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砂姜黑土麦玉轮作不同施氮量下土壤矿质氮运移规律及分布特征
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作者 吕金岭 高燕哺 +2 位作者 骆晓声 郭战玲 李太魁 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第4期990-999,共10页
砂姜黑土是黄淮海地区的一类典型农田土壤,由于存在明显的砂姜层以及易产生多发性裂隙,砂姜黑土的氮素迁移分布存在不确定性。鉴于此,本研究设置CK(无氮磷钾肥)、TR(传统高氮)、OPT(优化施氮)和ZOPT(再优化施氮)4个处理,采用剖面取样和... 砂姜黑土是黄淮海地区的一类典型农田土壤,由于存在明显的砂姜层以及易产生多发性裂隙,砂姜黑土的氮素迁移分布存在不确定性。鉴于此,本研究设置CK(无氮磷钾肥)、TR(传统高氮)、OPT(优化施氮)和ZOPT(再优化施氮)4个处理,采用剖面取样和同位素示踪方法,探究砂姜黑土麦玉轮作氮素运移规律及作物吸收利用率。结果显示,长期施肥条件下,砂姜黑土NO_(3)^(-)-N残留量主要集中在0~20 cm土层,其次为50~60 cm土层,120 cm以下NO_(3)^(-)-N残留量低且变化不显著;从3季取样来看,不同施氮处理NO_(3)^(-)-N残留量主要在0~20 cm和40~60 cm层,20~40 cm层最低。其中第1季(玉米季)不同处理当季^(15)N残留量主要集中在0~20 cm土层,其余土层较低;第2季(小麦季)0~20 cm土层^(15)N残留量增加显著,其余土层增幅较小;第3季(玉米季)由于极端降雨的影响,0~20 cm土层^(15)N占比下降,^(15)N残留量占比由第2季的71.0%~83.0%降低至52.3%~56.5%,20~60 cm土层^(15)N残留量增幅明显,80~100 cm土层有小幅上升。各处理三季作物产量无显著差异(P>0.05),而^(15)N利用效率表现为ZOPT>OPT>TR,说明190 kg·hm^(-2)施氮量可满足砂姜黑土当季麦玉轮作氮素需求。除此之外,不同处理3季平均氮素损失在31.8%~36.4%之间,其中TR处理最高,ZOPT处理最低。研究表明,砂姜黑土常规气象条件下化肥氮主要以作物吸收和土壤残留为主,而极端降雨条件下,化肥氮主要以环境损失为主,淋溶不是当季化肥氮的主要损失途径。 展开更多
关键词 砂姜黑土 氮素运移 极端降雨 ^(15)N标记 麦玉轮作
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豫东南砂姜黑土冬小麦种植区有机肥和无机氮配施组合模式选择
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作者 宋一凡 武紫君 +8 位作者 付凯霞 张荣 孙丽芳 张广乐 陈如雪 牟海萌 王壮壮 王鹏飞 王永华 《河南农业大学学报》 北大核心 2025年第1期38-48,共11页
【目的】探寻豫东南砂姜黑土冬小麦种植区适宜的有机肥和无机氮配施组合模式,为实现区域土壤资源可持续利用和冬小麦高产高效生产提供技术支撑。【方法】在2012—2021连续10 a不同施氮量定位试验基础上设置增施有机肥处理,研究分析不同... 【目的】探寻豫东南砂姜黑土冬小麦种植区适宜的有机肥和无机氮配施组合模式,为实现区域土壤资源可持续利用和冬小麦高产高效生产提供技术支撑。【方法】在2012—2021连续10 a不同施氮量定位试验基础上设置增施有机肥处理,研究分析不同施氮量下增施有机肥对0~20 cm原状土的土壤团聚体组成、土壤团聚体稳定性、土壤团聚体有机质和全氮含量的变化,以及其对冬小麦产量及其构成因素的影响。【结果】增施有机肥可优化0~20 cm土层土壤团聚体的组成,与不增施有机肥的长期单施氮肥处理相比,增施有机肥的施氮量配施处理>5 mm土壤团聚体含量平均提高了10.97%;增施有机肥的施氮量配施处理土壤团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)高于不增施有机肥的长期单施氮肥处理,分别增加了1.73%~7.83%和0.95%~6.00%;增施有机肥的施氮量配施处理较不增施有机肥的长期单施氮肥处理还可提高土壤团聚体碳氮含量,平均增幅分别为20.59%和2.82%;增施有机肥的施氮量配施处理可提高小麦产量,较不增施有机肥的长期单施氮肥处理2 a平均增产13.05%。【结论】施氮量范围为201.72~234.10 kg⋅hm^(-2)并增施有机肥时可实现理论最高产量,施氮量240 kg⋅hm^(-2)、有机肥5000 kg⋅hm^(-2)的配施组合模式有利于产量提升,增产效果最好,可实现土壤结构改良、团聚体稳定性提高、土壤培肥和产量提升的协同调控效应,可作为豫东南砂姜黑土区冬小麦高产高效种植的适宜施氮量与有机肥配施组合技术模式。 展开更多
关键词 冬小麦 施氮量 增施有机肥 土壤团聚体 砂姜黑土
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聚脲甲醛缓释肥减量深施对小麦和玉米产量及氮肥吸收率的影响 被引量:1
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作者 吕金岭 尤克 +2 位作者 何斌 寇长林 李太魁 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期96-103,共8页
