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生物炭和秸秆还田对咸水滴灌棉田土壤微生物群落特征及功能差异的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3571-3583页

作者：郭晓雯向贵琴张发朝江山闵伟石河子大学农学院石河子832003

干旱区淡水资源不足,农业用水主要依赖于含盐的浅层地下水,但长期咸水灌溉会造成土壤盐分积累,土壤环境恶化,不利于作物生长.因此,在长期淡水(0.35 d S·m^(-1),FW)和咸水(8.04 d S·m^(-1),SW)灌溉的基础上,采用等碳量设计向土壤中添... 详细信息

干旱区淡水资源不足,农业用水主要依赖于含盐的浅层地下水,但长期咸水灌溉会造成土壤盐分积累,土壤环境恶化,不利于作物生长.因此,在长期淡水(0.35 d S·m^(-1),FW)和咸水(8.04 d S·m^(-1),SW)灌溉的基础上,采用等碳量设计向土壤中添加生物炭(3.7 t·hm^(-2),BC)和秸秆(6 t·hm^(-2),ST),旨在明晰生物炭和秸秆还田对盐渍化土壤理化性质及微生物群落结构的影响.结果表明,咸水灌溉显著增加土壤含水量、电导率、速效磷和全碳的含量,但显著降低了p H值和速效钾的含量.生物炭和秸秆还田均显著增加土壤含水量、速效磷、速效钾和全碳的含量,但显著降低了咸水灌溉条件下的电导率值.各处理土壤优势菌门为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门.咸水灌溉显著增加芽单胞菌门和变形菌门的相对丰度,但显著降低酸杆菌门和放线菌门的相对丰度.在淡水灌溉条件下,生物炭还田显著降低绿弯菌门的相对丰度;秸秆还田显著增加变形菌门的相对丰度,但显著降低酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度.在咸水灌溉条件下,生物炭还田显著降低绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度;秸秆还田显著增加变形菌门的相对丰度,但显著降低酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门的相对丰度.LEf Se分析表明,咸水灌溉降低了土壤微生物的潜在标志物和功能数量;咸水灌溉条件下,生物炭还田增加了土壤微生物的潜在标志物和功能数量;秸秆还田增加土壤微生物的潜在功能数量;秸秆还田增加土壤微生物的潜在标志物和功能数量.RDA结果显示,土壤微生物群落和功能结构与EC_(1∶5)、SWC和p H值显著相关.咸水灌溉会恶化土壤环境,不利于农业生产,其中EC_(1∶5)、SWC和p H值是驱动土壤微生物群落和功能结构变化的重要因子,采用生物炭和秸秆还田可减缓盐分对土壤和作物的危害,为提高农业生产力奠定基础.

关键词：宏基因组生物炭秸秆咸水土壤微生物

减量灌水及有机无机肥配施对西北灌区玉米光合生理、籽粒产量及品质的影响

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作物学报 2024年第4期50卷 1065-1079页

作者：吴霞玉李盼韦金贵范虹何蔚樊志龙胡发龙柴强殷文甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃兰州730070

针对绿洲灌区玉米生产中普遍水肥投入大、利用效率低等问题,通过研究不同灌水量和有机无机肥等氮配施对玉米光合生理、籽粒产量和品质的影响,以期获得最佳的灌水水平和有机无机肥等氮配施比例。2021—2022年,在绿洲灌区采用两因素裂区... 详细信息

