秸秆还田量对培肥农田黑土氮素初级转化速率的影响

秸秆还田是土壤培肥的重要措施之一,但培肥后土壤对氮素循环的调控功能是否具有可持续性以及与后续秸秆还田数量的关系尚不清楚。本研究对黑土旱地农田进行9年培肥处理后,设置了连续3年秸秆还田处理,秸秆还田量分别为年均秸秆产量(7500 kg·hm^-2)的100%、67%、33%和0,探讨不同秸秆还田量对培肥土壤(0～10 cm)氮素转化过程的影响。结果表明: 秸秆还田通过影响氮素初级转化速率,控制培肥土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N的产生与消耗过程。当秸秆还田量低于67%时,NH₄⁺-N生成速率显著降低,而其消耗速率显著提高,土壤保留NH₄⁺-N的能力下降,而NO₃^--N生成速率增加,土壤NO₃^--N固持能力下降,增加NO₃^--N的积累及淋溶损失风险。对于东北旱地农田,利用秸秆归还进行黑土培肥,需要不低于67%收获量的秸秆持续还田才能维持土壤对氮素的保持功能。     

喀斯特断陷盆地石漠化演变及治理技术与示范

岩溶断陷盆地区是国家石漠化综合治理工程、生态安全屏障、连片特困区,同时也是石漠化治理科技投入薄弱。针对断陷盆地盆-山共存的环境地质结构分异,及水土资源不匹配和石漠化严重等问题,在滇东蒙自、建水、泸西为重点区,开展"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范(2016YFC0502500)"项目的国家重点研发活动,阐明流域尺度石漠化演变机理,以水土资源高效利用为基础、生态服务功能提升为核心,研发石漠化综合治理技术,形成生态治理-生态产业协同发展模式,为生态富民和生态文明建设提供技术与示范。形成喀斯特断陷盆地石漠化机理识别-治理技术研发-生态产业模式构建-综合效益评估-国土资源空间高效利用对策等系列成果,培养一支高水平创新团队。     

蚓粪和益生菌互作对土壤性状及番茄产量和品质的影响

本试验研究了两株益生细菌(巨大芽孢杆菌BM和解淀粉芽孢杆菌BA)与化肥和蚓粪配施对土壤性状、番茄产量和品质的影响．结果表明:与化肥相比,在等养分条件下蚓粪能够提高番茄产量、果实可溶性糖和蛋白质含量,并提高土壤pH和速效磷含量．与单施蚓粪相比,益生菌与蚓粪配施不仅能提高番茄产量、果实可溶性糖、蛋白质、维生素C含量和糖酸比,降低有机酸和硝态氮含量,而且增加了土壤pH和硝态氮含量,降低了土壤电导率;益生菌与化肥配施的效果不如益生菌与蚓粪配施．BA和BM与化肥或蚓粪配施时,番茄品质无显著差异,但BA配施蚓粪处理的番茄产量显著高于BM配施蚓粪处理;BM与化肥配施处理显著提高了土壤速效磷含量,而BA与蚓粪配施处理则显著提高了土壤速效钾含量．本研究表明,益生菌和蚓粪可替代化肥用于番茄生产和土壤肥力改良.     

硝态氮异化还原机制及其主导因素研究进展

硝态氮(NO_3~-)异化还原过程通常包含反硝化和异化还原为铵(DNRA)两个方面,是土壤氮素转化的重要途径,其强度大小直接影响着硝态氮的利用和环境效应(如淋溶和氮氧化物气体排放)。反硝化和DNRA过程在反应条件、产物和影响因素等方面常会呈现出协同与竞争的交互作用机制。综述了反硝化和DNRA过程的研究进展及其二者协同竞争的作用机理,并阐述了在NO_3~-、pH、有效C、氧化还原电位(Eh)等环境条件和土壤微生物对其发生强度和产物的影响,提出了今后应在产生机理、土壤环境因素、微生物学过程以及与其他氮素转化过程耦联作用等方面亟需深入研究,以期增进对氮素循环过程的认识以及为加强氮素管理利用提供依据。     

淹水条件下添加有机物料对蔬菜地土壤硝态氮及氮素气体排放的影响

蔬菜地大量施用氮肥可以引起土壤硝态氮积累,导致土壤退化,快速消除土壤积累的硝态氮,可以提高蔬菜地土壤质量,延长其使用时间.在硝态氮(360 mg N·kg-1)积累的蔬菜地土壤中,分别加入0、2500、5000和7500 kg C·hm-2黑麦草(记为CK、C2500、C5000和C7500),淹水条件下,30 ℃恒温室内培养240 h,研究土壤硝态氮含量及氮素气体排放量变化.结果表明:培养结束时,CK处理中土壤硝态氮含量高达310 mg N·kg-1,添加黑麦草能有效地消除土壤中积累的硝态氮,C2500、C5000和C7500处理中土壤硝态氮含量降低至10 mg N·kg-1以下需要的时间分别为240、48和24 h.添加黑麦草显著提高了土壤pH,降低了土壤电导率,其变化幅度随黑麦草添加量的增加而增大.添加黑麦草处理的土壤N2O和N2累积排放量为270 ～378 mg N· kg-1,N2O/N2为0.6 ～1.5.淹水条件下添加黑麦草可快速消除蔬菜地土壤积累的硝态氮,但应充分重视N2O在这一过程中的大量排放.     