为了探究聚脲甲醛缓释肥(PF)减量深耕对小麦和玉米作物产量、氮肥利用效率以及矿质养分迁移的影响,设置对照(CK)、尿素+旋耕(OPTX)、尿素+深耕(OPTS)、PF+旋耕(PFX)和PF+深耕(PFS)5个处理,在豫南砂姜黑土小麦、玉米农田开展大区试验。... 为了探究聚脲甲醛缓释肥(PF)减量深耕对小麦和玉米作物产量、氮肥利用效率以及矿质养分迁移的影响,设置对照(CK)、尿素+旋耕(OPTX)、尿素+深耕(OPTS)、PF+旋耕(PFX)和PF+深耕(PFS)5个处理,在豫南砂姜黑土小麦、玉米农田开展大区试验。结果表明,对比传统尿素(OPT)处理,PF处理小麦、玉米产量显著高于OPT处理,尤其PFS处理较OPTX处理小麦和玉米季产量分别高12%和6.4%,较OPTS处理分别高3.4%和1.8%;与产量不同,PFS处理仅显示玉米季氮肥利用率(NUE)高于OPTX和OPTS处理,而小麦季NUE甚至低于OPTS处理,这可能与PF在小麦季深耕条件下养分释放速度慢有关。对比两种耕作方式,发现PFS处理小麦季产量与PFX处理产量无显著差别,而玉米季产量显著高于PFX处理;与产量不同,PFS处理小麦季NUE显著低于PFX处理,而玉米季无显著差别,这可能与玉米季更适宜的气象条件和小麦季PF养分的后续释放有关。对比土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)残留量和总氮浓度,发现作物收获后,PFS处理0~30和30~60 cm土层NH_(4)^(+)-N残留量与PFX处理无显著差异,NO_(3)^(-)-N残留量显著低于PFX处理,而总氮含量略高于PFX处理,这可能与PF处理在小麦季深耕条件下氮素未释放完全有关。总而言之,依据作物的产量和氮肥利用效率,聚脲甲醛缓释肥在深耕条件下显示出更高的产量效益和增产潜势,尤其玉米季作物吸氮量、产量和NUE有了显著提升,值得被推荐。 展开更多
关键词 聚脲甲醛缓释肥 小麦玉米轮作 深耕与旋耕 砂姜黑土 氮肥利用率
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不同秸秆还田方式对典型砂姜黑土收缩特征的影响 被引量:2
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作者 穆青 夏淑媛 +6 位作者 李庆阳 王擎运 王翔翔 齐永波 马东豪 柴如山 彭新华 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1084-1090,共7页
依托长期(2017—2022年)定位试验设置5个试验处理:氮磷钾平衡施用的对照(CK),氮磷钾平衡施用下的小麦与玉米秸秆还田(SR)、小麦秸秆+玉米秸秆生物质炭还田(WMBC)、玉米秸秆+小麦秸秆生物质炭还田(WBCM)和小麦与玉米秸秆生物质炭还田(SB... 依托长期(2017—2022年)定位试验设置5个试验处理:氮磷钾平衡施用的对照(CK),氮磷钾平衡施用下的小麦与玉米秸秆还田(SR)、小麦秸秆+玉米秸秆生物质炭还田(WMBC)、玉米秸秆+小麦秸秆生物质炭还田(WBCM)和小麦与玉米秸秆生物质炭还田(SBC),探究了长期不同秸秆还田方式对典型砂姜黑土理化性质及土壤收缩特征的影响。结果显示:SR处理利于土壤碱解氮、有效磷含量的提高,而秸秆+生物质炭还田更利于提高土壤速效钾及全量养分,其中WBCM处理效果更为明显;秸秆还田促进了>5 mm大团聚体的破碎(SBC处理除外),WMBC处理大团聚体破碎形成了分布较均匀的土壤结构;长期秸秆+生物质炭还田能显著降低砂姜黑土容重,提高土壤孔隙度,WBCM处理优于WMBC处理;而SR处理的田间持水量最大,WBCM处理次之。综上,秸秆+生物质炭还田不仅利于提高土壤养分,还能显著降低砂姜黑土容重,提高土壤孔隙度。长期秸秆还田缓解了土壤收缩程度,WMBC处理效果最好,WBCM处理次之。 展开更多
关键词 砂姜黑土 秸秆还田 生物质炭 水分特征 土壤收缩
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运用CT扫描分析改良砂姜黑土犁底层的孔隙特征
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作者 刘彩红 尚元一 +1 位作者 李子轶 李培培 《山东农业科学》 北大核心 2024年第10期134-140,共7页
砂姜黑土质地黏重,长期旋耕导致犁底层紧实,严重影响土壤孔隙质量。本研究依托豫南砂姜黑土区连续3年的耕作和培肥大田改良试验,对常规旋耕(CK)、深耕(DT)、深耕配施生物炭(DT+B)和深耕配施有机肥(DT+M)4个处理的犁底层进行土壤X射线计... 砂姜黑土质地黏重,长期旋耕导致犁底层紧实,严重影响土壤孔隙质量。本研究依托豫南砂姜黑土区连续3年的耕作和培肥大田改良试验,对常规旋耕(CK)、深耕(DT)、深耕配施生物炭(DT+B)和深耕配施有机肥(DT+M)4个处理的犁底层进行土壤X射线计算机断层扫描(CT)及其图像重构软件分析、水分入渗等物理指标的测定,研究分析改良后犁底层土壤孔隙特性及水分入渗性能,以有助于深入认识和评价土壤改良效果。结果表明,犁底层土壤总孔隙率和最大孔隙直径表现为DT+B>DT+M>DT>CK;与CK相比,DT+B处理的小直径孔隙(<40μm和40~60μm)数量显著降低36.6%和38.5%,而具有导水和透气功能的大直径孔隙(200~300μm和>300μm)数量显著增加64.3%和69.4%。深耕培肥处理还显著提高犁底层饱和导水率及改善容重、紧实度等物理指标,提高水分入渗能力,以DT+B处理效果最佳。相关分析表明,大孔隙结构与土壤水力学特性之间存在显著的正相关关系。综上表明,深耕配施生物炭有效改善犁底层的土壤孔隙质量及其他物理障碍。本研究结果可为砂姜黑土改良提供技术方法和参考依据。 展开更多
关键词 砂姜黑土 犁底层改良 CT扫描 孔隙特征 水分入渗
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驻马店砂姜黑土区芝麻新品种筛选试验
