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长期不同氮肥施用量对潮土团聚体分布和真菌群落组成的影响

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土壤学报 2024年第3期61卷 824-835页

作者：郭伟周云鹏陈美淇李丹丹王青霞马东豪赵炳梓土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学南京学院南京211135

不同氮肥施用量显著改变团聚体分布、真菌群落组成及生物胶结物质的产生,但它们之间是否存在相关性尚不清楚。以中国科学院封丘农业生态实验站长期定位试验(2005—2020年)为研究平台,其包含5个施氮水平:0(F0)、150 kg·hm^(–2)(F1)、19... 详细信息

不同氮肥施用量显著改变团聚体分布、真菌群落组成及生物胶结物质的产生,但它们之间是否存在相关性尚不清楚。以中国科学院封丘农业生态实验站长期定位试验(2005—2020年)为研究平台,其包含5个施氮水平:0(F0)、150 kg·hm^(–2)(F1)、190 kg·hm^(–2)(F2)、230 kg·hm^(–2)(F3)和270 kg·hm^(–2)(F4),研究了不同施氮量对土壤团聚体组成(>2000μm、2000~250μm、250~53μm和相关土壤蛋白(GRSP)及微生物生物量碳(MBC))和土壤真菌之间的相关关系。结果表明,土壤团聚体分布和真菌群落组成分为显著不同的3组,分别为F0、F1和F2以及F3和F4,其中,(1)F1和F2处理团聚体平均重量直径(MWD)最高,同时大于2000μm团聚体的质量比例显著增加,并与拟棘壳孢属(Pyrenochaetopsis)富集有关;(2)F1和F2、F3和F4处理均表现为2000~250μm团聚体的质量比例增加,而小于53μm粉黏粒质量比例显著降低,2000~250μm团聚体的质量比例增加主要与易提取球囊霉素和总球囊霉素相关土壤蛋白比值(EE-GRSP/T-GRSP)以及易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)显著正相关,而与亚隔孢壳属(Didymella)和被孢霉属(Mortierella)相对丰度显著负相关;小于53μm粉黏粒质量比例显著降低主要与被孢霉属(Mortierella)、白腐菌属(Phlebia)、黑孢壳属(Melanospora)、Fusicolla、柄孢壳属(Podospora)和亚隔孢壳属(Didymella)相对丰度显著正相关,而与EE-GRSP和/或支顶孢属(Acremonium)、柱霉属(Scytalidium)、外瓶霉属(Exophiala)、EE-GRSP/T-GRSP、MBC显著负相关。因此,土壤团聚体稳定性的变异程度受氮肥施用水平影响。本研究条件下,150 kg·hm^(–2)和190 kg·hm^(–2)施氮水平下的团聚体稳定性超过230 kg·hm^(–2)和270 kg·hm^(–2)施氮水平,与不同施氮量下真菌群落组成及其胶结物质变化显著相关。

关键词：长期试验施氮水平团聚体稳定性生物胶结物质真菌群落

秸秆还田联合稻田养萍对水稻产量、品质及氮素利用率的影响

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中国土壤与肥料 2024年第8期 172-179页

作者：郑慧芬吴红慧李振武邓素芳应朝阳福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所福建福州350013 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 国家红萍种质资源圃福建福州350013

秸秆还田在提高水稻产量和土壤肥力方面具有巨大潜力。然而,在水稻生长初期,秸秆的掺入可能会导致微生物的氮固定,从而抑制水稻的生长和对氮素的吸收。具有高效固氮能力的红萍可以作为优质绿肥放养于稻田,能提供氮素来满足水稻生长的需... 详细信息

