施氮量对番茄根际土壤细菌群落及氮转化功能的影响

为探究施氮量对番茄根际土壤细菌群落组成、结构和氮转化功能的影响,以设施番茄根际土壤为研究对象,通过盆栽试验,设置不施氮处理(CK,0 kg·hm^-2)、低氮处理(L,115 kg·hm^-2)、中氮处理(M,225 kg·hm^-2)和高氮处理(H,450 kg·hm^-2),采用高通量测序技术与FAPROTAX(Functional annotation of prokaryotic taxa)功能预测相结合的方法进行研究。结果表明,放线菌门(Actinobacteria)为主要优势细菌门,相对丰度为35.99%～40.06%,与CK处理相比,M处理放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度显著提高,而H处理放线菌门的相对丰度显著降低。M处理的根际土壤细菌群落中,有益细菌属Gaiella、Geminicoccus、红杆菌属(Solirubrobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)的比例高于其他处理。施氮量变化未对根际土壤细菌群落的α-多样性产生显著影响,但显著改变了氮转化功能类群的...     

麻地膜覆盖对番茄根际土壤微生物群落结构的影响

地膜覆盖对农田土壤肥力保持和农作物增产等方面具有重要作用,本研究旨在探究可降解麻地膜对作物根际土壤微生物群落组成和多样性的影响,分析土壤微生物群落与土壤环境因子之间的相关关系。本研究以番茄成熟期根际土壤为研究对象,通过高通量测序技术,对麻地膜和塑料地膜处理下番茄根际土壤细菌和真菌微生物群落组成及多样性进行分析,进一步分析土壤环境因子与微生物群落的相关性。结果表明,麻地膜处理对土壤水解氮、有效磷和速效钾没有显著影响,而塑料地膜处理显著降低了水解氮、有机磷和速效钾含量。覆膜处理未显著影响土壤细菌多样性,麻地膜处理显著增加了土壤节细菌属、糖霉菌属和鞘脂菌属等与土壤碳降解相关细菌的相对丰度,促进了土壤碳循环过程;塑料地膜显著降低了节细菌属、伯克霍尔德菌属和丰佑菌属等有益细菌的相对丰度。覆膜处理显著增加了土壤真菌多样性,麻地膜和塑料地膜处理均显著降低了镰刀菌属的相对丰度;而麻地膜处理显著增加了支顶孢属等抑菌真菌的相对丰度,抑制了土壤中病原真菌的繁殖。土壤速效钾是影响土壤细菌和真菌群落组成最主要的环境因子。麻地膜可以增加土壤酶活性,改善土壤细菌和真菌群落组成,改善土壤健康。     

内蒙古河套灌区农田地膜残留量分布特征及影响因素

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20～418.60 kg·hm^-2之间,平均值为131.11 kg·hm^-2。地膜残留量受覆膜年限、作物类型、回收情况、土壤质地等因素影响,其中覆膜年限对残膜量的影响最大,随着覆膜年限的延长,地膜残留量显著增加,覆膜20年以上地块残膜量显著高于覆膜年限少于20年地块(P<0.05)。玉米种植区地膜残留量(132.77 kg·hm^-2)高于向日葵种植地区(127.88 kg·hm^-2)。地膜回收意识是影响河套灌区地膜残留量的重要因素,回收方式主要为人工拾捡或耙地带出农田,研究区地膜回收率仅为38.10%,地膜回收地块的残留量(108.28 kg·hm^-2)低于不回收地块(145.03 kg·hm^-2)。相同条件下,不同质地土壤中砂质壤土残膜量最多(153.84 kg·hm     

