黑龙江省微生物肥料产业发展模式思考

黑龙江省微生物肥料产业存在着企业规模小、产量少以及推广使用困难等问题,为促进黑龙江省微生物肥料产业健康有序发展,解决产业发展中存在的问题,针对黑龙江省的具体情况,通过实地走访、电话调研、查阆文献等形式,调研了微生物肥料生产及使用情况,并对微生物肥料生产企业进行了比较,分析了帮1约微生物肥料产业发展的因素。结果表明：经过综合比较和系统分析,对黑龙江省微生物肥料产业发展模式进行思考,提出了产业发展的初步设想,从技术创新、加强管理和团队建设三个方面入手,以“创新驱动、技术指导、开发市场”的发展模式能够促进黑龙江省微生物肥料产业发展。     

丹参叶面积指数与干物质积累模拟模型

引用“辐热积”概念,建立叶面积指数模型和基于光合的干物质积累模型。将叶面积指数模型和高斯积分法相结合,依据丹参的冠层结构特点,建立三层模型。选用光合直角双曲线模型,并考虑温度对最大光合速率的影响,量化丹参的呼吸消耗;去除生长后期气温下降、光照减弱等因素造成丹参地上部分枯萎、干物质减少,使后期模拟更为精确,从而建立基于生理生态过程的丹参光合生产和干物质转化积累动态模拟模型。用均根方差、相对误差及拟合指数对独立的试验2数据进行检验,叶面积指数和干物质模型模拟值和实测值间决定系数R≥0.992,模拟值和实测值间符合度达到极显著水平,回归相对误差均在10%左右,拟合指数均接近于1。     

植烟土壤肥力因子与根际微生物数量的相关性

检测了四川省凉山州会理烟区土壤肥力及根际微生物数量,研究了两者之间的相关关系.利用多因子及互作项逐步回归方法得到肥力因子与微生物数量的回归方程.偏相关和通径分析结果表明:在烟草的团棵期,碱解氮与速效钾的正互作效应以及有效磷与pH的正互作效应与细菌数量呈正相关;旺长期,细菌数量与pH无显著相关性,与碱解氮、有效磷、速效钾、有机质的含量均呈显著相关;成熟期,碱解氮与细菌数量呈显著正相关.团棵期,有效磷与pH的正互作效应以及有机质与pH的正互作效应与真菌含量呈正相关;成熟期,碱解氮与真菌含量呈显著正相关性.不同时期的放线菌含量与有机质、pH以及有效磷具有相关性.说明在烟草的不同生长期,各种微生物数量与肥力因子的关系各不相同;同一生长期,不同种微生物量与肥力因子的关系也有很大差异.     

微生物催腐剂对小麦秸秆的催腐效果

通过培养箱接种试验比较了6种微生物催腐剂对小麦秸杆的降解效果.结果表明,各催腐剂处理均能显著促进小麦秸杆的降解(P＜0.05),其中经哈茨木霉处理的小麦秸杆降解率最高(20.81％),广宇生物腐熟剂处理的小麦秸杆降解率最低(10.84％).催腐剂发酵培养后产生的水溶物比率以巨景土壤调节剂为最高(12.81％),而发酵培养后产生的中性洗涤剂溶解物比率以人元秸秆快腐剂为最高(13.29％),巨景土壤调节剂产生的水溶物与中性洗涤剂溶解物之和最高(25.90％);所有微生物催腐剂处理后秸杆中的可溶性糖含量均出现显著下降(P＜0.05),下降幅度为对照的为25.2％(阿姆斯秸秆腐熟剂)～46.6％(巨景土壤调节剂);所有微生物催腐剂处理后秸杆中的可溶性蛋白含量均显著上升(P＜0.05),上升幅度为对照的6.6倍(巨景土壤调节剂)～10.6倍(哈茨木霉),所有微生物催腐剂处理后秸杆中的离子含量也有显著增加(P＜0.05).综合秸杆降解率和发酵培养后产生的可利用营养物质比率分析,巨景土壤调节剂和人元秸秆快腐剂是小麦秸杆有氧发酵培养较好的微生物催腐剂.     

