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放牧干扰下荒漠草原植物功能群数量特征与输沙量的关系

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水土保持通报 2024年第1期44卷 29-39页

作者：郭振宁孙世贤张焱郭月峰祁伟才旦中国农业科学院草原研究所内蒙古呼和浩特010010 内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010011 包头市林业和草原工作站内蒙古包头014030 内蒙古水利事业发展中心水土保持部内蒙古呼和浩特010020 长江源园区国家公园曲麻莱管理处生态保护站青海玉树815500

[目的]分析放牧干扰下草地群落及功能群数量特征变化与草地土壤风蚀间的关系,阐明草地不同功能群对草地侵蚀过程的影响,为荒漠草原合理放牧利用及保护提供理论依据。[方法]以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,采取完全随机试验设计设... 详细信息

[目的]分析放牧干扰下草地群落及功能群数量特征变化与草地土壤风蚀间的关系,阐明草地不同功能群对草地侵蚀过程的影响,为荒漠草原合理放牧利用及保护提供理论依据。[方法]以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,采取完全随机试验设计设置对照、中度和重度3个不同的放牧处理,对不同处理下的草地输沙量和功能群特征进行研究。[结果]①随放牧强度增加,各功能群内物种高度、盖度和地上生物量基本呈下降态势。适当放牧能显著提高Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数。②各放牧处理间的草地输沙量差异显著,不同输沙高度处的草地输沙量变化规律均为HG>MG>ck,同一放牧处理下,随输沙高度上升输沙率显著降低。③各功能群高度、盖度与输沙量均存在指数负相关关系,其中多年生禾草和多年生杂类草的高度变化对输沙量的影响更显著。各功能群的地上生物量与输沙量存在负相关指数关系,其中多年生禾草的生物量与输沙量的拟合程度最高。[结论]过度放牧会显著影响功能群特征并降低草地的防风固沙能力,建议放牧强度控制在中度及以下。

关键词：荒漠草原输沙量功能群防风固沙

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残留地膜对粉壤土水盐氮运移与再分布的影响

排灌机械工程学报 2024年第2期42卷 170-178页

作者：于永刚孙池涛程金杰刘月岩吕鹏超张明明山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018 农业农村部农膜应用重点实验室山东泰安271018 山东省农业生态与资源保护总站山东济南250131 威海市农业农村事务服务中心山东威海264200

为探究残留地膜(以下简称“残膜”)对土壤水盐氮运移与再分布的影响,设置了不同残膜含量(0,100,200,400 kg/hm2)室内一维垂直土柱入渗-蒸发试验,测定了水分再分布过程中土壤湿润锋和各土层土壤质量含水率、电导率、硝态氮及铵态氮等指标... 详细信息

为探究残留地膜(以下简称“残膜”)对土壤水盐氮运移与再分布的影响,设置了不同残膜含量(0,100,200,400 kg/hm2)室内一维垂直土柱入渗-蒸发试验,测定了水分再分布过程中土壤湿润锋和各土层土壤质量含水率、电导率、硝态氮及铵态氮等指标.结果表明:残膜改变了土壤的入渗性能,当土壤中残膜量低于200 kg/hm2时,土壤湿润锋运移距离与累积入渗量均有增加;当残膜量高于400 kg/hm2时,土壤湿润锋运移距离与累积入渗量比处理ck分别减少3.59%和4.07%;随残膜含量增加,水分对盐分的淋洗效果降低,对氮肥的淋洗效果增加;残膜阻碍了盐分与硝态氮的向上运移,对铵态氮向上运移随铵态氮质量比减小由阻碍作用转变为促进作用;当残膜量高于400 kg/hm2时,土壤水分与盐分CV值比处理ck分别增加10.15%和6.51%;随残膜含量增加,硝态氮质量比CV值显著减小,不同处理土壤相同土层铵态氮质量比CV值差异较大,土壤剖面内铵态氮的变异程度无明显差异;蒸发结束时,残膜对水分蒸发的促进作用随残膜含量增加转变为阻碍作用.该研究可探明残膜污染土壤水盐氮运移与再分布规律,为含残膜农田制定合理的灌溉制度提供理论依据.

