大蒜花序轴离体培养的研究

以大蒜花序轴为外植体,研究了不同品种、不同生长阶段花序轴离体培养的差异和不同ｐＨ值、激素组成对花序轴培养的影响以及继代培养基种类、激素组成及糖原条件。结果表明,取未熟花序轴为外植体,其繁殖系数可高达７６;花序轴培养适宜条件为Ｂ５＋ＢＡ２．０ｍｇ／Ｌ,ＮＡＡ０．１ｍｇ／Ｌ,ｐＨ６．５;花序轴培养效率存在品种间差异;继代培养条件为ＭＢ＋ＢＡ２．０ｍｇ／Ｌ,ＮＡＡ０．１ｍｇ／Ｌ,ＧＡ３０．０５ｍｇ／Ｌ,     

常熟地区河湖水体的氮污染源研究

利用GPS定位的方法在丰水期和枯水期对常熟地区境内12条河流和3个湖荡水体氮磷污染现状进行了调查研究,对常熟地区主要河湖地表水中不同形态氮浓度的季节性变化特征进行了初步探讨。根据地表水中不同形态氮的浓度及总磷、溶解磷的浓度,结合15N示踪法和大型原状土柱渗漏池试验进一步补充探明了对该地区河湖水体中的氮磷污染来源。研究发现,该地区河、湖水体氮磷污染已相当严重,现阶段氮磷污染源主要来自城镇生活污水、农村人畜排泄物,在此基础上提出了缓解该地区水体氮磷污染的相应对策。     

不同时期施用生物炭对稻田N_2O和CH_4排放的影响

通过分别在水稻季(R)和小麦季(W)设置对照(RB0-N0、WB0-N0)、单施氮肥(RB0-N1、WB0-N1)、20 t hm-2生物炭与氮配施(RB1-N1、WB1-N1)、40 t hm-2生物炭与氮配施(RB2-N1、WB2-N1)等8个处理,研究稻麦轮作周年系统N2O和CH4排放规律及其引起的综合温室效应(Global warming potential,GWP)和温室气体强度(Greenhouse gas intensity,GHGI)特征。结果表明:稻季配施20 t hm-2生物炭对N2O和CH4的排放、作物产量及GWP和GHGI均都无明显影响;稻季配施40 t hm-2生物炭能显著降低8.6%的CH4的排放和9.3%的GWP,显著增加作物产量17.2%。麦季配施20 t hm-2生物炭虽然对温室气体及GWP影响不明显,但显著增加21.6%的作物产量,从而显著降低21.7%的GHGI;麦季配施40 t hm-2生物炭能显著降低20.9%和11.3%的N2O和CH4排放,显著降低15.7%和23.5%的GWP和GHGI。因此麦季配施生物炭对减少N2O和CH4的排放、增加稻麦轮作产量及降低GWP和GHGI的效果较稻季配施生物炭效果更好。     

小白菜地土壤剖面N_2O分布特征与土壤性质变化

采用田间原位采集系统,于2010年7月25日～2010年9月11日对小白菜生长期间土壤剖面7cm,15cm,30cm与50cm N2O浓度进行田间原位监测。结果表明,土壤剖面间N2O浓度呈现较大的时空变异性。同一土层中,N2O浓度的变异性达到31%～135%。7cm与15cm,30cm与50cm土壤剖面间土层间N2O浓度呈显著的正相关。30cm与50cm土层的N2O浓度显著大于7cm与15cm土层的N2O浓度。小白菜地的30～50cm土层是N2O产生的主要位点。此外蔬菜地土壤剖面有明显的硝酸盐积累现象,同时表层土壤pH低于底层土壤。     

