黄壤稻田土壤微生物生物量碳磷对长期不同施肥的响应

本研究以进行了22年的黄壤稻田长期定位试验为依托,分析了不同施肥模式下土壤碳(C)、磷(P)与微生物生物量C(MBC)、P(MBP)的变化及其耦合特征,旨在探讨黄壤地区合理培肥模式以提高土壤磷素有效性.试验包括10个处理,分别为不施肥(CK)、单施氮肥(N)、磷钾配合(PK)、氮钾配合(NK)、氮磷配合(NP)、氮磷钾配合(NPK)、单施有机肥(M)、3种有机无机肥配施(1/4M+3/4NP、0.5MNP、MNPK).结果表明:与不施肥相比,N和NK处理土壤有机碳(TOC)、全磷(TP)、MBC、MBP均有不同程度的降低,施磷处理(PK、NP、NPK)则有不同程度的提升;与不施肥和施用无机肥相比,施用有机肥各处理TOC、MBC、MBP及MBP/TP均显著增加,其中M和MNPK处理增幅最大.MBC/MBP、TOC/MBP、MBC/TP以施用有机肥处理最低,N处理最高.土壤MBC、MBP及其耦合关系与土壤TOC和有效磷均呈极显著相关,TOC是影响MBC、MBP、MBP/TP的直接因素,而有效磷则是影响MBC/MBP、TOC/MBP、MBC/TP的直接因素.土壤MBP及碳、磷耦合关系各指标可以有效区分单施化肥和施用有机肥的不同施肥方式,可作为评价黄壤稻田磷素肥力的生物学指标.配施有机肥是增加黄壤稻田磷有效性、提高土壤供磷潜力和保持土壤生物健康的有效途径.     

长期施磷对黄壤旱地磷库变化及地表径流中磷浓度的影响

对贵州黄壤旱地进行采样以及盆栽试验,探索黄壤旱地磷库的变化及其对地表径流磷量的影响。结果表明,长期施磷后黄壤旱地无机磷占全磷的比例逐渐增高,Al-P、Fc-P和Ca-P积累的顺序为Fe-P>Al-P>Ca-P。长期施磷后黄壤旱地的有效磷和藻类可利用的总磷也不断积累,高磷（Olsen-P>25mg·kg^-1)旱地藻类可利用的总磷与Al-P、Fe-P和Ca-P的相关系数分别为0.859、0.903和0.650,Fc-P对藻类可利用磷量的影响起着最重要的作用。在模拟雨强为63.2mm·h^-1下,降雨30min后,低磷黄壤旱地（Olsen-P为4.62-15.9mg·kg^-1)径流中磷酸根磷含量仅为2.81-4.17μg·L^-1,生物有效性磷含量为0.723-0.876mg·L^-1;高磷黄壤旱地（Olsen-P)为29.4-59.2mg·kg^-1)径流中磷酸根磷含量达到0.026-0.714mg·L^-1,生物有效性磷含量增加到0.996-1.281mg·L^-1;高磷黄壤旱地地表径流磷量能加速水体富营养化的产生。     

苯胺、苯酚对淡水藻类生长的影响

用生物检验法研究了苯胺、苯酚对蛋白核小球藻、斜生栅藻生长的影响,测定了两种藻类在5 d内对不同浓度苯胺、苯酚的降解或在藻细胞内的富集情况.结果表明,苯胺、苯酚对两种淡水藻类的致毒作用有所不同,对于同一种藻类,苯胺毒性大于苯酚;在同一毒物浓度下,栅藻表现更为敏感.在较低浓度下,两种淡水藻类均能降解或吸收一部分有机毒物,其中对苯酚的降解能力较强.     

