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添加葡萄糖、乙酸、草酸对红壤旱地土壤氮素矿化及反硝化的影响

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环境科学学报 2017年第12期37卷 4740-4746页

作者：徐鹏邬磊胡金丽蒋梦蝶赵劲松胡荣桂华中农业大学资源与环境学院武汉430070 华中农业大学环境生态中心武汉430070

为进一步理解红壤旱地土壤中碳源与土壤氮养分之间的耦合作用机制,以华中地区典型红壤旱地土壤为研究对象,运用静态培养法,设置室内培养试验,研究了添加葡萄糖、乙酸、草酸3种碳源对红壤旱地土壤中氮素矿化及反硝化的影响.结果表明,在2... 详细信息

为进一步理解红壤旱地土壤中碳源与土壤氮养分之间的耦合作用机制,以华中地区典型红壤旱地土壤为研究对象,运用静态培养法,设置室内培养试验,研究了添加葡萄糖、乙酸、草酸3种碳源对红壤旱地土壤中氮素矿化及反硝化的影响.结果表明,在25℃好氧培养下,不同碳源的添加对土壤氮素转化的影响具有较大差异.具体表现为:与对照处理(CK)相比,添加葡萄糖在整个培养期间内显著地促进了土壤可溶性有机氮(DON)含量的减少(p土壤氮素矿化和反硝化的关键因素.

关键词：红壤旱地土碳源氮素矿化反硝化

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两种典型旱地土壤对减氮增效调控措施的响应

两种典型旱地土壤对减氮增效调控措施的响应

作者：吴传发河南农业大学

学位级别：硕士

氮是一切生命的必需元素,氮是作物叶绿素的关键组成元素,氮的缺失会导致产量降低。氮肥过量应用所导致的环境问题和氮素利用率低下等问题一直是农业生产过程中主要矛盾。化肥的过度施用所造成的环境污染和破坏迫切的需要我们采取一些调... 详细信息

氮是一切生命的必需元素,氮是作物叶绿素的关键组成元素,氮的缺失会导致产量降低。氮肥过量应用所导致的环境问题和氮素利用率低下等问题一直是农业生产过程中主要矛盾。化肥的过度施用所造成的环境污染和破坏迫切的需要我们采取一些调控措施,在保证作物产量的同时,减少化肥尤其是氮肥的使用。在农业生产过程中,陆续研究出很多改良土壤环境,提高土壤肥力的增效措施。前人研究发现生物炭、秸秆还田、硝化抑制剂的添加以及叶面菌肥的喷施等调控措施在改善土壤性质,增产增肥方面起到积极的作用。同时有大量的研究围绕着氮素调控进行,但大多数研究只是围绕土壤中氮循环或者碳循环的某一部分或者某一点探究,对于氮素调控对于旱地土壤环境的碳氮循环及其相关功能活性,尤其是在根际方面的影响的认识尚有欠缺。本研究以两种典型旱作土壤:云南曲靖的酸性红壤和河南许昌弱碱性潮土为依托,在两地设置不同的减氮增效调控措施进行野外定位试验(2016年夏玉米播种开始),研究麦玉轮作体系“根际-非根际”土壤碳氮循环的功能活性对氮素调控的响应,探究在旱地土壤中不同减氮增效调控措施对土壤碳氮循环功能活性的影响及田间调控措施在减氮条件下的增益效果及机理,为优化农田土壤施肥管理,提高氮素利用效率及减少环境污染提供科学依据。通过野外样品采集与室内分析相结合的手段对根际与非根际土壤理化性质,土壤碳氮循环关键酶以及作物产量和氮素利用率进行测定分析。本研究所测得实验结果表明:(1)分别对不同调控措施下麦季和玉米季土壤理化性质以及作物产量和氮肥利用率进行分析,固氮菌剂的喷施促进了旱地农田土壤DON的积累;硝化抑制剂和生物炭的应用促进了土壤NH4+-N积累,秸秆还田与生物炭配施促进了土壤NO3--N积累;其次减氮增效措施均能达到稳产增产,促进作物对氮素吸收利用的效果,其中生物炭应用效果最佳。(2)利用土壤氮循环关键酶活性来表征氮素转化过程中氮循环相关微生物的功能特征结果表明:适量减氮有利于土壤固氮酶活性的增加,其中固氮菌剂喷施效果最为显著。硝化抑制剂的应用在潮土中发挥了抑制氨氧化潜势的作用,可能通过对硝化过程的抑制减小潮土中氮素以硝态氮损失的风险。在减氮条件下,秸秆还田和生物炭的应用促进了旱地土壤反硝化酶活性,可能增加旱地农田土壤N2O排放的风险;其中秸秆还田对土壤反硝化酶活性的增益作用主要表现在玉米季,生物炭的应用体现在麦季时期。根际土壤固氮酶活性和反硝化酶活性高于非根际土壤,根际土壤氨氧化潜势低于非根际土壤。(3)土壤碳循环相关碳水化合物分解酶活性测定是采用微孔板荧光法,数据分析结果表明:固氮菌喷施抑制潮土土壤基础呼吸,对红壤没有显著影响;生物炭应用促进了潮土麦季非根际土壤碳循环相关酶活性,秸秆还田保持了红壤较高的酶活性。根际土壤基础呼吸与碳循环相关酶活性一般高于非根际土壤。

