中国东北地区农田生态系统中碳库的分布格局及其变化

本文以中国东北地区为对象,采用针对农业土壤碳库和痕量气体排放估算建立的反硝化分解(DNDC)模型,在建立有关中国东北地区气候、农业土壤和农业生产的分县数据库基础上,估算了中国东北地区农田土壤碳库储量,为1.27(0.92-1.62)GtC(1015g),平均为C63.57thm-2,是全国C平均值45.38thm-2的1.4倍,并发现东北地区农田土壤碳量有较明显的地区差异,东北部较高,西南部较低,从西南向东北方向土壤有机碳含量逐渐增加。经过一年的耕种后,农田土壤碳总的变化量为-22.97(-35.57—-10.37)TgC,变化率为-1.809%,C平均为-1.36thm-2,是全国C平均变化量-0.731thm-2的1.86倍,也有较明显的地区差异,北部减少幅度较大,西南部相对变化不大或有所增加。通过DNDC模型模拟研究发现我国东北地区经过耕种土壤碳损失量为0时,初始土壤有机质含量为18.3gkg-1。这点是土壤碳经过耕种后增加或减少的临界点。并通过情景分析,提出了增加东北地区农田土壤碳储量的措施。     

黑土根际土壤有机碳及结构对长期施肥的响应

由于人类农业措施的干扰,氮肥和畜禽粪污大量输入到黑土中,对土壤有机碳库产生了较大负面影响。根际有机碳在调控土壤碳循环和养分转化中发挥着重要的作用。探明根际有机碳对不同养分的生态响应,可为不同施肥处理下黑土农田生态系统碳固持和农田可持续利用提供理论依据。该研究以黑土长期定位试验为基础,采集长期不施肥（CK）、常量氮（N）、二倍量氮（N2）、常量有机肥（M）、二倍量有机肥（M2）、常量有机肥+常量氮（MN）、二倍量有机肥+二倍量氮（M2N2）7个处理下大豆根际土壤,分析了根际有机碳和活性有机碳特征,同时利用固态核磁共振技术分析其光谱特征。结果表明,N、M2、MN和M2N2处理的根际土壤有机碳含量显著高于非根际水平,且以MN和M2N2处理的根际效应最显著,分别比非根际增加了18.3%和26.7%。分析核磁共振光谱显示,与非根际土壤相比,根际土壤具有较高的烷氧基碳比例和较低芳香碳比例,表明根际效应能够改变土壤有机碳结构比例。与不施肥处理相比,大部分施肥处理提升了黑土根际有机碳含量,其中以氮肥马粪配施和二倍量马粪（M2N2）处理提升幅度最高。由核磁共振图谱可知,M2和M2N2处理均增加根际土壤难降解成分烷基碳比例、芳香基碳比例、烷基碳与烷氧基碳比值、芳香碳与总碳比值,而MN处理仅增加烷基碳比例、烷氧基碳比例以及烷基碳与烷氧基碳比值。二倍量氮肥（N2）处理降低烷基碳比例、芳香碳比例和烷氧基碳比例,根际土壤难降解成分降低,不利于土壤固碳,同时证明固态 13C-核磁共振技术结合半定量分析能够准确地分析不同有机碳结构组分变化,深刻认识根际土壤有机碳的稳定机制。     

覆膜大豆增产效果研究初报

在严重春旱及后期低温多雨情况下,大豆覆膜显著的提高了产量,在相同种植条件下,覆膜与不覆膜相比,增产82.1%;大豆覆膜能显著的提高地温,从出苗到开花期,苗带内10cm地温增加1.38℃,15cm地温增加0.59℃;大豆覆膜增加了土壤水分与速效养分含量。     

SODm尿素对水稻品质及产量的影响

采用田间试验,研究不同形式氮肥(SODm尿素、尿素等)对水稻品质以及产量的影响。结果表明,SODm尿素处理与其他处理相比,其叶绿素、蛋白质含量、株高以及产量明显增加,不同处理水平也有显著影响,以100%SODm尿素施肥量处理为最大值。因此,SODm尿素(一种缓施肥)因其添加超氧化物歧化酶模拟物,使尿素的物理特性改变,水解速度减慢,延长尿素水解时间,使尿素缓释,提高氮肥利用率,减少氮肥用量,为实现节能减排,农业低碳提供依据。     

东北3 个典型黑土区土壤无机硫的形态分布

采用田间取样、室内分步浸提的方法, 系统研究了我国东北3 个典型黑土地区土壤无机硫的含量分布和形态特征。结果表明: 耕层(0~20 cm)黑土中无机硫含量占全硫的百分比为22%, 其中水溶性硫占6%, 吸附性硫占3%, 盐酸可溶性硫占13%。水溶性硫和吸附性硫含量表现为海伦>北安>公主岭, 盐酸可溶性硫含量为公主岭>海伦>北安。水溶性硫、吸附性硫含量随剖面的加深变化不大, 盐酸可溶性硫在115 cm 深度以下有一个积累的过程。土壤水溶性硫、吸附性硫与土壤有机质含量、阳离子交换量和<0.002 mm 黏粒含量呈显著或极显著正相关, 与pH 呈显著和极显著负相关; 盐酸可溶性硫含量和土壤电导率之间呈显著正相关。海伦地区黑土无机硫总量和盐酸可溶性硫含量随开垦年限增加明显下降, 呈显著负相关。     

