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长期秸秆还田提升稻麦轮作系统土壤供钾容量和强度

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植物营养与肥料学报 2022年第4期28卷 589-597页

作者：杨雅夏贤格范先鹏夏颖张富林刘冬碧吴茂前张志毅长江大学湖北荆州434000 湖北省农业科学院植保土肥研究所/国家农业环境潜江观测实验站/湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心/农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站/农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室湖北武汉430064

【目的】农作物秸秆中含有丰富的钾素,秸秆还田不仅为植物生长提供钾素,还可以补充农田土壤钾库容。本研究利用动力学模型,评估长期秸秆还田对土壤供钾能力的影响。【方法】基于稻麦轮作制长期秸秆还田定位试验,设置4个处理:秸秆不还田... 详细信息

【目的】农作物秸秆中含有丰富的钾素,秸秆还田不仅为植物生长提供钾素,还可以补充农田土壤钾库容。本研究利用动力学模型,评估长期秸秆还田对土壤供钾能力的影响。【方法】基于稻麦轮作制长期秸秆还田定位试验,设置4个处理:秸秆不还田、不施肥(CK);不施肥、每季秸秆还田量为6000 kg/hm^(2)(RS);施化肥、秸秆不还田(NPK);施化肥、秸秆还田量同RS(NPKS)。采集秸秆还田13年土壤和植株样品,分析植株吸钾量和不同形态土壤钾含量,计算土壤钾素表观平衡。采用连续浸提法测定吸附在黏土矿物不同位置的钾含量。测定四苯硼钠和有机酸法模拟条件下钾素的释放过程。【结果】稻麦轮作制长期秸秆还田试验中,RS和NPKS处理每年秸秆输入的钾素约为220 kg/hm^(2),土壤钾表观平衡为盈余,而CK和NPK处理依然为亏缺。秸秆处理的土壤交换性钾和非交换性钾素含量均得到稳步提升,分别提高12.3~18.5和85.6~157.6 mg/kg。秸秆还田增加的非交换性钾素主要分布在粘土矿物层间(i位点),少量分布于表面(p位点),但是并未显著改变p位、e位和i位钾的比例。土壤固定的钾素释放特征分为快速释放和缓慢释放两个阶段,该过程符合一级动力学模型。以四苯硼钠作浸提剂,快速释放阶段土壤钾素的释放速率表现为RS>NPKS>CK>NPK,缓慢释放阶段表现为RS>CK>NPKS>NPK,RS和NPKS处理的释放量快速阶段较NPK处理分别多166.6、81.1 mg/kg,慢速阶段分别多71.4、27.9 mg/kg。以有机酸为浸提剂,快速和缓慢释放阶段的钾素释放量和释放速率都表现为NPKS>RS>NPK>CK,NPKS和RS处理钾素释放量在快速释放阶段较NPK处理分别增加了16.3、14.5 mg/kg,在缓慢释放阶段分别增加了46.2和111.8 mg/kg。【结论】秸秆的外源钾素能够补充土壤钾素,影响土壤钾素表观平衡,长期秸秆还田后土壤钾素由亏缺转为盈余状态。秸秆还田既能提高土壤交换性钾含量,也能提高非交换性钾含量,其增加的钾素主要位于矿物层间位置,少量在矿物表面。钾释放动力学证明了秸秆还田可同时提高土壤钾素的供应强度和容量。

关键词：秸秆还田交换性钾非交换性钾钾吸附位点钾释放动力学钾供应强度钾供应容量

子莲采收期干物质累积和氮磷钾养分吸收转运特征

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植物营养与肥料学报 2023年第9期29卷 1700-1712页

作者：刘冬碧揭志辉朱丹丹唐记平杨良波张志毅郑兴汶张富林夏颖程子珍赖克强谢世平湖北省农业科学院植保土肥研究所/国家农业环境潜江观测实验站/湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心/农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站湖北武汉430064 广昌县白莲产业发展中心江西广昌344900

【目的】研究加工通芯莲用子莲的干物质累积和氮磷钾养分吸收转运特征,为子莲科学施肥提供理论依据。【方法】以太空莲36号和建选17号为供试品种,在江西省广昌县开展微区(3 m^(2))试验。分别在子莲移栽后85天(始收期)、103天(收获早期)... 详细信息

