土壤养分及棉花植株干物质量对大气CO2浓度升高的响应

通过田间小区试验研究不同大气CO2浓度对土壤养分及植株干物质量的影响。结果表明：正常大气CO2浓度（CK）下施氮降低了土壤pH值,C540、C720水平下,不施氮处理土壤pH值先降后升,施氮处理土壤pH值先升后降。随大气CO2浓度增加,土壤碱解氮增加;有机碳在不同土层表现出不同变化,0~20 cm土层呈现出下降趋势,20~40cm土层先降后升。棉花地上部干物质量随大气CO2浓度升高而增加。CK水平下施用氮肥棉花根冠比减少,C540和C720并没有得出一致性结果。     

土壤养分及棉花植株干物质量对大气CO2浓度升高的响应

通过田间小区试验研究不同大气CO2浓度对土壤养分及植株干物质量的影响.结果表明:正常大气CO2浓度(CK)下施氮降低了土壤pH值,C540、C720水平下,不施氮处理土壤pH值先降后升,施氮处理土壤pH值先升后降.随大气CO2浓度增加,土壤碱解氮增加;有机碳在不同土层表现出不同变化,0～20 cm土层呈现出下降趋势,20～40 cm土层先降后升.棉花地上部干物质量随大气CO2浓度升高而增加.CK水平下施用氮肥棉花根冠比减少,C540和C720并没有得出一致性结果.     

CO2浓度和温度升高对木本植物养分含量、分配的影响

CO2浓度和温度是影响植物生长的关键因子。目前,以CO2浓度和温度升高为特征的气候变化对植物生长的影响已受到了科学家们的普遍关注。近年来,国内外有关CO2浓度和温度升高对植物影响的报道较多,因而要想对升高CO2浓度和温度对植物的影响进行全面的综述是相当困难的。因此,本文只对国内外近年来有关CO2浓度和温度升高对植物养分含量、分配影响的研究结果作一简要的综述和评析.大多数研究表明:CO2浓度升高,植物养分浓度降低。温度升高及温度和CO2浓度同时升高对养分浓度的影响尚无统一认识。不同的元素、不同的树种,不同的组织在气候变化条件下其养分变化也各异。     

不同氮水平下CO2升高及增温对幼苗土壤酶活性的影响

研究幼苗土壤酶活性对气候变化的响应有利于了解气候变化对森林土壤生态学过程的影响。本实验选取3年生红松和水曲柳幼苗,应用FACE 系统,研究2 种植物幼苗土壤水解酶和氧化还原酶在不同浓度N 素(N0 为不添加N,N1 为加N 25 kg/(hm2a),N2 为加N 50 kg/(hm2a))条件下,对CO2 升高及增温的即时响应,共9 种处理。结果表明:CO2 升高对纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化物酶、多酚氧化酶有促进作用,对中性磷酸酶有抑制作用,对淀粉酶及过氧化氢酶的作用与植物种类有关;增温对蔗糖酶、中性磷酸酶、脲酶、过氧化物酶、过氧化氢酶有促进作用,对纤维素酶、淀粉酶及多酚氧化酶的作用因植物种类不同而异;不同浓度氮素改变了红松幼苗及水曲柳幼苗土壤纤维素酶对CO2 升高的响应以及红松幼苗土壤纤维素酶和脲酶对增温的响应。因此,在未来气候变化情况下,不同浓度氮沉降可能会改变土壤酶对CO2 升高及增温的响应。      

大气CO2浓度升高和施氮对麦季土壤有效态微量元素含量的影响

利用中国的稻/麦轮作FACE(Free Air Carbon-dioxide Enrichment)平台技术,研究大气CO2浓度升高(比周围大气高200μmol·mol-1)和不同施N水平(常氮,250kg N·hm-2;低氮,150kg N·hm-2)对麦田土壤微量元素有效性的影响.结果表明,CO2:浓度升高在一定程度上增加了土壤有效态微量元素含量,其中对DTPA-Cu和Zn的增加趋势尤为明显;常规施氮水平下土壤有效态微量元素含量高于低氮水平.对CO2浓度升高增加了土壤微量元素有效性的原因做了初步分析,并指出大气CO2浓度增加可能会影响到农业生态系统中土壤微量元素的地球化学循环.     

