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施肥和秸秆还田对黑土农田土壤剖面养分分布的影响

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生态学杂志 2022年第1期41卷 108-115页

作者：宋佳丽王鸿雁张淑香彭畅鲁彩艳迟光宇陈欣中国科学院沈阳应用生态研究所污染生态与环境工程重点实验室沈阳110016 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 吉林省农业科学院长春130033 中国科学院大学北京100049

以东北黑土区玉米田为对象,利用田间原位小区试验,结合亮蓝染色示踪技术,研究不施肥(CK)、常量化肥(T_(1))、化肥减施秸秆还田(T_(2))、化肥减施秸秆还田配施有机肥(T_(3))条件下,土壤剖面的养分分布特征及其对施肥措施和秸秆还田的响... 详细信息

以东北黑土区玉米田为对象,利用田间原位小区试验,结合亮蓝染色示踪技术,研究不施肥(CK)、常量化肥(T_(1))、化肥减施秸秆还田(T_(2))、化肥减施秸秆还田配施有机肥(T_(3))条件下,土壤剖面的养分分布特征及其对施肥措施和秸秆还田的响应机理。结果表明:与CK相比,各施肥处理均显著增加了玉米产量,但不同处理之间耕层土壤全量养分无显著差异;与CK相比,常量化肥处理可提高40~80 cm土层土壤硝态氮含量,化肥减量配施有机肥结合秸秆还田则可提高0~100 cm土层速效钾含量及0~40 cm和80~100 cm土层硝态氮含量;不同处理间土壤基质流无显著差异,施用有机肥和秸秆还田会影响土壤优先流,但3个施肥处理间差异不显著,施用有机肥会促进土壤孔隙度增加和优先流的形成,增加养分的垂直运移。

关键词：施肥措施秸秆还田养分分布亮蓝染色示踪

CO_2和O_3浓度升高对土壤碳水化合物累积分布特征的影响

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农业环境科学学报 2010年第B3期29卷 285-288页

作者：房蕊鲁彩艳史奕中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049

碳水化合物作为土壤有机质重要成分之一,一直被认为是较为灵敏的有机质示踪成分。在全球气候变化趋势下,CO2和O3浓度升高可改变植物群体组成,碳在地下生态系统的分配等最终间接地改变土壤化学特性。在未来大气环境变化趋势下,CO2和O3浓... 详细信息

碳水化合物作为土壤有机质重要成分之一,一直被认为是较为灵敏的有机质示踪成分。在全球气候变化趋势下,CO2和O3浓度升高可改变植物群体组成,碳在地下生态系统的分配等最终间接地改变土壤化学特性。在未来大气环境变化趋势下,CO2和O3浓度升高对植物-土壤生态系统的影响已成为众多学者研究的热点问题,并取得了一定的成果,而对土壤有机质研究中作为重要指标和主要对象——碳水化合物的影响研究相对较少,为此综述了CO2和O3浓度升高对碳水化合物累积分布特征影响方面的最新进展,并提出今后开展研究的建议。

关键词： CO2和O3 浓度升高积累和分配土壤碳水化合物

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东北一季作农田秋末土壤中无机氮的累积

应用生态学报 2004年第10期15卷 1887-1890页

作者：陈欣张庆忠鲁彩艳史奕张璐中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室沈阳110016

在我国东北一季作农田地区 ,秋季作物收获时土壤中累积的无机氮并不多 ,但经过秋末一段温度、湿度都适宜矿化作用又无作物生长利用的时期以后 ,封冻前旱地土壤中累积的无机氮可以达到一个较高的水平 ,单施化肥的旱地农田 1m土体中累积... 详细信息

在我国东北一季作农田地区 ,秋季作物收获时土壤中累积的无机氮并不多 ,但经过秋末一段温度、湿度都适宜矿化作用又无作物生长利用的时期以后 ,封冻前旱地土壤中累积的无机氮可以达到一个较高的水平 ,单施化肥的旱地农田 1m土体中累积的无机氮为 99 9kg·hm-2 ,化肥和有机肥配施的农田为14 5 4kg·hm-2 ;水田土壤中累积的无机氮较低 ,这是由于水田土壤长期淹水 ,通透性不及旱田 ,尽管落水后透气性有所改善 ,但不充分的含氧条件有利于反硝化作用 ,矿化的无机氮最终以N2 O形式损失掉 .

