内蒙古阴山北麓马铃薯应用PBAT/PLA全生物降解地膜可行性分析

内蒙古阴山北麓作为内蒙古的粮食主产区,普遍存在农田残膜污染的问题。应用全生物降解地膜是解决农田残膜污染的重要途径,研究聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)全生物降解地膜增温保墒性能、降解性能及其产量经济效益对于解决农田残膜污染、保护生态环境、实现农业绿色高质量发展具有重要意义。本研究在马铃薯田开展了3种PBAT/PLA全生物降解地膜、1种普通PE地膜和裸地处理(分别标记为F1、F2、F3、CK和OF)的覆膜栽培试验和降解地膜填埋试验。结果表明,各覆膜处理5—6月土壤温度逐渐升高,7—8月中旬达到作物生育期峰值,随后降低至较低水平。与普通PE地膜相比,3种全生物降解地膜在马铃薯发芽、幼苗期(5—6月)平均土壤温度和土壤含水量未形成显著差异(P0.05),能够满足马铃薯生育前期的生长需求。F1和F2处理在作物覆膜后42—56 d进入诱导期,当季作物收获前均能进入破碎期,降解率为34.21%—42.74%,填埋365 d后基本降解完全;F3处理覆膜后68—84 d进入诱导期,作物收获前降解率为15.47%—28.04%,填埋365—540 d基本降解完全。3种全生物降解地膜作物产量和经济效益分别为49.64—58.53 t·hm~(-2)和1.6×10~4—2.4×10~4 yuan·hm~(-2),未与普通PE地膜形成显著差异(P0.05)。F1和F2处理作物产量和经济效益显著高于裸地(P0.05),其中作物产量分别提高36.85%和38.27%,经济效益分别增加1.43×10~4 yuan·hm~(-2)和1.5×10~4 yuan·hm~(-2);与普通PE地膜相比,作物产量分别增加4.1%和5.18%。根据降解性能和作物产量综合评价,在内蒙古阴山北麓马铃薯种植条件下,F1和F2处理具有较好的降解性能,且在提高作物产量、保护耕地生态环境方面具有较好效果。     

稻草覆盖对旱地土壤CO_2排放的影响

在中国南方丘陵地区,稻田与旱地交错相接,将稻草移施旱地不仅可以减缓稻田甲烷排放,而且可以提高旱地土壤肥力,但对旱地土壤CO_2排放的影响尚缺乏了解。选取油菜(Brassica campestris L.)-玉米(Zea mays L.)轮作土壤为研究对象,每季作物分别覆盖5 000 kg·hm~(-2)稻草(SM),以不覆盖稻草为对照(CK),采用静态箱-气相色谱法监测油菜-玉米轮作周期内的土壤CO_2排放动态,同时监测了5 cm深度土壤温度和含水量。结果表明,(1)稻草覆盖在低温季节提高土壤温度,在高温季节降低土壤温度;同时,稻草覆盖有助于保持土壤水分,可以缓解一定程度的干旱。(2)土壤CO_2通量具有明显的季节性,与土壤温度呈极显著正相关(r=0.736,P=0.000)。(3)稻草覆盖显著促进土壤CO_2排放。油菜季稻草覆盖处理和对照处理的CO_2通量平均值分别为34.0 mg·m~(-2)·h-1和21.2 mg·m~(-2)·h-1,CO_2累积排放量分别为3 723 kg·hm~(-2)和5 981 kg·hm~(-2)。玉米季稻草覆盖处理和对照处理的CO_2通量平均值分别为279.9 mg·m~(-2)·h-1和221.6 mg·m~(-2)·h-1,CO_2累计排放量分别为7 591kg·hm~(-2)和6 009 kg·hm~(-2)。全年(包括无作物生长期间)稻草覆盖和对照处理的CO_2累计排放量分别达到15 131 kg·hm~(-2)和11 220kg·hm~(-2),稻草覆盖增加了34%的CO_2排放。     

