其是0~10 cm深土壤碳的积累量,与未受人为干扰的苔草地相比,8年内土壤有机碳的积累量只少1.95 t/hm2。不论何种人为利用方式都减少了湿地草地土壤有机碳的积累量。     

C4高效光合基因在C3植物中的应用研究进展

高等植物按C的同化反应不同可分为C3、C4和CAM途径。C4植物在长期的进化过程中形成了特有的高效光合基因,使得C4植物在高光强、高温和高氧分压条件下具有较C3植物更高的光合速率。利用转基因技术,将C4高光效基因导入C3植物,提高作物产量,是世界主要农作物育种研究的一个热点。本文综述了C4碳同化途径的特点及其在农作物改良中的应用,并介绍了C4高光效基因对转基因C3植物生理生化和光合作用的影响,探讨了向C3植物中转入C4高光效基因的可能性。