安徽省典型区域农田地膜残留特征研究

为探究安徽省典型区域覆膜作物地膜残留特征及影响因素,于2019—2021年选择安徽省8个代表性地市13个县区共计15个监测点,利用典型样点采集的方法开展地膜残留监测,同时随机选取周边的10个农户或合作社开展问卷调查。结果表明：2019—2021年安徽省地膜平均残留量为10.80 kg·hm^-2,未超出国家标准限值(75.00 kg·hm^-2)。各监测点3 a平均残膜量在0～30kg·hm^-2之间,残膜量为5～15 kg·hm^-2的监测点占53.33%。从不同区域来看,江淮丘陵区地膜残留量较多,其农田地膜残留量为3.62～25.76 kg·hm^-2。不同作物平均残膜量为马铃薯>露地蔬菜>烟草>果树>保护地蔬菜>大豆>瓜类>花生。保护地蔬菜地膜残留系数为1.59%,在沿用当前的覆膜生产模式下,此后连续覆膜8 a,残膜量将会超过国家标准限值。影响残膜量的因素有作物类型、覆膜年限、地膜规格。覆膜<10、10～19 a和20～30 a土壤的...     

施氮水平对花生根际土壤微生物群落结构和多样性的影响

本试验通过16S rRNA基因测序技术,研究零氮(0 kg/hm²)、低氮(75 kg/hm²)、中氮(150 kg/hm²)和高氮(225 kg/hm²)4个氮肥梯度对花生根际土壤微生物群落组成和结构的影响。结果表明,施氮可以提高花生根际土壤微生物群落的丰富度和多样性,不同氮肥处理中以中氮处理的Chao 1指数和Shannon指数最高。施氮处理下的OTUs个数均多于不施氮,且随着氮肥施入量的增加呈先升高后降低的趋势,中氮处理较零氮、低氮和高氮分别高11.21%、4.90%和7.01%。不施氮和在一定施氮范围内,土壤微生物群落稳定,但是高氮会导致土壤微生物群落不稳定。16S rRNA功能预测分析显示,施氮处理下的细胞运动等功能基因的丰度相对升高,对花生根际土壤微生物群落的功能丰度谱产生一定的影响。本研究明确了施氮对花生根际土壤微生物群落结构和多样性的影响,为深入研究不同施肥措施对花生根际微生态的影响提供了借鉴。     

接种菌根真菌和氮添加处理对樟子松苗木根际微生态环境的影响

通过研究接种菌根真菌和N添加处理对植物根际土壤胞外酶及其计量特征,以及微生物养分限制的影响,从而探讨全球N沉降背景下菌根真菌对根际微生态环境的调控机制。以1年生樟子松的盆栽菌根苗（简称+M,混合接菌处理）和非菌根苗（简称-M,未接菌处理）为对象,设置4个N添加处理:不施N（0N,0 kg·hm^-2·a^-1）、低氮（LN,15 kg·hm^-2·a^-1）、中氮（MN,30 kg·hm^-2·a^-1）、高氮（HN,60 kg·hm^-2·a^-1）。对比分析接菌和N添加处理对樟子松苗木根际土壤速效养分和胞外酶活性及其计量特征的影响,探究菌根真菌对微生物养分限制调控规律。结果表明:1）不同接菌处理下,随N添加量增加,土壤中碱解N均呈增加的趋势。HN处理下,菌根苗根际土壤有效磷达到最大。2）LN、MN处理下,菌根苗根际土LAP、NAG和ALP酶活性均显著高于非菌根苗。3）MN、HN处理下,菌根苗根际土壤中微生物碳限制和磷限制较非菌根苗均显著降低。4）通过PLS-PM路径模型分析发现,接菌处理正效应作用于根际土壤微生物养分限制。综上,N添加改变了根际土壤N平衡,菌根真菌有效调控N添加下根际微生态环境的稳定性,降低苗木根际微生物的碳和磷限制。     

菌解小分子鱼肽肥对毛竹鞭笋生长及竹林土壤生态的影响

毛竹林经营过程中为提高鞭笋产量而重施化肥造成竹林生态退化和竹笋品质降低,引进菌解小分子鱼肽肥,通过研究不同肥料配施方式对毛竹鞭笋产量及竹林土壤生态因子的影响,探明菌解小分子鱼肽肥对毛竹生理生态的作用机制。以相同经营现状的毛竹笋用林为研究对象,设置4个肥料配施处理(CK为750 kg·hm^-2复合肥、T1为375 kg·hm^-2复合肥、T2为“375 kg·hm^-2复合肥+150 kg·hm^-2菌解小分子鱼肽肥”、T3为“375 kg·hm^-2复合肥+300 kg·hm^-2菌解小分子鱼肽肥”)进行施肥,于鞭笋笋期统计鞭笋产量,测定土壤养分元素质量分数、土壤酶活性、叶片叶绿素以及叶片养分元素质量分数等指标,分析各指标在不同施肥处理之间的差异显著性和不同指标之间的相关性。结果表明:与750 kg·hm^-2复合肥处理相比,“375 kg·hm^-2复合肥+150 kg·hm^-2菌解小分子鱼肽肥”和“3...     

