近年来,农田微塑料污染严重,对土壤健康及农作物安全产生了极大风险。为探究微塑料对土植系统的影响程度,采用水稻栽培试验,设置不同质量分数(0、0.5%、1.5%)和不同粒径(150、500μm)的低密度聚乙烯微塑料(Low density polyethylene,LD...近年来,农田微塑料污染严重,对土壤健康及农作物安全产生了极大风险。为探究微塑料对土植系统的影响程度,采用水稻栽培试验,设置不同质量分数(0、0.5%、1.5%)和不同粒径(150、500μm)的低密度聚乙烯微塑料(Low density polyethylene,LDPE)处理,探究LDPE对土壤养分含量、水稻生长和生理特性的胁迫情况。结果表明:微塑料增加水稻生长前中期(返青期、分蘖期和拔节期)表层(0~10 cm)和中层(10~20 cm)土壤总有机碳(TOC)含量6.06%~43.24%,降低后期(抽穗期和黄熟期)TOC含量6.10%~20.53%,深层土壤(20~30 cm)变化趋势与之相反,同时,可显著降低不同土层土壤全氮(TN)含量5.23%~53.73%和全磷(TP)含量2.01%~24.66%。微塑料促进水稻前期株高3.42%~18.32%,抑制中后期水稻株高1.90%~13.96%,减少水稻产量7.80%~24.83%。微塑料显著降低水稻净光合速率(Pn)6.36%~40.46%、气孔导度(Gs)3.40%~67.36%和胞间CO_(2)浓度(Ci)3.66%~21.86%,并显著增加蒸腾速率(Tr)10.79%~82.37%和饱和水汽压差(VPD)14.16%~109.60%,叶片蒸腾速率受到叶片VPD和Gs的协同影响,Gs减少使得水蒸汽难以从叶肉细胞扩散到气孔表面,而VPD增加极大地迫使水蒸汽从叶片表面扩散到周围环境,VPD的促进效果远大于Gs的抑制效果,最终出现Gs与Tr趋势相反的情况。此外,微塑料降低叶绿素a含量0.27%~3.48%,叶绿素b含量0.36%~3.92%,总叶绿素含量0.59%~3.47%。研究结果可为微塑料对土壤健康及水稻生长胁迫效应提供数据支撑和科学依据。展开更多
为探究一次性施加生物炭后对黑土区坡耕地生产力的可持续效应,以东北黑土区3°坡耕地径流小区为研究对象,设置CK(不施用生物炭)和BC(2016年施用75t/hm^2生物炭,2017、2018年不再施用生物炭)两个处理,于2016—2018年开展了试验研究...为探究一次性施加生物炭后对黑土区坡耕地生产力的可持续效应,以东北黑土区3°坡耕地径流小区为研究对象,设置CK(不施用生物炭)和BC(2016年施用75t/hm^2生物炭,2017、2018年不再施用生物炭)两个处理,于2016—2018年开展了试验研究。结果表明:一次性施入生物炭3年内,土壤容重显著降低(P<0.05),第1年降低最明显,为3.87%,孔隙度和总有机碳、铵态N、有效P、速效K含量显著提高(P<0.05),pH值则是施炭后前两年显著提高(P 2016=0.034、P 2017=0.038),分别提高了0.9、0.6,第3年与未施炭处理无显著差异(P 2018=0.067);施用生物炭显著提升了土壤的持水能力和保水保土性能,土壤饱和含水率、田间持水率、凋萎系数均显著提高(P<0.05),最大增长率分别为5.58%、4.78%、7.29%,年径流深和土壤侵蚀量显著降低(P<0.05),年径流深最大减少量为4.92mm,土壤侵蚀量最大减小率为5.71%;大豆产量和水分利用效率显著提高(P<0.05),最大增长率分别为29.01%、16.92%。但生物炭对土地生产力的持续效应逐年减弱,随着生物炭施用年限的延长,BC处理土壤容重线性递增,pH值和总有机碳含量呈幂函数递减,孔隙度和铵态N、有效P、速效K含量线性递减,饱和含水率、田间持水率、凋萎系数线性递减,年径流深和土壤侵蚀量线性递增,大豆产量和水分利用效率分别呈幂函数递减和线性递减。采用改进的TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)模型和GM(1,1)模型测算并预测土地生产力指数,结果显示,BC处理的土地生产力指数均高于CK处理,但其值逐年下降,预计到2021年与CK处理十分接近,表明一次性施用75t/hm^2生物炭对土地生产力的影响可持续5~6年。研究结果可为东北黑土区生物炭应用提供理论依据。展开更多
文摘为探究一次性施加生物炭后对黑土区坡耕地生产力的可持续效应,以东北黑土区3°坡耕地径流小区为研究对象,设置CK(不施用生物炭)和BC(2016年施用75t/hm^2生物炭,2017、2018年不再施用生物炭)两个处理,于2016—2018年开展了试验研究。结果表明:一次性施入生物炭3年内,土壤容重显著降低(P<0.05),第1年降低最明显,为3.87%,孔隙度和总有机碳、铵态N、有效P、速效K含量显著提高(P<0.05),pH值则是施炭后前两年显著提高(P 2016=0.034、P 2017=0.038),分别提高了0.9、0.6,第3年与未施炭处理无显著差异(P 2018=0.067);施用生物炭显著提升了土壤的持水能力和保水保土性能,土壤饱和含水率、田间持水率、凋萎系数均显著提高(P<0.05),最大增长率分别为5.58%、4.78%、7.29%,年径流深和土壤侵蚀量显著降低(P<0.05),年径流深最大减少量为4.92mm,土壤侵蚀量最大减小率为5.71%;大豆产量和水分利用效率显著提高(P<0.05),最大增长率分别为29.01%、16.92%。但生物炭对土地生产力的持续效应逐年减弱,随着生物炭施用年限的延长,BC处理土壤容重线性递增,pH值和总有机碳含量呈幂函数递减,孔隙度和铵态N、有效P、速效K含量线性递减,饱和含水率、田间持水率、凋萎系数线性递减,年径流深和土壤侵蚀量线性递增,大豆产量和水分利用效率分别呈幂函数递减和线性递减。采用改进的TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)模型和GM(1,1)模型测算并预测土地生产力指数,结果显示,BC处理的土地生产力指数均高于CK处理,但其值逐年下降,预计到2021年与CK处理十分接近,表明一次性施用75t/hm^2生物炭对土地生产力的影响可持续5~6年。研究结果可为东北黑土区生物炭应用提供理论依据。
