亚热带2种针叶林土壤碳氮磷储量及化学计量比对混交的响应

针叶林混交阔叶树是改善土壤肥力、增强林地养分循环的重要措施,而混交效应受到针叶树种自身特性的影响,马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(P.elliottii)是亚热带地区广泛种植的针叶树种,但目前2种针叶林对阔叶树混交的响应特征还不清楚。选取马尾松、湿地松纯林以及木荷(Schima superba)补植后形成的马尾松—木荷和湿地松—木荷混交林为研究对象,采集剖面土壤样品,测定土壤容重、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算碳氮磷储量及化学计量特征,比较不同森林类型间的异同。混交阔叶树显著增加了马尾松林0—60cm各土层OC含量,而湿地松纯林与其混交林间OC含量无显著差异。同时,混交增加了2种针叶林土壤TN含量。马尾松林混交后0—60cm土层碳储量显著增加95.8%,而混交阔叶树对湿地松林土壤碳储量无显著影响。混交阔叶树后马尾松和湿地松林0—60cm土壤总氮储量分别增加了15.8%和28.4%,但混交对土壤磷储量无显著影响。混交显著增加了马尾松林0—40cm各土层C/N,而降低了湿地松林0—10cm土层C/N。混交阔叶树后马尾松林0—20cm土层C/P和0—10cm土层N/P显著增加,而混交仅增加湿地林0—10cm土层N/P。混交阔叶树增加了针叶林土壤氮储量,但对磷储量无显著影响,同时混交改变了土壤碳氮磷生态化学计量特征。与湿地松林相比,马尾松林土壤养分含量、储量及其化学计量特征对混交的响应更敏感。     

退化红壤植被恢复团聚体及化学计量特征

为了探究不同植被恢复模式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)分配格局及其生态化学计量特征的影响,为红壤侵蚀区的植被恢复措施及生态治理模式优化提供科学依据,以江西省泰和县红壤严重退化地为研究对象,对研究区马尾松纯林、湿地松纯林、木荷纯林、马尾松木荷混交林(马木混交林)以及湿地松木荷混交林(湿木混交林)5种植被恢复模式0—20,20—40cm土层不同粒径水稳性团聚体C、N、P分配格局及其化学计量特征进行了研究。结果表明:(1)0—40cm不同粒径团聚体分别占总重56.34%(>2mm),30.01%(0.25~2mm),7.14%(0.053~0.25mm),6.54%(<0.053mm),各植被恢复模式土壤水稳性团聚体含量随着粒径的减小而降低,且差异显著(p<0.05),马木混交林>2mm土壤水稳性团聚体含量显著高于其他恢复模式(p<0.05);(2)各植被恢复模式土壤C、N、P含量以马木混交林及湿地松纯林较高,水稳性团聚体C、N、P的含量总体随着粒径减小呈升高的趋势,以较小粒级养分含量较高,且存在显著差异(p<0.05);土层间C、N含量差异显著,P无显著差异,C∶N、C∶P及N∶P存在显著差异(p<0.05);粒径间C∶N、C∶P及N∶P存在显著差异;土壤团聚体C、N与C∶N、C∶P、N∶P均呈极显著相关关系,N∶P值较高且P与N∶P存在显著负相关性(p<0.05);(3)土壤C、N与土壤团聚体C、N含量显著相关(p<0.05),土壤团聚体C、N与土壤容重及含水率存在极显著相关性(p<0.01)。研究结果表明,不同植被恢复模式对土壤养分的改善作用主要集中于表层土壤;土壤团聚体养分对土壤养分状况具有指示作用,且土壤团聚体养分保持能力与土壤物理性质有关;研究区植被生长限制因素以P限制为主且大团聚体和微团聚体受P限制作用更严重;马木混交林较其它植被恢复模式对土壤质量和结构提升均具有显著作用。     

