山西省玉米根际固氮特性研究

玉米根际固氮活性随品种和生态条件的不同而变化，在山西土壤气候条件下，测试品种中有９１．７％具有固氮活性，变异系数为６２．８％，固氮高出现在抽雄期，大约每公顷年固氮量８．１ｋｇ。在一定条件下，秸秆覆盖栽培，增施有机肥、磷肥、少量氮肥以及人工接种均有利于提高玉米根际的固氮作用。     

玉米田间根际微区钾养分状况的研究

选取１５年长期定位试验的ＣＫ、ＮＰ与ＮＰＫ等３个处理小区,用自制的根箱埋入田间进行研究。结果表明,生长３０天时,ＣＫ和ＮＰＫ处理在距表根１～２ｍｍ处出现了钾的富集,ＮＰ处理则处于亏缺;生长６０天时,３个处理均处于亏缺状态,亏缺区和亏缺率明显比３０天时变宽和加大。     

玉米根际土壤中不同重金属的形态变化

采用根垫法研究了不同生长时期的玉米根际土壤中铜、镉、铅、锌和铬的形态变化。结果表明 ,玉米生长 1 0 0d内不同重金属的形态变化有显著差别。交换态铜 ,碳酸盐态铜和锌 ,铁锰态铜、铅和铬 ,有机态铜、铅和铬都有明显变化。在 1 0 0d生长期间 ,不同重金属在根际土壤中的相对变化有较大幅度的波动。植物吸收主要影响根际土壤交换态铜和碳酸盐态铜和锌的变化 ,对镉和铅形态变化影响不大。     

氮肥施用对玉米根际呼吸温度敏感性的影响

为研究氮肥施用对玉米根际呼吸和土壤基础呼吸温度敏感性的影响,采用动态密闭气室红外CO2分析法,于2010年进行田间试验,该试验设4个处理：裸地不施氮肥（CK）、裸地施氮肥（CK-N）、种植玉米不施加氮肥（M）、种植玉米施加氮肥（M-N）,观测玉米田土壤呼吸各组分的日变化规律,同时观测土壤温度、气温等环境因子。结果表明,不种植玉米处理（CK和CK-N）土壤呼吸速率（土壤基础呼吸）为0.57～1.23μmol·m-2·s-1,施加氮肥对土壤基础呼吸没有显著影响;种植玉米条件下,施氮处理（M-N）的季节平均土壤呼吸速率为3.14μmol·m-2·s-1,显著高于不施氮处理（M）,增幅达31.9%。CK和CK-N处理的土壤基础呼吸温度敏感系数Q10分别为1.20、1.25,而不施氮和施氮条件下玉米根际呼吸的Q10值则分别为1.27、1.49。施加氮肥导致玉米根际呼吸温度敏感性明显增强（Q10值增大）,而土壤基础呼吸的温度敏感性则无明显变化,两种效应的叠加使得种植玉米土壤的总呼吸速率温度敏感性明显增加。     

施肥对I-107杨树人工林土壤根际效应的影响

 通过研究施用有机肥、化学肥料和生物菌肥对I-107杨树人工林根际和非根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响,分析土壤酶活性与土壤微生物数量的关系。研究结果表明:不同种类肥料使用后3个月,林地根际土壤和非根际土壤微生物总量均有显著增长,其中有机肥处理土壤微生物数量增长幅度最大,菌肥处理最小。施肥处理显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性,但尿素和菌肥处理土壤多酚氧化酶活性降低。施用有机肥处理对土壤微生物和土壤酶根际效应值影响最明显,菌肥处理影响最小。尿素处理土壤pH值高于对照,有机肥和菌肥处理小于对照,但不同处理间土壤pH值的根际效应值差异性不明显。土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在一定的相关性,其中:土壤脲酶活性与好气性纤维素分解菌之间、土壤碱性磷酸酶活性与氨化细菌、真菌、放线菌、亚硝酸细菌之间,土壤过氧化氢酶与好气性纤维素分解菌、真菌、放线菌之间相关性显著。     