秸秆还田在提高水稻产量和土壤肥力方面具有巨大潜力。然而,在水稻生长初期,秸秆的掺入可能会导致微生物的氮固定,从而抑制水稻的生长和对氮素的吸收。具有高效固氮能力的红萍可以作为优质绿肥放养于稻田,能提供氮素来满足水稻生长的需要,可以缓解秸秆还田造成的氮缺乏。为明确秸秆还田联合稻田养萍对水稻谷物产量、氮肥利用效率和谷物品质的影响,田间试验设置了5个处理[不施肥(CK)、常规施用化肥(F)、常规施用化肥+秸秆还田(FS)、常规施用化肥+稻田养萍(FA)、常规施用化肥+秸秆还田+稻田养萍(FSA)]。结果表明:FS处理水稻产量、氮素吸收量、氮肥利用率、糙米率、精米率、垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量及镁、铁和锌含量均与F处理差异不显著,钙含量显著低于F处理(P<0.05);FA处理糙米率、精米率、蛋白质含量、镁和铁含量与F处理差异不显著,水稻产量、氮素吸收量、氮肥表观利用率、垩白粒率、垩白度显著高于F处理(P<0.05),直链淀粉含量、钙含量和锌含量显著低于F处理(P<0.05);FSA处理蛋白质、钙、镁、铁和锌含量与F处理差异不显著,水稻产量、氮素吸收量、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率、垩白粒率、垩白度显著高于F处理(P<0.05),直链淀粉含量、糙米率和精米率显著低于F处理(P<0.05)。综上所述,秸秆还田联合套养红萍共作能显著提高水稻产量和氮肥利用效率,且未降低稻米的营养品质,是一项有潜力的南方稻田耕作措施。

关键词：秸秆还田稻田养萍氮肥利用效率

控释掺混肥料一次性基施对热带地区水稻产量及氮肥利用效率的影响

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福建农业学报 2024年第7期39卷 766-774页

作者：杨红竹黄艳艳刘海林林清火茶正早罗微中国热带农业科学院橡胶研究所/中国热带农业科学院土壤肥料研究中心/省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室海南海口571101 儋州橡胶林土壤环境海南省野外科学观测研究站海南儋州571737

【目的】探究控释掺混肥及减氮处理对热带地区水稻产量及氮肥利用效率的影响,以期促进控释掺混肥料在热带地区水稻栽培中的科学施用及推广应用。【方法】以控释掺混肥料为试验材料,在海南省屯昌县枫木镇和儋州市东成镇开展大田试验,设... 详细信息

【目的】探究控释掺混肥及减氮处理对热带地区水稻产量及氮肥利用效率的影响,以期促进控释掺混肥料在热带地区水稻栽培中的科学施用及推广应用。【方法】以控释掺混肥料为试验材料,在海南省屯昌县枫木镇和儋州市东成镇开展大田试验,设置常规施肥(分3次施肥)、控释掺混肥料一次性基施及其减氮10%和减氮20%处理,测定双季稻产量、氮素吸收及氮肥利用效率。【结果】等氮条件下,控释掺混肥料一次性基施能够促进水稻氮素吸收、干物质累积,提高水稻产量和氮肥利用效率;与常规分次施肥相比,水稻产量提高7.43%~22.84%,地上部干物质累积量提高8.22%~22.39%,氮素累积量提高12.19%~32.06%,氮肥利用率提高31.67%~75.65%,且均差异显著(除东成早稻产量外)。而在减氮10%~20%条件下,控释掺混肥一次性基施也能提高或不显著降低水稻产量、干物质累积量和氮素累积量,对氮肥利用率也具有一定提升效果。【结论】控释掺混肥一次性基施可提高水稻产量及肥料氮肥利用率,减氮10%~20%仍能获得较高产量,是热带地区水稻轻简化施肥和减氮增效的有效途径。

关键词：控释掺混肥料一次性施用水稻热带地区产量

不同添加剂对蚕豆秸秆青贮品质及微生物多样性的影响

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草业学报 2024年

作者：陈鑫珠林平冬岳稳杨雅妮邱水玲郑向丽福建省农业科学院畜牧兽医研究所福建省畜禽遗传育种重点实验室福建农林大学动物科学学院福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所

为研究不同添加剂对蚕豆秸秆青贮品质和微生物多样性的影响，设3%蔗糖（T1组）、乳酸菌（T2组）、乳酸菌+3%蔗糖（T3组）、乳酸菌+0.2%柠檬酸（T4组）、0.2%柠檬酸（T5组）、0.03%NaCl（T6组）、0.1%维生素C（T7组）7个添加剂处理组和... 详细信息

为研究不同添加剂对蚕豆秸秆青贮品质和微生物多样性的影响，设3%蔗糖（T1组）、乳酸菌（T2组）、乳酸菌+3%蔗糖（T3组）、乳酸菌+0.2%柠檬酸（T4组）、0.2%柠檬酸（T5组）、0.03%NaCl（T6组）、0.1%维生素C（T7组）7个添加剂处理组和无添加剂对照组（CK组），每个处理3个重复。青贮30 d后开封取样，进行青贮料的感官质量、青贮品质及微生物多样性分析。结果表明，1)在感官质量上，7个添加剂处理组均为1级，优于CK组；2)在青贮品质上，与对照组相比，T1组的乙酸（AA）含量显著提高（P相比，T3、T5、T7组的乳植杆菌属、片球菌属和魏斯氏菌属相对丰度显著提高（P<0.05），其中T3组的Alpha多样性和Beta多样性差异显著（P<0.05）。由此可见，添加剂处理能够改善蚕豆秸秆青贮料的感官和青贮品质，调整青贮发酵微生物群落结构，其中乳酸菌联合3%蔗糖处理的青贮发酵效果最佳。

