秸秆和生物炭还田对稻田土壤有机碳及其矿化的影响

通过对稻田土壤有机碳矿化特征及其活性组分的研究,为提高贵州黄壤稻田土壤固碳能力提供理论依据。设置4个处理：不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆配施化肥(NPKS)和生物炭配施化肥(NPKB),结合室内矿化试验对土壤碳氮比(C/N)、活性有机碳(AOC)含量、碳库管理指数(CPMI)和有机碳矿化进行研究。结果表明,与NPK处理相比,NPKB处理SOC含量和C/N分别显著提高9.10%、23.10%,NPKS处理TN含量最高,与CK处理相比显著提高19.39%。NPKS处理下,土壤易氧化有机碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量均最高,分别为5.88 g/kg、96.15 mg/kg和334.09 mg/kg。与NPK处理相比,NPKB处理显著增加了土壤稳态碳(SC)含量、碳库指数(CPI)和CPMI,对碳库活度(A)和碳库活度指数(AI)无显著影响,NPKS处理则显著增加了A、AI和CPMI。在培养期内,SOC矿化速率在第1天处于最大值,前期(第1～6天)大幅下降,后期(第6～45天)缓慢下降;第45天时,SOC累积矿化量在2.14～2.82 g/kg之间,而...     

温度对贵州喀斯特黄色石灰土有机碳矿化、水稻秸秆激发效应和Q10的影响

为定量揭示温度和秸秆还田对贵州喀斯特黄色石灰土土壤有机碳矿化、激发效应和温度敏感性的影响。以贵州喀斯特地区典型黄色石灰土为研究对象,采用¹³C稳定性同位素标记的水稻秸秆和土壤培养试验研究了15,25,35 ℃培养温度下土壤原有有机碳矿化速率、累积矿化量、激发效应和温度系数Q₁₀对水稻秸秆输入和温度的响应。结果表明:15~35 ℃温度范围和0~60天培养时间内,贵州喀斯特黄色石灰土土壤有机碳、总有机碳、水稻秸秆有机碳和土壤原有有机碳矿化速率均培养1天达到峰值,培养1~30天土壤总有机碳、水稻秸秆有机碳和土壤原有有机碳矿化速率快速下降,30~60天逐渐趋于平缓。温度升高显著增加土壤有机碳、水稻秸秆输入土壤总有机碳、土壤原有有机碳和输入的水稻秸秆有机碳的矿化速率和累积矿化量。培养期间水稻秸秆对土壤有机碳矿化均产生显著正激发效应,且正激发效应随温度升高而强化。培养结束时15,25,35 ℃下其对土壤原有有机碳矿化速率激发效应表现为随温度升高激发效应升高、降低、升高和先升高后降低的温度响应规律,因表征方法不同而不同。15,25,35 ℃培养温度下水稻秸秆对土壤总有机碳矿化速率和累积矿化量的贡献率均随培养时间延长先减小后增大再减小,但2种表征方法和3个培养温度拐点发生时间不同;培养1天时水稻秸秆对土壤总有机碳矿化速率和累积矿化量的贡献率15,25 ℃基本相同且显著高于35 ℃,5天时25,35 ℃基本相当且显著大于15 ℃,其他时间均是25 ℃显著大于35 ℃和35 ℃显著大于15 ℃。15~25 ℃和25~35 ℃ 2个温度体系中水稻秸秆不输入石灰土土壤有机碳矿化速率温度敏感系数Q_10,V分别为1.01~2.60和1.39~3.12,Q_10,F分别为1.50~2.60和1.39~2.17;水稻秸秆输入石灰土土壤总有机碳矿化速率温度敏感系数Q_10,V分别为1.09~2.18和1.05~1.90,Q_10,F分别为1.09~1.73和1.05~1.49;水稻秸秆输入抑制土壤原有有机碳矿化的温度敏感性,水稻秸秆输入导致土壤原有有机碳矿化温度敏感性随温度升高而升高转变为总体上随温度升高而降低在一定程度上可缓冲全球变暖所致的CO₂排放增加。温度对土壤有机碳矿化温度敏感性的影响因表征温度敏感性指标和培养时间长短不同而不同,建立不同培养时间的矿化速率和累积矿化量温度敏感系数的温度函数可精确表征其对温度的响应。研究结果对贵州喀斯特农田土壤秸秆还田、土壤固碳减排、土壤有机碳管理和土壤有机碳库预测等提供参考和借鉴,对丰富土壤有机碳激发效应和温度系数Q₁₀的表征和深入理解具有重要意义。     

