不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下（水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕）土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明：水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮（TN）和有效氮（AN）的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门（Acidobacteriota）和子囊菌门（Ascomycota）等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾（TK）及速效钾（AK）等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。     

生物炭对盐碱条件下海滨锦葵根系与土壤特性的影响

为探索生物炭对盐碱条件下植物根系与土壤特性的影响,以海滨锦葵为材料,在盐碱土壤中添加不同含量的生物炭,测定植株根系活力、根系生长、土壤pH值、土壤电导率、土壤容重、土壤孔隙度等指标。结果显示:在盐碱胁迫下,添加生物炭提高了海滨锦葵根系活力,中高浓度生物炭明显促进植株根系生长,土壤pH值与电导率均降低,土壤容重呈上升趋势,而土壤孔隙度呈现下降趋势。经比较,5.0%和7.5%生物炭对盐碱条件下海滨锦葵根系发育与土壤特性的调控效果相对较好。     

毛竹入侵对落叶阔叶林土壤理化性质和胞外酶活性的影响

【目的】研究毛竹（Phyllostachys edulis）入侵亚热带北缘落叶阔叶林对土壤理化性质和土壤胞外酶活性的影响,为探究毛竹入侵条件下森林生态系统养分循环过程与固碳潜力及森林的毛竹入侵治理提供科学依据。【方法】在毛竹入侵样带上,选择落叶阔叶林（麻栎林Quercus acutissima）、竹阔混交林（混交林）和毛竹林3种林分为研究对象,采集其林下地表0~10 cm土壤,进行土壤理化性质和土壤酶活性的测定,包括土壤pH、含水率和有机碳、全氮、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、全磷、有效磷含量,以及β-葡糖苷酶（BG）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AcP）、酚氧化物酶（POX）、过氧化物酶（PER）活性和酶计量(V_C/N、V_N/P、V_C/P),比较不同林分的土壤指标。【结果】①随着毛竹入侵,毛竹林土壤pH值和含水率显著增大,且与混交林、麻栎林差异显著（P<0.05）;其土壤有机碳、NO^-₃-N和全氮含量显著下降（P<0.05）,NH⁺₄-N、有效磷和全磷含量与混交林、麻栎林差异不显著。②土壤碳、氮和磷循环相关的水解酶（BG、NAG+LAP、AcP）活性均随毛竹入侵呈下降趋势,氧化酶（POX、PER）活性变化趋势与之相反;酶计量分析表明,毛竹林土壤的V_N/P显著低于混交林和麻栎林（P＜0.05）,而V_C/N、V_C/P在不同林分间差异不显著。③酶活性的矢量分析表明,毛竹林土壤微生物的磷限制程度高于混交林和麻栎林。④土壤水解酶活性与土壤有机碳、NO^-₃-N、全氮、有效磷含量或pH有显著相关关系,氧化酶活性与土壤性质相关性总体不显著。【结论】毛竹林取代落叶阔叶林（麻栎林）后,土壤有机碳和养分含量及相关水解酶活性降低,不利于原有落叶阔叶林土壤碳库与养分库的保存。     

外源硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量研究

【目的】利用两种外源硅肥材料开展试验,研究外源硅对土壤重金属Cd有效性以及稻谷Cd含量的影响。【方法】以硅胶（分子式mSiO2.nH2O,含量98%以上）、液体硅肥（SiO2浓度≥23%）作为外源硅肥材料,通过在重金属镉Cd超标稻田土壤施用硅胶,在水稻分蘖期、孕穗期喷施液体硅肥,研究硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量。【结果】施用硅胶达到100kg/667m2对降低土壤有效Cd含量有极显著效果,表明稻田施用硅胶可以钝化土壤重金属Cd有效性;施用硅胶达到100kg/667m2对降低稻谷Cd含量有显著效果,施用硅胶再配合喷施液体硅肥时,对降低稻谷Cd含量有极显著效果;施用硅胶、液体硅肥对提高稻谷产量有显著作用。【结论】基施硅胶配合喷施液体硅肥,对钝化土壤重金属Cd有效性,降低稻谷Cd含量,提高稻谷产量具有显著效果。     

