生物质炭化还田对稻田温室气体排放及土壤理化性质的影响

通过水稻种植田间试验,研究了水稻秸秆直接还田、水稻秸秆与生活垃圾炭化后还田对稻田温室气体CH4、CO2和N2O排放及土壤理化性质和水稻产量的影响.结果表明:与直接还田相比,秸秆炭化后还田可显著降低稻田CH4和N2O的累积排放量,降幅分别为64.2%～78.5%和16.3%～18.4%.与不添加生物炭相比,无论种植水稻与否,添加秸秆炭和垃圾炭均显著降低了稻田N2O的累积排放量;不种植水稻情况下,添加垃圾炭显著降低了稻田CO2的累积排放量,降幅为25.3%.秸秆炭对提高稻田土壤pH和速效钾含量的作用优于垃圾炭.两种生物炭均能显著提高稻田土壤有机碳含量,但对土壤容重、全氮、有效磷、阳离子交换量及水稻籽粒产量均未产生显著影响.与秸秆直接还田相比,秸秆炭化后还田对水稻增产的效果更佳.     

沼肥对土壤理化性质的影响

目的:研究沼肥对土壤理化性质影响,为沼气的综合利用提供理论依据和技术支持.方法:通过对比栽培试验方法,研究了施用沼肥对菜园土壤密度、pH值及养分含量的影响.结果:施用沼肥使土壤密度下降9.7%、铵态氮增加60.5%、速效磷增加85%、速效钾增加225%、有机质增加30%.田间试验结果,施用沼肥组作物增产15.6%,并且产品品质也有提高,VC含量提高18.6%、硝酸盐含量降低30.3%.结论:沼肥能够有效改善土壤的营养结构,明显提高土壤的有机质含量.     

UV-B对设施桃叶片光合功能及叶绿体超微结构的影响

对温室栽培的油桃中油5号(Prunus persica var. nectarina cv.‘Zhongyou5’)适量补充UV-B,分析其对桃叶片光合功能及叶绿体超微结构的影响。结果表明,UV-B处理下各色素含量均有不同程度的增加,其中叶绿素b的含量和净光合速率(P_n)提升幅度较大。相较于未补充UV-B的桃树(对照), UV-B处理的F_v/F_m无显著变化, F_v’/F_m’比值、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)以及PSII实际光化学量子效率(Φ_PSII)均有显著或极显著升高。透射电镜结果显示,UV-B处理下叶绿体基质片层空隙小,堆叠紧密,叶绿体外膜边缘清晰。可见,温室内适量补充UV-B可快速改善叶片叶绿体的超微结构,提升叶绿素分子捕获光能及向PSII传递的能力,增大PSII反应中心的开放程度,提高实际光能转化效率和PSII电子传递量子效率,提高叶片的光合功能。该研究为设施果树光合性能改善和UV-B合理利用提供了理论依据。     

紫云英还田对黄泥田土壤理化和微生物特性及水稻产量的影响

为探明紫云英连年还田化肥减施单季稻田土壤性质及水稻产量的变化规律,依托位于福建省东部12年黄泥田紫云英-单季稻轮作定位试验,研究了不施肥（C₀）、单施化肥（C₁₀₀）、紫云英还田（M）、紫云英还田+全量化肥（MC₁₀₀）及紫云英还田+减量20%化肥（MC₈₀）处理的土壤理化性状、微生物群落结构和功能及稻谷产量的变化。结果表明：C₁₀₀、M、MC₁₀₀、MC₈₀处理土壤有机碳含量比C₀分别提高6.97%、15.05%、10.38%、11.15%,全氮分别提高9.52%、18.25%、15.87%、15.87%,硝态氮分别提高6.51%、69.52%、66.87%、78.19%（P < 0.05）。冗余分析表明,土壤有机碳、全氮、硝态氮含量对细菌和古菌群落结构和功能有显著的影响。与C₀相比,C₁₀₀、M、MC₁₀₀和MC₈₀处理土壤慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）丰度分别增加0.52%、24.30%、7.59%、11.93%,其中M处理增加达显著水平（P<0.05）;分枝杆菌属（Mycobacterium）分别增加5.51%、21.58%、10.00%、14.74%,其中M处理增加显著（P<0.05）;亚硝化杆菌属（Candidatus_Nitrosotalea）分别增加22.93%、17.21%、65.39%、89.89%,其中MC₁₀₀和MC₈₀处理增加均达显著水平（P<0.05）。相比C₀,M、MC₁₀₀和MC₈₀处理土壤链霉菌属（Streptomyces）分别增加6.76%、16.89%、12.16%,其中MC₁₀₀处理增加显著（P < 0.05）,而C₁₀₀却减少2.50%。物种贡献度分析发现,土壤碳代谢和氨基酸合成的主要功能微生物为细菌慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、链霉菌属（Streptomyces）和古菌亚硝化杆菌属（Candidatus_Nitrosotalea）。M、MC₁₀₀、MC₈₀处理稻谷产量比C₀分别增加9.68%、19.16%、18.72%。阐明紫云英培肥处理能提升单季稻黄泥田土壤肥力水平,调节土壤微生物群落结构,促进土壤碳水化合物和氨基酸代谢。     

