热解温度对生物质炭性质及其在土壤中矿化的影响

以苹果树修剪的枝条为原料,分别在300、400、500、600℃条件下热解制备生物质炭,在采用扫描电镜、红外光谱、物理化学吸附仪等手段研究其性质、结构差异的基础上,通过培养试验研究不同温度制备生物质炭的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响。结果表明,随着热解温度的升高,生物质炭的碳含量、比表面积及碱性官能团的含量增加,O、H及H/C、O/C和酸性官能团、总官能团的含量则降低,生物质炭的芳香族结构加强,稳定性升高。添加生物质炭可以增加土壤呼吸速率、微生物量碳(MBC)及可溶性有机碳(DOC)的含量,且随着添加比例的增加而增加,但随着热解温度的升高而降低。生物质炭的矿化率随着热解温度升高和添加比例增加而降低。利用双库模型揭示了生物质炭对土壤活性碳库、惰性碳库及其分解速率的影响。施用生物质炭后土壤有机碳的半衰期在24.09~44.76 a之间,且随生物质炭制备温度升高而增大。考虑到生物质炭制备过程中有机碳的损失,且从提升土壤有机碳含量方面考虑,500℃为制备苹果枝条生物质炭的最佳温度。     

渭北旱塬不同耕作措施对土壤养分分布及作物产量的影响

基于8年(2007—2015)定位试验,在小麦-玉米轮作下研究了免耕-深松(NS)、深松-翻耕(SC)、翻耕-免耕(CN)和连年免耕(NN)、深松(SS)、翻耕(CC)等轮耕措施对土壤养分分布及作物产量的影响。结果表明:深松处理(连年深松、免耕-深松)使表层(0~10 cm)土壤与底层(10~20、20~35、35~50 cm)土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾等养分含量差异更大,翻耕或免耕的相对差异较小;在0~50 cm的土层中,硝态氮含量在20~35 cm土层相对较高,且以翻耕(CC)处理的含量最高;铵态氮含量在10~20 cm土层相对较高,以免耕-深松(NS)处理的含量最高;连年深松(SS)处理使土壤全钾表层含量较高。免耕-深松(NS)措施在6种耕作措施中小麦和玉米产量均为最高,显著高于翻耕(CC)、免耕(NN)措施。     

添加矿粉对农业废弃物育苗基质化学性质的影响

秸秆和畜禽粪便等农业废弃物代替草炭生产的育苗基质因存在小分子有机酸、铵态氮含量高等问题而影响到种子发芽和幼苗的生长。为改善这类育苗基质对种子发芽和幼苗生长的不良影响,以杨凌某公司生产的基质(该基质以菌糠、锯末、畜禽粪便等为主要原料)为材料,通过添加一种矿粉进行培养和育苗试验,研究矿粉添加比例对基质化学性质和小白菜(Brassica chinensis L.)发芽和生理指标的影响。结果表明:添加矿粉使基质的pH提高、NH_4~+-N/NO_3~--N比值和丁酸含量减小;与对照(不添加矿粉)相比,在矿粉添加比例为7%的条件下,小白菜发芽率、发芽势、发芽指数分别提高了35%、22.87%、34.6%;根际活力、叶绿素含量分别提高70.2%、32.1%,达到差异显著水平。     

