秸秆还田方式对潮土剖面土壤氮组分及作物产量的影响

为探究长期不同秸秆还田方式对黄淮海平原潮土区土壤氮素组分及作物产量的影响,以中国科学院封丘农业生态试验站长期试验地为研究对象,选取其中秸秆移除、秸秆覆盖、秸秆深还3个处理,于试验开展第10年（2020年）秋玉米收获后,统计分析近5年产量数据,并采集各处理0～10、10～20、20～30、30～40 cm的土壤样品,测定土壤全氮及氮组分。结果表明：（1）秸秆覆盖还田和秸秆深还处理显著提高作物产量（小麦增产4.76%、5.36%;玉米增产6.33%、5.84%）。（2）秸秆覆盖还田显著提高0～10 cm NH⁺₄-N含量,0～20 cm TN、NO^-₃-N、AN含量,0～40 cm PON和MON含量;秸秆深还处理显著提高0～40 cm TN、MON、NO^-₃-N、AN含量,10～40 cm PON、NH⁺₄-N含量。（3）秸秆覆盖还田显著提高0～40 cm MON/TN,10～20 cm NO^-     

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。     

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...     

CO2与养分交互作用对番茄幼苗形态的影响

在营养液栽培条件下,以番茄品种合作906为材料,研究了不同CO2浓度及养分供应强度对番茄幼苗株高和茎粗的影响,并对番茄幼苗的株高、茎粗等主要形态指标进行了测定,定量分析了番茄幼苗株高与茎粗的关系。结果表明,番茄幼苗株高与茎粗表现为对数函数关系;CO2在促进株高增加的同时也促进番茄幼苗茎粗的生长,而且在1/2山崎番茄营养液处理中,能增加番茄幼苗株高与茎粗的比值,在1/4、1/8、1/16山崎番茄营养液中CO2则进一步降低株高与茎粗的比值,说明CO2施肥要结合高强度肥料供应才能育出健壮的番茄苗。     

作物对水分胁迫的响应及水分利用效率的研究进展

作物对水分胁迫的响应及水分利用效率的研究是节水农业的重要方面,为此,对水分胁迫下作物形态、生理生化响应,作物水分利用效率的内涵、测定计算方法及提高作物水分利用效率途径等国内外的相关研究进行了回顾,并在此基础上,提出了我国目前在该领域研究和应用中存在的问题.     

尿素施用对稻田土壤甲烷产生、氧化及排放的影响

通过田间和培养试验研究了不施尿素(N0kg/hm2)和施用尿素(N300kg/hm2)对水稻生长期稻田土壤CH4产生潜力、氧化潜力和排放通量的影响。结果表明,水稻全生育期内,施用尿素降低土壤CH4产生潜力,并推迟其达到最大值的时间;尿素作为基肥和穗肥施用抑制土壤CH4氧化,而作为分蘖肥施用短暂地促进然后抑制土壤CH4氧化;施用尿素降低稻田CH4排放量。施用尿素通过同时影响CH4产生潜力和氧化潜力来影响稻田CH4排放。     

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     

模拟土柱条件下黑土中肥料氮素的迁移转化特征

为明确肥料氮素在土壤中的迁移转化动态特征,利用模拟土柱方法,研究了3倍常规施肥量条件下不同肥料处理(尿素、硫铵)黑土的矿质氮变化。结果表明:不同氮肥处理的氮素养分迁移转化特征有明显差异。对照处理(不施肥)土柱内各层次间NH4+-N和NO3--N含量差异不明显;施用尿素或硫铵后,表层0~50mm土层的NH4+-N和NO3--N含量比不施肥对照分别升高100.8~3408.1mg·kg-1、113.4~388.0mg·kg-1和126.7~4671.1mg·kg-1、51.4~63.3mg·kg-1,且在培养前14d内变化最大。在整个培养期内,施用硫铵处理各层次NH4+-N平均含量比尿素处理高2.54~1423.7mg·kg-1,NO3--N平均含量低4.38~335.1mg·kg-1;而尿素处理各层次的硝化率是硫铵处理的0.79~9.12倍。表明肥料氮素的迁移与转化集中在0~50mm土层内,尿素处理的氮素转化速率较硫铵处理高。