基于DNDC模型覆膜马铃薯N_2O减排增产的优化施氮量研究

为了探究马铃薯(Solanum tuberosum)田苗期不覆膜和苗期覆膜处理下土壤N_2O减排和增产兼顾的最优施氮量,并验证DNDC模型对于马铃薯田土壤N_2O排放和产量预测的适用性,以沈阳市自然降水条件下的马铃薯田为研究对象,设计不施氮肥(0 kg·hm~(-2))、低氮(75 kg·hm~(-2))、中氮(150 kg·hm~(-2))和高氮(225 kg·hm~(-2))4种施氮水平,每种氮肥水平包括苗期不覆膜与苗期覆膜两种处理,采用静态箱-气相色谱法对土壤N_2O气体排放进行田间原位观测,并运用DNDC模型进一步探究马铃薯田减排增产最优施氮量,结果对于促进马铃薯田温室气体减排和增产协调兼顾的旱地农业可持续发展具有积极意义。结果表明,DNDC模型可以准确地模拟马铃薯田不覆膜处理下不同施氮水平N_2O排放状况,模型效率指数在0.72~0.94之间;在覆膜处理中,低、中、高施氮量模型效率指数较苗期不覆膜处理分别下降0.21、0.52和0.50,不施氮肥处理下,模型效率指数为负值,模型不能模拟N_2O排放;DNDC模型对于各处理下马铃薯产量均有较准确的模拟效果。DNDC模型进一步表明,不覆膜状态下马铃薯田增产兼顾减排的施氮量为90~105 kg·hm~(-2);减排兼顾增产的施氮量为75~90 kg·hm~(-2)。由于DNDC模型对于覆膜处理下马铃薯田N_2O排放模拟效果不佳,通过大田实验数据分析得出:苗期覆膜可以有效增产和减少土壤N_2O排放,综合马铃薯产量和土壤N_2O减排的环保施氮量可在75 kg·hm~(-2)的基础上有所增加,但需低于150 kg·hm~(-2)。     

橡胶林氮肥施用后在土壤中的残留、累积和迁移

氮肥在土壤中的残留是土壤氮库的重要补充,对于维持土壤氮水平和保证作物高产具有重要作用。目前人们对热带季风气候下橡胶林氮肥施用后的残留特征了解还很少。利用微区试验结合~(15)N示踪技术,研究了橡胶林酸性砖红壤中不同施氮水平下(0、100、200和400 kg·hm~(-2))氮肥的残留、累积和迁移。结果表明,不同施氮水平下肥料氮当年根层土壤(0-100cm)残留量为23.36-109.36 kg·hm~(-2),残留率为23.36%-31.85%,施氮量的升高显著增加了肥料氮的残留量;2年后,不同施氮水平下肥料氮根层土壤残留量仅20.45-41.78 kg·hm~(-2),残留率10.45%-20.45%,施氮量的增加显著降低了肥料氮残留率;试验第1年(枯水年),不同施氮水平下土壤硝态氮主要在根层土壤累积(24.61-172.47 kg·hm~(-2)),而淋洗迁移到深层土壤(100-200 cm)的硝态氮不多(13.89-51.66 kg·hm~(-2))。根层土壤硝态氮累积量与施氮量呈极显著正相关关系;试验第2年(丰水年),不同处理的根层土壤硝态氮累积很少(仅5.39-22.95 kg·hm~(-2))。3个氮肥处理的硝态氮均不同程度地迁移、淋洗到深层土壤,达53.36-201.42 kg·hm~(-2)。深层土壤中的硝态氮累积量与施氮量呈极显著正相关关系。综上,橡胶林氮肥施用后的土壤残留率较低,施氮量是影响橡胶林土壤硝态氮累积、迁移的重要因素。     

农田残留地膜累积生态效应研究进展

地膜覆盖是一项优良的现代农业生产技术,显著提高生产力,但随着使用年限的持续增加残留在土壤中的地膜不断累积,对土壤环境与生态健康构成巨大威胁。为系统了解残留地膜带来的生态环境影响,本文基于残留地膜污染特征,通过查阅国内外文献,初次引入累积生态效应概念,总结了残留地膜对土壤健康、动植物生长发育甚至人类健康产生影响的相关工作,并对目前研究中存在的问题和未来发展方向进行了探讨。结果表明:随着覆膜时间的增加土壤中地膜残留量不断增加,受耕作、老化与降解等因素的影响残留地膜的大小、形状和状态不断改变,产生的直接和间接累积生态效应也不断变化;残留地膜老化与降解过程会加重其累积生态效应,残留地膜类型不同、老化程度与降解过程不同产生累积生态效应的程度也不同;随着生物降解地膜使用量的增加,残留地膜累积生态效应的多样化增加,而残留生物降解膜累积生态效应的危害程度不亚于普通残留地膜;残留地膜的直接和间接累积生态效应都对人类健康构成威胁。总之,残留地膜累积生态效应是一个长期动态变化的过程。目前残留地膜累积生态效应的研究多以短期的、静态的效应研究为主,对长期系统性的研究不够深入,应在未来的研究中开展长期性、时空动态...     

