塔里木盆地南缘新垦农田土壤性状变化及其与小麦产量的关系

以塔里木盆地南缘不同年限新垦农田(10年、20年、30年、40年、50年)为研究对象,以未开垦的荒漠自然土壤为对照,测定0―40cm土层有机质、养分、盐碱等土壤性状,探讨了新垦农田土壤肥力和盐碱变化及其对小麦产量的影响。结果表明:随开垦年限延长,0―20,20―40cm土层有机质含量均呈线性增加,但后者变化幅度相对较小。在0―40cm土层,全氮、有效氮和速效钾含量随时间延长的变化均与有机质含量呈极显著正相关,开垦50年时分别增加88.8%,213.4%,37.5%;有效磷含量在开垦前30年呈线性增加而后又降低,开垦50年时比开垦前增加1201.2%。荒漠自然土壤(0年)是以Na+和Cl-为主的轻度盐渍化土壤,开垦为农田后总盐分含量显著下降,且不同年限间差异不明显,在0―40cm土层平均为0.8g/kg,离子累积转变为以Na+和HCO3-为主。土壤pH在开垦30年(pH为8.85)时比开垦前增加13.4%,之后又显著下降,pH变化与CO32-和K+累积呈显著正相关。新垦农田小麦产量平均为4.79 t/hm^2,与土壤有机质、养分、盐分含量和pH均不相关,但与Na+、Cl-含量均呈显著负相关。综上,随开垦时间延长绿洲农田土壤肥力和盐渍化程度已得到明显改善,但0―40cm土层Na+和Cl-含量却是影响新垦绿洲小麦产量的主要土壤因子。因此,培肥农田土壤,采取有效措施降低Na+和Cl-含量,并防止其再次升高是实现绿洲小麦稳产高产的关键。     

华北地区采用无机氮测试和植株速测进行夏玉米氮肥推荐

A field experiment with a split-plot design was carried out at Dongbeiwang Farm in Beijing Municipality to establish reliable N fertilizer recommendation indices for summer maize (Zea mays L.) in northern China using the soil Nmin(mineral N) test as well as the plant nitrate and SPAD (portable chlorophyll meter readings) tests. The results showed that Nrnin sollwert (NS) 60 kg N ha^-1 at the third leaf stage and N rate of 40 to 120 kg N ha^-1 at the tenth leaf stage could meet the N requirement of summer maize with a target yield of 5.5-6 t ha^-1. Sap nitrate concentrations and SPAD chlorophyll meter readings in the latest expanded maize leaves at the tenth leaf stage were positively correlated with NS levels, indicating that plant nitrate and SPAD tests reflected the N nutritional status of maize well. Considering that winter wheat subsequently utilized N after the summer maize harvest, the 0-90 cm soil Nmin (74 kg N ha^-1) and apparent N loss (12 kg N ha^-1) in the NS60＋40 treatment were controlled at environmentally acceptable levels. Therefore NS60＋40, giving a total N supply of 100 kg N ha^-1, was considered the optimal N fertilizer input for summer maize under these experimental conditions.     

亚热带典型人工林土壤酸化特征及其生物学机理初步分析

对亚热带典型人工林土壤pH和酸化生物学机理的研究表明:荒草地种植马尾松和木荷20年以后土壤的pH发生了变化,在0 ～ 60 cm处降低了0.12～0.47个单位;垂直方向上在距离树干10 cm处马尾松0～20cm土层pH低于木荷,20～60 cm土层pH大于木荷;水平方向上随着与树干距离的增加土壤pH受树木影响的程度逐渐降低,距离树干20 cm处土壤pH受树木的影响最大.树干茎流雨可能是树干基部附近土壤加速酸化的重要因素,根系的分布及其对盐基阳离子的吸收是造成马尾松和木荷土壤剖面出现酸化差异的主导因素.     