生物炭与绿肥翻压对柑橘根际细菌群落结构的影响

为探索生物炭与绿肥对土壤微生态环境影响规律,采用大田试验研究了0 kg·棵~(-1)生物炭(CK)、5.0 kg·棵~(-1)生物炭(T1)、5.0 kg·棵~(-1)生物炭+减施10%化肥氮+翻压绿肥(T2)3种不同施肥措施对柑橘根际土壤细菌群落多样性及群落结构的影响。结果表明,生物炭能够提升细菌群落的α多样性和物种群落丰富度,以T2处理细菌群落多样性水平最高,但是提升水平均不显著。生物炭的添加显著增加了土壤绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度,降低了厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度。与CK处理相比,T1处理有6个细菌属的相对丰度与其存在显著差异,而T2处理有12个细菌属的相对丰度与其存在显著差异。与T1处理相比,T2处理显著提升了4个功能细菌属的相对丰度,显著降低了3个功能细菌属的相对丰度。该研究表明,生物炭和绿肥翻压能够提升土壤细菌群落多样性和丰富度,改变根际细菌群落结构,增加功能细菌属丰度,促进了柑橘根际土壤微生态平衡和土壤健康。     

不同种植地苜蓿根际土壤细菌群落结构多样性差异分析

【目的】研究新疆北部不同种植地苜蓿根际细菌群落结构多样性与生态功能,分析土壤酶活性对苜蓿根际细菌群落结构的影响,为新疆苜蓿土壤微生物的分布特征提供基础数据。【方法】使用高通量测序技术对新疆北部不同种植地苜蓿根际与非根际土壤细菌群落结构多样性进行研究,比较根际与非根际土壤细菌群落结构多样性差异及与土壤酶活性之间的关系;利用Tax4Fun功能预测获得相应样地的细菌群落的生态功能。【结果】新疆北部不同种植地苜蓿根际土壤酶活性大体表现为根际大于非根际,根际微生物在提高土壤酶活性中具有重要指示作用。Alpha多样性指数与土壤中性磷酸酶之间呈显著正相关性(P<0.05)而与其他土壤酶活性之间无显著性关系,细菌群落结构特征与土壤中性磷酸酶含量具有很强的相关性。利用高通量测序技术对苜蓿根际、非根际土壤中微生物进行测序,所有2581720条序列分属于细菌的51个门、64个纲、137目、252科和600属;所有土壤样品中在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)丰度最高;在属水平上其中12个土样类型共同拥有的有190个属。 Tax4Fun基于SILVA数据库进行基因功能预测,苜蓿根际细菌群落所涵盖的一级功能基因为:环境信息处理(Environmental_Information_Processing)、未分类(Unclassified)、生物体系统(Organismal_Systems)、人类疾病(Human_Diseases)、新陈代谢(Metabolism)、遗传信息处理(Genetic_Information_Processing)、细胞过程(Cellular_Processes)。【结论】新疆北部不同种植地苜蓿根际土壤细菌多样性改变与土壤中性磷酸酶含量有关,根际与非根际及不同种植地之间,微生物群落组成相似,但物种多样性、细菌的生态功能存在一定差异。     

