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稻秆碳氮在黑土种稻土壤颗粒有机质中的分配特征

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土壤学报 2023年第5期60卷 1430-1441页

作者：吴怡慧王鸿飞张瑞安晶张玉玲虞娜邹洪涛沈阳农业大学土地与环境学院农业农村部东北耕地保育重点实验室土肥资源高效利用国家工程研究中心沈阳110866

颗粒有机质是土壤活性有机质的重要组成部分,是评估土壤有机质变化的敏感指标。东北地区气候寒冷,稻田土壤淹水期短,非淹水期长且多处于冻结状态,水稻秸秆碳氮在黑土不同种稻年限土壤颗粒有机质中的分配如何尚不清楚。通过室内培养试验,... 详细信息

颗粒有机质是土壤活性有机质的重要组成部分,是评估土壤有机质变化的敏感指标。东北地区气候寒冷,稻田土壤淹水期短,非淹水期长且多处于冻结状态,水稻秸秆碳氮在黑土不同种稻年限土壤颗粒有机质中的分配如何尚不清楚。通过室内培养试验,将1%双标记(13C/15N)水稻秸秆添加到不同种稻年限(0、12、35、62和85 a)土壤,淹水培养150 d(培养温度20℃,淹水层1 cm),去除淹水层后冻结培养150 d(培养温度–15℃,饱和水分状态),研究水稻秸秆碳(氮)在不同种稻年限土壤颗粒有机碳(Particulate organic carbon,POC)和颗粒有机氮(Particulate organic nitrogen,PON)中的分配特征。结果表明,在培养过程中,未添加和添加水稻秸秆处理,各年限稻田土壤POC和PON含量均低于对照土壤(0 a),添加秸秆处理的各年限土壤POC和PON含量在淹水培养5 d时明显增加,但其后并未表现出一致的增加趋势。秸秆碳(氮)对各年限土壤POC(PON)的相对贡献率为0.2%~13.9%(0.4%~3.8%),分配进入到各年限土壤POC(PON)中的比率为0.7%~13.8%(1.4%~9.9%);经随后150 d冻结后,秸秆碳分配进入到0 a和12 a土壤POC和PON中的比率明显下降,秸秆氮分配进入到0 a和85 a土壤PON中的比率明显下降,而分配进入到其他年限土壤POC(PON)中的比率仍有增加。秸秆碳在土壤POC中的分配比率与土壤有机碳、全氮和碱解氮含量呈显著负相关,与土壤C/N、有效磷和微生物生物量碳含量呈显著正相关,秸秆氮在土壤PON中的分配比率与土壤有机碳含量呈显著负相关。研究表明东北典型黑土开垦种稻年限越长,土壤有机碳、全氮和碱解氮含量相对较低,而土壤C/N、有效磷和微生物生物量碳含量相对较高,秸秆碳氮在土壤颗粒有机质中的分配比率越大,土壤颗粒有机质对水稻秸秆添加的响应越为敏感。

关键词：双标记(13C/15N)水稻秸秆颗粒有机碳(氮) 稻田土壤黑土

多数据源土壤传递函数模型在水分模拟中的不确定性

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农业机械学报 2012年第11期43卷 45-50页

作者：王改改张玉龙虞娜沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866

基于前馈神经网络的传递函数模型,采用4种不同的数据源预测土壤水分特征曲线,并借助误差统计指标、Hydrus-1D水动力学模型对传递函数模型的预测性能及其应用不确定性进行了分析。结果表明,预测土壤水吸力1 000、10 000、15 000 cm对应... 详细信息

基于前馈神经网络的传递函数模型,采用4种不同的数据源预测土壤水分特征曲线,并借助误差统计指标、Hydrus-1D水动力学模型对传递函数模型的预测性能及其应用不确定性进行了分析。结果表明,预测土壤水吸力1 000、10 000、15 000 cm对应含水率θ1000、θ10000、θ15000时,相对于仅有颗粒组成变量的传递函数模型,增加容重和θ60(水吸力60 cm对应的含水率)传递函数模型的平均绝对误差降低了42.86%、23.87%、26.15%;增加θ60和θ15 000模型预测θ100、θ10000、θ15000的平均绝对误差比仅包含θ60模型降低了8.67%、16.96%、15.95%。将模型预测的van Genuchten参数应用于土壤水分模拟,增加θ60模型的平均绝对误差比以颗粒组成为输入变量模型的相应值降低了11.11%;相对于增加θ60的传递函数,额外再增加θ15000并未降低模型应用过程中的不确定性。

关键词：土壤传递函数数据源不确定性土壤水分特征曲线

长期施用有机肥对设施番茄土壤有效磷含量及磷素淋失风险的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2023年第11期31卷 1792-1803页