关键词：残膜入渗蒸发水盐氮再分布变异系数

岩土高效溶蚀菌株Bt NL-11发酵条件优化及应用效果分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 71-80页

作者：王凌剑贾赵辉张金池唐兴港孙昕孟苗婧刘鑫南京林业大学水土保持学院、林草学院江苏省水土保持与生态修复重点实验室江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】为科学治理废弃矿山边坡,探究土壤细菌永久绿化法在生态修复中的应用与推广,对分离筛选出的高效溶蚀菌株进行发酵条件优化及应用效果分析。【方法】从南京幕府山风化岩壁土壤中分离出多种溶蚀微生物,并从中挑选出1种表现突出的... 详细信息

【目的】为科学治理废弃矿山边坡,探究土壤细菌永久绿化法在生态修复中的应用与推广,对分离筛选出的高效溶蚀菌株进行发酵条件优化及应用效果分析。【方法】从南京幕府山风化岩壁土壤中分离出多种溶蚀微生物,并从中挑选出1种表现突出的溶蚀细菌菌株NL-11[经16S rRNA鉴定为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)]进行发酵条件优化,利用盆栽试验观测其应用效果。首先利用单因素和Plackett Burman(PB)试验筛选出影响菌株生长的3个主要因素,即装液量、培养温度和时间;在此基础上使用最陡爬坡路径逼近最大响应区域;再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析;最后通过比较预测值与实测值验证模型可靠性。利用优化结果制备菌液,将制备好的菌液调节为低(10 cfu/mL)、中(1×10^(5)cfu/mL)和高(1×10^(9)cfu/mL)3种菌液浓度拌入基质(分别为T1、T2、T3处理)进行盆栽试验,设置不加菌液的处理为空白对照(ck),研究不同浓度菌液对矿物风化、植物和根系生长的促进作用。【结果】模型准确可靠,菌株NL-11的最佳发酵培养条件为:装液量19.51 mL,接种量2%(体积分数),初始pH 7.0,培养温度30.30℃,培养时间22.07 h,在此优化条件下发酵液中活菌数达到1.47×10^(10)cfu/mL,是未优化前的2.03倍。盆栽试验结果表明,菌株NL-11能够促进矿物风化,以高浓度菌液效果最显著;NL-11能够促进矿质养分溶解,以高浓度菌液效果最显著;NL-11能够促进植物及根系生长,以中浓度效果最显著。【结论】通过优化试验显著提高了菌株NL-11的发酵活菌产量,为菌株在边坡治理中的应用提供技术支持,综合评价菌株的应用效果并考虑生产成本等因素,喷播实践中的合适菌液浓度为1×10^(5)cfu/mL。

关键词：生态修复苏云金芽孢杆菌发酵条件优化 Box-Behnken设计

凋落物添加对蒿类荒漠草地土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的影响

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草地学报 2024年第2期32卷 462-469页

作者：周磊孙宗玖聂婷婷于冰洁郑丽周晨烨新疆农业大学草业学院新疆乌鲁木齐830052 新疆草地资源与生态自治区重点实验室新疆乌鲁木齐830052 西部干旱区草地资源与生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830052

为探究凋落物添加对土壤养分及化学计量比的影响,本研究采用梅森瓶室外培养法,探求凋落物添加种类及添加量对蒿类荒漠草地0~10 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及其化学计量比的影响,发现茎叶混合促进了凋落物分解,但同一添加物... 详细信息

为探究凋落物添加对土壤养分及化学计量比的影响,本研究采用梅森瓶室外培养法,探求凋落物添加种类及添加量对蒿类荒漠草地0~10 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及其化学计量比的影响,发现茎叶混合促进了凋落物分解,但同一添加物各添加量间分解速率无显著差异。添加5 g和7.5 g叶后土壤SOC较对照分别增加10.4%,15.2%(Pck增加11.9%~18.4%(Pck依次增加9.8%,14.4%,7.2%(P<0.05)。凋落物添加后土壤C∶N,C∶P,N∶P分别为2.46~3.63,12.40~16.17,3.47~5.60,且SOC与C∶P、TN与N∶P均呈正相关,而TN与C∶N除添加叶外均呈显著负相关。因此,凋落物分解有利于蒿类荒漠土壤养分的恢复,尤其是叶凋落物的分解是其土壤碳氮短期补充的重要来源。