针对绿洲灌区玉米生产中普遍水肥投入大、利用效率低等问题,通过研究不同灌水量和有机无机肥等氮配施对玉米光合生理、籽粒产量和品质的影响,以期获得最佳的灌水水平和有机无机肥等氮配施比例。2021—2022年,在绿洲灌区采用两因素裂区试验设计,主区为2个灌水水平(传统灌水和减量20%灌水),副区为5个有机无机肥等氮配施比例(全施无机氮肥、75%无机氮肥+25%有机肥、50%无机氮肥+50%有机肥、25%无机氮肥+75%有机肥和全施有机肥),探究玉米光合生理、籽粒产量和品质对不同水氮管理模式的响应特征。结果表明,与传统灌水(I2)相比,减量20%灌水(I1)降低了玉米叶面积指数(leaf area index,LAI)、光合势(photosynthetic potential,LAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),提高了胞间CO_(2)浓度(Ci)、籽粒蛋白质含量和籽粒苏氨酸含量;有机无机肥配施对玉米光合生理指标、籽粒产量和品质都有显著影响,随有机肥比例增加,有机无机肥配施对玉米的影响会逐渐从正效应变为负效应;与传统灌水结合全施无机氮肥(I2F1)相比,减量20%灌水结合75%无机氮肥+25%有机肥(I1F2)玉米平均叶面积指数(mean leaf area index,mLAI)提高了6.9%~7.1%,总光合势(total photosynthetic potential,TLAD)无显著变化;玉米吐丝期-蜡熟期LAI提高了5.0%~11.4%,吐丝期-蜡熟期LAD提高了7.5%~9.1%。I1F2较I2F1提高了玉米抽雄期-蜡熟期叶绿素含量(chlorophyll content,SPAD)、Pn、Tr和Gs,降低了Ci。2年内I1F2较I2F1玉米增产12.0%~12.5%,籽粒中蛋白含量提高了6.9%~18.9%,籽粒中苯丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸含量分别提高了29.6%~43.3%、77.7%~93.3%、49.7%~51.5%、18.4%~28.6%、39.5%~46.0%、57.4%~78.1%和35.1%~41.3%。其他处理对玉米光合生理、籽粒产量及品质指标也有一定影响,但综合2年结果,I1F2影响更显著。因此,减量20%灌水(3240 m^(3)hm^(–2))结合75%无机化学氮肥(270 kg hm^(–2))配施25%有机肥(90 kg hm^(–2))是实现西北灌区玉米高产优质生产目标的适宜水氮管理模式。

关键词：减量灌水有机无机肥配施光合生理籽粒产量品质

长期放牧和氮添加对黄土高原典型草原长芒草种群生长的影响

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植物生态学报 2024年第3期48卷 317-330页

作者：黄玲王榛马泽杨发林李岚 SEREKPAYEV Nurlan NOGAYEV Adilbek 侯扶江草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室农业农村部草牧业创新重点实验室国家林业草原西北退化草原生态修复与利用工程技术研究中心兰州大学草地农业科技学院兰州730020 宁夏回族自治区草原工作站银川750002 Department of Agriculture and Plant Growing Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical UniversityAstana 010011Kazakhstan

种群是草原生态系统结构、功能形成和发展的基础。然而,长期放牧伴随着全球气候变化深刻影响着种群的生长和繁殖。长芒草(Stipa bungeana)是黄土高原典型草原的优势种,具有较高的生态和经济价值。该研究依托黄土高原典型草原长期滩羊轮... 详细信息