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作者 周霞丽 隗正阳 +6 位作者 崔向华 谢富强 石明权 阚跃峰 刘建新 刘扩展 孙妍 《园艺与种苗》 CAS 2024年第6期90-92,共3页
[目的]筛选出适合驻马店砂姜黑土区种植的芝麻新品种,促进驻马店芝麻产业的健康发展。[方法]以豫芝4号为对照品种,对驻马店市农业科学院选育的驻22B03、驻22B07及其他单位提供的10个品种分别就经济性状、产量表现和抗性等方面进行试验... [目的]筛选出适合驻马店砂姜黑土区种植的芝麻新品种,促进驻马店芝麻产业的健康发展。[方法]以豫芝4号为对照品种,对驻马店市农业科学院选育的驻22B03、驻22B07及其他单位提供的10个品种分别就经济性状、产量表现和抗性等方面进行试验评价。[结果]所有参试品种(系)平均单株蒴数在76.2~92.3个,驻22B03最高;平均每蒴粒数在61.30~70.12粒,商芝10号最高;平均千粒重变幅在3.098~3.430 g,以商芝10号最高;驻22B03、驻22B07、商芝10号、豫芝23号、信芝H12枯萎病和茎点枯病发病率及病情指数均小于对照品种;产量方面,12个参试品种(系)中较对照增产的有10个。其中驻22B03始蒴高度低,有效果节数多,单株蒴数最多,千粒重较高,高抗枯萎病,抗茎点枯病,产量最高,为1799.3 kg/hm^(2),比对照增产30.89%,增产潜力大。[结论]综合新品种(系)在农艺性状、抗逆性和产量等方面的表现,驻22B03、驻22B07、商芝10号、豫芝23号和信芝H12这5个品种各方面表现优异,可以在驻马店砂姜黑土区推广应用。 展开更多
关键词 驻马店砂姜黑土区 芝麻新品种 筛选试验
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深耕改善砂姜黑土理化性状提高小麦产量 被引量:52
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作者 谢迎新 靳海洋 +4 位作者 孟庆阳 王永华 王晨阳 贺德先 郭天财 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期167-173,共7页
为探明砂姜黑土农田适宜的耕作方式,进一步挖掘砂姜黑土生产潜力,发挥地域资源优势,以周麦27为试验材料,在大田条件下设置免耕、旋耕(15 cm)、深耕(30 cm)3种耕作方式,研究了耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、有机碳含量、无机氮含... 为探明砂姜黑土农田适宜的耕作方式,进一步挖掘砂姜黑土生产潜力,发挥地域资源优势,以周麦27为试验材料,在大田条件下设置免耕、旋耕(15 cm)、深耕(30 cm)3种耕作方式,研究了耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、有机碳含量、无机氮含量以及小麦籽粒产量的影响。结果表明,在小麦苗期和成熟期,3种耕作方式处理间0-10 cm土层土壤容重差异不显著(P〉0.05),但深耕处理显著降低〉10-30 cm土层土壤容重(P〈0.05)。在小麦苗期、越冬期、拔节期、开花期和成熟期,3种耕作方式对0-20 cm土层土壤有机碳含量的影响规律不明显,但深耕处理明显增加〉20-40 cm土层土壤有机碳含量;〉20-40 cm土层土壤铵态氮含量均为深耕〉旋耕〉免耕。与免耕处理相比,深耕处理通过增加小麦穗粒数和千粒质量,最终促使籽粒产量增加16.33%。综上所述,在该试验条件下,在秸秆还田的基础上,小麦季30 cm深耕处理可以降低土壤容重,增加土壤有机碳含量,进而提高小麦籽粒产量,可作为砂姜黑土农田适宜的耕作方式。 展开更多
关键词 土壤 有机碳 耕作方式 砂姜黑土 冬小麦 产量
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基于主成分-聚类分析评价长期施肥对砂姜黑土肥力的影响 被引量:90
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作者 陈欢 曹承富 +4 位作者 张存岭 李玮 乔玉强 杜世州 赵竹 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期609-617,共9页
利用安徽濉溪杨柳定位试验(1981-)为平台,以土壤的5种酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶)及7种基础化学性质(pH、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾)作为评价指标进行主成分分析,最后将各主成分得分系... 利用安徽濉溪杨柳定位试验(1981-)为平台,以土壤的5种酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶)及7种基础化学性质(pH、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾)作为评价指标进行主成分分析,最后将各主成分得分系统聚类。结果表明,通过主成分分析方法可将原12个土壤生物化学性质指标降维、提取出2个主成分,反映了原信息量的88.22%,且无原变量丢失。其中第一主成分以酸性磷酸酶、中性磷酸酶、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾贡献最大;第二主成分则以脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、pH贡献最大。作为综合评价砂姜黑土肥力的生物指标,酸性和中性磷酸酶优于其他三种土壤酶。以两个主成分得分为新指标进行聚类得到长期不同施肥方式对砂姜黑土的培肥效果排序为MNPK,HMNPK>M>NPK>CK,即有机肥与化肥配施是砂姜黑土的最佳培肥模式,单施有机肥次之,而长期单施化肥或者不施肥则会导致土壤肥力下降。 展开更多
