科研产出
典型设施菜地中土壤微生物代谢功能多样性
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤微生物代谢功能多样性是维持土壤生态系统健康的关键.为评价设施蔬菜种植对土壤微生物代谢功能多样性的影响,该研究采用Biolog-Eco微平板法,研究2个典型设施蔬菜种植市、不同种植年限设施菜地中土壤微生物代谢功能多样性;采用相关分析和冗余分析分别研究了与碳源利用相关的细菌群落及影响因子.结果表明:两地设施菜地土壤中平均颜色变化率(Average Well Color Development,AWCD)、Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数随着种植年限的增加而降低,但安丘种植14 a和寿光种植10 a菜地土壤不符合此规律.两地间土壤微生物对碳源利用的差异大于种植年限导致的差异.在安丘土壤中,16种碳源(分属糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类、酚类和胺类)与不同门细菌显著相关(P<0.05);Firmicutes是与碳源相关种类最多的细菌,与9种碳源显著相关(P<0.05).在寿光土壤中,11种碳源(分属糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物类)与不同门细菌显著相关(P<0.05);Latescibacteria是与碳源相关种类最多的细菌,与4种碳源显著相关(P<0.05).在安丘土壤中,Cd对土壤微生物碳源利用有显著负作用(P<0.01),是影响土壤微生物碳源利用的最强环境因子,有机质(Organic Matter,OM)对土壤微生物碳源利用有显著正作用(P<0.01).在寿光土壤中,Zn、OM、Cd对土壤微生物碳源利用有显著负作用(P<0.05),As、pH值对土壤微生物碳源利用有显著正作用(P<0.05).综上,两地之间土壤微生物代谢功能多样性、与之相关的细菌群落及影响因子均有差异,因此,不同地区应因地制宜,采取不同耕作措施以改善土壤微生态环境,保障设施菜地土壤健康.
关键词： 土壤 微生物 设施菜地 栽培年限 Biolog-Eco
全文链接
请求原文
深松和秸秆还田对旋耕农田土壤有机碳活性组分的影响
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)及其活性组分能够敏感响应耕作方式变化及有机物输入。为对比长期旋耕农田进行深松后土壤有机碳各活性组分及比例变化,该研究基于连续7a的旋耕转变为深松和秸秆管理长期定位试验,对比了旋耕无秸秆还田处理(rotary tillage with straw removal,RT)、旋耕秸秆还田处理(rotary tillage with straw return,RTS)、旋耕转变为深松无秸秆还田处理(rotary tillage conversion to subsoiling with straw removal,RT-DT)、旋耕转变为深松秸秆还田处理(rotary tillage conversion to subsoiling with straw return,RTS-DTS)下土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、易氧化有机碳(readily oxidizable organic carbon,ROC)、微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、活性有机碳(labile organic carbon,LOC)在土壤有机碳中比例的变化及各组分间的相互关系。研究结果表明,耕作方式从旋耕转变为深松和秸秆还田对SOC及其各活性组分均产生显著影响,耕作方式转变、秸秆还田及两者的交互效应是影响SOC及其活性组分的主要因素。秸秆还田显著提高了RTS处理和RTS-DTS处理的SOC含量,分别比RT和RT-DT处理高6.1%～15.6%和19.1%～32.3%。并且转变耕作方式后RTS-DTS处理比于RTS处理SOC含量提高16.9%～20.0%。同时,RTS-DTS处理的POC含量比RTS处理高13.6%～53.8%;但RT-DT和RTS-DTS处理的土壤ROC含量较RT和RTS处理都呈下降趋势,RTS-DTS处理的ROC含量比RTS处理下降4.6%～10%;MBC含量降低23.8%～30.6%。