建三江分局农机化现状及发展

建三江分局是一个土地资源丰富、人少地多、水田开发面积大、以农业机械化为主要生产手段的农业生产基地。从某种意义上讲，农业机械化装备水平的高低将决定着本地区农业生产的发展速度。为此，分析了建三江分局的农机化现状，指出了其发展思路。     

蚯蚓生物处理造纸污泥及蚓粪应用的研究进展

介绍了蚯蚓生物处理的原理,对蚯蚓生物处理造纸污泥的影响因素、处理效果、蚯蚓粪的应用等方面进行了综述,指出了存在的问题,提出了今后的发展方向和趋势.     

长江中下游粮食主产区25年来稻田土壤养分演变特征

【目的】目前我国的水稻产量约占粮食总产量的一半以上,面积占耕地总面积的30%,为了探明我国水稻土土壤养分和肥力的演变特征,科学合理地指导稻田土壤养分管理和施肥,本文对长江中下游水稻主产区20世纪80年代以来国家水稻土长期动态监测数据进行了整理分析。【方法】利用时间趋势分析和中值分析的方法对长江中下游地区稻田土壤养分随时间的变化趋势进行了分析,分别总结了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)的含量以及土壤p H在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;用统计分析得出不同监测时期施肥量的变化情况;运用主成分分析的方法对上述6大肥力指标对该区土壤综合肥力属性的年代变化趋势所产生的作用和影响进行了分析,得出不同监测时期土壤肥力主要贡献因子和限制性因子的变异情况。【结果】1)我国长江中下游地区稻田土壤有机质、全氮和碱解氮含量与监测初期相比均略有升高,其中有机质含量从监测中期到监测后期上升趋势明显(P0.05),碱解氮从监测初期到中期也呈显著性增加趋势(P0.05);2)监测25年来,土壤有效磷含量从12.4 mg/kg增加到12.9 mg/kg,土壤速效钾含量总体上呈稳中有升的变化趋势,与监测初期相比,监测中期和监测后期的速效钾含量分别增加了13.9 mg/kg和17.9 mg/kg;3)土壤p H值总体呈缓慢降低的趋势,下降了0.37个单位,表明在当前的施肥和田间管理措施下我国水稻土存在一定的酸化趋势;4)土壤全氮、碱解氮与有机质含量变化存在显著的正相关关系(P0.01),且变化趋势基本一致;5)与监测初期相比,20 25年后水稻土土壤肥力主要贡献因子由全氮、碱解氮和有机质转变为全氮、碱解氮和速效钾,主要限制因素从有效磷和速效钾含量的缺乏转向p H值的逐渐降低。【结论】在农民习惯的耕作施肥管理条件下,该地区稻田土壤养分含量基本呈上升趋势,说明土壤肥力总体上得到了改善;但土壤p H在一定程度上已显现出对土壤肥力的限制性作用,所导致的酸化趋势需要关注。另外,从农田养分平衡管理的角度看,土壤速效钾和有效磷仍然是该区稻田持续生产和农业持续发展的重要影响因素,在施肥过程中对钾与磷的投入仍需加强,而氮肥施用量需要合理控制。     

蚯蚓对造纸污泥的养分和重金属处理效应研究

造纸污泥含有大量的养分和重金属等物质。试验采用室内培养试验,研究不同蚯蚓投放量对污泥中养分和重金属的处理效应。结果表明:蚯蚓的最佳投放量为中等投放量(22.5 g kg-1)。经过84天处理后,造纸污泥中有机质大量分解,最高分解率为24.95%;全量N、P、K的含量增加,其最大增量分别为2.65 g kg-1、0.64 g kg-1和0.32 g kg-1;碱解氮、速效磷、速效钾的最大减幅依次为24.78%、30.40%和10.77%。经蚯蚓处理后造纸污泥中重金属Mn、Cu和Zn的最大去除率依次为28.80%、28.80%和35.34%,蚯蚓体内Mn、Cu和Zn最高增加了8.03%、23.49%和27.06%,Mn、Cu和Zn的K值均小于1.0,其中Mn>Zn>Cu,说明蚯蚓对重金属Mn、Cu和Zn有明显的去除效应。     