关键词 主成分分析 聚类分析 砂姜黑土 土壤肥力 施肥方式
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秸秆还田和施肥对砂姜黑土理化性质及小麦-玉米产量的影响 被引量:98
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作者 李玮 乔玉强 +3 位作者 陈欢 曹承富 杜世州 赵竹 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第17期5052-5061,共10页
通过安徽省蒙城县砂姜黑土上连续4a的冬小麦-夏玉米连作长期定位试验,研究了秸秆还田配合施用不同量氮肥对土壤理化性质及作物产量的影响。结果表明,秸秆还田可降低土壤容重2.5%—9.2%,提高含水量8.2%—28.5%和表层土壤贮水量4.1%—19.... 通过安徽省蒙城县砂姜黑土上连续4a的冬小麦-夏玉米连作长期定位试验,研究了秸秆还田配合施用不同量氮肥对土壤理化性质及作物产量的影响。结果表明,秸秆还田可降低土壤容重2.5%—9.2%,提高含水量8.2%—28.5%和表层土壤贮水量4.1%—19.9%;增加土壤总孔隙度1.1%—8.9%、毛管孔隙度18.9%—41.0%,非毛管孔隙度降低6.4%—38.8%,土壤毛管孔隙度占土壤总孔隙度的比例增加。秸秆还田所有处理耕层的土壤硝态氮含量高于秸秆移除处理,施氮540、630、720 kg N hm-2a-1时,秸秆还田处理的硝态氮含量显著高于秸秆移除,而铵态氮含量无明显变化规律。无论秸秆还田还是秸秆移除,耕层土壤的硝态氮含量随氮肥用量的增加呈指数趋势增加,硝态氮含量与施氮量的相关性秸秆移除处理高于秸秆还田处理;秸秆还田处理的铵态氮含量随施氮量增加成指数趋势增加,而秸秆移除处理呈指数趋势减小,相关性均不显著。秸秆还田条件下,小麦和玉米获得高产的年氮肥用量分别为630、696 kg N hm-2a-1,秸秆移除为579、627 kg N hm-2a-1。经作用力分析,秸秆还田是影响土壤物理性质的最重要因素,作物产量受秸秆还田和施氮量的影响,但氮肥水平大于秸秆还田。 展开更多
关键词 秸秆还田 砂姜黑土 氮肥水平 理化性质 作物产量
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耕作方式对砂姜黑土小麦氮代谢及氮素利用效率的影响 被引量:22
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作者 王静 王小纯 +4 位作者 熊淑萍 马新明 丁世杰 郭建彪 吴克远 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1111-1117,共7页
为探求砂姜黑土区小麦高产高效的最佳耕作方式,在大田条件下,比较分析了深松、旋耕和常规翻耕三种耕作方式下小麦氮素同化关键酶活性、中间产物含量及氮素的积累、分配、转运和利用效率的特点。结果表明,随生育进程的推进,小麦叶片谷氨... 为探求砂姜黑土区小麦高产高效的最佳耕作方式,在大田条件下,比较分析了深松、旋耕和常规翻耕三种耕作方式下小麦氮素同化关键酶活性、中间产物含量及氮素的积累、分配、转运和利用效率的特点。结果表明,随生育进程的推进,小麦叶片谷氨酰胺合成酶活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量均呈先升后降的趋势,全氮含量则逐渐下降,在各时期深松处理的这些指标均显著高于旋耕和常规耕作处理,且在后期维持较高水平。深松处理通过营养器官花前贮存氮素向籽粒的高转运以及花后氮素的高吸收、高贡献,获得成熟期较高的籽粒氮素积累量和分配比例;虽然旋耕处理的转运氮对籽粒氮素的贡献率较高,但其氮素转运量、转运效率和花后吸收氮量较低,成熟期籽粒的氮积累量和分配比例在三种耕作方式中最低,茎秆和穗轴+颖壳的分配比例反而最高。深松处理较其余二处理能显著提高小麦籽粒产量和蛋白质含量、氮素吸收效率、氮肥回收效率、氮肥偏生产力和氮素产投比。因此,深松能有效促进砂姜黑土区小麦的氮素同化能力,延长叶片功能期,提高氮素利用效率,促进小麦产量与品质的形成。 展开更多
关键词 耕作方式 砂姜黑土 小麦 氮代谢 氮素利用效率
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秸秆还田和保护性耕作对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响 被引量:42
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作者 王晓波 车威 +4 位作者 纪荣婷 何传龙 朱安宁 王伏伟 朱林 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期483-489,共7页
通过田间试验,分别采集小麦成熟期、玉米成熟期和小麦播种期耕层土样,研究不同的秸秆还田方式(秸秆还田、焚烧还田和火粪还田)与保护性耕作(减耕和免耕)对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响,以期得到培肥砂姜黑土的最佳方式。结果表明:作... 通过田间试验,分别采集小麦成熟期、玉米成熟期和小麦播种期耕层土样,研究不同的秸秆还田方式(秸秆还田、焚烧还田和火粪还田)与保护性耕作(减耕和免耕)对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响,以期得到培肥砂姜黑土的最佳方式。结果表明:作物秸秆还田可以增加砂姜黑土有机质和全氮的含量,但是对速效氮含量影响不大。在不同的秸秆还田和保护性耕作处理中,秸秆火粪还田和免耕条件下的秸秆还田对砂姜黑土有机质和全氮含量的增加效果最为明显。与对照相比,秸秆火粪还田后土壤有机质和全氮含量分别平均提高4.45 g/kg和0.131 g/kg;免耕条件下的秸秆还田其土壤有机质和全氮含量分别平均提高3.36 g/kg和0.095 g/kg;减耕条件下的秸秆还田和秸秆粉碎还田对增加砂姜黑土有机质和全氮含量的效果不显著;秸秆焚烧不能增加砂姜黑土有机质和全氮的含量。秸秆还田和保护性耕作不会大幅度提高砂姜黑土C/N进而影响土壤氮素养分的供应,同时秸秆还田能有效提高土壤微生物量碳氮,但微生物量的碳氮比却保持在适宜的范围内。 展开更多