关键词：凋落物残留率土壤碳氮磷化学计量比蒿类荒漠草地

双季稻双直播模式不同早稻秸秆还田方式下氮肥运筹对晚稻生长发育和土壤理化性质的影响

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作物杂志 2024年第3期 100-108页

作者：江敏何爱斌孙会娟满建国聂立孝襄阳市农业科学院湖北襄阳441057 海南大学热带作物学院海南海口570228 华中农业大学植物科学与技术学院/长江中游作物生理生态与耕作农业农村部重点实验室湖北武汉430070

在150 kg/hm^(2)施氮水平下以2种晚稻施氮比例[N_(1)(基肥:分蘖肥:穗肥=1:1:1)和N_(2)(基肥:分蘖肥:穗肥=2:1:1)]为主区,以5种不同秸秆还田方式[早稻秸秆直接还田(SR)、秸秆还田+石灰(SR+L)、秸秆还田+腐熟剂(SR+S)和秸秆还田+石灰+腐熟... 详细信息

在150 kg/hm^(2)施氮水平下以2种晚稻施氮比例[N_(1)(基肥:分蘖肥:穗肥=1:1:1)和N_(2)(基肥:分蘖肥:穗肥=2:1:1)]为主区,以5种不同秸秆还田方式[早稻秸秆直接还田(SR)、秸秆还田+石灰(SR+L)、秸秆还田+腐熟剂(SR+S)和秸秆还田+石灰+腐熟剂(SR+L+S)以及秸秆不还田(ck)]为副区,探究双季稻双直播模式中不同早稻秸秆还田方式下氮肥运筹对晚稻生长发育和土壤理化性质的影响。结果表明,与ck处理相比,SR处理降低了晚稻幼苗质量和土壤pH,而SR+L处理可以加快秸秆腐解速率,增加晚稻土壤速效钾含量;同时,增加晚稻基肥氮施用比例(N_(2))提高了晚稻出苗率和幼苗素质,缓解了短期秸秆还田带来的不利影响;此外,SR+L处理和N_(2)协同提高了晚稻土壤pH。因此,秸秆还田配施石灰和增加基肥氮施用比例协同增加晚稻产量,增幅达8.4%。生产上双季稻双直播早稻秸秆还田后,可通过施用石灰和增加晚稻基肥用量来降低秸秆还田的不利影响,提升晚稻产量。

关键词：双季稻双直播秸秆还田氮肥运筹石灰秸秆腐熟剂

镁基生物质炭对污染底泥的氮磷持留及铜的稳定化

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环境科学与技术 2024年第3期47卷 146-153页

作者：胡宗泉余冰星王海玲孙玉桢冯长江南京工业大学环境科学与工程学院江苏南京211816

为研究生物质炭材料对河道底泥中氮磷持留的影响与铜的稳定化效果,作者以水葫芦作为原材料,采用一步浸渍-焙烧法优化制备镁基生物质炭(MgO@BC),并将其作为稳定化材料,按比例0%(ck)、0.1%、1%、2%添加到污染底泥中。通过稳定化试验,研究M... 详细信息

为研究生物质炭材料对河道底泥中氮磷持留的影响与铜的稳定化效果,作者以水葫芦作为原材料,采用一步浸渍-焙烧法优化制备镁基生物质炭(MgO@BC),并将其作为稳定化材料,按比例0%(ck)、0.1%、1%、2%添加到污染底泥中。通过稳定化试验,研究MgO@BC对污染底泥理化性质、氮磷持留效果、铜浸出毒性(TCLP)与形态分布的影响。结果表明:稳定化处理75 d后,底泥的pH、电导率(EC)、有机质(SOM)有所提高;阳离子交换量(CEC)稍有降低;相较ck组,添加镁基生物质炭对河道底泥中的有效磷有了明显的持留效果,并且将底泥中的氨氮含量降低到了合适的范围;1%、2%的MgO@BC添加量可将TCLP提取态Cu含量分别降低9.54%、26.98%,铜的稳定形态(F3+F4)的比例稍有增加。表明MgO@BC可作为一种良好的重金属稳定化材料应用于河道底泥的修复领域。

