稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环研究

本文用Ｎ￣（１５）标记水稻和绿肥研究了稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环。Ｎ￣（１５）标记稻草喂羊,羊体回收饲料稻草Ｎ３１．１６％,羊粪２８．２６％,羊尿５．７２％,总回收６５．１４％,损失３４．８６％。将羊粪尿单施,稻谷回收饲料稻草Ｎ３．１９％,水稻全株回收４．８２％,土壤残留１９．００％,损失１０．１４％。故羊体、水稻及土壤残留共回收饲料稻草Ｎ５４．９８％．将羊粪与尿素配施,则饲料稻草Ｎ的总回收率为５５．８８％。Ｎ￣（１５）标记绿肥喂猪;猪体回收饲料绿肥Ｎ２３．５１％．猪粪２３．８５％,猪尿２８．７６％,总回收率７６．１２％,损失率２３．８８％。将猪粪、尿还田,稻谷回收饲料绿肥Ｎ６．６９％,水稻全株回收１０．０５％,土壤残留１９．１７％,故猪体、水稻和土壤残留共回收饲料绿肥Ｎ５２．７３％,将猪粪与尿素配施,则饲料绿肥Ｎ的总回收率为５２．７５％。     

接种植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)对小规模饲料稻青贮品质的影响

【目的】研究接种植物乳杆菌对小规模饲料稻品质的影响。【方法】以自然发酵的样品为对照,接种不同来源植物乳酸菌发酵饲料稻,发酵30 d后对饲料稻的感官进行评价;通过选择性平板对饲料稻青贮中的不同微生物进行计数;并采用V-Score评价法对发酵品质进行评定。【结果】相对自然发酵的样品而言,接种植物乳杆菌的青贮样品感官评分等级达到优良;乳酸菌为优势菌株,引起腐败变质的好氧菌、霉菌、大肠杆菌等受到抑制;接种发酵的样品中乳酸含量明显增加,氨态氮的产生量为对照的1/2左右,V-Score评分为满分。【结论】供试的植物乳杆菌,尤其是从青饲料和青贮材料中分离的菌株能有效改善饲料稻青贮的品质,可考虑用作青贮饲料稻发酵剂。     

施硅对增温稻田CH4和N2O排放的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的显著特征。夜间增温影响水稻生产及CH4和N2O排放。硅是作物有益元素,施硅可提高产量,减少稻田CH4排放。增温或施硅单因子对稻田CH4和N2O排放影响已有报道,但二者耦合如何影响水稻生产及稻田CH4和N2O排放,尚不清楚。通过田间模拟试验,研究了夜间增温下施硅对水稻生长、产量及温室气体持续增温/冷却潜势和排放强度的影响。采用铝箔反光膜夜间(19:00-6:00)覆盖水稻冠层进行模拟夜间增温试验。增温设2水平,即常温对照(CK)和夜间增温(NW);施硅量设2水平,即Si0(不施硅)和Si1(钢渣硅肥,200 kgSiO2/ha)。结果表明,施硅可缓解夜间增温对水稻根系活力的抑制作用,降低夜间增温对水稻地上部、地下部干重和产量的抑制作用。夜间增温显著提高CH4累计排放量,而施硅显著降低CH4累计排放量。夜间增温下施硅处理稻田CH4累计排放量在分蘖期、拔节期、抽穗-扬花期和灌浆成熟期比未施硅处理分别低48.12%、49.16%、61.59%和39.13%。夜间增温或施硅均促进稻田N2O排放,夜间增温下施硅在上述生育期以及全生育期的累计排放量依次比对照高78.17%、51.45%、52.01%、26.14%和40.70%。研究认为,施硅可缓解夜间增温对稻田综合增温潜势和排放强度的促进作用。     

长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律

为揭示长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律,以设立于1981年的红壤稻田有机肥定位试验为载体,选取PM1(早稻施猪粪和紫云英)、PM2(早稻施紫云英+晚稻施猪粪)、GMS(早稻施紫云英+晚稻秸秆还田)和NPK(早稻施化肥)等处理为对象,分析了不同试验年限土壤全量和有效态Cu、Zn含量。结果表明:长期施用猪粪显著提高了土壤Cu、Zn含量;连续施用猪粪30 a后,土壤全量Cu、Zn含量分别增加了7.69—9.52 mg/kg和22.42—35.46 mg/kg;生物有效性显著增加,有效态Cu、Zn含量占全量Cu、Zn的比例分别由15%和5%增加到51%和27%。猪粪年度内的施用时间对土壤Cu的累积没有显著影响,早稻施用猪粪加剧了土壤Zn的累积。土壤铜、锌累积分为两个差异显著的阶段,1981—2002年为缓慢增长期,2002—2010年为快速增长期,这可能与2002年后施用的猪粪中Cu、Zn含量增高有关。以研究的结果推算,红壤稻田鲜猪粪施用量在9.5 t hm-2a-1以下,50 a内不会造成土壤Cu、Zn含量超标。     