种群是草原生态系统结构、功能形成和发展的基础。然而,长期放牧伴随着全球气候变化深刻影响着种群的生长和繁殖。长芒草(Stipa bungeana)是黄土高原典型草原的优势种,具有较高的生态和经济价值。该研究依托黄土高原典型草原长期滩羊轮牧实验平台,采用完全随机的裂区实验设计,以放牧率(0、2.7、5.3、8.7 sheep·hm^(-2))作为主因子,氮添加水平(0、5、10、20 g·m^(-2))作为副因子,探究放牧、氮添加及其交互作用对长芒草的形态性状、地上生物量及其占群落生物量比例的作用。结果表明:随放牧率的增加,长芒草的株高、冠幅直径、分蘖密度、实生苗密度、地上生物量和生物量占比呈“单峰”曲线变化趋势,种群密度降低。而氮添加增加长芒草的株高、冠幅直径、生殖枝密度、分蘖密度、地上生物量和生物量占比;实生苗密度随氮添加的增加呈先增后减的趋势。相比氮添加,放牧对长芒草地上生物量和生物量占比的总效应小,放牧对地上生物量有直接的负效应,并通过调控分蘖密度、种群密度及地上生物量影响其生物量占比;氮添加不仅对地上生物量有直接的积极效应,还通过株高、生殖枝密度对地上生物量有间接的正效应,同时通过调控种群密度、冠幅直径、分蘖密度和生殖枝密度影响生物量占比。总体上,氮添加增加长芒草的冠幅直径和生殖枝密度(相比株高和分蘖密度),放牧增加实生苗密度(相比种群密度),而放牧和氮添加的交互作用显著影响生殖枝密度。放牧率为4.10和5.29 sheep·hm^(-2)时长芒草具有最大地上生物量及其群落占比。上述结果表明放牧和氮添加通过影响长芒草种群的形态特征来调控其地上生物量和群落地位。

关键词：放牧氮添加种群形态性状地上生物量群落地位

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春灌定额对不同盐碱度农田水盐分布影响研究

节水灌溉 2024年第4期 19-26页

作者：宋仁友吕廷波刘一凡李文昊付鑫法李港强石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000 现代节水灌溉兵团重点实验室新疆石河子832000

为探究春灌定额对不同盐碱度农田土壤水盐分布的影响,确定适宜保墒洗盐的春灌定额。分别在中度盐碱地S1(5.23 g/kg)和重度盐碱地S2(8.27 g/kg)设置3种春灌定额处理(W1:1 800 m^(3)/hm^(2),W2:2 250 m^(3)/hm^(2),W3:2 700 m^(3)/hm^(2))... 详细信息

为探究春灌定额对不同盐碱度农田土壤水盐分布的影响,确定适宜保墒洗盐的春灌定额。分别在中度盐碱地S1(5.23 g/kg)和重度盐碱地S2(8.27 g/kg)设置3种春灌定额处理(W1:1 800 m^(3)/hm^(2),W2:2 250 m^(3)/hm^(2),W3:2 700 m^(3)/hm^(2)),分析比较了春灌后至棉花播种前0~100 cm土壤水盐运移和分布情况。结果表明:春灌后14~21 d,S1W2处理71.37%的水量可保持在土体内,S2W3处理77.26%水量保持在土体内,可使农田土壤达到适宜作物生长的土壤墒情;盐分淋洗主要发生在0~60 cm土层内,0~30 cm内淋洗效果更加显著,春灌定额越大将盐分带入深层的作用越强,春灌后21 d开始出现返盐现象;春灌时间在播前21 d左右为宜,中度盐碱地春灌定额2 284.7 m^(3)/hm^(2),重度盐碱地春灌定额2 700 m^(3)/hm^(2)左右时,可达到较为良好的节水保墒洗盐效果,重度盐碱地可以根据实际情况适当提高春灌定额。研究结果可为图木舒克市不同盐碱度农田春灌提供一定的理论依据和技术参考。

关键词：春灌定额盐碱度水盐运移土壤墒情盐分淋洗

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绿洲灌区增密对水氮减量玉米产量的补偿机制

作物学报 2024年第6期50卷 1616-1627页

作者：王菲儿郭瑶李盼韦金贵樊志龙胡发龙范虹何蔚殷文陈桂平省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070 西北师范大学生命科学学院甘肃兰州730070

针对河西绿洲灌区水资源短缺、玉米田氮肥施用量高等生产生态问题,在节水减氮条件下,分析增加种植密度补偿水氮减量导致玉米减产的效应,为水氮节约型玉米高效生产提供理论依据与技术支撑。基于2016年布设的裂裂区田间试验,主区为2种灌... 详细信息

