黑土稻田CH4与N2O排放及减排措施研究

通过对黑土稻田CH₄和N₂O排放的观测,发现水稻生长季CH₄和N₂O排放量低于全国其它地区稻田.CH₄和N₂O排放之间存在互为消长关系(r=-0.513,P<0.05).但在同样施肥水平条件下,间歇灌溉与长期淹灌相比,CH₄排放明显减少而N₂O略有增加,其相对综合温室效应被大大减少且水稻产量未受影响.为此,间歇灌溉可作为减少稻田温室气体排放的水分管理措施.另外,通过对CH₄和N₂O排放的相关微生物过程探讨,揭示产甲烷菌数与CH₄排放间呈显著性正相关(R²=0.82,P<0.05),硝化菌数和反硝化菌数与N₂O排放有重要关系.     

CO2和O3浓度倍增及其复合作用对大豆叶绿素含量的影响

利用开顶箱(OTC)法研究了在CO2和O3浓度倍增及其复合作用下,大豆叶片叶绿素含量及叶绿素a／b值的变化规律。结果表明,不同生育时期大豆叶片中叶绿素含量不同,Chla、Chlb和ChlT都表现出低．高一低的趋势,而且不同处理间变化不同步。不同处理间比较,O3处理的植株叶绿素含量下降最为明显,其次是复合处理的影响,而CO2浓度倍增对提高叶片叶绿素含量有一定的作用。Chla/b呈下降趋势,受CO2倍增影响最明显,有利于提高作物的光合性能。     

开放式空气CO2浓度增高(FACE)对稻田土壤微生物的影响

Utilizing FACEresearch site in Anzhen of Wuxi, the effect of CO₂ concentration increasing on soil microbe was studied in a paddy field under the condition of local cultivation, irrigation and fertilization. The results showed that soil respiration intensity was 31.88ml穔g^-1 and bacteria number was 1.51?10⁶ ind穏^-1dry soil in FACEarea,which were greater than those in control area (soil respiration intensity 27.83 ml穔g^-1,bacteria number was 1.25?10⁶ind穏^-1dry soil, but the differences were not significant.     

有机胶结形成土壤团聚体的机理及理论模型

土壤团聚体是土壤结构的基本单位,其组成和稳定性直接影响土壤肥力和农作物的生长,对于有机质含量高的黑土,有机胶结物质是形成土壤团聚体的主要因素。在综合有机胶结剂和土壤团聚体的研究的基础上,阐述了有机胶结物质的特性,土壤生物和植物根系在土壤团聚体形成中的作用,土壤团聚体形成的机理及理论模型。     

土壤团聚体的稳定机制及人类活动的影响

土壤团聚体是土壤结构的基本单位,它的形成不仅是自然的过程,而且受到人类活动的严重影响,即土地利用变化,耕作干扰,有机肥施用以及种植制度和轮作方式等人类活动的影响。土壤结构的改善不仅决定于输入有机碳的总量,而且与有机质的组成和特征有关,因有机质的组成和特征不同,使微团聚体和大团聚体的稳定作用具有不同的机制。     

施磷对稻田土壤及田面水磷浓度影响的模拟

通过施用不同剂量磷肥稻田土壤淹水培养试验,研究了施磷对稻田土壤及田面水磷浓度的影响.结果表明,土壤速效磷（Olsen-P）浓度在施磷后迅速下降,60 d后趋于稳定.随施磷量的增加,土壤速效磷和缓效磷库量均递增,Olsen-P与施磷量呈正相关关系(y=21.49+0.086x),表明该土壤有很高的固磷潜力.施磷后田面水中全磷浓度呈先迅速上升后又缓慢下降趋势,施磷120 d后,田面水中全磷浓度与施磷量呈指数相关关系(y=0.3 72e^0.0022x),施磷量在400～800 kg·hm^-2之间田面水全磷浓度加速增长,如果施磷量达到或超过800 kg·hm^-2,则磷容易进入田面水并导致流失,低于该施磷量时,则磷进入田面水中的量较少.利用分段回归模型模拟土壤Olsen-P与水面全磷关系,预测出导致田面水中磷激增的土壤Olsen-P浓度“突变点”为82.7 mg·kg^-1,即施磷量为712 kg·hm^-2.因此,土壤Olsen-P浓度可作为预测田面水中磷损失程度的指标.     