关键词：旱地土根际土非根际土减氮调控措施土壤酶活性

基于生物有效性的农田土壤磷素组分特征及其影响因素分析

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环境科学 2017年第4期38卷 1606-1612页

作者：蔡观胡亚军王婷婷袁红朝王久荣李巧云葛体达吴金水湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 中国科学院亚热带农业生态研究所公共技术服务中心长沙410125 中国科学院亚热带农业生态研究所农业生态系统过程重点实验室长沙410125

适宜的磷素分级方法是研究磷素组分特征与评价其有效性的关键.以磷素的化学与生物活化特点,采用改进的生物有效性的磷素分级方法,应用其研究不同土地利用方式下旱地土与水田土中磷素组分与有效磷(Olsen-P)的关系,并分析环境因子对磷组... 详细信息

适宜的磷素分级方法是研究磷素组分特征与评价其有效性的关键.以磷素的化学与生物活化特点,采用改进的生物有效性的磷素分级方法,应用其研究不同土地利用方式下旱地土与水田土中磷素组分与有效磷(Olsen-P)的关系,并分析环境因子对磷组分的影响.磷素分级方法将磷素分为4个组分:(1)自由扩散或根际截留的磷(CaCl_2-P);(2)有机酸活化和无机弱结合磷(Citrate-P);(3)系列酶矿化的有机磷(Enzyme-P);(4)潜在活化的无机磷库(HCl-P).结果表明,旱地土及水田土4种磷素组分含量均表现为:HCl-P>Citrate-P>Enzyme-P>CaCl_2-P,且旱地土各磷组分均显著高于水田土.Olsen-P与各磷素组分均呈显著正相关,表明各磷素组分对有效磷都有贡献.具体表现为:在旱地土中,Olsen-P与CaCl_2-P和Enzyme-P相关性较高(R^2=0.359;R^2=0.386);在水田土中,Olsen-P与Citrate-P相关性较高(R^2=0.788),说明旱地土中有效磷主要来自土壤自由扩散的无机磷和易矿化的有机磷部分,而水田土中有效磷主要来自弱酸活化的无机磷.冗余分析结果表明,磷素组分主要受土壤pH和黏粒含量的影响,指示在农业生产活动中,可通过调节土壤pH值,提高土壤有效磷含量.

关键词：磷素分级生物有效性环境因子旱地土水田土

二氯喹啉酸及其代谢物残留的QuEChERS-UHPLC/MS/MS分析及其室内消解动态研究

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生态毒理学报 2022年第4期17卷 395-404页

作者：范金平张盈魏进罗世霞段婷婷贵州省农业科学院植物保护研究所贵阳550092 贵州师范大学化学与材料科学学院贵阳550025

建立二氯喹啉酸及其代谢物二氯喹啉酸甲酯残留的QuEChERS-UHPLC-MS/MS(ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry)分析方法,并研究室内培养条件下二氯喹啉酸的消解动态。样品经1%乙酸乙腈提取,C18净化剂净化,... 详细信息

