玉米秸秆生物炭对天人菊土壤理化性质及根际土壤真菌群落结构的影响

【目的】明确玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制,为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。【方法】在盆栽天人菊土壤中分别施入20、40、60和80 g/kg的玉米秸秆生物炭,以不添加玉米秸秆生物炭处理为对照（CK）,于盛花期测定各处理天人菊根际土壤的速效养分（速效磷、速效钾、碱解氮和有机质）含量及过氧化氢酶（CAT）和脲酶活性,采用高通量测序技术测定根际土壤真菌群落多样性,并分析玉米秸秆生物炭作用下天人菊根际土壤理化性质与土壤真菌群落结构间的相关性。【结果】与CK相比,土壤中施入20～60 g/kg玉米秸秆生物炭可显著提高天人菊根际土壤速效磷含量（P<0.05,下同）,极显著提高速效钾、碱解氮和有机质含量（P<0.01,下同）;在土壤酶活性方面,土壤中施入20～80 g/kg玉米秸秆生物炭对CAT活性无显著影响（P>0.05,下同）,施入40 g/kg玉米秸秆生物炭极显著提高脲酶活性,但施入量达80 g/kg时极显著降低脲酶活性。即玉米秸秆生物炭能有效改变天人菊根际土壤理化性质,且以施入40 g/kg的效果最佳。施入玉米秸秆生物炭能调控天人菊根际土壤的真菌群落结构,也是以施入40 g/kg的真菌物种相对丰度较高,生物炭作用效果最明显。在门分类水平上,各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中以子囊菌门（Ascomycota）为绝对优势菌门,其次是担子菌门（Basidiomycota）、接合菌门（Zygomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）和球囊菌门（Glomeromycota）;在科分类水平上,优势菌科为子囊菌门的6个科［毛壳菌科（Chaetomiaceae）、小囊菌科（Microascaceae）、丛赤壳科（Nectriaceae）、毛球壳科（Lasiosphaeriaceae）、子囊菌科（Ascomycoceae）和毛孢壳科（Coniochaetaceae）］及接合菌门的被孢霉科（Mortierellaceae）,且毛壳菌科、小囊菌科、从赤壳科、子囊菌科、被孢霉科及毛孢壳科等6个根际土壤优势菌科均表现为各玉米秸秆生物炭处理的相对丰度明显高于CK。天人菊根际土壤理化特性指标与子囊菌门和接合菌门及子囊菌科、被孢霉科和毛孢壳科的相对丰度密切相关。【结论】玉米秸秆生物炭可活化天人菊根际土壤理化性质及酶活性,改变土壤真菌群落结构,进而提高土壤肥力,其中以施入40 g/kg玉米秸秆生物炭的作用效果最佳,可在生产上推广应用。     

生物炭施用下土壤微生物量碳氮的动态变化

为了研究生物炭施用量对整个玉米生育期内土壤微生物量及玉米产量的影响,采用田间定位试验,生物炭施用量设置0（BC0）、10（BC1）、20（BC2）和30（BC3） t·hm^-2共4个处理,测定不同处理下土壤微生物量碳、氮及其动态变化和收获后玉米的籽粒产量。结果表明,玉米生育期内各土层土壤微生物量碳随生物炭施用量的增加而增加;与BC0相比,施用生物炭对播种前土壤微生物量碳的影响最为显著,其中,BC3处理在0—10、10—20和20—30 cm土层的微生物量碳较对照分别增加103.2%、91.8%和158.5%。土壤微生物量氮和微生物量碳氮比的变化则与玉米生育期有关。从整个生育期来看,土壤微生物量碳、氮含量在播种前最低,在拔节期达到峰值,之后缓慢降低并保持相对稳定。在播种前,BC3处理土壤微生物商增幅最大,较BC0增加了59.5%,其他生育期土壤微生物商无显著变化。玉米籽粒产量随生物炭施用量的增加而增加,BC2和BC3分别较BC0显著增产11.2%和14.1%。因此,在土壤中施用生物炭可在一定程度上增加土壤微生物量,提高土壤肥力,增加作物产量,为该地区生物炭的合理施用提供理论依据。     