不同还田方式对砂质潮土理化性质及微生物的影响

为探索不同物料还田方式对中低产田砂质潮土的改良效果,在黄淮海平原麦玉轮作区典型砂质潮土上进行了连续6季的田间小区试验,设置全量秸秆翻耕还田(TS),秸秆等碳量的生物炭(TB)及半量秸秆半量生物炭配合翻耕还田(TSB),全量秸秆免耕覆盖还田(NTS)和半量秸秆半量生物炭配合免耕覆盖还田(NTSB),共5种还田方式。结果表明,与常规秸秆翻耕还田(TS)相比,生物炭翻耕还田(TB)显著降低土壤容重,增加玉米各个生育期土壤水分和p H值,有机质含量提升了16.4%,但TB处理的土壤大团聚体降低了21.2%和微生物数量降低了16.1%;翻耕秸秆配合生物炭还田(TSB)除了显著降低了大团聚体数量,对其余理化及微生物指标的影响均不显著;免耕模式下的秸秆还田(NTS)和秸秆生物炭配施(NTSB)分别在玉米生长的喇叭口期和收获期显著增加了土壤水分含量、耕层土壤的微生物数量和有效降低砂质潮土分形维数,对容重和有机质含量有一定的改善,其中NTSB有机质含量提升了14.9%和微生物数量增加了53.7%,对砂质潮土改良效果更好。总体来说,短期内用等碳量的生物炭替代秸秆翻耕还田更多的表现为物理的掺混效应,虽能有效提升土壤有机质含量,但不能有效改善砂质潮土的物理结构及生物性质,一半秸秆用生物炭替代还田对该类土壤的理化及微生物指标的改良效果也不显著,而免耕条件下秸秆配合生物碳还田效果最佳,可为砂质潮土的改良提供新的途径和理论依据。     

长期施肥对农牧交错带栗钙土土壤理化性质及生物学特性的影响

探究干旱栗钙土土壤长期施肥的施肥效应,揭示不同施肥模式下土壤理化性质及微生物特性的演变特征,为内蒙古农牧交错地区农田合理培肥和科学评估施肥效果提供依据。依托内蒙古武川旱作试验站的长期轮作定位施肥试验(2004—2019年),分析了不同施肥处理对农牧交错带栗钙土耕层土壤理化性质和生物学特性的影响。结果表明：长期有机肥配施化肥和单施有机肥可显著降低土壤容重,增大土壤孔隙度,而不平衡施肥(如NP、NK、PK、N处理)和不施肥处理土壤容重有增加趋势;与不施肥处理相比,不同施肥方式土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有所提高,土壤养分均表现为有机肥配施化肥>有机肥施用>化肥平衡施用>化肥不平衡施用>不施肥;在土壤微生物方面,有机肥配施化肥土壤细菌数量显著提高108.36%～118.92%,真菌数量提高27.68%～50.46%,放线菌数量提高35.43%～40.25%;长期施用有机肥和平衡施用化肥能改善土壤结构,提高土壤养分和微生物数量,尤以有机肥与化肥两者配施联用效果最好。以合理氮、磷、钾多元素配比施用对农牧交错带干旱栗钙土土壤质量有明显改善,不平衡施肥土壤性...     

BTH和SA处理及白粉菌接种对甜瓜叶片光合特性的影响

以抗病品种Tam Dew和感病品种卡拉克赛为材料,研究了BTH和SA处理及白粉菌接种对甜瓜叶片叶面积、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度的影响.结果表明,BTH和SA处理及白粉菌接种对甜瓜苗期叶面积扩展无显著影响;BTH和SA处理植株的叶片(第3叶)和新生叶片(第5叶)的净光合速率、叶绿素含量和气孔导度显著高于对照;白粉菌接种后,2个甜瓜叶片的叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著降低,而BTH和SA处理能缓解由白粉菌接种带来的叶绿素含量、净光合速率和气孔导度的下降趋势.说明BTH和SA处理能延长甜瓜叶片的光合寿命,延缓甜瓜叶片的叶绿素含量、净光合速率和气孔导度的下降趋势.     

