长期氮肥施用对农田黑土NLFA与PLFA特性的影响

以不施肥与休闲处理为对照,通过对土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFA）、中性磷脂脂肪酸（NLFA）、NLFA/PLFA比值及各菌群特定PLFA比值的测定,研究不同氮肥处理条件下东北黑土微生物群落变化规律.PLFA测定结果表明,氮磷配施能促进土壤微生物生长;氮磷钾配施未表现出促进土壤微生物生长的作用;单施氮肥处理因有效磷等养分过度消耗而抑制真菌生长.不同菌群之间PLFA比值表明,真菌较细菌更能适应养分贫瘠条件,而氮肥与磷肥的施入则能促进细菌生物量增加.不同氮肥处理NLFA含量及个别NLFA/PLFA比值存在较大差异,可用来说明土壤微生物生理状态和土壤养分水平.     

长期施肥对黑土水溶性碳含量和碳矿化的影响

以农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站长期定位试验为平台,研究了长期施肥对黑土水溶性碳（WSOC）和矿化碳的影响。结果表明,施肥对土壤WSOC的含量有很大影响,比较而言,单施化肥对WSOC含量无明显影响,而施加有机肥可使黑土WSOC含量增加。土壤对水溶性有机碳的吸附量与平衡前水溶性有机碳的浓度显著相关。有机肥与无机肥料配施可以提高土壤矿化碳含量。     

长期定位施氮肥对保护地土壤钙素分布的影响

利用长期定位试验系统地研究了单施氮肥和氮肥+有机肥配施对土壤钙素分布的影响。结果表明：单施氮肥和氮肥+有机肥配施处理土壤全钙和水溶性钙含量分布均为0 ~ 20 cm＞20 ~ 40 cm土层,而吸附性钙素含量分布为0 ~ 20 cm＜20 ~ 40 cm土层。单施氮肥处理两土层土壤水溶性钙含量均高于氮肥+有机肥配施处理,而全钙和吸附性钙素含量均低于配施处理。单施氮肥处理土壤不同粒级全钙含量分布均为：（＜0.1 mm）＞0.1 ~ 0.2 mm＞0.2 ~ 0.5 mm＞0.5 ~ 1 mm,氮肥+有机肥配施处理为：（＜0.1 mm）＞0.5 ~ 1 mm＞0.1 ~ 0.2 mm＞0.2 ~ 0.5 mm。两组处理土壤各粒级水溶性钙和吸附性钙含量分布均为：（＜0.1 mm）＞0.1 ~ 0.2 mm＞0.2 ~ 0.5 mm＞0.5 ~ 1 mm。     

长期偏施氮肥对桑园土壤氨氧化微生物的影响

氮肥能够影响土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的丰度和种群结构.利用实时荧光定量PCR(RT-PCR)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究不同氮肥施用年限(4年,4Y;17年,17Y;32年,32Y;0年,0Y)桑园土壤氨氧化微生物丰度及种群结构变化.结果发现,长期施用氮肥导致桑园土壤酸化,与4Y...     

大豆与玉米根部土壤水溶性有机物的荧光特性比较研究

利用三维荧光光谱技术表征大豆和玉米根部土壤水溶性有机物(WEOM)的组成和结构特征.结果表明:大豆根部土壤水溶性有机碳的含量及其占土壤总有机碳的比例分别为25.72 mg/kg和0.2％,高于玉米根部土壤的16.96mg/kg和0.13％;但WEOM的比紫外吸收值为2.47 L/(mg·m),低于玉米根部土壤的4.72 L/(mg·m).大豆根部土壤WEOM中的类色氨酸蛋白质、类富里酸、类微生物代谢产物和类富里酸物质的区域积分值都高于玉米根部土壤,但类酪氨酸蛋白质稍低.大豆根部土壤WEOM中类酪氨酸蛋白质和类色氨酸蛋白质占的比例明显低于玉米田土壤,但类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸的比例却明显高于玉米田土壤.大豆根部土壤微生物源的WEOM量高于玉米根部土壤.玉米根部土壤WEOM的类酪氨酸蛋白质、类色氨酸蛋白质和类腐殖酸物质的芳香度及分子量均大于大豆根部土壤,但类富里酸物质的芳香度和分子量则较低.研究结果说明,三维荧光光谱分析技术可用于大豆和玉米根部土壤WEOM的组成和结构分析,对研究营养物质和有毒污染物在根部土壤的环境行为能够提供理论依据.     

