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基于最小数据集的东北风沙土农田耕层土壤质量评价指标 被引量:28
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作者 乔云发 钟鑫 +2 位作者 苗淑杰 李琪 陆欣春 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期132-138,共7页
2015年10月—2017年10月玉米收获期,在位于东北风沙土区的黑龙江省杜尔伯特蒙古自治县域内,调查采集了53个样点耕层土壤,测定了21项土壤理化性状指标和玉米产量。采用聚类分析法建立了东北风沙土农田耕层质量诊断最小数据集(MDS),利用... 2015年10月—2017年10月玉米收获期,在位于东北风沙土区的黑龙江省杜尔伯特蒙古自治县域内,调查采集了53个样点耕层土壤,测定了21项土壤理化性状指标和玉米产量。采用聚类分析法建立了东北风沙土农田耕层质量诊断最小数据集(MDS),利用全量数据集(TDS)、土壤质量指数(SQI-TDS)、玉米产量、最小数据集土壤质量指数(SQI-MDS)对风沙土耕层特征进行了分析评价。SQI-TDS、玉米产量与SQI-MDS呈极显著正相关(r^2分别为0.451 5,0.557 9),这表明MDS适合替代TDS对风沙土农田耕层土壤质量进行评价。调查区域东北风沙土平均土壤质量指数为0.46,基于MDS,根据土壤质量评价指数土壤地力划分为5级,野外调查53个点中34.0%样点土壤属于地力Ⅳ级,52.8%样点土壤属于地力Ⅲ级,11.2%样点土壤属于地力Ⅱ级,研究区域没有Ⅰ级和Ⅴ级地力分布。调查区域平均玉米产量7.6 Mg/hm^2,根据玉米产量土壤地力划分5级,野外调查53个点中1.9%样点属于地力Ⅴ级,35.8%样点土壤地力属于Ⅳ级,41.5%样点土壤地力属于Ⅲ级,18.9%样点土壤地力属于Ⅱ级,1.9%样点土壤地力属于Ⅰ级。利用最小数据集SQI-MDS能够较准确地定量描述风沙土农田耕层质量,为东北风沙土农田耕层土壤质量诊断、合理耕层评价提供理论依据。 展开更多
关键词 东北风沙土 土壤质量 合理耕层 最小数据集
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不同土壤耕作方式对东北风沙土区玉米田土壤质量及产量的影响 被引量:15
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作者 乔云发 苗淑杰 +2 位作者 陆欣春 姚婷 王铁成 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2018年第3期19-23,共5页
[目的]研究黑龙江省西部不同土壤耕作方式对玉米产量及土壤性状的影响,为该地区农业生产提供参考。[方法]比较常规耕作、旋耕、翻耕、深翻和超深翻耕作对玉米产量和土壤物理特性的影响。[结果]翻耕和超深翻耕作增加了土壤含水量和田间... [目的]研究黑龙江省西部不同土壤耕作方式对玉米产量及土壤性状的影响,为该地区农业生产提供参考。[方法]比较常规耕作、旋耕、翻耕、深翻和超深翻耕作对玉米产量和土壤物理特性的影响。[结果]翻耕和超深翻耕作增加了土壤含水量和田间持水量,降低了耕层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度,但是增加犁底层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度。翻耕、深翻和超深翻处理耕层土壤三相结构距离(STPSD)和土壤结构指数(GSSI)较好;翻耕、深翻和超深翻处理显著降低犁底层土壤的GSSI,增加STPSD;旋耕处理没有显著影响犁底层土壤GSSI和STPSD。与常规耕作处理相比,翻耕和超深翻分别增加玉米产量7.6%和6.0%。翻耕比超深翻玉米产量高10.9%。深翻处理玉米产量为5.58t/hm2,比常规耕作减产8.1%。[结论]在不完全打破犁底层情况下,在黑龙江西部地区翻耕是比较理想的耕作方式。 展开更多
关键词 风沙土 耕作 土壤水分 玉米
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不同耕作模式对东北风沙土区玉米产量及氮素利用率的影响 被引量:7
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作者 乔云发 苗淑杰 陆欣春 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期205-210,共6页