【目的】研究加工通芯莲用子莲的干物质累积和氮磷钾养分吸收转运特征,为子莲科学施肥提供理论依据。【方法】以太空莲36号和建选17号为供试品种,在江西省广昌县开展微区(3 m^(2))试验。分别在子莲移栽后85天(始收期)、103天(收获早期)、121天(收获盛期)、139天(收获中期)、160天(收获后期)、180天(终收期)采样,测定各器官(部位)干物质累积量和氮磷钾养分含量,计算氮磷钾养分累积量,源器官干物质和氮磷钾转运量,以及汇器官干物质和氮磷钾累积量增量。【结果】子莲干物质累积总量主要集中在子莲始收期—收获盛期(移栽后85~121天),其中叶片、根状茎等源器官(部位)干物质累积量先增后降,在移栽后139天(花果期末,收获中期)达最高值;莲蓬和果实干物质累积量持续增加;膨大茎开始生长后,干物质累积量迅速增加。叶片、根状茎等源器官氮磷钾含量动态变化相似,在移栽后139天前维持在较高水平,然后迅速或逐渐下降;花蕾、果实和膨大茎氮磷钾含量相对稳定;莲蓬氮、磷含量的动态变化与叶片相似,钾的变化与果实相似。子莲氮和钾累积量主要集中在移栽后85~121天,磷积累量主要集中在移栽后85~139天,此期间氮、磷和钾累积量分别占其累积总量的53.9%、61.4%和55.9%。移栽后139~180天,子莲汇器官氮累积量增量在莲蓬、果实和膨大茎中的分配比例分别为3.0%、67.8%和29.2%,磷的分配比例分别为1.5%、65.0%和33.5%,钾的分配比例分别为6.7%、40.5%和52.8%,源器官氮磷钾转运量占汇器官累积量增量的比例分别为88.8%、49.9%和77.7%。每生产100 kg通芯莲,子莲植株N、P_(2)O_(5)和K_(2)O最大累积量平均分别为7.50、3.47和9.45 kg,N、P_(2)O_(5)、K_(2)O养分吸收量之比为1∶0.46∶1.26。【结论】收获中期(花果期末)—终收期,子莲植株体内氮磷钾的累积有“莲蓬+果实”和“膨大茎”两个汇,并以果实发育为主,氮和钾的来源以体内转运为主,磷的来源体内转运和吸收各约50%。因此,保证花果期充足的养分供应和成藕期磷素的持续供应是子莲高产的前提。

关键词：子莲干物质累积养分含量养分累积量养分转运

生草覆盖及配合化肥减量对柑橘园地表径流氮磷流失的影响

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农业资源与环境学报 2023年第6期40卷 1358-1367页

作者：程子珍范先鹏夏颖刘冬碧谭勇严昶樊丹廖贵新胡磊磊湖北省农业科学院植保土肥研究所国家农业环境潜江观测实验站湖北省农业面源污染防治工程技术研究中心农业农村部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站武汉430064 湖北省农业生态环境保护站武汉430070 宜都市农业农村局湖北宜都443300

为探讨柑橘园生草覆盖及配合化肥减量对地表径流氮磷流失的影响,本研究于2014—2021年在湖北清江流域开展了连续7年的野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下设置清耕对照(CK)、生草覆盖(KF)和生草覆盖配合化肥减量(BMP)3个处理,探讨... 详细信息

为探讨柑橘园生草覆盖及配合化肥减量对地表径流氮磷流失的影响,本研究于2014—2021年在湖北清江流域开展了连续7年的野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下设置清耕对照(CK)、生草覆盖(KF)和生草覆盖配合化肥减量(BMP)3个处理,探讨生草覆盖及生草覆盖配合化肥减量对柑橘园周年及主要时期的地表径流量、氮磷流失量、氮磷浓度的影响。结果表明:与CK相比,KF和BMP处理均能显著降低柑橘园中的总氮(TN)和总磷(TP)流失量,且BMP处理效果更好,其中,KF处理TN和TP流失量分别降低48.2%和50.0%,BMP处理TN和TP流失量分别降低54.2%和57.1%,BMP对氮磷流失量的削减效果主要是生草覆盖所起的作用。与CK相比,KF和BMP处理径流量分别减少了44.3%和50.1%,产流系数分别降低了3.3个百分点和3.8个百分点;KF处理地表径流中TN和TP浓度分别降低了11.0%和14.1%,BMP处理地表径流TN和TP浓度分别降低了11.9%和18.8%。柑橘园氮磷流失风险期为4—8月,在6—7月暴雨施肥耦合期,BMP处理减排效果最好,TN和TP流失量分别降低了54.6%和64.4%,但仅比KF处理分别高2.7个百分点和6.9个百分点。研究表明,生草覆盖和生草覆盖配合化肥减量均能显著削减柑橘园地表径流氮磷流失量和地表径流量,且主要是通过生草覆盖降低地表径流量实现削减氮磷流失量,在氮磷流失风险期和暴雨施肥耦合期采取生草覆盖配合化肥减量措施能有效减少柑橘园地表径流氮磷流失。

