秸秆还田对半干旱区玉米农田土壤细菌群落结构的影响

为探明吉林省西部半干旱区不同秸秆还田方式对玉米农田土壤细菌多样性及群落结构的影响,采用Illumina Mesiq高通量测序方法,分析比较了传统耕作(CK-NT)与免耕+秸秆覆盖(CS)、旋耕+秸秆还田(RS)以及覆盖-旋耕轮耕(CRS)模式下,农田土壤中微生物群落多样性及群落分布规律,并研究了其与土壤化学性质以及酶活等关键环境因子间的相关性.结果表明:免耕+秸秆覆盖、旋耕+秸秆还田两种耕作模式可提高土壤中氮、磷、钾以及有机质含量并降低了土壤pH,有效地提高Rhodanobacteraceae,Saccharimonadales,Solibacteraceae,Blastocatellaceae的种群丰度;pH,速钾、全氮、有机质含量以及土壤脲酶是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P<0.01).     

不同种植时间脐橙园土壤理化特性研究

【目的】通过研究不同种植年限脐橙园土壤理化特性,为脐橙园施肥管理提供理论依据。【方法】以未种植地(对照)、2年生、4年生、9年生、15年生、23年生6个脐橙园为研究对象,采集样点0～20 cm,≥20～40 cm,≥40～60 cm土层土壤,分别测定土样的物理性黏粒含量、容重、20 cm蓄水量、有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷含量和pH等土壤理化性质。【结果】脐橙种植年限对土壤容重和蓄水量影响不显著。土层对土壤容重、蓄水量在土层之间存在极显著的影响(P<0.001),随着土层加深,土壤容重和蓄水量逐渐升高。脐橙种植年限、土层及其交互作用对土壤物理性黏粒均存在极显著影响(P<0.001),2年生及4年生果园上层土壤物理性黏粒显著低于未种植对照地(P<0.05),而23年生林地则显著高于未种植对照地(P<0.05),下层土壤物理性黏粒变化无显著规律。脐橙种植年限、土层深度及其交互作用对各土壤化学性质的影响均达到极显著水平(P<0.001),脐橙园中层土壤的pH均显著低于未种植对照地,下层土壤的pH则是随着种植年限的增加而逐渐降低。15年生脐橙园土壤各土层的有机质、速效磷、全氮、全磷含量均显著高于其他年限(P<0.05),上层土壤的速效氮含量在23年生果园达到最高值。土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷与土壤物理性黏粒呈正相关关系,而与pH、土壤容重、蓄水量呈负相关关系。【结论】脐橙种植年限对土壤理化特性存在显著影响,随着脐橙种植年限延长,土壤逐渐酸化,表层土壤物理性黏粒含量呈先降低后升高的趋势; 15年生果园土壤总体肥力显著高于其他种植年限。     

黏粒含量对砂土强度和压缩特性的影响

利用四联直剪仪和高压固结仪,研究膨润土和高岭土含量对漓江砂土的强度和压缩特性的影响。试验结果表明:膨润土和高岭土对砂土的强度存在不同的影响,不同的黏粒含量对砂土强度影响略有不同。黏聚力随着黏粒含量的增加而增加,摩擦角与黏粒含量并非呈单调关系,而呈抛物线型;存在一个黏粒的含量使得砂土的摩擦角最小,并且这个值为10%~15%。固结试验中,黏粒含量对砂土压缩性的影响很大,相同初始孔隙比下加载导致的最小孔隙比并不一致,随黏粒含量增加最小孔隙比先增大先减小;同时,黏粒成分不同,最小孔隙比也不同。高岭土黏粒对砂土的回弹指数基本上没有什么影响,而膨润土在黏粒含量小于5%时也没影响,但黏粒含量超过5%时回弹曲线非线性。     

颗粒组构对黄土压缩特性及其粒间状态的影响

为研究不同颗粒组构黄土的压缩特性,取五个不同地区的黄土过0. 075 mm筛以制作固结试样,通过压缩固结试验,揭示颗粒组构对黄土的压缩指数、压缩模量的影响规律,以及时间-变形和应力-应变的发展规律。再结合骨架孔隙比的概念,从微观结构的角度解释颗粒组构对黄土压缩特性的影响。试验结果表明:黄土颗粒组构中的黏粒含量对其压缩性有显著影响,随着黏粒含量的增加,黄土的压缩系数增大,压缩指数也增大,压缩模量随黏粒含量的增加而减小,且在黏粒含量20%左右急剧变化;随着黏粒含量增加,黄土试样的变形量相对增大,变形达到稳定的时间也相对较长;黏粒含量对低应力水平下的应力-应变关系影响较大,黏粒含量越高,应变随应力的增加而增长越快。用粉粒间孔隙比es表示骨架孔隙比,黏粒含量越高,黏粒在粉粒间赋存位置更复杂,对骨架孔隙比的影响越大。     

