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长期施肥对双季稻种植下土壤有机碳库和固碳量的影响

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应用生态学报 2013年第3期24卷 732-740页

作者：孙玉桃廖育林郑圣先聂军鲁艳红谢坚湖南省土壤肥料研究所长沙410125 农业部湖南耕地保育科学观测实验站长沙410125

研究了长期施用化肥和猪粪(PM)、稻草(RS)对双季稻集约化种植下30年期间(1981—2010年)土壤有机碳(SOC)及其组分的影响.结果表明:化肥平衡施用处理(NPK)的SOC、颗粒有机C(POC)和KMnO4氧化C(KMnO4-C)组分高于化肥非平衡施用处理(NP和NK)... 详细信息

研究了长期施用化肥和猪粪(PM)、稻草(RS)对双季稻集约化种植下30年期间(1981—2010年)土壤有机碳(SOC)及其组分的影响.结果表明:化肥平衡施用处理(NPK)的SOC、颗粒有机C(POC)和KMnO4氧化C(KMnO4-C)组分高于化肥非平衡施用处理(NP和NK);猪粪、稻草与化肥(NK+PM、NP+RS和NPK+RS)长期配合施用处理的SOC、POC和KM-nO4-C组分显著增加.连续种植30年60季水稻后,猪粪与NK配施处理0～45cm土层的SOC(84.71tC·hm-2)、POC(8.94tC·hm-2)和KMnO4-C(21.09tC·hm-2)数量最高,其次是NPK+RS处理;NK+PM处理(485kgC·hm-2·a-1)的固C量最高,其次是NPK+RS处理(375kgC·hm-2·a-1).化肥与猪粪、稻草配施处理SOC的固C效率(CSE)明显高于单施化肥处理;施肥处理POC的固C效率(0.4%～1.2%)低于KMnO4-C(3.0%～8.3%).采用腐殖化常数值(h)和Jenkinson方程的衰减常数(k)可以预测不同处理2010年的SOC储量,通过Jen-kinson方程可以计算维持1981年的SOC储量水平所需要的C投入量(AE).双季稻种植下,长期连续施用NK+PM、NP+RS和NPK+RS处理的SOC含量增加是由于年C输入量高于AE所致.在南方亚热带双季稻种植区,化肥与猪粪、稻草长期配施将促进水稻土有机碳的固定.

关键词：长期施肥红壤水稻土土壤有机碳颗粒有机碳 KMnO4氧化C 固碳量

赤泥施用量对镉污染稻田水稻生长和镉形态转化的影响

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植物营养与肥料学报 2012年第2期18卷 390-396页

作者：范美蓉罗琳廖育林魏建宏田杰胡波湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128 长沙环境保护职业技术学院湖南长沙410004 湖南省农业科学院土壤肥料研究所湖南长沙410125 湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128

通过盆栽试验,研究了不同赤泥施用量对水稻产量、土壤中镉生物有效性及其形态和糙米镉含量的影响。结果表明,适宜的赤泥施用量能提高水稻有效穗数和促进水稻生长,实现水稻增产,与不施赤泥处理相比,0.75%(W/W)赤泥处理的水稻株高、有效... 详细信息

通过盆栽试验,研究了不同赤泥施用量对水稻产量、土壤中镉生物有效性及其形态和糙米镉含量的影响。结果表明,适宜的赤泥施用量能提高水稻有效穗数和促进水稻生长,实现水稻增产,与不施赤泥处理相比,0.75%(W/W)赤泥处理的水稻株高、有效穗数和产量分别提高了5.02%、1.12%和6.93%。随着赤泥施用量的增加,土壤pH值增加,土壤交换态Cd含量逐渐减少,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd含量逐渐增加,但对有机结合态Cd含量的影响不明显,相比不施赤泥处理,1.25%(W/W)赤泥处理的土壤交换态Cd含量下降了31.6%(P<0.01),碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd含量分别增加了16.3%、22.5%和8.7%(P<0.01)。水稻糙米中Cd的含量随赤泥施用量的增加而降低,当赤泥施用量达到或高于0.5%(W/W)时,糙米Cd含量达到国家粮食卫生标准,综合考虑水稻产量、土壤修复效应和糙米品质,在本试验Cd污染程度的稻田土壤上赤泥的适宜施用量为0.75%(W/W)。