建立二氯喹啉酸及其代谢物二氯喹啉酸甲酯残留的QuEChERS-UHPLC-MS/MS(ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry)分析方法,并研究室内培养条件下二氯喹啉酸的消解动态。样品经1%乙酸乙腈提取,C18净化剂净化,C18色谱柱分离,电喷雾离子源(ESI^(+)),多反应监测(MRM)模式下分析。结果表明,二氯喹啉酸及其代谢物溶剂标准曲线和基质标准曲线在1.5~1500 ng·mL^(-1)范围内线性良好,回归分析可决系数(R^(2))为0.9993~1.0000。在0.001、0.03、0.3和3.0 mg·kg^(-1)添加浓度下,二氯喹啉酸及二氯喹啉酸甲酯的平均添加回收率为78.20%~110.58%,相对标准偏差为1.43%~8.98%。二氯喹啉酸及其代谢物二氯喹啉酸甲酯测定方法的定量限为0.001 mg·kg^(-1);在温度25℃、60%湿度的室内条件下,初始加入量为0.3 mg·kg^(-1)时旱地土二氯喹啉酸的半衰期为256.9 d,水稻土的半衰期为96.9 d;初始加入量为3.0 mg·kg^(-1)时旱地土的半衰期为702.8 d,水稻土的半衰期为113.2 d。水稻土中60 d后才有二氯喹啉酸甲酯生成,旱地土中7 d后就有二氯喹啉酸甲酯生成。该方法简单、灵敏、准确、快速,能满足检测二氯喹啉酸及其代谢物在土壤中残留的要求。明确二氯喹啉酸的降解情况为二氯喹啉酸的生态风险评价和二氯喹啉酸的合理使用提供科学依据。

关键词：二氯喹啉酸二氯喹啉酸甲酯旱地土水稻土 QuEChERS 超高效液相色谱-串联质谱法

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添加稻草和选择性抑制剂的红壤旱地和稻田可培养微生物的变化

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农业现代化研究 2011年第2期32卷 248-252页

作者：张洪霞肖和艾谭周进杨喜爱盛荣葛体达黄道友湖南农业大学生物安全科技学院湖南长沙410128 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湖南长沙410125 湖南中医药大学湖南长沙410208 中国农业科学院麻类研究所湖南长沙410205

本文探讨了添加稻草和选择性抑制剂下红壤旱地和淹水稻田土壤细菌和真菌数量的动态变化。结果表明,培养期间,旱地土壤中添加稻草（Str）处理细菌和真菌数量比对照（CK）分别增加271.4%~518.8%和2900%~3608%;添加稻草＋放线菌酮（Str＋A... 详细信息

本文探讨了添加稻草和选择性抑制剂下红壤旱地和淹水稻田土壤细菌和真菌数量的动态变化。结果表明,培养期间,旱地土壤中添加稻草（Str）处理细菌和真菌数量比对照（CK）分别增加271.4%~518.8%和2900%~3608%;添加稻草＋放线菌酮（Str＋Ac）处理土壤细菌数量比Str处理增加34.1%~81.4%;添加稻草＋四环素＋链霉素（Str＋Sm＋Tc）处理土壤细菌数量比St r处理下降14.3%~43.5%,而真菌增加17.1%~37.6%。淹水稻田土壤中,St r处理土壤细菌数量比CK增加115.3%~362.2%,而真菌数量下降5.8%~27.8%;Str＋Ac处理土壤细菌和真菌数量与Str处理基本相同;Str＋Sm＋Tc处理土壤细菌数量比Str处理下降39.0%~76.2%。旱地土壤中添加稻草使细菌与真菌（B/F）比率显著下降,而淹水稻田土壤中添加稻草使B/F比率明显升高。阐明旱土中添加稻草后细菌和真菌均参与其分解和转化,而真菌作用占主要,淹水稻田土壤中添加稻草的分解和转化主要为细菌。土壤水分对添加稻草土壤微生物群落变化有较大影响。

关键词：红壤旱地土淹水稻田土稻草选择性抑制剂细菌真菌

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火山灰石砾含量对烤烟苗期生长的影响

南方农业学报 2014年第4期45卷 570-574页

作者：罗映虹周冀衡李永平李强李得瑞肖志新张发明胡志明湖南农业大学烟草研究院长沙410128 云南烟草科学研究院农业研究所云南玉溪653100 云南省烟草公司文山州公司砚山县分公司云南砚山663100 云南省烟草公司保山市分公司云南保山678000

[目的]研究水田土和旱地土添加火山灰石砾比例对烟草农艺性状和生理指标的影响,为植烟土壤的改良提供参考.[方法]以盆栽烤烟云87为材料,分析不同环境条件下纯旱地土、纯水田土及与10％、20％、30％的火山灰石砾混合、纯火山灰土等9个处... 详细信息