研究优化集成耕作模式对东北风沙土区玉米产量、肥料氮素利用率及去向的影响,探讨不同耕作模式下玉米产量及氮肥利用率之间的关系,为东北风沙土区玉米生产合理耕作模式的选择提供科学依据。在东北风沙土区传统耕作模式(CT)、优化集成耕... 研究优化集成耕作模式对东北风沙土区玉米产量、肥料氮素利用率及去向的影响,探讨不同耕作模式下玉米产量及氮肥利用率之间的关系,为东北风沙土区玉米生产合理耕作模式的选择提供科学依据。在东北风沙土区传统耕作模式(CT)、优化集成耕作模式1(ITP1)和优化集成耕作模式2(ITP2)小区内设置15 N标记微区框栽,以CT处理为对照,研究ITP1和ITP2耕作模式下玉米产量、氮肥利用率及肥料氮去向。结果表明:2种优化耕作模式玉米籽粒产量显著高于传统耕作模式,分别增产30.10%和15.53%。3种耕作模式氮肥利用率介于27.10%~35.46%,ITP1处理和ITP2处理氮肥利用率分别为35.46%和31.40%,比CT处理分别提高了30.85%和15.87%。与CT处理相比,IPT1处理氮肥残留量增加18.67%,损失量降低45.65%;IPT2处理肥料氮残留量介于IPT1和CT处理之间,差异不显著,IPT2氮肥损失率比CT处理降低24.36%,比IPT1增加39.17%。2种优化集成耕作模式增加玉米产量,提高氮肥利用率,减少氮肥污染,IPT1和IPT2两种优化耕作模式适合东北风沙土地区玉米种植。 展开更多
关键词 耕作模式 玉米 15 N 氮肥利用率 风沙土
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添加玉米秸秆对黄棕壤有机质的激发效应 被引量:11
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作者 苗淑杰 乔云发 +1 位作者 王文涛 施雨涵 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期622-626,共5页
玉米秸秆还田是培肥地力的一项重要措施,但是玉米秸秆添加后会改变土壤原有有机质的矿化过程,即引起激发效应,从而影响土壤碳平衡和周转。因此,适量秸秆还田将是高效且环境友好的提升土壤生产潜力的关键。本试验以黄棕壤为研究对象,设... 玉米秸秆还田是培肥地力的一项重要措施,但是玉米秸秆添加后会改变土壤原有有机质的矿化过程,即引起激发效应,从而影响土壤碳平衡和周转。因此,适量秸秆还田将是高效且环境友好的提升土壤生产潜力的关键。本试验以黄棕壤为研究对象,设不添加玉米秸秆对照(CK)和添加占干土重的1%、5%和9%的粉碎玉米秸秆处理进行室内培养,分析土壤CO2释放动态及激发效应。试验结果表明,添加不同量玉米秸秆后,土壤CO2释放速率和累积量呈现出抛物线型变化趋势。在培养前期,各处理土壤CO2释放速率表现为9%>5%>1%>CK,到培养的第8天左右,添加5%玉米秸秆的土壤CO2释放速率超过了添加9%玉米秸秆的土壤,在培养后期,所有处理的土壤CO2释放速率慢慢地趋于一致。从累积CO2释放量来看,添加5%玉米秸秆的处理比9%玉米秸秆的处理土壤总CO2释放量高,表明添加5%秸秆的处理对微生物群落和微生物活性的作用最大。在整个培养阶段,玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应均为负值,而加入的玉米秸秆并没有完全矿化,从而使土壤有机碳含量因添加玉米秸秆而升高。这些结果表明,添加玉米秸秆有利于提高黄棕壤土壤有机碳含量,在本试验的短期培养过程中以土壤干重9%的添加量增加最多。 展开更多
关键词 有机碳 激发效应 矿化 玉米秸秆 黄棕壤
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东北农田黑土N_(2)O排放研究进展 被引量:10
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作者 张楠 苗淑杰 +2 位作者 乔云发 陈增明 丁维新 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期899-909,共11页
农田是温室气体氧化亚氮(N_(2)O)的重要排放源,位于东北地区的黑土地是我国重要的粮食生产基地。目前我国农田N_(2)O排放增速正在放缓,但是东北黑土区仍在加快。针对我国东北黑土区的自身特点和N_(2)O排放研究现状,本文综合分析了黑土N_... 农田是温室气体氧化亚氮(N_(2)O)的重要排放源,位于东北地区的黑土地是我国重要的粮食生产基地。目前我国农田N_(2)O排放增速正在放缓,但是东北黑土区仍在加快。针对我国东北黑土区的自身特点和N_(2)O排放研究现状,本文综合分析了黑土N_(2)O排放特征、产生过程与影响因素。结果表明,东北农田黑土N_(2)O-N背景排放量平均为0.56±0.29 kg·hm^(-2),施用化肥黑土N_(2)O-N平均排放量为1.49±1.09 kg·hm^(-2),化肥氮诱导的N_(2)O排放系数(EF)为0.45%±0.42%。与中国旱地和世界其他黑土区相比,东北农田黑土的背景排放量和EF均处于较低水平。这是因为在正常降雨条件下,东北黑土N_(2)O主要是由硝化作用产生,反硝化作用受到活性碳缺乏的限制。冻融过程则可能促进反硝化作用进行,诱导春融期N_(2)O出现爆发式排放。与我国其他农田相比,东北黑土N_(2)O排放研究明显不足,今后应加强对不同区域黑土N_(2)O排放的原位观测,阐明冻融过程N_(2)O的产生机制,评估黑土N_(2)O排放对气候变化的响应;同时应加强研究秸秆还田、有机肥施用等措施对N_(2)O排放的影响效应,从而制定出黑土地质量提升和N_(2)O减排的双赢措施。 展开更多