甘肃省农田地膜污染及防控措施调查

根据甘肃省第一、二次污染源普查结果和78个监测点数据,采用问卷调查与实地调研相结合的方法,分析了甘肃省农田残膜污染现状和防控措施.结果表明,2013年全省地膜使用总量152 025 t,年残留总量44 574 t,地膜污染地区差异明显,从大到小依次为中部黄土高原区、陇东黄土高原区、河西走廊、陇南山区、天水地区和甘南牧区.不同覆膜作物的污染量不同,污染最严重的是玉米.残膜碎片面积越大,残存在田间的数量越小.种植年限1～＜10、10～ ＜20、20～ 30 a的0～30 cm田间地膜残留量分别为27.62、30.78和42.26 kg· hm-2.耕地利用类型不同,残膜量大小则不同,从大到小依次为粮食作物、花卉、蔬菜和经济作物.不同年限、不同种植作物及不同覆膜方式的田间地膜残留系数不同,综合残留系数为4.64 kg·hm-2·a-1.影响地膜残留量的因素主要有残膜碎片大小、地膜厚度、种植模式、农田距村庄距离、土壤质地、地膜重复利用和捡拾方式.2013年甘肃省已建立起了完整的废旧地膜回收体系,有回收企业231家,回收网点2 130个,残膜回收率为70.7％.同时采取了增加地膜厚度、调整种植模式、增施有机肥改变土壤质地、减少地膜重复利用、采用人工加机械捡拾、建立废旧地膜回收体系等农艺农机技术,大幅度减少了地膜残留量,有效防治了农田残膜污染.     

碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性和生物量的影响

氮素对青藏高原高寒草甸植物群落结构和生物量的影响尚存争议,而外源碳对青藏高寒草甸植物群落结构和生物量的影响鲜见。该研究在西藏那曲封育草甸开展为期4年的多梯度碳(蔗糖)、氮(尿素)添加试验,探究碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性特征、生物量以及群落物种多样性指数与生物量之间的相关关系。结果表明,(1)碳×氮交互作用对高寒草甸植物群落地上生物量有显著增加的作用(P0.05),与对照4年地上部分植物生物量总和(549.1 g·m~(-2))相比,在N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)、C120 kg·hm~(-2)添加处理下,4年地上部分植物生物量总和增加到了747.5、692.6、730.4g·m~(-2)。其中N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)×N 50 kg·hm~(-2)×C 60 kg·hm~(-2)×N100 kg·hm~(-2)、C 60 kg·hm~(-2)×N 100kg·hm~(-2)和C 120kg·hm~(-2)×N 100 kg·hm~(-2)添加处理对高寒草甸植物群落地上生物量的影响不显著。(2)4年碳、氮添加研究结果显示,碳、氮分别添加以及碳氮交互作用对高寒草甸植物群落物种多样性没有显著影响。(3)地上植物群落生物量与群落物种多样性指数之间从2011到2014年均没有显著的相关关系。4年地上部分植物生物量总和与4年总体植物群落物种多样性指数之间有显著的负相关关系(P0.01),但相关性较为微弱(r~2=0.159)。     

模拟氮沉降对武夷山亚热带常绿阔叶林土壤呼吸的影响

大气氮沉降是全球变化的焦点问题之一,为研究大气氮沉降对森林生态系统土壤呼吸的影响,在武夷山亚热带常绿阔叶林进行人工模拟氮沉降,设置对照(N0,0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮(N1,50 kg·hm~(-2)·a~(-1))、中氮(N2,100 kg·hm~(-2)·a~(-1))和高氮(N3,150 kg·hm~(-2)·a~(-1)),采用Li-6400分析系统测定土壤呼吸速率,同时测定土壤温度和土壤含水量,探讨氮沉降的背景下土壤温度和土壤含水量与土壤呼吸的关系。结果表明,(1)亚热带常绿阔叶林土壤呼吸速率具有明显的季节动态变化,土壤呼吸速率均为1月最低,8月最高。(2)常绿阔叶林土壤总呼吸存在明显的季节格局,总体呈单峰型,其峰值均出现在8月,重复测量方差分析结果显示,在生长季,氮沉降对土壤总呼吸均无显著影响(P0.05)。(3)常绿阔叶林土壤总呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,其响应具体表现在,低高氮(N1,N3)处理和中氮(N2)处理在一定程度上分别提高和降低了土壤呼吸Q_(10)。N0、N1、N2、N3处理下土壤总呼吸的Q_(10)分别为1.52、1.57、1.44、1.56;土壤呼吸速率与0~5 cm和5~10 cm土层土壤含水量之间的关系用二次曲线拟合的效果最好,其决定系数R~2分别为0.156~0.354和0.239~0.387,明显低于土壤呼吸速率与土壤温度关系方程的R~2值,这表明土壤呼吸速率与土壤含水量之间的相关性较弱,由此可知土壤含水量对土壤呼吸的影响远小于土壤温度对土壤呼吸的影响。(4)N0、N1、N2和N3处理的土壤总呼吸年碳排放量分别为5.67、5.98、6.22和4.22 t·hm~(-2)·a~(-1),低氮和中氮处理的排放比对照高出5.46%和9.70%,低氮促进了土壤呼吸年通量,而高氮抑制了土壤呼吸年通量;方差分析结果表明,氮沉降对土壤呼吸、异养呼吸年通量有显著影响,其中N2对土壤呼吸、异养呼吸年通量影响最大(P0.05)。     

