冬季侧窗通风猪舍氨气和温室气体排放特征

冬季猪舍通风管理方式影响猪舍内的环境质量以及污染物的排放,为确定改造后猪舍侧窗负压通风系统6阶段管理对冬季舍内环境质量以及氨气和温室气体排放的影响,对舍内温度、湿度和空气流速等环境指标进行了测定,采用水分平衡方程确定了不同通风阶段猪舍的通风率,利用INNOVA 1412多气体分析仪-连续采样测试技术,对冬季猪舍NH_3、N_2O、CH_4和CO_2的排放进行了测定,确定了不同通风量条件下氨气和温室气体的排放率。结果表明,冬季侧窗通风密闭式育肥猪舍平均温度为13.7℃,湿度为69.7%,舍内最大温度与湿度差值分别为3.2℃和39.6%,平均通风率为6 207 m~3·h~(-1)(单头生猪通风量:24.9 m~3·h~(-1)),舍内平均空气流速为0.28 m·s~(-1),满足了育肥猪生长的要求;冬季试验猪舍中NH_3平均浓度范围在8.42～15.63 mg·m~(-3),CO_2平均浓度范围保持在2 509～5 303 mg·m~(-3)之间,CH_4浓度变化在1.11～5.90 mg·m~(-3),可满足冬季育肥猪生长的需求;单头生猪NH_3、CO_2和CH_4的平均排放率分别为250.0 mg·h~(-1)、79.9 g·h~(-1)、57.7 mg·h~(-1),单头生猪累积日排放量分别为6.0 g·d~(-1)、1.92 kg·d~(-1)和1.39 g·d~(-1),试验期间没有监测到N_2O的排放;采用的6级通风管理模式显著影响NH_3、CO_2的平均排放率,对CH_4的排放影响不显著。     

设施黄瓜土壤化学性质对施肥时间的动态响应

为了解施肥对设施黄瓜土壤化学性质的动态影响,为设施种植施肥提供理论支持,以湖北省荆门市设施蔬菜大棚基地为研究对象,共设2个试验棚,分别使用不同种肥料,研究拔园后剖面土及施肥后14 d内土壤化学性质的变化。结果表明:大棚内土壤表层酸化显著,在土壤深度为0～100 cm,养分含量随土壤深度的增加逐渐降低。施肥后土壤微生物量碳(Soil microbial biomass carbon,SMB-C)、土壤微生物量氮(Soil microbial biomass nitrogen,SMB-N)在14 d的观测周期内,棚A、B内呈现出的变化趋势一致,且均在施肥后第2天时达到第1个高峰(B棚SMB-C在施肥第3天时达到最大值);铵态氮含量亦是施肥2 d时2个棚内的含量最高,且铵态氮、硝态氮含量在整个观测期内呈现先增加后降低的变化趋势;土壤碱解氮的含量变化与施加肥料存在一段时间内的动态关系,但随施肥时间的加长,碱解氮仍会恢复到未施肥的状态。综合几种土壤化学性质的变化规律可见,施肥后第2天肥效最显著。通过观察14 d的监测结果可发现,14 d后各化学性质逐步恢复到未施肥时的水平,下一步可加长监测期,为施肥周期的合理制定提供理论依据。     

贝加尔针茅草原土壤线虫与微生物群落特征及其相互作用

分析了在施氮环境下内蒙古贝加尔针茅草原土壤微生物和土壤线虫群落特征及相互作用。结果表明,不同的施氮水平显著影响土壤微生物真菌和细菌群落结构和数量,但对土壤微生物群落总量的影响并不显著;对土壤线虫食细菌类群（Bacterivores）、食真菌类群（Fungivores）和植物寄生性类群（Plant parasites）数量影响显著,同时影响土壤线虫的物种丰富度（SR）和群落结构的稳定性。土壤中的植物寄生性类群线虫与土壤中细菌群落、真菌群落和真菌/细菌之间呈显著正相关,土壤真菌群落与土壤线虫群落的丰富度（SR）、均匀度（J'）和结构指数（WI）也有明显的相关性。施氮对土壤真菌群落的影响大于对土壤细菌群落的影响,土壤中的真菌群落与土壤中植物寄生性类群线虫具有相互促进的作用,增加了植物受线虫感染的几率,同时施氮也改变了土壤线虫的群落结构。     

