准噶尔盆地南缘梭梭群落春季融雪期的土壤呼吸动态

积雪对温带中高纬度地区早春土壤温度和水分具有调控作用,并对土壤呼吸具有重要影响。利用箱式法观测2012年早春积雪融化阶段古尔班通古特沙漠南缘典型温带荒漠梭梭群落内土壤呼吸的动态变化。结果表明：春季融雪期梭梭群落土壤呼吸变异极大,变化范围为0.2~1.2 μmol•m-²•s^-1,日平均土壤呼吸速率变化呈先增后减趋势,但土壤最大呼吸速率随土壤含水量的减少而减少。融雪期灌丛内外土壤呼吸变化规律相同,梭梭灌丛内土壤呼吸速率显著高于灌丛外。融雪期土壤含水量与最大土壤呼吸具有显著的相关关系,但在日尺度上土壤温度与土壤呼吸具有显著的相关关系。研究表明：积雪融化对土壤呼吸具有显著的激发效应,早春积雪变化对土壤呼吸速率将产生重要影响。     

碘甲磺隆钠盐对土壤中几种生物学指标的影响

通过模拟实验研究了除草剂碘甲磺隆钠盐对土壤中脲酶、过氧化氢酶、呼吸作用及土壤微生物生物量碳的影响。结果表明:碘甲磺隆钠盐在田间施用量(1 mg/kg)下对土壤脲酶和微生物生物量碳的影响呈现为显著的抑制-恢复过程;对土壤过氧化氢酶的影响呈现出轻微的抑制-激活-恢复过程。碘甲磺隆钠盐施用初期对土壤呼吸作用也有一定的影响,浓度愈大,对土壤呼吸强度的抑制愈强,但随着时间的推移,逐步由抑制作用转为一定程度的激发作用,到12 d后施药土壤与对照组土壤的呼吸强度基本上趋于一致。统计分析结果表明,碘甲磺隆钠盐属于低毒或无实际危害的农药。     

苜蓿草地土壤呼吸及其对环境响应的研究

采用LI-8100对河北沽源牧场地区3年生苜蓿(Medicago sativa L.)草地生长季土壤呼吸速率日动态以及季动态进行测定,分析了土壤呼吸速率与土壤温度、土壤湿度和大气辐射的相关性。结果表明:苜蓿草地的土壤呼吸日动态呈单峰曲线,各观测日的最小值分别为3.102,2.071,4.655,4.52,3.355μmol·m^-2·s^-1,出现在每天8:00-9:00和18:00-19:00之间,相对应的最大值分别是4.934,3.034,6.948,5.682,4.823μmol·m^-2·s^-1,出现在13:00-16:00之间。土壤呼吸速率日动态与5 cm土壤温度的相关性最大,R2的值为0.2722~0.8214(P<0.05),与10 cm土壤温度有一定的相关性,与20 cm土壤温度相关性不大。土壤呼吸季动态呈不规则单峰曲线,最小值是2.48μmol·m^-2·s^-1,出现在6月26日,最大值是5.79μmol·m^-2·s^-1,出现在7月24日。土壤呼吸季动态与5,10,20 cm深度的土壤温度均无相关性,与5,10,20 cm深度土壤湿度均有极相关关系(P<0.01),与太阳辐射无相关性。     

Quinone Binding Sites of Membrane Proteins as Targets for Inhibitors

Quinones are a central component of most photosynthetic and respiratory electron transfer chains. The proteins that reduce and oxidise these quinones have quinone binding sites—Q sites—that are good targets for pesticides. This paper reviews the diversity of these sites, their possible structure, and the types of compounds that act upon them.     

典型旱作农田土壤氧化亚氮排放的氨氧化微生物相对贡献

氨氧化过程对氧化亚氮（N2O）排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下,氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。本研究选取典型农田耕层土壤（潮土、黑土、砖红壤）,以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤,采用选择性抑制法（乙炔和辛炔）研究氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌和全程硝化菌（AOA+comammox）以及异养硝化菌对土壤硝化潜势、净硝化速率及N2O排放的相对贡献。结果表明,在耕层土壤中,潮土、黑土和砖红壤的pH分别是8.0、6.7和5.7,硝化潜势分别是N 32.5、6.6和4.8 mg?kg-1?d-1,净硝化速率分别是N 7.1、3.0和0.5 mg?kg-1?d-1,7天N2O累积排放量分别是N 38.0、35.4和8.7 μg?kg-1。AOB主导耕层土壤的硝化潜势,对硝化潜势的贡献分别是82%、58%和100%。对于净硝化速率,在潮土和砖红壤中,AOB和AOA+comammox贡献相当（均在30%~40%）,而黑土中由AOB主导（72%）。AOB主导耕层土壤的N2O排放,对N2O排放的贡献分别是72%、92%和58%。在改良的砖红壤剖面土壤中,在0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm,pH分别是7.0、5.5和4.9,硝化潜势分别是N 6.6、2.0和1.1 mg?kg-1?d-1,净硝化速率分别是N 4.1、0.9和0.2 mg?kg-1?d-1,N2O排放分别是N 16.3、6.5和2.8 mg?kg-1?d-1。随土壤由深层至表层,硝化潜势、净硝化速率及N2O排放显著提高。AOA+comammox主导表层硝化潜势及净硝化速率的提高（分别贡献63%和54%）,AOB主导N2O排放的增加（贡献54%）。本研究为制定与土壤氨氧化特性及土壤性质相匹配的N2O减排措施提供了新的科学依据。     