磷供应对玉米根际微生物碳源利用和功能多样性的影响

磷有效性能够改变根分泌物的组成和数量,调节土壤微生物的群落结构和多样性,但磷添加如何影响土壤微生物碳源利用和功能多样性尚不清楚。本研究通过盆栽土培试验,设置2个磷处理[低磷5.7 mg(P)?kg?1和高磷200 mg(P)?kg?1],以生长35 d的玉米根际土壤为研究对象,采用Biolog微平板法,分别在培养后240 h内每隔24 h检测具有31种不同碳源的微孔溶液颜色变化,揭示磷供应对玉米根际微生物碳源利用模式和功能多样性的影响。结果表明:随着培养时间的延长,土壤微生物对土壤碳源的利用呈现增加的趋势,直至碳源消耗殆尽;高磷供应显著增加了玉米根际土壤微生物群落平均颜色变化率(average well color development,AWCD),提高了对糖类及其衍生物、氨基酸和代谢产物的利用,但没有显著提高对脂肪酸和脂类的利用;在培养前72 h内,高磷供应显著增加了玉米根际微生物多样性指数、优势度指数和均匀度指数,但培养72 h后,磷供应对其没有显著的影响。主成分分析结果表明,提取的前3个主成分解释了75.15%的碳源利用,高磷和低磷处理具有显著不同的土壤微生物碳源利用模式。总之,糖类及其衍生物、氨基酸和代谢产物是玉米根际土壤微生物利用的主要碳源,短期磷添加能够显著增加土壤微生物对碳源的利用,在一定程度上能够提高土壤微生物群落功能多样性。     

玉米根际土壤芽胞杆菌的多样性

为了解玉米(Zea mays)不同品种根际芽胞杆菌种群多样性信息,本研究采用稀释平板法,对10个玉米品种根际的芽胞杆菌进行了分离,并对其进行16S r RNA序列分析。结果表明,从10个玉米品种根际共分离到69个形态差异的芽胞杆菌菌株;16S r RNA序列分析表明,69个菌株鉴定为23个种,归属于3个属,芽胞杆菌属(Bacillus)、赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus)和嗜冷芽胞杆菌属(Psychrobacillus),其中芽胞杆菌属的种类和数量最多。玉米不同品种根际的芽胞杆菌的种类数量不同,QB662×QB2219和QB1013×QB446根际分离到的芽胞杆菌种类最多,均为8种;J106×QB572的芽胞杆菌菌落含量最高。玉米根际的优势种群主要为嗜气芽胞杆菌(B.aerophilus)、阿氏芽胞杆菌(B.aryabhattai)、简单芽胞杆菌(B.simplex)和苏云金芽胞杆菌(B.thuringiensis),其他芽胞杆菌种类仅在一种或少数的玉米品种出现。QB662×QB2219根际的芽胞杆菌种类香农-威纳(Shannon-Wiener)指数(H)最大;QB948×QB48根际的芽胞杆菌种群香农-威纳多样性指数次之,但均匀度指数最高;J106×QB572的多样性指数和均匀度指数皆最低。菌株FJAT-17411、FJAT-17472、FJAT-17430和FJAT-17442与Gen Bank中已报道16S r RNA基因序列的相似性为97%~98%,可能为芽胞杆菌的新种。本研究结果表明,玉米根际具有较为丰富的芽胞杆菌种群多样性,并存在一些潜在的新的微生物菌种资源。本研究对芽胞杆菌资源的开发和利用提供良好的实验材料和理论基础。     

绿肥压青对南方春玉米根际土壤肥力的影响

采用黑麦草、毛叶苕子、紫云英3种绿肥材料进行玉米地压青试验,研究了绿肥压青对南方春玉米根际土壤肥力的影响.结果表明,与无绿肥压青比较,3种绿肥压青对春玉米根际土壤速效养分和有机质含量均有提高效应,其中黑麦草和毛叶苕子的增效最为显著;对玉米根际土壤速效养分而言,毛叶苕子增效好于黑麦草;就有机质而言,黑麦草和毛叶苕子增效相当.研究表明毛叶苕子和黑麦草可作为南方春玉米前茬地的优势绿肥品种.     

施氮对小麦根-土界面磷迁移及根际磷素组分变化特征的影响

植物根系养分吸收性能与土壤养分、水分、pH值和温度等环境条件有着密切的关系,同时又影响着近根微区(根际)土壤中养分的迁移和有效性.土壤中磷素在土壤中的迁移和吸收直接与土壤性质有关.     