生物质炭添加对喀斯特地区坡耕地黄壤水分入渗过程的影响

为探究生物质炭添加对喀斯特地区土壤水分入渗特性的影响,本研究以坡耕地黄壤为对象,采用室内土柱模拟的方法,研究不同添加量(质量分数为0、1%和2%)和不同粒径(粒径大小为<0.25、0.25～1和>1 mm)生物质炭添加下土壤水分累计入渗量、入渗速率及湿润锋进程的变化特征,并对入渗过程进行模拟。结果表明: 在定容重条件下,添加生物质炭后土壤的入渗过程明显受到抑制,添加生物质炭土壤的累计入渗量和入渗速率显著低于未添加生物质炭土壤,生物质炭添加量为1%和2%土壤的累计入渗量和入渗速率无显著差异。不同粒径生物质炭添加下,土壤累计入渗量从大到小依次表现为<0.25、0.25～1和>1 mm。与CK相比,当添加量为1%时,土壤300 min累计入渗量分别下降20.9%、35.2%和45.0%;当添加量为2%时,分别下降21.5%、37.5%和44.2%,说明大粒径生物质炭对土壤入渗的抑制作用显著强于小粒径生物质炭。土壤湿润锋进程对不同含量和不同粒径生物质炭添加的响应趋势与累计入渗量的变化趋势基本一致。Horton和Kostiakov模型能够用于模拟本研究中的土壤水分入渗过程,Horton模型拟合精度高,R²最大(0.91～0.98),均方根误差(RMSE)最小(0.14～0.21),而Kostiakov模型拟合得到的初始入渗速率更接近实测结果。研究结果可为生物质炭的合理施用提供科学依据,也可为喀斯特坡耕地土壤改良和水土保持提供有益参考。     

渝东山地黄壤肥力变化与植物群落演替的关系

从土壤的理化因子出发,利用综合评价的方法,对渝东地区城口县坪坝区大巴山南坡山地黄壤的土壤肥力变化特征与地上植被类型之间的关系进行了研究.结果表明,马尾松林、杉木林、落叶栎类林、茶树林和常绿阔叶林下土壤肥力的综合指标值分别为0.1256、0.2085、0.351、0.2479、0.9329.阔叶林(落叶栎类林、茶树林和常绿阔叶林)下山地黄壤的土壤肥力综合指标值均大于针叶林(马尾松林、杉木林)下山地黄壤的土壤肥力综合指标值.即使在同一植被类型下,由于建群种的不同,其土壤肥力综合指标值也不相同.根据植物群落演替的过程可以断定土壤的发育与植物群落演替是两个密不可分、相辅相成的过程.     

氮肥减量配施生物炭对黄壤稻田土壤有机碳活性组分和矿化的影响

化肥减施增效有助于农业的可持续发展。本研究用等氮量生物炭替代化肥氮,设置0、10%、20%、30%、40%(CK,T₁～T₄) 5个替代比例,在水稻收获后采集土壤样品进行室内分析,研究氮肥减量配施生物炭对黄壤稻田土壤有机碳活性组分和矿化的影响。结果表明: 氮肥减量配施生物炭均可显著提高土壤有机碳(SOC)含量,且与生物炭配施量呈正比。氮肥减施20%条件下,土壤微生物生物量碳(MBC)和易氧化碳(ROC)含量均最高,分别为293.68和250.00 mg·kg^-1,土壤可溶性碳(DOC)含量最低。SOC矿化速率在培养的第3天达到最高,前期(第3~6天)迅速下降,中期(第6~18天)缓慢下降,后期(第18~30天)趋于稳定,矿化速率随时间的动态变化符合对数函数;SOC累积矿化量和累积矿化率分别为0.66～0.86 g·kg^-1和2.9%～4.0%,均以T₂处理最低。稻谷产量随氮肥减施比例的增加呈先增加后下降趋势,T₂处理最高,比CK显著增加了13.4%。本试验条件下,化学氮肥减量20%配施适量生物炭(5 t·hm^-2)可有效提高SOC、MBC、ROC含量和水稻产量,降低SOC累积矿化量和累积矿化率,增强土壤固碳能力,是贵州黄壤稻田土壤固碳培肥的较好选择。     

