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.     

生物炭对玉米苗期生长、养分吸收及土壤化学性状的影响

采用田间盆栽试验,研究了生物炭（biochar）对玉米（Gramineae）苗期生长（60 d）及土壤化学性质的影响。结果表明,在玉米苗期的前33 d,生物炭（48 t.hm-2）对玉米株高的生长有显著抑制作用,但随着玉米的生长发育,生物炭的抑制作用逐渐消失。收获时（播种后60 d）,生物炭对玉米植株干质量,N、P养分的吸收量没有显著影响;生物炭（12、48 t.hm-2）能显著提高土壤全N、有机碳质量分数,但对土壤全P、有效P、pH值没有显著影响。土壤全N、有机碳质量分数与生物炭用量（0、2.4、12、48 t.hm-2）为显著正相关（n=12,p〈0.01）。     

大气CO2浓度升高对添加麦秸条件下稻田土壤酶活性的影响

利用中国扬州开放式大气CO2浓度升高(FACE)系统稻麦轮作试验平台,研究大气CO2浓度升高对稻田小麦秸秆降解过程中土壤酶活性的影响.试验平台设置FACE[(580±60)μmol·mol-1]和对照[(380±40)μmol·mol-1]2个CO2浓度,在低氮(150 kg·hm-2)和高氮(250 kg·hm-2)2种氮水平下添加小麦秸秆,分别在不同生长时期采样并分析土壤脱氢酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性.结果表明:同一氮水平下,大气CO2浓度升高显著增强土壤脱氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,但显著降低土壤磷酸酶活性;无论是大气CO2浓度升高条件下还是对照条件下,低氮处理土壤脱氢酶与脲酶活性均高于高氮处理,而高氮处理土壤磷酸酶活性均高于低氮处理,氮水平对蔗糖酶活性并无显著影响.     

臭氧污染对不同品种小麦干物质与生物量碳积累与分配的影响

近地层臭氧(O3)污染对陆地生态系统及植物生长的危害备受关注.本研究利用开放式臭氧污染(Free-air O3concentration enrichment,O3FACE)研究平台,研究了大气O3浓度增加(比周围大气高50%)对长江三角洲地区5个冬小麦(Tritcium aestivum L.)品种(扬麦15、扬麦16、烟农19、扬幅麦2号和嘉兴002)的干物质与生物量碳的积累与分配以及作物残体C/N比的影响.结果表明,不同品种小麦的干物质积累和分配对O3升高的响应差异明显;O3升高具有降低扬麦15、嘉兴002和增加扬幅麦2号总生物量的趋势,但对扬麦16和烟农19几乎无影响,其中嘉兴002达到显著水平.O3升高显著增加了扬麦15、嘉兴002和显著降低了烟农19和扬幅麦2号的根/冠比,而对品种扬麦16无影响,导致干物质在地上和地下分配呈现品种差异.高O3环境下扬麦15、扬麦16和嘉兴002穗重降低,而烟农19和扬幅麦2号无明显变化;小麦籽粒占穗的比重在高O3条件下嘉兴002、烟农19和扬幅麦2号显著降低8.2%～15.5%,扬麦15呈增加趋势而扬麦16变化不大;表明O3升高将致嘉兴002、烟农19、扬幅麦2号和扬麦16不同程度减产.O3升高导致烟农19和扬幅麦2号秸秆碳量显著增加14.1%～22.9%和C/N比显著降低10.9%～29.1%,JX002秸秆碳量显著减少和C/N比显著增加,扬麦16和扬麦15的秸秆碳量与C/N比则分别呈增加和降低趋势.O3升高显著降低了扬麦16、烟农19和扬幅麦2号品种的根茬碳量和C/N比,对嘉兴002的根茬碳量无显著影响却显著降低了C/N比,但对扬麦15根茬碳数量与质量均影响不大.评价小麦干物质的形成与分配、根茬和秸秆固碳的质与量对O3污染的响应需考虑品种差异影响.     

