水稻土中铁氧化还原循环的光照水分效应

水稻土中铁的氧化还原循环与CO2和CH4排放关系密切。采用恒温厌氧培养试验分别在黑暗、光照条件下研究了不同水分状况对水稻土中铁氧化还原过程、水溶性碳含量及CO2和CH4排放的影响。结果表明,水分和光照是调控土壤铁氧化还原过程及其耦合的碳转化过程的关键环境因子。避光时增加含水量缩短铁还原最大速率出现的时间,促进CH4排放。光照条件下含水量小于50%时增加含水量可促进亚铁的再氧化,大于50%时则抑制了亚铁的再氧化。避光时增加含水量可增加体系的水溶性无机碳含量(WSIC),WSIC与CH4的排放存在显著正相关关系。光照可显著降低体系的WSIC,降低幅度随含水量的增加而增大。在含水量25%～200%范围内,光照可使CO2和CH4排放量分别降低95.80%和96.08%。     

黑垆土长期轮作培肥土壤有机质氧化稳定性的研究

以黄土旱塬长期定位试验为研究材料，分析了不同轮作与施肥对土壤有机质的含量及氧化稳定性的影响。在轮作系统引入豆科作物后，有机碳和易氧化有机碳含量增加，且豆科作物茬口的氧化稳定性低于小麦茬口，利于养分的释放和肥力的持续供给。培肥对氧化稳定性的影响表现在：长期不施肥或单施化肥氧化稳定性升高，促进了土壤有机质的老化。有机肥或有机无机配施能明显提高易氧化有机碳的含量，降低有机质的氧化稳定性，提高土壤肥力水平。苜蓿连作土壤剖面Kos的变化显示：随土层深度的增加，氧化稳定性也逐渐增加。     

纳米银和外源丛枝菌根真菌对甜高粱叶绿素荧光诱导动力学特性的影响

纳米银是应用最广泛的人工纳米材料之一,具有一定的生物毒性。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorr-hizal fungi, AMF)能与陆地上80%的植物形成互惠共生关系,并能改善植物对矿质营养的吸收,促进光合作用,提高抗逆性。而纳米银与AMF共同作用对植物叶绿素荧光特性的影响尚不清楚。本实验选择能源植物甜高粱为供试植物,在未灭菌土壤中利用温室盆栽试验,研究了不同纳米银水平下接种外源AMF对甜高粱叶绿素荧光诱导动力学特性的影响。结果表明,纳米银对外源AMF有一定毒性,抑制了菌根侵染植物根系。纳米银施加浓度的增加造成了光系统Ⅱ(PSⅡ)供体侧受到伤害,结构被破坏;并且抑制了最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o),降低了PSⅡ的光能效率;而接种外源AMF则可通过增加热耗散以减少对PSⅡ结构的破坏,对植物起到保护作用。研究证实,在未灭菌条件下,接种外源AMF可以缓解纳米银对甜高粱的植物毒性,其效应与纳米银剂量有关。     

pH与石灰性水稻土铁氧化还原过程的关系

光照和pH是调控土壤铁氧化物厌氧生物氧化还原的关键环境因素。本文采用恒温厌氧培养试验研究了黑暗、光照条件下土壤pH的变化及pH对铁氧化还原的影响,探索了pH与Fe(II)和水溶性无机碳的关系。结果表明,光照可改变土壤厌氧培养过程中pH的变化趋势,避光培养时土壤pH呈降低趋势,光照时呈先降低后增加趋势。pH介于4~9之间均可发生铁的还原反应,pH=7时还原量最大,128.5μmol g-1,pH调至4和9均可抑制避光条件下的铁还原。光照条件下pH 6~8时可发生Fe(II)的再氧化,控制初始pH为7时可使其再氧化量增加77.13%,达49.17μmol g-1。厌氧培养过程中Fe(II)与水溶性无机碳在避光时存在显著线性正相关关系,pH与Fe(II)和水溶性无机碳之间均存在显著线性负相关关系。     