[目的]研究水田土和旱地土添加火山灰石砾比例对烟草农艺性状和生理指标的影响,为植烟土壤的改良提供参考.[方法]以盆栽烤烟云87为材料,分析不同环境条件下纯旱地土、纯水田土及与10％、20％、30％的火山灰石砾混合、纯火山灰土等9个处理对移栽后苗期烤烟农艺性状和生理指标的影响.[结果]相对于其他处理,纯火山灰土处理的烟株苗期长势较好;纯水田土和纯旱地土处理的烤烟苗期长势相对优于添加火山灰石砾处理.在一定时期内,随着火山灰石砾比例的增加,水田土添加火山灰石砾处理的烟株株高、茎围、最大叶面积均有提升,旱地土添加火山灰石砾处理的烟株株高、茎围、最大叶面积呈增加趋势.在移栽后15～36 d,随着水田土添加火山灰石砾比例的增加,大田盆栽烤烟根系活力、NR活性显著降低,但叶绿素a与叶绿素b变化不明显.[结论]纯火山灰更有利于烤烟前期生长,水田土较旱地土利于烤烟前期生长;随着时间的延长,不同土壤类型添加不同比例火山灰石砾对烟株生长的影响逐渐变弱.

关键词：火山灰火山灰石砾水田土旱地土烤烟农艺性状生理指标

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厨余堆肥对土壤典型肥力指标的影响初探

广东农业科学 2013年第16期40卷 69-72页

作者：袁涛吴继军高云超官利兰郭玉婷程根张新明华南农业大学资源环境学院广东广州510642 广东省农科院蚕业与农产品加工研究所广东广州510610 广州市农业生产资料公司广东广州510180

采用室内土壤培育实验,以菜园土、水稻土和旱地土为供试土壤,旨在探讨厨余堆肥对土壤典型肥力指标的影响。结果表明:不同类型的土壤对厨余堆肥的pH反应存在一定差异;整个培育过程中,厨余堆肥处理的土壤碱解氮含量增加。经计算得出,菜园... 详细信息

采用室内土壤培育实验,以菜园土、水稻土和旱地土为供试土壤,旨在探讨厨余堆肥对土壤典型肥力指标的影响。结果表明:不同类型的土壤对厨余堆肥的pH反应存在一定差异;整个培育过程中,厨余堆肥处理的土壤碱解氮含量增加。经计算得出,菜园土、水稻土和旱地土中厨余堆肥的有效氮释放当量分别为0.646、0.546和0.475。此外,在供试条件下厨余堆肥显著提高了土壤水溶性钠含量,这可能会对土壤理化性状具有潜在危害,需进一步研究。

关键词：厨余堆肥土壤肥力指标菜园土水稻土旱地土

水旱土壤中氮肥形态变化规律及对烤烟产质影响研究

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水旱土壤中氮肥形态变化规律及对烤烟产质影响研究

作者：唐伟杰湖南农业大学

学位级别：硕士

2007-2008年,以K326为供试品种,在湖南农业大学烟草工程技术研究中心试验基地和湖南农业大学中南烟草站试验场进行不同形态氮肥在水田和旱地土壤中的变化规律及对烤烟生长和品质的影响研究。通过对土壤中NO-N与NH-N转化特征,烤烟生长与... 详细信息

2007-2008年,以K326为供试品种,在湖南农业大学烟草工程技术研究中心试验基地和湖南农业大学中南烟草站试验场进行不同形态氮肥在水田和旱地土壤中的变化规律及对烤烟生长和品质的影响研究。通过对土壤中NO-N与NH-N转化特征,烤烟生长与产量,氮、钾养分吸收以及烟碱等方面的研究,探讨不同形态氮肥在水田和旱地土壤上对优质烤烟生产的影响,试验结果如下：施氮均能显著提高水稻土和旱地土中NO-N与NH-N含量,但随烤烟生育期进程的推进,土壤中NO-N与NH-N含量呈下降趋势,且在烤烟移栽后25-50d的下降幅度最大。不同土壤类型间,旱地土中NO-N含量较高而水稻土中NH4+-N含量较高。旱地土烤烟产量高于水稻土,而总氮含量低于水稻土。两种土壤类型中,单施NH-N和单施尿素的烤烟各器官的总氮含量高于单施NO-N和NO-N与NH-N等量配施的烤烟。水稻土烤烟各器官的钾含量均高于旱地土,两种土壤中均以单施硝态氮的烤烟钾积累量最高。烤烟烟叶的NR活性先增后降,以移栽后50d为最高,水稻土烤烟的NR活性高于旱地土,但不同形态氮肥对NR活性的影响在不同土壤中表现不一样,水稻土上NH-N与NO-N等量配施和100%NO-N处理高于100%NH-N和100%尿素处理,旱地土上100%NON和NH-N与NO-N等量配施处理高于100%NH-N和100%尿素处理。两种土壤类型中,烤烟各器官的烟碱含量均为100%NH-N和100%尿素处理高于100%NO-N和NH-N与NO-N等量配施处理。在两种土壤类型下,施氮能显著提高烟叶的烟碱、总糖和还原性糖的含量,而对磷、氯和硫含量的影响不显著。水稻土烤烟烟叶的烟碱和氯含量较高,而旱地土总糖、还原性糖、磷和硫含量较高。水稻土上,100%NH-N和100%尿素处理的烟碱、总糖、还原糖、全磷、氯含量高于100%NO-N和NH-N与NO-N等量配施处理;旱地土上,随着硝态氮比例的增加,烤烟烟碱、总糖、还原性糖、磷、氯、硫含量均降低。