关键词 东北 氮循环 冻融过程 黑土 氧化亚氮 有机碳
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生物炭对侵蚀黑土团聚体的影响 被引量:10
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作者 龙杰琦 姚婷 +3 位作者 苗淑杰 钟鑫 高雅晓玲 乔云发 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2021年第3期76-80,共5页
[目的]探讨生物炭对侵蚀黑土团聚体的修复效果,揭示生物炭对侵蚀黑土团聚体的影响机制,为修复侵蚀黑土提供科学依据。[方法]以侵蚀黑土为研究对象,研究未剥离农田(CK)、未剥离农田施生物炭(CK+BC)、模拟侵蚀土壤(RS)、侵蚀土壤施生物炭(... [目的]探讨生物炭对侵蚀黑土团聚体的修复效果,揭示生物炭对侵蚀黑土团聚体的影响机制,为修复侵蚀黑土提供科学依据。[方法]以侵蚀黑土为研究对象,研究未剥离农田(CK)、未剥离农田施生物炭(CK+BC)、模拟侵蚀土壤(RS)、侵蚀土壤施生物炭(RS+BC)4个处理生物炭对黑土团聚体的影响。[结果]与CK处理相比,CK+BC处理中0.25~2 mm粒级团聚体含量增加了14.01%,RS+BC处理中0.25~2 mm粒级团聚体含量比RS处理增加了12.11%,生物炭提高了团聚体的几何平均直径(GMD)和大于0.25 mm团聚体含量,增加了CK+BC和RS+BC两个处理的原土和>0.25 mm粒级团聚体中的土壤有机碳含量(SOC),GMD分别与SOC和交换性钠呈正相关和负相关,且SOC对团聚体的胶结作用大于交换性钠的分散作用,提高了侵蚀黑土团聚体稳定性。[结论]生物炭改善黑土侵蚀后的结构,促进了土壤团聚化,对侵蚀土壤具有良好的修复作用,是修复侵蚀黑土的有效措施。 展开更多
关键词 土壤侵蚀 修复 生物炭 团聚体 有机碳 交换性钠 黑土
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有机肥组分特征对黑土N_(2)O排放的影响研究 被引量:3
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作者 张楠 黎烨 +4 位作者 刘玉莲 苗淑杰 乔云发 陈增明 丁维新 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期62-71,共10页
有机肥正被广泛用于东北黑土地固碳培肥,为探究其影响N_(2)O排放的效应及碳组分机制,试验设置在两个氮水平下(0、100 mg/kg),不加有机肥(CK)和6个添加不同原料制成的有机肥,共14个处理,动态测定培养期(365 d)N_(2)O排放通量,并分析有机... 有机肥正被广泛用于东北黑土地固碳培肥,为探究其影响N_(2)O排放的效应及碳组分机制,试验设置在两个氮水平下(0、100 mg/kg),不加有机肥(CK)和6个添加不同原料制成的有机肥,共14个处理,动态测定培养期(365 d)N_(2)O排放通量,并分析有机肥性质及结构特征。结果表明,施用有机肥总体上促进黑土N_(2)O排放,特别是加氮条件下;但是在不同培养阶段,不同种类有机肥对N_(2)O排放的影响存在显著差异。培养前期有机肥对N_(2)O排放的快速刺激作用主要与其带入的无机氮含量正相关,但是活性有机碳与木质素酚“共代谢”分解可能通过促进微生物对氮素的同化作用进而削减有机肥对N_(2)O排放的促进作用。在培养中后期,纤维素和半纤维素成为有机肥调控N_(2)O排放的关键组分。氮添加有利于后期惰性木质素单体分解,促进含氮有机组分矿化,进而增强N_(2)O排放对有机肥的正响应。综上,有机肥组分特征影响其可分解性进而调控黑土N_(2)O排放,在制定黑土有机培肥措施时需着重考虑对N_(2)O排放的效应。 展开更多
关键词 黑土 氮循环 氧化亚氮 有机肥 有机碳组分
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CO_(2)浓度增加和秸秆还田对黑土团聚体有机碳的影响 被引量:5
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作者 岳娅 薛海清 +3 位作者 冯茜 苗欢 苗淑杰 乔云发 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期943-950,共8页
