表层和下层免耕黑土有机碳矿化速率及激发效应

激发效应是调控土壤有机质分解的重要机制之一,而土层与激发效应的关系还不清晰.本研究通过室内培养试验,采用¹³C葡萄糖标记和动态碱液吸收的方法,探究免耕农田黑土表层土壤(0～10 cm)和下层土壤(30～40 cm)有机碳矿化速率及其激发效应.结果表明: 表层与下层土壤以单位有机碳表示的矿化速率并未发现显著差异.添加葡萄糖使表层土壤原有机质分解加快36.7%(正激发),但使下层土壤原有机质分解减慢12.4%(负激发).在整个培养期间(30 d),表层和下层土壤的累积激发碳量分别为3.14和-1.24 mg C·g^-1 SOC,但由于新碳(葡萄糖)的补偿作用,即使在产生显著正激发的表层土壤中,仍表现为有机碳净积累.说明外源碳输入使不同土层土壤有机质分解的幅度甚至方向产生明显差别.这为今后免耕和秸秆还田等保护性耕作措施的实践提供了重要的理论基础.     

包膜肥料养分控释机理研究进展

利用胶囊技术将易水溶性肥料包被起来是提高肥料利用率和减少施肥环境风险的一个重要手段,在广泛收集国内外有关包膜肥料研究的基础上,探讨了包膜肥料养分控释的原理、过程和特征,概述了影响包膜肥料养分控释的因素和包膜肥料养分控释的数学模拟研究,并提出了我国包膜肥料养分控释机理研究的主要方向。     

不同时期开沟施氮对水稻物质生产及产量的影响

通过田间试验 ,研究了水稻不同生育时期开沟深施氮肥对水稻叶片、叶鞘和茎秆干重以及生物产量和籽粒产量的影响 .结果表明 ,孕穗期开沟深施氮肥处理比分蘖期开沟、穗分化始期开沟和不开沟处理的水稻叶片干重保持最大值 (2 .9g/穴 )时间长 ,叶面积指数达到最大值 (LAI =8.9)后保持缓慢下降 ;叶鞘干重 (2 .7g/穴 )变化小 ;处理以后茎秆干重 (4.3g/穴 )稳步增加 .孕穗期开沟施肥处理的水稻生物产量(0 .73g·d-1/穴 )递增速度快 ,籽粒产量 (10 4 34kg·hm-2 )高 .与不开沟施肥相比 ,孕穗期开沟施氮对产量增加作用最大 ,为水稻开沟深施氮肥的最佳时期 ;其次为穗分化始期 ,分蘖期开沟施氮效果较差 ,但仍有一定的增产作用 .     

外源氮素添加对森林土壤氨基糖转化的影响

采用室内模拟培养法研究了不同数量氮素添加条件下森林土壤中3种微生物来源的氨基糖含量的动态变化,并且利用氨基葡萄糖和胞壁酸的比值分析了氮素添加条件下土壤真菌和细菌对土壤氮素转化和积累的相对贡献。结果表明:土壤中氨基糖含量的动态变化与土壤中的养分状况密切相关;当向土壤中添加氮源时,微生物会利用外加氮源合成自身的细胞壁物质,并且高氮处理胞壁酸含量高于低氮处理,而高氮处理氨基葡萄糖含量则低于低氮处理,说明随施氮量的增加更有利于以胞壁酸为代表的细菌残留物在土壤中的积累,不利于以氨基葡萄糖为代表的真菌残留物的积累,氨基半乳糖对氮素添加的响应较小;当土壤中养分缺乏时,氨基糖能够发生不同程度的分解;添加氮源条件下,真菌和细菌来源氨基糖的比值发生变化,细菌对土壤氮素转化的贡献大于真菌,并且高氮处理细菌的贡献更大。本研究表明,氮素添加改变了以氨基糖为代表的土壤氮素的微生物转化过程。     