关键词：蚕豆秸秆添加剂青贮品质微生物多样性

施加生物炭对谷子干物质积累、转运、分配和土壤理化性质的影响

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作物学报 2024年第3期50卷 695-708页

作者：李博洋叶茵楚睿雯井苗张岁岐严加坤榆林学院生命科学学院陕西榆林719000 九江市农业科学院江西九江332000 榆林市农业科学研究院陕西榆林719000 中国科学院水利部水土保持研究所/黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

谷子是我国北方重要的杂粮作物,研究表明施加生物炭显著提高谷子产量,但生物炭施用对谷子干物质积累转运及沙地土壤理化性质的影响缺乏详细研究。因此,为研究生物炭对谷子干物质积累转运及分配和土壤的影响,以“榆谷抗1”为试验材料,于2... 详细信息

谷子是我国北方重要的杂粮作物,研究表明施加生物炭显著提高谷子产量,但生物炭施用对谷子干物质积累转运及沙地土壤理化性质的影响缺乏详细研究。因此,为研究生物炭对谷子干物质积累转运及分配和土壤的影响,以“榆谷抗1”为试验材料,于2021—2022年在毛乌素新开垦沙地开展田间试验,共设置1个对照组(CK,生物炭添加量0.0 t hm^(-2))和3个试验组3.0 t hm^(-2)(C1)、4.5 t hm^(-2)(C2)和6.0 t hm^(-2)(C3)。结果表明,与CK相比,新开垦沙地施加生物炭可以显著提高谷子产量和总干物质量,增长幅度分别为12.22%~53.70%和9.62%~40.62%。与CK相比,施加生物炭处理显著提高了花后0(开花期)、7、14、21、28和45 d谷子倒一叶(旗叶)至倒十三叶的叶片干重。施加生物炭提高了开花期净光合速率,花后同化物积累量、花后同化物积累量对籽粒产量的贡献率以及收获期穗的干物质分配比例,但是后三者随生物炭施用量的增加呈现略微下降的趋势。收获期茎、叶总干物质分配比例随生物炭用量增加而降低,千粒重和收获指数随生物炭施用量的增加呈现先增加后减小的趋势。相关性分析显示,谷子产量与收获期茎重(R2=0.68)、收获期地上部总重(R2=0.71)和收获期全株总重(R2=0.70)呈显著正相关。施加生物炭能有效提高土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性,并且显著提高土壤有效氮和有效磷的含量,其中C2(4.5 t hm^(-2))处理改善效果较大。综上,施加生物炭改善土壤质量,提高开花期谷子净光合速率,增加花后营养器官光合产物的积累,提高穗部干物质分配比例,最终实现谷子增产。

关键词：生物炭谷子干物质产量土壤理化性质

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草地利用方式对贝加尔针茅草甸草原土壤线虫群落结构及代谢足迹的影响

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中国环境科学 2024年

作者：武振丹卢俊艳马尚飞叶贺张雅玲杨殿林红梅内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古土壤质量与养分资源重点实验室农业生态安全与绿色发展内蒙古高等学校重点实验室中国农业科学院草原研究所农业农村部环境保护科研监测所

线虫群落结构与代谢足迹特征能够综合有效的反映土壤食物网结构和功能，研究草地不同利用方式(围封、刈割和放牧)对线虫群落结构及代谢足迹的影响，可以了解草甸草原地下食物网结构功能对不同草地利用方式的响应.本研究于2021年8月在贝... 详细信息