作者：孙德龙王莹周珺付瑞桐张玉玲虞娜邹洪涛沈阳农业大学土地与环境学院/农业农村部东北耕地保育重点实验室/土肥资源高效利用国家工程研究中心沈阳110866

探讨设施蔬菜长期施用有机肥的土壤有效磷含量及磷素淋失风险,可为设施蔬菜栽培合理施肥提供重要参考。以连续8 a设施番茄栽培田间定位施肥试验为依托,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及与低、中、高量有机肥配施(M1NPK、M2NPK、M3NPK)5... 详细信息

探讨设施蔬菜长期施用有机肥的土壤有效磷含量及磷素淋失风险,可为设施蔬菜栽培合理施肥提供重要参考。以连续8 a设施番茄栽培田间定位施肥试验为依托,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及与低、中、高量有机肥配施(M1NPK、M2NPK、M3NPK)5个处理,研究各施肥处理土壤全磷(Total-P)、有效磷(Olsen-P)和可溶性磷(CaCl_(2)-P)含量及其剖面分布特征,分析了土壤磷素环境阈值和农学阈值随剖面分布的变化以及设施番茄栽培适宜的磷素施用量。结果表明:在0~50 cm土层,各处理土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量均随土层深度的增加呈逐渐下降趋势,其含量均表现为0~10 cm土层显著高于30~50 cm土层(P<0.05);与CK相比,各施肥处理土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量均有所增加,且随有机肥施用量的增加而增加,且施用中量(M2)和高量(M3)有机肥对0~20 cm土层土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量的影响显著(P<0.05)。在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm和40~50 cm土层,土壤磷素环境阈值随土层深度的增加呈先上升后下降趋势,其数值依次为139.6 mg·kg^(−1)、152.4 mg·kg^(−1)、133.5 mg·kg^(−1)、86.1 mg·kg^(−1)和42.3 mg·kg^(−1);在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层,土壤磷素农学阈值随土层深度的增加而逐渐降低,依次为185.1 mg·kg^(−1)、120.5 mg·kg^(−1)、92.8 mg·kg^(−1)和56.0 mg·kg^(−1)。以土壤磷素农学阈值所对应的土壤Olsen-P含量作为磷素淋失风险评价标准,通过土壤Olsen-P含量与施磷量(P2O5)之间的相关关系,求出设施番茄栽培适宜磷素(P2O5)用量为344.9~530.3 kg∙hm^(−2),其中有机肥供应的磷素(P2O5)用量为119.9~305.3 kg·hm^(−2)。综上,连续8 a设施番茄栽培定位施肥条件下,在施用化学氮磷钾肥(N 375 kg·hm^(−2)、P2O5225 kg·hm^(−2)和K2O 450 kg·hm^(−2))的基础上配施低量有机肥(15000 kg·hm^(−2)),不仅可以提高0~20 cm土壤有效磷含量,使番茄产量显著增加,而且可以有效控制土壤磷素淋失风险。

关键词：设施栽培番茄有效磷可溶性磷淋失风险农学阈值环境阈值

秸秆添加与土壤基质势对棕壤压缩回弹特性的影响

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水土保持学报 2022年第5期36卷 144-149页

作者：安晶黎明肖质秋虞娜邹洪涛张玉龙沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866

土壤板结是农田土壤退化问题之一,秸秆还田是提高土壤有机质含量、改良土壤的重要措施。但秸秆还田和土壤基质势对土壤板结的影响尚不明确。试验设0,3,5 g/kg 3个秸秆添加量处理,以及高(1 000 kPa)、中(100 kPa)、和低(10 kPa)3个土壤... 详细信息

土壤板结是农田土壤退化问题之一,秸秆还田是提高土壤有机质含量、改良土壤的重要措施。但秸秆还田和土壤基质势对土壤板结的影响尚不明确。试验设0,3,5 g/kg 3个秸秆添加量处理,以及高(1 000 kPa)、中(100 kPa)、和低(10 kPa)3个土壤基质势处理。通过固结试验,测定不同处理的压缩曲线并计算压缩回弹特性指标。结果表明:秸秆添加量、土壤基质势及其二者间的交互作用对压缩曲线最大曲率、预固结压力值、压缩指数和回弹指数的影响都达到显著性水平。预固结压力值、压缩指数和回弹指数均随着秸秆添加量的增加而增大,而最大曲率则随着秸秆增加量的提高而降低。土壤基质势与压缩曲线最大曲率、预固结压力值和压缩指数均呈正相关关系。回弹指数随着土壤基质势的增加呈现先降低后增加的趋势。秸秆添加有助于提高土壤回弹和抗压缩特性。