灭线磷在稻田土壤和田水中的降解动态和残留分析

采用气相色谱法研究了10%灭线磷GR(颗粒剂,下同)中灭线磷在广东省、湖北省两地水稻田土壤和田水中的残留降解动态和最终残留量.研究结果表明灭线磷在土壤和田水中的添加回收率分别为82.85%～93.70%和85.03%～98.17%.灭线磷在稻田土壤和田水中降解动态符合一级动力学指数模型,在广东省和湖北省稻田土壤中的半衰期分别为9.73 d、10.70 d,田水中的半衰期分别为0.83 d、0.85 d.10%灭线磷GR以(1800 g(a.i.)·m~(-2)和2700 g(a.i .)·hm~(-2)两个剂量施药后,灭线磷在广东省土壤中的最终残留质量分数为0.002 3～0.0034mg·kg~(-1);2700 g(a.i.)·hm~(-2)施药后,灭线磷在湖北省土壤中的最终残留质量分数为0.001 7 mg·kg~(-1),1800 g(a.i.)·hm~(-2)施药后,在土壤中未检测出灭线磷.     

施氮水平对河套灌区套作小麦-玉米土壤微生物量碳、氮的影响研究

通过田间试验研究了河套灌区套作小麦(Triticum aestivum L.)-玉米(Zea mays L.)在不同施氮水平下(小麦N0 0 kg·hm~(-2)、N1 90 kg·hm~(-2)、N2 180 kg·hm~(-2)、N3 270 kg·hm~(-2);玉米N0 0 kg·hm~(-2)、N1 135 kg·hm~(-2)、N2 270 kg·hm~(-2)、N3 405 kg·hm~(-2))土壤微生物量碳、氮的变化规律,为农业生产中定量施氮提供有益的生物参数和指标。结果表明:小麦全生育期内土壤微生物量氮、碳含量呈现出"升-降-升"趋势,抽穗期土壤微生物量氮达到最大值,灌浆期的下降幅度最大,土壤中的养分被小麦大量吸收消耗,此时微生物矿化出一部分微生物量氮以供作物吸收利用,土壤微生物量含量大幅下降。玉米土壤微生物量氮、碳含量随生育期进程推进而先增加后降低,在抽雄期出现峰值,土壤中的有效养分充足,同时,根系代谢活动旺盛,分泌物增多,使微生物代谢加快,为微生物的生长和繁殖提供了充足的营养环境。套作小麦-玉米土壤微生物量碳、氮含量均随着施氮水平的升高呈现出先增加后降低的趋势,在N2(小麦180 kg·hm~(-2)、玉米270 kg·hm~(-2))水平下,土壤微生物量碳、氮含量最高。N2处理的小麦微生物量碳较N0增加了53.7%,微生物量氮则是N0的3.29倍;N2处理的玉米微生物量碳、氮分别是N0的2.61、5.38倍。回归分析表明,土壤微生物量与施氮量之间表现为显著的二次型回归关系,适宜的氮肥施用量对微生物量碳、氮的负效应较低;根据边际分析及综合土壤微生物量碳、氮,推荐小麦最佳施肥量为165.9~187.5 kg·hm~(-2),玉米最佳施肥量为227.5~287.9 kg·hm~(-2)。     

施氮对海南橡胶林土壤碳排放的影响

阐明不同生态系统土壤呼吸碳排放特征及其影响因子,对于评估陆地生态系统碳平衡具有重要作用。当前,人们对不同生态系统土壤呼吸对施氮或氮沉降的响应的认识还很不一致。虽然目前已对橡胶(Hevea brasiliensis)林土壤呼吸进行了较多的研究,但对施氮对橡胶林土壤呼吸的影响还了解得不多。采用静态碱液吸收法,研究了4种施氮水平下(不施氮,N0;低氮100 kg·hm~(-2),N100;中氮230 kg·hm~(-2),配施有机肥氮30 kg·hm~(-2),N230;高氮400 kg·hm~(-2),N400)海南橡胶林土壤呼吸的碳排放速率、通量及其影响因子。结果表明,橡胶林土壤呼吸的碳排放速率具有明显的季节变化特征,全年呈多峰型曲线。土壤呼吸碳排放速率与施氮量、土壤湿度和土壤温度均存在显著或极显著相关性。不同施氮处理土壤碳排放速率介于1.27~1.96 g·m~(-2)·d~(-1),年排放通量介于4.62~7.12 Mg·hm~(-2)·a~(-1)。与不施氮处理相比,较低的施氮水平(N100)并没有显著影响土壤呼吸,而继续增施氮肥则显著激发了橡胶林土壤碳排放。与N100和N400相比,N230化肥配施有机肥并没有引起土壤碳排放的显著增加。综上所述,施氮能促进橡胶林土壤呼吸碳排放,但其促进程度与施氮量有关。     