关键词：赤泥镉镉生物有效性镉形态糙米镉

长期施用化肥、猪粪和稻草对红壤水稻土化学和生物化学性质的影响

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应用生态学报 2010年第4期21卷 921-929页

作者：鲁艳红杨曾平郑圣先廖育林聂军谢坚向艳文湖南农业大学资源与环境学院长沙410128 湖南省土壤肥料研究所长沙410125 农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外科学观测实验站长沙410125

2005年和2007年分别从望城县已建立27年的肥力定位试验田内采集土壤样品,测定土壤有机碳(TOC)、全N、速效N、速效P、微生物生物量碳、氮(Cmic、Nmic)及土壤呼吸和酶活性,研究长期施用化肥、猪粪和稻草对土壤化学和生物化学性质的影响.... 详细信息

2005年和2007年分别从望城县已建立27年的肥力定位试验田内采集土壤样品,测定土壤有机碳(TOC)、全N、速效N、速效P、微生物生物量碳、氮(Cmic、Nmic)及土壤呼吸和酶活性,研究长期施用化肥、猪粪和稻草对土壤化学和生物化学性质的影响.结果表明:长期施用化肥、猪粪和稻草处理的土壤pH值与试验前相比均有所下降,电导率(EC)变化不大.化肥与猪粪、稻草配施处理的TOC、全N、速效N、速效P、土壤呼吸、Cmic、Nmic和酶活性均高于不施肥(CK)和单施化肥处理;化肥与猪粪、稻草配施处理的水稻产量也高于单施化肥处理.在研究期间,NK化肥与猪粪、NPK化肥与稻草配施处理的Cmic/TOC大于相应的单施化肥处理.各处理土壤生物化学性质与TOC和养分含量呈正相关(P<0.01).猪粪、稻草与化肥长期配合施用能显著改善土壤化学和生物化学性质,提高土壤质量和土壤肥力.

关键词：长期施肥有机碳土壤酶活性微生物生物量代谢熵

控释氮肥对洞庭湖区双季稻田表面水氮素动态及其径流损失的影响

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应用生态学报 2007年第7期18卷 1432-1440页

作者：纪雄辉郑圣先鲁艳红廖育林湖南省土壤肥料研究所农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外观测试验站长沙410125

用渗漏池模拟洞庭湖区2种主要稻田土壤(河沙泥和紫潮泥),研究了施用尿素(CF)和控释氮肥(CRNF)对双季稻田表面水pH、电导率(EC)、全氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度变化规律及TN径流损失的影响.结果表明,双季稻田施用尿素后... 详细信息

用渗漏池模拟洞庭湖区2种主要稻田土壤(河沙泥和紫潮泥),研究了施用尿素(CF)和控释氮肥(CRNF)对双季稻田表面水pH、电导率(EC)、全氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度变化规律及TN径流损失的影响.结果表明,双季稻田施用尿素后,表面水TN、NH4+-N浓度分别在第1、3天达到高峰,然后迅速下降;NO3--N浓度普遍很低;早稻表面水pH在施用尿素后15d内(晚稻3d)逐渐升高;EC与NH4+动态变化一致.与尿素相比,施用CRNF能显著降低双季稻田表面水pH、EC、TN和NH4+-N浓度,70%N控释氮肥的控制效果最显著;但后期NO3--N浓度略有升高.径流监测结果表明,洞庭湖区种植双季稻期间施用尿素的TN径流损失为***-2,占施氮量的2.57%;施肥后20d内发生的径流事件对双季稻田TN径流损失的贡献极为显著;与施用尿素相比,施用控释氮肥显著降低了施肥后10d内发生的第1次径流液中的TN浓度,施用CRNF和70%NCRNF的氮素径流损失分别降低24.5%和27.2%.

