秸秆或粉煤灰添加对砂姜黑土持水性及小麦抗干旱胁迫的影响

针对黄淮海平原典型中低产土壤砂姜黑土黏粒含量较高,土壤有效水分库容较低,严重限制作物生产的现状,该文采用盆栽试验,研究了不同外源改性物料的添加对土壤持水性能及小麦生理的影响,以期获得农田水分管理过程中的关键参数。盆栽试验设置常规氮磷钾(control,CK),常规氮磷钾配施下的添加秸秆(straw returning,SR)、秸秆碳(straw carbon,SC)和粉煤灰(fly ash,FA)处理,维持土壤相对含水率在80%,培育小麦至抽穗期,开展为期10 d的干旱胁迫试验。结果显示SR和SC处理提高了土壤持水能力,且处理间的差异较小;FA处理因其表面富含大量疏水性结晶矿物,土壤相对含水率下降较快,迟效水含量显著低于其余处理,但土壤速效水含量显著提高。不同改性措施均有提高小麦叶片相对含水率,减轻干旱胁迫的趋势,但在极端干旱胁迫下,FA处理叶片相对含水率不仅明显低于其余处理,且作物体内积累大量丙二醛、过氧化氢等有害物质。田间管理中砂姜黑土相对含水率应维持在38%(SR)、36.5%(SC)和24.5%(FA)以上,当土壤相对含水率低于30.78%(SC)、28.43%(SR)和22.5%(FA)时将会对作物生理产生不可逆的伤害。鉴于秸秆优良的保水性能,粉煤灰“富水,不保水”的特性,秸秆与粉煤灰的配合施用将利于砂姜黑土的改良。相关机制值得进一步研究。     

基于地基激光雷达监测不同地表覆盖条件的土壤侵蚀试验研究

土壤侵蚀量是土壤退化风险评估的重要指标,地基激光雷达(TLS)为土壤侵蚀量动态监测提供新技术手段,但野外不同地表覆盖条件对监测精度的影响尚不明确。基于2019年11月和2021年7月在鹰潭红壤生态实验站获取的地表裸露、石块、稀疏象草、马尾松、马尾松+石块,马尾松+稀疏象草等不同地表覆盖条件的6个径流小区两期TLS数据,运用移动曲面拟合滤波和反距离加权插值方法估算土壤侵蚀量,结合实测侵蚀量数据评价TLS精度,并探讨不同地表覆盖条件下TLS的最小变化识别度(minLOD)。研究表明,TLS监测精度与土壤侵蚀量呈正相关关系,更适用于中等强度以上或长时间发生明显侵蚀的土壤侵蚀区监测。不同地表覆盖条件下minLOD为4～60 mm,TLS监测相对误差(RE)依次为：地表裸露(RE=–9.4%)<马尾松+石块(RE=12.6%)<石块(RE=15.5%)<稀疏象草(RE=–18.9%)<马尾松(RE=23.4%)<马尾松+稀疏象草(RE=–25.2%);地表覆盖条件不仅影响土壤侵蚀强度、地表粗糙度,也产生点云滤波及空间插值误差,进而影响TLS识别minLOD准确度和土...     

土地利用方式对酸性红壤丛枝菌根真菌群落的影响

为了研究土地利用方式对酸性红壤丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)群落的影响,调查了酸性红壤4种土地利用方式(草地、玉米、花生和大豆)下非根际和根际土壤AMF群落多样性和组成结构。结果表明：土地利用方式显著影响了AMF群落优势属球囊霉属(Glomus)和巨孢囊霉属(Paraglomus)的相对丰度,但是根际作用影响不明显。土地利用方式而非根际作用显著影响了AMF群落香农指数和物种丰富度,其中大豆地表现出最低的香农指数和物种丰富度。土地利用方式和根际作用都显著影响AMF群落组成结构,但是土地利用方式的作用强度明显高于根际作用。球囊霉属主要解释了不同土地利用方式之间的AMF群落组成差异。土壤p H是影响土壤AMF群落结构的最关键因子。因此,土地利用方式比根际作用表现出对酸性红壤AMF群落更大的影响,展现了土地利用变化在影响土壤AMF群落方面的重要作用。     