关键词：秸秆添加量土壤基质势预固结压力值压缩指数回弹指数最大曲率

不同土壤水吸力与耕作方式对土壤压缩——回弹特性的影响

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土壤通报 2022年第1期53卷 66-73页

作者：金玉贺肖质秋安晶邹洪涛张玉龙虞娜沈阳农业大学土地与环境学院/农业部东北耕地保育重点实验室辽宁省/土肥高效利用国家工程研究中心辽宁沈阳100866

【目的】合理耕作方式是缓解土壤压实、提升土壤生产能力的有效措施,而土壤水分是影响土壤机械物理性能的重要因素,直接影响土壤耕作质量。通过研究不同土壤水吸力和耕作方式下土壤压缩曲线及模型拟合效果,分析土壤回弹—再压缩曲线变... 详细信息

【目的】合理耕作方式是缓解土壤压实、提升土壤生产能力的有效措施,而土壤水分是影响土壤机械物理性能的重要因素,直接影响土壤耕作质量。通过研究不同土壤水吸力和耕作方式下土壤压缩曲线及模型拟合效果,分析土壤回弹—再压缩曲线变化及机械力学参数(预固结压力、压缩指数和回弹指数)差异,以期为农田土壤耕作和培肥提供科学依据。【方法】通过不同土壤水吸力(S:50 kPa、100 kPa、630 kPa)和耕作方式(T:单一深翻(SF)、深翻+秸秆(SFJ)、地表旋耕+秸秆(XGJ))土壤的单轴压缩-回弹-再压缩固结试验,获得土壤压缩曲线和回弹再压缩曲线,进而计算出预固结压力、压缩指数和回弹指数。【结果】Gompertz模型可以很好地拟合不同水吸力下不同耕作方式土壤的压缩曲线,其中低吸力段不同耕作土壤间孔隙比差异明显,表现为SFJ>XGJ>SF。耕作方式、水吸力及二者的交互作用对土壤压缩—回弹特性的影响表现为,同一耕作方式下土壤预固结压力随水吸力的增加而增加,同一水吸力条件下不同耕作方式土壤的预固结压力值表现为SF>SFJ>XGJ。土壤水吸力和耕作方式及二者的交互作用对压缩指数和回弹指数的影响均表现为土壤水吸力>交互>耕作方式。土壤压缩指数随水吸力的增加呈现先减小后增大的趋势变化,而回弹指数随水吸力的变化规律与之相反,即在水吸力100 kPa时压缩指数最小而回弹指数最大。【结论】水吸力100k Pa(相当于55%田间持水量)下更适宜土壤耕作,深翻+秸秆还田(SFJ)可以有效的改善土壤压缩—回弹特性。

关键词：土壤水吸力耕作方式压缩曲线预固结压力压缩—回弹指数

铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩及回弹特性的影响

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土壤 2022年第6期54卷 1300-1306页

作者：孙奥博安晶虞娜叶旭红刘虹豆邹洪涛张玉龙沈阳农业大学土地与环境学院/农业农村部东北耕地保育重点实验室/土肥高效利用国家工程研究中心沈阳110866

为探讨铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩–回弹特性的影响,将混有铁矿尾砂和有机物料的土壤以18%含水率培养一昼夜,按1.25 g/cm3容重装入土工试验专用环刀,采用快速固结试验方法,进行单轴压缩试验。结果表明:随铁矿尾砂施用量增加,在低... 详细信息

为探讨铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩–回弹特性的影响,将混有铁矿尾砂和有机物料的土壤以18%含水率培养一昼夜,按1.25 g/cm3容重装入土工试验专用环刀,采用快速固结试验方法,进行单轴压缩试验。结果表明:随铁矿尾砂施用量增加,在低应力时,土壤孔隙比减小量(?e)变大;在高应力时,土壤?e变小。预固结压力值(Pc)和压缩指数(Cc)均随铁矿尾砂施用量增加而降低,Pc和Cc变化范围分别为72.91~119.30 kPa、0.445~0.720,二者均与有机质含量呈极显著正相关关系(P<0.01),与砂粒含量呈极显著负相关关系(P<0.01)。回弹指数(Cs)变化范围为0.010 9~0.016 9,与有机质及砂粒含量均无显著相关关系,有机物料是影响土壤Cs的主要因素。与对照相比,200 g/kg铁矿尾砂配施有机物料处理使Cs降低12.77%,Pc和Cs分别提高6.93%和22.14%,降低压实风险。