关键词：生草覆盖化肥减量柑橘园地表径流氮磷流失风险期暴雨施肥耦合期

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岳阳市O3污染特征及其对环境因子的响应

地球化学 2025年

作者：高雯媛邹霖曾钰沈健林高天宇王聪廖启元湖南省生态环境监测中心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广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室

利用湖南省生态环境监测中心提供的2019年环境空气质量监测数据和气象站同期观测资料，分析了岳阳市O3污染的变化特征，并探讨了环境因子与O3污染的发生关系。结果表明: 岳阳市2019年O3的日最大8 h 滑动平均浓度(O3-8 h浓度)呈“双峰... 详细信息

利用湖南省生态环境监测中心提供的2019年环境空气质量监测数据和气象站同期观测资料，分析了岳阳市O3污染的变化特征，并探讨了环境因子与O3污染的发生关系。结果表明: 岳阳市2019年O3的日最大8 h 滑动平均浓度(O3-8 h浓度)呈“双峰型”，其高值分别位于6月和9月。从季节变化上看，岳阳市O3污染主要发生在夏秋两季; O3“周末效应”在四季均有发生，即工作日O3-8 h浓度高于周末，前体物(NO2和CO)浓度的变化与之相反的现象。O3-8 h浓度在春冬季与CO、PM2.5浓度呈显著负相关性，在夏秋季与CO、PM2.5浓度呈显著正相关性（P<0.05）。高气温和高日照时数能促进O3-8 h浓度的累积，高气压、高相对湿度、高降水量和高2 min风速会抑制O3-8 h浓度累积。当岳阳市NO2处于20～25 μg/m3之间、CO浓度处于1.0 mg/m3、PM2.5浓度处于40～45 μg/m3之间、相对湿度处于70%～75%之间、平均气压处于998～1000 hPa之间、平均气温处于26～28 ℃之间、2 min风速处于1～1.3 m/s之间、日照处于8～12 h且不降雨的条件下， O3污染事件易发生。

关键词：臭氧(O ) 污染特征气象因子岳阳市

间作对氮调控玉米光合速率和光合氮利用效率的影响

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植物生态学报 2018年第6期42卷 672-680页

作者：朱启林向蕊汤利龙光强云南农业大学资源与环境学院昆明650201 农业部云南耕地保育科学观测实验站昆明650201

研究间作后作物光合碳同化和光合氮利用效率(PNUE)对氮投入的响应,对阐释间作产量优势的氮调控效应,指导间作氮肥管理有重要意义。本研究设置玉米(Zea mays)单作、玉米间作两种种植模式的4个氮水平(N0,0 kg·hm^(-2);N1,125 kg·hm^(-2)... 详细信息

研究间作后作物光合碳同化和光合氮利用效率(PNUE)对氮投入的响应,对阐释间作产量优势的氮调控效应,指导间作氮肥管理有重要意义。本研究设置玉米(Zea mays)单作、玉米间作两种种植模式的4个氮水平(N0,0 kg·hm^(-2);N1,125 kg·hm^(-2);N2,250 kg·hm^(-2);N3,375 kg·hm^(-2)),分析间作与施氮量对玉米叶片特征、光合参数、PNUE和产量的影响。结果表明:与单作相比,间作显著增加玉米叶片的叶干质量和比叶质量;各施氮水平(除N3)下,间作中靠近马铃薯(Solanum tuberosum)侧的玉米叶面积均显著高于单作玉米。单间作对比发现,间作提高了玉米光饱和点和暗呼吸速率。单作、间作靠玉米侧(I-M)、间作靠马铃薯侧(I-P)的玉米PNUE均随施氮量增加而降低,降幅以I-P最大;施氮量低于250 kg·hm^(-2)时,相同施氮量下的玉米PNUE和净光合速率(Pn)均以I-P最高,I-M和单作次之。间作显著提高了玉米产量(土地当量比>1)。该研究中当施氮量≤250 kg·hm^(-2)时,间作I-P的玉米叶片Pn和PNUE显著提高可能是间作玉米产量提高的重要原因。

