喀斯特地区泡核桃林土壤酶、微生物量及无机氮的动态研究

【目的】泡核桃林的土壤质地是决定核桃产量的重要因素。开展喀斯特地区泡核桃林土壤肥力状况及微生物群体功能年际变化的研究,不仅有助于指导泡核桃科学高效地生产,而且能为该地区的石漠化治理、土地修复实践提供理论基础。【方法】对喀斯特地区不同种植年限（4、5、6、7 年）泡核桃林土壤酶活性、微生物生物量（碳、氮）及无机氮（硝态氮、铵态氮）的变化及其相关性进行测定和分析。【结果】（1）泡核桃种植 5、6 年后,土壤酶活性普遍高于种植 4、7 年。（2）随着种植年限的增加,微生物量碳呈先增后降的趋势,而微生物量氮逐渐增加,且种植 5、6、7 年后差异不显著;泡核桃种植 4 年后的微生物量碳氮含量均极显著低于其他年限。（3）随着种植年限的增加,铵态氮含量呈波动式变化,硝态氮先增后减,且种植 6 年后的硝态氮含量极显著高于其他年限处理。（4）酶活性、微生物量和无机氮含量均随着土层深度（0~10、10~20、20~30 cm）的增加而降低,显示出明显的“表聚现象”。（5）酶活性、微生物量和无机氮含量三者之间具有不同程度的相关性。【结论】总体来看,泡核桃林的建立有利于喀斯特地区的土壤发育。在泡核桃种植 7 年后,应注重水肥管理以提升泡核桃果实的质量,同时为该区的生态恢复提供基础条件。     

不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律,以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验,对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明:7d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49mgN kg-1 d-1和0.30mgCO2-C kg-1 h-1,显著低于粉壤土的平均净矿化速率(1.37 mgN kg-1 d-1)和CO2平均排放速率(0.47mgCO2-C kg-1 h-1)。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65mgN kg-1 d-1和212.6ngN2O-N kg-1 h-1,显著低于粉壤土的5.02mgN kg-1 d-1和521.3ngN2O-N kg-1 h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明,土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。     

土壤有机碳时空变化研究进展与展望

土壤有机碳不但是土壤肥力形成、粮食生产和土壤健康的基础,而且在全球碳平衡中起着关键的作用,因此,明晰土壤有机碳时空变化规律对于保障土壤健康和粮食安全、发挥土壤生态系统服务功能和应对气候变化等均具有重要意义。本文首先介绍了土壤有机碳时空变化的主要驱动因素和估算方法,随后分析了全球及国家等相对较大尺度上土壤有机碳时空变化研究的主要进展,最后从土壤有机碳模型结构改进、驱动数据分辨率提升、不确定性量化评估等方面综合分析了未来土壤有机碳时空变化研究需亟待解决的重要科学问题。     

保护性耕作对土壤团聚体、微生物及线虫群落的影响研究进展

保护性耕作具有良好的生态效益,有利于农业生态系统的可持续发展。本文对比分析了国内外有关常规耕作和保护性耕作措施对土壤团聚体、土壤有机碳、土壤微生物及土壤线虫影响的研究进展。结果表明：保护性耕作减少土壤大团聚体的破坏,降低团聚体周转速率,提高土壤结构的稳定性;保护性耕作提高表层土壤总有机碳及活性有机碳含量;保护性耕作可以提高耕层微生物生物量,尤其对真菌生物量影响显著;保护性耕作不同程度地提高了团聚体中微生物量和微生物多样性,但并未改变微生物在团聚体中的分布模式;保护性耕作可提高土壤线虫多度,提高原状土壤和土壤各粒级团聚体中线虫群落的成熟度指数和结构指数,但并未改变线虫总数、营养类群、功能团及生态指数在团聚体中的分布模式。针对目前国内外研究现状,展望了保护性耕作今后的研究重点,以期为因地制宜选取保护性耕作措施提供理论支持,推进我国农业可持续发展。     

荒漠区滴灌施氮量对葡萄叶绿素荧光特性及碳代谢的影响

为了研究蛇龙珠葡萄各生育期施氮量对叶片光合特性和同化产物积累的影响,在滴灌条件下,设定4个尿素施用量:150(N1),300(N2),450(N3),600 kg/hm~2(N4),对照(CK)设置为0 kg/hm~2,分析各生育期(花前5 d DBF5、花后20 d DAF20和花后50 d DAF50)不同氮素营养对葡萄叶片的光合荧光参数及碳代谢相关指标的影响。结果表明:适量增施氮肥提高了叶片叶绿素含量和RuBp羧化酶活性,增强了葡萄树的光合作用,而叶片中PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)的提高及非光化学淬灭系数(NPQ)的降低使叶片叶绿素荧光增强,且N2下的Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP在DAF20和DAF50时比同期CK分别显著升高了16.10%,17.80%;21.49%,21.13%及11.77%,19.73%;适量增施氮肥提高了蔗糖代谢相关酶的活性和可溶性糖含量,减少了淀粉含量,且在整个生育期,SPS、SS以及蔗糖在N3下有最高值,葡萄糖和果糖在N2下有最高值,而在DBF5、DAF20和DAF50时NI和AI分别在N2、N2和N1处理下有最高值。同CK相比,N2处理显著增加了可溶性糖、单宁、花青素的含量和可滴定酸含量,提高了坐果率和糖酸比,产量达14.50 t/hm~2。综上,在300～450 kg/hm~2的尿素施用范围内明显增强了叶片光合作用,促进可溶性糖的合成,从而为葡萄果实的生长发育供应足够的营养。     