稻虾共作模式氮和磷循环特征及平衡状况

稻虾共作模式是我国长江中下游地区一种新兴的稻田复合种养生态模式,研究稻虾共作系统中氮（N）和磷（P）的循环特征及盈亏状况,对合理调控稻虾共作系统养分循环和平衡,指导系统N和P优化管理具有重要的意义。本文通过田间试验,采用投入产出法,以中稻单作模式作为对照,研究了稻虾共作模式下N和P的循环特征及平衡状况。结果表明：克氏原螯虾子系统N和P的输出/输入比分别为0.62和0.44,且子系统中N和P以饲料输入最大,占总输入的92.9%和96.4%,以成虾N和P输出最大,分别占总输出的53.3%和59.5%;在目前投入水平下,两种模式土壤子系统中N和P表观平衡均出现盈余,且稻虾共作模式土壤子系统N的盈余量高于中稻单作模式,而P的盈余量则低于中稻单作模式;稻虾共作模式和中稻单作模式的N和P输出/输入比均小于1,且稻虾共作模式的N和P输出/输入比均小于中稻单作模式;稻虾共作模式增加了土壤截存的N和P量,其土壤截存的N和P量较中稻单作模式分别提高49.2 kg·hm^-2和9.1 kg·hm^-2;稻虾共作模式提高了系统N和P表观损失量,其系统N和P表观损失量较中稻单作模式分别提高10.2 kg·hm^-2和1.0 kg·hm^-2。可见稻虾共作模式降低了N和P输出/输入比,促进了土壤中N和P的累积,但增加了系统N和P表观损失量。     

长期施用有机肥对水稻产量和氮磷养分利用效率的影响

以长三角地区典型土壤类型青紫泥为背景土壤,研究连续7年有机肥不同施用量和化肥减量条件下水稻产量、氮磷吸收累积特性和氮磷利用效率,并对影响水稻氮磷吸收利用效率的原因进行分析。结果表明,与纯化肥处理相比,施用有机肥处理在不同程度上增加了水稻产量,其中以处理C4(30 t·hm~(-2)有机肥+1/2常量化肥)增加比例最大,为5.67%。当有机肥单施用量达60 t·hm~(-2)时,水稻产量比纯化肥处理增加5.56%,地上部氮磷累积均高于其它各处理,其中,氮累积尤为明显,增加比例为16.5%~25.4%。有机肥不同用量配合化肥减量施用时水稻地上部氮磷转运量、生理利用效率与纯化肥处理间无明显差异。然而,当单施有机肥用量达60 t·hm~(-2)时,氮转运量明显增加,生理利用效率明显降低,磷生理利用效率亦有所降低,但不如氮明显。水稻氮磷生理利用效率降低的主要原因是长期大量施用有机肥使土壤养分含量增加特别明显,可能超过利于水稻利用的浓度范围。另外,土壤矿质元素铵态氮在水稻生长过程中含量过高也与之紧密相关。     

水稻氮磷高效利用育种材料的发掘研究

对2650份丰矮占1号的近等基因导入系进行大田耐低磷、耐低氮筛选,初步筛选出46份耐低磷株系和86份耐低氮株系。分别挑选12份耐低磷和耐低氮的株系进行田间随机区组试验,获得具有育种价值的5份耐低氮株系和1份耐低磷株系。讨论了大田筛选的优缺点。     

紫色丘陵区县级农田养分平衡与土壤养分变化趋势研究—以四川省犍为县为例

根据有关统计资料、实地调查和土壤分析数据,采用典型抽样法,以犍为县为例,研究了近14年(1985～1999年)来该县农田养分平衡与土壤养分变化的趋势。结果表明:20世纪90年代以后,农田氮素由持平转向盈余;磷素全面扭亏为盈,盈余率已超出50%;钾素一直处于大比例亏缺状态。通过1981年和2000年的土壤主要养分含量对比研究,获得了近20年来土壤养分动态变化的基本趋势,以及农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响,并针对农田养分平衡与土壤养分变化的趋势,提出了四川紫色丘陵区县级农田养分平衡与土壤养分变化的相应调控对策和措施。     