关键词：间作施氮水平叶片含氮量光合速率光合氮利用效率

间作条件下施氮量对马铃薯光合特性的调控作用

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生态学杂志 2018年第5期37卷 1391-1397页

作者：朱启林向蕊汤利龙光强云南农业大学资源与环境学院昆明650201 农业部云南耕地保育科学观测实验站昆明650201

遮阴和氮供应的协同作用是建立玉米/马铃薯高效间作体系的基础。本研究采用单作和间作两种种植模式,每种种植模式设置4个氮水平(N0,0 kg·hm^(-2);N1,62.5kg·hm^(-2);N2,125 kg·hm^(-2);N3,187.5 kg·hm^(-2))的田间小区试验,探究不... 详细信息

遮阴和氮供应的协同作用是建立玉米/马铃薯高效间作体系的基础。本研究采用单作和间作两种种植模式,每种种植模式设置4个氮水平(N0,0 kg·hm^(-2);N1,62.5kg·hm^(-2);N2,125 kg·hm^(-2);N3,187.5 kg·hm^(-2))的田间小区试验,探究不同氮投入量对玉米/马铃薯间作体系中马铃薯光合生理和产量的影响。结果表明:随着施氮量增加,间作产量优势逐渐降低,与单作马铃薯相比,间作马铃薯产量减幅2.66%~43.71%;间作中靠近玉米侧(I-M)和靠近马铃薯侧(I-P)的马铃薯P_n差异显著,I-P>I-M;相比于等氮时的单作,间作净光合速率(P_n)降低8.41%~31.09%,光补偿点降低62.23%,暗呼吸速率降低60.90%;过量的氮肥施用和与玉米间作均导致马铃薯P_n、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(T_r)的降低,且间作后的减幅随施氮量增加而增大;合理控制施氮量有利于维持间作马铃薯较高的光合水平,降低与玉米间作后的马铃薯减产幅度,本研究中N1处理可维持较低减产幅度。

关键词：间作马铃薯光合特性施氮水平产量

连续多年增水对尖喙牻牛儿苗秋萌植株形态性状的影响

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草业科学 2025年

作者：沙涛张玲卫刘会良张岚卢妤婷周鑫宇文晓虎张元明新疆农业大学资源与环境学院荒漠与绿洲生态国家重点实验室干旱区生态安全与可持续发展重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所新疆干旱区生物多样性保育与应用重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所新疆农业大学生命科学学院中国科学院大学天山野果林生态系统新疆野外科学观测研究站伊犁植物园中国科学院新疆生态与地理研究所

为探究荒漠短命植物应对气候变化的响应及适应性策略，本研究以荒漠短命植物尖喙牻牛儿苗秋萌植株为研究对象，通过野外连续多年3个梯度的增水实验（CK：自然降水，W1：增水30%，W2：增水50%），分析连续多年增水对其生长特性以及种子... 详细信息

为探究荒漠短命植物应对气候变化的响应及适应性策略，本研究以荒漠短命植物尖喙牻牛儿苗秋萌植株为研究对象，通过野外连续多年3个梯度的增水实验（CK：自然降水，W1：增水30%，W2：增水50%），分析连续多年增水对其生长特性以及种子性状的影响。结果表明：（1）秋萌植株大小与种子萌发期降水量和降水时间密切相关。主根长随增水年份增加而减少，生物量和其余形态指标均呈显著增加趋势（P部分。增水处理改变了植物的资源利用策略，这有利于提高植株生长和存活率、增加竞争优势、提高繁殖成功率，能够提供更多生态系统服务。（3）W2处理显著提高了2022年植株种子数（P<0.05），增幅为64.46%。W1和W2增水处理显著增加了2019、2022年种子百粒重（P<0.05），增幅均为12.38%、8.70%和3.56%、9.67%，且随增水年份的持续呈增长趋势，未来能够提高其种群繁衍的成功率。尖喙牻牛儿苗秋萌植株对连续多年增水处理的响应具有物种特异性，未来降水格局变化将会改变其生存策略，并对群落的组成和结构产生影响。