氮肥减量施生物炭对水稻产量和养分利用的影响

为解决水稻生产过度依赖化肥及其环境和高效利用问题,探讨贵州黄壤稻田科学施用生物炭。在贵州省思南县典型黄壤稻田开展氮肥不减量(T0)和氮肥减10%施2.5 t/hm²(T1),氮肥减20%施5.0 t/hm²(T2),氮肥减30%施7.5 t/hm²(T3),氮肥减40%施10.0 t/hm²生物炭(T4)和不施肥对照(CK)共6个处理3次重复田间小区随机区组试验,研究了氮肥减量施生物炭对水稻产量、产量构成和氮磷钾养分吸收利用的影响。结果表明,氮肥减量施生物炭显著影响贵州黄壤稻田水稻产量、产量构成、地上部氮磷钾积累量和利用效率。水稻产量和氮磷钾积累量随氮肥减量和生物炭用量增加先增大后减小。2019年、2020年和2021年水稻实际产量和理论产量均分别以T2、T3和T2最高,较T0分别显著增产16.04%,17.94%和14.73%以及55.72%,64.08%和118.91%,水稻籽粒N、P₂O₅和K₂O积累量、偏生产力、农学效率、表观利用率和收获指数均较高,是较好的氮肥减量施生物炭处理。产量—施生物炭量回归方程和极值分析表明,2019年、2020年和2021年氮肥分别减量21.76%,24.60%和19.00%(即32.64,36.90,28.50 kg/hm²)施生物炭量5.44,6.15,4.75 t/hm²时水稻产量最高(分别为7.80,8.57,8.03 t/hm²),较T0分别增产22.52%,18.78%和13.74%。氮肥减量施生物炭显著提高氮磷钾化肥利用率,但导致化肥+生物炭磷和钾利用率降低,因此,贵州黄壤稻田施生物炭时应氮磷钾化肥同步减量,降低比例以氮磷钾减量19.00%~24.60%,施生物炭5.00~6.25 t/hm²为宜。研究结果对指导贵州黄壤稻田氮磷钾化肥减量和施生物炭具有重要指导意义。     

碳酸钙对黄壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响

为研究碳酸钙和温度对土壤有机碳矿化的影响,以贵州典型黄壤为对象,通过60 d室内矿化培养试验,研究15、25℃和35℃下13C标记碳酸钙(30 g·kg-1)对土壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响。结果表明:不同处理的土壤CO₂释放速率均在第1 d达到峰值,随后迅速减小,在15~60 d时趋于稳定。碳酸钙抑制了土壤原有有机碳的矿化(P<0.01),在培养前期(1~10 d)表现为强负激发效应,其负激发效应在不同温度下最强可达-81.0%(25℃)、-69.3%(35℃)和-54.0%(15℃)。土壤总CO₂累积释放量在35℃下高于15℃和25℃,温度可增强土壤有机碳的矿化(P<0.05)。¹³CO₂释放量在25℃和35℃下显著高于15℃(P<0.05),对土壤总CO₂释放量的贡献率为25℃(27.33%)>35℃(19.36%)>15℃(13.81%)。黄壤有机碳矿化温度敏感性(Q₁₀)变化范围在0.90~1.69。添加碳酸钙对Q₁₀值无显著影响,但温度对Q₁₀值有显著影响,25~35℃体系下Q₁₀值高于15~25℃。研究表明,在15~35℃范围内,外源碳酸钙抑制了黄壤有机碳的矿化,且外源碳酸钙对黄壤有机碳矿化的影响效果显著强于温度的影响。     

苹果园植被多样化对叶螨天敌群落自然控制作用的评价

1989—1991年在北京国营巨山农场对地面种植苜蓿的苹果园中叶螨天敌的自然控制作用进行了系统调查和笼罩试验。结果表明,植被多样化苹果园中叶螨天敌复合体具有很强的自然控制作用,与地面清耕的单植被果园相比,叶螨的峰值低1.67倍。统计分析表明,在叶螨天敌群落中以东亚小花蝽和叶螨发生量的相关最为显著。排除笼罩试验结果表明。天敌群落对叶螨的生物学效应与天敌发生作用时间的早晚、天敌发生作用时间的长短及叶螨的密度有关。叶螨天敌自然控制的生态学效应主要表现在峰值的螨量明显降低;推迟了达到常规化防指标(2头/叶雌成螨)的时间;缓和了叶螨种群数量的波动、降低了其平衡位置;随种草年限加长,幼树园树上天敌、害螨比有增高趋势。系统结构更趋完善,幼树园种草区的高峰期螨量值比对照区低46%～89%,成树园降低28%～33%。