多阶段生活垃圾接种堆肥水溶性有机物荧光特性表征研究

为提高堆肥效率,采取多阶段接种技术(MSIC)进行城市生活垃圾堆肥实验,并运用荧光分析技术,对不同堆肥阶段样品提取出的水溶性有机物(DOM)的变化进行跟踪分析。荧光同步光谱分析显示:堆肥过程中类蛋白峰发生红移,且在堆肥后期出现了类腐殖质峰,且类腐殖质荧光峰与类蛋白荧光峰荧光强度的比值I360/I280不断增大,T2处理增长幅度最大。发射光谱分析显示:254 nm激发波长下发射光谱中后1/4波段与前1/4波段的荧光强度积分面积之比A435~480/A300~345、465 nm激发波长下发射光谱中470~640 nm范围内荧光积分面积A470~640均不断增大,表明堆肥腐殖化程度不断增强,且T2处理在堆肥各阶段腐殖化程度均高于其他处理,T2处理物质结构最为复杂,腐殖化程度达到最高。三维荧光光谱显示:随着堆肥的进行,与蛋白质类物质有关的类蛋白峰荧光强度持续降低,而与腐殖质类物质产生的类富里酸荧光峰强度却不断增强;紫外区与可见区类富里酸峰荧光强度的比值r(A,C)随着堆肥的进行总体呈下降趋势;T2处理DOM中有机成分发生最为显著的变化,各阶段类蛋白荧光峰的发射波长明显发生红移,并且紫外、可见区域内类富里酸荧光强度明显高于其他处理,促进堆肥DOM中类富里酸物质数量的积累。结果表明:MSIC能够有效促进堆肥腐殖化进程,提高堆肥效率,是一种更加优良的堆肥技术。     

长期秸秆掩埋配施氮肥对土壤细菌群落特征的影响

为揭示典型潮土微生物群落及其生态网络对秸秆还田的响应机制,选择长期小麦-玉米轮作下不同秸秆还田处理的试验地为对象,应用高通量测序和生态网络等方法,阐明秸秆掩埋配施不同氮肥后土壤细菌群落组成、细菌网络共存关系以及与土壤养分的关联。结果表明：（1）与秸秆移除且不施氮肥处理相比,秸秆还田配合常规施肥处理显著降低土壤pH,提高了土壤全氮、有机碳、有效磷、速效钾和硝态氮含量（P < 0.05）。秸秆掩埋配施氮肥有利于增加土壤养分含量。（2）不同秸秆还田方式和氮肥施用量处理的细菌Alpha多样性无显著差异,而细菌群落结构差异显著。pH、SOC和TN等因子驱动了细菌群落结构变异。酸杆菌门、变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门是潮土细菌群落的主要优势菌门。（3）共现网络分析得到4个主要的生态集群,均与土壤养分有显著相关性。模块1中物种丰度与SOC、TN、TP、NO3- -N、AP和AK呈极显著负相关（P < 0.001）,与pH呈极显著正相关（P < 0.001）;模块2和模块3中物种丰度与大部分养分含量呈正相关,与pH呈负相关。因此秸秆还田配施氮肥可以通过调节细菌互作关系,从而调控土壤肥力。研究结果可为秸秆的资源化利用和土壤施肥管理提供科学依据。     

长期施肥对黑土磷素的影响

A twelve-year field trial was carried out to determine the impact of long-term fertilization on phosphorus (P) distribution in the soil profile, P balance, and the transformation and availability of soil P in a black soil (Phaeozem, FAO). Under a wheat-soybean-corn rotation, during twelve years where no fertilizer was applied, crops removed 60 and 81 mg P kg^-1 soil in the control and NK treatment, respectively. About one third of the P absorbed by crops was originated from organic P. Ca2-P, Ca8-P, Al-P and Fe-P were the main forms of inorganic P absorbed by crops. The surplus P from fertilization remained in the 0-20 cm soil layer and increased with the application rate of P. The combined application of NP or NPK increased available P to a lesser extent than the combined application of PK. Fertilizer P had mainly transformed to the Al-P, Fe-P, Ca2-P, and Ca8-P forms. By using the P budget (X), changes in total P (Y1) and available P (Y2) in soils under the current cropping system could be predicted by the equations: Y1 = 0.02 1.01X and Y2 = 2.08 0.15X.     