3种转非抗虫基因棉花田间节肢动物群落的多样性和食物网结构

以转基因耐盐碱棉花、转基因抗病棉花和转基因抗旱棉花3种转非抗虫基因棉花为材料,研究不同表达性状的转基因棉花种植对棉田节肢动物群落结构、多样性及食物网结构的影响。结果表明,3种转基因棉花在节肢动物群落Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度和优势集中性指数上与其对照受体棉花无显著差异(P0.05)。转基因棉花与其对应受体间的群落相似性指数均较高(73.18%~77.65%),食物网结构参数上也无显著性差异(P0.05)。表明3种转非抗虫基因棉花对棉田节肢动物多样性及食物网结构无显著影响。     

不同植被恢复模式下呼伦贝尔沙地土壤反硝化细菌nirK基因组成结构和多样性研究

本研究选取呼伦贝尔沙地5种植被恢复模式(单播冰草、单播羊柴、单播柠条、冰草+柠条和冰草+柠条+羊柴+披碱草)为研究对象,以完全退化的沙地为对照,采用分子生物学技术分析了土壤反硝化细菌nirK基因组成结构和多样性,并探讨了与土壤理化因子的相关性。结果表明,土壤反硝化细菌nirK基因组成存在明显差异。单播羊柴模式土壤反硝化细菌nirK基因多样性指数最高,其次为单播冰草和单播柠条,而两种混播模式最低,这5种植被恢复模式均显著高于对照裸地。序列和系统发育分析结果表明,所获得的nirK基因片段与NCBI数据库中的nirK基因的相似度在81%99%之间,分别归属于苍白杆菌属、根瘤菌属及不可培养的细菌,其中与不可培养细菌相关的片段占到总数的50%以上。典范对应和相关分析结果表明,速效磷、pH、全氮、全磷和含水量对反硝化细菌的影响均达到显著水平,且5种理化因子间均具有极显著相关性,说明这5种理化因子相互关联,共同对反硝化细菌nirK基因组成变化起到决定作用。     

供氮水平和有机无机配施对夏玉米氮利用效率的影响

通过大田试验研究了不同氮素水平下有机无机肥料配施对夏玉米氮利用效率的影响。结果表明,氮素肥料的各去向受施氮量影响较大,施氮量越大,表观残留量、淋溶损失量、气态损失量均增加。表观利用率在施氮低于200 kg/hm2时,表现为增加,高于200 kg/hm2时,则表现为减少。配施有机肥比例越大,表观利用率、表观淋溶损失率越小,表观残留率则越大。气态损失率在有机无机配施条件下最小。淋溶损失是氮素肥料的主要损失途径。综合考虑,氮肥表观利用量、表观残留量和淋溶损失量,以纯氮施入量200 kg/hm2,75%的N由有机肥提供、25%的N由尿素提供的处理为较理想的氮素施用水平和配比组合。     

休牧对贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性的影响

采用Biolog-Eco微平板技术和氯仿熏蒸浸提法,以自由放牧地(zero rest grazing, RG₀)为对照,研究了休牧不同年限(RG_3a、RG_6a和RG_9a)贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的变化。结果表明,休牧后贝加尔针茅草原土壤微生物群落代谢活性显著升高。反映土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)呈以下变化趋势:RG_6a>RG_9a>RG_3a>RG₀。RG_6a和RG_9a样地AWCD值差异不显著(P>0.05),但均显著高于RG₀样地(P<0.05),RG_3a与RG₀样地差异不显著(P>0.05)。休牧不同年限贝加尔针茅草原土壤微生物群落Shannon-Wiener物种丰富度指数(H)、Shannon-Wiener物种均匀度指数(E)和Simpson优势度指数(D)均为RG_9a最高,其中RG_9a样地H值与其他样地差异显著(P<0.05);不同处理E值差异不显著(P＞0.05),RG_9a样地D值与RG₀差异显著(P<0.05)。主成分分析结果表明,RG₀,RG_3a和RG_6a样地土壤微生物群落碳源利用方式及代谢功能相似,而RG_9a样地土壤微生物群落具有不同的碳源利用方式和代谢功能。对不同碳源的分析结果表明,糖类、氨基酸类、脂类为土壤微生物利用的主要碳源。随休牧年限的增加,土壤微生物量呈增加趋势。RG_9a土壤微生物量碳、微生物量氮(soil microbial biomass C, N)含量均最高,分别为590.20和72.86 mg/kg。相关分析表明,AWCD值与土壤微生物H值呈显著正相关(P<0.05),与D值呈极显著正相关(P<0.01);H值与D值呈极显著正相关(P<0.01)。H值、D值均与土壤微生物量碳(SMBC)呈显著正相关(P<0.05);H值与土壤微生物量氮(SMBN)呈显著正相关(P<0.05)。由此可知,休牧使草原土壤微生物代谢功能增强,土壤微生物繁殖快、数量大,从而促进土壤微生物量碳、氮含量的增加。     