不同栽培模式及施氮量对土壤团聚体的影响

通过长期定位试验研究了不同栽培模式(休闲,常规,覆草,垄沟覆盖)和施氮量(N0,N120,N240)条件下西北旱地土壤团聚体组成、稳定性及其与土壤有机碳、土壤水分、产量等的相关关系,结果表明:干筛法0.25~10mm团聚体含量垄沟覆盖显著低于常规和覆草栽培模式,而>10mm的大团聚体显著高于常规和覆草模式,垄沟覆盖栽培促进0.5~5 mm团聚体向更大级别进一步团聚;干筛法0.25~10mm团聚体总量N240处理显著高于N0。湿筛法>0.25 mm水稳性团聚体含量覆草和垄沟覆盖栽培显著高于常规,不同施氮量间无显著差异。干筛法团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)垄沟覆盖显著大于覆草和常规模式;水稳性团聚体MWD覆草模式显著大于常规,覆草模式GMD显著大于垄沟覆盖模式;不同施氮量下水稳性团聚体MWD差异不显著,N0处理的GMD显著大于N120、N240。覆盖栽培可以提高土壤团聚体的稳定性,不同施氮量间团聚体稳定性差异不显著。历年2m土层土壤贮水量平均值与水稳性团聚体GMD呈显著正相关,不同栽培模式主要通过影响土壤水分来影响土壤团聚体状况;历年平均产量与水稳性团聚体GMD呈显著负相关,说明干旱半干旱地区土壤水稳性团聚体直径应较小,利于提高土壤保水和水分有效性,进而促进作物产量的提高。     

青贮玉米高产与环境友好型施肥模式探究

针对目前内蒙地区青贮玉米种植过程中肥料施用不合理等突出问题,通过田间试验,探究了青贮玉米田不同养分投入模式对其产量、经济效益和环境等的影响。结果表明:传统施肥模式中,以氮肥为主的肥料基施是导致青贮玉米低产的主要原因,基于土壤测试的基肥加追肥模式和光谱全追肥模式下青贮玉米产量分别为 67500和 73000 kg·hm -2,与传统施肥模式相比,分别增产 12500和 23500 kg·hm -2,增幅分别为 36.4%和47.4%,分别净增收 103%和 119%。相比传统施肥模式,基于土壤测试的基肥加追肥模式和光谱全追肥模式氮肥利用率分别提高了 98.1%和 106.4%,氮肥的表观损失仅分别为传统模式的 21.8%和 5.6%,有效地提高了肥料利用率且明显地减少了氮素的流失,降低了环境风险。研究结果可为内蒙古青贮玉米可持续发展和经济环境双赢提供技术支撑和保障。     

洛川苹果园土壤养分等级及与有机质的关系

在苹果优生区洛川县域范围内,选取管理措施不同的果园采集土壤样品,对其土壤有机质、全量N、P、K及速效养分和微量元素进行了等级分布研究。分析结果表明,洛川果园土壤有机质、全氮、碱解氮属于偏低水平;土壤有效磷变异大,部分果园有累积现象,土壤速效钾含量丰富。微量元素铁、锰、铜、锌较缺乏,相对而言,缺锌程度最大;土壤有效铜变异较大。土壤有机质与全氮、碱解氮和有效磷呈极显著正相关,与有效铁、有效锌呈显著正相关,与有效铜、有效锰的相关性较低;苹果园产量随着土壤有机质含量的增加而增多。     

洛川苹果园土壤养分等级及与有机质的关系

在苹果优生区洛川县域范围内,选取管理措施不同的果园采集土壤样品,对其土壤有机质、全量N、P、K及速效养分和微量元素进行了等级分布研究。分析结果表明,洛川果园土壤有机质、全氮、碱解氮属于偏低水平;土壤有效磷变异大,部分果园有累积现象,土壤速效钾含量丰富。微量元素铁、锰、铜、锌较缺乏,相对而言,缺锌程度最大;土壤有效铜变异较大。土壤有机质与全氮、碱解氮和有效磷呈极显著正相关,与有效铁、有效锌呈显著正相关,与有效铜、有效锰的相关性较低;苹果园产量随着土壤有机质含量的增加而增多。     