亚热带几种典型稻田与旱作土壤中外源输入秸秆的分解与转化差异

选取亚热带四种典型母质(花岗岩风化物、第四纪红色粘土、板页岩风化物、近代河流沉积物)发育的稻田土壤,以毗邻的旱作土壤为对比,通过室内模拟培养试验研究45%田间持水量(WHC)条件下稻田和旱作土壤中外源输入秸秆矿化和转化的特征与差异。结果表明:在180 d的培养期内,所选4种稻田土壤中外源输入秸秆的累积矿化率(18%—21%)均显著低于对应的旱作土壤(21%—28%),外源秸秆的输入对土壤原有有机碳矿化的激发效应也是以稻田土壤(5%—30%)明显低于对应的旱作土壤(17%—65%)。外源秸秆在土壤中的分解产物主要向颗粒有机碳(POC)和铁铝结合态有机碳(Fe/Al-OC)分配,分配比例分别为9%—21%和12%—24%,其次为腐殖质碳(HMC)(11%—15%),而向微生物生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)分配的比例极小,分别仅为2%—7%和0.1%-0.7%。与旱作土壤相比,稻田土壤中外源秸秆的分解产物向POC、Fe/Al-OC和MBC分配的比例较高,分别为15%—21%、17%—24%和6%—7%,而旱作土壤为9%—17%、13%—18%和2%—4%。此外,外源秸秆分解产物向2000—250μm水稳性粗团聚体分配的比例也以稻田土壤(10%—13%)高于旱作土壤(6%—7%),其它粒径中稻田与对应的旱作土壤之间并无显著差异。本研究结果说明,稻田土壤中外源输入秸秆的矿化率低于旱作土壤的现象在不同母质类型的土壤中可能普遍存在,这可能与稻田土壤中外源秸秆分解产物受水稳性团聚体的物理保护、与氧化铁铝的化学键合以及向有机碳稳定组分的分配作用较强有关,从而贡献于稻田土壤较高的有机碳积累。     

拟水狼蛛的生物学生态学特性

运用田间观察与室内外饲养相结合的方法,对稻田蛛蛛优势种拟水狼蛛Pirata subpiraticus的生物学生态学特性进行了研究。拟水狼蛛在重庆地区1a发生3－4代,第4代不完整,以第2代历期最短,第3代（越冬代）历期最长;以成蛛或幼蛛越冬;5月初即由田埂向稻田内迁移,在水稻生育期间出现3次卵高峰、2次种群密度高峰;在田间具掘土作穴习性,室内发现4龄后的幼蛛在袋状网内蜕皮、交配期和携卵期有结袋状网或幕状网的习性;属游猎型蜘蛛,可步行、跳跃在植株、水面、陆地等处捕食飞虱、叶蝉、粘虫、螟虫等多种稻虫,捕食量与龄期、蜕皮和性别有关;受惊时,能入水中潜行和潜伏。雌雄蛛均可多次交配,雌蛛一生可产卵3－6次,卵囊含卵量25－130粒,平均75粒。平均孵化率90．5％。孵化的幼蛛,先群集在雌蛛的背部,3－5d后离开雌蛛分散捕食。幼蛛一般蜕皮7－8次,出卵囊前已蜕皮至少1次。拟水狼蛛的产卵前期2－6d,平均3d;卵期9－15d,平均11.4d;幼蛛期57－133d,平均81.6d;成蛛期128－186d,平均140d左右,雌蛛较雄蛛长24－51d,平均39.6d。性比除第1代外的各代均为雌多于雄蛛。论文详细记载了拟水狼蛛求偶与交配行为过程、产卵与护卵习性、孵化及携幼行为、幼蛛生长、蜕皮、各龄期形态特征、亚成蛛及性成熟。幼蛛出卵囊后至性成熟的成活率为21．4％－56．3％,平均达35．0％。室内饲养发现在一定湿度条件下,不提供食物成蛛可存活28－57d,平均42．7d。     

