还田秸秆配施外源纤维素酶效应研究

为探求促进秸秆降解的新途径,采用室内培养法研究了外源纤维素酶对秸秆降解速率及土壤速效养分的影响。结果表明,整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理降解率都存在极显著差异(p<0.01),到培养结束时小麦秸秆加酶处理降解率高出不加酶处理7.10%～11.86%,玉米秸秆高出8.01%～14.04%;整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理间土壤速效氮、磷、钾含量都存在极显著差异(p<0.01),培养结束时,小麦秸秆最优处理速效氮、磷、钾含量高出对照4.15mg·kg-1,3.60mg·kg-1,32.35mg·kg-1,玉米秸秆高出6.50mg·kg-1,4.27mg·kg-1,47.97mg·kg-1。结果说明添加外源纤维素酶能够提高秸秆降解速率,促进秸秆养分矿化。     

内蒙古河套灌区秋浇对不同类型农田土壤盐分淋失的影响

秋浇是河套灌区传统的秋后淋盐、春季保墒的一种特殊灌溉制度 ,秋浇对不同类型农田盐分损失影响的试验结果表明 ,秋浇前白菜地土壤含水率最高 ,向日葵地最低 ,秋浇后 5种农田土壤含水率均较高 ,且彼此间无显著性差异。秋浇后不同土壤剖面盐分的损失量按照表层 (0～ 40cm)、中层 (40～ 80cm)、深层 (80～ 1 2 0cm)依次递减(向日葵地除外 )。不同农田的盐分淋失量按照白菜地、向日葵地、玉米地、小麦 -玉米地、小麦地依次递减。非生长季灌溉下 ,农田土壤 0～ 1 0 0cm土层中盐分的淋失量与土壤储水量的增加量 (灌溉前土壤含水率 <2 50 g·kg- 1 ,r =0 .990 2 )密切相关 ,但与灌溉前土壤盐分初始含量无显著性关系     

小麦/玉米和蚕豆/玉米间作对土壤硝态氮累积和氮素利用效率的影响

提高氮肥利用效率,减少氮肥过量施用对环境造成的污染,是保障国家粮食生产和生态环境安全的关键.文章以甘肃河西灌区为试验地点,在0、300、450 kg·hm-2氮水平下,探讨了小麦(Triticum aestivum L.)/玉米(Zea mays L.)和蚕豆(Vicia faba L.)/玉米间作对土壤硝态氮累积和分布的影响.结果表明:随氮肥用量增加,0～60 cm土层土壤硝态氮相对累积量增加,100～200 cm土层降低.在3个氮水平下,蚕豆间作土壤硝态氮含量和累积量都低于单作.小麦间作在300 kg·hm-2氮水平下土壤硝态氮累积量都低于单作,但在0和450 kg·hm-2氮水平下,小麦收获后间作与单作近似,玉米收获后小麦间作土壤硝态氮累积量都低于单作.与小麦和蚕豆间作的玉米在300 kg·hm-2氮水平下土壤硝态氮累积量都低于单作玉米,在0和450 kg·hm-2氮水平下则表现不同.在300 kg·hm-2氮水平下,两种间作氮肥当季利用率都明显高于相应的单作,施氮量增加到450 kg·hm-2时,则表现不一样.     

长期不同施肥条件下红壤小麦和玉米季CO_2、N_2O排放特征

基于中国农业科学院红壤实验站红壤旱地小麦-玉米轮作长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地连续施肥16 a后,不同施肥条件下小麦季和玉米季土壤CO2和N2O的排放特征。结果表明,CO2和N2O排放具有明显的季节性,施肥对土壤CO2和N2O排放有明显影响,且有机肥的施用显著促进了土壤CO2和N2O排放。不施肥对照(CK)、氮磷配施(NP)、氮钾配施(NK)、氮磷钾配施(NPK)和有机无机肥配施(NPKM)处理小麦季和玉米季土壤CO2累积排放量分别为5 904、8 062、4 298、9 235、14 098和4 708、7 530、5 435、7 089、15 472 kg.hm-2,土壤N2O累积排放量分别为0.34、0.63、0.44、0.62、1.00和0.25、0.39、0.35、0.52、1.73 kg.hm-2,小麦休闲期土壤CO2和N2 O累积排放量平均占小麦生长季的63.52%和28.43%,玉米休闲季平均占玉米生长季的49.98%和32.72%,说明休闲期土壤CO2和N2O累积排放量不容忽视。除玉米季NP、NK、NPK处理外,其他各处理小麦季和玉米季土壤CO2排放通量与5 cm深处土...     

