硫酸铝和有机物料对盐碱土有机碳组成及复合体的影响

通过进行实验室室内培养试验,以盐碱土为研究对象,添加不同梯度有机物料(10,20,30,40,50,60 t/hm²)和同一硫酸铝添加量(0.2 t/hm²),研究硫酸铝和有机物料对盐碱土有机碳组成及复合体的影响。结果表明:施用硫酸铝和有机物料能够显著提高有机碳含量及活性有机碳含量。在施用硫酸铝且有机物料施用量为30 t/hm²时,微生物碳增长趋势开始减缓,土壤微生物商值到达峰值,Kos值与其他处理相比最低;硫酸铝和有机物料的施用可以促进土壤中粒级由小向大聚集,同时使各粒级复合体内有机碳含量增加,在有机物料施用量为30 t/hm²时,可以明显看出土壤结构变化。即在施用硫酸铝且有机物料施用量为30 t/hm²时,既能够有效提高盐碱土土壤肥力,又能改善土壤结构,能够经济合理地改良培肥盐碱地。     

添加玉米秸秆对白浆土重组有机碳及团聚体组成的影响

研究添加有机物料后,土壤重组有机碳含量变化及其对土壤团聚体组成的影响,对于科学评价秸秆还田对土壤的培肥作用及其环境效应具有重要意义。采用室内培养试验,培养120 d,研究耕作白浆土耕层土壤和母质层中添加不同比例秸秆对土壤重组有机碳积累量、团聚体组成及各粒级团聚体中有机碳分布的影响。结果表明:随秸秆施用量增加,耕层土壤和母质的重组有机碳含量均呈同步增加趋势,耕层土壤和母质相比,重组有机碳增量差异不大,两者增量差值仅为0.34 g kg-1,但两者的有机碳增率差异很大,耕层土壤仅为85.51%,母质则高达556.23%。说明在成土过程中,耕层土壤中有机质的累积会降低其固碳潜力,而在母质层中,其固碳"位点"处于"空置"状态,因此有很强的固碳潜力。同时,秸秆的添加,促进了土壤中小粒径团聚体(0.25 mm)向大团聚体(0.25mm)的转化,耕层土壤和母质土壤在秸秆添加量为3%和2%时大团聚体中有机碳的贡献率最高,分别为69.90%和65.48%。在白浆土中添加玉米秸秆培养后,其母质的固碳能力大于耕层土壤。     

生物质炭对黑土硝态氮淋失的影响

为探究不同类型和不同用量生物质炭对黑土硝态氮(NO_3~-—N)淋失的影响,采用室内土柱模拟法进行淋溶试验,探究了3种来源(玉米秸秆、稻壳、松木)和4个添加比例(0.6%,1.2%,3.6%,6%)的生物质炭对黑土淋溶液的pH、电导率(EC)、体积、淋溶液中NO_3~-—N浓度及土壤NO_3~-—N淋失量的影响。结果表明:淋溶液的pH和EC与生物质炭的施用量呈正比,且3种生物质炭对淋溶液pH的影响表现为玉米秸秆稻壳松木;对淋溶液EC的影响表现为稻壳松木玉米秸秆。淋溶液体积与生物质炭的施用量呈反比,CK处理中累积淋溶液体积为2 530ml,玉米秸秆、稻壳和松木生物质炭的各处理中均为6%处理的累积淋溶液体积最低,分别比CK降低了16.91%,10.77%和10.70%。施用生物质炭可降低淋溶液中NO_3~-—N浓度,CK处理中淋溶液NO_3~-—N浓度范围为38.09~5.02 mg/L,玉米秸秆生物质炭中1.2%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围为21.31~0.74mg/L;稻壳、松木生物质炭中3.6%处理的淋溶液NO_3~-—N浓度最低,范围分别为21.86~1.06mg/L和22.76~1.11mg/L。施用生物质炭降低了土壤NO_3~-—N淋失量,不同生物质炭对其影响表现为玉米秸秆稻壳松木,当玉米秸秆生物质炭的添加比例为1.2%,稻壳及松木制备的生物质炭添加比例为3.6%时,土壤NO_3~-—N淋失量最低。因此,向黑土中施用生物质炭可以增加淋溶液的pH和EC,降低淋溶液体积和其中所含NO_3~-—N的浓度,从而减少了土壤中NO_3~-—N的淋失量。     