虽然秸秆还田显著提高了各处理的DOC含量,但RTS转变为RTS-DTS处理后,其3个土层的DOC含量下降了8%～41%。相比于RT和RTS处理,RT-DT和RTS-DTS处理0～30 cm各土层中LOC在SOC中的比例显著下降。相关性分析结果表明,除POC与ROC之间无显著性相关关系外,SOC及各组分间均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关关系。耕作方式转变为深松和秸秆还田提高了SOC含量的同时,显著降低了SOC中的活性有机碳组分,这更有利于SOC的有效积累,促进土壤碳库的稳定固存。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆还田 深松 活性有机碳 旋耕 碳组分
全文链接
请求原文
黄河三角洲自然保护区植被与土壤C、N、P化学计量特征
《中国生态农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为阐明黄河三角洲自然保护区生态系统的元素含量水平和化学计量特征并判断该区域植被生长的限制因子,选择保护区5种典型植物群落翅碱蓬、碱蓬、芦苇、柽柳和白茅为研究对象,测定植物不同器官和土壤剖面中有机碳、全氮、全磷含量,分析保护区植物群落与土壤的C、N、P化学计量特征。结果显示:5种群落中典型植物各器官C和P含量规律大体一致,除白茅和柽柳外,均表现为叶>根>茎,白茅茎的C和P含量高于根。不同植物器官N含量则表现出一致的变化规律,均为叶>茎>根。各植被类型叶片N∶P值均小于12,且与根系的N∶P值接近。土壤C、N含量的平均值分别为4.78 g?kg~(-1)、0.32 g?kg~(-1),均低于全国水平。P含量的平均值为0.53 g?kg~(-1),略低于全国水平。不同土层之间土壤元素含量差异不显著。不同群落土壤C∶N∶P值不同,同一群落不同土层的土壤C∶N∶P值变异性较小。植物叶片C、N、P含量以及C∶N、C∶P与0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm土层土壤C、N含量之间均存在显著的相关关系(P<0.05)。以上结果表明,黄河三角洲自然保护区不同土层土壤C、N、P含量相对稳定,总体低于全国水平,土壤N的匮乏引起了C∶N和C∶P值的变化。植物叶片和根系的C∶P值接近,说明生态系统元素循环相对稳定,同时叶片N∶P值小于12,进一步说明土壤中N的匮乏使其成为植物生长的限制因子。
关键词： 化学计量特征 养分含量 植物群落 土壤 黄河三角洲
全文链接
请求原文
旋耕转深松和秸秆还田增加农田土壤团聚体碳库
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤耕作和秸秆还田能够显著影响土壤结构和养分周转,也是土壤团聚体分布及更新周转的主要驱动因素。该研究基于连续9 a的旋耕-深松定位试验,对比了长期旋耕农田转变为深松以及秸秆还田对农田土壤0~50 cm土壤团聚体分布、稳定性及团聚体碳含量的影响,分析了团聚体碳对土壤有机碳的贡献率及相互关系。研究结果表明,将长期旋耕农田转变为旋耕-深松农田显著影响了0~50 cm土层的团聚体分布及其碳含量。旋耕-深松配合秸秆还田(RTS-STS)模式能够显著提高表层土壤较大粒级团聚体的比例,且显著提高了土壤团聚体稳定性,分别比旋耕-深松无秸秆还田(RTA-STA)、旋耕秸秆还田(RTS)和旋耕无秸秆还田(RTA)处理高6.1%、65.4%和87.8%;同时,RTS-STS处理显著提高了0~20 cm土层团聚体碳含量和对有机碳的贡献率,虽然在20~30和30~50 cm土层之间,2个处理的团聚体碳含量差异并不明显,但RTS-STS处理的团聚体碳含量对有机碳的贡献率较0~20 cm土层和RTS处理显著降低。通过耕作方式转变、秸秆还田和两者的交互作用对土壤团聚体分布及其碳含量影响的作用力分析可看出,耕作、秸秆及其交互作用是影响不同土层中各处理在不同粒级团聚体分布比例及碳含量差异的主要因素。通过相关分析表明,土壤有机碳含量与团聚体稳定性及其自身碳含量之间存在显著或极显著的正相关关系。旋耕-深松配合秸秆还田(RTS-STS)模式促进了0~20 cm土壤团聚体的形成和稳定,提高了土壤团聚体碳库和对有机碳的贡献,对提升土壤有机碳水平具有积极意义。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆 深松 旋耕 秸秆还田 土壤团聚体