长期施肥下黄壤旱地玉米产量及肥料利用率的变化特征

选取贵州黄壤长期定位监测点中对照（CK, 不施肥）、单施全量有机肥（M, 30555 kg·hm^-2）、有机肥与化肥配施（NPKM,年施N 165 kg·hm^-2、P₂O₅ 82.5 kg·hm^-2、K₂O 82.5 kg·hm^-2、有机肥30555 kg·hm^-2）和氮磷钾化肥配施（NPK,年施N 165 kg·hm^-2、P₂O₅ 82.5 kg·hm^-2、K₂O 82.5 kg·hm^-2）4个处理的16年试验数据进行分析,研究了黄壤区长期不同施肥下作物产量及肥料效益的变化趋势,为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据.结果表明：长期施肥条件下玉米产量年际间变化较大,总体呈上升趋势.其中NPKM处理增产效果最好,可增产4075.71 kg·hm^-2,增产率高达139.3%.长期施肥可提高玉米肥料利用率,其中M处理对玉米氮肥和磷肥利用率的提升作用最显著,分别达35.4%和18.8%;而NPK处理在提高玉米钾肥利用率方面作用明显,提高了20%,远高于M处理的87%和NPKM处理的9.2%.可见,长期均衡施肥,尤其是有机肥与化肥配施对提高作物产量和肥料效益具有积极作用.     

施用猪粪对油麦菜产量、硝酸盐含量及土壤养分的影响

应用盆栽试验方法,研究了施用猪粪对西南地区黄壤和紫色土中油麦菜产量、硝酸盐含量及土壤养分的影响.结果表明:施用猪粪能显著提高油麦菜产量,且黄壤中油麦菜增产幅度大于紫色土;油麦菜中硝酸盐、氮磷钾含量与土壤类型及猪粪施用量密切相关,以中国农业科学院制定的蔬菜中硝酸盐污染程度评价标准为依据,在紫色土对照(CK)及1倍猪粪(相当于施纯N 200 kg·hm^-2)处理下油麦菜硝酸盐含量较低,符合一级标准(≤432 mg·kg^-1,轻度污染);其他处理多超过二级标准(≤758 mg·kg^-1,中度污染),但均未超过三级标准(≤1440 mg·kg-¹,重度污染);黄壤中除化肥和8倍猪粪(相当于施纯N 1600 kg·hm^-2)处理下油麦菜硝酸盐含量超过二级标准外,其他各处理均符合一级标准;黄壤和紫色土中表征磷素淋失风险的有效磷临界值分别为96.3和107.7 mg·kg^-1.黄壤的猪粪环境安全容量较紫色土高.施用猪粪能显著提高两种土壤的有机碳和全氮含量.     

铝胁迫下小麦根尖分生细胞中Ca2+分布变化

运用透射电镜细胞化学方法对铝胁迫下小麦根尖分生细胞中Ca^2 分布的变化进行了观察,在正常生长条件下,Ca^2 广泛分布于细胞质、细胞核、细胞间隙中,特别是液泡中有大量的Ca^2 沉淀颗粒;在AI^3＋胁迫条件下,细胞质、细胞核中Ca^2 沉淀颗粒明显减少,分布发生改变,细胞质中液泡增多,但其中Ca^2 沉淀颗粒明显减少。结果表明,AI^3 不但抑制了根尖细胞对Ca^2 的吸收,而且引起细胞中原有Ca^2 分布的变化,这很可能引起细胞功能的紊乱,进而影响极系的生长。     

赤黄壤酸化后对油松子萌发的影响

赤黄壤酸化后,化学性质和物理性质的均发生明显变化,ＰＨ值下降,并淋溶出大量对植物生长有害的Ａｌ离子。土壤团粒结构受到破坏,土壤的保水性增加,通气性变差,粘度增加,油松种子在酸化后的赤黄壤中萌发率下降,其直接原因是土Ａｌ离子大量增加,间接原因是土壤ＰＨ值下降,部分油松种子萌发后,因土壤粘度增加,针叶被粘在土内,最终导致的幼苗死亡。赤黄壤粘度增加由于土壤酸化后,粒径普遍变小,尤其是小于２５０μｍ的小团