南疆棉田配施液体肥料对土壤酶活性养分的影响

研究液体肥料施用对南疆膜下滴灌棉田土壤酶活性、养分的影响。选择南疆地区膜下滴灌高、低产棉田、休闲田,以棉花为材料,开展液体肥施用的肥效试验。结果表明,液体肥配施棉田能够提高土壤酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶);可改善土壤酸碱度、增加土壤养分含量,提高土壤的有机质含量(3.2%、9.9%)。而对土壤全氮含量处理差异不显著,表明土壤全氮的增长比较缓慢;对土壤养分(碱解氮、速效磷、速效钾)等含量的处理表现差异显著,表明液体肥能够较快增加速效氮磷钾元素供应。施用液体肥料能够提高棉花对土壤养分的吸收,促进肥料利用效率,营造良好的棉花生长所需的土壤环境。     

不同地被植物对土壤养分含量和土壤酶活性的影响

地被植物具有改土培肥能力,但其效果因品种而异。试验选取海南三亚园林绿化常用的地被植物地毯草(Axonopus compressus)、蔓花生(Arachis duranensis)、结缕草(Zoysia japonica Steud)、蟛蜞菊(Wedelia chinensis),以自然生草与清耕作为对照,对比分析了不同地被植物对土壤养分和土壤酶活性的影响。结果表明,土壤有机质、全氮和碱解氮含量以蟛蜞菊处理最高;土壤全磷、速效磷和速效钾含量均以自然生草处理最高而蟛蜞菊处理最低;土壤全钾含量以地毯草处理最高而自然生草处理最低。土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均以蟛蜞菊处理最高;土壤酸性磷酸酶活性则以自然生草处理最高而蟛蜞菊处理最低。土壤脲酶和过氧化氢酶活性与碱解氮含量极显著正相关(P0.01),蔗糖酶活性与土壤有机质含量极显著正相关(P0.01),酸性磷酸酶活性与土壤全磷、速效磷含量显著正相关(P0.05)而与土壤全氮含量显著负相关(P0.05)。     

大气CO_2浓度升高与氮肥管理对麦田土壤有效氮的影响

为了探讨全球气候变化对农田土壤氮素动态的影响,采用中国稻麦轮作系统FACE(Free-Air CO2 Enrichment)平台,开展了大气CO2浓度升高和氮肥管理对麦田土壤有效氮含量影响的研究.结果表明:在低N和常规N处理下,大气CO2浓度升高使拔节期土壤C/N分别增加了5.6%和10.2%,土壤pH分别降低了 2.4%和6.4%(p＜O.05).在小麦生育期内.低N和常规N条件下.大气CO2浓度升高降低了土壤总有效氮和NO3--N含量,相对于低N处理.常规N处理下降的趋势更为明显.在低N条件下,大气CO2浓度使拔节期和成熟期土壤中NH4+-N含量分别增加了7.4%和9.9%,而常规N处理中则表现出相反的趋势.本研究显示,大气CO2浓度升高降低了土壤有效氮含量,而施用氮肥增加了土壤有效氰含量.     

CO_2浓度、氮和土壤水分对春小麦养分利用效率的影响

 试验设 2种CO2 浓度水平 (35 0和 70 0 μmol/mol) ,2种土壤水分处理 (湿润、干旱 )和 5种氮肥施用水平(0、5 0、10 0、15 0和 2 0 0mg/kg土 )。结果表明 ,CO2 浓度升高降低春小麦的氮肥表观利用率 ,但增加氮、磷、钾利用效率。氮肥表观利用率和氮、钾利用效率会因土壤水分不足而降低 ,而磷利用效率则因水分不足而增加 ,氮、钾利用效率随着氮肥用量增加而降低。此外 ,春小麦氮利用效率与根冠比率呈直线关系 ,而与冠层水分利用效率呈显著负相关。     