全文链接
请求原文
不同秸秆还田模式对土壤有机碳及其活性组分的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨不同秸秆还田模式对土壤有机碳(total organic carbon,TOC)及活性碳组分的影响,设置了秸秆不还田(CK)、秸秆直接还田(CS)、秸秆转化为食用菌基质,出蘑后菌渣还田(CMS)和秸秆过腹还田(CGS)4种还田模式。通过田间小区试验,研究了不同秸秆还田模式下,土壤有机碳及活性组分的变化规律。结果表明不同秸秆还田模式均提高了土壤有机碳含量,但不同还田模式下土壤有机碳含量差异不显著(P>0.05),和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤有机碳质量分数分别增加9.0%、23.9%和26.7%。不同秸秆还田模式也提高了土壤活性碳组分含量。在不同秸秆还田模式下,土壤溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量表现为CS>CMS>CGS>CK,且不同处理间差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤DOC质量分数分别增加64.6%、29.4%和8.9%。土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量表现为CMS>CGS>CS>CK,且差异显著(P<0.05)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤MBC质量分数分别增加28.9%、84.7%和59.3%。土壤易氧化态碳(easily oxidizable carbon,EOC)含量表现为CMS>CS>CGS>CK,且差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤EOC质量分数分别增加24.1%、55.7%、和9.3%。不同秸秆还田模式显著影响土壤活性碳组分在总有机碳中占的比例,改变土壤有机碳质量。在不同秸秆还田模式下,DOC/TOC表现为CS>CMS>CK>CGS、MBC/TOC表现为CMS>CGS>CS>CK、EOC/TOC表现为CMS>CS>CK>CGS,且不同处理间均差异显著(P<0.01)。从提高土壤质量角度,推荐秸秆-菌渣还田模式,在该模式下,土壤MBC/TOC和EOC/TOC均最大,土壤碳素有效性高、易于被微生物利用,有利于作物生长。从提高土壤固碳角度,推荐秸秆过腹还田模式,在该模式下,土壤DOC/TOC最小,且土壤有机碳含量最高,有利于碳的固定和保存。该研究结果可为秸秆合理高效利用、改善农业土壤碳库质量提供参考。
全文链接
请求原文
转变耕作方式对长期旋免耕农田土壤有机碳库的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤深松是解决长期旋免耕农田耕层浅薄化、亚表层(>15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,而将长期旋免耕农田进行深松必然导致农业生态系统中土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)及碳固定速率的变化。因此,为对比将长期旋免耕转变为深松前后农田土壤有机碳库变化,该研究利用连续12a的旋耕和免耕长期定位试验以及在此基础上连续6 a旋耕-深松和免耕-深松定位试验,对比了转变耕作方式对农田土壤0~30 cm有机碳含量、周年累积速率及其固碳量的影响。研究结果表明,经过连续12 a的旋耕和免耕处理(2002-2014),2014年免耕处理土壤0~30 cm有机碳储量比试验初期(2002年)提高38%,旋耕处理降低了30%,而对照常规处理无显著差异。免耕处理土壤0~30 cm有机碳储量比旋耕处理高约2.6倍(2014年)。长期免耕显著提高了土壤0~30 cm的有机碳含量,2002~2014年其土壤0~30 cm固碳量为16.69 t/hm2,但长期旋耕导致土壤0~30 cm SOC含量显著降低,表现为土壤有机碳的净损耗,年损耗速率为-0.75 t/hm2。而长期旋耕后进行深松(旋耕-深松处理)6年其土壤0~30 cm的有机碳含量较原旋耕处理提高32%~67%,且显著提高了土壤固碳量及周年累积速率;免耕-深松土壤0~30 cm的有机碳周年累积速率较免耕处理下降了42%。长期旋耕造成有机碳水平下降的条件下,将旋耕处理转变为深松处理在短期内更有利于促进土壤有机碳的积累,而将长期免耕处理转变为深松措施,降低了土壤有机碳的累积速率和固碳量。