玉米秸秆还田与氮肥运筹对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响

为研究不同氮肥基追比例运筹下玉米秸秆直接还田对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响，为确定当地适宜耕作和秸秆还田模式提供理论依据，采用两因素裂区试验，因素一为玉米秸秆(S)直接还田(5000 kg/hm²)和玉米秸秆不还田；因素二为氮肥基肥-分蘖肥-穗肥施用比例。设3种基肥：分蘖肥：穗肥比例(70-30-0、60-30-10和50-30-20),共6个处理，分别为N_70-30-0、N_70-30-0 +S、N_60-30-10、N_60-30-10 +S、N_50-30-20和N_50-30-20 +S。小麦收获后采集0～20 cm代表性土壤样品分析理化性状，包括含水率、pH、有机质、氮磷钾养分含量，测定小麦株高、穗长、穗粒数、千粒重、籽粒产量。结果显示，与不还田相比，3种氮肥运筹下玉米秸秆还田后土壤pH降低，土壤含水率、有机质、有效磷、速效钾含量明显提高；各处理小麦籽粒产量各不相同，N_50-30-20 +S处理小麦籽粒产量最...     

玉米秸秆直接还田配施促腐剂效应研究Ⅲ.对土壤有机质、养分和生物活性的影响

通过2年田间定位试验，研究了冀东地区不同促腐条件下玉米秸秆连续直接还田对土壤有机质、养分和生物活性的影响。结果表明，玉米秸秆直接还田可明显增加土壤有机质及有效性氮、磷、钾养分含量，提高土壤酶活性。在调节秸秆C／N15：1～35：1范围内，秸秆不同C／N对土壤上述性质的影响无明显差异；在调节秸秆C／N的前提下配施促腐剂，土壤有效性氮、磷含量和酶活性较未配施促腐剂处理呈现良好的增加趋势，秸秆直接还田配施促腐剂有利于土壤生物活性的提高和土壤养分的活化。     

保护性耕作对冀东地区玉米产量和土壤特性的影响

为探索保护性耕作对玉米田土壤特性以及玉米产量及其构成因素的影响,以免耕秸秆不还田为对照(CK),研究了翻耕秸秆还田(PTS)、旋耕秸秆还田(RTS)、免耕秸秆还田(NTS)、旋耕秸秆不还田(RTNS)和翻耕桔秆不还田(PTNS)等5种保护性耕作措施对冀东地区玉米产量和土壤特性的影响。结果表明:与CK相比,PTS,RTS,NTS,RTNS,PTNS等5种保护性耕作措施均能不同程度的增加玉米的产量,而以PTS处理效果最好;0~30 cm土层中速效氮、速效钾和有机质的质量分数也以PTS处理效果最好;PTS处理的土壤孔隙度最大,而土壤容重最小。     

低分子有机酸对东北黑土酶活性与养分关系的影响

【目的】为深入分析应用土壤酶活性评价黑土肥力的可行性,建立土壤质量酶活性科学评价体系,研究土壤酶活性与养分的关系。【方法】以典型黑土区耕地土壤为研究对象,通过外源添加柠檬酸、酒石酸、草酸和乙酸4种常见的低分子有机酸,结合室内恒温处理的方法,研究了不同种类、浓度的有机酸体系及不同处理时间对黑土酶活性、养分含量及两者关系的影响。【结果】柠檬酸质量分数为1%时,可促进黑土脲酶活性,而草酸、乙酸对脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶等土壤酶活性产生抑制作用,且以乙酸抑制作用最强。酒石酸只显著抑制磷酸酶活性,对脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶无影响。土壤添加柠檬酸可显著增加有机质含量,而添加酒石酸、乙酸主要提高速效磷含量,供试低分子有机酸对水解性氮含量均无显著影响。柠檬酸浓度对脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性的影响呈单峰波动,且存在浓度临界值,其值前后的酶活性与养分的相关关系相反。土壤添加柠檬酸处理1 d,4种酶活性都基本保持不变或略有下降,但在处理3~5 d时活性急剧增强,处理15 d后除蔗糖酶活性波动较大外,剩余酶活性基本维持在较高水平。对土壤添加柠檬酸处理过程中,4种酶活性与有机质和速效磷显著负相关,与水解性氮无明显关系。通径分析表明,有机质对蔗糖酶的正效应最大,但被速效磷的间接负效应抵消;速效磷主要通过直接负效应影响脲酶、磷酸酶活性;水解性氮对酶活性的影响很小。【结论】土壤酶活性与养分间的关系会因有机酸的存在及其种类、浓度、降解等条件的变化而变化。基于土壤酶活性与养分关系建立的土壤质量酶活性评价体系,在有机酸浓度变化范围较大的土壤体系中,需要重新界定。     