关键词 秸秆还田 保护性耕作 砂姜黑土 有机质 氮素 微生物生物量
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周年耕作方式对砂姜黑土农田土壤养分及作物产量的影响 被引量:22
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作者 谢迎新 靳海洋 +8 位作者 李梦达 翟羽雪 王永华 谢耀丽 李向东 夏来坤 王晨阳 郭天财 贺德先 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1560-1568,共9页
为探明适宜于砂姜黑土农田的周年耕作方式,提升砂姜黑土农田地力及作物产量,在冬小麦?夏玉米一年两熟种植制度下,设置多年定位夏玉米季?冬小麦季免耕?旋耕(对照)、免耕?深耕、深松?旋耕、深松?免耕、免耕?免耕5种周年耕作方式田间试验,... 为探明适宜于砂姜黑土农田的周年耕作方式,提升砂姜黑土农田地力及作物产量,在冬小麦?夏玉米一年两熟种植制度下,设置多年定位夏玉米季?冬小麦季免耕?旋耕(对照)、免耕?深耕、深松?旋耕、深松?免耕、免耕?免耕5种周年耕作方式田间试验,在定位处理的第4个周年研究耕作方式对砂姜黑土农田土壤有机碳含量、土壤养分及其对作物产量的影响。结果表明,在秸秆全量还田条件下,与试验开始前相比,各处理0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、速效钾含量均有所增加。与对照相比,其他处理均增加周年内0~20 cm土层土壤有机碳和全氮含量。免耕?深耕、深松?旋耕、免耕?免耕处理显著增加周年内0~20 cm土层土壤有效磷含量,而深松?免耕处理显著增加冬小麦开花期和收获期0~20 cm土层土壤有效磷含量,整个周年内对照在20~40 cm土层土壤的有效磷含量均最低。深松?免耕处理增加周年内0~20 cm土层土壤速效钾含量,而深松?免耕、免耕?免耕处理20~40 cm土层土壤速效钾含量在夏玉米苗期、大口期、开花期和灌浆期显著高于对照处理。深松?旋耕和深松?免耕处理显著增加夏玉米?冬小麦周年籽粒产量,增幅分别为7.67%和10.21%。综上所述,在秸秆全量还田基础上,深松?旋耕和深松?免耕能够改善土壤有机碳和养分状况,显著提高周年作物产量,可作为黄淮区砂姜黑土农田相对适宜的周年耕作方式。 展开更多
关键词 耕作方式 砂姜黑土 土壤养分 有机碳 籽粒产量
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施肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响 被引量:73
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作者 王伏伟 王晓波 +4 位作者 李金才 叶爱华 王妍 车威 朱林 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1302-1311,共10页
利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田(CK)、施化肥秸秆不还田(F)以及不施化肥秸秆还田(W)3种处理土壤细菌群落组成、多样性和... 利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田(CK)、施化肥秸秆不还田(F)以及不施化肥秸秆还田(W)3种处理土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。结果显示,测序共获得14 873个OTUs,计173 323条读数,平均读长439 bp。砂姜黑土细菌优势门(相对丰度〉10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势纲(相对丰度〉10%)为α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria);优势属(相对丰度〉1%)共47个,3个处理中均有分布的优势属21个,F处理的细菌优势属的种类最多,为39个。相对丰度最大的门、纲和属分别是变形菌门(38.7%~43.1%)、α-变形菌纲(14.5%~18.1%)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(4.6%~7.7%)。F处理细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)显著低于CK及W处理,W处理和CK处理土壤细菌丰富度指数无显著差异,与CK处理相比,F处理ACE指数降低22.8%。W处理土壤细菌Shannon多样性指数显著大于CK及F处理,W处理Shannon指数较CK处理提高4.1%,而F处理土壤细菌Shannon指数与CK处理无显著差异。F处理Simpson指数显著高于CK及W处理;F处理Simpson指数较CK处理提高38.1%,而W处理细菌Simpson指数最小,显著低于CK处理,较CK降低23.8%。分层聚类图显示在属的水平上,W处理和CK处理土壤细菌群落结构相似性较高,F处理与CK处理及W处理细菌群落结构差异较大。施化肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施化肥显著降低了土壤细菌丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性。 展开更多