不同大气CO2浓度升高与施氮互作对冬小麦光合与生长的影响

利用开顶式气室（OTC）组成的CO2浓度自动调控平台,以冬小麦为试验材料,设置CK（对照,环境大气CO2浓度）、T1（CO2浓度比CK增加40 μmol/mol）和T2（CO2浓度比CK增加200 μmol/mol）3个CO2浓度水平;在每个OTC内设置不施氮（N0,0 kgN/hm2）、中氮（N1,220 kgN/hm2）和高氮（N2,400 kgN/hm2）3个氮肥处理水平,分析冬小麦光合作用、生物量和产量结构变化,探讨CO2浓度升高和施氮水平对冬小麦光合与生长的影响。结果表明,在较低光强（PAR≤ 200 μmol/(m2·s)）和CO2浓度（Ci ≤ 300 μmol/mol）水平下,各处理的净光合速率（Pn）值均呈直线上升,随后趋于平缓。与CK相比,T2处理下Pn增加了19.93%（P=0.013）,但对最大净光合速率（Pnmax）、暗呼吸速率（Rday）、光呼吸速率（Rp）等无显著影响。在拔节—开花期,不同CO2浓度处理下N1、N2与N0相比显著增加了株高、叶片和茎鞘干重;在抽穗—开花期,T2N1与CKN1相比显著增加了茎鞘干重,增幅为37.4%（P=0.035）。与T1N0相比,T1N1、T1N2显著增加了籽粒数,增幅分别为29.69%（P=0.006）和42.27%（P=0.001）;与T2N0相比,T2N1、T2N2显著增加了籽粒数,增幅分别为16.66%（P=0.011）和19.19%（P=0.005）。与T2N0相比,T2N1、T2N2显著增加了千粒重,增幅分别为7.79%（P=0.004）和6.23%（P=0.015）。T1N2与CKN2相比显著增加了小麦经济系数,增幅为3.70%（P=0.025）。研究表明,CO2浓度升高显著增加了冬小麦光响应曲线的Pn;CO2浓度升高与施氮处理促进了冬小麦干物质的积累,其中施氮对生长前期物质积累的促进作用相对更大;CO2浓度升高与施氮处理主要通过增加籽粒数和千粒重共同影响小麦产量结构,其中T1N2处理对籽粒数的促进作用最大。     

不同改良剂对氮镉作用下土壤酶活性的影响

[目的]探讨菜地Cd与硝酸盐复合污染下的改良措施。[方法]通过大田研究,采用不同的改良剂（石灰、有机肥和双氰胺）对氮镉交互作用下,不同蔬菜种植下土壤酶活性的影响进行分析。[结果]除酸性磷酸酶活性在不同作物土壤中的变化趋势不同外,其他土壤酶活性在不同作物土壤中的变化趋势基本一致。[结论]氮镉互作下,优先施用的改良剂顺序为有机肥、石灰和双氰胺。     

