冬季秸秆还田对冬灌田水稻生长期CH4产生、氧化和排放的影响

有机肥施用和土壤水分管理是影响稻田CH4排放最重要的2个因素。本文通过室内培养和田间试验研究了冬季秸秆还田对冬灌田水稻生长期CH4的产生、氧化和排放的影响。结果表明:淹水混施处理CH4产生潜力在水稻移栽后35和51天显著大于淹水不施肥处理(p0.05),其余时间则无显著差异(p0.05);冬季秸秆还田对CH4氧化潜力无显著影响(p0.05),水稻生长期土温和稻田施用氮肥可能是较其更重要的影响因素;淹水混施处理CH4平均排放通量(CH426.7mg/(m2·h))显著大于淹水不施处理(CH420.3mg/(m2·h))(p0.05)。     

长期施肥处理对玉米生长期潮土微生物生物量和活度的影响

以1989年建立的中国科学院封丘农田生态系统国家试验站的长期定位试验为平台,研究经18a连续不同施肥处理后玉米季土壤微生物生物量碳氮和微生物活度的动态变化及其与土壤有机碳之间的相互关系,并探讨施肥措施对土壤微生物及其活性的影响。施肥处理包括:(1)有机肥(OM);(2)1/2化肥和1/2有机肥(1/2OM+1/2NPK);(3)氮磷钾肥(NPK);(4)氮磷肥(NP);(5)磷钾肥(PK);(6)氮钾肥(NK);(7)不施肥,即对照(CK)7个处理。结果表明,微生物生物量碳氮和微生物活度在玉米生长期内均有明显的时间变异性,其中微生物生物量碳与微生物活度的动态变化比较一致,其间的极显著相关关系表明潮土微生物生物量碳的变化可以在很大程度上代表土壤微生物活度的变化。施肥制度显著影响微生物生物量碳氮和微生物活度的变化,总体趋势为OM1/2OM+1/2NPKNPKNPPKNKCK,表明OM有利于保持土壤的生物化学环境及促进土壤的生物学活性;与OM处理相比,化学肥料的长期施用有降低土壤微生物生物量和微生物活度的趋势,尤其是缺素处理的表现更为明显,其中以缺磷处理的表现最为严重。土壤微生物生物量碳氮、微生物活度与土壤有机碳变化均呈极显著正相关。     

大清河流域典型村镇生活污水排放规律和污染负荷研究

城乡结合部地带的村镇生活产污已经成为滇池流域水环境污染的重要来源之一,研究村镇生活污水水质特征和污染排放规律,将有助于正确认识、科学把握农村面源污染特征,有利于流域污染控制策略的制定和治理工程的开展。选择入滇池的大清河小流域中的典型村镇,采用定点动态采样的方法,研究了城郊型村镇生活污水水质特征和污染排放规律,并估算了研究区典型村镇生活污水污染负荷。研究结果表明,研究区内村镇生活污水TN、TP、CODCr浓度高,BOD5/CODCr比值低。生活污水中污染物在早上8：00和晚上18：00以后浓度较高,排放通量以及污水排放量在上午10：00和晚上20：00有两个峰值;工作日污水中CODCr浓度显著高于周末,但其他指标在工作日和周末之间没有显著性差异。污染负荷估算结果表明,研究区内的城郊村镇雨季污染物排放总量高于旱季,尤其是可溶性无机盐的排放主要集中于雨季,雨季人均污染排放量也明显高于旱季。由此指出,研究区域的城郊村镇内,生活污水单位面积污染负荷高,早上和晚上是一天内生活污水污染控制的重要时段,雨季是一年内污染控制的重要时期。     