生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田氨挥发的影响

通过土柱模拟实验,研究了生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田田面水氮素转化、氨挥发排放以及水稻产量的影响。结果表明:生活污水尾水灌溉显著提高了稻田田面水NO_3~--N浓度和田面水pH,并显著提高了产量、植株吸氮量和土壤脲酶活性。与清水灌溉处理相比,不施氮肥时生活污水尾水灌溉可使秸秆还田稻田氨挥发累积排放量显著降低35%;正常施氮时生活污水尾水灌溉增加了秸秆还田稻田氨挥发排放总量,但由于显著增加了水稻产量,因此单位产量氨挥发排放量有所降低。由此可见,秸秆还田稻田利用生活污水尾水灌溉,不仅可消纳净化生活污水、替代部分氮肥,还可增加水稻产量、降低单位产量稻田氨挥发排放。     

土壤微团聚体中氧化铁的异化还原能力

选取有代表性的吉林、湖南、四川和广东4个省份的水稻土,采用超声波分散提取不同粒级的微团聚体,通过30℃恒温厌氧培养,测定培养过程中Fe( )产生量的变化。结果表明,不同土壤中铁还原程度大小与土壤的地带性分布有一定关系,吉林和四川水稻土中铁还原量大,而湖南和广东水稻土中铁还原量较小;对不同大小的微团聚体来说,除广东水稻土外,不同大小的微团聚体之间的铁还原程度均表现为:<0.001mm的微团聚体(14～35mg/g)>0.001～0.05mm的微团聚体(5～15mg/g)>0.05～0.25mm的微团聚(<6mg/g);不同组分中的铁还原主要由盐酸可溶性氧化铁的数量决定,不同土壤及不同团聚体中铁还原差异主要是由不同组分中氧化铁的化学形态决定。对于广东水稻土,其<0.001mm和0.05～0.25mm的微团聚体中的有机质数量可能是限制铁还原的关键因素。     

长期施肥条件下小麦农田氨挥发损失的原位研究

采用密闭通气法在长期定位试验基础上研究了连作小麦的原位氨挥发损失。结果表明,小麦昼夜都有氨挥发损失,全天的氨挥发速率在小麦孕穗期为14.69±4.86.g/(hm2·d),灌浆期为18.84±4.09.g/(hm2·d),成熟期为20.91±3.28.g/(hm2·d);昼间的氨挥发损失随小麦生育期的推移迅速增大。单施N、P的氨挥发速率进入灌浆期后开始大幅度增加,单施M的氨挥发速率进入成熟期才大幅度增加。肥料配施可以明显增加小麦孕穗期昼间氨挥发损失速率,不同程度地降低了小麦灌浆期和成熟期昼间氨挥发速率。作物夜间的氨挥发损失小于白天相同处理的氨挥发损失,占白天氨挥发损失平均速率的比例也因生育期而异,孕穗期57.34%±15.93%、灌浆期37.78%±17.84%、成熟期13.73%±11.19%。小麦生育期氨挥发损失与土壤养分含量有一定的相关关系,灌浆期降水对氨挥发的影响也因施用肥料的不同而异。     

黑垆土长期轮作培肥土壤有机质氧化稳定性的研究

以黄土旱塬长期定位试验为研究材料,分析了不同轮作与施肥对土壤有机质的含量及氧化稳定性的影响。在轮作系统引入豆科作物后,有机碳和易氧化有机碳含量增加,且豆科作物茬口的氧化稳定性低于小麦茬口,利于养分的释放和肥力的持续供给。培肥对氧化稳定性的影响表现在:长期不施肥或单施化肥氧化稳定性升高,促进了土壤有机质的老化。有机肥或有机无机配施能明显提高易氧化有机碳的含量,降低有机质的氧化稳定性,提高土壤肥力水平。苜蓿连作土壤剖面Kos的变化显示:随土层深度的增加,氧化稳定性也逐渐增加。     

分子滤膜堆肥发酵对有机肥生产效率及氮素利用率的影响

分子滤膜堆肥发酵是农业废弃物资源化利用的新型实践应用,目前已初步在秸秆、畜禽粪便等废弃物资源化利用中得到应用,与传统堆肥技术相比,具有操作简便、设备要求低、发酵周期短等优势,可实现畜禽粪污高效、环保、安全、低成本、无害化处理及肥料化利用。