关键词：控释氮肥双季稻田表面水氮素径流损失

施用控释氮肥对稻田土壤微生物生物量碳、氮的影响

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生态学报 2010年第11期30卷 2925-2932页

作者：罗兰芳聂军郑圣先廖育林谢坚湖南省土壤肥料研究所湖南长沙410125 湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128 农业部望城水稻土生态环境野外观测试验站湖南长沙410125

借助农业部望城红壤水稻土生态环境野外观测试验站的控释氮肥试验,研究了施用控释氮肥对水稻不同生育期间稻田土壤微生物生物量碳、氮动态变化的影响。试验共设5个处理:①CK,(不施氮肥);②Urea(施用尿素);③CRNF(施用与处理②等氮量的... 详细信息

借助农业部望城红壤水稻土生态环境野外观测试验站的控释氮肥试验,研究了施用控释氮肥对水稻不同生育期间稻田土壤微生物生物量碳、氮动态变化的影响。试验共设5个处理:①CK,(不施氮肥);②Urea(施用尿素);③CRNF(施用与处理②等氮量的控释氮肥);④70%CRNF(施用控释氮肥,用氮量为处理②的70%);⑤50%CRNF+M(施用控释氮肥和猪粪,总氮量为处理②的70%,其中控释氮肥用量为处理②的50%,猪粪含氮量为处理②的20%)。结果表明,施肥后10 d,施氮处理土壤微生物生物量碳和氮均达最高,随生育进程推进逐渐下降,成熟期有一定的回升;施肥初期,施用等氮量的控释氮肥处理(CRNF)土壤微生物量碳、氮含量较尿素处理(Urea)分别增加5.4%和22.5%,而水稻生育中后期,控释氮肥处理(CRNF)土壤微生物量碳、氮含量较尿素处理(Urea)下降幅度大,该处理向地上部提供氮素营养较尿素处理高;施氮量较高的CRNF处理,土壤微生物生物量碳低于控释氮肥节氮处理(70%CRNF),但在大多数取样时期,土壤微生物量氮高于控释氮肥节氮处理(70%CRNF);控释氮肥配施有机肥的节氮处理较其他单施化肥处理显著增加土壤微生物生物量碳、氮含量。控释氮肥与有机肥配施,不仅能节约氮肥用量,而且能明显地提高土壤微生物生物量碳、氮的含量。

关键词：控释氮肥水稻土土壤微生物生物量碳土壤微生物生物量氮

脱甲河农业流域土壤沉积物氮素时空分布与N_2O释放

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环境科学学报 2017年第4期37卷 1539-1546页

作者：吴红宝吕成文李玉娥秦晓波廖育林李勇中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部农业环境重点实验室北京100081 安徽师范大学国土资源与旅游学院芜湖241000 湖南省农业科学院土壤肥料研究所长沙410125 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125

为研究脱甲河农业小流域氮素输出特性,运用流动注射仪法和顶空平衡-气相色谱法于2015年4月—2016年1月对流域内4级河段(S1、S2、S3和S4)稻田-岸坡-河底沉积物土壤铵态氮(NH_4^+-N)、硝态氮(NO_3^--N)及水体溶存氧化亚氮(N_2O)浓度进行... 详细信息