垄沟秸秆覆盖对黑土顺坡耕地氮、磷养分阻控效果

在吉林农业大学教研基地内的标准坡面径流小区中,布设顺坡垄作与垄沟秸秆覆盖2种耕作试验,通过对侵蚀泥沙及N、P养分的测试分析,揭示了垄沟秸秆覆盖对黑土顺坡垄作耕地水沙及N、P养分阻控效果及机理。结果表明,秸秆覆盖处理可显著降低坡面的年径流系数及土壤侵蚀模数,坡度越大,其减流减沙的效应越显著;秸秆吸水量与吸水时间呈显著对数相关关系;速效N的拦蓄率为9°坡面6°坡面3°坡面,全N的拦蓄率为9°坡面3°坡面6°坡面;速效P的拦蓄率为3°坡面9°坡面6°坡面,全P的拦蓄率为3°坡面6°坡面9°坡面;各坡面流失土壤中N、P养分富集率随坡度的增大而增加,但均明显低于未覆盖处理。     

容重、含水量和播期对苗期玉米根际土壤酶活性及微生物量碳和氮的影响

通过盆栽试验方法,研究不同容重、含水量及分期播种对玉米苗期根际土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶)和微生物量碳、氮的变化规律。结果表明:容重、含水量、分期播种及三者交互对玉米苗期根际土壤微生物酶活性及微生物量碳、氮含量作用显著。晚播、高含水量能显著提高玉米苗期根际土壤酶活性、微生物量碳和氮含量。对于根际土壤微生物活性,最适容重为1.3 g/cm~3,最佳处理为B_(1.3)M_(70)T_2。     

不同施肥处理对农田黑土土壤酶活性的影响

研究不同施肥处理对农田黑土纤维素酶、过氧化物酶和多酚氧化物酶活性的影响。结果表明,不同施肥处理下0~20 cm土壤纤维素酶活性、过氧化物酶活性有机肥与化肥配施(NPK+M)休闲地(FW)单施化肥(NPK)不施肥(CK),21~40 cm土壤NPK+MNPKFWCK处理;多酚氧化酶的活性0~20 cm为FWNPKNPK+MCK处理,21~40 cm为CKFWNPKNPK+M处理。在玉米的生育期内,土壤纤维素酶和多酚氧化酶的活性在出苗后50 d(拔节期)达最大;过氧化物酶的活性在出苗后15 d(苗期)最大。施肥有利于提高土壤纤维素酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,有机无机肥配合施用效果最佳。     

基于植被指数的藏北牧区土壤湿度反演

土壤湿度的遥感动态监测在农牧业生产中具有重要意义。近年来,多种基于遥感指数的土壤湿度监测方法被提出并得到广泛关注,但当前对不同深度土壤湿度的反演及植被指数反映土壤湿度滞后性的研究较少。该文针对遥感指数反演土壤湿度的精度问题,对MODIS(moderate resolutionimaging spectroradiometer)的2种植被指数产品归一化差异植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)与土壤湿度实测值进行相关分析,并利用在其中一个样点得到相关系数最高的回归模型对距离较远的其它点进行土壤湿度值估算,最后用土壤湿度实测值对模型的精度进行验证。结果表明,2种植被指数均与土壤湿度值呈现出较强的相关性,且利用植被指数估算土壤湿度的延迟天数为5~10 d。在相同气候模式、土壤类型和植被类型的条件下,高程为影响回归模型精度的主要因素。该研究可为牧区多层深度土壤湿度反演方法的选择和监测提供参考依据。     

耐乙草胺促生菌筛选及其对玉米幼苗的促生效应

分离筛选具有耐乙草胺特性的促生菌株,并对其进行菌种鉴定,可为推进多功能微生物菌剂的研发提供可行性方案和理论依据。本研究利用不同浓度乙草胺的改良培养基筛选出具有高耐乙草胺能力的菌株,测试其在不同培养基条件下的促生作用,并通过促发芽试验和盆栽试验验证可行性。结果表明：菌株JL7与JL16为高耐乙草胺且具有较强促生能力的根际促生菌,两株菌对乙草胺的最大抗性浓度达700 mg·L-1。JL7的溶磷能力高达223.21 mg·L-1,产IAA（吲哚乙酸）量达82.40 mg·L-1。经鉴定JL7菌株为肠杆菌属（Enterbacter sp.）,JL16菌株为醋菌属（Acetobacter sp.）。促发芽试验结果表明,施入JL7与JL16菌株72 h后发芽率分别较对照提高9.42、3.84个百分点,且JL16菌株对芽长与根长有显著的促生作用,较对照增加52.53%、23.22%。盆栽试验中,JL7与JL16的添加对株高、茎粗、根直径、根长等植株形态指标均表现为促进作用,并证实菌株JL7、JL16在土壤中仍对乙草胺具有耐受性。两种耐乙草胺菌株在促生方面具有显著效果,这为后期微生物改良土壤和开发新型...     