遮荫对甜瓜叶片光合特性的影响

以适宜不同栽培条件的3个甜瓜品种为材料,研究了遮荫对其光合色素含量、净光合速率及比叶重等叶片特性的影响。结果表明:与正常光照相比,遮光处理能诱使甜瓜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高,叶绿素a/b显著降低。全光照条件下,3个甜瓜品种的净光合速率日变化曲线均呈双峰型,有明显的"光合午休"现象,而在遮荫条件下则呈单峰曲线变化,且光合峰值出现的时间比全光照下推迟;遮光条件下甜瓜叶片气孔导度日变化曲线与其净光合速率日变化类似。3个品种间比叶重在全光照条件下差异不显著,但遮荫显著降低了壮龄叶片的比叶重,且遮荫强度越重,比叶重越小;品种‘黄河蜜3号’壮龄叶的比叶重降幅(31.83%)显著大于‘银帝’(27.22%)和‘玉金香’(26.01%)。可见,遮荫降低了甜瓜叶片的净光合速率和功能叶片的比叶重,植株通过增加自身叶片光合色素含量以增强对环境的适应性,缓解遮荫对其的影响,品种‘银帝’表现出较强的耐弱光性。     

水分对苜蓿叶片光合特性的影响

采用田间试验, 对每茬灌水3次(W₃)、2次(W₂)、1次(W₁)和不灌水(W₀)四种条件下的土壤水分, 苜蓿(Medicago sativa)叶片的叶绿素荧光参数、气孔导度(G_s)、净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)进行测定。结果表明, 灌水提高了苜蓿叶片的原初光能转换效率(F_v/F_m)、P_n和T_r, 并随着灌水量的增加而增加。苜蓿叶片的F_v/F_m、P_n和T_r的日均值与土壤含水量均呈极显著正相关关系。苜蓿叶片的P_n与F_v/F_m和光合有效辐射(PAR)的乘积呈正相关关系。灌水还改变了苜蓿叶片P_n的日变化格局。灌水较多的处理(W₃和W₂), 苜蓿叶片没有出现光合“午休”现象,P_n的日变化趋势呈现“单峰”型。而灌水较少和不灌水的处理(W₁和W₀), 苜蓿叶片出现了明显的光合“午休”现象, 其P_n的日变化进程呈现“双峰”型。在相同的水分条件下, 初花期苜蓿叶片的P_n高于再生期的, T_r则相反。     

梨树弃枝粉碎还田对梨园土壤理化性质和梨生长的影响

以梨树品种'金蜜梨'为对象,于2017-2018年进行梨树枝条粉碎覆盖还田试验,设置不还田(0 kg·plant-1,对照)、低量还田(4 kg· plant-1)、常规量还田(8 kg·plant-1)和高量还田(12 kg· plant-1)4个施用量处理,考察不同施用量处理对梨园土壤矿质元素含量、土壤微生物数量、...     

有机物料种类及腐熟水平对土壤微生物群落的影响

应用Biolog方法研究了温室盆栽番茄条件下,施用不同种类及不同腐熟水平的有机物料对土壤微生物群落的影响,施用有机物料60d后取土分析土壤微生物群落多样性及土壤微生物对Biolog微平板中胺、氨基酸、糖、羧酸、聚合物和其它类碳源的利用情况,结果表明,施用有机物料可提高土壤微生物群落多样性,施用新鲜酒糟的多样性指数略高于施用腐熟10d酒糟,牛粪不同腐熟水平对多样性影响显著,且对多样性具有正向或负向的影响;对照和施用酒糟的土壤微生物对聚合物的利用率高于施用牛粪处理,施用新鲜物料处理的土壤微生物对聚合物的利用率高于施用腐熟物料处理。     

秸秆不同还田方式对棕壤N_2O排放和土壤理化性质的影响

通过田间试验,采用静态箱-气相色谱法研究秸秆炭化还田和直接还田对棕壤旱田氧化亚氮(N2O)排放和相关土壤理化性质的影响。试验设单施化肥(对照CK)、化肥+玉米秸秆直接还田(CS)、化肥+玉米秸秆炭化还田(BC)3个处理,各处理均施用等量化肥。结果表明:(1)各处理土壤N2O排放量差异显著,表现为CKCSBC,BC和CS处理分别比CK降低38.9%和24.0%;(2)BC处理N2O排放强度显著降低,分别比CS和CK处理降低35.0%和39.2%,而CS与CK处理N2O排放强度差异不显著;(3)CS和BC处理均可显著降低土壤容重和氨氧化潜势,增加土壤p H、速效钾和有机碳含量;(4)相关分析结果表明,N2O排放量与土壤温度、土壤容重和氨氧化潜势均呈显著正相关,与土壤p H、硝态氮含量和土壤有机碳含量呈负相关。     