关键词 施化肥 秸秆还田 高通量测序 砂姜黑土 细菌群落
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δ^(13)C法研究砂姜黑土添加秸秆后团聚体有机碳变化规律 被引量:12
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作者 刘哲 韩霁昌 +3 位作者 孙增慧 张卫华 余正洪 侯莹 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第14期179-187,共9页
为研究水稻秸秆添加对砂姜黑土水稳性团聚体分布及稳定性的影响,探索水稻秸秆腐解过程中外源新碳及原有机碳在不同粒级团聚体中的分配规律,该文通过室内模拟试验,运用δ^(13)C示踪方法,将稳定同位素碳(δ^(13)C)标记的水稻秸秆添加入砂... 为研究水稻秸秆添加对砂姜黑土水稳性团聚体分布及稳定性的影响,探索水稻秸秆腐解过程中外源新碳及原有机碳在不同粒级团聚体中的分配规律,该文通过室内模拟试验,运用δ^(13)C示踪方法,将稳定同位素碳(δ^(13)C)标记的水稻秸秆添加入砂姜黑土,利用湿筛法得到不同培养时期不同粒级的土壤水稳性团聚体,测定不同时期各粒级土壤外源新碳及原有机碳含量。结果表明:未添加水稻秸秆的砂姜黑土(对照组),水稳性微团聚体(<250μm)占主体,团聚体有机碳含量低。与对照相比,添加水稻秸秆(试验组)显著促进了>2000、2000~250μm粒级水稳性大团聚体的团聚(P<0.05);培养到120 d时,>2000、2000~250μm水稳性团聚体比对照组分别增加了265.5%、16.0%,促使水稳性大团聚体(>250μm)占主体,显著提高了砂姜黑土水稳性团聚体的平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)、水稳性大团聚体含量(R0.25),降低了分形维数(D)值(P<0.05),土壤结构稳定性明显得到改善。试验组各粒级团聚体有机碳含量显著增加,培养到15 d时,>2000、2000~250、>250~53、<53μm粒级团聚体有机碳分别比对照组增加了21.4%、25.4%、34.7%、50.0%,其中微团聚体有机碳增加幅度大于大团聚体的增加幅度。MWD、GMD、R0.25与2000~250、>250~53μm粒级团聚体有机碳呈极显著正相关关系(P<0.01),与>2000μm粒级团聚体有机碳呈显著正相关关系(P<0.05)、与<53μm粒级团聚体有机碳关系不显著。不同粒级团聚体的δ^(13)C值明显增加,动态变化较大,表明外源新碳周转速率较快。外源新碳主要分配在>250~53、<53μm粒级微团聚体中,分配比例分别为38%、28%,外源新碳的分解速率明显快于原有机碳。研究得出添加水稻秸秆有利于增加砂姜黑土的团聚体稳定性,提高土壤及不同粒级团聚体的有机碳含量,提升土壤碳水平,改善了土壤结构,这为淮北地区土壤质量提升及有机碳循环提供了理论依据。 展开更多
关键词 土壤 有机碳 秸秆 δ13C 砂姜黑土 土壤水稳性团聚体
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长期定位施肥对砂姜黑土小麦根系性状和根冠比的影响 被引量:24
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作者 张向前 曹承富 +5 位作者 陈欢 乔玉强 杜世州 李玮 赵竹 徐云姬 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期382-389,共8页
为了解长期定位施肥下砂姜黑土区小麦根系的生长发育状况,研究了5种长期不同施肥模式对该区小麦根系性状和根冠比的影响。结果表明,长期单施有机肥(M)小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重皆高于长期单施... 为了解长期定位施肥下砂姜黑土区小麦根系的生长发育状况,研究了5种长期不同施肥模式对该区小麦根系性状和根冠比的影响。结果表明,长期单施有机肥(M)小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重皆高于长期单施化肥(NPK),其中,开花期M处理小麦的总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重显著高于NPK处理,根直径M与NPK处理间差异不显著。长期有机肥与化肥配施传统施氮量(MNPK)与有机肥与化肥配施高施氮量(HMNPK)处理间小麦的总根长、总根表面积、平均根直径、总根体积、总根分叉数差异皆不显著,而MNPK处理小麦的总根尖数和开花期的根干重显著高于HMNPK处理。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可以明显改善小麦根系性状,其中,开花期MNPK和HMNPK处理小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数显著高于NPK和M处理,而MNPK和HMNPK处理小麦的平均根直径与M处理差异不显著。长期不施肥(CK)小麦的根系性状各指标显著低于其他各施肥处理。拔节期CK处理小麦的根冠比最低,其次为HMNPK,NPK、M、MNPK处理间的根冠比差异皆不显著,开花期HMNPK处理小麦的根冠比最低,其次为MNPK。研究认为,在改善根系性状方面,长期有机肥与化肥配施的效果最优,其次为长期单施有机肥、长期单施化肥;有机肥与化肥配施下施氮量偏高并不利于根系的改善,增加施氮量会降低根冠比。 展开更多
