粉煤灰和聚丙烯酰胺固沙效果的风洞试验

寻找经济高效的固沙措施对于防治风沙危害具有重要意义。该文采用室内风洞试验,研究了不同粉煤灰施用率(10%,20%和30%)的固沙效果及在粉煤灰最佳施用率的基础上不同聚丙烯酰胺(PAM)施用率(0.05%和0.1%)对其的强化作用。试验研究结果表明,沙土施加粉煤灰后起动风速显著提高,施加PAM进一步小幅提高其起动风速;粉煤灰施用率为20%的沙土可以最有效地抵御8m/s净风和风沙流历时10min的吹蚀;施加粉煤灰的沙土在14m/s净风和风沙流历时10min的吹蚀条件下发生中度风蚀,其风蚀率随着粉煤灰施用率的增大而呈逐步降低的趋势;施加粉煤灰和PAM的沙土可以有效地抵御14m/s风沙流历时30min的吹蚀;从经济意义上考虑,推荐粉煤灰施用率为20%和PAM施用率为0.05%的用量水平处理用于风蚀防治。     

小麦-玉米-大豆轮作下黑土农田土壤呼吸与碳平衡

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,探讨农田生态系统的土壤呼吸与碳平衡对于科学评价陆地生态系统在全球变化下的源汇效应具有重要意义。基于中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验,对不同施肥处理下黑土小麦-玉米-大豆轮作体系2005—2007年的作物固碳量与土壤CO2排放通量进行了观测,并对该轮作体系下黑土农田生态系统的碳平衡状况进行了估算。结果表明:在小麦-玉米-大豆轮作体系中,作物固碳量的高低表现为:玉米>大豆>小麦,平均值分别为6 513 kg(C).hm-2、4 025 kg(C).hm-2和3 655kg(C).hm-2。从作物生长季土壤CO2排放总量来看,3种作物以大豆农田生态系统的土壤CO2排放总量最高,平均值达4 062 kg(C).hm-2;其次为玉米,为3 813 kg(C).hm-2;而小麦最低,为2 326 kg(C).hm-2。3种作物轮作下NEP(净生态系统生产力)均为正值,表明黑土农田土壤-作物系统为大气CO2的"汇",不同作物系统的碳汇强度表现为玉米>小麦>大豆,三者的平均值分别为3 215 kg(C).hm-2、1 643 kg(C).hm-2和512 kg(C).hm-2。长期均衡施用氮、磷、钾化肥或氮、磷、钾化肥配施有机肥后,小麦、玉米和大豆农田生态系统的固碳量和土壤CO2排放总量均明显增加,并在氮、磷、钾配施有机肥处理下达到最高。不同的施肥管理措施将改变土壤-植物系统作为大气CO2"汇"的程度,总体表现为化肥均衡施用下NEP值较高,而化肥与有机肥配施下农田生态系统的NEP值较低。     

咸淡水间歇组合灌溉对盐碱耕地土壤水盐运移特性的影响

为探明土壤水盐在咸淡水间歇组合灌溉条件下的运移情况,采用室内一维垂直积水入渗试验,以全淡水和微咸水直接灌溉作为对照,设置了四种间歇时间,分别为0、30、60、120 min,三种咸淡水组合比例,分别为2∶1、1∶1、1∶2,进行咸淡水间歇组合灌溉。结果表明:在同一入渗时间,间歇组合灌溉的累积入渗量大于淡水灌溉,与微咸水直接灌溉差异较小;累积入渗量(I)与湿润锋运移深度(Zf)的决定系数R2均大于0.99,I和Zf呈良好的线性关系;间歇组合灌溉的土壤含水率、灌水均匀度均远远大于淡水灌溉,但间歇组合灌溉的灌水均匀度随着淡水所占灌水定额比例的增加而减小;在5~45 cm作物根系密集区,土壤整体脱盐,但间歇组合灌溉土壤脱盐率显著高于微咸水直接灌溉,与淡水灌溉差异较小;不同间歇时间、组合比例对土壤脱盐率的影响均达到显著性水平。     