番茄青枯病抑病土壤根际微生物群落特征及其抑制性传递机制

根际微生物在宿主植物抵御土传病害发生过程中发挥着重要作用。为探究抑病土壤与感病土壤根际微生物群落特征及其微生物群落构建机制,分别采集抑病土和感病土中的番茄根际土壤,采用实时荧光定量PCR技术检测两种根际土壤中的病原菌含量,并利用16SrRNA基因扩增子高通量测序技术分析抑病和感病土中番茄根际土壤微生物群落多样性、组成、结构以及基于零模型的微生物群落构建机制的差异。结果表明,与感病土相比,抑病土壤中番茄的青枯病病情指数明显降低（病情指数分别为47.5和22.5）,其根际中细菌群落具有更高的alpha多样性、更丰富的放线菌门、厚壁菌门以及芽孢杆菌科和链霉菌科等有益微生物,较低的青枯病菌丰度（病原菌丰度降低了12.22倍）并伴随着较高的随机性过程,因此抑病土壤受病害胁迫的适应性较强。将感病土壤与抑病土壤按照一定比例进行混合,形成了仅有感病土D10H0、感病土与抑病土质量比为1︰1的D5H5以及仅有抑病土D0H10这三种处理以进一步检测抑病土壤抑病特性的可传递性。结果表明,随着抑病土比例的增加,番茄青枯病病情指数逐步降低,D10H0、D5H5和D0H10的病情指数分别为41.67、29.17与...     

土壤氨氧化古菌适应酸性胁迫的ATP酶基因分子进化研究

氨氧化古菌（Ammonia-oxidizingarchaea,AOA）被认为是酸性土壤硝化过程的主要微生物类群,但AOA如何适应酸性胁迫并发挥作用一直是研究难点,而ATP酶（ATPase）是能量代谢的关键,其编码基因可能在AOA适应酸性胁迫过程中发生了趋同性演化。据此,本研究针对5个不同种植年限的马尾松人工林酸性土壤（15 a、24 a、45 a、55 a、63 a）,通过深度宏基因组测序获得7 360亿碱基对,重构AOA氨单加氧酶amo A基因和ATP酶A亚基（ATPase subunit A）基因的系统发育进化谱系,研究AOA适酸的分子机制。结果表明：根据经典的amo A基因系统发育进化分类,所有5个森林土壤中优势AOA主要包括Nitrososphaerales和Ca.Nitrosotaleales两大类群,但Nitrososphaerales类群与中碱性土壤中的AOA古菌亲缘关系更近,与嗜酸的Ca.Nitrosotaleales类群亲缘关系较远,表明amo A基因的系统进化关系不能解释Nitrososphaerales在酸性土壤中的成功定殖。然而,基于ATPase subunit...     

L-半胱氨酸对水稻根系吸收亚硒酸盐的影响

硒是人和动物体内必需的微量营养元素。许多地方性疾病如克山病、大骨节病等均与环境中硒水平低有关[1]。硒对人和动物健康从有益到有害的范围很窄[2-4],摄入过量硒会引起人畜中毒[5-6]。由于人体内的硒主要通过植物性食物获得[7-8],因此探讨根外环境中影响植物吸收硒的因素,进一步通过施肥措施调节植物对硒的吸收以及调控植物性产品可食部分硒含量,确保食用安全和人体健康是非常必要的。在土壤中,硒主要以元素硒(Se0)、硒化物(Se2-)、亚硒酸盐(SeO32-)、硒酸盐(SeO42-)和有机态硒[(CH3)Se]五种形态存在。其中可以被植物根系直接吸收利用的无机硒主要有硒酸盐和亚硒酸盐[8]。研究表     

Deep Memory, Eternal Esteem—— For the 100th Anniversary of Prof.Li Qing-kui

本文是庆祝李庆逵教授诞辰100周年,同时也是纪念李先生离开我们整整十一周年的纪念文.李庆逵先生是一位在科研战线上奋斗达70年的老科学家,他一生为我国农业生产及土壤科学发展作出了巨大贡献,赢得了人们的尊敬与爱戴,为后人做出了榜样,他是当代年青人学习的榜样与楷模.     