关键词：烤烟氮肥形态水稻土旱地土生长品质

施加作物秸秆对棕红壤几种温室气体排放的影响

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施加作物秸秆对棕红壤几种温室气体排放的影响

作者：刘田华中农业大学

学位级别：硕士

秸秆还田既是增加土壤肥效、提高土壤有机质的重要措施,也是增加土壤碳汇的重要途径。作物秸秆在施入土壤后会刺激微生物活动,在降解过程中为土壤提供有机碳和其他营养物质,改变了土壤碳氮循环过程,并对土壤温室气体排放和温室效应产生... 详细信息

秸秆还田既是增加土壤肥效、提高土壤有机质的重要措施,也是增加土壤碳汇的重要途径。作物秸秆在施入土壤后会刺激微生物活动,在降解过程中为土壤提供有机碳和其他营养物质,改变了土壤碳氮循环过程,并对土壤温室气体排放和温室效应产生影响。作物秸秆还田过程中,作物秸秆的种类、配施无机氮肥的类型和水平、水分条件、土壤类型等都是重要的影响因素。本研究选取鄂南地区红棕壤的旱地土和水稻土,研究了在旱地土中不同作物秸秆配施不同水平无机氮肥对温室气体排放的影响,以及在水稻土中施加水稻秸秆和控制不同水分条件对温室气体排放的影响。主要研究结果如下：(1)作物秸秆还田能够促进旱地土CO2排放,排放量多少与所施加的秸秆C量成正比。施加油菜饼、玉米秸秆和水稻秸秆时,配施无机氮肥并不能引起CO2排放的进一步提升;然而施加高C/N比的小麦秸秆时,配施氮肥则能显著提高C02排放。(2)旱地土对CH4有弱的吸收作用,施加作物秸秆和氮肥,对该作用无明显影响。(3)C/N比最低的油菜饼施入旱地土壤后对N2O有显著的增排作用,配施一定量无机氮肥后这种促进作用能得到进一步加强。不论配施氮肥与否,C/N比较高的水稻秸秆和玉米秸秆的施入土壤后对N2O均排放无明显影响。(4)向旱地土中投入很低C/N比的作物秸秆并配无机氮肥,会造成温室气体(CO2+N2O)的大量排放;而C/N比太高的作物秸秆又不易降解,建议选用C/N比在40左右的作物秸秆,无机氮肥的配施能促进其降解以提高土壤肥效,相对而言又不会引起大量温室气体的排放。(5)向水稻土中施加一定无机氮肥后再进行水稻秸秆施加或者淹水处理,前者会引起大量CO2和少量N20的排放,后者则会引起大量N2O的排放;而若同时实施秸秆处理和淹水条件两项措施,虽然抑制了N20的排放,甚至还有一定的吸收作用,但是却促进了秸秆在厌氧条件下的持续矿化,导致C02和CH4的大量排放。(6)向水稻土中施加一定无机氮肥后,秸秆添加或淹水处理增排的温室气体导致增温潜能(GWP)升高,前者的GWP值为6684.84mg CO2-eqv·kg-1,99%以上来源于增排的C02后者的GWP值为5978.37mg CO2-eqv·kg-1, N2O的贡献达50%以上。同时实施以上两项措施时的GWP值为19823.30mg CO2-eqv·kg-1,是单独实施其中一项的3倍左右,其中CH4的贡献达20%以上。在实际生产中对稻田进行管理时,建议在稻谷收割后的排干期进行秸秆还田,使作物秸秆在好氧条件被降解,而后再进行下一期的淹水处理、施加氮肥等、水稻种植等,这样可以一定程度上平衡秸秆的有效利用和对温室效应的贡献。

关键词：秸秆还田温室气体 CO2 N2O CH4 旱地土水稻土