几株高效溶磷解钾药用稻内生固氮菌的筛选与鉴定

从药用稻(Oryza officinalis)中筛选具有高效溶磷解钾的内生固氮菌,在农业生产上具有很大的潜在应用价值.本研究以药用稻为材料,采用两种选择性无氮培养基结合乙炔还原法进行内生固氮菌的分离,利用平板筛选法从所分离的内生固氮菌中筛选出高效溶磷解钾菌,应用全细胞蛋白SDS-聚丙烯酰氨凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)对所筛选到的菌株进行快速聚类.选取每个类群的代表菌株进行16S rRNA基因序列测定及生理生化鉴定.通过钼锑抗比色法和四苯硼钠法测定其溶磷解钾量,同时通过接种水稻对其促生作用进行分析.结果表明,从药用稻中筛选到了4株具有高效溶磷解钾能力的内生固氮菌,其固氮酶活性在8.78～8.88 μmol C2H4/(mL·h)之间.SDS-PAGE全细胞蛋白电泳将4株菌聚为1个类群.16S rRNA基因序列相似性分析及理化鉴定表明,代表菌株yy01为久留里伯克霍尔德菌(Burkholderia kururiensis,菌株yy01发酵培养5d后,溶无机磷量达116.28mg/L,是参比菌株变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)的2.73倍;解钾量达268.31 mg/L,是参比菌株变栖克雷伯氏菌的4.67倍.此外,yy01还具有分泌生长素等特性,接种水稻之后能明显的促进水稻的生长,其中水稻叶长增加了25.90％,根增长了42.30％,分蘖数增加了79.64％,鲜重增加了166.90％,氮、磷、钾的含量分别增加了61.54％、41.18％和54.05％.因此,从药用稻中筛选到的4株具有高效溶磷解钾能力的内生固氮菌是一类对农业生产有着重要意义的菌株.     

人工修复措施对严重退化红壤固碳效益的影响

固碳效益是侵蚀退化地水土保持效益的重要组成部分,其对全面评价生态修复意义重大.从人工促进生态修复林分固碳功能出发,以裸露地为对照,不同人工修复措施林分为研究对象,对其碳储量及固碳价值进行了研究.结果表明,人工修复显著增加了植被碳库和土壤碳库的碳储量,强烈干扰马尾松、竹节沟马尾松、种草竹节沟马尾松和竹节沟湿地松植被碳库分别为6.12,6.83,8.20和32.69 t/hm2,其土壤碳库分别为裸露地的1.16,1.37,1.60和2.71倍,固碳总价值分别比裸露地增加了0.36,0.60,0.87和2.78倍.     

Potassium behavior and clay mineral composition in the soil with low effectiveness of potassium application

ABSTRACT

Increasing exchangeable potassium (ExK) content in soil to an appropriate level is important to mitigate the transfer of radioactive cesium to crops. We focused on a buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) field with a low ExK content, despite the application of K, in Fukushima Prefecture, Japan (Field A), following the Tokyo Electric Power Company Fukushima Dai-ichi (No. 1) Nuclear Power Plant accident in March 2011. We examined the relationship between K concentration and clay mineral composition in the soil of Field A and compared the findings with another field in Fukushima Prefecture (Field B) to clarify whether K applied to the soil was leached or remaining fixed. Pot experiments showed that K concentration in water seepage from pots following irrigation was significantly lower in pots from Field A than in those from Field B. Soil ExK content after soybean cultivation was lower in soils of Field A than those of Field B. These results indicate that K applied to Field A was fixed in the soil. Analysis of clay mineral composition confirmed the distinctive vermiculitic nature of Field A soils. This clay mineralogy would be associated with the higher K fixation ability of Field A than Field B soils. This study demonstrated that K fixation in vermiculite was a factor preventing the increase in ExK content from K application to Field A.     