大气CO2浓度升高对农田土壤微生物及其相关因素的影响

综述了大气CO2浓度升高条件下,农田土壤微生物区系、土壤呼吸、土壤微生物生物量;植物-微生物共生体--内生菌根、根瘤及其与农田土壤微生物活动相关因素发生的变化。该方面的研究虽然受实验条件限制,在国内外开展研究的持续时间较短,但现有的研究表明,大气CO2浓度升高主要通过影响植物生长而间接影响农田土壤微生物活性。     

不同水分管理下稻田土壤CH4和N2O排放与微生物菌群的关系

采用MPN计数法对黑土(海伦)和草甸棕壤(沈阳)稻田生长季4种微生物菌群数量进行了测定,同时采用封闭式箱法对CH4和N2O通量进行观测,以深入了解稻田生物源温室气体排放的微生物学过程,两地试验田均采用长期淹灌与间歇灌溉两种不同水分管理,对实验结果多元回归分析,结果表明,海伦与沈阳两地稻田两种水分管理条件下CH4通量季节变化与产甲烷菌数季节变化存在极显著正相关关系沈阳稻田生长季CH4通量季节变化与甲烷氧化菌数季节变化具有显著正相关性,间歇灌溉条件下黑土稻田N2O通量与反硝化菌数呈显著性正相关关系,两种水分管理条件下沈阳稻田N2O通量与硝化菌数具有显著正相关关系,间歇灌溉条件下沈阳稻田N2O通量与反硝化菌数呈显著性正相关关系。     

玉米与籽粒苋不同种植模式下植物生长及Cd累积特征

为实现Cd污染农田边生产边修复的目标,采用田间原位修复的方式,将玉米与籽粒苋在Cd污染农田中以5种不同的间作模式种植: 交替宽窄行玉米宽行间作单行籽粒苋(T₁)、交替宽窄行玉米宽行间作双行籽粒苋(T₂)、等行距双行玉米间作单行籽粒苋(T₃)、等行距双行玉米间作双行籽粒苋(T₄)、玉米/籽粒苋等4行距间作(T₅),并以玉米(CK₁)和籽粒苋(CK₂)单作种植作为对照,探究不同间作结构配置对作物与超富集植物生长及Cd累积特征的影响.结果表明: 1)与CK₁相比,各间作模式单株玉米的籽粒产量呈增加趋势;T₁间作模式玉米的籽粒产量较CK₁增加10.5%,T₄和T₅间作模式玉米的籽粒产量较CK₁分别减少6.3%和5.4%,T₂和T₃间作模式基本稳产;间作籽粒苋地上部单株生物量及单位面积产量较CK₂分别显著减少69.5%～95.7%和83.9%～96.9%. 2)各间作模式玉米籽粒Cd含量较CK₁呈减少趋势,而间作籽粒苋Cd含量较CK₂呈增加趋势. 3)与CK₂相比,各间作模式籽粒苋的富集系数、转运系数、有效转运系数均呈增加趋势;间作籽粒苋地上部Cd的单株及单位面积提取量较CK₂分别显著减少40.4%～86.7%和70.4%～88.9%;各间作模式玉米与籽粒苋地上部Cd的单位面积提取总量高于单作玉米,但低于单作籽粒苋. 4)各间作模式玉米根际土有效态Cd含量及籽粒苋根际土总Cd、有效态Cd含量分别较单作玉米及单作籽粒苋呈增加趋势,但对非根际土没有显著影响.本研究中,T₁间作模式有利于玉米籽粒产量的提高,T₅间作模式有利于籽粒苋Cd提取量的最大化.     

大气CO2浓度增高对麦田土壤硝化和反硝化细菌的影响

硝化和反硝化细菌是土壤中与氮转化有关的微生物菌群 ,大气CO2 浓度升高可能对它们的数量产生影响。位于中国无锡的稻 麦轮作农田生态系统FACE平台 2 0 0 1年 6月开始运行。本试验在 2 0 0 3年小麦生长季研究了土壤 (0～ 5cm和 5～ 10cm土层 )中硝化和反硝化细菌在大气CO2 浓度升高条件下的变化。试验采用最大可能法 (MPN)计这两种微生物菌群的数量。结果表明 ,0～ 5cm土层硝化菌数拔节期和成熟期FACE低于对照 ,而孕穗期FACE高于对照 ,5～ 10cm土层硝化菌数越冬期与成熟期FACE低于对照 ,大气CO2 浓度升高使得麦田土壤硝化细菌数目减少。 0～ 5cm土层各个生长期反硝化菌数FACE与对照均没有明显差异 ,5～ 10cm土层反硝化菌数拔节期FACE低于对照 ,大气CO2 浓度升高对麦田土壤反硝化菌的影响不大。