为研究脱甲河农业小流域氮素输出特性,运用流动注射仪法和顶空平衡-气相色谱法于2015年4月—2016年1月对流域内4级河段(S1、S2、S3和S4)稻田-岸坡-河底沉积物土壤铵态氮(NH_4^+-N)、硝态氮(NO_3^--N)及水体溶存氧化亚氮(N_2O)浓度进行了连续10个月的监测,并利用双层扩散模型法对水系N_2O排放通量进行了估算.结果表明:脱甲河流域稻田-岸坡-河底沉积物NH_4^+-N含量逐渐升高,NO_3^--N含量逐渐降低,其中,岸坡及河底沉积物土壤中的氮主要以NH_4^+-N形式为主,均值分别为(7.38±0.62)mg·kg-1和(16.49±1.70)mg·kg^(-1);稻田土壤和脱甲河水体中的氮主要以NO_3^--N为主,均值分别为(7.40±0.81)mg·kg^(-1)和(1.55±0.03)mg·L^(-1).水体溶存N_2O浓度范围在0.005~7.37μmol·L^(-1)之间,均值为(0.54±0.05)μmol·L^(-1);扩散通量在-1.11~1811.29μg·m^(-2)·h^(-1)之间,均值为(130.10±12.04)μg·m^(-2)·h^(-1),每年向大气输出的N_2O量为11.40 kg·hm-2.其中,在早稻生长初期和早晚稻收割、栽种交替时段N_2O输出量达到高峰.空间上,N_2O扩散通量表现为S1

关键词：氧化亚氮铵态氮硝态氮氮流失农业小流域

赤泥使用量对Cd污染稻田水稻生长的影响和修复机理

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安全与环境学报 2012年第4期12卷 36-41页

作者：范美蓉罗琳廖育林秦晓波陈心胜吴家梅湖南农业大学资源与环境学院长沙410128 长沙环境保护职业技术学院长沙410004 湖南省农业科学院土壤肥料研究所长沙410125 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125

研究赤泥对中轻度Cd污染的酸性潮泥田稻谷产量和Cd污染修复机理的影响。结果表明,稻谷产量随赤泥施用量的增加呈先增加后下降的变化趋势。早稻以施4 500 kg/hm2赤泥的产量最高,晚稻以施3 000 kg/hm2赤泥的产量最高,分别比不施赤泥增加了... 详细信息

研究赤泥对中轻度Cd污染的酸性潮泥田稻谷产量和Cd污染修复机理的影响。结果表明,稻谷产量随赤泥施用量的增加呈先增加后下降的变化趋势。早稻以施4 500 kg/hm2赤泥的产量最高,晚稻以施3 000 kg/hm2赤泥的产量最高,分别比不施赤泥增加了11.36%和8.30%;稻草产量与稻谷产量不同,随赤泥施用量的增加而下降。水稻生长各时期土壤pH值和土壤阳离子交换量随赤泥施用量的增加均有不同程度的提高,施用赤泥不仅能在短时间内提高土壤pH值,还具有持续性。赤泥因其呈碱性可提高土壤pH值,而土壤pH值升高将使大量易溶性Cd向难溶态转化,pH值升高是导致土壤Cd活性降低最直接的原因。施用赤泥后土壤有效态Cd质量分数减少是土壤pH值升高与土壤吸附能力增强共同作用的结果。水稻糙米中Cd的质量分数随赤泥施用量的增加而降低。与不施赤泥对照处理相比,早稻施赤泥RM-1、RM-2、RM-3、RM-4和RM-5处理糙米中Cd的质量分数分别降低了10.34%、31.03%、34.48%、41.38%和64.5%,晚稻糙米Cd质量分数分别降低了14.29%、32.14%、35.71%、39.29%和46.43%。其主要原因是施用赤泥后土壤有效态Cd质量分数减少。

关键词：土壤学 Cd污染稻田赤泥水稻修复机理

赤泥施用量在铅锌矿区土壤-水稻系统中的改良效应

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土壤通报 2013年第3期44卷 723-729页

作者：魏建宏范美蓉廖育林罗琳汤海涛陈煦湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128 湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128 长沙环境保护职业技术学院湖南长沙410004 湖南省农业科学院土壤肥料研究所湖南长沙410125 湖南省农业科学院水稻研究所湖南长沙410125