稻-虾(克氏原螯虾)综合种养模式的碳足迹分析

探明稻-虾(克氏原螯虾)综合种养模式的碳足迹大小及其构成特征,对促进稻-虾综合种养低碳发展具有重要意义。该研究采用问卷调查法,运用碳足迹理论系统分析稻-虾生产模式碳足迹产生及其构成,并进一步分析其主要影响因素。结果表明:稻-虾生产模式下单位面积碳足迹为7 859 kg·hm~(-2)(以CO_2当量计,全文同),介于稻-麦(10 650 kg·hm~(-2))和单季稻生产模式(5 483 kg·hm~(-2))之间;单位产值和单位利润碳足迹分别为0.11和0.26 kg·元~(-1)(以CO_2当量计,全文同),分别比稻-麦和单季稻生产模式降低64.26%、60.65%和67.37%、45.02%。与稻-麦相比,稻-虾生产模式显著降低直接碳排放,间接碳排放无显著性差异;与单季稻相比,稻-虾生产模式显著提高间接碳排放,对直接碳排放无显著影响。稻-虾生产模式下,碳足迹大小与虾产量、产值和利润呈"抛物线"型变化趋势,在碳足迹为7 458、7 855和7 363 kg·hm~(-2)时能够分别获得产量、产值和利润最大化。生产规模对稻-虾生产模式碳足迹具有显著影响,小规模(5.00 hm~2)和大规模(20.00 hm~2)生产有利于降低碳足迹、提高产值和利润。总之,相对于传统稻田生产方式,稻-虾生产模式能够有效减排增效,但应关注碳足迹与经济效益之间的权衡点,促进稻-虾生产模式的绿色高效发展。     

氮肥配施生物炭对旱地土壤养分和玉米根系径级分布的影响

为了缓解玉米连作带来的土壤养分失衡及根系早衰,探讨生物炭对土壤养分、玉米根系生长的主要径级水平、玉米干物质积累的后效作用。采用定位试验,设置不施氮肥、不施生物炭为对照(CK),2个施氮量(常规施N量225 kg·hm~(-2),N1;减氮10%,N 203 kg·hm~(-2),N2),2个生物炭量(8.4 t·hm~(-2),C1;21 t·hm~(-2),C2)共7个处理。在生物炭施用第二年,测定玉米不同径级根系生长及土壤养分含量。结果表明,与对照(CK)相比,常规施氮配施低量生物炭(N1C1)和减氮配施高量生物炭(N2C2)显著提高了土壤有机质含量;高量生物炭配施氮肥(N1C2和N2C2)分别提高土壤碱解氮储存量29.9%和9.0%;N1C2和N2C1处理显著提高土壤全氮含量。减氮配施低量生物炭(N2C1)促进大喇叭口期玉米0—2 mm径级根系的根长较CK提高38.9%(P?0.05,下同);低量生物炭配施常规氮肥(N1C1)促进成熟期玉米根系变细13.4%、根系变长32.4%,提高0—2 mm径级根系的总根长37.9%;单施氮肥或配施生物炭对2—3、3—4径级的根长无显著影响;常规单施氮肥(N1C0)较CK显著提高4 mm径级根系根长约40.5%。低量生物炭配施常规氮肥(N1C1)提高大喇叭口期玉米单株干物质积累53.16 g·plant~(-1)。综上,研究结果说明,8.4 t·hm~(-2)生物炭配施225 kg·hm~(-2)氮肥能更好地促进成熟期玉米细根生长。单施氮肥和配施21 t·hm~(-2)生物炭均可促进土壤养分的固持。该研究结果为秸秆循环利用提供科学参考,同时为优化玉米根系结构提供新思路。     

