不同水分条件下秸秆生物炭对高粱生长和养分含量的影响

【目的】 研究不同水分条件下秸秆生物炭对高粱生长、养分含量以及土壤理化性质和养分含量的影响,以探明秸秆生物炭对高粱生长的作用效果。 【方法】 以高粱“晋杂34号”为供试作物,石灰性褐土为供试土壤进行盆栽试验。试验设3个水分处理,分别为正常供水,田间持水量的85% (W₁);轻度胁迫,田间持水量的65%(W₂);重度胁迫,田间持水量的45% (W₃)。设5个秸秆生物炭添加量,分别占土壤干重的0、0.5%、1%、3%和6%。高粱出苗后70天调查株高,采集地上部 (茎和叶),测定生物量、N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn的含量,同时采集土样测定pH值、EC、有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性Ca和Mg、有效Fe、Mn、Cu和Zn的含量。 【结果】 干旱胁迫显著降低了高粱生物量和株高;施用0.5%秸秆生物炭显著增加了重度干旱胁迫条件下高粱生物量,但是当施用量 > 1%时不同水分条件下高粱生物量和株高均显著降低。干旱胁迫降低了高粱P含量,增加了K、Ca、Mn和Zn的含量;秸秆生物炭提高了高粱K和Zn含量,降低了N、P和Mg的含量;随着水分含量的减少,作物收获后土壤有效Mn和有效Zn含量降低;添加生物炭显著提高了土壤速效K和有效Zn的含量,但是当施用量大于1%时,土壤交换性Mg、有效Fe和有效Mn的含量显著降低。 【结论】 供试条件下,施用0.5%秸秆生物炭能够提高高粱钾和锌的含量,促进干旱胁迫条件下 (45%田间持水量) 高粱的生长,但过量施用 (> 1%) 会对高粱生长产生抑制作用。      

不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响

为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。     

高粱、玉米残体的腐解特征及微生物群落结构分析

为研究高粱、玉米残体腐解特征及腐解进程中秸秆腐解微生物群落功能多样性的变化,设置残体类型(高粱茎叶、玉米茎叶、高粱根系、玉米根系)、土壤类型(潮褐土、黄壤土)、氮处理(调节碳氮比、不调节)3个变量,通过2次试验分析不同腐解条件下残体的腐解特征(干物质降解率、碳矿化特征、纤维素、半纤维素和木质素的降解率),并使用BIOL...     

玉米秸秆生物炭对褐土微生物功能多样性及 细菌群落的影响

生物炭施入土壤被认为是一种有效的固碳减排措施,可增加土壤有机碳及矿质养分含量,提高土壤的持水能力及保肥能力。为探明其施入土壤后对土壤微生物活性及多样性的影响,本文在盆栽试验条件下,采用Biolog与高通量测序相结合的方法,研究了CK(不施生物炭)和施用5 g·kg~(-1)、10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)玉米秸秆生物炭对土壤微生物碳源利用能力(AWCD)、功能多样性指数以及土壤细菌的丰度和多样性的影响。结果表明,随着生物炭施用量的增加,表征土壤微生物活性的AWCD值呈下降趋势,表现为:5 g·kg~(-1)处理≈CK10 g·kg~(-1)处理30 g·kg~(-1)处理60 g·kg~(-1)处理,其中CK和5 g·kg~(-1)处理间差异不显著(P0.05),而10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)和60 g·kg~(-1)处理在整个培养期间的AWCD值显著低于CK处理(P0.05);土壤微生物群落代谢功能多样性指数(H′)、碳源利用丰富度指数(S)均随生物炭施用量的增加而呈下降趋势,但均匀度指数(E)表现出相反趋势,5g·kg~(-1)、10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)各处理的H′较CK处理分别增加0.16%、-0.88%、-3.14%、-11.09%,S分别增加-2.82%、-11.27%、-18.31%、-47.89%,E分别增加1.14%、3.00%、3.73%和13.76%。主成分分析表明,与CK处理比较,5 g·kg~(-1)处理对土壤微生物群落碳源利用方式没有显著影响(P0.05),而10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)和60g·kg~(-1)处理对土壤微生物群落碳源利用方式影响显著(P0.05)。随着生物炭施用量的增加,土壤细菌OTU数目及丰富度指数(Chao1)呈增加趋势,5 g·kg~(-1)处理与CK处理差异不显著,而10 g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)处理的OTU数目较CK处理分别增加1.09%、5.26%、24.42%,Chao1分别增加5.73%、10.21%、37.68%。土壤中施用生物炭后土壤细菌变形菌门(Proteobacteria)的丰度在CK处理和5 g·kg~(-1)处理间差异不显著(P0.05),而10g·kg~(-1)、30 g·kg~(-1)、60 g·kg~(-1)处理较CK处理分别增加32.3%、21.1%、16.7%,拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度随着生物炭施用量的增加各处理较CK处理分别减少22.1%、55.3%、66.8%、50.5%。生物炭施入土壤后降低了土壤可培养微生物的活性,减少或改变了土壤微生物碳源利用的种类,使土壤原有微生物群落组分发生改变,生物炭也影响了土壤细菌各菌群在土壤中的丰度,使其分布的均匀性降低。为了不影响微生物群落结构和功能,石灰性褐土上生物炭一次还田量不能超过5 g·kg~(-1)(干土)。     