根-土界面的微生态过程与有机污染物的环境行为研究

土壤-植物系统是地球生态系统中与人类生存与健康关系最为密切的亚系统。该系统中有机污染物的运移必须历经根-土界面多层次的微生态过程的控制。这些微生态过程涉及到系统中许多生物、生物化学和物理化学反应机理,与土壤中污染物迁移转化及其归宿等环境行为具有密切的关系。理解这些微生态过程及其对有机污染物环境行为的影响,对提高作物生长、改善土壤环境质量和提高农产品品质安全具有直接的理论和实践指导意义。     

兽药磺胺间甲氧嘧啶对土壤呼吸及酶活性的影响

为评价兽药污染对土壤生态环境造成的潜在环境风险,采用室内培养的方法,研究了兽药抗生素磺胺间甲氧嘧啶对黄潮土土壤微生物呼吸及土壤酶活性的影响。结果表明,磺胺间甲氧嘧啶可显著影响土壤呼吸强度,抑制率和激活率分别可达72%和254%,药物对土壤酶活性的影响小于其对土壤呼吸强度的影响。在添加磺胺间甲氧嘧啶的前11 d,其对脲酶活性的影响主要以抑制作用为主;药物对蔗糖酶活性的影响较为明显,最大抑制和激活率可分别达到18%和30%;磺胺间甲氧嘧啶作用于过氧化氢酶和磷酸酶主要表现为激活效应,最大激活率分别为17%和25%。在试验浓度范围内,土壤微生物呼吸及酶活性的抑制率或激活率呈现一定的波动性。     

盐碱土改良材料对草甸盐土理化性质与玉米生产效益的影响

选取河西走廊的草甸盐土区域,进行了盐碱土改良材料对草甸盐土理化性质和玉米产量及经济效益的影响研究。结果表明,复合型盐碱土改良材料因素间最佳组合为:A2B3C3D1E2(硫酸铝800g,硫磺900g,石膏4 500g,糠醛渣800g,聚乙稀二醇60g)。盐碱土改良材料施用量与草甸盐土总孔隙度、团粒结构、自然含水量、脱盐率呈正相关,与容重、pH值、EC和全盐含量呈负相关。盐碱土改良材料由0.61t/hm2,增加到1.22和1.85t/hm2,玉米幼苗生长发育、玉米的植物学性状随着改良材料施用量的增大呈上升趋势。盐碱土改良材料施用量由0.61t/hm2,增加到1.22和1.85t/hm2时,玉米经济性状和产量随着盐碱土改良材料施用量的增加而增加。当盐碱土改良材料用量超过1.85t/hm2时,玉米经济性状和产量随着盐碱土改良材料施用量的增加而降低。盐碱土改良材料施用量为1.85t/hm2时,边际产值、边际利润、增产值、利润、产投比达到最大值。盐碱土改良材料适宜用量为1.83t/hm2时,玉米的预测产量为6.29t/hm2,计算结果与田间试验处理4结果相吻合。     

玉米秸秆深还剂量对土壤水分的影响

针对目前秸秆浅旋和直接翻压还田存在的问题,设计了秸秆机械化集中深还田试验,为探讨秸秆集中还田后不同时期的土壤水分分布状况,对不同部位的土壤水分进行了周年监测,结果显示:秸秆集中的部位与玉米播种部位隔开适宜的距离,秸秆还田形成的大孔隙将不会影响玉米的正常生长,秸秆还田的第一年,秸秆处于强吸水阶段,秸秆集中部位的土壤含水量随秸秆剂量的加大而降低、秸秆深还第二年,秸秆仍处于吸水状态,其趋势与第一年类似,但降低的幅度比第一年小;随着秸秆腐解,土壤与秸秆之间的含水量趋近于平衡,其蓄水与供水功能逐渐显现。秸秆深还后土壤水分运动始终处于饱和状态,因此应根据土壤与秸秆的水分状况实施机械化深还,以使秸秆与土壤的水分尽快融合,真正达到保水保肥的目的。     

大豆生长期间的土壤呼吸

Soil respiration induced by soybean cultivation over its entire growing season and the factors influencing soil respiration were investigated to examine the seasonal pattern of soil respiration induced by soybean cultivation, explore soybean growth and photosynthesis on soil respiration, and determine the temperature dependence on soil respiration. Soil respiration in a pot experiment with and without soybean plants was sampled using the static chamber method and measured using gas chromatograph. Air temperature was a dominant factor controlling soil respiration rate in unplanted soil. Additionally, rhizosphere respiration comprised 62% to 98% of the soil respiration rate in the soybean-planted soil varying with the soybean growth stages. Harvesting aerial parts of soybean plant caused an immediate drop in the soil respiration rate at that stage. After harvesting the aerial parts of the soybean plant, a highly significant correlation between soil respiration rate and air temperature was found at the flowering stage （P 〈 0.01）, the pod stage （P 〈 0.01）, and the seed-filling stage （P 〈 0.05）. Thus, rhizosphere respiration during the soybean-growing period not only made a great contribution to soil respiration, but also determined the seasonal variation pattern of the soll respiration rate.     