遮阴对猫爪草光合特性及叶片解剖结构的影响

【目的】探究不同遮阴度对野生植物猫爪草（Ranunculus ternatus Thunb）光合特性和叶片解剖结构的影响,为深入了解其耐阴性以及开展规模化栽植提供理论基础。【方法】采用控制变量法,以盆栽猫爪草为试验材料,设置全光照（CK）、30%遮阴（T1）、50%遮阴（T2）、70%遮阴（T3）和90%遮阴（T4）5个处理,对不同遮阴处理下的光合特性及叶片解剖结构进行分析。【结果】（1）随着遮阴程度增加,叶面积在T3环境下达到最大值,株高和茎粗逐渐降低。（2）随遮阴程度的增加,叶片表观量子效率（AQE）先升后降,在T4处理下显著低于其他处理,而光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）和最大净光合速率（Pnmax）逐渐降低;最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）、最大化学效率（Fv/Fm）和PSⅡ潜在活性（Fv/F0）先升后降,初始荧光（F0）热耗散的电子比率（φDo）则先降后升。（3）随着遮阴程度的增加,叶片气孔密度先减后增,并在T3处理达到最小值,上下表皮厚度和海绵组织厚度逐渐降低,组织结构紧密度（CTR）先降后升,组织结构疏松度（SR）先升后降。（4）叶片栅栏组织、海绵组织、叶片厚度及上、下表皮厚度与Rd呈极显著或显著正相关关系;海绵组织厚度、CTR和SR与Pnmax ,以及栅海比（P/S）、SR与AQE均呈显著正相关关系;海绵组织厚度和SR与F0呈显著负相关关系。【结论】猫爪草可以通过降低光合速率和改变叶片结构来提高耐阴性,在全光照下生长良好,也能较好地适应30%-70%遮阴环境。     

小麦拔节期淹水对叶片光合特性的影响

为研究拔节期涝害对小麦叶片光合特性的影响, 以小麦品种烟农19 为试验材料, 采用盆栽试验, 于小麦拔节 期进行淹水(涝害)处理, 分析小麦叶片光合气体交换参数的变化。结果表明, 拔节期淹水6 d 后小麦叶片SPAD 值较对照显著下降。在淹水3–9 d 内, 随着小麦叶片净光合速率逐渐下降, 叶片气孔导度和胞间CO2 浓度亦显著下降, 说明烟农19 光合速率下降主要是叶片气孔限制引起的。而在淹水后期(9 d 之后), 净光合速率持续下降, 而叶片胞间CO2浓度却升高, 说明在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。在小麦拔节期涝害前期叶片光合速率下降主要是由叶片气孔限制引起的, 而在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。     

铝胁迫对大豆叶片光合特性的影响

以大豆浙春2号、浙春3号和9703等3个品种(系)为材料,设置不同铝处理浓度,研究了铝对大豆叶片光合作用特性的影响.结果表明,铝处理抑制了大豆叶片叶绿素的合成,降低了大豆叶片叶绿素含量(5%～35%),使a/b值下降,气孔阻力增加10%～35%,气孔导度降低10%～40%,光合速率和蒸腾速率分别下降了5%～40%和20%～50%,水分利用率下降15%～50%.可见,铝胁迫对大豆叶片的光合作用产生了一定的抑制,且这种抑制在大豆5叶期表现较初荚期明显.此外,3个大豆品种对铝毒的反应存在一定的基因型差异.     

珙桐苗木叶片光合特性对土壤干旱胁迫的响应

通过控制土壤含水量,研究了土壤干旱胁迫对2年生珙桐(Davidia involucrata Baill.)幼苗叶面积、叶绿素含量、光合作用及叶绿素荧光参数的影响,以探讨珙桐光合作用对土壤干旱胁迫的响应机理.结果表明,干旱胁迫后,珙桐叶片失水脱落,各干旱胁迫处理叶面积比对照显著降低23%～98%,但单位面积的叶绿素含量却无显著变化;干旱处理的珙桐幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)显著低于对照(P<0.05);干旱胁迫对珙桐幼苗叶片的初始荧光产量(F0)及最大荧光产量(Fm)没有产生显著影响,却显著降低了PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(Yield)、电子传递速率(ETR)及光化学淬灭系数(qP),使非光化学淬灭系数(qN)显著升高(P<0.05).研究发现,土壤水分亏缺对珙桐叶片的光合系统造成了不可逆的伤害,严重抑制了其正常的光合作用和生长发育;珙桐幼苗对土壤干旱胁迫极为敏感.     