长期有机无机肥配施对东北黑土真菌群落结构的影响

【目的】分析长期有机无机肥配施对土壤真菌丰度、多样性及其群落特征的影响,探讨东北黑土真菌群落变化与施肥的相关性,为进一步调节土壤微生物结构,改善其生态功能提供参考依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院36年长期定位试验站,选取4个不同施肥处理:不施肥处理（CK）、有机肥处理（M）、氮磷钾无机肥处理（NPK）和有机肥配施无机肥处理（MNPK）的耕作层土壤为研究对象,以真菌ITS基因为分子标靶借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,研究不同施肥处理对黑土中真菌群落丰度、多样性和组成的影响,并与土壤化学性质进行偶联分析,揭示群落与施肥的相关性。【结果】长期施用无机肥显著降低土壤pH,而有机无机配施可以有效缓解土壤酸化。NPK处理的ITS基因丰度显著高于MNPK;MNPK处理的细菌/真菌比值（26.91104）显著大于NPK,各处理比值由高到低为MNPK M CK NPK。细菌/真菌比值与土壤pH正相关;MNPK处理的真菌多样性指数值略大于NPK。Ascomycota和Zygomycota为土壤中主要真菌门,不同施肥处理之间真菌组成的相对丰度存在显著差异,对照处理Ascomycota的相对丰度为45.35%,MNPK和NPK处理分别为50.93%和56.16%。有机肥有利于降低病原真菌相对丰度,具有高度侵染性的Cochliobolus在MNPK（0.41%）和M（0.39%）中的相对丰度显著小于CK（3.25%）和NPK（2.08%）。CCA分析表明,土壤理化性质共解释土壤真菌群落结构变化的73.3%,有效磷（贡献量为32.4%,P=0.002）、铵态氮（贡献量为14.8%,P=0.01）和硝态氮（贡献量为16.2%,P=0.048）是3个重要的影响因子。【结论】不同施肥条件下土壤真菌丰度、多样性,以及菌群组成特征不同。与无机肥相比,有机肥无机肥配施能够有效改善真菌群落结构,降低真菌的丰度,增加真菌多样性,并提高土壤pH,减缓土壤酸化。土壤有效磷、铵态氮和硝态氮含量是影响黑土土壤真菌群落结构变化重要因素。     

减施氮肥下聚天冬氨酸对烤烟生理特性及氮肥去向的影响

针对烤烟种植氮素施用量过多、氮肥利用率不理想等问题,以聚天冬氨酸(PASP)为肥料增效剂、我国烤烟主要种植品种云烟87和贵州黄壤为供试材料,采用~(15)N同位素示踪技术,探索了减施氮肥30%情况下PASP施用对烤烟生理特性和氮肥去向的影响,为PASP应用于烤烟生产提供参考。结果表明:减施氮肥和添加PASP均可有效提高烤烟氮肥利用率,前者提高效果在烤烟生育后期尤为明显,后者在前者的基础上可进一步增强提高效果。常规施肥减氮30%条件下,烤烟根系生理和叶片光合特性受到显著影响;在此基础上添加PASP其烤烟根系生理、叶片生理形态及氮肥利用率皆得到显著促进。低水平PASP(100 mg/plant)可在一定程度上提高氮肥利用率,但对烤烟根系、叶片光合特性促进效果不显著;相比较而言,较高水平PASP(400 mg/plant)更有利于烤烟根系和叶片的生理代谢及肥料利用率的提高。相关分析表明,PASP的添加量与氮肥利用率之间存在极显著正相关关系(p0.01)。生育后期,各处理的~(15)N分配率均表现为地上部大于地下部,且随着PASP添加量的增加,植株分配到地上部的~(15)N的量相应增加;此外,施用PASP显著降低了氮肥损失率,提高了氮肥总回收率,表现为PASP用量越高效果越明显。综上可知,施用PASP促进了烤烟生理代谢和氮素的吸收,降低了氮肥损失,以施400 mg/plant PASP效果最佳。     

长期施氮肥对黄棕壤微生物生物性状的影响及其调控因素

基于黄棕壤小麦-甘薯轮作的长期定位试验,探究不同施氮处理土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量和酶活性的变化及其潜在调控因子,为科学施氮提高土壤质量和改善土壤生态功能提供依据。试验选取始于2011年4个施氮处理:不施肥(CK)、不施氮肥(PK)、施化学氮肥(NPK)和化学氮肥配施有机肥(NPKM),调查两季作物收获后土壤MBC和MBN含量、酶活性及微生物碳氮利用效率的变化,并通过冗余分析(RDA)和结构方程模型(SEM)明确调控弱酸性黄棕壤中MBC和MBN变化的潜在因素。小麦和甘薯两季的结果表明:施氮肥降低了土壤MBC、MBN含量和蔗糖酶(SSC)、脲酶(SUE)活性,与NPK处理相比, NPKM处理增加了MBC、MBN含量和SSC、SUE活性。长期施用氮肥提高了土壤有机碳(SOC)和土壤养分[全氮(TN)和矿质态氮(MN)]含量,但施氮肥显著降低土壤p H以及微生物的碳氮利用效率。与小麦季相比,甘薯季土壤SOC和MN含量有所下降,而MBN含量和SSC活性有所升高。RDA和SEM结果表明,氮肥的施用强化了MBC与MBN、SSC与MBC以及SUE与MBC之间的关联性;不同施氮处理下土壤p H、有机碳、氮含量以及微生物的碳氮利用效率的变化直接或间接地影响土壤MBC、MBN含量和SSC、SUE活性,其中p H是调控土壤MBC变化的直接因素,而土壤SSC和SUE活性与MBC、MBN含量相互影响。长期施用氮肥降低了黄棕壤MBC、MBN含量和酶活性,化学氮肥配施有机肥有利于缓解生物性状的下降,土壤p H是影响MBC变化的主要因素,小麦-甘薯轮作中土壤微生物强烈的碳代谢过程利于增加MBN。     