长期施肥对华北平原农田土壤呼吸及碳平衡的影响

在具有21年历史的长期定位试验地,研究了土壤温度变化、不同施肥处理对土壤释放CO2及小麦(Triticum aestivumL.)、玉米(Zea mays L.)吸收CO2的影响,进而明确在华北平原小麦-玉米轮作制的农田生态系统中碳素平衡问题.研究表明:土壤释放CO2的量与土壤温度呈明显的正相关,相关系数分别达到r=0.717**(5 cm地温)和r=0.764**(10 cm地温).进一步研究表明:在小麦生育期,施氮、磷各处理土壤释放CO2的数量随气温而增加,氮、磷肥配合的各处理与对照和单施氮、磷肥处理之间有显著的差异(P<0.05);但是2个处理组合(氮、磷肥配合、单施氮、磷肥)之内各处理之间差异不显著.土壤温度在10～20℃之间单施氮、磷肥无助于改变土壤释放CO2的量,而氮、磷肥配合施用可以明显地增加土壤释放CO2的量.不施肥与单施氮、磷肥处理麦田土壤呼吸释放的CO2量大于小麦固定的CO2量,向大气净排放的CO2量达0.83～3.73 t hm-2,而氮、磷肥配合处理的麦田从大气中净吸收的CO2量达7.89～12.49 t hm-2.在玉米生育期,土壤释放CO2的量在7月中旬达到最高值(12.40～22.52 g·m-2·d-1),9月中旬降到最低(6.19～8.20 g·m-2·d-1).施用N 540 kg·hm-2·a-1,P2O5 135kg·hm-2·a-1的处理(N2P2)释放的CO2量与施用N 270 kg·hm-2·a-1的处理(N1)之间差异不显著.与其它各处理之间差异显著(P<0.05),表明在玉米生育期长期施用高量氮、磷肥明显地影响到土壤释放CO2的量.玉米不但可以吸收土壤释放的CO2,还要从大气中吸收大量CO2,即在玉米生育期的农田生态系统可以降低大气中CO2的含量.总之,在华北平原小麦一玉米轮作制的农田生态系统土壤呼吸不会增加大气中CO2的含量,相反则有可能减少其含量.     

不同有机无机复混肥对土壤供氮和玉米生长的影响

通过田间小区试验,研究等氮量施用条件下菜粕、猪粪、中药渣和鸡粪分别与化肥混合制成的4种不同有机无机复混肥对土壤供氮特性和玉米生长的影响.结果表明,玉米当季生长期间,4种有机无机复混肥处理的土壤矿质氮含量显著高于化肥处理,其中以施用鸡粪和菜粕复混肥的当季土壤供氮能力较高.施用复混肥后玉米籽粒产量为6725～8960kg*hm-2,均高于施化肥处理,且除猪粪复混肥外,其他3种复混肥处理的玉米籽粒产量均比化肥处理增加20%以上,差异达到显著水平.施用复混肥后,氮肥利用率达24.2%～39.8%,均高于单施化肥.有机无机复混肥料,尤其是鸡粪复混肥能有效调控氮素养分释放,使土壤供氮特征与玉米的需氮规律相一致,从而显著提高产量.     