为研究土壤团聚体有机碳分布对CO_(2)浓度增加和秸秆还田的响应,本研究以东北黑土区长期CO_(2)增加定位试验平台为依托,设置4个处理,分别为对照(CK)、增加CO_(2)浓度达1259.72 mg·m^(-3)(EC)、秸秆还田(ST)和增加CO_(2)浓度结合秸... 为研究土壤团聚体有机碳分布对CO_(2)浓度增加和秸秆还田的响应,本研究以东北黑土区长期CO_(2)增加定位试验平台为依托,设置4个处理,分别为对照(CK)、增加CO_(2)浓度达1259.72 mg·m^(-3)(EC)、秸秆还田(ST)和增加CO_(2)浓度结合秸秆还田(EC+ST)。结果表明:EC与ST处理对土壤总有机碳含量无显著影响,但EC+ST处理使土壤总有机碳含量提升3.09 g∙kg^(-1)(P<0.05)。EC处理下土壤团聚体占比变化无显著影响,但分形维数(D)增加0.06,土壤团聚体稳定性降低。ST与EC+ST处理使>0.5~1 mm大团聚体占比分别提高14.98个百分点与8.20个百分点,此外,ST处理使≤0.053 mm微团聚体占比减少12.88个百分点,水稳性团聚体数量(R0.25)增加0.14,平均质量直径(dMW)增加0.08 mm,D减少0.11(P<0.05),土壤团聚体稳定性增强;EC+ST处理使>1 mm大团聚体占比增加4.07个百分点,dMW增加0.11 mm,土壤团聚体稳定性增加。EC与EC+ST处理较CK处理相比,分别使≤0.053 mm微团聚体土壤有机碳含量提升了0.66 g∙kg^(-1)和1.98 g∙kg^(-1);ST处理使>1 mm大团聚体土壤有机碳含量提高0.55 g∙kg^(-1),>0.25~0.5 mm大团聚体有机碳含量降低1.13 g∙kg^(-1);EC+ST处理使>1 mm大团聚体土壤有机碳含量减少3.05 g∙kg^(-1)(P<0.05)。EC处理使≤0.053 mm微团聚体有机碳贡献率增加9.14个百分点,而ST处理则使该部分减少10.54个百分点,同时>0.5~1 mm大团聚体有机碳贡献率增加14.35个百分点,EC+ST处理使>1 mm大团聚体和>0.5~1 mm大团聚体有机碳贡献率分别增加3.25个和6.74个百分点,>0.053~0.25 mm微团聚体有机碳贡献率降低5.82个百分点。研究表明,秸秆还田可以弥补CO_(2)浓度增加导致的土壤总有机碳含量下降与团聚体结构变差的不利结果。虽然秸秆还田时其本身矿化会向大气中释放CO_(2),但是在未来大气CO_(2)浓度增加的背景下,秸秆还田是提高黑土有机碳含量的潜在有效措施,值得在东北黑土区推广,且需要进一步探究其释放到大气中的CO_(2)对温室效应的影响。 展开更多
关键词 CO_(2)浓度 秸秆还田 土壤团聚体 有机碳 贡献率
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大气CO_(2)浓度和温度升高对玉米农田黑土碳库及细菌群落的影响 被引量:3
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作者 司马鑫琪 李彦生 +8 位作者 于镇华 刘俊杰 顾海东 刘居东 王光华 吴俊江 苗淑杰 乔云发 金剑 《土壤与作物》 2024年第4期428-438,共11页
为研究气候变化对东北农田黑土碳库和相关微生物组特征的影响,本文以东北春玉米连作的黑土为研究对象,利用原位开顶式气候室(OTC)模拟长期大气CO_(2)浓度和温度升高,利用土壤物理分级技术将土壤有机碳(SOC)分组为颗粒(POC)和矿质结合有... 为研究气候变化对东北农田黑土碳库和相关微生物组特征的影响,本文以东北春玉米连作的黑土为研究对象,利用原位开顶式气候室(OTC)模拟长期大气CO_(2)浓度和温度升高,利用土壤物理分级技术将土壤有机碳(SOC)分组为颗粒(POC)和矿质结合有机碳(MOC),并通过16S rRNA高通量测序分析土壤细菌微生物群落结构,探讨气候变化影响黑土碳库稳定性的微生物作用机制。结果表明,与CK相比,连续12年大气CO_(2)浓度和温度升高没有改变SOC总量,但影响其周转率。温度升高显著增加了细颗粒有机碳(fPOC)的含量,CO_(2)和温度同时升高降低了MOC含量。CO_(2)浓度升高并未影响fPOC和MOC含量。温度或CO_(2)浓度升高显著改变了细菌群落结构,温度升高增加苔藓杆菌属(Bryobacter)的相对丰度,CO_(2)浓度升高增加了革兰氏阴性菌硝化螺旋菌属(Nitrospirae)的丰度。长期大气CO_(2)浓度和温度同时升高增加硝化螺旋菌属(Nitrospirae)的丰度,该菌属丰度的增加可能会进一步影响SOC稳定性。 展开更多
关键词 土壤有机碳 气候变化 土壤颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 微生物群落
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凋落物C/N对土壤有机碳矿化的影响 被引量:4
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作者 李天 苗淑杰 +2 位作者 余洁 赵玉蝶 乔云发 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1686-1695,共10页