关键词： 土壤 有机碳 作物 深松 旋耕 免耕 保护性耕作 土壤碳储量
全文链接
请求原文
耕作方式转变和秸秆还田对土壤活性有机碳的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：深松是解决长期旋免耕后耕层浅薄化、亚表层(15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,长期旋免耕后进行深松显著影响土壤有机碳及其组分的周转。为对比转变耕作方式对土壤活性有机碳(LOC)及碳库管理指数的影响,该研究基于连续6 a的旋耕转变为深松和免耕转变为深松定位试验,对比了2012-2014年长期旋免耕农田进行深松对农田土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。研究结果表明,耕作方式转变和秸秆还田均对土壤LOC含量、活性有机碳与有机碳的比例(LOC/SOC)和碳库管理指数产生显著影响。相对于原旋耕秸秆还田处理(RTS),虽然旋耕-深松秸秆还田处理(RTS-STS)提高了0~30 cm土层的LOC含量,但其土壤中LOC/SOC比例和碳库管理指数显著下降。而免耕-深松秸秆还田(NTS-STS)处理和耕作方式未转变的免耕秸秆还田处理(NTS)在0~10 cm土层其LOC含量无显著性差异,但NTS-STS处理显著提高LOC/SOC比例。耕作方式转变导致RTS-STS处理碳库管理指数随着土层的加深而逐渐降低,而NTS-STS处理则呈逐渐升高趋势。耕作、秸秆、年份、耕作与秸秆、耕作与年份及3者交互作用是导致耕作方式转变后各处理0~30 cm的LOC含量变化的主要作用力(P<0.05)。秸秆还田条件下,将长期旋耕处理转变为深松可显著降低土壤SOC中的LOC比例,降低碳库管理指数,促进土壤碳库的稳定性;而长期免耕处理转变为深松能够显著提高土壤下层(10~30 cm)的土壤碳库活性。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆 深松 旋耕 免耕 碳库管理指数
全文链接
请求原文
三江平原小叶章湿地土壤硫的组成与垂直分布
《生态与农村环境学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：以三江平原小叶章湿地为对象,对比研究了典型草甸小叶章湿地和沼泽化草甸小叶章湿地土壤硫的组成与垂直分布特征。结果表明,在2种小叶章湿地类型中,土壤总硫含量分别为303.39～520.83和303.74～1219.81mg·kg-1,平均值为391.62和513.03mg·kg-1,均低于世界平均土壤硫含量(700mg·kg-1)。硫主要富集在土壤表层,且主要以有机硫形式存在,有机硫占总硫比例约为90%,而在有机硫中,则以碳键硫所占比例最大,占总硫比例分别为45.34%和37.24%。沼泽化草甸小叶章湿地土壤各形态硫含量及其变异性均高于典型草甸小叶章湿地。在2种湿地土壤中各形态硫都具有明显的垂直分布特征和变异性。土壤有机质含量是影响硫含量的重要因素,同时也受到土壤各粒级含量的影响,并且土壤各形态硫含量之间存在一定的相关关系。
全文链接
请求原文
山东高产粮田腐殖质组成特征及影响因子研究
《山东农业科学 》 2000
摘要：以山东省典型高产粮区———桓台、滕州、寿光土壤为试材 ,研究了高产粮田土壤腐殖质组成特征与中低产田的差异及影响因素。结果表明 :高产粮田有机碳含量为 7.2 2～ 1 4 .2 2g/kg ,平均 9.87g/kg ;腐殖酸碳 2 .0 8～ 3.0 5g/kg ,平均 2 .48g/kg ,其中胡敏酸碳 0 .92～ 1 .5 7g/kg ,富里酸碳 0 .99～ 1 .70g/kg ,胡敏酸碳与富里酸碳比值 (HA/FA)为 0 .6 3～ 1 .31 ;有机碳约是腐殖酸碳的 4倍 ;中低产田各组份平均含量低于高产田而变异系数大于高产田 ;土壤速效氮磷钾对腐殖质各组份都有影响 ,但对HA/FA比值影响最大的是碳酸钙和pH。
全文链接
请求原文