下一代Internet发展综述——下一代Internet的产生和发展

本文论述了IPV6产生的社会原因,阐述了国外发达国家下一代Internet的发展状况和中国下一代Internet的发展状况及最新进展。     

中亚热带三种母质发育的红壤对猪粪安全消纳量的初步研究

采用盆栽试验方法,在自然降雨条件下模拟研究了中亚热带丘陵区3种母质红壤对猪粪的安全消纳能力。试验设在江西省鹰潭市余江县中国科学院红壤生态实验站,试验期间年均降水量为1 946 mm,年均温18.9℃。通过监测2012—2014年间土壤渗漏水氮磷迁移淋失,结合土壤养分含量和花生产量变化,初步确定3种母质红壤的猪粪安全消纳量。结果表明:常规化肥减半条件下,从NH4+-N、NO3–-N和总磷淋失对水环境影响,以及从土壤速效氮磷积累角度,红黏土、红砂岩和花岗岩红壤配施猪粪最大安全用量分别为P 100、50、50 kg/(hm2·a);从花生产量角度考虑持续配施猪粪施用量不宜超过P 100、200、200 kg/(hm2·a)。综合考虑经济效益和环境效益,红黏土、红砂岩和花岗岩,配施猪粪的最大安全消纳量分别为P 100、50、50 kg/(hm2·a),相当于施用鲜猪粪(含水量为69%)分别为24 000、12 000、12 000 kg/(hm2·a)。     

华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系中标记15N的去向及残效

A field experiment was conducted to investigate the fate of ¹⁵N-labeled urea and its residual effect under the winter wheat (Triticum aestivum L.) and summer maize (Zea mays L.) rotation system on the North China Plain. Compared to a conventional application rate of 360 kg N ha^-1 (N360), a reduced rate of 120 kg N ha^-1 (N120) led to a significant increase (P < 0.05) in wheat yield and no significant differences were found for maize. However, in the 0-100 cm soil profile at harvest, compared with N360, N120 led to significant decreases (P < 0.05) of percent residual N and percent unaccounted-for N, which possibly reflected losses from the managed system. Of the residual fertilizer N in the soil profile, 25.6%-44.7% and 20.7%-38.2% for N120 and N360, respectively, were in the organic N pool, whereas 0.3%-3.0% and 11.2%-24.4%, correspondingly, were in the nitrate pool, indicating a higher potential for leaching loss associated with application at the conventional rate. Recovery of residual N in the soil profile by succeeding crops was less than 7.5% of the applied N. For N120, total soil N balance was negative; however, there was still considerable mineral N (NH₄⁺-N and NO₃^--N) in the soil profile after harvest. Therefore, N120 could be considered agronomically acceptable in the short run, but for long-term sustainability, the N rate should be recommended based on a soil mineral N test and a plant tissue nitrate test to maintain the soil fertility.     

水稻土和菜田添加碳氮后的气态产物排放动态

【目的】动态连续监测添加碳氮底物后各气体产物—O2、 NO、 N2O、 CH4和N2的排放,对土壤碳氮转化过程和气体产生过程做更深入的理解,揭示不同土地利用方式典型红壤的温室气体产生机制。【方法】采集长江中游金井小流域不同土地利用方式稻田和菜地土壤为研究对象,利用全自动连续在线培养检测体系(Robot系统),通过两组试验分别研究土壤碳氮转化过程中各气体产物的动态变化。试验1采用菜地和稻田土壤进行好气培养,设置不施氮对照、 添加40 mg/kg铵态氮、 添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、 添加40 mg/kg硝态氮、 添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、 缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖6个处理。试验2采用稻田土壤进行淹水培养,设不施氮对照、 添加40 mg/kg铵态氮、 添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、 添加40 mg/kg铵态氮+1%秸秆、 缺氧条件下添加40 mg/kg铵态氮+1%的葡萄糖、 添加40 mg/kg硝态氮、 添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、 缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖8个处理。培养温度均为20℃,土壤水分含量为70% WFPS (土壤孔隙含水量),培养周期为15天。【结果】从菜地和稻田土壤不同碳氮添加处理气态产物及无机氮的动态变化可看出: 1)菜地土壤好气培养初期硝化作用产生了大量N2O; 受低碳和低含水量的限制,反硝化作用较弱。当提供充足碳源和厌氧条件,出现N2O和NO的大量排放。2)在好气稻田和淹水稻田培养过程中,反硝化作用是N2O产生的主要途径。3)稻田土壤中,提供充足碳源和厌氧条件,各气态产物出现的顺序依次是NO、 N2O和N2,与三种气体在反硝化链式反应过程中的生成顺序一致。淹水稻田加铵态氮和碳源处理N2为主要产物,添加硝态氮处理后,N2O成为主要气态产物。当土壤碳源充足时,反硝化过程进行彻底,反硝化产物以终产物(N2)为主。4)在稻田土壤出现厌氧或添加碳源条件下,均检测到大量CH4产生; 且在甲烷产生的同时,NO-3几乎消耗殆尽。【结论】金井小流域典型红壤菜地N2O主要来自于硝化作用,好气和淹水稻田N2O主要来源于反硝化作用; 当碳源充足和厌氧时,菜地及稻田反硝化作用增强; 反硝化产物组成、 产物累积量及出峰顺序与碳源和氧气浓度有关。     