大兴安岭不同火烧年限森林凋落物和土壤C、N、P化学计量特征

测定大兴安岭林区不同火烧年限(火后4、14、40、70和120年内未火烧)、不同坡度(坡地、平地)凋落物和土壤C、N、P含量及其化学计量比,分析火烧对凋落物和土壤养分的长期影响及两者之间的关系.结果表明: 不同火烧年限凋落物和土壤C、N、P化学计量特征差异显著,凋落物C含量变化不大.凋落物N、P含量随火烧年限的增加而增加,在火后4和14年较低,在火后40年恢复到对照(未火烧)水平.凋落物C∶N和C∶P值随火烧年限增加而下降,N∶P值则呈上升趋势.土壤C、N、P含量及其比值随土层深度增加而降低.坡地土壤C含量随火烧年限增加而增加,在火后70年显著高于对照,在平地差异不显著.火烧年限和坡度的交互作用影响土壤P含量和C∶P值.坡地土壤P含量在火后4年高于对照,而平地在火后40年高于对照;坡地C∶P值在火后14年达到对照水平,而平地与对照差异不显著.冗余分析表明,有机质层土壤的坡度效应大于年限效应,矿质层土壤主要受年限效应影响.火后4和14年凋落物及土壤养分含量低于对照,随着火烧年限的增加,植被生长迅速同时凋落物分解加快,凋落物质量及土壤养分质量不断提高,在火后40年恢复到未火烧水平,趋于稳定状态.     

干湿交替条件下土壤氮素转化及其影响研究进展

对干湿交替条件下土壤氮素的矿化、损失以及对土壤团聚体结构和土壤胀缩性、土壤微生物活性和群落等的影响进行了综合评述。研究表明,干湿交替能够对土壤氮素的矿化和损失产生影响,并且干湿交替条件下土壤中氮素的转化与土壤团聚体结构、土壤胀缩性以及土壤微生物活性和群落密切相关。此外,针对目前研究中的不足,提出了今后的研究方向,认为开展干湿交替条件下土壤氮素转化与物理性质和微生物的关系,尤其是肥料氮素的微生物转化过程,为进一步开展干湿交替条件下氮素在土壤中的转化过程,明确自然条件下土壤氮素转化机制的相关研究提供参考。     

磷脂脂肪酸技术及其在土壤微生物研究中的应用

以复杂群落形式存在的土壤微生物是C等养分的生物地球化学循环的主要参与者,而存在于活体微生物细胞膜的磷脂脂肪酸(PLFAs)分布广泛、含量相对恒定、周转迅速、对环境因素的变化敏感、分析方法较简单,因此该技术已广泛应用于土壤微生物学研究。阐述了PLFAs概念、命名、种类、意义、提取方法及操作过程中应注意的问题,介绍了MIDI、GC-MS和HPLC-ESI-MS等鉴定手段。概述PLFAs技术应用途径和目的,及其在土壤微生物量、结构、代谢状态、不同农业措施对土壤微生物影响以及土壤生物修复等研究领域的应用。同时,讨论了PLFAs技术的不足。例如,对原位土壤微生物群落特定菌种指征有时不够明确;估算真菌生物量时不够准确;不能用于分析古菌;不同提取法结果区别较大且易受土壤腐殖酸等有机质干扰;供试土样必须-80℃或冻干保存。因此,利用PLFAs技术研究土壤微生物时,应辅以其他生物标识物及相应分析手段,才能更准确地反映土壤微生物群落组成、代谢途径与机理。     

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。     

长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响

阐明长期免耕不同秸秆覆盖量下玉米产量变化趋势及其稳定性差异,可为建立和评价长期保护性耕作模式、促进粮食持续生产提供理论支撑.本研究基于我国东北黑土区长期保护性耕作定位试验(始于2007年),以传统垄作(RT)为对照,分析了免耕无秸秆覆盖(NT0)、免耕33％秸秆覆盖(NT33)、免耕67％秸秆覆盖(NT67)和免耕10...     

免耕不同秸秆覆盖量对黑土微生物群落及其残留物的影响

为探究免耕和不同秸秆覆盖量下土壤微生物群落组成及残留物的变化规律,依托中国东北黑土区的玉米保护性耕作长期平台(始建于2007年),以传统耕作(翻耕+无秸秆还田)为对照(CT),对免耕结合不同秸秆覆盖量[免耕+无秸秆还田(NT0)、免耕+1/3秸秆覆盖还田(NT1/3)、免耕+2/3秸秆覆盖还田(NT2/3)和免耕+全量秸秆覆盖还田(NT3/3)]下不同土层(0～5、5～10、10～20 cm)土壤理化性质、磷脂脂肪酸和氨基糖的变化特征进行分析。结果表明：与CT相比,免耕无秸秆还田处理(NT0)对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、含水量、微生物群落及其残留物等均无显著影响;免耕结合秸秆覆盖还田主要影响了土壤表层各指标,与CT相比,0～5 cm土层中NT1/3、NT2/3、NT3/3处理SOC含量分别显著提高了27.2%、34.1%、35.6%,NT2/3和NT3/3处理磷脂脂肪酸含量分别显著提高了39.2%和65.0%,NT3/3处理氨基糖含量(微生物残留物)显著提高了47.2%;免耕不同秸秆覆盖量的土壤理化性质和微生物群落差异随土壤深度...