鼎湖山森林演替序列水文过程中总有机碳(TOC)变化规律及其对土壤碳平衡的贡献

森林水文过程中的总有机碳转运对土壤有机碳平衡起着重要的作用,但我们对于水文过程对碳平衡的贡献机理所知甚少.本研究针对鼎湖山季风常绿阔叶林演替序列不同森林生态系统(马尾松林、针阔混交林和季风常绿阔叶林(简称季风林))的大气降水、穿透水、树干流、凋落物淋洗水以及地表径流中的总有机碳(TOC)进行了三年(2002年4月-2005年5月)观测,以此来分析水文学过程中TOC的变化规律和水文学过程对不同成熟度森林生态系统土壤有机碳积累的贡献.每场雨后进行水样的采集,采集的水样装入棕色玻璃瓶中,加硫酸至pH值小于2,放置于实验室冰箱冷藏待测.TOC用日本岛津公司生产的5000A型TOC-V分析仪测定.研究结果及推论如下:鼎湖山森林水文学过程中TOC浓度和总量变化呈现规律性的变化.大气降水中的TOC浓度和总量分别为(3.65±0.59)mg·L~(-1)和51.8104 kg·hm~(-2)·a~(-1),大气降水是鼎湖山森林生态系统水文循环过程中TOC的主要来源.穿透水(DTF)中TOC浓度和总量均为:松林>混交林>季风林,其中季风林TOC浓度显著低于其他两种林型.松林树干流的TOC浓度显著高于混交林和季风林.凋落物淋洗水TOC浓度和总量大小依次均为:松林>混交林>季风林,且三林型间存在显著差异(p<0.05).径流中TOC浓度和总量均较小,且无明显差异.在湿季5月份,穿透水、树干流、凋落物淋洗水的TOC浓度呈现下降趋势.干季(10月)开始以后,穿透水、树干流、凋落物淋洗水中的TOC浓度又逐步回升.地表径流中TOC浓度干湿季变化趋势不明显.干季中各水文学分量TOC浓度大于湿季,但TOC总量呈现相反趋势.在森林水文学过程中,凋落物淋洗水所携带的有机碳量是土壤有机碳输入的最大项,季风林、混交林、松林中TOC总量分别为246.983 kg·hm~(-2)·a~(-1),255.187kg·hm~(-2)·a~(-1)和261.876kg·hm~(-2)·a~(-1);其次是直接到达土壤表面的穿透水,季风林、混交林、松林中TOC总量分别为28.152kg·hm~(-2)·a~(-1),37.410kg·hm~(-2)·a~(-1)和43.176kg·hm~(-2)·a~(-1);树干流中有机碳浓度虽高,但总量很微小,季风林、混交林、松林中TOC总量分别为4.663kg·hm~(-2)·a~(-1),5.910kg·hm~(-2)·a~(-1)和4.566kg·hm~(-2)·a~(-1),所以对土壤有机碳收入贡献不大.径流所携带的TOC总量很小,季风林、混交林、松林中分别为8.707kg·hm~(-2)·a~(-1),9.318kg·hm~(-2)·a~(-1),7.220kg·hm~(-2)·a~(-1).由此可知,水文过程输入土壤的TOC总量远大于径流所带走的TOC总量,导致了水文过程中的TOC存留在土壤中,对土壤有机碳(SOC)的积累起着重要作用.季风林、混交林和马尾松林土壤每年通过水文学过程净输入的有机碳量分别为(27.1+1.65)g·m~(-2),(28.9±2.79)g·m~(-2)和(30.2±2.65)g·m~(-2).水文学过程中的这部分有机碳由于占总有机碳比例较小往往被忽视,但是正是由于水分在土壤中的下渗使得有机碳的分布趋于均匀,这将更加利于SOC的积累和保存.     

长期施肥对双季稻区水稻植株养分积累与转运的影响

长期施肥是影响稻田土壤理化特性,进而影响水稻(Oryza sativa L.)生长发育的重要农艺措施。研究不同施肥模式对双季稻区水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,对于选择养分高效利用施肥模式具有重要的实际意义。以湖南宁乡长期大田定位试验为平台,应用常规实验分析方法系统分析了定位长达31年化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+化肥(LOM)、60%有机肥+化肥(HOM)和无肥对照(CK)5种施肥处理对水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配的影响。结果表明,早稻和晚稻成熟期,各施肥处理水稻植株各部位的干物质积累量、茎和叶物质转运率及茎叶物质贡献率均高于CK处理;植株抽穗后物质同化贡献率均高于CK处理,其大小顺序表现为RFHOMLOMMFCK。早稻成熟期,HOM处理茎、叶、穗和地上部分氮、磷和钾素积累量均显著高于MF和CK处理(P0.05),其中氮素积累量分别比CK处理增加了11.61、14.38、45.20和71.19 kg·hm~(-2);磷素积累量分别比CK处理增加了2.42、1.64、13.83和17.89 kg·hm~(-2);钾素积累量分别比CK处理增加了35.34、9.78、15.12和60.24 kg·hm~(-2)。晚稻成熟期,RF处理茎、叶氮素积累量均显著高于LOM和CK处理(P0.05),分别比CK处理增加了6.91 kg·hm~(-2)和9.38 kg·hm~(-2);HOM处理茎、叶、穗和地上部分的磷和钾素积累量均显著高于MF、RF、LOM和CK处理(P0.05),磷素积累量分别比CK处理增加了2.55、1.39、10.56和14.50 kg·hm~(-2);钾素积累量分别比CK处理增加了43.84、7.35、7.77和58.96 kg·hm~(-2)。总体而言,长期施肥均增加了水稻各部位干物质和养分积累并促进养分向穗部转运,其中以秸秆还田、有机肥配施化肥措施最有利于提高水稻群体干物质和养分积累与转运。     