凋落物输入会影响土壤有机碳(SOC)矿化过程,其影响程度主要受凋落物C/N、土壤肥力和温度条件的影响,然而,这三因素的综合影响仍不清楚。以低肥力土壤(LF)和高肥力土壤(HF)为研究对象,分别添加7种不同C/N的凋落物,并设置培养温度为23℃... 凋落物输入会影响土壤有机碳(SOC)矿化过程,其影响程度主要受凋落物C/N、土壤肥力和温度条件的影响,然而,这三因素的综合影响仍不清楚。以低肥力土壤(LF)和高肥力土壤(HF)为研究对象,分别添加7种不同C/N的凋落物,并设置培养温度为23℃和33℃,进行恒温避光培养,期间动态监测CO_(2)排放的变化,以揭示SOC矿化过程应对三因子的响应机制。结果显示,凋落物添加显著增加CO_(2)峰值排放速率,且与C/N>30的凋落物相比,添加C/N<30的凋落物对CO_(2)的峰值排放速率的促进作用更显著。CO_(2)峰值排放速率同时受土壤肥力和培养温度影响,HF-33℃条件下的CO_(2)峰值排放速率最高。添加C/N<30的凋落物显著增加了CO_(2)累积排放量,在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃条件下,最大增幅分别为407%、304%、345%和160%。相关分析显示,SOC矿化率与凋落物C/N间呈负相关关系,这说明低质量凋落物会抑制SOC矿化。在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃处理下,与凋落物C/N最低的CN1相比,添加C/N最高的CN7后,SOC矿化率的降幅分别达3.53、3.04、1.71和2.06倍。土壤肥力影响SOC矿化,HF的SOC矿化率较LF高1.29-2.66倍。培养温度对SOC矿化的影响在HF中表现出显著差异,与CK相比,在HF中添加凋落物显著降低了SOC矿化温度敏感性(Q10)。综合PLS-PM模型可知,SOC矿化是凋落物C/N、土壤肥力和培养温度综合作用的结果。其中,凋落物的C/N比对SOC矿化产生显著的负效应,土壤肥力则对SOC矿化产生主要的正效应,而温度的正效应则相对较小。研究结果有助于进一步理解不同土壤肥力和温度背景下,C/N不同的外源有机物输入对SOC矿化的影响及其背后的综合效应。 展开更多
关键词 凋落物输入 凋落物碳氮比 有机碳矿化 CO_(2)释放速率 室内培养 温度敏感性
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大气温度和CO_(2)增加对黑土有机碳稳定性的影响 被引量:4
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作者 薛海清 岳娅 +4 位作者 冯茜 龙杰琦 苗欢 苗淑杰 乔云发 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第3期366-373,共8页
[目的]从有机碳分子结构角度来揭示气候变化对黑土有机碳(SOC)稳定性的影响,阐明未来气候变化对黑土有机碳稳定性以及土壤肥力的影响。[方法]以中国科学院海伦农业生态试验站长期定位模拟气候变化开顶箱(OTC)试验为平台,对当前大气温度... [目的]从有机碳分子结构角度来揭示气候变化对黑土有机碳(SOC)稳定性的影响,阐明未来气候变化对黑土有机碳稳定性以及土壤肥力的影响。[方法]以中国科学院海伦农业生态试验站长期定位模拟气候变化开顶箱(OTC)试验为平台,对当前大气温度和CO_(2)浓度(aTaCO_(2)),增温2℃和当前大气CO_(2)浓度(eTaCO_(2)),增温2℃和CO_(2)浓度增为(700±25)μmol/mol(eTeCO_(2))3个处理条件下0—20 cm黑土耕层土壤的团聚体和密度组分的有机碳含量和红外光谱特征进行分析。[结果]与aTaCO_(2)相比,eTaCO_(2)和eTeCO_(2)均未对全土有机碳含量产生显著影响(p>0.05),但是eTaCO_(2)使<0.053 mm团聚体和闭蓄态轻组(occluded light fractionation,OF)中SOC含量分别增加了13.45%和52.89%(p<0.05);eTeCO_(2)处理中游离态轻组(free light fractionation,LF)SOC含量增加了46.89%(p<0.05)。红外光谱分析结果表明:与aTaCO_(2)相比,eTaCO_(2)和eTeCO_(2)处理均对全土有机碳的分子结构产生了影响,尤其是eTeCO_(2)处理除了脂肪族外,其他官能团特征峰相对强度均受到显著影响(p<0.05)。eTeCO_(2)处理减弱了全土以及>0.25 mm团聚体有机碳的脂肪性,增加了0.25~0.053 mm团聚体中有机碳的官能团(-CH/C=C)比值(p<0.05),且主成分分析结果表明:气候变化影响较大的官能团为醇酚、脂肪族、芳香族和多糖。此外,相比于aTaCO_(2),eTaCO_(2)和eTeCO_(2)处理使得LF和OF组分中有机碳的-CH/C=C比值升高,加速了轻组有机碳脂肪化。[结论]气候变化未对黑土有机碳含量产生影响,虽然增温和增CO_(2)对有机碳分子结构组分和比例有不同程度的影响,但最终黑土有机碳储量保持稳定。在合理利用的前提下,未来气候变化可能对黑土有机碳库储量的影响不大,黑土肥力水平仍能维持。 展开更多
关键词 气候变化 有机碳 团聚体 黑土 密度组分 红外光谱