玉米秸秆还田对麦田土壤养分的影响

通过比较实验,对目前黄淮地区小麦—玉米一年两熟种植制度下,玉米秸秆粉碎还田对麦田土壤养分的影响进行了研究。结果表明:秸秆还田处理中土壤中的有效氮、有效磷、有效钾、有机质含量均比未还田处理高,有效氮平均增加11.99mg/kg,有效磷平均增加7.34mg/kg,有效钾平均增加41.07mg/kg,有机质平均增加0.29g/kg。玉米秸秆还田能改善土壤酸碱度,改善土壤有效养分的供应状况,增加土壤有机质含量。     

搞好玉米秸秆还田 提升土壤有机质

我国大部分耕地有机质含量不高,土壤肥力低,严重影响了粮食产量的提高和农业的可持续发展。连续三年秸秆还田,则可增加土壤有机质0.2～0.4个百分点。同时改善土壤理化性状,增加土壤孔隙度,提高保水保肥能力,近而提高土壤肥力。同时可节省化肥用量,每公顷增产粮食375kg以上,秸秆还田对减少环境污染,主要是大气污染的作用,也功不可没。     

秸秆还田条件下分层施肥对玉米产量及氮素利用的影响

辽宁地区玉米种植长期实行浅耕旋耕作业,过量施用化肥,有机物料投入少,导致土壤结构退化、肥料利用率低等问题。为了改善土壤质量和提高肥料利用率,开展了秸秆还田条件下施肥方式对玉米氮素利用的影响。采用田间试验,设不施氮肥对照、常规施肥、秸秆还田+常规施肥和秸秆还田+分层施肥4种处理,研究了秸秆还田配合不同施肥方式对玉米产量、氮素利用率及土壤性质的影响。结果表明,与常规施肥相比,秸秆还田处理明显提高玉米产量,其中秸秆还田配合分层施肥效果较好,2020年玉米产量提高了17.68%,并且该处理比秸秆还田配合常规施肥产量增加了4.65%。秸秆还田处理明显增加玉米氮素吸收量,尤其秸秆还田配合分层施肥处理随着秸秆还田时间的增加效果更明显。秸秆还田处理明显提高土壤有机质、全氮和有效钾含量,但分层施肥与常规施肥间无显著差异,对土壤全磷、全钾、碱解氮和有效磷含量影响不大。可见,秸秆还田+分层施肥有利于玉米对氮素的吸收利用,提高产量。     

地形对麻栎人工林土壤肥力质量的影响

【目的】探究麻栎(Quercus acutissima)人工林土壤肥力质量在不同地形下的差异,综合评价地形对麻栎人工林土壤肥力的影响,为合理利用林地资源、提高人工林质量提供依据。【方法】以麻栎人工纯林为研究对象,将地形划分为平缓坡地、阳坡凹地、阳坡凸地、阴坡凹地和阴坡凸地5个类型,分别测定了5种地形下土壤理化性质和酶活性等15个指标,运用主成分分析和相关系数法筛选并建立了土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同地形下的土壤肥力水平进行综合评价。【结果】5种地形中,阳坡凹地土壤有机质、全氮和全钾含量最高,阴坡凹地pH、土壤全磷和有效磷含量最高,阴坡凸地土壤容重最小。阴坡凹地土壤微生物生物量氮含量最高,且脲酶和酸性磷酸酶活性最强。主成分分析和相关性分析结果表明,有机质、pH、容重、脲酶活性、蔗糖酶活性构成了土壤质量评价的最小数据集。不同地形中,土壤质量指数大小依次为阳坡凹地(0.533)>平缓坡地(0.511)>阴坡凹地(0.510)>阴坡凸地(0.495)>阳坡凸地(0.482)。【结论】在本试验地,地形通过改变土壤pH、有机质、土壤容重、脲酶活性和蔗糖酶活性等5个关键指标,影响了麻栎人工林的土壤肥力质量。其中,阳坡凹地土壤质量最高,有利于土壤养分的积累。     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

黑土对冻融有机质的吸附作用

用批次实验方法研究黑土对冻融溶解性有机质（DOM, 来源于秸秆和污泥）的吸附作用. 结果表明, 在DOM平衡质量浓度范围内, 多数情况下DOM不仅
未被黑土吸附, 反而促进黑土有机质的解吸释放. 与未冻融DOM相比, 冻融DOM对黑土有机质的解吸释放作用更强. 冻融DOM对黑土有机质的解吸释放作用受体系pH值、 离子强度和离子类型影响较大: DOM对黑土有机质的解吸作用随pH值的增加和离子强度的降低而增加; 当离子类型为二价阳离子Ca²⁺时, DOM对黑土有机质的解吸作用大于离子类型为一价阳离子的情形; 在不同阴离子条件下, DOM对黑土有机质的解吸作用为Cl^->SO^2-₄>NO^-_3.     