榛属群丛对土壤理化性质影响的研究

通过对相同林型下榛属丛和非榛属灌木丛下根区土壤的对比研究,发现榛属群丛下根区土壤较非榛属灌木下土壤ｐＨ值增高,有机质含量显著增加,全Ｎ和碱解氮,全磷量显著提高,有效磷降低土壤团粒结构增加,水稳性提高,表明榛属灌丛有明显地改良土壤理化性质的作用。     

棉花长期连作结合秸秆还田对土壤颗粒有机碳及红外光谱特征的影响

以新疆玛纳斯河流域长期连作棉田为研究对象,采用傅里叶红外光谱技术(FTIR)分析不同连作年限[0(对照)、5、10、15和20年]棉田土壤红外光谱特征,分析连作结合秸秆还田对土壤有机碳结构和稳定性的影响.结果表明: 随连作年限增加,土壤有机质中多糖和芳香族基团相对峰强度下降,脂肪族和醇酚相对峰强度上升,脂肪族-CH/芳香族C=C逐年升高.连作5年土壤颗粒有机碳含量最高,比对照土壤高5.11倍,之后随连作年限增加颗粒有机碳含量逐渐降低;连作10年土壤矿物结合态有机碳含量最高,比对照高1.84倍,连作5年土壤颗粒有机碳与矿物结合态有机碳含量之比(ω(POC)/ω(MOC))最高,之后随连作年限增加开始下降.综上,棉田长期连作结合秸秆还田后土壤有机质结构趋于脂肪化,土壤矿物结合对有机质保护性升高,有机质稳定性升高.     

树种差异对哈尔滨市土壤理化性质影响及造林启示

东北地区的城市造林树种很多,树种差异对土壤理化性质的影响及其在不同土层深度差异对于适宜树种选择意义重大,但是基于野外长期定位研究结果匮乏。本文选择东北林业大学实验林场和哈尔滨市植物园的8个树种(水曲柳、胡桃楸、云杉、松树、杨树、榆树、黄檗、落叶松)进行0~20、20~40和40~60 cm分层土壤采样,对土壤p H、土壤电导率、有机碳、碱解氮、全N、速效磷、全P、速效钾、全K等9个指标进行研究。多因素方差分析显示,长期定植于类似土壤条件下,树木能够显著影响土壤各理化指标,但不同土壤层间存在明显差异。基于多重比较结果对各指标进行标准化处理、获得综合得分排名发现,榆树具有较好的土壤肥力维持能力(有机碳、碱解氮、全N、全P、速效磷、速效钾、全K),综合得分38,而杨树表现最差;降低土壤盐碱能力(p H和电导率)来看,黄檗、落叶松得分比较高(15),胡桃楸表现最差(7.5)。城市立地是典型困难立地,我们研究结果说明绿化树种选择对于改良城市土壤的重要性:对于贫瘠盐碱的核心区域,造林树种可以选择养分消耗少和降盐碱能力强的树种,对于土壤水肥条件优越的地区(如河道、湿地周边)可以考虑一些养分消耗快、生产力高的树种。     

不同作物秸秆还田对设施黄瓜生长及光合特性的影响

以黄瓜品种‘津优4号’和经过1年腐熟的花生秸秆、玉米秸秆和稻壳为试验材料,研究不同作物秸秆还田对黄瓜生长、营养吸收及光合特性的影响。结果显示:（1）与对照相比,不同作物秸秆还田不仅显著增加了黄瓜植株的根系活力和叶片硝酸还原酶活性,而且提高了黄瓜叶片的叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效率（F^v/F^m）和实际光化学效率（Ф^PSⅡ）及光合速率,使得黄瓜叶片对光能的利用效率增加,净光合速率显著增强。（2）不同秸秆还田还促进了黄瓜的株高、茎粗、地上部和根系的干鲜重增加,显著提高了黄瓜产量。（3）玉米秸秆还田效果最好,其黄瓜产量（5 765.74 g·m^-2）较对照显著提高了43.8%,其次为花生秸秆还田,稻壳还田效果稍差。研究表明,秸秆还田促进了黄瓜植株根系吸收能力,显著增强了叶片的氮代谢、光能利用效率、净光合速率,从而促进了黄瓜植株的生长发育,提高了产量,并以玉米秸秆还田效果最佳。