浅层淹水条件下不同施肥处理对黑土温室气体排放的影响

以东北黑土区长期耕作土壤为对象,通过室内培养试验研究了浅层淹水条件下不同施肥处理对黑土温室气体排放的影响.结果表明,浅层淹水条件下,与不施肥对照处理相比,单施氮肥处理对土壤CO₂排放没有显著影响,氮肥配施猪粪或者秸秆则显著促进了CO₂的排放,使得CO₂排放速率提高了一个数量级,氮肥配施秸秆处理的CO₂排放量最高.浅层淹水条件下,与不施肥对照处理相比,施用氮肥显著促进了土壤N₂O的排放.而与单施氮肥处理相比,氮肥配施猪粪和秸秆则显著抑制了N₂O的排放,表现为土壤对N₂O的微量吸收,氮肥配施秸秆处理的N₂O吸收量相对较高.浅层淹水条件下施用氮肥抑制了土壤CH₄的排放,而与单施氮肥处理相比,氮肥配施猪粪或者秸秆则促进了土壤CH₄的排放.     

不同有机物料还田对土壤结构与玉米光合速率的影响

为解决由于长期不合理耕作及有机物料利用率低而导致土壤养分贫瘠和土壤物理性状恶化情况,本试验针对黑土宜板结和肥力保持等问题设置了不同技术措施,研究在玉米生育时期不同有机物料还田模式对土壤结构特性及玉米光合速率的影响。结果表明：收获后浅翻深松＋秸秆还田和有机肥处理较常规处理,土壤容重下降了0.13 g＆#183;cm-3和0.09 g＆#183;cm-3,浅翻深松＋秸秆还田、有机肥、翻压绿肥和生物肥均能降低土壤紧实度,改善土壤三相比,增加土壤通气透水性,使得土壤物理结构得到改善。有机肥、秸秆还田和生物肥处理提高玉米喇叭口期光合速率,较常规处理提高2.1～7.6μmol＆#183;m-2＆#183;s-1;秸秆还田和生物肥较常规施肥处理,蒸腾速率下降57%和56%;在玉米喇叭口期各处理气孔导度均小于对照,灌浆期秸秆还田处理较常规处理气孔导度增加,导致叶片胞间CO2浓度下降,说明气孔阻力的降低导致叶片胞间CO2浓度降低。有机物料还田后可以降低土壤容重、紧实度,土壤三项比达到合理范围,并且可以提高作物的光合速率,降低蒸腾速率,尤其是秸秆还田和有机肥处理好于其他处理。保护性耕作和有机物料还田对于提高土壤肥力、改善土壤物理特性,提高作物光合速率,增加作物产量均起到积极促进作用。     

我国黑土退化研究现状与展望

黑土是一种腐殖质层厚,质地松散,肥力很高,孔隙比较大而透水性差,粘粒含量高,适于耕作的淋溶土。但是随着人类社会的发展,在缺乏保护和可持续利用意识、急功近利思想影响下,黑土遭到过度垦殖和掠夺式经营,人类对其活动范围远远超过了其再生能力,导致有机质含量减少,肥力下降,孔隙比减小,保水持水能力降低, 土壤板结,黑土严重退化。在国家振兴东北老工业基地和防止黑土退化及加强黑土保护之际,通过对黑土分布状况和黑土退化研究现状的分析,总结出黑土退化方式,揭示了其退化的主要原因,提出了防止黑土地退化和保护黑土地的措施,在现有研究的基础上提出黑土退化研究的新方向,希望能为黑土资源可持续利用和进一步研究起到抛砖引玉的作用。     

Cd、豆磺隆胁迫下黑土-小麦系统中酶活性的动态变化

利用盆栽试验研究了Cd单一污染和Cd-豆磺隆复合污染作用下黑土-小麦系统中脲酶(Urease)和过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化,尤其是考察了小麦整个生育期内(主要分为拔节期、开花期和成熟期)这2种酶活性的动态变化规律.结果表明,无论是在有或无豆磺隆胁迫时,随着Cd污染浓度的增加,脲酶活性呈现出明显的下降趋势,过氧化氢酶活性变化相对于脲酶比较稳定.通过拟合方程可知,脲酶和过氧化氢酶活性变化在一定程度上可以反映Cd或Cd-豆磺隆的污染状况,如果用酶活性指示Cd和豆磺隆污染程度时需适当考虑作物的不同生育期以及Cd和豆磺隆污染的关系.在小麦的整个生长期内,当Cd含量为2～30 mg·kg-1时,无论是Cd单一污染还是Cd-豆磺隆复合污染,脲酶活性均呈现出由拔节期到开花期升高、由开花期到成熟期下降的趋势;而在高含量(＞30 mg·kg-1)Cd作用下,酶活性的这种变化趋势表现的较弱.     