碳量子点缓解黑麦草镉胁迫的效应与机制

为研究碳量子点(Carbon quantum dots,CDs)对镉(Cadmium,Cd)胁迫下黑麦草生长的缓解效应与机制,本文采用液培法,研究了CDs(150 mg/L)对两个浓度Cd(50和100μmol/L Cd Cl₂)胁迫下黑麦草生理特性的影响。结果表明：两个浓度的Cd胁迫均抑制了黑麦草的生长,使黑麦草鲜重和干重分别降低了15.2%～23.4%和18.8%～21.9%。添加150 mg/L CDs能够有效缓解黑麦草的Cd胁迫效应,与Cd处理相比,两浓度Cd胁迫下添加CDs提高黑麦草鲜重8.5%～17.3%,提高干重28.0%～30.8%,并明显提高了黑麦草根系活力、光合色素含量、可溶性蛋白含量和多种抗氧化酶的活性,降低了丙二醛含量、电解质渗出率、H₂O₂含量和O₂^·-产生速率,增加植株体内钙含量,减少了黑麦草叶片Cd含量17.8%～26.3%,减少根系Cd含量8.1%。表明外源CDs能缓解黑麦草的Cd胁迫效应,降低Cd胁迫带来的生长抑制,增加黑麦草对钙的吸收,从而减...     

新垦淡灰钙土微生物生物量碳、氮、磷及玉米产量的研究

通过设置在宁夏红寺堡灌区开垦4 a的淡灰钙土上的定位试验,研究了不同施肥对新垦淡灰钙土微生物生物量碳、氮、磷及玉米产量的影响。结果表明:各施肥处理可以明显提高土壤微生物生物量碳、氮、磷含量,不同处理相比,化肥配合羊粪效果最好,单施羊粪次之,单施化肥最低;与对照相比各施肥处理对玉米的增产效果极显著,各处理作用效果的排序为:氮磷 羊粪>氮磷锌钾>氮磷锌>氮磷>氮>羊粪>不施肥,氮磷 羊粪处理与单施氮肥和单施羊粪之间差异达极显著水平。化肥与有机肥羊粪配合施用既能显著增加土壤微生物生物量碳、氮、磷含量又能使玉米产量显著提高,因此是新垦淡灰钙土施肥的最佳选择。土壤微生物量碳与有机碳呈极显著正相关,与全氮呈显著正相关,表明其与土壤肥力关系密切,可作为评价新垦地土壤质量变化的生物学指标。     

木质素基碳点和石墨烯量子点制备方法研究进展

碳点(CDs)和石墨烯量子点(GQDs)由于结构稳定、环境友好、水分散性和生物相容性良好、易于功能化改性和可光致发光等优点已成为备受关注的零维碳纳米材料,有望广泛应用于生化指示、生物医学、储能、显示器件和催化等前沿领域。近年来,相比于传统的化石燃料基化合物,来自可再生生物质的木质素及其衍生物不仅价廉易得、活性基团丰富,而且具有天然芳香结构,已成为CDs和GQDs的重要前驱体。但是,已有报道对木质素的解聚机制认识不足,这也逐渐成为制约木质素基CDs和GQDs性能提升的瓶颈之一。因此,必须阐明木质素在相关工艺过程中发生解聚的化学本质,并明确杂原子掺杂与木质素基CDs和GQDs的激发依赖发光行为的内在联系。笔者首先介绍了木质素基CDs和GQDs的制备方法发展历程和潜在应用,同时对其结构和性质等进行评述,重点讨论并总结了制备具有出色激发依赖发光行为的木质素基CDs和GQDs的技术难点,认为开发一类适用于普遍性木质素原料的高效环保解聚策略,以及揭示木质素基CDs和GQDs的杂原子掺杂与其激发依赖发光行为的关联机理将成为该领域今后的重点研究方向。     

生物质炭施用对土壤团聚体及碳库的影响研究进展

生物质炭（Biochar）是指由一些含碳量丰富的生物质材料在缺氧的条件下,经过热解并炭化后,得到的富含碳元素、高度芳香化的难熔性固态高聚产物。在土壤中使用生物质炭不仅能够提高土壤大团聚体比重,提高土壤的固土保肥能力和贮碳能力,对减缓温室效应也有极大帮助。综述了生物质炭施用于土壤对土壤团聚体及碳库影响的研究进展。     

基于InVEST模型的1999-2016年麻塔流域碳储量变化及空间格局研究

区域碳储量是生态系统功能的重要度量指标,探索土地改造对区域碳储量变化的影响,对于协调区域生态建设和生态产业发展具有重要意义.基于InVEST模型和地理信息系统技术,研究了陕西省延安南部麻塔流域1999—2016年土地结构改造过程中区域碳储量变化,并探讨坡度、坡向、坡位对碳储量空间分布的影响.结果表明:麻塔流域18 a的...