针对河西绿洲灌区水资源短缺、玉米田氮肥施用量高等生产生态问题,在节水减氮条件下,分析增加种植密度补偿水氮减量导致玉米减产的效应,为水氮节约型玉米高效生产提供理论依据与技术支撑。基于2016年布设的裂裂区田间试验,主区为2种灌水定额:灌水减量20%(W1,3240 m^(3) hm^(–2))和传统灌水(W2,4050 m^(3) hm^(–2)),裂区为2种施氮量:减量施氮25%(N1,270 kg hm^(–2))和传统施氮(N2,360 kg hm^(–2)),裂裂区为3种玉米密度:传统种植密度(D1,7.50万株hm^(–2))、增密30%(D2,9.75万株hm^(–2))和增密60%(D3,12.00万株hm^(–2)),通过测定2020—2021年玉米籽粒产量和生物产量,分析干物质积累及其分配、转运特征,量化产量构成因素,明确增密对水氮减量玉米产量的补偿效应及机制。研究表明,减水、减氮降低了玉米籽粒产量和生物产量,而增密30%能够补偿因水氮同步减量造成的产量负效应,且维持较高的施氮量有利于玉米增产节水。W1N1D1(减量灌水减量施氮及传统密度)较W2N2D1(对照:传统灌水传统施氮及传统密度)籽粒产量和生物产量分别降低9.1%~15.0%与10.0%~11.0%,但W1N1D2(减量灌水减量施氮及增密30%)与W2N2D1差异不显著。W1N2D2(减量灌水传统施氮及增密30%)较W2N2D1籽粒和生物产量分别提高12.9%~15.4%与6.4%~12.0%。增密30%能够补偿水氮同步减量造成玉米减产的主要原因是W1N1D2能增加玉米穗数,进而提高玉米灌浆初期至成熟期干物质积累量和苗期到大喇叭口期群体生长速率及花前转运率。增密30%在灌水减量和传统施氮条件下促进玉米增产的主要原因是W1N2D2可增加玉米穗数,提高玉米生育期干物质积累量与群体生长速率,促进穗部干物质分配,提高花前转运量、转运率及转运贡献率。因此,增密30%是绿洲灌区水氮同步减量玉米稳产高产的可行措施,是氮肥不减但减水20%玉米节水增产有效举措。

关键词：水氮减量密植玉米产量构成干物质积累干物质分配与转运

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永德县甘蔗不同种植模式试验

云南农业科技 2024年第2期 36-38页

作者：赵仁海李维强廖林发杨思庆云南农垦永德糖业有限公司云南永德677601

文章研究了甘蔗种植行距、下种量以及有效茎数等对甘蔗生长发育、产量构成因素的影响。结果表明,甘蔗下种量增加,分蘖率和成茎率降低,甘蔗茎径变细、单茎重减少和产量降低。甘蔗种植行距增加,甘蔗茎径和单茎重等增加,甘蔗有效茎数、株... 详细信息

文章研究了甘蔗种植行距、下种量以及有效茎数等对甘蔗生长发育、产量构成因素的影响。结果表明,甘蔗下种量增加,分蘖率和成茎率降低,甘蔗茎径变细、单茎重减少和产量降低。甘蔗种植行距增加,甘蔗茎径和单茎重等增加,甘蔗有效茎数、株高等降低。甘蔗有效茎数差异改变了植株高度和茎径大小,最终影响甘蔗产量。研究结果得出试验条件下的最佳种植模式为种植行距1 m,下种量120000芽·hm^(-2)。

关键词：甘蔗下种量种植行距有效茎产量

基于生态足迹的黑龙江省农村能源利用动态研究

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中国生态农业学报 2011年第4期19卷 932-935页

作者：黄靖强尚杰于法稳东北林业大学经济管理学院哈尔滨150040 中国社会科学院农村发展研究所北京100732

为了解黑龙江省农村能源消耗及效益,将生态足迹指标应用于农村能源消耗评价中,研究1998～2007年间黑龙江省农村能源利用动态。结果表明:10年间各类能源利用都明显增加,其中电力和沼气增加最为明显,其人均消费量分别由1998年的183.51 kWh... 详细信息