黑土对四溴双酚A的吸附热力学特征

为了探明四溴双酚A(TBBPA)在黑土中的吸附行为,采集吉林松源农田表层(0~20 cm)的黑土样品,研究了p H值、离子强度(Ca Cl2)、温度等条件对黑土吸附0.1~10 mg/L TBBPA的影响。结果表明,TBBPA在黑土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0~4h)和慢速吸附阶段(4~48 h),并于48 h时达到吸附平衡。Linear方程(R2大于0.940)能更好地描述黑土对TBBPA的吸附过程。p H值、离子强度和温度对TBBPA在黑土中的吸附都有明显影响,黑土对TBBPA的吸附量随p H值增加而减小,随离子强度增加而增大,随温度升高而减小。15℃、25℃和35℃时的自由能变分别为-7.77k J/mol、-10.54 k J/mol和-15.20 k J/mol,表明TBBPA在黑土中的吸附属于物理吸附,是放热反应,而且自由能变为负值表明吸附反应能自发进行。     

寒地黑土生态环境监测预警体系的构建

上个世纪八十年代以来,一些国际组织和国际合作项目都纷纷建立了生态环境监测和研究体系,例如美国的LTERN、英国的ECN、IGBP、联合国环境署（UNEP）在全球范围内建立的“全球环境监测系统”（GEMS）以及联合国教科文组织（UNESCO）和国际科联（ICSU）建立的全球陆地生态系统观测体系（GTOS）等等。目前中国还没有一个能够有效覆盖寒地黑土全区域生态与环境动态监测体系,这不符合可持续发展的要求。论文阐述了构建寒地黑土生态环境监测预警指标体系的原则及思路,认为寒地黑土区域内生态环境治理监测预警体系应包括生态环境治理动态监测体系、诊断分析监测体系和对策措施体系,重点对诊断分析监测体系的指标构成进行了介绍。     

不同水分处理下农田黑土水分特征

采用田间定位试验,利用中子仪原位监测土壤储水量的方法,研究3个水分处理下农田土壤水分特征.结果表明:受长期不同水分处理的影响,适宜水分处理0-110 cm土壤储水量最高,其次为自然降水处理,分别比干旱处理增加了23.4%和12.9%;在大豆生育期内,各水分处理土壤储水量的季节性变化均呈"减小-增加-减小-增加"的趋势,与大豆生育期内降雨分布密切相关;各处理大豆耗水量表现为适宜水分处理>自然降水处理>干旱处理,其值分别为459.4、420.3、326.4 mm;不同时段大豆耗水量表现为在无控水影响的时期(2008-05-01-2008-06-15)大豆耗水量处理间差异较小,而在控水时期差异较明显;从进水量与耗水量的比值可以看出,黑土调节土壤水分的能力较强;干旱处理、自然降水处理和适宜水分处理水分利用效率分别为3.9、4.8和5.4 kg·hm-2·mm-1,表明一般年份灌溉能够提高水分利用效率.     

水土保持工程建设与国家粮食安全——基于东北黑土区县级面板数据的经验分析

通过黑龙江和吉林两省107个县2002-2011年的面板数据,运用双重差分模型,以国家粮食安全为因变量,本文定量评价财政水土保持投资的福利效率。研究结果表明,水土保持工程建设对国家粮食安全有正面影响,对样本期间粮食总产量的贡献高达26.52%,且该影响持续至少一年;但分析结果也表明,如果不能保证水土保持工程的持续性,则可能会产生负增产效应。因此,以保障国家粮食安全为目标,应保持和增加财政水土保持工程建设投资。     

邻苯二甲酸酯对黑土胶体微界面中DNA的影响

邻苯二甲酸酯(PAEs)作为增塑剂已在全球范围内普遍应用,尤其是在农业生产中由于地膜的大量使用导致其在土壤中不断累积,检出率逐年升高,对粮食安全、生态环境以及人类健康均造成了严重威胁。该研究通过荧光光谱、荧光猝灭以及质粒转化等试验研究了环境污染物PAEs对黑土胶体微界面中DNA结构及其水平转移的影响。结果表明：当不同浓度的邻苯二甲酸二乙酯(DEP)与邻苯二甲酸二丁酯(DBP)加入到EB-DNA荧光体系中时,DEP-EB-DNA与DBP-EB-DNA反应体系中的荧光强度均呈现降低的趋势,荧光强度与DEP、DBP的增加量呈负相关,且在浓度为4.5×10^-4mol/L时DEP与DBP的荧光抑制率达到最大,分别为50%与36%,DEP对荧光的抑制率显著高于DBP,说明DEP与DBP能够与DNA相互作用影响DNA结构且DEP的影响更为显著;KI对DEP-DNA与DBP-DNA体系进行猝灭时其猝灭常数K_sv值分别为7.947(R²=0.995 9)、11.03(R²=0.980 3),相比于对照组DEP的K     

乙草胺与硫酸铜对黑土微生物的复合生态影响

为了探究2种不同类型农药联合施用对土壤微生物的复合生态影响,以除草剂乙草胺和杀菌剂硫酸铜为例,采用传统毒理学方法和BIOLOG法对其进行评价.结果表明,乙草胺和硫酸铜的联合施用对细菌、放线菌和真菌活菌量以及土壤脱氢酶活性基本呈现急性抑制效应,但随时间延长其作用逐渐减弱甚至发生逆转,而对土壤底物诱导呼吸强度表现为明显促进.利用Shannon、Simpson和McIntosh多样性指数模型和主成分分析法对BIOLOG数据进行分析,表明2种农药的联合施用显著破坏了黑土微生物群落物种多样性的丰富度和均一性,主成分分析法也表明土壤微生物群落碳源利用多样性发生了改变.