六种稻田土壤冬季种植黑麦草功能效应研究

选取我国亚热带地区6种主要成土母质发育的水稻土,通过定位试验研究了黑麦草产量、碳氮环境效应和土壤微生物量变化。结果表明,6种稻田土壤冬季均适合生长黑麦草,黑麦草地上部和根系干物质产量,在河沙泥田表现最好,分别为11 324.8 kg hm^-2和8 227.3 kg hm^-2。6种稻田土壤黑麦草地上部和根系碳蓄积量均存在显著差异(P＜0.05),地上部分碳蓄积量在河沙泥田最高,为4 495.3 kg hm^-2;根系碳蓄积量在河沙泥田和麻沙泥田表现最好,分别为2 799.6 kg hm^-2和2 711.8 kg hm^-2;黄泥田最低,为1 852.9 kg hm^-2。而黑麦草氮蓄积量,在河沙泥田最高,地上氮蓄积量为238.1 kg hm^-2,地下氮蓄积量为60.1 kg hm^-2。6种稻田土壤微生物量碳和土壤微生物量氮,在种草区和冬闲田间差异均达到了显著水平(P＜0.05),除灰泥田外种草区均大于冬闲田,冬季种植黑麦草增加了土壤微生物商。     

微波杀青对茶在制品物理特性影响的初探

以一芽一叶的福鼎大白茶鲜叶为原料,设定6个微波杀青的时间梯度(0、30、60、90、120、150 s),按时间点取样,测定在制品的含水率、容重、色差Lab值、长度、宽度等,研究微波杀青时间对茶在制品物理特性的影响。结果表明,随着微波杀青的进行,在制品的含水率在前90 s匀速缓慢下降,而后急速下降,容重在微波30 s后显著下降;茶在制品的平均相对长度差、相对宽度差和面积差呈现先降后升的趋势,在微波60~90 s时相对最小;在制品色差L值、|a|值、b值随着微波杀青的进行,呈先升后降的趋势,微波前90 s均较鲜叶有显著提升,而后显著下降。相关性分析表明,微波杀青时间和含水率均对L值、|a|值、b值、相对长度差等呈显著影响,总体上看以微波杀青60~90 s最有利于获得较优的外形属性。     

化学固沙剂对退化沙地植物多样性与微生物多样性的影响

化学-生物固沙是一种有效固沙技术。为了解化学固沙剂对沙地植物多样性与微生物多样性的影响,以450、600、750 kg/hm²固沙剂和未喷施固沙剂(CK)为研究处理,生物、微生物多样性分析结果表明：应用固沙剂后群落重要值随着优势度增加而增加,随着优势度降低而降低;各处理均比对照群落高度、盖度、生物量有提高,表明应用固沙剂后对群落的生长具有促进作用,以600 kg/hm²处理最好。固沙剂喷施量的增加植物、微生物多样性都表现为减少,而植物、微生物优势度都表现为增加。植物多样性与微生物线性相关,同样植物优势度与微生物优势度存在线性相关。植物通过影响土壤环境,进而影响土壤微生物群落结构和多样性。     

Frankia共生固氮基因的分离与克隆

利用ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交方法，分离细枝木麻黄的Ｆｒａｎｋｉａ菌株Ｃｏ０１的ｎｉｆ克隆ｐＣｃ１ＧＸ，赤杨内生菌株Ａｔ４的ｎｉｆ克隆ｐＡｔ１ＧＸ及沙棘的ＦｒａｎｋｉａＨｒ１８的ｎｉｆ克隆ｐＨｒ１８ＧＸ、ｐＨｒ１１－③ＧＸ。用基因功能互补法，从Ｆｒａｎｋｉａ菌株Ａｔ４的基因文库中分离到二个可能可互补豌豆根瘤菌ｎｏｄ基因功能的克隆ｐＡｔ２ＧＸ、ｐＡｔ３ＧＸ，并制作了ｐＡｔ２ＧＸ、ｐＡｔ３ＧＸ的亚克隆，予进一步实验，获得充分的证据证明ｐＡｔ２ＧＸ、ｐＡｔ３ＧＸ是否带有Ｆｒａｎｋｉａ菌株Ａｔ４的ｎｏｄ基因．