氮磷肥对黑土玉米农田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响

通过田间氮磷肥配施试验研究了氮磷配施对黑土玉米农田生态系统玉米不同生育时期微生物量碳、氮的影响。微生物量随玉米不同生育期的动态变化表明,氮磷肥对微生物量碳和微生物量氮的动态影响并不同步,微生物量碳和微生物量氮变化最显著的时期均是授粉期,但此时微生物量碳是最低的谷值,而微生物量氮是最高的峰值。不同氮磷配比对微生物量碳影响的回归分析表明,氮肥是影响微生物量碳的主导因素,无论是适量施用还是过量施用都是氮肥对微生物量碳的影响较大。不同氮磷配比对微生物量氮影响的回归分析表明,过量氮肥的施用减少了土壤微生物量氮的含量。磷肥无论高量和低量均能增加微生物量氮的含量,但随着施用量的增加对微生物量氮的正效应减小。氮磷配合施用可增加土壤的微生物量氮,由此可见无论单施氮肥还是单施磷肥,过量施用对微生物量氮的增加都是不利的,只有氮磷配合施用才是增加土壤微生物量氮的有效途径。     

乐果与Cd2＋复合污染对土壤微生物生态效应研究

土壤微生物数量及土壤酶活性是描述土壤的重要生物学指标。在实验室控制条件下,研究了农药乐果、Cd2＋单一污染及乐果与Cd2＋复合污染对土壤3大类群微生物数量和主要土壤酶活性的影响。结果表明,Cd2＋和乐果复合处理对土壤中微生物生长存在着明显的拮抗作用,复合抑制效应顺序为放线菌〉真菌〉细菌;而对土壤酶活性均有明显的协同作用,复合抑制效应顺序为蛋白酶〉蔗糖酶〉脲酶。单一污染时,100mg·kg-1乐果的处理可不同程度地抑制这些生物学指标,其中对土壤微生物数量的抑制效应顺序为真菌〉放线菌〉细菌,对土壤酶活性的抑制效应顺序与乐果和Cd2＋复合污染顺序一致;50mg·kg-1浓度的乐果对这些指标几乎无影响。     

玉米秸秆整株深埋还田技术研究

介绍在小麦、玉米一年两熟条件下,玉米秸秆直接还田的一种全新方法——玉米秸秆整株深埋还田技术(以下简称玉米整株还田),所需配套机具及操作工艺、技术要点和3年的试验结果。研究结果表明整株还田,秸秆经过一年的腐解,腐解率达90%以上,土壤有机质年均增加0.11%。玉米整株还田耕深20cm,秸秆在土壤8cm深度以下秸秆覆盖率达95%以上,能够保证冬小麦播种质量,小麦播种出苗后基本苗及分蘖测定分别比粉碎还田(对照)增加23株和0.2个。小麦生育期干物质和千粒重分别增加8.95%和1.33%,小麦产量提高3.81%,比秸秆堆沤还田和粉碎还田投入分别减少65.7%和50%。玉米整株还田具有省工、省力、省时、节能、增产增收的良好效果。目前已在河北省栾城县大面积推广应用     

马铃薯淀粉渣对土壤保肥特性及玉米幼苗生长的影响

[目的]探究马铃薯淀粉渣对土壤保肥特性及玉米幼苗生长的影响,为马铃薯淀粉渣的利用提供依据。[方法]采用室内人工气候箱模拟自然环境和用淋洗管模拟田间淋洗的方法,测定沙壤土中施入0,1.00,5.00,10.00,20.00,30.00g/kg的马铃薯淀粉渣对土壤容重、土壤总孔隙度、土壤含水量;土壤淋洗出的硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量及玉米幼苗株高、茎粗和干鲜重等指标。[结果]马铃薯淀粉渣施用量为30g/kg时,土壤容重降幅达7.24%,土壤总孔隙度、土壤含水量升幅分别为10.15%,21.25%;土壤淋洗出的硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾含量降幅分别为97.13%,91.03%,63.85%和66.4%;玉米幼苗株高较对照降低8.90%,茎粗较对照增加25.53%,幼苗的干、鲜重分别比对照提高13.47%,15.79%。[结论]马铃薯淀粉渣施用量为30.00g/kg时,改善了土壤理化性状,增强了保肥能力,明显促进玉米幼苗干物质的积累。     

红壤土区麦茬地免耕种玉米的效应研究

红壤土区麦茬地免耕种玉米 ,有利提高土壤温度 ;促进土壤养分的转化和吸收 ;抑制杂草生长 ;提高玉米出苗率 ,促进幼苗生长 ,改善玉米穗部性状 ,增加产量和产值 ;节省劳力投入。