改性生物炭对小白菜生长和磷素吸收的影响

华南地区蔬菜地土壤磷极易被固定,磷的生物有效性极低。生物炭作为一种土壤改良剂,能够改善土壤的理化性质,提高磷的生物有效性,促进植物磷素吸收和生长。采用田间小区试验,设置5个改性生物炭施用水平:F0(0)、F1(2 250kg·hm~(-2))、F2(4 500 kg·hm~(-2))、F3(6 750 kg·hm~(-2))、F4(11 250 kg·hm~(-2)),研究改性生物炭对小白菜生长和磷素吸收的影响,以期为改性生物炭在蔬菜保质保量生产上的应用提供理论依据。结果表明:在施用改性生物炭处理中,土壤有机质含量均呈增加趋势,增加幅度为3.28%～17.98%,仅F4(11 250kg·hm~(-2))处理与其他处理相比差异达显著水平(F=4.28,P=0.028);改性生物炭可以提高小白菜产量,提高幅度为6.92%～32.04%;改性生物炭的施用可以降低硝酸盐含量,与对照相比,F2(4 500 kg·hm~(-2))和F3(6 750 kg·hm~(-2))处理小白菜硝酸盐含量显著降低,分别降低幅度14.86%和9.92%;改性生物炭的施用可以提高维生素C和可溶性糖含量,提高小白菜的吸磷量,其中F3(6 750 kg·hm~(-2))和F4(11 250 kg·hm~(-2))处理提高幅度最大,且与对照差异显著(F=11.71,P=0.001)。总体而言,改性生物炭可以提高蔬菜的产量,改善蔬菜品质,提高蔬菜对磷的吸收。     

滇中高原磨盘山云南松林凋落物输入动态及养分归还量研究

森林凋落物是森林生态系统的重要组成部分,是森林物质循环与能量流动的重要载体。为明确云南松林地凋落物输入动态与养分归还规律,以滇中高原磨盘山云南松天然次生林为研究对象,采用野外枯落物收集器法和室内试验分析的方法,对云南松林凋落物输入动态特征以及养分归还量进行了研究。结果表明,(1)云南松林凋落物年输入量为13 323.54kg·hm~(-2)·a~(-1),月凋落量的季节动态呈多峰型,其峰值分别出现在2月、5月、8月、10月和12月,而最小值则出现在9月。(2)云南松凋落物中叶的年凋落量为9 537.94 kg·hm~(-2)·a~(-1),占年总凋落量的71.59%,其次分别是枝和屑,其年凋落量分别为1 935.38 kg·hm~(-2)·a~(-1)和1 157.43 kg·hm~(-2)·a~(-1),分别占年总凋落量的14.53%和8.69%,花的年凋落量占年总凋落量的比例最小,为1.33%,枝和叶凋落物输入量,特别是叶凋落物输入量对其年输入总量和月凋落量动态贡献较大,并且在一定程度上决定了凋落物的月输入动态。(3)滇中高原云南松凋落物总氮、总磷、全钾和全碳的年归还总量分别为70.29、23.81、29.98、6 091.73 kg·hm~(-2)·a~(-1);各组分的养分归还量中以叶凋落物的养分归还量最大,是滇中云南松养分归还的主要形式。研究表明,云南松天然次生林各组分的输入与养分归还量受到树种本身生长节律与代谢过程影响的同时还受环境因素的影响,进一步了解森林凋落量的时空变化机制还需长期定位观测研究。     

氮肥施用对西藏青稞产量及氨挥发损失的影响

为了解西藏农田系统氮肥施用对青稞产量和氨挥发氮损失的影响规律,通过田间随机区组试验,设置了N0～N3共4个施氮水平,采用田间原位测定-通气法,研究了土壤氨挥发通量、变化规律及其与产量的关系。结果表明:青稞产量与施氮量呈显著正相关(P0.05),氮肥贡献率高达32.13%,氮肥农学效益为3.62～4.78 kg·kg~(-1)。氨挥发总累积量为3.38～21.51 kg·hm~(-2),氨挥发导致的氮肥损失率为10.75%～15.49%,与施氮量呈极显著相关(P0.01)。青稞农田氨挥发主要发生在基肥期,基肥氨挥发周期44 d,第10天开始陆续出现挥发峰,追肥氨挥发集中在施肥后7 d内。综合考虑生产效益和以氨挥发为指标的环境安全,该区域青稞农田纯N建议施用量为:基肥40.02 kg·hm~(-2),拔节追肥13.32～26.70 kg·hm~(-2),抽穗追肥40.02 kg·hm~(-2)。     