长期施肥对黑土活性有机质的影响

通过测定长期定位施肥处理条件下,不同土层土壤各活性有机质的含量,探讨不同施肥处理对活性有机质的影响.主要有4个处理:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥-化肥配施(MNPK).土壤活性有机质用KMnO4氧化法测定,采用3种浓度KMnO4(33,167,333 mmol/L)将土壤活性有机质分为高活性有机质(HAOM)、中活性有机质(MAOM)和活性有机质(AOM).试验结果表明,长期施用有机肥或化肥均能提高土壤活性有机质的含量,尤其有机肥-化肥配施和单施有机肥对土壤活性有机质积累的作用大于单施化肥和无肥处理.施肥所增加的土壤活性有机质,主要是在0-20 cm土层,尤其在单施有机肥和有机肥-化肥配施处理上表现明显.施肥与否、施肥种类和不同土层对土壤中的总有机质和活性有机质均有明显影响.3种活性有机质含量之间都显著或极显著相关,高活性有机质与中活性有机质、高活性有机质与活性有机质、中活性有机质与活性有机质的相关系数分别为0.819*,0.812*和1.000**.可见,三种活性有机质之间,以活性有机质和中活性有机质的关系最为密切.     

长期施肥对黑土呼吸过程的影响

土壤呼吸是土壤有机C矿化分解,释放无机养分的重要生物化学过程。对公主岭地区长期有机肥(不施有机肥、施中量和高量有机肥处理)与化肥(不施化肥、施用N、NP、NPK化肥)配合施用的12个处理的黑土进行室内好气培养(196天),采用一级动力学方程模拟土壤的呼吸过程,结果表明,有机肥和化肥的施用能显著增加土壤呼吸释放的CO2 -C的累积量,提高土壤中潜在矿化的有机碳含量及其占土壤有机质的比例,促进土壤有机质中无机养分的释放,有利于提高土壤养分的有效性,改善黑土的供肥状况。有机肥与NPK化肥配合施用效果更为明显。     

长期定量施肥对黑土呼吸的影响

通过盆栽模拟试验,用静态箱法采样,气相色谱测定样品CO2浓度,研究大豆出苗到开花期长期定量施肥土壤CO2排放速率的变化规律。结果表明,长期定量施肥大豆生长对土壤呼吸影响有明显的规律性,NPK+OM>NPK>NP>NK>CK;长期定量施肥对裸土呼吸速率影响较小,NPK+OM呼吸速率较大为53.8mgCm-2h-1,NP次之为50.7mgCm-2h-1,其它施肥影响不大,气温对裸土呼吸影响较大,而对种植大豆的土壤呼吸前期(出苗后9天)影响较大,生长后期(出苗9天以后)影响较小。裸土呼吸速率变化与气温变化趋势相似,种植大豆促进土壤呼吸增大。如果忽略大豆生长对土壤有机质分解的激发效应,大豆根际呼吸占总土壤呼吸的23%～56%。     

黑土长期施肥对土壤磷的影响

经过１５年长期施肥试验,结果表明,黑土在产量３．７－４．２ｔ／ｈｍ＾２条件下,平均每年施Ｐ２Ｏ５１００ｋｇ／ｈｍ＾２,就可以满足作物生长发育对磷的需要,并且磷在土壤中有积累。土壤全磷含量平均增加０．３１１％－４．６７％,有效磷平均增加３．９２－１４．２５ｍｇ／ｋｇ。     