两种氮水平下CO2浓度升高对冬小麦生长和氮磷浓度的影响

预计到 2 1世纪末期大气CO2 浓度将会比目前水平增加 1倍 ,约 70 0 μmolmol- 1 左右。因此CO2 浓度升高对作物的影响研究十分重要。本文探讨在两种氮 (N)水平下 ,CO2 浓度升高对冬小麦 (TriticumaestivumL cv Xinong 872 7)生长和地上部N、磷 (P)浓度的影响及原因。试验设 3 5 0 μmolmol- 1 和 70 0 μmolmol- 1 两种CO2 浓度水平和 45kghm- 2 和 90kghm- 2 两种N肥施用水平。结果表明 ,CO2 浓度升高 ,冬小麦株高和叶面积指数 (LAI)均增加 ,净同化率 (NAR)值增加 ,叶面积比率 (LAR)下降 ,比叶重 (SLW )不增加。高CO2 浓度对相对生长率 (RGR)的影响因施N水平而异 ,低N时RGR不增加 ,高N时明显增加。CO2 浓度增加 ,小麦抽穗提早 7～ 8d ,叶鞘、茎杆和地上部干物重提高 ,叶片、叶鞘和茎杆N、P浓度降低 ,但叶片、叶鞘和茎杆N、P吸收量增加均不明显。CO2 浓度升高 ,氮磷利用效率 (NUE和PUE)提高 ,而对相对氮磷累积速率 (RNAR和RPAR)影响不大。高CO2 浓度冬小麦体内N、P浓度下降是由于稀释效应以及NUE和PUE提高之故。     

水文分异条件下光养生物膜藻类对氮/磷的响应

光养生物膜是河流生态系统中重要的初级生产者,在河流生物地球化学循环中扮演重要角色。然而,河流水文状态及营养盐差异引起的生境异质性对光养生物膜藻类的影响未知。本研究在微型跑道池模拟流水(0.5 m/s)和静水(0 m/s)条件的基础上,通过设置不同浓度氮(1.51, 2.51和5.51 mg/L)、磷(0.1, 0.2和0.4 mg/L)及氮磷比(8, 16和32)条件培养野外采集的原位生物膜及人工基质,探究水文分异和营养变化对河流光养生物膜藻类物种组成及密度的影响。非度量多维排序(NMDS)分析结果表明,差异水文条件下,原位和建群生物膜藻类群落在梯度氮、磷和氮磷比环境中均呈现明显分离(PERMANOVA,P < 0.001),且建群生物膜中各分组藻类群落具有更明显的差异。双因素方差分析结果表明,生物膜中硅藻、蓝藻和绿藻的生长对营养盐与水文变化的响应并不一致,其中磷处理中,磷与流速单一及其交互效应显著影响了大多数藻类的生长及建群(P < 0.001);而氮处理中,氮与流速的交互效应仅对建群生物膜藻类影响显著(P < 0.001)。研究结果也发现,藻类在静水环境更有利于建群生物膜的形成,且静水-高营养盐环境更有利于蓝藻和绿藻的生长。这些结果说明,生物膜建群初期易受到水文扰动的影响,且水文分异和氮、磷影响了光养生物膜藻类的响应模式,研究为河流生态保护提供了新视角。     

密云水库库区不同植物篱模式下的氮磷阻控效应

筛选拦截效果最佳、经济效益最佳的植物篱模式,为密云水库水源保护区控制坡耕地氮磷流失提供技术参考。设置“桔梗+狗牙根”“丹参+狗牙根”“桑树+野牛草”“黄芩+野牛草”4种不同的植物篱模式,监测2020年天然降水条件下的地表径流、泥沙以及养分情况,分析不同植物篱模式下径流小区的产流和产沙情况,探讨不同植物篱对坡耕地地表径流、泥沙和养分的拦截效率及其影响因素。结果表明：4种植物篱种植模式都能够起到截流减沙,减轻水环境富营养化的作用,从而避免对下游水体的污染。其中“桑树+野牛草”植物篱效果最为显著,大雨雨强下可以减流57.96%,减沙96.64%,暴雨雨强下可以减流64.63%,减沙97.17%;对氮的相对拦截量为93.14 mg,相对拦截率约88.27%;对磷的相对拦截量为25.17 mg,相对拦截率约80.72%,能有效减少地表径流中的氮、磷含量。在考虑经济效益、社会效益和生态效益下,开展植物篱防控面源污染工作中,最佳的物种选择为“桑树+野牛草”,其次为“黄芩+野牛草”。野牛草在防控水土流失与面源污染方面效果十分显著,可以作为水土保持的先锋植物推广。