线虫群落结构与代谢足迹特征能够综合有效的反映土壤食物网结构和功能，研究草地不同利用方式(围封、刈割和放牧)对线虫群落结构及代谢足迹的影响，可以了解草甸草原地下食物网结构功能对不同草地利用方式的响应.本研究于2021年8月在贝加尔针茅草甸草原刈割、自由放牧与围封(对照)样地进行土壤线虫采集，探究草地不同利用方式对土壤线虫群落结构特征及代谢足迹的影响.结果表明:(1)本研究共捕获土壤线虫15632条，隶属于55属，群落优势属为丽突属(Acrobeles)、鹿角唇属(Cervidellus)、垫咽属(Tylencholaimus)、丝尾垫刃属(Filenchus)和真矛线属(Eudorylaimus)，不同草地利用方式生境下线虫群落组成结构存在显著差异，较围封生境，自由放牧生境线虫总多度与捕杂食性线虫的相对多度显著降低(P相对多度，降低了高营养类群(c-p 4和5)的相对多度(P0.5且瓦斯乐思卡指数(WI)>1，说明草甸草原土壤矿化途径的主要承担者是食微线虫，有机质分解以细菌通道为主.(3)刈割和自由放牧生境均降低了线虫复合代谢足迹(TNf)和功能代谢足迹，食物网处于结构化状态，且围封显著增加了线虫群落的整体活性和碳流动，食物网处于较为稳定的代谢平衡状态.(4)不同草地利用方式下地下生物量(BGB)、植物个体数(P-N)和速效钾(AK)是影响线虫群落发展的主要环境因子.

关键词：土壤动物群落特征代谢足迹草甸草原草地利用方式

有机物料品种和用量对设施土壤过量硝酸盐和硫酸盐的去除效果研究

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土壤学报 2024年

作者：朱睿段增强土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 中国科学院大学

淹水并添加有机物料的厌氧处理已被证明能够降低设施菜地土壤中的过量盐分，改善土壤质量。田间有机物料品种多样，关于筛选具有良好修复效果的有机物料的原则尚未有研究。本研究向次生盐渍化土壤中施用不同碳/氮(C/N)和碳/硫(C/S)的六... 详细信息

淹水并添加有机物料的厌氧处理已被证明能够降低设施菜地土壤中的过量盐分，改善土壤质量。田间有机物料品种多样，关于筛选具有良好修复效果的有机物料的原则尚未有研究。本研究向次生盐渍化土壤中施用不同碳/氮(C/N)和碳/硫(C/S)的六种有机物料并进行淹水厌氧培养。结果显示，淹水并添加有机物料可快速创造出土壤的还原环境，在培养的第一天氧化还原电位(Eh)就已迅速降至0 mV附近，同时伴随土壤电导率(EC)、硫酸盐(SO42-)和硝酸盐(NO3--N)的快速下降，至厌氧培养过程结束时，NO3--N近乎被完全去除，有机物料的品种和添加量对NO3--N的去除无显著影响。而C/S较低的油菜秸秆去除SO42-的效果较弱，去除比例为58%,C/S较高的玉米秸秆可将SO42-由初始的153 mg·kg-1降至17 mg·kg-1，降幅达89%。不同物料添加量仅影响SO42-去除的速度而不影响最终的去除效果，至培养结束时，添加2g·kg-1与添加8g·kg-1有机物料的处理去除SO42-效果无显著差异。除有机硫含量显著升高外，其他形态硫的含量变化不明显，说明减少的SO42-大部分转化成了有机硫。若以修复土壤中过量的SO42-为目的，建议选用C/S较高的有机物料如玉米秸秆，并将添加量设置为2 g·kg-1即可获得良好效果。

关键词： SO NO -N 淹水还原有机硫碳/硫玉米秸秆

生物炭和油菜幼苗对土壤重金属镉污染的钝化效应

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中国农业科技导报 2024年第6期26卷 183-190页

作者：付彦博冷冰冰扁青永董志多刘国宏李海峰温云梦郭文博张万旭新疆农业科学院拜城农业试验站新疆阿克苏843000 乌鲁木齐市环境监测中心站乌鲁木齐830091 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所乌鲁木齐830091 新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆农业科学院吐鲁番农业科学研究所新疆吐鲁番838099 新疆生产建设兵团农业技术推广总站乌鲁木齐830091

为探讨生物炭和油菜幼苗对南疆地区土壤重金属镉(Cd)污染的修复技术,以黄油菜、黑油菜和印度芥菜为供试材料,设置生物炭添加量的质量分数分别为0%(T0)、2%(T2)、4%(T4)、6%(T6)、8%(T8)共5个处理,分析不同处理的土壤理化性质和Cd形态、... 详细信息