晋南两熟半干旱区“粮药”（半夏）农田生态抗旱耕作模式效益研究

采用大田试验,设计冬小麦（Triticum aestivum Linn.）在春季起身后套作半夏[Pinellia ternata（Thunb.）Breit.]（小麦/半夏）、冬油菜（Brassica campestris L.）收获后复播半夏[Pinellia ternata（Thunb.）Breit.]（油菜-半夏）和春玉米（Zea mays L.）与半夏[Pinellia ternata（Thunb.）Breit.]间作（玉米＋半夏）3种耕作模式,探讨晋南两熟半干旱区适宜半夏的＂粮药＂耕作模式。结果表明：与油菜-半夏、玉米＋半夏耕作模式相比,小麦/半夏耕作模式经济产量最高,生态效益最好;不同半夏品种中,西河半夏（原产地温度相对最低）产量最高,新绛半夏（原产地温度相对较高）产量最低。表明半夏适宜于从低温地区引种到高温地区栽培,可提高产量。与商洛半夏和新绛半夏相比,西河半夏分别增产19.1%和41.9%;小麦/半夏耕作模式为最佳＂粮药＂耕作模式,其半夏产量与油菜-半夏和玉米＋半夏耕作模式相比,分别增产53.4%和70.8%。     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2＋和Pb2＋的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350-500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2＋和Pb2＋的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明：生物质炭对Cd2＋和Pb2＋的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2＋和Pb2＋的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2＋和Pb2＋的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg（6 g.L-1）时,3种生物黑炭对溶液Cd2＋的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2＋的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350~500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明:生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2+和Pb2+的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg(6 g.L-1)时,3种生物黑炭对溶液Cd2+的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

长期不同施肥条件下红壤小麦和玉米季CO2、N2O排放特征

基于中国农业科学院红壤实验站红壤旱地小麦-玉米轮作长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地连续施肥16 a后,不同施肥条件下小麦季和玉米季土壤CO2和N2O的排放特征。结果表明,CO2和N2O排放具有明显的季节性,施肥对土壤CO2和N2O排放有明显影响,且有机肥的施用显著促进了土壤CO2和N2O排放。不施肥对照（CK）、氮磷配施（NP）、氮钾配施（NK）、氮磷钾配施（NPK）和有机无机肥配施（NPKM）处理小麦季和玉米季土壤CO2累积排放量分别为5 904、8 062、4 298、9 235、14 098和4 708、7 530、5 435、7 089、15 472 kg.hm-2,土壤N2O累积排放量分别为0.34、0.63、0.44、0.62、1.00和0.25、0.39、0.35、0.52、1.73 kg.hm-2,小麦休闲期土壤CO2和N2 O累积排放量平均占小麦生长季的63.52%和28.43%,玉米休闲季平均占玉米生长季的49.98%和32.72%,说明休闲期土壤CO2和N2O累积排放量不容忽视。除玉米季NP、NK、NPK处理外,其他各处理小麦季和玉米季土壤CO2排放通量与5 cm深处土壤温度显著相关;而土壤N2O排放通量与土壤温度间均未表现出显著相关性;除NPKM处理外,其他各处理土壤CO2或N2O排放通量与土壤水分间相关性均未达显著水平。     

碱性矿化水淋洗对土壤盐碱化及小麦生长的影响

为探讨不同矿化度的水对土壤盐渍化的影响及相应的淋洗分数,采用土柱模拟方法,以小麦为指示作物,设计1.0 g/L,1.5 g/L两种矿化度,按3750 m3/hm2灌溉量,分一水、二水两种灌次,秋后进行人工淡水淋洗。结果表明,在半干旱气候条件下,开发碱性矿化水灌溉矿化度不宜超过1.5 g/L,否则有引起碱化的危险。干旱期用碱性矿化水灌溉抗旱时,在同等灌水量的情况下,一水灌溉比二水灌溉积盐轻。各种人工淋洗处理比CK洗盐效果好,其中以等量淋洗综合效益最好。     

酿造污泥的农业利用对地下水的影响

本文通过模拟渗滤实验对酿造残渣(NovoGro)在天津地区农业利用可能产生的环境影响-氮素对地下水的潜在污染———进行了比较系统的研究。结果表明,氮素(主要是NO3-)在土壤中的迁移和积累行为在不同作物和土壤条件下是有差异的。在水田中施用NovoGro,不会引起水体的氮素污染问题;旱田(小麦)表层土壤和下渗水中NO3--N的含量则随NovoGro的施用量的增加而增加,当施用量达到45t/hm2时足以造成地表径流和地下水的NO3--N污染。     