不同配比有机无机肥料对菜地N2O排放的影响

【目的】 采用静态暗箱-气相色谱法,研究有机无机肥料配施对菜地N₂O排放的影响。【方法】 试验期间连续种植了4季蔬菜,分别为香菜、空心菜、菜秧、菠菜,其中香菜和菠菜种植期间有塑料大棚覆盖。每季蔬菜收获后至下季蔬菜种植前有时间不等的休耕期。每季蔬菜种植前肥料作为基肥一次性施入,施肥量均为N 250 kg/hm2,其中空心菜在第二茬收获后追施N 250 kg/hm2一次,整个观测期共施肥5次,总施氮量为N 1250 kg/hm2,同时施入等量P₂O₅、K₂O。试验共设4个处理:不施氮对照（CK）、单施化肥（NPK）、有机无机肥料1:1配施（M1N1）和有机无机肥料2:1配施（M2N1）。N₂O排放通量测定频率为每周一次,每次施肥后则每2天测定一次。【结果】 观测期内各处理菜地N₂O排放主要集中在4~10月份,并与10 cm土层土壤温度呈显著正相关;NPK处理菜地N₂O排放通量与土壤无机氮含量显著相关,其他处理N₂O排放通量与土壤铵态氮、硝态氮以及无机氮含量间无显著相关。整个观测期内土壤充水孔隙度（WFPS）介于39%~59%之间,土壤水分含量的变化对N₂O排放通量无显著影响。与NPK处理相比,M1N1和M2N1处理均能保证蔬菜产量稳定,并显著提高空心菜的产量。与NPK处理相比,M1N1处理显著降低菜地N₂O周年累积排放量36%,显著降低N₂O周年排放系数64%。与M2N1处理相比,M1N1处理的N₂O周年累积排放量和周年排放系数分别显著降低29%和56%;而M2N1处理较NPK处理的减排效果不显著。【结论】 在集约化菜地适宜的无机有机肥料配比既能保证蔬菜产量,又能减少N₂O排放,不施或施用有机肥比例过高均不利于减少N₂O周年排放。本试验条件下,有机无机肥料以1:1配施是合适的稳产减排措施。     

氮肥高效施用在低碳农业中的关键作用

低碳农业是我国集约化农业发展的必然趋势。深入理解氮肥高效施用是实现低碳农业的关键,可以更加明确如何集成优化农业管理措施增加产量、减少农田生态系统碳排放、提高土壤固碳效应,综合实现固碳、减排、增产的低碳农业发展目标。本文概述了低碳农业评价指标的三个阶段性研究特点,从田间温室气体排放的综合温室效应拓展为涵盖固碳效应的净温室效应,再拓展为涵盖生命周期评价碳排放的综合净温室效应以及兼顾作物产量的温室气体强度。提出了如何利用当季作物试验来估算农田生态系统净碳收支、结合生命周期评价当季作物综合净温室效应和单位产品温室气体强度的方法。按照现阶段低碳农业的评价指标,以我国稻–麦轮作生态系统集约化生产的低碳农业模式为案例,解析氮肥施用在低碳农业各组成包括作物产量、固碳效应、CH₄和N₂O排放、农业措施碳排放中的重要作用,明确氮肥高效施用在农田生态系统综合净温室效应和温室气体强度中的关键作用,从而实现低碳农业可持续发展。     

生物炭与氮肥对稻田甲烷氧化菌和产甲烷菌数量和潜在活性的影响

基于稻田中氮肥配施生物炭的田间定位试验,研究了施用生物炭与氮肥对旱季稻田土壤理化性质、甲烷氧化与产生潜势及甲烷氧化菌和产甲烷菌丰度的影响。田间试验共设置5个处理：单施生物炭、单施氮肥、氮肥配施生物炭（生物炭设置两个水平）以及对照。结果表明：施用生物炭三年后显著提高了有机碳和微生物生物量碳含量（p﹤0.05）,与单施氮肥处理相比,氮肥配施生物炭后可显著提高土壤pH。与对照相比,单施生物炭显著提高土壤甲烷氧化潜势。在施氮条件下,甲烷氧化潜势与生物炭施用量之间存在正相关关系,与氮肥配施20 t hm-2处理相比,40 t hm-2生物炭处理甲烷氧化潜势增长53.8%。氮肥配施高倍生物炭与配施低倍生物炭处理相比产甲烷潜势由0.001提高至0.002 mg kg-1 h-1;氮肥施用一定程度上抑制了甲烷氧化菌数量的增长,单施氮肥处理中产甲烷菌数量较对照处理显著增加了3.0%;单施或配施低水平生物炭显著增加土壤甲烷氧化菌数量。氮肥显著降低了甲烷氧化菌与产甲烷菌基因丰度比（pmoA/mcrA）。而在同氮肥水平下施加生物炭显著增加了土壤pmoA/mcrA比值,即生物炭对甲烷氧化菌的促进作用显著高于产甲烷菌,提高了旱季稻田土壤的甲烷氧化能力,因此有助于减少稻田土壤甲烷的排放。     