秸秆还田方式对砂姜黑土有机碳组分和孔隙结构的影响

砂姜黑土容重高、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量低是限制作物产量的关键因子,秸秆还田能有效改善土壤结构,提高土壤有机碳含量。为探明砂姜黑土区适宜的秸秆还田方式,进一步培肥改良耕地地力,该研究利用砂姜黑土连续6 a耕作与秸秆还田定位试验,探究不同秸秆还田方式(免耕还田、旋耕还田、深翻还田)对砂姜黑土不同土层(0～10、>10～20、>20～40 cm)有机碳及其组分颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、矿物结合态有机碳(mineral-associated organic carbon,MAOC)和孔隙结构的影响。研究结果表明:在0～10 cm土层内,3种还田方式下SOC及其组分、土壤总孔隙度和大孔隙度(>50 μm)均无显著性差异(P>0.05)。与旋耕还田相比,免耕还田使>10～20和>20～40 cm土层SOC含量分别降低了14.1%、23.7%(P<0.05),对>10～40 cm土层内孔隙结构特征参数无显著影响(P>0.05);与旋耕还田相比,深翻还田使&...     

水氮对冬小麦花后籽粒淀粉含量及产量的影响

为进一步探索水分和氮肥对小麦淀粉含量和产量的影响,以冬小麦品种矮抗58为材料,在小麦全生育期不灌水(W0)和拔节期灌水(W1)两种水分条件下,分析了不同施氮处理间(0、180、240和300kg·hm 2,分别用N0、N1、N2、N3表示)冬小麦花后籽粒淀粉含量和产量的差异.结果表明,N2处理获得较高小麦籽粒产量、支链淀粉和总淀粉含量及较低直/支比,不施氮或施氮过多均不利高产和籽粒淀粉积累.与W0相比,W1处理有利于小麦籽粒产量提高及支链淀粉和总淀粉积累.水、氮互作对小麦籽粒产量和淀粉含量影响明显.在8个处理中,以W1N2处理对提高小麦籽粒产量和改善籽粒淀粉品质有利,为比较理想的水氮运筹方式.     

生物炭和黄腐酸对滨海滩涂盐碱地土壤性质的提升

为探讨生物炭和黄腐酸对滨海滩涂围垦盐碱地的改良作用,采用田间玉米种植试验法,设置生物炭使用量7.5 t/hm2(BC1)、30 t/hm2(BC2)和黄腐酸用量1.5 t/hm2(FA)及其组合,共6种处理:CK、BC1、BC2、FA、BC1+FA、BC2+FA,研究材料施加对土壤重要盐碱状况表征指标的影响。结果表明,BC2处理降低土壤容重,但低用量BC1处理下土壤容重没有降低,研究区土壤呈逐渐自然板结退化状态;随着生物炭施用量的增加,土壤持水能力呈减小的趋势。生物炭和黄腐酸施用明显提高土壤有机质含量,BC2+FA最高,达到6.31 g/kg;各处理中,周期性脱盐和返盐现象在各处理间的土壤表层呈现一致规律,但BC1+FA和BC2+FA处理的盐分累积明显低于其他处理。结果表明适量生物炭和黄腐酸施用可提高土壤肥力,改善土壤结构,抑制盐分累积,有利于滩涂围垦土地的快速耕地化利用,生物炭使用量为30 t/hm2并黄腐酸用量1.5 t/hm2处理效果最好。     

增氧提高蔬菜磷素吸收利用的作用机制研究进展

磷素的吸收利用率低是制约蔬菜生产的重要障碍因子之一,蔬菜根系形态和生理特性的适应性变化是高效利用土壤磷的主要生物学机制。当前磷肥的过量施用导致蔬菜根际环境的恶化,而根际环境对蔬菜的根系形态结构、根系活力和植株生理反应也都会产生反馈影响。本文从氧营养的角度,以根系为核心,综述了国内外提高蔬菜磷素利用率的途径,根系与根际环境互作对蔬菜磷素利用率的响应,并剖析了增氧促进根系生长及改善根际环境提高蔬菜对磷的吸收及利用的生物学机制,从而为提高蔬菜磷肥利用效率、减少蔬菜地磷肥投入量提供理论依据。     