长期不同施肥黑土细菌和古菌群落结构及主效影响因子分析

【目的】依据黑龙江省农科院34年的长期定位试验,探讨影响东北黑土细菌和古菌区系的主效环境因子。【方法】试验采集不施肥(CK)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、施磷钾肥(PK)、施氮磷钾肥(NPK)5个施肥处理的耕层土样借助传统化学分析方法和Illumina Miseq高通量测序技术解析土壤化学性状和细菌与古菌的群落结构特征,并对细菌和古菌群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】1)不同施肥处理土壤细菌和古菌群落结构存在显著差异与CK相比,4种施肥处理均降低了古菌丰富度,NPK处理增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性;变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是所有土样中的优势菌群,占细菌与古菌总量的38.2%~42.9%。施肥条件下,放线菌门(Actinobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)的相对丰度降低芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度升高而其他菌门的相对丰度对不同施肥处理的响应不同。2)施用氮肥显著改变了土壤化学性状,长期施氮(尿素)处理的土壤全氮、速效氮和有机质含量显著高于不施氮处理而pH则显著降低。3)RDA分析结果显示,pH对土壤细菌和古菌群落结构的影响最大解释了66.5%的变化;其他环境因子则共解释了细菌与古菌群落33.5%的变化各因子的贡献率依次为pH速效钾有效磷有机质。Pearson相关性分析结果也表明,细菌和古菌群落与土壤化学指标间存在密切的相关关系。【结论】解析了长期不同施肥条件下土壤细菌和古菌的群落结构特征,确定了pH是影响土壤细菌和古菌区系的主效环境因子,氮磷钾均衡施肥不仅显著提高了作物产量和丰富了土壤养分含量,同时也增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性,有利于维持良好的土壤生态环境。研究结果对揭示东北黑土肥力演变机制、建立合理的施肥制度具有重要的理论价值。     

天然沸石农业应用的研究：Ⅰ.施用沸石对作物增产效果的影响

天然沸石由于具有很强的吸附能力，与化肥混施，可以起到保肥增产作用，在相同数量的化肥中添加沸石比不添加沸石玉米增产７．１％－１１．８％；水稻增产８．６％－１１．４％；大豆增产６．５％－１２．８％。沸石适宜宜量７５０－１１２５ｋｇ／ｈｍ＾２。最佳粒径２０－６０目。     

不同氮肥用量对春玉米幼苗生长和根系形态的影响

为促进玉米幼苗根系发育,提高氮素的吸收能力,从而提高氮素积累量和利用效率,通过田间试验,研究不同氮肥用量对春玉米幼苗生长、根系形态及氮素吸收利用效率的影响。结果表明:在一定氮素范围内施氮量的增加玉米苗期生物重增加,而高量施氮(N180)导致根冠比下降;优化施氮(N150)处理提高了土壤速效氮、磷以及钾含量;由扫描图片可得不同施氮处理玉米根系形态差异不大,优化施氮处理具有很好的根系形态;减量施氮(N120)和优化施氮处理能够增加苗期玉米根系长度、体积、平均直径以及表面积指标;随着施氮量的增加,苗期春玉米植株氮素吸收效率呈下降趋势,而氮素生理利用效率先增加后降低,减量施氮处理玉米氮吸收效率较高,优化施氮处理具有较高的氮素生理利用效率。     

长期施肥对土壤线虫群落结构的影响

为摸清长期施肥对土壤线虫群落结构的影响,对哈尔滨地区黑土长期施肥条件下土壤线虫群落结构特征变化进行了研究,结果表明：长期施肥条件下,由于土壤环境状况发生了变化,土壤线虫群落结构也发生了相应的改变,施肥土壤线虫群落的种类及数量与对照相比均呈下降的趋势;施肥能够显著增加土壤食细菌线虫的相对丰度,并对植物寄生线虫有明显的抑制作用,尤其是施用有机肥及NPK肥不仅能显著降低土壤中植物寄生线虫的数量,而且对植物寄生线虫种的多样性也有明显的抑制作用。     

黑龙江省肥料减施增效技术应用现状及展望

黑龙江省农业生产中存在轻简化智能施肥技术缺乏、高效智能化施肥机械装备不足、缺少绿色环保增效肥料、有机替代技术推广困难、秸秆肥料化利用率低等问题。针对这些问题,黑龙江省开展了化肥减量增效行动计划,取得了积极成效。本文从化肥减施、肥料增效、秸秆还田、有机肥还田、生物炭施用、科学轮作、机械施肥等方面总结了黑龙江省肥料减施增效技术实施情况,概述黑龙江省肥料减施增效相关举措,并从强化政府部门统筹管理职能、强化科技支撑、加强宣传引导等方面提出肥料减施增效研究展望及建议。