基于生态足迹的甘肃省可持续发展研究

基于生态足迹模型对甘肃省1990—2007年生态足迹与生物承载力进行计算,运用万元GDP、生态足迹多样性及发展能力测算指标对计算结果进行分析,并根据时间序列（三次指数平滑）预测模型对生态赤字发展趋势进行预测。结果表明：甘肃省1990—2007年万元GDP呈速度减缓的下降趋势,生态足迹多样性整体变化趋势平缓;甘肃省2007—2017年的生态赤字有扩大化增长趋势,人均生态赤字可能达到2.733hm2,表明必须依靠提高生产效率及资源利用效率来增强生态承载力,建立甘肃省可持续发展模式。     

生物炭固定化石油降解菌剂的制备

以前期筛选的高效石油烃降解菌多食鞘氨醇杆菌（ Sphingobacterium multivorum）为目标微生物,选择多种生物质材料（松针、玉米芯、草）为前体物制备生物炭载体,采用吸附法制备固定化石油降解菌剂,探索获得较高除油效果菌剂的制备条件。结果表明：以松针及其生物炭为载体的菌剂除油效果优于玉米芯系列和草系列;以生物炭为载体的菌剂除油效果优于以其前体物为载体的菌剂。由于玉米芯易在当地大量低成本获得,考察了玉米芯炭固定化菌剂的制备条件：300℃热解玉米芯4 h,以粒径＞200目的玉米芯炭为载体,投加量为1 g／100 mL的固定化培养基,菌接种量为5％,固定时间为18 h,转速160 r／min,温度30℃,离心后沉淀用无菌生理盐水清洗2次获得菌剂。该菌剂对5 g／L原油培养基的周除油率是47．6％～50．7％;菌剂含降解菌5．8×109 CFU／g,吸附法对菌的固定效率为80．7％,降解菌主要附着区域为玉米芯炭表面及孔。该菌剂可为进一步修复油田石油污染土壤提供技术支撑。     

印尼SSMS公司定下今年生产40万t棕油指标

<正>印度尼西亚Sawit Sumber Mas Sarana(SSMS)公司为今年产量定下很高的指标,今年的粗棕油产量比去年提高21%,达到40万t。有3项因素推动SSMS公司粗棕油产量:第一,该公司旗下2块新油棕园已开始生产,新油棕园的油棕树平均树龄已达5-6年;第二,预计往后6个月天气正常;第三,今年,油棕农的新鲜油棕果串产量将提高。     

大棚鲜食蚕豆间作蔬菜不同方式的产量效应研究

为研究鲜食蚕豆大棚覆盖条件下的产量表现,挖掘增产潜力,探索提高大棚耕地产出的有效途径,以莴苣、黑塌菜、豌豆3种蔬菜为试验材料,采用大区对比方法对大棚鲜食蚕豆100 cm等行、130 cm+70 cm宽窄行和160 cm+40 cm宽窄行3种行距配置及间作莴苣、黑塌菜和豌豆3种蔬菜的产量进行研究。结果表明：蚕豆纯作时,100 cm等行产量最高,130 cm+70 cm宽窄行、160 cm+40 cm宽窄行分别减产9.25%和22.27%,差异显著;间作莴苣、黑塌菜和豌豆后,160 cm+40 cm宽窄行的蚕豆鲜荚分别是增产9.72%、增产14.91%和减产16.98%;130 cm+70 cm宽窄行的蚕豆鲜荚分别减产6.27%、增产5.86%和减产18.41%;100 cm等行种植的蚕豆鲜荚分别减产10.86%、增产3.23%和减产24.07%;3种行距配置间作的3种蔬菜产量,均以160 cm+40 cm宽窄行最高,130 cm+70 cm宽窄行次之,100 cm等行种植最低。由此得出,行距配置对大棚鲜食蚕豆产量有着显著影响,蚕豆间作蔬菜时其产量表现与行距配置、蔬菜种类密切相关。     