关键词：土壤压实土壤孔隙比预固结压力值压缩指数回弹指数铁矿尾砂

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渗灌技术的发展概况及其在保护地中应用

农业工程学报 2005年第Z1期21卷 92-95页

作者：王淑红张玉龙虞娜颜文沈阳农业大学水利学院沈阳110161 中国科学院南海海洋研究所广州510301

简要介绍了国内外渗灌技术的发展概况。主要分析了渗灌技术应用于保护地生产所体现出的诸多优点以及存在的问题,为渗灌技术的推广应用提供参考。

关键词：保护地渗灌技术发展

水稻秸秆添加对不同种稻年限黑土CH4排放特征的影响

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土壤通报 2022年第6期53卷 1421-1430页

作者：王鸿飞吴怡慧张瑞安晶张玉玲虞娜邹洪涛沈阳农业大学土地与环境学院/农业农村部东北耕地保育重点实验室/土肥高效利用国家工程研究中心辽宁沈阳110866

【目的】评估水稻秸秆添加对东北地区不同种稻年限黑土CH4的排放的影响,以期为黑土水稻田秸秆还田提供理论依据。【方法】不同种稻年限(0、12、35、62和85 a)黑土,分别设不添加(CK)和添加1%水稻秸秆(S)处理,进行淹水培养试验(培养温度... 详细信息

【目的】评估水稻秸秆添加对东北地区不同种稻年限黑土CH4的排放的影响,以期为黑土水稻田秸秆还田提供理论依据。【方法】不同种稻年限(0、12、35、62和85 a)黑土,分别设不添加(CK)和添加1%水稻秸秆(S)处理,进行淹水培养试验(培养温度为20℃,淹水层为1 cm),测定土壤CH4排放通量及累积排放量,比较不同种稻年限土壤对水稻秸秆添加响应的差异。【结果】在淹水培养期间(150 d),添加水稻秸秆处理各种稻年限土壤CH4排放通量(0.00~3.33 mg kg^(-1)d^(-1))显著(P>0.05)高于未添加秸秆处理(0.00~0.13 mg kg^(-1)d^(-1)),未添加和添加水稻秸秆处理土壤CH4排放主要集中于淹水培养的前80 d和60 d。未添加水稻秸秆处理土壤CH4累积排放量为0.04~4.45 mg kg^(-1),不同年限稻田土壤CH4累积排放量差异不显著(P>0.05)。添加水稻秸秆处理土壤CH4累积排放量为29.64~91.08 mg kg^(-1),显著高于未添加水稻秸秆处理(P<0.05),且12 a和35 a土壤CH4累积排放量显著高于0 a、62 a和85 a(P<0.05)。未添加和添加水稻秸秆处理土壤CH4累积排放量与土壤有机碳、可溶性有机碳氮和铵态氮含量呈显著正相关(P<0.01)。添加水稻秸秆处理土壤CH4累积排放量还与土壤β-葡萄糖苷酶活性呈显著负相关(P<0.05),土壤CH4累积排放量增量也与土壤有机碳含量也呈显著线性正相关(P<0.01)。水稻秸秆添加后土壤可溶性有机氮含量是影响土壤CH4排放的直接因素,土壤可溶性有机碳和铵态氮含量及β-葡萄糖苷酶活性是影响土壤CH4排放的间接因素。【结论】水稻秸秆添加显著促进了黑土不同种稻年限土壤CH4排放,种稻年限越长,水稻秸秆添加后土壤CH4排放量越少。本试验条件下,黑土种稻年限大于35年时,水稻秸秆还田带来的土壤CH4排放量相对较小。

关键词：水稻秸秆还田黑土 CH4排放土壤有机碳稻田土壤

保护地渗灌管的埋深对土壤水盐动态及番茄生长的影响

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中国农业科学 2003年第12期36卷 1508-1514页

作者：王淑红张玉龙虞娜颜文中国科学院南海海洋研究所沈阳110161 广州510301 沈阳110161 沈阳农业大学

研究了保护地渗灌管不同深度对土壤水盐动态、番茄生长发育及产量的影响。结果表明 ,渗灌管的埋深越浅 ,灌水周期越短 ,盐分积累越多 ;渗灌管埋深 3 0cm、管下铺设防渗槽时 ,有利于抑制盐分积累 ,番茄生长旺盛 ,株高、茎粗、果径等指标... 详细信息

研究了保护地渗灌管不同深度对土壤水盐动态、番茄生长发育及产量的影响。结果表明 ,渗灌管的埋深越浅 ,灌水周期越短 ,盐分积累越多 ;渗灌管埋深 3 0cm、管下铺设防渗槽时 ,有利于抑制盐分积累 ,番茄生长旺盛 ,株高、茎粗、果径等指标表现最佳 ,同时产量和水分利用率也最高

关键词：渗灌水盐动态保护地番茄水分利用率