关键词 长期施肥 砂姜黑土 根系性状 根冠比
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耕作方式与秸秆还田对砂姜黑土土壤酶活性及冬小麦产量的影响 被引量:17
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作者 孟庆阳 王永华 +3 位作者 靳海洋 晁岳恩 段剑钊 郭天财 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期341-346,共6页
为探究耕作方式及秸秆还田处理对砂姜黑土土壤酶活性的影响,在河南省商水县砂姜黑土地区设置深耕秸秆不还田、深耕秸秆还田、旋耕秸秆还田和旋耕秸秆不还田4个处理,以超高产小麦品种周麦27为材料进行大田试验,对不同处理的土壤过氧化氢... 为探究耕作方式及秸秆还田处理对砂姜黑土土壤酶活性的影响,在河南省商水县砂姜黑土地区设置深耕秸秆不还田、深耕秸秆还田、旋耕秸秆还田和旋耕秸秆不还田4个处理,以超高产小麦品种周麦27为材料进行大田试验,对不同处理的土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性及冬小麦籽粒产量进行测定分析。结果表明,20~40cm土层土壤过氧化氢酶的活性在不同处理间差异大多不显著,小麦拔节期、开花期和成熟期0~20cm土层深耕秸秆不还田处理与其他处理间差异显著。0~20cm土层土壤蔗糖酶活性在小麦生育期内不同处理间有显著差异,秸秆还田处理下土壤蔗糖酶活性高于秸秆不还田处理,而在20~40cm土层小麦拔节期和成熟期不同处理间没有显著差异。在小麦生育期内秸秆还田处理下0~20cm和20~40cm土层土壤脲酶活性显著高于其他处理,深耕秸秆不还田处理在拔节期和成熟期高于旋耕秸秆不还田处理。不同处理间土壤碱性磷酸酶活性在小麦生育期内差异显著,总体表现为深耕秸秆还田〉旋耕秸秆还田〉深耕秸秆不还田〉旋耕秸秆不还田。深耕秸秆还田处理对比其他处理能够显著增加冬小麦籽粒产量及千粒重,但其有效穗数显著低于其他处理。 展开更多
关键词 砂姜黑土 耕作方式 秸秆还田 土壤酶活性 冬小麦产量
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长期不同施肥模式下砂姜黑土的固碳效应分析 被引量:17
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作者 李玮 孔令聪 +6 位作者 张存岭 姜涛 陈欢 乔玉强 杜世州 赵竹 曹承富 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期943-949,共7页
以安徽淮北32a的定位试验为平台,运用土壤等质量方法对土壤耕层的固碳效应进行了研究。结果表明,较不施肥和单施化肥,施用有机肥显著降低了表层土壤容重。长期施用有机肥和单施化肥均对提高土壤有机质和活性有机质含量有显著作用,... 以安徽淮北32a的定位试验为平台,运用土壤等质量方法对土壤耕层的固碳效应进行了研究。结果表明,较不施肥和单施化肥,施用有机肥显著降低了表层土壤容重。长期施用有机肥和单施化肥均对提高土壤有机质和活性有机质含量有显著作用,但以高量有机肥和化肥配施的效果最明显。土壤碳库管理指数以有机肥和化肥配施的效果显著,而长期单施化肥降低了土壤碳库管理指数,表明化肥长期施用下土壤肥力下降。0~20cm土层的有机碳储量有机肥化肥配施的最高,其次为单施有机肥、单施化肥,不施肥最低。有机肥有助于提高土壤质量,且有机肥和化学氮肥分别以高于N262.5kg hm^-2a^-1配施的效果最佳。 展开更多
关键词 土壤有机碳 有机碳活性 固碳效应 施肥模式 砂姜黑土
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秸秆还田配施氮肥对砂姜黑土有机质组分与碳库管理指数的影响 被引量:17
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作者 李玮 乔玉强 +3 位作者 陈欢 杜世州 赵竹 曹承富 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期475-480,共6页
在安徽蒙城砂姜黑土上进行4a的秸秆还田定位试验,研究砂姜黑土耕层土壤有机质组分和碳库管理指数的变化特征,分析不同有机质组分、作物产量以及碳库管理指数之间的相关性.结果表明,秸秆还田显著提高了砂姜黑土耕层土壤总有机质、活性有... 在安徽蒙城砂姜黑土上进行4a的秸秆还田定位试验,研究砂姜黑土耕层土壤有机质组分和碳库管理指数的变化特征,分析不同有机质组分、作物产量以及碳库管理指数之间的相关性.结果表明,秸秆还田显著提高了砂姜黑土耕层土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数(P<0.05),秸秆还田配施360~720 kg· hm^-2氮肥较秸秆还田但不施肥土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数分别提高10.1%~15.8%、20.4% ~ 32.5%和41.7% ~74.6%.秸秆还田且配施540kg·hm^-2氮肥处理土壤活性有机质含量增幅最高,且主要提高了惰活性有机质组分含量.玉米产量与土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数均表现为显著相关(P<0.01).秸秆还田配施氮肥促进了土壤有机质质量水平,尤其是与540kg·hm^-2氮肥配施对土壤有机质含量的提高效果显著. 展开更多
关键词 秸秆还田 砂姜黑土 土壤有机质 碳库管理指数
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长期施肥砂姜黑土微生物学特征差异及评价 被引量:12