番茄地套作蘑菇对土壤肥力和生物活性的影响

通过温室盆栽试验,研究了套作双孢蘑菇(Agaricus bisporus)对潮土速效养分含量、微生物数量、关键酶活性以及番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)生长的影响。结果发现,与对照相比,添加双孢蘑菇培养基质对土壤有机碳、矿质氮与速效磷含量均没有显著影响,但速效钾含量显著增加(P<0.05),且土壤细菌数量趋于增加、真菌数量显著减少(P<0.05),土壤脲酶与磷酸酶活性显著增强(P<0.05)、纤维素酶活性显著下降(P<0.05),番茄植株地上部和地下部生物量分别增加130%和67%,但产量没有明显变化;在添加培养基质基础上再接种双孢蘑菇菌种与不接种相比显著降低土壤有机碳含量和脲酶活性(P<0.05),番茄植株生物量也降到与对照相接近的水平,尽管番茄产量没有明显变化,但额外收获了双孢蘑菇。结果表明,套作双孢蘑菇对潮土生物活性具有促进作用,并可以增加单位面积经济产出,因而在潮土地区具有推广潜力。     

江苏设施菜地控释氮肥一次性基施增效减排效果研究

江苏设施蔬菜集约化程度高,劳动力需求大,氮肥用量大,面源污染问题突出。控释氮肥在该地区集约化蔬菜上应用后的减量、增效和减排潜力尚缺乏研究。本研究通过连续三季田间试验,设置4个施肥处理:常规施尿素氮100%N(N1)、常规施尿素氮70%N(N2)、基肥一次性施氮70%N(N3,控释氮与尿素氮的比例为7∶3)、基肥和一次追肥70%N(N4,基肥氮为控释氮,追肥氮全部为尿素氮,控释氮与尿素氮的比例为7∶3),研究其对集约化花椰菜和番茄产量、环境效应和经济效益的影响。结果表明:与N1、N2和N4相比,N3处理的产量和利润每季均为最高,花椰菜和番茄平均产量分别达到86.4 t·hm~(-2)和87.0 t·hm~(-2),利润分别达到12.0万元·hm~(-2)和12.2万元·hm~(-2),氨挥发量最低,仅为4.4 kg N·hm~(-2)和9.3 kg N·hm~(-2),三季蔬菜种植后土壤中硝态氮的残留量最低。与N1处理相比,N3处理可使花椰菜和番茄分别平均增产3.7%和21.3%,分别增收10.7%和40.3%,并分别平均减少64.0%和46.9%氨挥发。基于此,在江苏设施蔬菜种植上,与常规(N1)相比,控释氮肥与尿素7∶3混合一次性基施,可减氮30%且增效减排效果显著,值得在生产上推广应用。     

基于TCLP法研究纳米羟基磷灰石对污染土壤重金属的固定

通过室内培养试验,研究了纳米羟基磷灰石对土壤重金属的固定和修复,并通过毒性溶出试验TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)对固定效果进行了评价.结果表明,纳米羟基磷灰石的施入显著降低了土壤中Cu和Zn的生物有效性,而且土壤中Cu和Zn有效态的含量与纳米羟基磷灰石的施用量呈显著负相关.其主要原因为纳米羟基磷灰石的水解释放大量OH-离子,导致土壤pH增加;此外纳米羟基磷灰石吸附固定重金属进而降低了土壤中重金属的有效性.包施不如同等材料用量混施的钝化效果好,且所用时间较长,但包施具有将所施材料和被吸附重金属移出土壤体系的优点.