酸性矿山废水污染的水稻田土壤中重金属的微生物学效应

采样调查了广东大宝山地区受酸性采矿废水长期污染的亚热带水稻田的土壤理化性质 ,重金属 Cu、Pb、Zn、Cd的全量及其 DTPA浸提量 ,以及微生物生物量及其呼吸活性等指标。利用主成分和逐步回归分析了影响土壤重金属的有效性及其微生物学效应的因素。结果表明 :土壤高含硫 ,强酸性 ,有机碳、全氮较低 ,4种金属的全量普遍超标。DTPA可提取态金属含量较高 ,不仅与其全量呈显著正相关 ,而且与土壤酸度和粘粒含量正相关 ,和 Mn含量负相关。过量的金属显著降低了土壤微生物生物量 C、N、微生物商、生物量 N/全 N比 ,并抑制了微生物呼吸强度和对有机碳的矿化率 ,导致了土壤 C/N比的升高。同时 ,金属对微生物群落及生理代谢指标 ,如微生物生物量 C/N比和代谢商的影响不显著。 DTPA可提取态金属 ,特别是 DTPA- Cu是导致微生物生物量和活性指标变化的主要因素。以有机碳 (或全氮 )为基数的复合微生物指标降低了土壤性质差异造成的干扰 ,较单一指标更能准确指示微生物对金属胁迫的反应。土壤硫没有对金属有效性和微生物指标产生明显影响 ,但其氧化过程可能引起酸化和金属离子的释放     

化学药剂对水稻种子萌发和幼苗生长的影响

以早丰 11号水稻种子为材料 ,用KNO3、KH2 PO4 、Na2 HPO4 等不同药液浸种 .结果显示 ,早丰 11号种子在适当浓度的KNO3、KH2 PO4 、Na2 HPO4 浸种后 ,发芽势、发芽率比对照有所提高 ,幼苗生长加快 ,表现在根长、发根数、苗高、鲜重比对照生长好 ,并且对水稻秧苗表现有抵抗低温的作用 .     

水稻土模拟土柱中肥料氮素的迁移转化特征

为了明确肥料氮素在模拟土柱中的迁移转化特征,通过布置室内模拟土柱试验,研究了3倍常规施肥水平下（360 mg·kg^-1）水稻土中矿质氮的变化.结果表明： 不同处理、不同土层间NH₄⁺-N和NO₃^--N含量差异显著.不施肥对照在整个培养期间养分含量变化不大,不同土层间亦没有显著性差异.施用尿素和硫铵后,土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量显著提高,尤其是0～50 mm土层内,分别达到186.0～2882.1 mg·kg^-1和268.7～351.5 mg·kg^-1,分别相当于对照的4.8～242倍和5.7～316倍,50 mm以下各土层与对照处理相似,表明肥料氮素的迁移转化主要发生在0～50 mm土层内,并且在培养的前14 d变化最大.整个培养期间不同土层内,硫铵处理不同矿质态氮含量是尿素处理的0.7～2.0倍,硝化率是尿素处理的0.9～1.4倍,表明硫铵在水稻土中的转化效率略高于尿素.     

贵州红壤水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶微生物的多样性

【目的】研究水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶微生物的多样性,对于揭示Fe-氢酶微生物的群落演替规律和产氢微生物的生化代谢机理具有重要的意义。【方法】采用PCR-变性梯度凝胶电泳和实时定量PCR技术进行基于梭菌属Fe-氢酶基因的多样性和丰度的分析。【结果】水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶基因的变性梯度凝胶电泳图谱显示,培养1-5 d时Fe-氢酶基因条带数增加,10 d时Fe-氢酶基因条带数减少,20-40 d时Fe-氢酶基因条带数再次增加并保持稳定,对应的含Fe-氢酶微生物的群落结构随着培养过程的进行发生了显著变化。主成分分析表明,1 d与20 d、5 d与10 d、30 d与40 d的含Fe-氢酶微生物群落结构相似性较高,随着培养时间的增长含Fe-氢酶微生物群落结构趋于稳定。α多样性指数分析显示,1 d和10 d的丰富度指数(R)、Shannon-Weaver指数(H’)、Simpson指数(DS)与其他时间点相比较小,说明这2个时间点的Fe-氢酶多样性低,对应的含Fe-氢酶微生物群落结构较为简单,表明淹水培养过程中微生物的群落结构发生了演替变化。变性梯度凝胶电泳指纹图谱15个Fe-氢酶的优势条带测序后构建的系统发育树表明,培养前期的优势条带与梭菌属的Fe-氢酶关系较近,培养后期出现了非梭菌属的Fe-氢酶。淹水培养过程中Fe-氢酶基因的拷贝数在106/g干土的水平,占细菌的相对比例为1‰–2‰。【结论】水稻土淹水培养过程中发现了4种梭菌属Fe-氢酶和3种非梭菌属Fe-氢酶基因,对应的含Fe-氢酶微生物在培养前期群落结构发生显著演替变化,培养后期趋于稳定。