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基于江苏省本地化参数评价稻麦周年轮作系统碳足迹 被引量:4
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作者 王兴来 苗淑杰 乔云发 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期1682-1691,共10页
分析基于本地化参数和国际参数计算的江苏省稻麦周年轮作系统碳足迹,对评估未来农业生态系统碳足迹具有重要意义。基于农户调研数据,采用本地化参数和国际参数计算了稻季和麦季生产系统的碳足迹,并对结果进行了比较分析。结果显示,(1)... 分析基于本地化参数和国际参数计算的江苏省稻麦周年轮作系统碳足迹,对评估未来农业生态系统碳足迹具有重要意义。基于农户调研数据,采用本地化参数和国际参数计算了稻季和麦季生产系统的碳足迹,并对结果进行了比较分析。结果显示,(1)不同排放参数下稻季和稻麦周年轮作系统的碳足迹存在显著差异(P<0.05),国际参数下的稻麦周年轮作碳足迹比本地化参数下的稻麦周年轮作碳足迹平均高出11.5%,但小麦碳足迹在不同的参数下差异不明显(P>0.05)。(2)各项农业活动对碳足迹的贡献也不同,稻麦周年轮作碳足迹主要受到CH4、N2O和氮肥的影响,在本地化和国际参数下分别占比39.7%、7.23%、32.6%和46.4%、8.72%、27.8%。(3)江苏稻麦周年轮作系统中,碳足迹与氮肥和柴油的相关度较高,且氮肥和柴油表现为极显著水平(P<0.001),种植规模与碳足迹呈现显著负相关关系(r=−0.69)。(4)在稻麦周年轮作中不同种植规模碳足迹存在显著差异(P<0.05)。通过比对发现,在小麦种植中不同排放参数下平均碳足迹都是大规模最小,中规模次之,小规模最大。而在水稻种植中不同排放参数下平均碳足迹都是大规模最小,小规模次之,中规模最大。综上,采用国际排放参数对江苏省稻麦周年轮作碳足迹计算结果会高于本地化排放参数,且CH4和N2O的不同核算方法是影响差异的关键因素。因此,对中国农业生产系统进行碳足迹评估时,应当选择合适的排放参数和加强实地调查,从而为中国农业生产系统碳足迹的研究制定一套统一的评价体系,为最终构建低碳农业生产体系做支撑。 展开更多
关键词 碳排放参数 碳足迹 温室气体 稻麦周年轮作 生命周期法
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小麦秸秆添加对不同类型土壤有机碳矿化的影响 被引量:3
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作者 余洁 苗淑杰 +3 位作者 乔云发 李天 王校益 赵玉蝶 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2041-2049,共9页
为探究在相同培养条件下,小麦秸秆添加对不同类型土壤有机碳矿化的影响,本研究采用室内培养法,向黑土、风沙土、紫色土和黄棕壤添加小麦秸秆,以揭示不同类型土壤有机碳矿化对外源碳添加的响应机制差异。结果表明:与未添加秸秆处理相比,... 为探究在相同培养条件下,小麦秸秆添加对不同类型土壤有机碳矿化的影响,本研究采用室内培养法,向黑土、风沙土、紫色土和黄棕壤添加小麦秸秆,以揭示不同类型土壤有机碳矿化对外源碳添加的响应机制差异。结果表明:与未添加秸秆处理相比,添加秸秆处理的4种土壤有机碳矿化速率均表现为前21 d显著增加,之后趋于稳定。在培养的前7 d,4种土壤CO_(2)累积排放量迅速增加2.41~3.87倍,此后持续稳步增加;培养结束后,未添加秸秆的4种土壤间CO_(2)累积排放量未见显著差异;添加秸秆处理各土壤CO_(2)累积排放量显著增加,较未添加秸秆提升2.52~3.41倍,其中紫色土CO_(2)累积排放量显著低于其他3种类型土壤,为2760.74 mg·kg^(-1),黑土增加最显著,为4168.99 mg·kg^(-1)。相关分析表明,无论是否添加秸秆,土壤有机碳的矿化率均受到全氮的主导作用,且二者具有显著负相关关系。无论是否添加秸秆,土壤CO_(2)累积排放量均主要受到土壤pH的影响,且与pH呈显著负相关;添加秸秆处理中CO_(2)累积排放量还同时受到土壤C/N的正向作用。研究表明,同一种秸秆添加到不同类型土壤中时,土壤本身性质的差异会导致土壤有机碳矿化对其的响应也存在差异,因此在实际秸秆还田时需要依据不同土壤特性制定合理的秸秆还田措施。 展开更多
关键词 有机碳 土壤类型 秸秆 动态变化 理化性质
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不同类型土壤下增温对小麦养分吸收和分配的影响 被引量:2
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作者 冯茜 苗淑杰 乔云发 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期496-504,共9页