气候变化对农田生态系统碳氮过程的影响及其对生产的启示

从农田生态系统过程角度综合分析了气候变化（[CO2]增加、温度升高）对土壤碳库、氮供给生物化学过程的综合影响和长期效应。总结指出,[CO2]增加、温度升高对农田生态系统过程的影响具有明显的时间效应,短时间尺度上加快农田土壤养分周转,改变碳氮组分,长时间尺度上导致土壤养分有效性降低;[CO2]增加、温度升高和养分管理对农田生态系统过程的影响具有显著的交互作用,土壤养分有效性制约着气候变化对农田生态系统生产力和碳汇功能的影响。因此,气候变化（[CO2]增加、温度升高）情景下对农业生产管理包括施肥运筹及秸秆还田策略等的启示在于：根据气候变化背景下土壤养分的周转规律有效管理农田土壤养分、保持农田土壤肥力,从而保障农业高产的可持续性以及农田碳汇的生态服务功能。     

氮肥配施小麦秸秆生物炭对稻麦轮作土壤剖面CH4和N2O浓度的影响

[目的]施用生物炭是稻麦轮作系统温室气体减排的新型措施.研究甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤剖面中的分布特征,可以揭示生物炭影响温室气体的产生和排放机制.[方法]设置对照(N0B0)、单施氮肥(N1B0)、单施生物炭(N0B1)和氮肥配施生物炭(N1B1)4个处理,利用土壤剖面气体原位采集系统研究氮肥配施生物炭对稻麦轮作系统土壤剖面7、15、30和50 cm这4个层次CH4和N2O浓度周年变化的影响.[结果]N2O浓度的峰值均出现在氮肥施用后;施氮肥处理较不施氮肥处理显著增加水稻季土壤各层次CH4浓度和整个轮作期间土壤各层次N2O浓度(P＜0.05);施氮处理均表现出土壤上层CH4和N2O浓度高于下层.生物炭效应则随氮肥施用与否而异:施氮条件下生物炭处理显著降低水稻季土壤7和15 cm处CH4的浓度(P＜0.05),平均降幅为24.8％;也显著降低小麦季土壤各层次N2O的浓度(P＜0.05),平均降幅为33.2％;在不施氮条件下单施生物炭则显著增加了水稻季土壤各层次CH4的浓度(P＜0.05).[结论]配施生物炭可以显著降低稻麦轮作体系表层土壤中CH4和N2O的浓度,从而降低稻麦轮作系统CH4和N2O的产生和排放.     

种植夏季豆科作物对旱地氧化亚氮排放贡献的研究

 就大田条件下种植夏季豆科作物对农田土壤氧化亚氮 (N2 O)排放影响的研究表明 ,以N2 O N的平均排放通量表示 ,花生处理为 2 5 .9μg·m-2 ·h-1,显著高于大豆处理的 2 1.2 μg·m-2 ·h-1,以非豆科作物旱稻处理最低 ,只有 18.4μg·m-2 ·h-1;以N2 O N的季节排放量表示 ,大豆处理显著高于花生 ,二者又都极显著高于旱稻 ,分别为0 .77、0 .70和 0 .5 5kg/ha。结果还表明 ,以N2 O的排放量占施用氮肥的百分比表示 ,大豆、花生和旱稻分别为0 .6 5 %、0 .33%和 0 .13%。豆科作物N2 O的排放量显著高于非豆科作物 ,豆科作物是农田N2 O排放的重要来源之一。