不同类型地膜对花生生长及根际细菌群落影响的比较分析

【目的】表征不同类型地膜对花生根际细菌群落和花生生长及产量的影响，探讨根际细菌群落与花生生长和产量间的相互关系，为进一步提高花生产量提供理论依据。【方法】设置4个处理并进行9年定位试验，包括露天对照处理（LU）、黑膜处理（HEI）、降解膜处理（JI）和普通膜处理（PU）。以2022年开花期和成熟期花生根际土壤为研究对象，借助Illumina MiSeq PE300测序平台，以16S rRNA基因为靶标，研究不同类型地膜对根际细菌群落结构和功能、花生生长和产量的影响。【结果】与对照相比，黑膜、降解膜和普通膜处理中花生产量分别提高-0.45%—2.34%、2.44%—14.36%和6.14%—24.69%。在开花期和成熟期，黑膜处理共改变了6种纲和属水平的根际细菌群落相对丰度，但相关性分析结果表明这些细菌群落与花生生长和产量无关；降解膜处理共改变了6种纲和属水平的根际细菌群落相对丰度，其中1纲（Blastocatellia）细菌群落与花生产量呈正相关；普通膜处理共改变了12种纲和属水平根际细菌群落的相对丰度，其中1纲（Acidobacteriae）和1属（Ellin6067）细菌群落与花生...     

残膜对棉田耗水特性及干物质积累与分配的影响

采用大田微区控制性模拟试验,测定并比较了新疆覆膜滴灌棉田3种不同残膜含量(0、225、450 kg·hm~(-2))对棉花的耗水量、耗水模数、棵间蒸发量、水分利用效率、干物质积累分配及其与耗水相关性的影响。结果表明,试验条件下,与无残留处理相比,随着残膜量的增加,生育期总耗水量有降低趋势,C_(225)和C_(450)处理分别降低了25.60、33.74 mm,但差异未达显著性水平,其中苗期、蕾期耗水模数降低较为显著,说明残膜降低了作物的耗水量,明显抑制了生育前期的耗水需求。与此同时,残膜污染的加剧,增大了生育期平均棵间蒸发强度,两个生长季C_(225)和C_(450)处理的棵间蒸发强度显著比C_0处理高0.07、0.16 mm·d~(-1),降低了有效耗水所占比例;此外,残膜不利于干物质的快速积累和在生殖器官中的高效分配,C_(450)处理籽棉产量和水分利用效率较无残膜处理分别降低了8.7%和5.6%。     

多年采用不同捡拾方式对地膜残留系数及玉米产量的影响

随着地膜用量和覆盖面积的不断增加,在作物产量提高的同时,田间残膜残留量也随之增加,加剧了农业地膜污染。本论文以连续4年（2011-2014）长期定位试验为依托,探明完全捡拾、常规捡拾及不捡拾3个处理对地膜残留量、残留系数及玉米产量的影响。结果表明：0~10 cm土层地膜残留最多,不捡拾处理残膜量显著高于常规捡拾,完全捡拾与常规捡拾差异不显著;10~20 cm土层地膜残留量其次,不捡拾处理残膜量与常规捡拾差异不显著,完全捡拾则显著少于常规捡拾;20~30 cm土层地膜残留最少,处理间差异不显著;0~30 cm土层,完全捡拾处理下,面积>25 cm²、4~25 cm²中大块残膜片数显著少于常规捡拾和不捡拾处理,而面积<4 cm²残膜片数与常规捡拾和不捡拾差异不显著;2014年玉米收获后,常规捡拾、完全捡拾及不捡拾处理下地膜残留量分别为80.85、52.71 kg·hm^-2及152.65 kg·hm^-2,地膜残留系数分别为8.53%、-9.45%及54.42%;3种捡拾处理对玉米茎粗、穗长、穗粗、穗行数、行粒数及百粒重均有影响,随捡拾度增加,各指标均呈增加趋势;与常规捡拾相比,不捡拾处理下4年平均减产15.08%,完全捡拾处理下平均增产4.70%。综合分析不同捡拾方式对地膜残留量、残留系数及玉米产量的影响,建议在没有适宜的残膜回收机械的情况下,应采用农民常规捡拾方式,但从长远发展来看,须尽快研发推广适宜的残膜回收机械。     