柳树幼苗渗透调节物质对中、碱性钠盐响应的差异性

世界土壤盐渍化问题日益严重.中国拥有面积广大的盐碱地,它严重地制约着中国农业的可持续发展.中国北方内陆盐碱地土壤含有NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3 多种盐分,类型复杂多样.柳树是我国重要的造林绿化和水土保持乡土树种,对改良盐碱地美化生态环境具有重要作用,因此研究柳树耐碱性及其适应盐碱生理差异性具有重要意义.以盐柳1号（Salix psammophila）为试验材料,分别以中性盐NaCl 和Na2SO4、碱性盐NaHCO3 和Na2CO3 混合模拟盐、碱胁迫（两者物质的量比均为9∶1）,各设计了5 个梯度处理,总共胁迫14 d 后,研究盐与碱胁迫下柳树幼苗叶片含水量、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的变化情况.结果表明：随着盐浓度的升高柳树叶片中的含水量呈减少趋势,在碱性盐胁迫下叶片含水量下降趋势更大,盐浓度达到200 mmol·L^-1 时,叶片含水量达到最低为23.8%,仅为对照的32%（P〈0.01）达到极显著性差异,并且相比于中性盐在碱性盐胁迫下叶片损失水分更多.同样在碱性盐胁迫情况下随着盐浓度升高,柳树叶片中的三种渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均增加,其中,碱性盐浓度达到200 mmol·L^-1 时植物叶片中脯氨酸质量分数为100.38 μg·g^-1 达到最大值为对照的3.18 倍（P〈0.01）达到极显著性差异,为同浓度中性盐胁迫下的1.57 倍（P〈0.05）.当碱性盐浓度达到150 mmol·L^-1 时,柳树叶片可溶性糖质量分数是2.4 mg·g^-1 为对照的1.86 倍（P〈0.05）达到显著性差异水平,为同等浓度中性盐胁迫下的1.69 倍（P〈0.05）,叶片可溶性蛋白质量分数为7.84 mg·g-1 为对照的1.67 倍（P〈0.05）差异显著,为同等浓度中性盐胁迫下的1.56 倍（P〈0.05）.综上所述,从渗透胁迫角度分析,碱性盐胁迫比中性盐胁迫是两种不同性质的胁迫,并且碱胁迫对柳树造成的危害损伤更大.     

Phosphorus losses to water from lowland rice fields under rice-wheat double cropping system in the Tai Lake region

To assess P losses to surface water by runoff during the rice season and by drainage flow during the winter wheat season, serial field trials were conducted in different types of paddy soils in the Tai Lake Region (TLR) during 2000 and 2001. Four P application rates were set as 0 (CK), 30, 150, and 300 kg P/hm2 for flooded rice trials and 0 (CK), 20, 80, 160 kg P/hm2 for winter wheat trials respectively. Field experiments were done in two locations with a plot size of 30 m2 and four replications in a randomized complete block design. A simplified lysimeter was installed for each plot to collect all the runoff or drainage flow from each event. Total P (TP) losses to surface water during rice season by runoff flow from four treatments were 150 (CK), 220 (T30), 395 (T150), 670 (T300) g P/ hm2 in year 2000, and 298, 440, 1828, 3744 g P/hm2 in year 2001 respectively in Wuxi station, here the soil is permeable paddy soil derived from loam clay deposit. While the losses were 102, 140, 210, 270 in year 2000, and 128, 165, 359, 589 g P/hm2 in year 2001 respectively in Changshu station, here the soil is waterlogged paddy soil derived from silt loam deposit. During the winter wheat season, total P lost from the fields by drainage flow in the four treatments were 253 (CK), 382 (T20), 580 (T89), 818 (T160) g P/hm2 in year 2000--2001, and 573.3, 709.4, 1123.2, 1552.4 g P/hm2 in year 2001--2002 at the Wuxi station. While these were 395.6, 539.1, 1356.8, 1972.1 g P/hm2 in year 2000--2001, and 811.5, 1184.6, 3001.2, 5333.1 g P/hm2 in year 2001--2002 at the Changshu station. Results revealed that P fertilizer application rates significantly affected the TP concentrations and TP loads in runoff during the rice season, and by drainage flow during the winter wheat season. Both TP loads were significantly increased as the P application rate increases. The data indicate that TP losses to surface water were much higher during the winter wheat season than during the rice season in two tested sites. The data also reveal that the annual precipitation and evaporation rate affected the soil P losses to surface water significantly. Year 2000 was relatively dried with higher evaporation thus P losses to water by both runoff and drainage flow were less than in year 2001 which was a relatively wet year with lower evaporation. Results indicate that texture, structure of the soil profile, and field construction (with or without ridge and deep drains) affected soil P losses to surface water dramatically. Annual possible TP lost to water at the application rate of 50 kg P/hm2 year tested in TLR were estimated from 97 to 185 tones P from permeable paddy soils and 109-218 tones P from waterlogged paddy soils. There was no significant difference of TP lost between the CK and the T50 treatments in both stations, which indicate that there is no more TP lost in field of normal P fertilizer application rate than in control field of no P fertilized. Much higher TP lost in runoff or drainage flow from those other P application rates treatments than from the T50 treatment, which suggest that P losses to surface water would be greatly increasing in the time when higher available P accumulation in plough layer soil in this region.     