采煤塌陷地复垦方式对土壤理化特性影响研究

研究了采煤塌陷区适农土地表土剥离复垦和混推复垦对复垦后土壤理化性质的影响.结果表明:与复垦前比较,两种方式复垦后表层土壤养分含量均有所下降;与混推复垦比较,剥离复垦后表土养分含量稍高,但其养分含量变异也较大.由于复垦过程中机械压实作用,复垦后土壤容重和硬度增大、孔隙度减小,剥离复垦后0～20 cm耕层土壤容重、土壤硬度明显低于混推复垦,前者的土壤孔隙度明显高于后者(p＜0.05).混推复垦土壤剖面毛管持水量高于剥离复垦.     

温室黄瓜连作土壤微生物区系和养分含量变化

以日光温室黄瓜连作1～3,4～7,8～10 a的土壤为研究对象,测定土壤微生物数量和养分含量。结果表明,连续种植4～7 a的土壤中微生物总数最多,达4.7×107cfu/g;8～10 a的最少,为2.2×107cfu/g;随连作年限的增加,细菌数量表现出先增加后减少的趋势,在连作4～7 a的土壤中达到最大值,为4.2×107cfu/g;放线菌的数量表现为逐年减少的趋势;真菌数量随连作年限的增加呈增长趋势。而土壤氮、磷、钾含量随连作年限的增加逐年增多,但氮的投入不足,磷的投入适中,钾肥投入过量。     

增施有机肥对番茄生长、产量及土壤剖面硝态氮的影响

在田间采用微区试验,研究了番茄生产过程中单施无机肥(CF)以及在无机肥基础上增施有机肥(CF+M)后对番茄生长、产量及土壤硝态氮的影响。结果表明,与单施无机肥处理相比,增施有机肥处理促进了番茄的生长发育,提高了植株的干物质量、氮素累积量以及改善了番茄品质,Vc含量显著提高;增施有机肥比单施无机肥增产15.7%左右;增施有机肥处理在0～60 cm土层中硝态氮含量高于单施无机肥处理,在60～200 cm土层中硝态氮含量低于单施无机肥处理。研究表明,无机肥和有机肥结合施用有利于促进番茄生长发育,提高产量,改善品质。     

2000—2008年晋西北地区土地利用/覆被变化研究

利用晋西北河曲、保德、偏关地区2000,2008年2个时期TM遥感影像数据,在Erdas,Arc GIS等地理信息系统支持下,解译影像处理数据并建立土地利用变化转移矩阵,对研究区域近8 a的土地利用/覆被变化进行研究。结果表明,2000—2008年间,河曲、保德、偏关地区土地利用类型变化表现出草地、森林和居民工矿建设用地明显增加,农田、未利用地呈减少趋势,水域面积变化不大。农田大量转化为草地、森林和居民工矿建设用地,反映出研究区域生态环境有所改善和城镇化进程加快的趋势,土地利用/覆被变化幅度大且流转方向一致,结构调整趋于合理,退耕还林还草政策以及林业生态工程建设成效显著。     

高粱生长及其土壤环境对不同培肥措施的响应

为研究不同施肥条件对高粱生长、土壤养分、土壤酶活性和微生物的影响,以高粱-玉米轮作体系的高粱作为研究对象进行田间定位试验。结果表明,不同施肥均可显著提高高粱拔节期的株高、茎粗、可见叶片数和叶面积指数,以及高粱产量与单穗粒重(P0.05);各处理产量大小排序为IF+M+SIF+MM+SIFCK,相较于对照,高粱各施肥处理的产量增幅为80.6%~120.7%,均达到显著水平,其中,处理IF+M+S表现最好;无机肥处理(IF)各养分指标均高于不施肥(CK),但增幅不显著;与无机肥处理相比,各有机肥处理(IF+M、IF+M+S、M+S)的土壤养分及有机质含量均有提高,其中IF+M+S处理的全氮、有效磷、速效钾、有机质分别是CK的1.95,10.36,2.01,1.83倍,差异达显著水平(P0.05)。各施肥处理在各生育时期的土壤酶活性均高于不施肥处理(CK),其中有机无机肥与秸秆配施处理(IF+M+S)表现尤为明显,拔节期和收获期的碱性磷酸酶、收获期的脲酶以及各时期的蔗糖酶活性均显著高于无机肥处理(P0.05)。通过有机肥或与无机肥配施的方式,均可提高土壤中微生物的群落功能多样性指数及其利用碳源的能力,而且包含有机肥+秸秆的处理相比于其他有机肥处理,更利于提高土壤微生物多样性。     

畜牧业生产过程中的养分流向及养分资源利用

分析了畜牧业生产过程中养分消耗、养分流向及其对环境的潜在冲击,综述了国内外畜牧业生产过程中养分资源管理措施和降低畜牧业生产过程中养分流失的途径,阐述了畜牧业生产过程中养分资源管理和评价的意义,以期为畜牧业的可持续发展提供依据。