残膜对农田土壤养分含量及微生物特征的影响

【目的】探究残膜对土壤养分含量和生物学特征的影响,明确产生危害的土壤残膜强度限值,为中国残膜污染防治工作提供理论支撑。【方法】于2011—2015年在甘肃张掖设置0（CK）、150 kg·hm^-2（T1）、300 kg·hm^-2（T2）、450 kg·hm^-2（T3）以及600 kg·hm^-2（T4）残膜梯度试验,并测定不同残膜强度下土壤理化性状、微生物量碳氮、微生物群落丰度以及土壤酶活性等关键指标。【结果】残膜对土壤含水量、有机质（SOM）、全氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、有效磷（Olsen-P）的影响较大,随着残膜强度的增加,土壤含水量显著增加（P＜0.05）,而SOM、TN、NO₃^--N以及Olsen-P显著降低（P＜0.05）,NH₄⁺-N则表现出先升高后降低的变化趋势。低残膜强度下,土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量增加,但高残膜强度（T3和T4）则会显著降低土壤微生物量（MBC和MBN）及微生物群落丰度（吸光值平均变化率、丰富度、Shannon指数、Simpson指数以及McIntosh指数）（P＜0.05）。土壤酶活性随残膜强度的变化趋势同微生物量碳氮含量基本一致,残膜强度为300—450 kg·hm^-2时,土壤中α-葡萄糖苷酶（AG）、β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维素酶（CBH）、木聚糖酶（BXYL）以及几丁质酶（NAG）活性普遍较高,残膜强度为600 kg·hm^-2时土壤酶活性显著降低（P＜0.05）。【结论】农田土壤中低量残膜存在下可通过保水作用提高土壤微生物活性及其丰富度,而当残膜强度超过450 kg·hm^-2时,土壤微生物量、微生物群落丰度和土壤酶活性显著降低;同时,长期残膜作用下会降低土壤SOM、TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N以及Olsen-P含量,引起土壤养分退化。因此,对于中国地膜残膜污染较严重的地区,应加大残膜防治工作力度,降低残膜引起的土壤退化风险。     

施氮对间作条件下玉米、马铃薯根际微生物群落功能多样性的影响

通过田间试验,采用平板培养法和BIOLOG技术研究了不同施氮水平N0 (0 kg·hm^-2) ,N1 (125 kg·hm^-2) ,N2 (250 kg·hm^-2) 和N3 (375 kg·hm^-2) 对玉米/马铃薯间作作物根际微生物群落及代谢功能多样性的影响。结果表明,间作条件下,施氮 (N1、N2、N3) 处理显著提高了玉米、马铃薯根际细菌、放线菌数量及微生物总量,在N2 处理微生物数量最高,却显著降低了真菌的数量。与N0处理相比,施氮均显著提高了间作条件下玉米、马铃薯根际微生物群落碳源利用率、丰富度和功能多样性,N3 处理的玉米根际微生物群落的碳源利用率 (AWCD) 、Shannon-Wiener (H) 、Simpson 指数 (D) 、均匀度指数 (E) 及碳源利用丰富度指数 (S) 最高,而马铃薯在N2 处理时最高,但对6 类碳源的利用存在一定的差异。聚类和主成分分析表明,间作玉米、间作马铃薯各施氮处理土壤微生物在碳源利用上出现较大差异,土壤微生物群落代谢特征发生改变。表明适量施氮对调控间作作物根际土壤微生物群落结构和提高其功能多样性均具有积极作用。     