登陆台风“泰利”对广西地区暴雨增幅特征分析

本文围绕2023年7月登陆我国华南沿海的2304号“泰利”热带气旋,利用CMA-STI热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析I资料、NOAA每日(非插值)OLR资料,对登陆台风“泰利”在广西地区的暴雨增幅进行了特征分析。结果表明,登陆后的“泰利”被副热带高压、大陆高压、切断低压及副高延伸的高压脊包围,这样的环流形势有利于环流维持;“泰利”活动期间越赤道气流明显增强,索马里急流和80-90°E的越赤道气流在南海北部海域交汇后,将大量的水汽、动量和潜热能量注入登陆“泰利”环流,使其登陆后仍能维持一段时间;2023年7月第4侯,西南季风处于活跃期,触发低纬西南季风涌北传并侵入“泰利”环流,进而在广西地区产生暴雨增幅。此外,低层热力条件特征也是导致“泰利”暴雨增幅的重要原因。     

生物结皮生长发育对黄绵土抗侵蚀性能的影响

[目的] 黄土高原退耕还林(草)工程驱动的生物结皮发育可显著抑制土壤侵蚀,为探明土壤抗侵蚀性能随生物结皮生长发育的变化特征及其响应机制。[方法] 设置藻结皮、藓结皮和自然演替结皮3个处理,培育176天,系统研究生物结皮不同发育阶段及其类型差异对黄绵土抗侵蚀性能的影响。[结果] (1)生物结皮盖度、厚度、生物量、叶绿素和粗糙度随生长时间均显著增加,培育初期藓结皮较高,培育末期自然演替结皮反而最高。(2)随生物结皮发育,土壤黏结力呈幂函数增强,较初期增加39.8%~60.3%;质量损失率呈指数函数减小,较初期降低45.6%~57.3%;饱和导水率变化趋势较为复杂,但培育末期均最低(0.08~0.12 mm/min)。(3)土壤黏结力随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈幂函数增长,质量损失率随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈指数函数下降。(4)土壤抗侵蚀综合指数(C_ser)可表示为盖度(Cov)、厚度(T)和生物量(B)的幂函数(C_ser=0.279 Cov^0.194 T^0.188 B^0.119, R²=0.73, p＜0.05)。[结论] 黄土高原生物结皮发育可显著提高黄绵土抗侵蚀性能,藓结皮效果最强。     

希拉穆仁草原不同放牧强度对植被群落特征和土壤团聚体的影响

[目的] 为探究草原不同放牧强度下植被群落的改变,解析群落特征变化对土壤团聚体的影响。[方法] 以希拉穆仁荒漠草原控制放牧试验区为研究对象,采用野外调查、室内分析相结合的方法,分析轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和禁牧(CK)下植被群落特征和土壤团聚体特征及二者的关系,揭示植物群落变化对土壤团聚体的影响。[结果] (1)植物群落物种数随放牧强度的增加而增加,LG的群落Shannon-Wiener多样性指数(H'')和Simpson优势度指数(D)显著低于其他放牧强度(p＜0.05)。地上生物量随放牧强度的增加而降低,HG的地上生物量显著低于其他放牧强度(p＜0.05)。不同放牧强度下地下生物量差异显著,且不同土层的地下生物量均以LG最高。(2)平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的变化趋势与大团聚体含量一致,在0—5, 5—10 cm土层表现为随放牧强度的增加先增加后降低再增加(LG最高、MG最低)。(3)群落Shannon-Wiener多样性指数(H'')、Pielous均匀度指数(J'')、地上生物量、容重是影响大团聚体含量、MWD和GMD的显著性因子(p＜0.05)。[结论] 放牧强度对土壤团聚体稳定性具有负反馈调节作用,主要通过影响植被群落多样性指数(H''和J'')、地上生物量、土壤容重的变化而引起土壤团聚体稳定性的变化。该结果为希拉穆仁草原放牧强度选择及生态恢复工作提供理论支撑和科学依据。     

Greenhouse gas emissions in response to straw incorporation,water management and their interaction in a paddy field in subtropical central China