红壤立体栽培模式中玉米氮、磷、钾配方施肥数学模型的研究

采用氟、磷、钾化肥三因素通用旋转组合设计，通过计算机模拟寻优，建立了湘南砂岩红壤玉米－大豆立体栽培模式中玉米施肥量－产量、玉米施肥量－利润数学模型；优选出玉米产量和利润最高的各10套施肥方案；计算出玉米最高产量的施肥量为：尿素750kg／hm2，过磷酸钙1125kg／hm2，氯化钾332kg／hm2，N∶P2O5∶K2O＝1∶0.39∶0.58；计算出玉米最佳经济效益施肥量为：尿素712.8kg／hm2，过磷酸钙1125kg／hm2，氯化钾285.2kg／hm2，N∶P2O5∶K2O＝1∶0.41∶0.52．玉米与大豆的产量间以及两者的利润间均呈极显著正相关．     

北川山区海拔和坡向对杂交玉米的影响

在φ（N）31°45′～31°50′,λ（E）104°20′～104°25′范围内，通过3个杂交玉米品种在海拔（h     

近地层臭氧浓度升高对麦田土壤微生物群落功能多样性的影响

利用中国臭氧FACE(Free-air O3concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高)试验平台,通过测定麦季土壤水溶性有机碳含量、土壤呼吸强度和BIOLOG指标,研究了近地层臭氧浓度升高50%条件下(~70 nmol mol-1),麦田土壤微生物功能多样性的响应.结果发现,臭氧浓度升高下麦田土壤水溶性有机碳含量提高,土壤微呼吸强度增加,平均吸光值显著高于对照(P<0.05).多样性指数结果显示,臭氧浓度升高对麦田土壤微生物丰富度和优势度指数没有显著影响,但是臭氧处理下均一度指数显著高于对照(P<0.05);主成分分析显示,相对于其它碳源,臭氧浓度升高对麦田土壤微生物的糖类物质利用能力的影响最大.研究揭示了1.5倍的近地层臭氧浓度增强了麦田土壤微生物碳源利用能力,特别是非优势微生物.     

闽东南旱地土壤养分状况与花生平衡施肥研究

２８个土壤样品的养分测定和吸附试验以及８个田间肥效试验表明，闽东南旱地土壤的Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｂ是花生的普遍养分限制因子．部分土壤还缺乏Ｚｎ和Ｍｇ等养分．赤砂土的肥料三要素最佳用量分别为Ｎ５４ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５５５ｋｇ／ｈｍ２、Ｋ２Ｏ８７ｋｇ／ｈｍ２；红壤性水稻土为Ｎ５２ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５６３ｋｇ／ｈｍ２、Ｋ２Ｏ９２ｋｇ／ｈｍ２；海砂土为Ｎ９４ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５４２ｋｇ／ｈｍ２、Ｋ２Ｏ８５ｋｇ／ｈｍ２．１０个对比试验表明，花生平衡施肥比群众常规施肥平均增产４７１ｋｇ／ｈｍ２，增产率为１４．９％，每ｈｍ２净增收２０５３元．     

太行山山前平原区地下水下降对该区土壤性质的影响

太行山山前平原区的地下水持续下降,对土壤成土条件产生了重大影响。通过对太行山山前平原区地下水及地下25 m内土层的土壤含水量进行研究,发现由于该区地下水下降引起饱和含水量土壤层由原来的地下1-2米,演变成现在的30-40米以下,土壤水库储水量显著降低;通过毛管水上升模拟试验,证实地下水已经不再参与土壤的形成过程,该区土壤的成土条件已经发生变化,土壤由潮土向褐土的方向发展。