关键词：镁基生物炭污染河道底泥有效磷铜稳定化

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荫蔽对大豆叶片角度及光合特性的影响

四川农业大学学报 2024年第4期42卷 744-751页

作者：谢雨霏曾维英雷怡吴哲孙祖东杨峰四川农业大学农学院/作物带状复合种植工程技术研究中心成都611130 广西壮族自治区农业科学院经济作物研究所南宁530007

【目的】叶片角度直接影响光能的利用,探究荫蔽对大豆叶片角度和光合特性的影响,为揭示荫蔽下叶片如何提高光截获能力、光合效率提供理论支撑。【方法】以耐荫性南夏豆25(ND25)和不耐荫性自贡冬豆(GD)这2个大豆品种为研究对象,设置正常... 详细信息

【目的】叶片角度直接影响光能的利用,探究荫蔽对大豆叶片角度和光合特性的影响,为揭示荫蔽下叶片如何提高光截获能力、光合效率提供理论支撑。【方法】以耐荫性南夏豆25(ND25)和不耐荫性自贡冬豆(GD)这2个大豆品种为研究对象,设置正常光[600μmol/(m^(2)·s),ck]处理和弱光[300μmol/(m^(2)·s),L] 2个处理,探究植株形态、叶倾角动态变化、叶枕结构以及光合荧光特征等对荫蔽的响应。【结果】与ck相比,L处理下ND25和GD的株高、叶柄长显著增加,日平均叶倾角分别降低337.26%和478.83%。ND25在ck处理与L处理下叶倾角极差分别为49.46°和56.96°;GD分别为33.16°和73.37°。耐荫性ND25在L处理下皮层占叶枕比例和屈肌细胞层数与ck相比分别增加1.12%和15.38%,不耐荫性GD不具有该显著性变化。与ck相比,L处理下ND25和GD的蒸腾速率、叶绿素a含量、叶绿素b含量增加,净光合速率、胞间CO_(2)浓度降低,类胡萝卜素含量分别增加481.25%和降低58.97%。L处理下ND25和GD的光化学猝灭系数与ck相比降低,最大光化学量子产量增加。ND25的PSⅡ有效光化学量子产量、非光化学猝灭系数降低,而GD增加。【结论】荫蔽环境下,大豆叶倾角变化范围增大,日平均叶倾角降低。耐荫性大豆皮层占叶枕比例及屈肌细胞层数的增加有利于叶枕调控叶片角度与入射光趋于垂直以增加光能截获。

关键词：荫蔽大豆叶片角度光合特性叶枕

不同质地土壤施用控释氮肥对小白菜生长发育的影响

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山东农业大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 210-217页

作者：王其选于金晖王巍翰孙玲丽有限公司山东烟台264002

为了探究控释氮肥在不同质地土壤中的安全施用量,以“上海青”小白菜为供试作物,研究在砂土、壤土、粘壤土3种质地土壤上施用不同量控释氮肥对小白菜生长性状、产量的影响。试验设置氮肥空白ck(不施氮肥);普通氮肥处理F1(普通氮肥0.1 g... 详细信息