作物-土壤氮循环对大气CO2浓度和温度升高响应的研究进展

在地球化学元素循环中,氮素是最重要、最活跃的营养元素之一。农田生态系统中的氮素很大程度上决定农作物的产量和品质。然而,在全球气候变化背景下,随着大气CO₂浓度和温度升高,作物-土壤氮循环的变化可能显著影响农田生态系统中的作物生产。因此,研究作物-土壤氮循环对大气CO₂浓度和温度升高的响应,能够为科学合理地预测未来气候条件下,农田生态系统中作物的氮素需求,以及保障农作物产量的稳定供应提供理论依据,对于全面认识全球气候变化背景下的农田生态系统氮素循环过程及土壤可持续利用具有重要意义。本文综述了大气CO₂和温度升高对作物氮素吸收和分配,以及与氮有效性密切相关的土壤氮转化的影响,并系统总结了二者对作物-土壤氮循环过程产生的交互作用。总结以往研究发现,在大气CO₂浓度升高条件下,作物的蒸腾作用减弱,但光合作用增强,生物量加大,根系分支和根表面积增加,豆科作物的根瘤固氮能力提高,因此整体上促进作物对氮的吸收,并且增加作物向籽粒中分配氮的比例,但作物的平均氮浓度降低。此外,高CO₂浓度提高了土壤酶活性,增强了土壤有机氮矿化作用、硝化及反硝化作用,加速了土壤氮转化。升温和CO₂浓度升高对作物-土壤氮循环产生正向或负向的交互作用,主要表现在：高温和高CO₂浓度对作物的生物量、光合作用、地下部氮分配、根系分支以及根表面积具有协同促进作用,升高温度减轻了高CO₂浓度对作物蒸腾作用和作物氮浓度的抑制作用。然而,升温抑制了高CO₂浓度对作物向籽粒中氮分配、氮吸收以及产量的促进作用;升温虽然能进一步增强高CO₂浓度对土壤酶活性和有机氮矿化的促进作用,但是对于土壤硝化和反硝化作用,二者的交互作用以及相关的分子机制尚不明确。大气CO₂升高和温度升高对土壤微生物,以及微生物与作物之间的耦合关系的研究比较薄弱,特别是由微生物主导的氮循环过程及其对全球气候变化的反馈机制是未来研究的重点。本文提出利用16S rRNA、DGGE、T-RFLP、qPCR、RT-PCR技术、蛋白组学以及稳定性同位素探针原位研究技术,可以将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能进行耦合分析,揭示大气CO₂浓度与温度对作物-土壤氮循环过程的交互作用机理,增强对气候变化下农田生态系统氮素循环响应的预测能力,为农田生态系统有效地适应气候变化提供科学的理论依据。     

施氮量对农田土壤有机氮组分及酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮量条件下土壤氮素转化酶活性和有机氮组分含量的变化规律,并分析氮素转化酶活性与各有机氮组分之间的关系,为陇中黄土高原旱作农业区合理制定施肥量和施肥方案提供参考依据。【方法】基于设置在陇中黄土高原定西市李家堡镇麻子川村的不同施氮量(0(CK)、52.5(N1)、105(N2)、157.5(N3)、210(N4)kg N·hm^-2)春小麦长期定位试验,收获后使用Bremner法测定0—40 cm土层中有机氮组分含量,以及4种氮素转化相关酶的活性。【结果】土壤有机氮组分分配比例顺序为氨基酸态氮>酸解铵态氮>酸解未知态氮>氨基糖态氮,同一土层随着施氮量的增加土壤有机碳、全氮、酸解总氮、氨基酸态氮、酸解铵态氮和脲酶活性、蛋白酶活性均呈先增大后降低的趋势,除全氮外其余都在N2处理时最大,全氮含量在N3处理时达到最大;同一处理不同土层间均随土层加深而降低。冗余分析结果表明,全氮含量和蛋白酶活性是影响陇中黄土高原农田有机氮组分分布与转化的关键因子;碳氮比与所有有机氮组分均呈负相关,蛋白酶、有机碳和脲酶与氨基酸态氮呈极显著正相关。【结论】综合而言...     

大气CO_2浓度升高对稻田中小麦秸秆分解的影响

利用在江苏无锡运行的农田开放式空气C O2浓度升高(FA C E)系统平台,研究了FA C E条件对稻田中小麦秸秆分解的影响。结果表明,大气C O2浓度升高对秸秆的分解与土壤中氮肥的施用有关。在常规氮肥施用处理中大气C O2浓度升高显著降低小麦秸秆分解速率,而在高氮施肥处理中FA C E对秸秆分解没有显著影响;在常氮施肥处理中,大气C O2浓度升高显著降低秸秆中含碳物质的分解,而在高氮施肥处理中,大气C O2浓度升高的影响不显著;不论是在高氮还是常氮施肥处理中,大气C O2浓度升高对秸秆中含氮物质的分解没有显著影响;大气C O2浓度升高有增加土壤中脱氢酶活性的趋势。     