为了解黑龙江省农村能源消耗及效益,将生态足迹指标应用于农村能源消耗评价中,研究1998～2007年间黑龙江省农村能源利用动态。结果表明:10年间各类能源利用都明显增加,其中电力和沼气增加最为明显,其人均消费量分别由1998年的183.51 kWh和0.001 m3增加到2007年的279.03 kWh和2.445 m3;对应的能源人均生态足迹也均呈增加趋势,从1998年的0.278 9 hm2增加到2007年的0.549 8 hm2,其中电力和沼气生态足迹增加明显高于其他能源类型,这种趋势与我国农电政策的变化和对农村生物质能源扶持政策有关。能源生态效益不断增加,从1998年的2 472.34元.hm-2增加到2007年的5 192.58元.hm-2,表明资源利用效率明显增加,但仍有增加的空间。农村能源消耗不断增加,政府应从政策、资金等方面调节农村能源消耗,扶持各类可再生能源利用技术,加强农村生物质能源利用管理,并通过新技术进一步提高能源生态效益。

关键词：生态足迹农村能源消耗能源生态效率生物质能源

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南水北调中线工程水源地的土壤可蚀性特征

长江流域资源与环境 2014年第8期23卷 1161-1165页

作者：朱明勇谭淑端张全发闽南师范大学历史与社会学系粒计算重点实验室福建漳州363000 湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128 中国科学院武汉植物园水生植物与流域生态重点实验室湖北武汉430074

选定南水北调中线工程水源地丹江口水库区这一国家水土流失重点治理区域为研究地点,对该地的土壤可蚀性特征进行了研究。在研究区不同土地覆盖类型里采取表层(20cm)土壤样品,室内分析样品土壤的质地和有机质含量,利用EPIC模型及实验室... 详细信息

选定南水北调中线工程水源地丹江口水库区这一国家水土流失重点治理区域为研究地点,对该地的土壤可蚀性特征进行了研究。在研究区不同土地覆盖类型里采取表层(20cm)土壤样品,室内分析样品土壤的质地和有机质含量,利用EPIC模型及实验室分析的土壤质地和有机质数据计算样品土壤可蚀性K值。在ARCGIS里,利用Ordinary Kriging插值方法生成研究区K值分布图。然后按一定标准将K值进行分级,得出不同K等级值的空间分布及面积。结果表明:研究区K的均值为0.034 8(t·hm2·h)/(hm2·mJ·mm),主要为中可蚀性土壤(面积占91.71%)。东部(主要是耕地)土壤K值高于西部(主要是林地),是侵蚀治理的重点地区。研究结果可为库区水土流失定量遥感监测提供基础资料,对库区的土壤侵蚀治理有一定的参考作用。

关键词：土壤可蚀性丹江口水库南水北调(中线)

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复种牧草对耕地生产效能影响研究

甘肃农业科技 2005年第10期36卷 38-39页

作者：石见发甘肃省白银市畜牧兽医技术服务中心甘肃白银730900

夏收后耕地复种牧草对耕地生产效能影响研究的结果表明,复种箭竹舌豌豆和毛苕子可多生产青绿饲料24 382.5、23 787.0 kg/hm2,提高土壤有机质2.6、3.5 g/kg,提高土壤速效氮7.1、6.2 m g/kg,增加后作产量15.6%、16.3%,增收2 869.74、2 805... 详细信息

夏收后耕地复种牧草对耕地生产效能影响研究的结果表明,复种箭竹舌豌豆和毛苕子可多生产青绿饲料24 382.5、23 787.0 kg/hm2,提高土壤有机质2.6、3.5 g/kg,提高土壤速效氮7.1、6.2 m g/kg,增加后作产量15.6%、16.3%,增收2 869.74、2 805.57元/hm2,能够显著的提高耕地生产效能。

关键词：复种牧草生产效能耕地试验研究