贝加尔针茅草原植物多样性及土壤养分对放牧干扰的响应

以贝加尔针茅(Stipa baicalensis Roshev.)草甸草原为研究对象,研究不同强度放牧干扰对贝加尔针茅草原群落植物多样性、土壤理化性状及养分特征的影响。结果表明:随着放牧强度的增加,群落物种数、植物多样性和植被盖度均显著降低;放牧干扰对土壤理化性状的影响主要表现在,随着放牧强度的增加,土壤容重升高,土壤含水量减小,重度放牧草地土壤容重增加到1.35g/cm³,含水量仅为12.37%;放牧导致土壤有机碳格局发生改变,轻度放牧下表层(0-10cm)土壤有机碳含量逐渐降低,但有机碳向深层土壤的转移量增加,深层土壤(10-20cm、20-30cm)有机碳含量均显著高于其它样地,且整个剖面土壤有机碳含量较对照样地提高了7.19%。土壤全氮含量(0-10cm、10-20cm)在轻度放时有所增加,中度放牧全氮含量显著高于其它样地,全磷含量除了在重度放牧时显著降低,在其它样地间均无显著差异。研究表明植物多样性、地上地下生物量的增加及土壤有机碳格局的改变是贝加尔针茅草原对轻度放牧干扰的一种响应,而重度放牧,草地植物多样性减少、植被盖度降低、土壤物理性状发生改变、养分资源趋于匮乏,草地出现退化的迹象。     

转双价棉种植对土壤酶活性及土壤微生物的影响

转 Bt＋CpTI基因棉因其具有强有效的杀虫性能,近年来种植面积不断扩大,其种植对土壤生态系统的影响是环境风险评价的重要组成部分。本研究以转基因双抗虫棉sGK321和亲本同源常规棉石远321为研究对象,通过比较分析了不同生育期（苗期、蕾期、花铃期、吐絮期）转双价基因棉与其非转基因棉亲本在大田条件下种植13年后,根围土壤酶活性（脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶）变化和土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌）数量的变化。结果表明,转双价棉与常规棉根际土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性以及土壤可培养细菌、真菌、放线菌数量随生育进程的推进变化趋势一致。土壤细菌和放线菌数量在同一时期均无显著差异;土壤脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和土壤真菌数量在一些时期差异明显,转双价棉脲酶苗期、碱性磷酸酶苗期和蕾期,土壤可培养真菌数量花铃期低于常规棉,土壤过氧化氢酶苗期、碱性磷酸酶花铃期高于同源常规棉。聚类分析表明,土壤酶活性和土壤微生物种群数量变化主要受生育期的影响,而转双价 Bt＋CpTI种植对土壤酶活性和微生物影响是有限的。     

施氮肥对草原生态系统影响的研究进展

氮是植物生长和发育必需的大量营养元素,是草地生产力主要限制性因素之一。本文综述了施氮对草原生态系统的影响研究进展,结果发现,目前施氮对草原生态系统的影响试验,多是针对某一具体草地类型短期的试验研究,具有很大的片面性,还没有得出普遍的规律和结论;以往的研究也主要是针对植物群落的地上部分,土壤生态过程变化成为施氮对草原生态系统的影响研究中的"瓶颈"。建议开展施氮对不同类型草原生态系统影响的定位试验,长期监测氮输入对草原生物多样性、生产力、土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物多样性和土壤有机碳的影响过程,并加强植物和土壤生态系统整合研究,揭示我国不同类型草原生态系统氮输入阈值形成的机制及模式,对草原的可持续利用和管理具有重要的理论和实践意义。