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作者 陈欢 曹承富 +5 位作者 张存岭 李玮 乔玉强 赵竹 杜世州 张向前 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1563-1571,共9页
【目的】作为安徽省主要中低产土壤类型之一,砂姜黑土不良属性严重制约旱地粮食作物稳产增产,因此本研究利用长期定位试验研究砂姜黑土微生物特征对不同施肥模式的响应,为改善砂姜黑土生态功能、提高地力可持续性等提供理论依据。【方... 【目的】作为安徽省主要中低产土壤类型之一,砂姜黑土不良属性严重制约旱地粮食作物稳产增产,因此本研究利用长期定位试验研究砂姜黑土微生物特征对不同施肥模式的响应,为改善砂姜黑土生态功能、提高地力可持续性等提供理论依据。【方法】基于安徽省杨柳长期定位试验(始于1981年),研究5种施肥模式不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥与化肥配施(等氮)(MNPK)、有机肥与化肥配施(高氮)(HMNPK)砂姜黑土耕层土壤可培养微生物数量、微生物生物量及酶活性等微生物学性状的变化规律,并通过主成分分析方法对不同施肥模式下的土壤微生态进行综合评价。【结果】与不施肥相比,长期施用有机肥(M、MNPK和HMNPK)可显著增加土壤微生物总数量(15.68~22.80倍),尤其是细菌和放线菌数量二者分别于M、MNPK处理达最高值(30.50×10~5cfu/g和15.50×10~4 cfu/g);长期单施有机肥对土壤真菌有明显抑制作用,单施化肥有利于土壤真菌数量的增加。施用有机肥(M、MNPK和HMNPK)可有效增加土壤微生物生物量碳、氮含量,其中MNPK处理微生物量碳含量增幅最高,达119.74%但与M、HMNPK处理差异不明显,微生物量氮含量增幅达88.46%,显著高于M、HMNPK处理;长期单施化肥仅对微生物量碳含量有提增作用(38.87%)对微生物量氮作用不明显,其对微生物量碳的提增作用显著低于其他施肥处理。长期单施有机肥可显著提高土壤脲酶与转化酶活性,抑制磷酸酶活性,长期单施化肥的作用则相反。用主成分分析方法将9个生物指标降维提取出2个主成分,第一主成分以细菌、放线菌、微生物量碳、微生物量氮、脲酶和转化酶为主要影响因子,第二主成分以为真菌、酸性和中性磷酸酶为主要影响因子分别代表了与碳、氮和磷循环密切相关微生物影响因子。通过综合得分把不同施肥模式下砂姜黑土微生物生态划分为3个等级,一等包括长期有机肥与化肥配施(等氮与高氮),二等包括长期单施有机肥,三等为长期单施化肥与不施肥。【结论】通过综合评价可得砂姜黑土的微生物生态状况在长期有机肥与化肥配施条件下最佳单施有机肥次之而长期单施化肥与不施肥的较差。 展开更多
关键词 长期施肥 砂姜黑土 土壤微生物 土壤微生态
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不同稳定性有机物料对砂姜黑土理化性质及玉米产量的影响 被引量:28
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作者 赵占辉 张丛志 +2 位作者 蔡太义 刘昌华 张佳宝 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1228-1235,共8页
针对黄淮海平原广泛分布的砂姜黑土结构性差、有机质含量偏低的特征,通过中国科学院封丘农田生态系统国家试验站2年砂姜黑土不同外源有机物料施用处理盆栽试验[共设8个处理,分别为空白(CK)、施秸秆(S)、施有机肥(M)、施1/2秸秆+... 针对黄淮海平原广泛分布的砂姜黑土结构性差、有机质含量偏低的特征,通过中国科学院封丘农田生态系统国家试验站2年砂姜黑土不同外源有机物料施用处理盆栽试验[共设8个处理,分别为空白(CK)、施秸秆(S)、施有机肥(M)、施1/2秸秆+1/2有机肥(SM)、施生物炭(C)、施1/2生物炭+1/2秸秆(CS)、施1/2生物炭+1/2有机肥(CM)和施1/3生物炭+1/3有机肥+1/3秸秆(CSM)],研究了等C、N输入下不同稳定性有机物料(生物炭、秸秆、有机肥)对砂姜黑土理化性质及玉米产量的影响。结果表明,与CK处理相比,施用外源有机物料能显著降低土壤容重19.60%~32.23%,增加饱和含水量7.91%~28.99%、田间持水量10.47%~30.76%,提高耕层土壤总孔隙度10.36%~28.21%,提升全量有机质11.00%~37.00%;并对活性有机质组分(低活性有机质、中活性有机质、高活性有机质)产生显著影响,其中高活性有机质增加幅度高达39.22%~83.83%。从有机物料的配比效果来看,CSM处理土壤容重最低,为1.28 g·cm^-1,C、S处理土壤容重分别为1.30 g·cm^-1、1.36 g·cm^-1。CSM处理土壤总孔隙度最大,为58.53%;S、CS、SM处理次之,分别为55.62%、56.90%、54.38%;C、M处理最小,分别为53.18%、50.38%。CS、CM、CSM处理土壤总有机质含量较高,分别为30.76 g·kg^-1、32.99 g·kg^-1、31.45 g·kg^-1;C、S处理相对较低,分别为25.36 g·kg^-1、26.16 g·kg^-1。CS、SM、CSM处理玉米产量最高,分别为463.67 g·盆^-1、376.31 g·盆^-1、471.77 g·盆^-1,且差异性显著。可见不同稳定性有机物料施入能够改善土壤理化性质,提高玉米产量,生物炭配合秸秆、有机肥还田处理改良土壤及增产效果最佳。 展开更多
关键词 有机物料 稳定性 砂姜黑土 理化性质 玉米产量 生物炭 秸秆 有机肥
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