稻季施用不同尿素品种的氮素径流和淋溶损失

在太湖地区乌栅土上,利用大型原状土柱研究不同尿素品种、施肥量处理在稻季氮素径流和淋溶损失.结果表明,包膜尿素在基施情况下,田面水总氮浓度始终接近对照水平,通过径流损失的可能性很小.尿素处理施肥后2d内田面水氮浓度达最高值,随后急剧下降,施肥与径流产生时间的间隔是决定径流氮排放大小的关键因素,施肥5d后的降雨不易造成大的径流排放,氮径流损失与尿素施用量呈显著正相关.各处理间的氮素淋溶排放无显著差异,在2.66～3.25kgN/hm²之间;淋溶液中NO₃^--N浓度最高为0.83mgN/L,在正常施肥情况下,此类土壤氮的淋溶不会造成地下水NO₃--N的严重污染.     

红壤中La对油菜的剂量效应和临界浓度

通过盆栽试验,研究了红壤中不同浓度La对油菜的生长、产量、叶绿素含量和过氧化物酶活性的影响.结果表明:低浓度La可促进油菜生长并增加产量,但达不到显著水平;300mg·kg^-1以上的高浓度La则显著抑制油菜生长和降低产量.La浓度为600mg·kg^-1时油菜死亡,油菜产量降低一半时的EC50=300mg·kg^-1.La浓度为15 mg·kg^-1时油菜叶片叶绿素和叶绿素a/b分别减少,POD活性随La的浓度的增加和施加时间的延长而逐渐增加.     

稀土元素镧对红壤微生物区系的影响

通过纯培养试验、室内培养试验和水稻盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤微生物区系的影响 .结果表明 :镧对纯培养细菌、放线菌、真菌均有较强的毒害作用 .对镧的敏感性顺序为 :放线菌 >细菌 >真菌 .在低浓度下 ,镧对土壤细菌、放线菌、真菌的作用不明显 ,在高浓度下 ,表现为抑制作用 .在低浓度下 ,镧对土壤硝化细菌有强烈的刺激作用 ,最大刺激率达到 70 % ,随着浓度的升高则产生抑制作用并不断增强 .镧对土壤反硝化细菌作用不明显 .在低浓度下 ,镧对土壤自生固氮菌有某些刺激作用 ,随着浓度的升高 ,则产生显著的抑制作用 .土壤硝化细菌可以作为稀土对作物增产效应的指示菌 ,硝化细菌和自生固氮菌可以作为稀土污染土壤生态环境的指示菌 .外源稀土对红壤微生物区系产生抑制作用的临界浓度在 150 mg/ kg左右 .     

麦季施用不同尿素的氮排水和渗漏损失

在太湖地区乌栅土的稻麦轮作条件下,利用大型原状土柱渗漏液采集器(monolithlysimeter),比较不同尿素品种和施肥量(普通尿素150、300kg·hm-2和包膜尿素100、150kg·hm-2)处理对麦季土壤氮随径流和渗漏损失的影响。结果表明:施用的包膜尿素当季氮不易随排水流失,但可能增加下季氮流失的风险。两麦季排水溶解氮均以NO-3 N为主,达76.7%以上,NH+4 N比例很小;麦季排水氮输出量年际差异明显,降雨产生排水与施肥时间间隔的不同是造成排水氮输出量差异的关键因素;施肥后20d内发生排水易产生较多的氮排放。渗漏液硝态氮浓度(最高为8.12mg·L-1)均未超过饮用水NO-3 N含量标准,但均已超过水体富营养化标准;对照处理麦季渗漏液量显著高于施肥处理;在150kg·hm-2的施N量水平下,普通尿素或包膜尿素均未显著增加氮的渗漏,但过量施用普通尿素则加大氮渗漏的风险。     

稀土元素La对油菜某些生理指标的影响及其临界浓度

通过水培试验 ,研究了稀土元素La对油菜生物量和叶绿素含量、硝酸还原酶活性、根系活力、POD活性等一系列生理指标的影响。结果表明 :喷施或根施 0 0 3～ 3mg/kg的La3+对油菜的生长起了一定的促进作用 ,表现为生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力增加 ;而高于 3 0mg/kg浓度的La3+对油菜的生长产生了抑制作用 ,油菜生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力降低 ,POD活性增高。La对油菜的临界浓度为 3 0mg/kg。