张掖绿洲农田地膜残留量分布特征及影响因素

通过对地膜残留量区域分布特征及影响因素的调查研究,准确评估区域地膜残留污染现状,为提出区域性农田地膜污染防控措施提供科学依据。选择河西走廊张掖绿洲105个农田样地作为研究对象,监测农田土壤中地膜残留量,同时调查样地作物、土壤质地、地膜使用情况等指标,并进行统计分析与地统计分析。结果显示：张掖绿洲农田地膜残留量介于0.79~114.72 kg· hm^-2之间,平均值为25.63 kg·hm^-2,表现出西北部高于东南部的分布趋势,地膜残留量的空间异质性高且呈高斯模型分布特征;各县区地膜残留量表现为临泽县（49.07 kg·hm^-2） > 高台县（33.72 kg·hm^-2） > 甘州区（23.33 kg·hm^-2） > 山丹县（11.32 kg·hm^-2） > 民乐县（10.44 kg·hm^-2）。地膜残留量受覆膜方式、覆膜年限、作物类型等因素影响：全覆膜、人工、机械覆膜3种地膜使用方式下地膜残留量差异显著（P<0.05）,均值分别为37.35、27.46、15.26 kg·hm^-2;连续覆膜10 a以上,地膜残留量显著增加（P<0.05）;种植作物中玉米农田（35.39 kg·hm^-2）地膜残留量最多。研究区整体残膜污染处于中污染水平,其中临泽、高台县污染较重,覆膜年限是研究区地膜残留量空间变异的主要因素,贡献率达33.24%,作物类型次之（31.73%）,张掖地区应因地制宜地合理调整农业种植结构并完善地膜使用政策,同时推广残膜机械回收技术,以减轻地膜污染。     

沟垄集雨种植模式下灌溉量对关中地区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨在灌溉区沟垄集雨模式对冬小麦产量和水分利用效率及土壤水热特征的影响设置田间试验。试验设置沟垄集雨种植(R)和传统平作(F)2种种植方式,每种种植方式下设置0 m3/hm~2(N)、400m3/hm~2(L)、1 200m3/hm~2(M)和2 000m3/hm~2(H)4种灌水量。结果表明:同一灌溉量下沟垄集雨种植0~10cm土层的土壤温度在小麦生长前期较平作高,同时沟垄集雨种植模式0~100cm土层的平均含水量在拔节期、开花期较平作种植高,其具有较好的蓄水保墒作用。各处理的总耗水量随灌溉量增加而增加,表现为RHFHRMFMRLFLRNFN。沟垄集雨种植能促进小麦对土壤水分的利用,显著提高小麦产量,在小麦全生育季不灌溉、灌溉量为400、1 200和2 000m~3/hm~2的情况下,沟垄集雨种植处理产量分别较平作相同灌溉量处理高41.52%、70.00%、27.54%和14.35%。同时在8个处理中RM、RL处理的水分利用效率最高。因此,通过发挥沟垄集雨种植蓄水保墒以及改善水分分配的作用能够在灌溉农区小麦生产上达到节水增产增效的效果。     

地埋式秸秆反应堆对南方越冬茄子生产及温室土壤微环境的影响

为分析不同秸秆生物反应堆技术对茄子生产及温室土壤微环境的影响,设置常规栽培的CK、T1(秸秆22 500 kg·hm~(-2))、T2(秸秆22 500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2))和T3(秸秆22500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2)+腐植酸750 kg·hm~(-2))4个处理。结果表明:使用秸秆生物反应堆技术,茄子产量可以提高29.2%～32.0%,但不同秸秆反应堆处理之间无显著差异;秸秆反应堆技术可增加茄子中可溶性总糖、维生素C和固形物含量,降低硝酸盐含量,明显改善品质。3种秸秆反应堆技术均有效提高了温室土壤CO_2排放通量,增加植株根系周边土壤有机质和总氮含量,其中有机肥和菌剂的添加促进了早期CO_2释放,有利于土壤有机质和养分累积,腐植酸的添加对温室CO_2的产生影响不大,但可以提高土壤微生物代谢能力。对土壤微生物数量的分析表明,秸秆生物反应堆提高了植株根系周边土壤中的真菌数量,降低土壤细菌数量。其中T3处理倾向于提高苗期土壤中真菌数量和花期土壤中细菌数量,而T2处理倾向于提高花期和盛果期栽培土壤中的真菌数量以及盛果期栽培土壤细菌数量。研究表明,秸秆生物反应堆可以显著提高茄子产量和品质,增加温室土壤CO_2排放通量,提高植株根系周边土壤中有机质和养分含量,影响土壤中微生物代谢活性,改变栽培过程中真菌和细菌的数量变化模式。     