长期秸秆还田对典型砂姜黑土胀缩特性的影响机制

易于胀缩是砂姜黑土最典型的属性障碍因子之一。该文依托长期定位试验(2007―2017年)研究了秸秆还田对砂姜黑土收缩的影响机制。田间试验设置5个处理:不施肥(CK)、常规氮磷钾(F),及氮磷钾配施下的玉米秸秆还田(MSF)、小麦秸秆还田(WSF)和小麦-玉米双季秸秆还田(WMSF)。结果显示土壤容重(soil bulk density,SBD)呈现WMSFWSF≈MSF≈FCK,与土壤田间持水量(fieldmoisturecapacity,FC)的变化规律相反。WMSF处理土壤田间持水量为38%,高于CK处理7.38%。土壤比容积差值与土壤线性伸展系数(coefficient of linear extensibility,COLE)和有机质(soil organic matter,SOM)含量均呈显著正相关(P0.05)。土壤收缩主要集中于正常段和滞留段,而质量含水量下降则表现在结构段和滞留段较为明显。尽管秸秆还田,尤其MSF处理结构段土壤含水量较大,但土体未发生明显收缩行为。综上所述,SOM累积因自身胀缩造成土体更强烈收缩,但通过水养增容实现了土体易于胀缩属性障碍因子的消减。小麦秸秆还田可显著提升土壤SOM含量,而玉米秸秆还田因难以腐化对土壤大孔隙度影响较大,小麦-玉米双季秸秆还田更符合该类型土壤农业生产中有机质提升、结构改善,水养增容的实际需求。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤胡敏酸荧光性质的影响

在黑土长期定位试验地原状土搬迁的基础上,采用荧光光谱学方法分析了土壤中胡敏酸在搬迁前后不同年度间的荧光结构,旨在揭示黑土搬迁过程中胡敏酸结构的变化规律,为长期定位试验地原土搬迁提供可行性的依据。土壤胡敏酸的荧光光谱显示,胡敏酸在搬迁后第一年总体特征峰波长有不同程度的红移现象,即有了轻微的老化现象,分子芳构化及缩合度程度增加,在搬迁后第二年有所缓解,这种短期的老化现象在M、 MNPK处理中更为明显,在两个不同土层中的变化没有明显不同。胡敏酸分子中的五环芳烃化合物及其它结构简单的芳烃化合物没有受到土壤搬迁的扰动。     

长期不同施肥对氮肥利用率的影响

以小麦（辽春９号）为试验材料，应用同位素＾１５Ｎ示踪方法，采用棕壤定位试验１４年后不同施肥处理的土壤，研究作物对氮的吸收及产氮的去向，结果表明，在长期单施化肥的土壤中，植株吸收氮量以ＮＰＫ〉ＮＰ〉Ｎ，ＣＫ；在长期施有机肥化和化肥的处理中，吸氮量以及Ｍ１ＮＰＫ〉Ｍ１ＮＰ〉Ｍ１Ｎ〉Ｍ１。不同时期作物吸氮量与产量均呈明显正相关（ｒ＝０．９４～０．９９），单施氮肥处理氮肥利用率只有６．２％，其它施肥处理氮     

长期撂荒对黑土土壤有机碳组分的影响

为明确长期撂荒对黑土不同土层土壤有机碳及其组分的影响,以吉林公主岭黑土长期定位试验为对象,选取不施肥和撂荒2个处理,采用改良的Walkley-Black土壤有机碳分组方法,研究不同层次(0～0.2、0.2～0.4和0.4～0.6 m)土壤有机碳及其组分的变化.结果表明:(1)0～0.6 m土壤剖面中,撂荒处理下土壤有机...     

长期耕作对典型黑土水力性质的影响

为揭示长期耕作对黑土耕地水文退化的作用,以典型黑土区不同纬度带的未经机械耕作的林地与长期耕作的耕地土壤进行对比,研究沟垄耕作对土壤垂直和水平方向物理性质和水力性质的影响。结果表明：长期耕作使得总体物理与土壤水力性质严重退化,与林地土壤相比,耕地土壤质地未发生变化,有机质含量显著降低,容重从1.03（0.84~1.17）g·cm-3显著提高至1.31（1.20~1.46）g·cm-3,穿透阻力显著增加,持水供水与导水性显著降低,有效含水量从0.19（0.14~0.23）cm3·cm-3降至0.15（0.10~0.21）cm3·cm-3。物理质量指数S值从0.061（优）降至0.025（差）。长期沟垄耕作使得犁底层的饱和导水率（6.61 cm·d-1）仅为耕作层的1/10.。耕作导致耕作层垂直方向导水率（64.67 cm·d-1）低于水平方向（82.84 cm·d-1）。犁底层的穿透阻力（897.04 kPa）为耕作层的1.89倍,造成了耕作层与犁底层水力性质分层。长期耕作导致的耕地土壤水力性质分层和方向分异是促进耕地坡面径流“沟渠效应”而加速侵蚀退化的重要原因。