A field experiment was conducted to study the effects of combination of straw incorporation and water management on fluxes of CH₄, N₂O and soil heterotrophic respiration (Rh) in a paddy field in subtropical central China by using a static opaque chamber/gas chromatography method. Four treatments were set up: two rice straw incorporation rates at 0 (S1) and 6 (S2) t ha^?1 combined with two water managements of intermittent irrigation (W1, with mid-season drainage) and continuous flooding (W2, without mid-season drainage). The cumulative seasonal CH₄ emissions for the treatments of S1W2, S2W1 and S2W2 increased significantly by 1.84, 5.47 and 6.63 times, respectively, while seasonal N₂O emissions decreased by 0.67, 0.29 and 1.21 times, respectively, as compared to S1W1 treatment. The significant increase in the cumulative Rh for the treatments S1W1, S2W1 and S2W2 were 0.54, 1.35 and 0.52 times, respectively, in comparison with S1W2. On a seasonal basis, both the CO₂-equivalents (CO₂e) and yield-scaled CO₂e (GHGI) of CH₄ and N₂O emissions increased with straw incorporation and continuous flooding, following the order: S2W2>S2W1>S1W2>S1W1. Thus, the practices of in season straw incorporation should be discouraged, while mid-season drainage is recommended in paddy rice production from a point view of reducing greenhouse gas emissions.     

调亏灌溉和氮处理对小桐子生长及水分利用的影响

为了研究阶段水分亏缺(亏水+不亏水W_LW_H、不亏水+亏水W_HW_L、亏水+亏水W_LW_L、不亏水+不亏水W_HW_H)和不同施氮量(N_Z:0,N_L:0.2 g/kg,N_H:0.4 g/kg)对小桐子生长、生理指标和灌溉水利用效率的影响,通过盆栽试验,发现W_LW_H的生长和灌溉水利用效率均显著高于W_HW_L;作物的灌溉水利用效率随施氮量的增大而呈现先增大后减小的趋势,在N_L水平下达到最大值;与高水高氮的处理N_HW_HW_H相比,中水低氮处理N_LW_LW_H节约灌溉水27%,节约氮肥使用量50%,小桐子株高减少31%、总干物质量减少35%,灌溉水利用效率减少13%,但茎粗增加13%,根冠比增加20%.可见小桐子在第一阶段处理(40~90 d)幼树期对水分的需求量较小,适度的亏缺灌溉可提高灌溉水利用效率;小桐子在第二阶段处理(90~140 d)处于旺长期,对水分的需求量较大,增大灌水量可大幅度促进小桐子生长及其干物质量的积累.全生育期实施亏缺灌溉,可提高小桐子自身适应外界环境能力,抗干旱胁迫能力也逐渐增强,但W_LW_L水平下的小桐子生长缓慢.经综合分析,认为处理N_LW_LW_H可作为干旱地区条件下的小桐子灌溉和施氮制度.     

Pulverizing Soils for Laboratory Analysis

Soil-testing laboratories utilize a range of grinder types to pulverize soils for laboratory analysis. This study was conducted to evaluate the effects of soil particle diameter and laboratory subsample size on analysis variability on nitrate, Bray 1 extractable phosphorus (P), extractable potassium (K), and soil organic matter (SOM). Four soils collected for the Agricultural Laboratory Proficiency Program were pulverized using four types of commercial grinders and analyzed for particle-size distribution, P, and K. In a second study, soils were pulverized to pass sieves of 2.0, 1.0, and 0.50 mm and subsampled for P, K, and SOM. Results of the commercial grinders indicate a range in mean particle diameters from 0.15 to 0.60 mm, with the lowest for the grinder utilizing a hammer mill design. Sieve-size analysis results indicate that the coarsest 2.0-mm fraction had the largest variability for all soil analyses evaluated. Analyte variability decreased with decreasing sieve size. Mean Bray P, K, and SOM-LOI (Loss-on-Ignition) mean concentrations were not statistically significantly different across the sieve sizes evaluated. Laboratory analysis variability for extractable Bray P increased as subsample size was reduced.