河套灌区葵花农田生物地膜覆盖下土壤水-热-氮-盐分布特征

探明河套盐渍化地区生物降解地膜覆盖下土壤水热氮盐的分布规律以及生育期的降解特征,明确生物地膜覆盖下盐渍化地区节水控盐机理,为提高作物产量、水氮利用效率提供理论依据。在内蒙古河套干旱盐渍化地区设置普通塑料地膜覆盖(PM)、生物可降解地膜覆盖(BM)及无覆盖(NM)3个处理,探索BM降解过程及覆盖后对葵花Helianthus annuus农田不同生育期土壤温度、含水率、盐分和硝态氮含量的影响效应。结果表明,(1)BM的降解率和破损面积比率在葵花生育期呈抛物线增长趋势,在崩解期降解率和破损面积比率分别为23.15%和28.88%,是PM的32.2倍和7.6倍,显著高于PM处理。(2)覆膜显著提高土壤上层(0~40 cm)地温和含水率,随着BM破损面积比率增加,BM与PM处理地温和土壤含水率差异逐渐增大。在作物生长后期(7月下旬—9月),PM、BM和NM处理0~20 cm土层地温差异显著,分别为22.17、20.94和19.49℃;在作物生长期,PM与BM处理土壤含水率差异不大,仅BM在崩解期(9月)0~20 cm土层存在显著差异。(3)覆膜能有效降低0~40 cm土层电导率(EC),而对40 cm以下土层的EC影响较小。PM与BM处理在葵花生长前中期差异不显著,仅在崩解期0~40 cm土层PM处理EC显著低于BM处理,PM处理分别比NM和BM处理低27.34%和11.66%(P0.05)。(4)地膜覆盖仅对0~40 cm土层硝态氮有影响。覆膜120 d后,PM与BM处理差异逐渐变大,崩解期PM、BM和NM处理0~40 cm土层硝态氮质量分数分别为20.63、14.48、11.84 mg·kg~(-1)(P0.05)。(5)BM处理和PM处理葵花干物质和籽粒质量均无显著差异,且BM处理千粒质量、每株籽粒质量分别比NM处理提高了15.65%和20.85%。综上所述,在干旱盐渍化地区,BM处理和PM处理在葵花生长前期和中期,覆膜效果无显著差异,在BM崩解期差异明显。因此,覆盖降解膜是缓解农田残膜污染的有效措施。     

有机肥与磷肥配施对滨海盐渍化土壤磷素淋洗风险的影响

针对滨海盐渍化土壤水稻种植过程中出现的磷素淋洗风险,采用田间微区试验,研究了不同用量有机肥和磷肥对滨海盐渍化土壤有效磷含量及磷素淋洗风险的影响。试验设磷肥与有机肥两个因素,3个磷(P_2O_5)水平,分别为P0:无磷,0kg·hm~(-2);P1:低磷,64 kg·hm~(-2);P2:高磷,128 kg·hm~(-2)。3个有机肥(碳)水平,分别为C0:无碳(有机肥0 kg·hm~(-2));C1:低碳,450 kg·hm~(-2)(有机肥1 000 kg·hm~(-2));C2:高碳,900 k·hm~(-2)(有机肥2 000 kg·hm~(-2))。共设7个处理:T1:无磷施用;T2:低磷;T3:高磷;T4:低碳低磷;T5:低碳高磷;T6:高碳低磷;T7:高碳高磷。结果表明,磷肥施用显著提高了土壤剖面中H2O-P、Na HCO3-P含量;低磷低碳处理下0~20 cm土层土壤中磷饱和度(DPS)较低磷处理低,其他土层土壤中磷饱和度无显著变化;而低磷高碳处理可显著提高40~60 cm土层土壤中磷饱和度,高于28.1%的临界饱和度;高磷低碳处理表层土壤有效磷含量为31.8 mg·kg~(-1),对整个剖面土壤中磷饱和度影响不大,磷素淋洗风险较小;而高磷高碳处理在提高表层土壤有效磷含量的同时,显著提高了20~40、40~60 cm土层土壤中磷饱和度,且均高于临界饱和度,导致整个土壤剖面具有很高的磷素淋失风险。在滨海盐渍化土壤水稻种植中,配施450 kg·hm~(-2) C和64 kg·hm~(-2) P_2O_5(碳磷比为15.1)时,磷素淋洗风险较低,而过量施用磷肥和有机肥将导致土壤磷素淋洗,利用效率降低。