优化施肥对设施蔬菜地土壤线虫群落的影响

高强度利用下设施蔬菜地的施肥过量问题导致了土壤质量的严重退化,合理施肥是维持蔬菜地生产力和可持续发展的重要措施.本研究比较了常规施肥和优化施肥两种施肥方式下连续种植番茄和辣椒后土壤理化性质、线虫群落及蔬菜产量的差异.结果表明: 优化施肥处理土壤pH显著高于常规施肥处理,且番茄和辣椒产量分别提高了9.0%和6.9%.与常规施肥相比,优化施肥提高了土壤线虫数量和食细菌线虫的相对多度,但降低了食真菌线虫和植食性线虫的相对多度.两季蔬菜种植过程中,不同施肥处理土壤寄生线虫成熟指数、多样性指数和丰富度指数无显著差异.优化施肥土壤线虫通路比值(0.67～0.84)显著高于常规施肥(0.39～0.64),前者土壤食物网的分解途径以细菌为主,而后者则为真菌控制.综合土壤理化性质、线虫数量和群落及蔬菜产量指标,优化施肥措施能够在促进蔬菜生长的同时,显著改善土壤生态环境.     

强还原方法对退化设施蔬菜地土壤的修复

设施蔬菜地大量施用化肥及不合理轮作易引起土壤盐分累积、酸化和土传病害的发生,导致土壤退化.快速且有效地改良退化土壤,可以提高蔬菜产量和菜农的经济收入.在蔬菜生长发生障碍的设施土壤中,分别加入0、3.75、7.50和11.3 t·hm^-2的风干紫花苜蓿,淹水条件下密封大棚创造强还原环境31 d,测定土壤理化性质的变化,并记录黄瓜产量.结果表明: 强还原处理使土壤氧化还原电位(Eh)迅速下降至0 mV以下,能有效地消除土壤积累的硝态氮,显著提高土壤pH,降低土壤电导率,其变化幅度随紫花苜蓿添加量的增加而增大.经强还原方法处理后,设施蔬菜地黄瓜产量达到53.3~57.9 t·hm^-2,显著高于上一季未处理黄瓜产量(10.8 t·hm^-2).淹水添加有机物料创造的强还原条件,可以短期内有效地改良退化设施蔬菜地土壤.     

土壤快速强烈还原对于尖孢镰刀菌的抑制作用

香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,FOC)引起的一种世界性的土传病害,每年造成大量的经济损失,目前尚未找到有效的防治办法。实验采取土壤淹水及添加有机物料的方法,抑制土壤中FOC的数量。结果表明:土壤淹水处理在第5天显著增加了土壤的pH值,但随着处理时间的增加,淹水的处理中土壤pH值逐渐下降;土壤淹水及添加有机物料显著降低了土壤中SO2-4和NO-3的浓度;土壤中添加秸秆、猪粪和石灰的处理显著增加了土壤中NH+4的浓度。土壤淹水及添加有机物料对于土壤中可培养细菌数量无显著影响;但显著降低了土壤中可培养放线菌和真菌的数量;土壤淹水及添加秸秆、甘蔗渣和石灰的处理显著降低了土壤中FOC的数量,其中添加高量秸秆处理中FOC的数量下降最多,仅为处理前土壤中FOC数量的2.88%。添加有机物料但未加石灰的处理土壤中总微生物量较处理前相比显著增加。研究表明土壤淹水及添加有机物料是一种可以防控香蕉枯萎病的高效和环保的方法。     

桂西北峰丛洼地农作区土壤真菌多样性对不同耕作模式的响应

农作区是峰丛洼地区居民生产生活的聚集区,土地利用强度大,石漠化风险性高,是生态保育的焦点区。合理的耕作模式是该区土地可持续利用与生态安全的基础。以桂西北典型峰丛洼地农作区--广西果化岩溶生态研究基地为研究区,采集典型农田类型火龙果地（相当于保护性耕作模式,HF）、玉米地（相当于翻耕模式,MF）、甘蔗地（相当于少耕+秸秆还田耕作模式,SF）和水稻田（PF）的土壤样品,分析其土壤真菌群落结构、功能及土壤理化性质,并将其与退耕还林（人工林,FL）、退耕还草（自然恢复,AF）样地相应性质进行对比,以评价不同耕作模式的生态环境效应,为该区可持续耕种与生态保育提供科学依据。结果表明：（1）与退耕模式（FL、AF）相比,耕作活动（HF、MF、SF）降低了土壤pH值与有机质、全氮含量,改变了土壤粒度（粘粒、粉砂、砂砾）组成比例;（2）HF、MF、PF、FL提升了土壤真菌α多样性指数,SF、AF反之;土壤真菌α多样性指数均随着土壤深度的增加而下降;（3）各耕作模式及其不同土层的优势真菌门均为Ascomycota、Basidiomycota、Mortierellomycota;耕作没有改变土壤优势真菌的种类,但影响着其相对丰度;（4）β多样性分析结果显示,各耕作模式真菌群落结构自成一类,但HF与退耕模式间真菌群落结构差异较小;0-10 cm、10-20 cm间的真菌群落结构差异较小,但两者与20-40 cm相差较大;FL、SF和 HF具有较多的显著性差异物种（Biomarker）,其次为MF、PF,AF最少;（5）土壤pH值、碳氮比、氮磷比是影响土壤真菌群落结构的重要因子;（6）耕作模式对土壤功能类真菌影响明显,HF、MF、SF、PF土壤腐生营养型真菌、病理营养型真菌的含量显著高于FL、AF;同时,SF中的土壤腐生营养型真菌含量最高;HF中的共生营养型真菌含量最高。HF具有与退耕模式较为一致的土壤真菌群落结构特征,拥有最丰富的共生营养型真菌与较优的土壤理化性质,具有良好的生态效应。