华北平原农田生态系统土壤C、N净矿化及尿素转化研究

以华北平原区4个农田生态系统[京郊蔬菜大棚(GH)和河北栾城(LF)、河北南皮(NF)、山东惠民(HF)3个粮田]为研究对象,采用室内好气、恒温、避光条件下培养30.d,对比研究了不同海拔和不同农业扰动强度下的农田生态系统中耕层(020.cm)土壤的净N矿化、净硝化、净C矿化以及尿素的转化,旨在探索人类农业扰动强度和地理海拔对土壤供N潜力和尿素N转化的影响。结果表明,4个地区的土壤供N潜力分别为:14.4、13.2,17.7和16.5.mg/kg,说明高度熟化的华北区农田土壤供N潜力相对稳定。以施用有机肥为主的蔬菜大棚和以施用化肥为主的粮田对土壤供N没有显著影响。农田土壤净矿化后的供N形式主要是NO3--N。以施用有机肥为主的蔬菜大棚积累了较高的土壤有机质和全N,但是土壤净C矿化以及施用尿素后CO2的排放量均低于以施用化肥为主的粮田。尿素在各区域农田土壤中水解转化后均主要以NO3--N形式存在,NO3--N占尿素水解后无机N增量的98%9～9%;华北平原农田生态系统施入尿素态N.30d后,水解成有效态无机N的转化率为63.4%8～3.2%,即每克尿素态N在京郊蔬菜大棚(GH)、栾城高产农田(LF)、南皮农田(NF)和惠民农田(HF)土壤中转化为NO3--N的量分别为0.69、0.82、0.64和0.63.g/kg,同时可使相应区域农田的CO2排放量分别增加CO21.20、1.360、.67和1.58.g/kg。     

RCP情景下长江中下游地区水稻生育期内高温事件的变化特征

基于1981-2009年历史气象数据和全球气候模式HadGEM2-ES输出的未来2021-2050年RCP气候情景数据,采用日最高温度大于35℃的高温日数（HSD）、高温最长持续日数（MCD）和高温有效积温（HDD）,分析过去和未来长江中下游地区水稻生育期高温事件频率、持续时间和强度的变化特征。结果表明：1981-2009年,长江中下游地区水稻生育期内温度升高,各高温指标均一致显著增加,Tmax（平均日最高气温）、HSD、MCD、HDD的气候倾向率分别为0.51℃·10a-1,3.9d·10a-1,0.6d·10a-1和8.2℃·d·10a-1,空间上表现为由北向南递增。除MCD外,Tmax、HSD和HDD均在2001-2002年发生由少到多的突变。2021-2050年两种RCP情景下,长江中下游大部分地区水稻生育期间日最高气温持续升高,高温日数增多,持续时间延长,高温强度增强。RCP2.6情景下,水稻生育期内Tmax、HSD、MCD、HDD较基准时段（1981-2009年）分别增加1.5℃、11.3d、5.6d和45.3℃·d,RCP8.5情景下分别增加1.7℃、15.4d、6.2d和61.1℃·d,且各高温事件在高值区的概率进一步加大。各指标的空间变化特征具有差异性,Tmax、HSD和MCD的增加幅度由东南向西北递增,湖南西部和江苏北部等基准期温度相对较低的地区增幅更大,而HDD的增幅以中部地区较大。湖北、安徽、湖南和江西中北部是未来高温事件频率、持续时间和强度均大幅增加的地区,防灾减灾工作严峻,需采取调整水稻播期,更替耐高温品种等措施减轻高温对水稻的危害。     

温度和水土比对红壤吸附低分子量有机酸的影响

通过一次平衡法考察了温度和水土比对红壤吸附草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的影响。结果表明,有机酸的吸附量、最大吸附量（Sm）及吸附亲和力常数（K）均随温度的升高而增加,随着水土比的增加而降低。温度和水土比变化对有机酸吸附的影响程度因有机酸种类而异,影响程度大小与土壤对有机酸的吸附亲和力（K）大小顺序相反。45℃ 时,土壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量分别是 25℃ 时的 1.19、1.22、1.24 和 1.28 倍;100:1 水土比条件下,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附量分别较 10:1 水土比条件下减少了 48.3%、54.9%、63.5% 和 76.1%。