为探讨生物炭和油菜幼苗对南疆地区土壤重金属镉(Cd)污染的修复技术,以黄油菜、黑油菜和印度芥菜为供试材料,设置生物炭添加量的质量分数分别为0%(T0)、2%(T2)、4%(T4)、6%(T6)、8%(T8)共5个处理,分析不同处理的土壤理化性质和Cd形态、幼苗生物量和Cd在各部位富集转运,研究添加生物炭对Cd胁迫下油菜幼苗生长和Cd积累的影响。结果表明,随着生物炭添加量增加,土壤pH、有机质含量及油菜生物量(干重)均显著提升;同时活性较高的可交换态Cd的含量逐渐降低,不易被作物吸收的碳酸盐结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd、有机质及硫化物Cd含量逐渐上升;当土壤Cd含量一定时,Cd活性指数逐渐降低,T8处理的钝化效果最显著;生物炭有效降低油菜根部Cd的富集系数和地上部转运系数,8%的生物炭施用量效果最佳。在不同生物炭处理下,黄油菜土壤pH、有机质含量、油菜生物量及Cd的形态变化、根富集系数、地上部转运系数的响应效果最佳。总体来看,8%的生物炭施用量的钝化效果和油菜生长特性最佳,且黄油菜对生物炭处理的响应效果最好。通过添加生物炭,可有效缓解南疆地区重金属Cd对油菜幼苗生长的影响,结果为南疆地区油菜栽培提供技术理论支撑。

关键词：生物炭油菜土壤重金属Cd 钝化效果生长特性

典型冶炼厂大气沉降区农田耕层土壤重金属(Cd、Cu、Pb)输入输出平衡研究

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土壤学报 2024年第5期61卷 1339-1348页

作者：米雅竹梁家妮周俊刘梦丽寇乐勇夏睿智田瑞云施颖舒天才舒伍星周静中国科学院南京土壤研究所南京211135 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室南京211135 国家红壤改良工程技术研究中心中国科学院红壤生态实验站江西鹰潭335211 鹰潭市农业农村粮食局江西鹰潭335001 鹰潭市余江区农业农村粮食局江西鹰潭335211

为探究不同大气沉降区农田耕层土壤镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)的质量平衡特征,以距离贵溪冶炼厂34 km(背景区)、6 km(中沉降区)、1 km(高沉降区)的0~20 cm农田耕层土壤为研究对象,通过化学质量平衡方法对土壤重金属的主要输入途径(大气沉... 详细信息

为探究不同大气沉降区农田耕层土壤镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)的质量平衡特征,以距离贵溪冶炼厂34 km(背景区)、6 km(中沉降区)、1 km(高沉降区)的0~20 cm农田耕层土壤为研究对象,通过化学质量平衡方法对土壤重金属的主要输入途径(大气沉降、灌溉水、农药肥料)和输出途径(地表径流、土壤淋溶、籽粒带走)开展为期三年的监测与定量分析。结果表明:背景区、中沉降区、高沉降区由大气沉降导致的Cd年均输入通量分别为0.84、2.26、9.01 mg·m^(-2)·a^(-1),分别占比43.18%、38.33%、100%;Cu年均输入通量分别为17.62、99.68、747.6 mg·m^(-2)·a^(-1),分别占比80.76%、86.24%、100%;Pb年均输入通量分别为13.93、27.43、73.17 mg·m^(-2)·a^(-1),分别占比97.75%、92.36%、100%。背景区和中沉降区由灌溉水导致的Cd年均输入通量分别为1.05、3.60 mg·m^(-2)·a^(-1),分别占比54.62%和60.82%;农药肥料带入的重金属年均输入量占比小于5%,可忽略不计。不同沉降区土壤的主要输出途径均为地表径流和土壤淋溶,输出占比介于86.66%~100%;籽粒带走的重金属输出占比介于2.88%~13.34%。2019—2021年,背景区、中沉降区、高沉降区土壤Cd、Cu、Pb的年均净输入通量均大于0,Cd年均净输入通量分别为1.54、1.96、4.38 mg·m^(-2)·a^(-1);Cu年均净输入通量分别为12.72、28.02、184.0 mg·m^(-2)·a^(-1);Pb年均净输入通量分别为13.03、21.31、55.04 mg·m^(-2)·a^(-1)。综上,建议加强研究区域大气污染源和灌溉水质的长期监测并采取一定的控制措施,同时避免秸秆直接还田。本研究可为区域农田环境质量保护及重金属污染修复治理提供理论支持。

关键词：重金属大气沉降灌溉水水稻输入输出