为了解不同类型土壤下小麦生物量及养分吸收和分配对增温的响应,于2020年11月在南京信息工程大学农业气象试验站以冬小麦品种扬麦13为研究对象,采用开放式增温系统对小麦进行全天增温,通过裂区试验,分析了增温(日平均增温1.5℃)后棕壤... 为了解不同类型土壤下小麦生物量及养分吸收和分配对增温的响应,于2020年11月在南京信息工程大学农业气象试验站以冬小麦品种扬麦13为研究对象,采用开放式增温系统对小麦进行全天增温,通过裂区试验,分析了增温(日平均增温1.5℃)后棕壤、灰钙土、黄土、潮土、砖红壤和黄棕壤等6个不同类型土壤下小麦成熟期根、秸秆及籽粒生物量和氮磷钾含量的变化。结果表明,与常温对照相比,增温处理的小麦生物量增加了9.9%,而植株氮、磷和钾含量分别降低了10.6%、17.7%和12.1%,三种养分的总积累量分别减少了3.4%、12.0%和3.5%。增温使小麦秸秆和籽粒氮、磷和钾含量较常温对照分别降低了33.6%、18.8%、9.4%和8.0%、18.9%、18.7%。在棕壤和灰钙土下增温有利于小麦干物质积累,但不利于黄土和潮土下小麦干物质及养分积累。由此可见,增温改变了小麦干物质积累及养分吸收和分配,且与土壤类型密切相关。 展开更多
关键词 增温 土壤类型 小麦 干物质量 养分
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增温及其应对措施对小麦光合特性和酶活性的影响 被引量:1
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作者 吴钥 乔云发 +4 位作者 金丽惠 苗淑杰 吴星瑶 马寅正 余洁 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期42-51,共10页
于2022—2023年小麦生长季在南京信息工程大学农业气象试验站进行大田试验,以当地常规耕种方式为对照(CK),设置3种应对增温措施,分别为选择耐高温品种(CV,‘淮麦33’)、添加生物炭(BC,20 t·hm^(-2))、增施氮肥(NF,总施氮量增加50 k... 于2022—2023年小麦生长季在南京信息工程大学农业气象试验站进行大田试验,以当地常规耕种方式为对照(CK),设置3种应对增温措施,分别为选择耐高温品种(CV,‘淮麦33’)、添加生物炭(BC,20 t·hm^(-2))、增施氮肥(NF,总施氮量增加50 kg·hm^(-2)),采用开放式增温系统将小麦整个生育期的气温提高1.5℃,测定不同措施下小麦旗叶叶面积、叶绿素含量、光合、酶活性的变化以及植株的生物量和产量。结果表明,全生育期增温使冬小麦旗叶丙二醛(MDA)含量升高、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,但增温对小麦旗叶叶面积、SPAD值、光合特性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响存在生育期差异。增温条件下,添加生物炭和增施氮肥处理孕穗期小麦MDA含量、POD活性、CAT活性分别降低12.50%和21.22%、15.65%和12.91%、19.75%和14.33%,SOD活性分别升高455.75%和395.58%;开花期小麦SOD活性分别下降9.89%和31.89%,CAT活性分别升高20.94%和17.12%,最终产量分别显著增加50.29%和23.45%。改变品种处理的小麦旗叶叶面积、SPAD值、净光合速率和产量无显著变化。因此,应对未来可能的增温环境,添加生物炭和增施氮肥可能是较为有效的措施。 展开更多
关键词 小麦 增温 品种 生物炭 氮肥 光合特性 产量
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增温对不同土壤上冬小麦保护酶活性的影响
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作者 金丽惠 冯茜 +2 位作者 潘仕球 苗淑杰 乔云发 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1228-1237,共10页
为探究全球气候变暖背景下冬小麦生长发育情况,通过全生育期增温,研究温度升高对冬小麦叶片保护酶活性和产量的影响。2021年11月,在南京信息工程大学农业气象试验站进行框栽试验,以常温为对照(CK),以开放式增温装置模拟大气增温1.5℃(eT... 为探究全球气候变暖背景下冬小麦生长发育情况,通过全生育期增温,研究温度升高对冬小麦叶片保护酶活性和产量的影响。2021年11月,在南京信息工程大学农业气象试验站进行框栽试验,以常温为对照(CK),以开放式增温装置模拟大气增温1.5℃(eT)条件,以在南移的黑龙江黑土、北移的海南砖红壤和江苏南京黄棕壤上生长的冬小麦为研究材料,以成熟期小麦株高、单穗粒数、千粒质量等指标体现生长量的变化,以拔节期和开花期冬小麦叶片的叶绿素(SPAD)和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性等指标表征保护酶系统的变化。