复合养殖对柑橘林土壤微团聚体分形特征及理化性质的影响

【目的】研究经济林复合经营模式中,鸡的养殖密度对林下表层(0～20 cm)土壤微团聚体特征和土壤理化性质的影响,并探讨特征微团聚体组成比例(PCM,<0.02 mm/(≥0.02～0.25 mm))、<0.02 mm与≥0.02～2.00 mm粒级含量的比值(RMD,<0.02 mm/(≥0.02～2.00 mm))和分形维数D与土壤理化性质之间的关系。【方法】以四川盆周低山丘陵区柑橘林地为对象,在试验区中建立20 m×20 m标准地各4块,设置3次重复,分别饲养鸡0、600、1 200和2 400 只/hm²,采用“S”形5点取样法分别采集0～20 cm土样,并测定土壤微团聚体组成、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量及土壤物理性质。【结果】柑橘林下养鸡经济林的复合经营模式增加了土壤微团聚体大粒级(≥0.02～2.00 mm)颗粒含量,降低了小粒级(<0.02 mm)颗粒含量。随养鸡密度的增加,土壤PCM、RMD和D值均逐渐减小。不同养鸡密度的土壤PCM、RMD及D均与土壤含水量、非毛管孔隙、毛管孔隙、总孔隙、通气度以及土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等含量呈显著负相关(P<0.05),与土壤密度显著正相关。【结论】柑橘林下养鸡可促进土壤较小粒级的微团聚体向较大微团聚体的转化,能有效改善土壤微团聚体组成,降低土壤PCM、RMD和D; 土壤PCM、RMD和D可作为评价林下养鸡生态系统土壤理化性质的一项重要综合性定量指标。     

凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

【目的】研究凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体的分布及不同粒径团聚体中C和N含量的影响,为改善杨树人工林土壤质量提供参考。【方法】以东台滨海杨树人工林为研究对象,采用随机区组法设置野外固定试验样地,共设置6个不同处理,即对照(CK)、杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)。每种处理设置4个重复样地。按照粒径的不同对土壤中的团聚体进行分级,测定每种粒径团聚体中的有机碳和全氮含量,同时以平均质量直径(MWD)作为指标来考察土壤团聚体稳定性。【结果】不同粒径水稳性土壤团聚体中的有机碳含量一般随着粒径的增大而提高。杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)比杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)更能提高团聚体中的有机碳含量。在接种蚯蚓后,杨树凋落叶无论是表施还是混施均使得各粒径团聚体的有机碳含量有所提高。对比同一处理不同粒径团聚体全氮含量,粒径为≥0.250~2.000 mm团聚体的全氮含量普遍要高于其他粒径团聚体的,而粒径<0.053 mm团聚体的全氮含量相对最低。【结论】接种蚯蚓可以提高杨树人工林土壤团聚体中的全氮含量,同时杨树凋落叶混施比表施能更有效提高土壤团聚体中的全氮含量;接种蚯蚓加速了杨树人工林土壤有机质的腐殖化过程,使得土壤有机质的分解速率加快。相比杨树凋落叶表施处理,杨树凋落叶混施处理会加快土壤有机质的腐殖化过程。     

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700 ℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700 ℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m²/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500 ℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。     

秸秆改良土壤对玉米生长发育特征的影响

为探讨秸秆不同处理方式对玉米生长发育特征的影响,将破碎秸秆、腐熟秸秆和秸秆炭添加到模拟施肥的土壤中,研究了秸秆还田后对玉米生长发育特征的影响。结果表明,在不同施肥模式下,秸秆不同处理方式对玉米株高促进作用的顺序为:2.0%秸秆炭1.0%秸秆炭0.5%秸秆炭腐熟秸秆破碎秸秆;秸秆炭处理均能提高玉米的叶宽。在传统施肥模式和测土配方施肥模式下,单穗籽粒重提高5%~7%;秸秆炭处理都能提高玉米产量(P0.05)。