关键词：无机氮积累一季作农田非生长季

基于^(15)N示踪的东北黑土地保护性耕作农田减氮增产调控机制

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应用生态学报 2023年第4期34卷 876-882页

作者：苗贺袁磊杨淼茵胡艳宇陈欣何红波张旭东解宏图鲁彩艳辽宁大学环境学院沈阳110036 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049

保护性耕作是退化黑土地培肥地力的重要措施,但地力提升后氮肥减施条件下保护性耕作农田的稳产增产是否具有可持续性尚不明晰。本研究依托中国科学院保护性耕作研发基地的长期免耕定位试验研究平台,设置常规垄作(RT)、免耕无秸秆还田(N... 详细信息

保护性耕作是退化黑土地培肥地力的重要措施,但地力提升后氮肥减施条件下保护性耕作农田的稳产增产是否具有可持续性尚不明晰。本研究依托中国科学院保护性耕作研发基地的长期免耕定位试验研究平台,设置常规垄作(RT)、免耕无秸秆还田(NT0)、免耕100%秸秆还田(NTS)和连续9年免耕100%秸秆还田培肥后氮肥减施20%(RNTS)4个处理,采用^(15)N示踪田间微区试验,探究长期保护性耕作培肥地力下氮肥减施对玉米产量和肥料氮转化的影响。结果表明:经过一个完整生育期,不同耕作方式下肥料氮在东北黑土农田中的土壤残留率、植株利用率和气态损失率平均比例分别为34%、50%和16%;与常规垄作相比,保护性耕作(NTS和RNTS)使肥料氮当季利用效率显著提高了10%~14%。通过氮素来源分析发现,不同耕作方式下植株及各部位(籽粒、秸秆、根和玉米芯)吸收的肥料氮占其总吸氮量的比例均在40%左右,土壤始终是为作物供应氮素的主体;与常规垄作相比,保护性耕作通过降低土壤扰动、增加有机质输入显著提高了0~40 cm土壤全氮储量,有效保障了退化黑土地农田土壤氮库扩容增效。2016—2018年,NTS和RNTS处理玉米产量较常规垄作显著提高。综上,长期实施免耕秸秆覆盖还田耕作方式,可提高肥料氮当季利用效率、保障土壤对作物持续供氮,即使氮肥减施20%,也可实现连续3个生长季玉米稳产高产,同时降低肥料氮损失带来的环境风险,实现东北黑土地农业绿色可持续发展。

关键词：东北黑土区免耕秸秆还田氮肥减施 ^(15)N示踪

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可溶性磷损失与径流时间关系模拟研究

环境科学 2008年第9期29卷 2580-2585页

作者：牛明芬温林钦赵牧秋陈欣鲁彩艳沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳110168 中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室

利用Heckrath分段回归(split-line)模型,对潮褐土Olsen-P、CaCl2-P含量进行拟合,得到潮褐土环境敏感磷临界点对应的土壤Olsen-P含量为69.4 mg/kg.采用循环水法模拟地表径流,研究了不同施磷水平土壤通过径流流失到水体中的可溶性磷(disso... 详细信息

利用Heckrath分段回归(split-line)模型,对潮褐土Olsen-P、CaCl2-P含量进行拟合,得到潮褐土环境敏感磷临界点对应的土壤Olsen-P含量为69.4 mg/kg.采用循环水法模拟地表径流,研究了不同施磷水平土壤通过径流流失到水体中的可溶性磷(dissoluble phosphorus,DP)与径流时间的关系.利用一级动力学方程模型对径流发生时土壤向水体输入DP总量的动态变化进行模拟分析,结果表明模型能够较好地描述径流发生时磷素从土壤向水体的转移.当施磷量低于400 kg/hm2时,速率常数K没有发生变化,其平均值为1.095 h-1;而当施磷量为800和1 600 kg/hm2时,K值分别减小了17.2%和38.9%.利用指数函数模型对径流发生时土壤向水体输入DP速率随时间的动态变化进行模拟分析,结果表明,当施磷量低于400 kg/hm2时,速率常数K′没有发生变化,其平均值为1.037 h-1;而当施磷量高于800 kg/hm2时,K′值却有所降低.土壤Olsen-P和CaCl2-P与径流发生时土壤的可溶性磷流失潜势(dissoluble phosphorus loss potential,DPLP)和可溶性磷流失初始速率(dissoluble phosphorus loss initialvelocity,VP0)间存在明显的线性关系,因此土壤Olsen-P含量和CaCl2-P含量可以作为土壤环境影响评价的指标来指示土壤DP径流损失的风险.

关键词：磷径流损失径流时间 Olsen-P

AnnAGNPS模型土壤数据库的建立——以柴河上游小流域为例

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农业环境科学学报 2010年第B3期29卷 151-155页

作者：马建鲁彩艳赵倩陈欣史奕中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049

AnnAGNPS模型为针对农业非点源污染的非点源污染负荷估算模型,从方便该模型在中国应用的角度出发,以辽河重要支流柴河上游流域为例建立了适合该流域的AnnAGNPS模型土壤数据库,并着重介绍了土壤数据库中土壤质地的转换及相关参数的获取... 详细信息

AnnAGNPS模型为针对农业非点源污染的非点源污染负荷估算模型,从方便该模型在中国应用的角度出发,以辽河重要支流柴河上游流域为例建立了适合该流域的AnnAGNPS模型土壤数据库,并着重介绍了土壤数据库中土壤质地的转换及相关参数的获取方法。基于已建立的土壤数据库对AnnAGNPS模型在该流域的适用性进行了检验,结果表明AnnAGNPS模型适用于该流域,即已建立的土壤数据库适合AnnAGNPS模型在该地区使用。