北京奥林匹克森林公园绿地碳交换动态及其环境控制因子

随着城市化进程的推进,城市公园绿地的面积也在不断地增加。在碳循环与气候变化研究中,以人工植被为主要存在形态的城市绿地生态系统,其潜在的碳汇功能亦不容忽视。基于涡度相关技术,于2011年12月1日至2012年11月30日对北京奥林匹克森林公园城市绿地生态系统进行了碳通量观测,以探讨城市绿地生态系统碳交换及其与环境因子的关系及其源/汇属性和强度。研究发现：奥林匹克森林公园绿地年总生态系统生产力（Gross ecosystem production, GEP）、生态系统呼吸（Ecosystem respiration, Re）、生态系统净生产力（Net ecosystem production, NEP）具有明显的季节变化,生长季（4月—11月）以吸收二氧化碳（CO2）为主,非生长季以释放CO2为主。Re随空气温度（Air temperature, Ta）呈指数增加,温度敏感性系数（Q10）为2.5;GEP也随Ta的升高而增加;GEP与Re对Ta的响应差异决定着NEP与Ta的关系：当Ta < 10.0 ℃时,NEP随Ta升高而下降;当Ta > 10.0 ℃时, NEP随Ta升高而增加。在生长季各月,日总GEP随日光合有效辐射（Photosynthetically active radiation, PAR）的升高而增加,生态系统光合作用表观光量子效率（α）和平均最大光合速率（Amax）也表现出明显的季节变化,最大值出现在7月,分别为0.083 μmol CO2/μmol PAR 和29.46 μmol/m2?s,最小值出现在11月,分别为0.017 μmol CO2/μmol PAR和4.16 μmol/m2?s。奥林匹克森林公园绿地全年GEP 、Re、NEP的年总量分别为1192、1028、164 g C/m2。该研究结果可用于估算、模拟预测相似城市生态系统在气候变化背景下生态系统净碳交换,可作为城市绿地生态系统管理与应对气候变化的重要理论基础。     

土壤有机质转化及CO2释放的温度效应研究进展

土壤有机质转化对温度变化的响应,是气候变暖与全球碳循环关系中的核心问题.掌握土壤有机质对温度变化的响应规律,对准确评价气候变暖背景下,全球土壤有机质的转化至关重要.综述了国内外大量研究成果,对基质成分、基质损耗、测试方法、微生物、水分含量等因素,对土壤有机质转化与温度关系的影响机理与影响规律以及Q10的变化规律进行了探讨.提出稳定有机质与不稳定有机质温度敏感性异同问题,应作为土壤有机质转化与温度关系中的核心问题进行深入研究.同时通过分析,提出室内短期培养是首选测试方法.分析认为微生物生长温度曲线与微生物呼吸之间不存在必然联系,而在过低和过高之间,水分含量是否会影响土壤呼吸,有待进一步试验验证.提出随着城市热岛效应这一环境问题的加剧,研究及评价更大温度区间内的城市土壤有机质对温度变化的响应规律十分重要.     

施肥对板栗林地土壤N2O通量动态变化的影响

2011年6月-2012年6月期间, 在浙江省临安市典型板栗林地进行施肥对土壤N₂O通量变化影响的试验研究。目的在于探明不同施肥处理下板栗林地土壤N₂O通量的动态变化规律,并探讨土壤N₂O通量和土壤环境因子之间的关系。试验设置4个处理:对照(不施肥)、无机肥、有机肥、有机无机混合肥。采用静态箱-气相色谱法测定了板栗林地土壤N₂O通量,并测定了土壤温度、水分、水溶性有机碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量。结果表明:板栗林土壤N₂O通量呈显著季节性变化,最大值出现在夏季,最小值出现在冬季;而且,施肥处理显著提高土壤N₂O年均通量和年累积量;在整个试验期间,无机肥、有机肥和有机无机混合肥处理下土壤N₂O的排放系数分别达到0.96%、1.45%和1.29%。此外,施肥也显著增加了土壤WSOC和MBC的含量(P < 0.05)。不同施肥处理条件下,土壤N₂O通量与土壤5 cm处温度、WSOC含量间均呈极显著正相关(P<0.01),但与MBC含量之间的相关性不显著。土壤N₂O排放与土壤含水量间除对照处理外均没有显著相关性。综上所述,施肥引起土壤WSOC含量的增加可能是施肥增加板栗林地土壤N₂O排放速率的主要原因之一。     