不同钝化剂对铅锌矿区周边农田镉铅污染钝化修复研究

采用大田试验和盆栽试验,研究了海泡石(S)、石灰(L)、腐植酸(H)、生物炭(B)和钙镁磷肥(P)对云南某铅锌矿区周边玉米农田的修复效果,并采用BCR形态分级试验研究土壤钝化前后重金属形态的变化。结果表明:石灰和海泡石可显著提高土壤pH。钝化处理可显著降低DTPA提取态Cd、Pb含量,盆栽试验中,生物炭45 t·hm~(-2)处理对Cd钝化效率可达45.3%,石灰2.25 t·hm~(-2)处理对Pb钝化效率可达60.6%;大田试验中,钙镁磷肥3 t·hm~(-2)处理对Cd最高钝化效率可达48.3%,石灰4.5 t·hm~(-2)处理对Pb钝化效率可达25.3%。石灰、海泡石和生物炭对重金属形态变化影响显著,可促进重金属由高活性形态向低活性形态转换。钝化处理可显著降低玉米籽粒中Cd、Pb含量,生物炭22.5 t·hm~(-2)处理下,Cd最大降幅85%,作物达到食品安全国家标准(GB 2762—2012,Cd≤0.1 mg·kg-1),石灰4.5 t·hm~(-2)处理下,Pb最大降幅59.6%,但未达到食品安全国家标准(GB 2762—2012,Pb≤0.2 mg·kg-1)。部分钝化剂可以起到增产的作用,腐植酸22.5 t·hm~(-2)处理下可增产29.1%。综合分析不同钝化剂及其施用量的效果可知,海泡石和石灰是对该矿区周边Cd、Pb污染农田修复效果最佳的钝化剂,最佳施用量分别为海泡石45 t·hm~(-2)和石灰2.25 t·hm~(-2)。     

首届中国植物保护学会科学技术奖获奖成果介绍 农作物有害生物监控预警数字化网络平台软件研发与应用（一等奖）

农作物有害生物监控预警数字化网络平台软件研发与应用项目针对当前农业信息化、数字化发展的热点和难点问题,集成农作物病虫害监测预警技术、计算机技术、网络技术、通讯技术乖多媒体技术,研究构建了“农作物有害生物监控预警数字化网络平台”,建设了核心平台-“中国农作物病虫害监控信息系统”,支撑平台-“31个省级农作物病虫害监控信息系统”,基础平台“1200多个县级农作物病虫害信息管理系统”;     

改进型生物过滤器对H2S和NH3混合气体去除效果的研究

生物过滤器去除恶臭气体的影响因素包括进气的容积负荷、填料湿度、填料层高度、填料中微生物种群和数量及填料层成分的变化,为进一步了解生物过滤器的去除效果,共设计4个处理组,分别编号为A、B、C和D,用猪粪堆肥、珍珠塔、活性蚯蚓粪和锯末按不同比例组成生物过滤器填料,并添加除臭优势菌种和蚯蚓处理H2S和NH3。结果表明,生物过滤器填料中微生物数量丰富,细菌和真菌在最高的C组分别达到(2.23～3.26)×1010cfu·g-1和(2.00～3.08)×105cfu·g-1。在生物过滤器填料中各种形态氮和硫的分布不均匀,NH4+-N与S2--S由下向上递减,而NO3--N起初是下部高于上部,但随着运行时间的延长,上部的NO3--N逐渐高于下部。在该生物除臭系统中,用活性蚯蚓粪、堆肥和锯末混合填料(C)处理效果最好,是很好的生物过滤器填料,有存活的蚯蚓,其余3个处理均没有存活的蚯蚓。