通过盆栽试验,在铅锌矿区水稻土上研究了赤泥对土壤Pb、Zn和Cd的改良效果、水稻产量及水稻产量构成因子的影响。结果表明,施用低量的0.25%(W/W)赤泥能促进水稻植株的生长和稻谷产量的增加。稻谷产量随赤泥施用量的增加呈先增加后下降的... 详细信息

通过盆栽试验,在铅锌矿区水稻土上研究了赤泥对土壤Pb、Zn和Cd的改良效果、水稻产量及水稻产量构成因子的影响。结果表明,施用低量的0.25%(W/W)赤泥能促进水稻植株的生长和稻谷产量的增加。稻谷产量随赤泥施用量的增加呈先增加后下降的变化趋势,施0.25%(W/W)、0.5%(W/W)、0.75%(W/W)处理的稻谷产量较不施赤泥处理提高了12.04%、6.25%和4.40%。施赤泥对降低作物体内Pb、Zn和Cd的含量有明显效果,均以赤泥施用量较高的1.25%(W/W)处理效果最好,降幅分别达33.77%、9.84%和15.40%,但糙米中的Pb和Cd的含量仍未达食品卫生标准(Pb 0.4 mg kg-1,GB14935-1994;Cd 0.2 mg kg-1,GB15201-95),锌含量低于50 mg kg-1,达到食品卫生标准(Zn 50 mg kg-1,GB13106-1991)。Pb、Zn和Cd三种重金属元素在水稻植株中的富集系数均表现为:根>茎叶>糙米>壳,随着赤泥施用量的增加,水稻重金属Pb、Zn和Cd的富集能力降低。三种重金属的迁移能力由高到低的顺序为Cd>Zn>Pb。

关键词：赤泥铅锌和镉水稻改良效应

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赤泥对重金属污染红壤修复效果及其评价

水土保持学报 2012年第1期26卷 267-272页

作者：黄蔼霞许超吴启堂廖育林汤海涛华南农业大学资源环境学院广州510642 农业部面源污染控制重点开放实验室杭州310000 广东普通高校土壤环境与废物资源农业利用重点实验室广州510642 湖南省土壤肥料研究所长沙410125

以赤泥作为原位固定剂,采用盆栽试验从土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量,菜心(Brassicaparachinensis)生长及吸收积累Cd、Pb、Cu、Zn含量3个方面探讨不同赤泥用量对重金属污染红壤的固定修复效果,并用毒性淋出试验TCLP法对其生态风... 详细信息

以赤泥作为原位固定剂,采用盆栽试验从土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量,菜心(Brassicaparachinensis)生长及吸收积累Cd、Pb、Cu、Zn含量3个方面探讨不同赤泥用量对重金属污染红壤的固定修复效果,并用毒性淋出试验TCLP法对其生态风险进行评价。结果表明:菜心在未加赤泥的重金属污染土壤中生长受到严重抑制,在加入赤泥的土壤下生长良好,生物产量显著提高,茎叶干重与赤泥量呈二次相关,5.0mg/kg赤泥处理下菜心产量最大。土壤pH值随赤泥用量的增加而升高,二者呈显著正相关。土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量均与赤泥用量呈显著负相关关系;与未加赤泥相比,土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量降低范围分别为0.9%～34.2%,29.8%～96.8%,59.9%～96.4%,41.1%～92.7%。加入赤泥显著降低菜心茎叶重金属含量,其重金属含量随赤泥用量的增加而降低;与未加赤泥处理相比,茎叶Cd、Pb、Cu、Zn含量降低分别为68.6%～88.6%,87.3%～96.1%,76.6%～80.3%,79.1%～93.3%。2.5mg/kg赤泥处理下土壤生态风险最小。

关键词：赤泥重金属修复评价 TCLP 菜心