稻秆炭与巨菌草联合对铜镉污染土壤的修复

通过野外小区试验施加不同用量(0、5000、10000、15000、20000 kg·hm^-2)的稻秆生物炭(稻秆炭),探究施用稻秆炭对巨菌草修复铜镉复合(Cu-Cd)污染土壤的影响,并评价稻秆炭与巨菌草联合修复重金属污染土壤的潜力和优势。结果表明,稻秆炭施用可明显提高巨菌草在Cu-Cd污染土壤中的成活率,提高其地上生物量;稻秆炭的施用降低了土壤有效态Cu、Cd和全量Cd含量,在一定程度上降低了巨菌草对Cu的富集,但同时促进了巨菌草对Cd的富集,于5000 kg·hm^-2处理下增幅最大,其根、茎、叶的Cd吸收量分别增加60.75%、230.31%和83.34%;稻秆炭施用显著增加了巨菌草地上部重金属绝对富集量,Cu最高达3741.04 g·hm^-2(用量为10000 kg·hm^-2),Cd最高达167.81 g·hm^-2(用量为5000 kg·hm^-2);各处理的修复边际效率显示,5000 kg·hm^-2稻秆炭施用量更经济、有效。研究表明,稻秆炭施用提升了巨菌草地上部对Cu、Cd的富集水平,其联合修复潜力巨大。     

不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响

【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008-2009和2009-2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播（A）、全膜覆盖穴播（B）、垄膜沟播（C）和露地条播（CK）4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%-79.1%,水分利用效率提高22.1%-24.0%,达到11.9-16.6 kg·hm^-2·mm^-1;全膜覆土穴播可增产43.4%-44.4%,水分利用效率提高8.8%-14.6%,达到11.0-14.8 kg·hm^-2·mm^-1;垄膜沟播可增产37.0%-39.3%,水分利用效率提高4.2%-4.4%,达到10.0-14.2 kg·hm^-2·mm^-1。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0-200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关（r=0.96*）。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0-200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。     

覆膜和施氮肥对玉米产量和根层土壤硝态氮分布和去向的影响

【目的】采用大田覆膜栽培技术,研究西北黄土塬区覆膜和施肥量对玉米产量、根层土壤硝态氮分布和去向的影响,为西北黄土塬区合理施氮和农业可持续发展提供理论依据。【方法】试验共设置6个处理,分别为:(1)对照组(CK):不施肥、不覆膜;(2)覆膜和不施肥处理(MN0);(3)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))和不覆膜处理(BN1);(4)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN1);(5)施基肥(氮肥80kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和不覆膜处理(BN2);(6)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN2),测定玉米产量、土壤水分、土壤硝态氮分布和玉米地上部氮素吸收量的差异。【结果】玉米地上部干物质积累量随着生育期的推进呈持续增加的趋势,干物质积累速率也随之增加,两年的干物质积累量主要表现为MN2BN2MN1BN1CKMN0;玉米产量随着地上部干物质积累量的增加而增加,覆膜和施肥显著提高玉米产量,2012年,BN1和MN1处理的产量比CK处理分别提高了31.41%和38.33%,BN2和MN2处理的产量比CK处理分别提高了49.89%和79.06%;覆膜提高了玉米根层土壤水分含量,在整个生育期的影响程度为先增加、后降低;随生育期推进,不施肥处理根层土壤硝态氮含量持续下降,土壤上层(0—50 cm)硝态氮含量略大于下层(50—100 cm),土壤上、下层间的硝态氮含量差异逐渐减弱;在施基肥和追肥处理下,覆膜有提高土壤硝态氮含量的作用;玉米地上部对根层氮素的吸收率与施肥量正相关,覆膜和施肥对玉米氮素吸收量影响显著,在不施肥条件下,覆膜对氮素吸收量影响不显著;覆膜处理的氮素去向表现为:植株地上部氮素吸收量氮素残留量氮素表观损失量;两年的氮肥回收率表现为MN2BN2MN1BN1,覆膜可以显著提高氮肥回收率。【结论】综合考虑玉米产量、氮素表观损失和氮肥利用率,施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN2)显著提高玉米产量、表层土壤含水量,以及减缓硝态氮向深层迁移速度、降低氮素表观损失量和提高氮肥利用率,推荐MN2处理为最佳处理。