关键词：尖喙牻牛儿苗多年增水形态特征生物量分配种子性状

留茬免耕播种对河西绿洲灌区春小麦出苗和产量的影响

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应用生态学报 2021年第9期32卷 3249-3256页

作者：卢秉林车宗贤包兴国张久东吴科生崔恒杨蕊菊甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所兰州730070 农业部甘肃耕地保育与农业环境科学观测实验站兰州730070

本研究通过田间定位试验,探讨了河西绿洲灌区单作小麦、小麦/玉米间作、小麦/大豆间作3种典型春小麦生产模式下,长期留茬免耕播种对春小麦出苗和产量的影响,为该区域春小麦高效可持续生产提供理论依据。结果表明:与传统翻耕相比,留茬免... 详细信息

本研究通过田间定位试验,探讨了河西绿洲灌区单作小麦、小麦/玉米间作、小麦/大豆间作3种典型春小麦生产模式下,长期留茬免耕播种对春小麦出苗和产量的影响,为该区域春小麦高效可持续生产提供理论依据。结果表明:与传统翻耕相比,留茬免耕播种小麦/玉米和小麦/大豆间作的小麦出苗率、出苗均匀度下降明显,降幅分别为3.3%~8.6%、9.6%~20.5%和2.9%~8.8%、10.7%~61.7%;单作小麦的出苗均匀度有所提高,其中2019年显著增加14.9%,而出苗率在2020年显著降低4.2%;3种种植方式下,春小麦麦苗整齐度均有所下降。留茬免耕播种3种种植模式下,春小麦成穗数在收获时均与传统翻耕处理持平,差异不显著。3种模式下的春小麦均可以通过提高穗粒数和千粒重来弱化出苗对产量的影响,在收获时,春小麦籽粒产量的增幅分别为10.3%~12.9%(单作小麦)、10.5%~11.9%(小麦/玉米间作)和10.3%~22.5%(小麦/大豆间作),均达到显著水平。在农田风蚀退化极其严重的河西绿洲灌区,留茬免耕播种是春小麦生产中切实可行的耕作措施。

关键词：春小麦留茬免耕播种出苗产量

玉米间作和施氮对土壤微生物代谢功能多样性的影响

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应用生态学报 2022年第3期33卷 793-800页

作者：王顶伊文博李欢陈林康赵平龙光强云南农业大学农业农村部云南耕地保育科学观测实验站昆明650201 云南农业大学资源与环境学院昆明650201

微生物功能多样性是土壤健康的重要指标,在多种生物地球化学过程中发挥关键作用。本研究基于多年田间小区定位试验,设置间作和单作2种种植模式和4个施氮水平(N_(0),0kg·hm^(-2);N_(125),125 kg·hm^(-2);N_(250),250 kg·hm^(-2);N_(37... 详细信息

微生物功能多样性是土壤健康的重要指标,在多种生物地球化学过程中发挥关键作用。本研究基于多年田间小区定位试验,设置间作和单作2种种植模式和4个施氮水平(N_(0),0kg·hm^(-2);N_(125),125 kg·hm^(-2);N_(250),250 kg·hm^(-2);N_(375),375 kg·hm^(-2)),采用Biolog-Eco微平板法,分析了间作与施氮量对土壤微生物代谢活性、多样性和6类碳源利用率的影响。结果表明:施氮处理显著提高了间作和单作土壤的平均颜色变化率(AWCD)值、Simpson指数和Shannon指数,并在N;处理时达到最大值。施氮提高了微生物对氨基酸、胺类和酚类碳源的利用率,但降低了对聚合物的利用。与同一氮水平的单作相比,间作提高了微生物的AWCD值、Simpson指数和Shannon指数,并在N;处理下间作优势最大。间作和施氮均显著影响了6类碳源的代谢活性,且间作提高了微生物对氨基酸和碳水化合物类不稳定碳源的利用率。冗余分析和线性回归分析显示,土壤温度、含水率和土壤有机碳含量的升高是导致AWCD值增加的主要环境因素。因此,间作后土壤理化性状的改变是导致施氮调控下微生物代谢活性增强的主要原因。

关键词： Biolog 施氮量间作玉米土壤微生物功能多样性