不同增氧滴灌方式对蔬菜生长生理指标的影响

为了研究不同增氧方式对盆栽小白菜生长生理指标的影响,以小白菜为供试作物,采用盆栽地下滴灌的方式,以普通地下滴灌作为对照(CK),设置循环曝气(MAI)、双氧水(H₂O₂)、纯氧扩散器曝气(OC)及射流振荡器曝气(FO)4个增氧灌溉处理.结果表明,增氧地下滴灌显著提高了土壤呼吸速率,处理MAI,OC和FO较对照处理分别增大了65.87%,66.79%和111.62%.增氧地下滴灌促进了小白菜的根系生长、光合作用、蒸腾速率和气孔导度,进而提高了小白菜的物质量积累和产量.与对照相比,处理MAI的地下部鲜质量增大了42.03%,地下部干质量增大了79.85%;处理MAI,H₂O₂,OC和FO的光合速率分别增大了868.62%,794.14%,778.67%和650.19%;处理MAI,H₂O₂和OC的气孔导度较CK增大了157.14%,128.57%和85.71%,蒸腾速率增大了55.61%,32.38%和19.58%;处理MAI和H₂O₂的产量分别增大了56.36%和38.72%.综上,增氧地下滴灌可增强小白菜根区的土壤呼吸作用,改善光合作用、蒸腾速率和气孔导度,提高了产量及水分利用效率.其中,循环曝气处理的改善效果最为显著.     

覆膜抑制土壤呼吸提高旱作春玉米产量

为从农田碳通量角度揭示地膜覆盖种植方式的增产增效机理,于2011年在山西寿阳旱作农业野外试验站对覆膜和露地春玉米田,进行了表层土壤温湿度、土壤呼吸和净碳交换规律及作物生长发育规律的研究和分析。结果表明:与露地处理相比较,覆膜处理全生育期表层土壤含水率提高了18.7%,前期可平均提高表层土壤温度1.67℃。覆膜和露地处理土壤呼吸变化规律总体一致,但前者的温度敏感系数Q10比后者低,且中后期前者排放的碳仅为后者的61.7%,说明采用覆盖地膜种植方式有利于农田土壤碳管理。前期和中期覆膜处理绿叶面积指数比露地处理平均高0.81 m2/m2,后期覆膜处理衰老较快,收获时比露地处理低1.00 m2/m2;露地处理在前期和中期日均净碳通量平均比覆膜处理大0.04 mg/(m2·s),而后期仅小0.02 mg/(m2·s),这是造成2处理最终生物产量和经济产量差异的根本原因。在地上干物质积累和地下干物质积累方面,覆膜处理始终比露地处理高,收获时差值分别为269.7和38.6 g/m2。露地处理每公顷少收春玉米籽粒1 348 kg。由此可见,覆膜种植可提高表层土壤温湿度,促进作物生长发育,抑制土壤呼吸,促进碳积累,增加农民收入的同时更有利于土壤碳管理。     

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。     

Microbial activity affected by lime in a long-term no-till soil

Under conventional farming practices, lime is usually applied on the soil surface and then incorporated into the soil to correct soil acidity. In no-till (NT) systems, where lime is surface applied or only incorporated into the soil to very shallow depth, lime will likely not move to where it is required within reasonable time. Consequently, lime may have to be incorporated into the soil by mechanical means. The objective of this laboratory study was to characterize the effect of lime, incorporated to different depths, on chemical and biological soil properties in a long-term NT soil. Soil samples taken from the 0–5, 0–10, and 0–20 cm depths were analyzed in incubation studies for soil pH, nitrate, CO₂ respiration, and microbial biomass-C (MBC). Lime (CaCO₃) was applied at rates equivalent to 0, 4.4, 8.8, and 17.6 Mg ha⁻¹. Application of lime to both 0–10 and 0–20 cm depths increased soil pH from about 4.9 by 1, 1.7, and 2.8 units for the low, medium, and high liming rates, respectively. Soil nitrate increased over time and in proportion to liming rate, suggesting that conditions were favorable for N-mineralization and nitrification. Greater respiration rates and greater MBC found in lime-treated than in non-limed soils were attributed to higher soil pH. Faster turnover rates and increased mineralization of organic matter were found in lime-treated than in non-limed soils. These studies show that below-surface lime placement is effective for correcting soil acidity under NT and that microbial activity and nitrification can be enhanced.