生态集约化管理提高东北春玉米产量和氮素利用率

  【目的】  针对我国春玉米生产中存在的肥料过量和不合理施用带来的生态环境问题,研究生态集约化养分管理对东北春玉米产量、氮素利用率和氮素平衡的影响,旨在指导氮肥科学施用,提高氮肥利用效率,减少氮素损失。  【方法】  2009—2017年在吉林省公主岭市开展9年长期定位试验,试验采用双因素裂区设计,主区为两种养分管理措施:生态集约化养分管理 (EI) 和农民习惯施肥 (FP);副区为3种施氮方式,不施氮肥处理 (N0)、3年中2年施氮肥处理 (N2/3) 和3年均施氮肥处理 (N3/3)。EI处理中P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 90 kg/hm2、S 30 kg/hm2和Zn 5 kg/hm2全部基施,每年N用量 2009—2014年为180 kg/hm2,2015—2017年为200 kg/hm2,其中基施、玉米拔节期追施和抽雄期追施的比例分别为1/4、1/2和1/4;FP处理N 251 kg/hm2、P₂O₅ 145 kg/hm2、K₂O 100 kg/hm2均一次性基施。调查了玉米产量、氮素吸收量、氮素累积吸收量以及土壤氮素平衡。  【结果】  在N0处理中,从2010年开始玉米产量和氮素吸收量呈现下降趋势。在N2/3处理中,不施氮年份的产量和氮素吸收量较低,而在随后一年施氮的情况下,产量和氮素吸收量又增加到N3/3处理的水平。在EI养分管理措施下,N3/3处理9年平均产量为11505 kg/hm2,而FP管理措施下N3/3的平均产量明显低于EI处理,为10764 kg/hm2。与FP处理相比,EI处理下氮素农学效率 (AE_N)、氮素回收率 (RE_N) 和氮素偏生产力 (PFP_N)分别提高了47.4%、39.6%和43.8%;EI处理的氮素残留量和氮素表观损失分别降低了49.2%和63.9%  【结论】  9年长期试验结果表明,通过优化施肥量和施肥时间,配合采用优良的玉米品种和种植密度,生态集约管理能在减少氮素投入的前提下,保持作物产量,提高植株氮素吸收量和养分利用率,减少土壤氮素残留和氮素损失。持续适宜的氮肥投入对于保障东北玉米高产和稳产至关重要。     

吉林省玉米种植区土壤真菌群落多样性变化及其驱动因子

[目的] 探索影响吉林省玉米主产区土壤真菌群落结构的主要驱动因子,为该省土壤质量恢复提供理论依据。[方法] 根据吉林省的生态环境和气候因素,将吉林省分为东部湿润山区、中部半湿润平原区和西部半干旱平原区,以这3个区域的玉米种植区土壤为主要研究对象,采用高通量测序技术,分析了土壤真菌群落组成,并通过典范对应分析法进一步分析化学性质、酶活性特征、以及环境因子对真菌群落的影响。[结果] 3个玉米种植区的土壤化学性质和酶活性特征的差异性显著;土壤真菌多样性差异不显著,真菌菌群丰度呈现自西向东逐渐降低的趋势;在各水平分类上,子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为土壤优势真菌菌门,且西部半干旱平原区的子囊菌门类群显著高于中部半湿润平原区,担子菌门与之相反;粪壳菌纲（Sordariomycetes）为优势菌纲,呈现自东向西逐渐增加的趋势;酵母菌属（Guehomyces）是优势菌属,表现为：中部种植区 > 西部种植区 > 东部种植区。[结论] 吉林省玉米种植区土壤真菌类群变化的主要气候驱动因子是积温、无霜期和年均温度,土壤化学性质的主要驱动因子是土壤pH值。