甲咪唑烟酸对水稻田土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

【目的】监测除草剂甲咪唑烟酸对稻田土壤可培养微生物数量、除草剂耐受菌数量及土壤酶活性 的影响,为施用除草剂对农田土壤生态的影响提供参考依据。【方法】采用平板计数法监测水直播和旱直播模 式稻田土壤可培养微生物及除草剂耐受菌数量。土壤脲酶活性采用苯酚钠 - 次氯酸钠比色法测定,土壤磷酸酶 活性采用磷酸苯二钠比色法测定,过氧化物酶活性采用邻苯三酚 - 乙醚提取法测定,土壤过氧化氢酶活性采用 高锰酸钾滴定法测定。【结果】在种植一茬水稻后,水直播模式甲咪唑烟酸除草处理土壤过氧化物酶活性显著 提升 30%,旱直播模式甲咪唑烟酸除草处理脲酶活性显著提升 136.2%,酸性磷酸酶活性显著提升 9.6%。两种直 播模式甲咪唑烟酸除草处理较人工除草处理真菌总数差异不显著。水直播模式甲咪唑烟酸处理细菌总数及除草 剂耐受细菌数量分别下降 28.7%、29.5%,放线菌总数下降 2 4.2%,除草剂耐受放线菌数量下降 40.7%;旱直播 模式甲咪唑烟酸处理对细菌影响不大,放线菌总数下降 26.7%,除草剂耐受放线菌数量下降 45.9%。【结论】水 直播模式施用甲咪唑烟酸能够有效提升稻田土壤过氧化物酶活性,旱直播模式施用甲咪唑烟酸能够有效提升土 壤酸性磷酸酶和脲酶的活性。水直播模式施用甲咪唑烟酸会抑制土壤细菌的生长;无论是水直播模式还是旱直 播模式,施用甲咪唑烟酸都会抑制土壤放线菌的生长。     

大气CO2浓度升高与氮肥互作对玉米花后碳氮代谢及产量的影响

[目的]研究大气CO2浓度升高(eCO2)及氮肥施用对夏玉米开花吐丝后不同组分碳氮代谢物含量及动态和产量的影响,为全球气候变化下玉米生理过程及产量形成的变化提供理论支撑,同时为玉米作物模型调参提供实证数据.[方法]利用自由大气CO2富集(FACE)平台,以夏玉米品种农大108为试验材料开展田间试验.在常规大气CO2浓度...     

双草醚对土壤呼吸作用及土壤酶活性的影响

通过模拟试验研究了除草剂双草醚对土壤呼吸强度和土壤酶活性的影响。结果表明,双草醚施用初期刺激土壤呼吸作用但随后产生抑制作用,施用20d后,浓度愈大对土壤呼吸作用的抑制愈明显;双草醚轻微抑制土壤中过氧化氢酶活性,21d后基本恢复正常;双草醚对脲酶活性有刺激作用,且低浓度处理酶活性明显高于高浓度处理。统计分析结果表明双草醚属于低毒农药。     

不同水稻种植年限对土壤酶活性的影响研究

以乌鲁木齐米东区水稻地为研究对象,对不同连作年限对水稻地土壤酶活性的影响进行了研究。结果表明,随着连作年限的增加,过氧化氢酶活性呈先降后升的趋势;脲酶活性呈上升的趋势,但上升的幅度不显著;蔗糖酶的活性呈现先下降后上升的趋势。     

基于不同土壤质地棉花根际微生物和酶活性特征分析

为了明确不同质地土壤对花铃期棉花根际微生物数量与酶活性的影响,采用池栽方式,以‘鲁研棉21’为材料,研究不同质地土壤(砂土、壤土、粘土)种植棉花在花铃期根际细菌、真菌、放线菌的数量及磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性特征。结果表明,随着花铃期棉花的生长发育,3种质地土壤的根际微生物数量和酶活性均呈低-高-低动态变化的单峰曲线,其峰值分别出现在发育最盛的盛花期和盛花期后11 d。在土壤微生物数量方面,砂土整个花铃期3种微生物数量均显著或极显著低于壤土和粘土;而壤土中的微生物数量仅在初花后11 d低于粘土,其他时段均高于粘土。酶活性方面,砂土整个花铃期3种酶活性均显著或极显著低于壤土和粘土;壤土在初花至花后22 d时高于粘土,其余时段低于粘土,但差异均不显著。综上,棉花花铃期根际微生物活性受生长发育进程和土壤质地的双重影响。研究为棉花生产合理布局提供依据。