植被类型变化对长白山森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解速率及其温度敏感性对生态系统碳循环及其碳汇功能具有重要影响。为揭示植被类型变化对森林土壤有机质分解的影响,以长白山针阔混交林的原生林和次生林为研究对象,分别将土壤在不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量(SSM))和不同温度(5、10、15、20、25和30 ℃)下培养,在为期56 d的培养期内分9次测定土壤碳矿化速率。实验结果表明:植被类型、培养温度和水分对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应(P < 0.001)。次生林土壤碳矿化累积量显著高于原生林(P < 0.05),在90% SSM和温度30 ℃培养状况下分别为346.41 μgC/g和241.01 μgC/g。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤碳矿化速率的变化,温度和水分可共同解释土壤碳矿化速率的82.7%-95.9%变异。次生林土壤碳矿化温度敏感性(Q₁₀)显著高于原生林;水分对温度敏感性的影响较复杂,次生林在60% SSM最高,而原生林在90% SSM最高。总之,原生林遭砍伐后将会加速土壤有机质的分解,从而降低土壤有机质含量;另外,根据Q₁₀值可以预测次生林土壤有机质的分解速率对全球变暖反映更明显。     

降雨对草地土壤呼吸季节变异性的影响

利用土壤碳通量自动观测系统(LI-8150)对呼伦贝尔草原在自然降雨条件下的土壤呼吸作用进行了野外定位连续观测,研究结果表明:降雨对土壤呼吸作用存在激发效应和抑制效应,降雨发生后1-2 h内土壤呼吸速率可增加约1倍,当单次或者连续降雨累积量大于7-8 mm,或土壤含水量大于29%-30%时,降雨对土壤呼吸会产生明显的抑制作用。土壤呼吸的激发效应往往体现在次日,表现为次日平均土壤呼吸速率的显著升高;而抑制效应则在当日即可体现出来,表现为观测当日平均土壤呼吸速率的明显下降。土壤呼吸季节变异性与降雨频率和降雨强度密切相关,在降雨量一定的情况下,较低的降雨频率和较高的降雨强度会增加土壤呼吸的变异性。呼伦贝尔草甸草原而言,在生长季土壤平均含水量为16.5%时,土壤呼吸的温度敏感性值(Q₁₀)为2.12;而平均土壤含水量为26%时,Q₁₀值为2.82,明显高于前者,土壤含水量与Q₁₀之间存在正相关关系。降雨导致土壤呼吸的激发效应和抑制效应交替发生,使草地土壤呼吸的季节变异性增加,降雨格局变化必然会对草地碳循环和碳通量特征产生深刻影响。     

Functional Diversity and Size of Soil Microbial Communities Induced by Different Land Management Systems

Abstract

Soil microorganisms drive nutrients cycling to a great extent, and they play an essential role in maintaining a stable soil ecosystem and ensuring sustainable forestry development. Land management has been proven to be a real factor in influencing soil quality. The purpose of this study was to investigate the effects of different land management techniques on soil microbial communities. There were four types of land management systems selected for this study: natural masson pine, Phyllostachy pubescens, Phyllostachys praecox, and vegetable. Soils were sampled from these four systems and assayed for soil microbial biomass carbon (MBC), community level substrate utilization pattern, functional diversity, and principle component analysis. Values of MBC were significantly different (P<0.05) from one another in the order of masson pine>Phyllostachy pubescens>Phyllostachys Praecox>vegetable. Analysis of community level substrate utilization pattern indicated that carbon source utilization and total activity by soil microorganisms were greater under the masson pine system than the other three systems (P<0.01). The functional diversities of soil microbial communities characterized as Shannon and McIntosh indexes were much richer in soil under masson pine system; Shannon index was 4.483, 4.241, 4.224, and 3.938 and McIntosh index was 13.51, 7.332, 6.272, and 6.261 for natural masson pine, Phyllostachy pubescens. Phyllostachys praecox, and vegetable systems, respectively. The results from the principle components analysis (PCA), based on the data of optical density (OD) at 120 h of incubation, showed that the value of the first principal component (PC1) of soil for natural masson pine was greater (P<0.05) than those for the other three systems. The difference in scores of the second principal component (PC2) between Phyllostachy pubescens, Phyllostachys praecox, and vegetable were not statistically different. The size and activity of soil microbial communities generally decreased with soil depth, with significant differences in soil MBC, community level substrate utilization pattern, and functional diversity indexes found between A and C horizons (P<0.01). It was concluded that land management systems had a great influence on soil microbial biomass, activity, and functional diversity.