关键词： AnnAGNPS 农业非点源污染土壤质地转换土壤数据库

有机物料及无机氮对耕地黑土团聚体水稳性的影响

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植物营养与肥料学报 2003年第3期9卷 284-287页

作者：陈欣史奕鲁彩艳王国宏中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳110016 西北农林科技大学陕西杨凌712100

用室内模拟试验研究了有机C、无机N添加对耕地黑土不同粒级团聚体水稳性的影响。结果表明 ,在不添加任何物料的湿培养条件下 ,随团聚体粒径增大抵抗浸水分散能力减弱 ;添加葡萄糖和玉米根干粉对 >1mm水稳团聚体有良好保护作用 ,但不能... 详细信息

用室内模拟试验研究了有机C、无机N添加对耕地黑土不同粒级团聚体水稳性的影响。结果表明 ,在不添加任何物料的湿培养条件下 ,随团聚体粒径增大抵抗浸水分散能力减弱 ;添加葡萄糖和玉米根干粉对 >1mm水稳团聚体有良好保护作用 ,但不能保护小粒径的团聚体。单纯添加无机N会引起耕地黑土团聚体水稳性下降。

关键词：有机物料无机氮耕地黑土团聚体水稳性影响因素室内模拟试验培养条件浸水分散能力

长期不同施磷条件下玉米产量、养分吸收及土壤养分平衡状况

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生态学杂志 2014年第3期33卷 694-701页

作者：黄莹赵牧秋王永壮鲁彩艳史奕陈欣中国科学院沈阳应用生态研究所林业与土壤生态国家重点实验室沈阳110164 中国科学院大学北京100049 琼州学院生物科学与技术学院海南三亚572022

以设置在沈阳潮棕壤上的连续12年的田间定位磷微区试验为依托，研究在不同磷肥施用条件下（施用量和施磷频次），玉米产量、养分吸收以及土壤养分平衡状况。结果表明：磷素不是该研究区域玉米生产的主要限制因子；施肥促进养分吸收，其... 详细信息

以设置在沈阳潮棕壤上的连续12年的田间定位磷微区试验为依托，研究在不同磷肥施用条件下（施用量和施磷频次），玉米产量、养分吸收以及土壤养分平衡状况。结果表明：磷素不是该研究区域玉米生产的主要限制因子；施肥促进养分吸收，其各处理间增加趋势为氮磷〉氮〉对照，并且一次性施磷肥方式优于每年施磷肥方式；与土壤本底值相比，施肥后土壤耕层（0～20cm）全磷、速效磷、全氮、碱解氮呈增加趋势，由于长年没有外源钾的补充，土壤全钾和速效钾呈下降趋势，其各处理问下降趋势为氮磷〉氮〉对照；土壤速效磷在不施用肥料条件下有下降趋势，只施用氮肥条件下有增加趋势，只是两者变化并不很明显；在每年施磷条件下，土壤速效磷量呈缓慢上升趋势，而在一次性施磷条件下，施肥当年的土壤速效磷量激增，而后呈减小的趋势，即与每年施磷肥方式相比，一次性施磷方式更有利于建立土壤“宏大”有效磷库；为了保证土壤养分平衡，在施用足量氮肥的前提下，施用磷肥量为等于或略高于作物移出磷量，施氮磷比控制在1：0．167到1：0．5之间。

关键词：长期施磷施磷量施磷频次玉米产量养分吸收土壤养分平衡

低分子量有机酸对土壤磷活化及其机制研究进展

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生态学杂志 2018年第7期37卷 2189-2198页

作者：王永壮陈欣史奕鲁彩艳北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西师范学院南宁530001 中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院污染生态与环境工程重点实验室沈阳110016 广西地表过程与智能模拟重点实验室广西师范学院南宁530001

近30年来,过量施用磷肥导致土壤磷素累积继而引起水体富营养化等问题备受关注。植物根系分泌的低分子量有机酸能活化土壤积累态磷,提高土壤磷素有效性,已成为研究热点问题之一。本文结合国内外已有研究,从低分子量有机酸的类型、添加浓... 详细信息

近30年来,过量施用磷肥导致土壤磷素累积继而引起水体富营养化等问题备受关注。植物根系分泌的低分子量有机酸能活化土壤积累态磷,提高土壤磷素有效性,已成为研究热点问题之一。本文结合国内外已有研究,从低分子量有机酸的类型、添加浓度、土壤类型和土壤磷素水平等方面总结了低分子量有机酸活化土壤无机磷与有机磷的效果,并通过对比土壤磷活化试验前后各形态磷的变化探讨了低分子量有机酸对土壤磷的活化机制。低分子量有机酸对土壤无机磷的活化主要是促进了土壤中有效性低的无机磷形态向有效性较高的形态转化,而低分子量有机酸对土壤有机磷的活化结论尚不一致,活化机制也不明确,仍需进一步研究。未来研究应关注低分子量有机酸与磷肥之间的协同增效机制,并进一步探索低分子量有机酸对土壤磷素(特别是有机磷)的活化机制。

关键词：低分子量有机酸无机磷有机磷磷形态活化机制