基于层次-灰色关联法的河套灌区玉米田氮素面源污染防治技术综合评价

近年来为了实现面源污染的科学防控,研究提出了多种相应的防治技术;但因气候、土壤等条件的不同,面源污染防治技术的应用效果有很大的差异。因此,为了筛选适宜于河套灌区的面源污染防治技术,在对有机肥替代化肥、滴灌减量施肥以及综合优化施肥技术进行环境效应、生产效果、技术可操作性和可复制性评价的基础上,运用层次-灰色关联法对不同面源污染防治技术防治效果进行综合评价。结果表明,与传统施肥相比,不同面源污染防控技术均不同程度地降低了氮素流失并提高了氮肥利用率,同时能够维持或增加玉米产量。其中,综合优化施肥技术硝态氮淋失负荷平均削减43.2%,氮肥利用率平均提高149.79%,单项评价值平均为0.7500;滴灌减量施肥技术和有机肥替代化肥技术增加了必要的生产资料投入,综合优化施肥技术生产成本平均降低了21.78%,玉米产量平均增加20.54%,单项评价值为0.7290;综合优化施肥技术操作简单,因此有93.3%～97.3% 的农户愿意采用此项技术,95.5%～97.5% 的农户对该项技术较为熟悉,同时该项技术与当地政策的匹配程度居中,评分为85～88分,单项评分为0.9688。由层析-灰色关联法计算得出综合优化施肥技术综合评价值最高,平均为0.7649,适宜于在河套灌区面源污染防治过程中大力推广应用。研究结果可为实现区域农业绿色可持续发展提供数据支撑。     

农田转变为果园后土壤有机碳含量的变化

【目的】探讨农田转变为果园后土壤有机碳含量和组成的变化,为了解不同利用方式下土壤有机碳变化和长武地区土壤碳库的演变提供参考。【方法】以位于黄土高原南部沟壑区陕西长武地区塬面上的农田和不同树龄(≤5年、5年~≤15年、15年)的果园为研究对象,对其0~200cm土层土壤有机碳的组成、剖面分布、储量等进行分析。【结果】农田转变为果园后,土壤总有机碳和易氧化有机碳的含量在树龄15年果园中分别下降了22.55%和25.79%,差异均达到显著水平(P0.05)。树龄15年果园土壤紧结合态有机碳含量与农田相比下降了25.08%(P0.05)。土壤总有机碳、稳结合态有机碳及紧结合态有机碳含量在0~200cm土层总体呈"S"型分布。树龄15年果园与农田、树龄≤5年及树龄5年~≤15年果园相比,其0~100cm土层土壤紧结合态有机碳含量和100~200cm土壤松结合态有机碳含量均较低。与农田相比,树龄15年果园的土壤总有机碳储量显著降低(P0.05),下降幅度为22.35%。【结论】农田转变为果园后,土壤总有机碳、易氧化有机碳含量及有机碳储量下降,且随着树龄的增加,以上3个指标明显降低;总有机碳及结合态有机碳含量在0~200cm土层分布差异明显。     

冻融交替对土壤CO2排放影响的研究进展

在全球气候变暖背景下,愈加广泛和频繁的冻融现象将会对土壤碳的生物地球化学循环过程产生深远的影响,因此归纳总结冻融作用对土壤二氧化碳（CO₂）排放的影响,可为科学揭示冻融作用对土壤CO₂排放的影响机理提供理论支撑。在总结相关文献的基础上,系统地分析了冻融格局（冻融温度、循环次数及持续时间等）对土壤CO₂排放量的影响,并从土壤理化性质、土壤微生物等方面归纳总结土壤CO₂排放对冻融作用的响应机制。冻融作用能降低土壤团聚体稳定性,促进溶解性有机碳的释放,并能够使微生物的数量降低,细胞破裂,释放碳氮营养物质以供存活的微生物利用,从而促进土壤CO₂排放的增加,且与冻结温度和冻融循环次数密切相关。但由于生态系统类型、土壤理化性质、冻结温度等的差异,冻融作用也可能会促进土壤团聚体稳定性增加,抑制活性碳的释放和微生物的活性,减少土壤CO₂的排放。虽然目前已有研究能够对冻融作用对土壤CO₂排放的影响及其驱动机制作出初步解释,但由于存在实验参数缺乏原位性、对土壤微生物的研究不够深入和数据难以量化等不足,致使研究结果存在较大的差异和不确定性,因此还需进一步深入研究。