高低应答CO2水稻品种苗期根系对高C环境的响应

本文利用水培试验和琼脂板培养试验研究了高CO₂条件下产量响应存在显著差异的两个水稻品种：II优084(高响应)和武运粳23(低响应),在幼苗期根系形态对高C的响应差异。水培试验结果表明,在幼苗时期,高应答品种II优084在低氮条件下地上部生物量在高CO₂下增加28.5%,根系干物质量对高CO₂响应显著,增幅为28.5%,而其不定根数目没有显著增加,对干物质量响应贡献较大的为总根长。II优084的总根长在高CO₂下增幅为26.3%,不同根粗的根长均有高响应。低应答品种武运粳23低氮下地上部和根系响应不显著,而在正常氮和高氮下则不同。正常氮条件下,地上部对高CO₂响应不显著,而根系生物量在高CO₂下显著增加76.0%,不定根数目增加25.8%,同时总根长增加45.0%,不同根粗的根长均有高响应,II优084则没有显著响应。在高氮条件下,武运粳23地上部生物量在高CO₂下增加35.5%,根系生物量增加80.3%,不定根数目增加38.5%,根系平均直径增加16.7%,总根长无响应,而II优084生物量在高氮下无显著差异。同时,武运粳23在正常氮和高氮下的根系表面积和体积对高CO₂响应也较II优084显著。琼脂板培养试验的结果与水培结果一致,武运粳23根系形态对高浓度蔗糖的响应普遍高于II优084。试验结果说明品种对高C环境的响应特征不随培养条件的变化而变化。与植株生长后期不同,在幼苗期正常氮条件下低应答品种武运粳23的根系生物量和各形态指标对高C的响应明显高于II优084,说明水稻苗期生长响应参数与后期产量响应参数不一定一致,可能是由于苗期生长高响应的品种在营养生长期旺长,反而不利于后期生殖生长,从而导致后期产量的低响应。     

土壤肥力质量与施氮量对小麦氮肥利用效率的综合定量关系研究

耕地土壤肥力及施氮量对于小麦产量和氮肥利用率均具有重要影响,但它们综合影响的定量关系及相对贡献率并不清楚。在太湖流域常熟市研究区,通过设置不同土壤肥力与施氮量的小麦田间试验,研究施氮量、土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率的影响,并利用多元回归方法拟合他们之间的定量关系方程,分析揭示施氮量与土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率综合影响的相对贡献率。结果表明,提升施氮量和土壤肥力综合质量指数,有利于增加小麦产量,但不利于小麦氮肥利用率提升;土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率的影响大于施氮量,两者对产量和氮肥利用率的相对贡献率比值分别为1.09∶1和1.32∶1。表明通过提升土壤综合肥力、削减氮肥施用量,达到粮食与生态双重安全目标,培育和提升耕地土壤质量显得更为基本和重要。     

氮肥运筹对潮土冬小麦/夏玉米产量及氮肥利用率的影响

为探究适宜于黄淮潮土区的合理氮肥运筹方式,为中国化肥施用量零增长目标提供理论依据和技术支撑,在黄淮潮土农田定位试验地研究了氮肥运筹对冬小麦/夏玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响。试验设置4种氮肥运筹方式:基施控失尿素(T1)、基施普通尿素+追施普通尿素(T2)、基施控失尿素+追施普通尿素(T3)和基施普通尿素+追施控失尿素(T4),各氮肥运筹方式均包含0、80、160和240 kg·hm~(-2)(以N计,下同)4个施氮水平。结果表明,随施氮量增加,平均单季籽粒产量、周年产值及周年纯效益均表现为先增加后降低趋势,而氮肥利用效率则表现为逐渐降低趋势,其中以160 kg·hm~(-2)时效果较优。T1处理小麦季籽粒产量、周年产量、周年产值及周年纯经济效益均显著高于其他3个处理。效益分析表明,虽然T1处理在等氮条件下氮肥投入成本相对较高,但其较其他氮肥运筹减少了追肥人工成本,加之该处理产量相对较高,最终该处理纯效益相对较高。结合施氮量与产量曲线方程,在160～173 kg·hm~(-2)施用范围内一次性基施控失尿素符合当前研究地区农村劳动力缺乏的实际情况,且能保证产量收益。