结果表明:全生育期增温使生长在黄棕壤、黑土和砖红壤上的小麦叶绿素含量分别显著减少了9.51%、19.03%和4.60%,使开花期MDA含量分别显著增加了10.59%、14.83%和13.72%,说明增温通过影响光合作用和膜脂过氧化衰减了叶片功能使开花期叶片SOD、POD和CAT活性显著升高,这表明冬小麦叶片在增温条件下仍保持了较高的抗氧化能力。相关性分析表明,开花期MDA含量、POD活性与产量指标呈显著负相关(P<0.05)。此外,全生育期增温显著降低了生长在黄棕壤和黑土上冬小麦的株高、单穗粒数和千粒质量,最终导致产量分别减少33.86%和16.53%,然而黑土上生长的冬小麦各参数对增温的响应程度低于黄棕壤。增温导致砖红壤上生长的冬小麦千粒质量有所降低,但是最终产量未达到5%的显著差异。综合而言,增温能通过降低光合作用、提升膜脂过氧化水平导致冬小麦生长减缓,且这种减缓作用在黑龙江黑土冬小麦上的效应较弱,但对黄棕壤上的冬小麦影响较大。 展开更多
关键词 冬小麦 全生育期增温 土壤类型 保护酶系统 产量
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Effects of phosphorus on nutrient uptake and rhizosphere acidification of soybean (G/ycine max L.)
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作者 miao shujie QIAO Yunfa +1 位作者 HAN Xiaozeng ZHOU Lianren 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2007年第3期235-240,共6页
Pot experiment was conducted to examine how application of KH2PO4 (0-165 mg·kg^-1 P) to affect nutrient ion uptake and rhizosphere acidification of soybean (Glycine max L.) grown in greenhouse for 90 days. Wh... Pot experiment was conducted to examine how application of KH2PO4 (0-165 mg·kg^-1 P) to affect nutrient ion uptake and rhizosphere acidification of soybean (Glycine max L.) grown in greenhouse for 90 days. When supplied of 82 and 165 mg·kg^-1 P, soybeans showed excessive poison. Under all kinds of P levels, the K, Ca, Na and Mg concents in plant tissues were as below order K was nodules 〉 roots 〉 pods 〉 shoots; Ca was shoots 〉 roots 〉 nodules 〉 pods; Na was roots 〉 nodules 〉 pods 〉 shoots and Mg was shoots 〉 nodules 〉 roots 〉 pods. K concent in plant tisssues had greater effect on rhizosphere acidification than other cations in this experiment irrespective of P supply, and was significantly negative to pH. Na concentration was significantly positive to pH. Excessive P supply induced rhizosphere acidification, pH decreased as P supply increased from 82 to 165 mg·kg^-1. Ash alkalinity in shoots and roots was significantly positively correlated with rhizosphere pH irrespective of P supply. All these results suggested that P supply affected nutrient uptake, induced ash alkalinity to increase and rhizosphere pH to decrease in soybean. 展开更多
关键词 nutrient uptake rhizosphere acidification PHOSPHORUS SOYBEAN
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