为了探究控释氮肥在不同质地土壤中的安全施用量,以“上海青”小白菜为供试作物,研究在砂土、壤土、粘壤土3种质地土壤上施用不同量控释氮肥对小白菜生长性状、产量的影响。试验设置氮肥空白ck(不施氮肥);普通氮肥处理F1(普通氮肥0.1 g/kg土)、F2(普通氮肥0.2 g/kg土)、F3(普通氮肥0.4 g/kg土)、F4(普通氮肥0.8 g/kg土);控释氮肥CF1(控释氮肥0.4 g/kg土)、CF2(控释氮肥0.8/kg土)、CF3(控释氮肥1.6 g/kg土)等8个施肥处理。结果表明,与同等施氮量的常规氮肥相比,控释氮肥处理的小白菜发芽成活率大幅度提高。控释氮肥处理下小白菜鲜、干重显著提高,粘壤土下0.8 g/kg的控释氮肥更有利于小白菜生物量的提高和干物质的积累。壤土和砂土下0.4g/kg的控释氮肥更有利于小白菜生物量的提高和干物质的积累。SPAD值、硝态氮含量、植株全氮含量均表现出控释氮肥优于普通氮肥的规律,且在粘壤土和砂土中表现更为明显。总之,较高施肥量下控释氮肥相对不易烧苗,相同适量的施氮量下,控释氮肥更有利于小白菜的生长发育和生物量的积累,具有更高的安全性、经济性和生态性。

关键词：控释氮肥土壤质地小白菜施肥量

长期化肥与不同有机物料配施对土壤微生物生态化学计量特征和群落结构的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第2期30卷 209-220页

作者：程琪毛霞丽孙涛王湘洁马庆旭吴良欢浙江大学环境与资源学院/浙江省农业资源与环境重点实验室浙江杭州310058 安庆市长三角未来产业研究院安徽安庆246000

【目的】研究长期化肥与不同有机物料配施对黄泥田土壤养分含量、土壤微生物生物量化学计量特征以及土壤微生物群落结构的影响,探讨微生物群落结构对养分变化的响应特征及其与微生物生物量化学计量变化的关系。【方法】田间试验开始于2... 详细信息

【目的】研究长期化肥与不同有机物料配施对黄泥田土壤养分含量、土壤微生物生物量化学计量特征以及土壤微生物群落结构的影响,探讨微生物群落结构对养分变化的响应特征及其与微生物生物量化学计量变化的关系。【方法】田间试验开始于2011年,种植制度为单季稻。选取不施肥(ck)、单施化肥(NPK)、化肥配施紫云英(NPKGM)、化肥配施牛粪(NPKCM)和化肥配施水稻秸秆(NPKRS)5个处理。2022年水稻收获后采样,测定土壤有机质(SOM)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)及全氮(TN)、全磷(TP)和有效磷(AP)、无机氮(IN)含量以及微生物生物量碳、氮、磷含量,并计算化学计量比;利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,分析微生物群落结构并计算相应指标。【结果】与NPK处理相比,化肥与紫云英、牛粪、水稻秸秆配施均能提高土壤有机质和养分含量,其中与牛粪配施的提升效果最好,SOM、TN、AP含量分别提高了40.7%、41.6%、108.6%。与ck相比,化肥与不同有机物料配施均显著提高了土壤MBC/MBN,降低了MBC/MBP和MBN/MBP,以配施牛粪处理的MBC/MBP最低。与NPK处理相比,化肥与不同有机物料配施均增加了土壤细菌、真菌、放线菌和总微生物生物量,降低了真菌/细菌(F/B)和革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G^(+)/G^(−))。冗余分析表明,土壤TN(P<0.05)是影响土壤微生物群落的最为关键环境因子,其次是土壤TP(P<0.05)。线性回归分析表明,MBC/MBN与DOC/(DON+IN)呈显著负相关,MBC/MBP与DOC/AP、MBN/MBP与(DON+IN)/AP均呈显著正相关。相关性分析表明,微生物生物量化学计量比的变化可能与F/B、G^(+)/G^(−)的值的变化密切相关,说明真菌与细菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌等优势种群发生变化,可以在一定程度上引起微生物生物量化学计量比的变化。【结论】化肥与紫云英、牛粪、秸秆等有机物料配施,不仅可有效提高黄泥田土壤有机质和养分含量,还可改变土壤微生物生物量化学计量特征和微生物群落,其中与低化学计量比的牛粪配施效果最好。F/B、G^(+)/G^(−)的值与土壤微生物生物量化学计量比有相关关系,这种群落结构的重塑可能是黄泥田中土壤微生物响应底物化学计量比变化的有效策略。

关键词：长期施肥土壤养分有机物料微生物生物量微生物群落生态化学计量学