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土壤酸杆菌门细菌生态学研究进展 被引量:245
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作者 王光华 刘俊杰 +3 位作者 于镇华 王新珍 金剑 刘晓冰 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期14-20,共7页
酸杆菌是土壤中一类重要的细菌类群。基于16S r RNA基因序列分析发现,酸杆菌一般占细菌总量的20%左右,甚至高达50%以上,表明酸杆菌在土壤生态过程中起到重要的作用。从植被、海拔高度、氮肥管理及二氧化碳升高对土壤酸杆菌分布的影响,... 酸杆菌是土壤中一类重要的细菌类群。基于16S r RNA基因序列分析发现,酸杆菌一般占细菌总量的20%左右,甚至高达50%以上,表明酸杆菌在土壤生态过程中起到重要的作用。从植被、海拔高度、氮肥管理及二氧化碳升高对土壤酸杆菌分布的影响,以及酸杆菌根际效应等几方面论述了土壤酸杆菌门细菌生态学研究进展;综合分析揭示出不同分类单元酸杆菌细菌分布与环境因子间的关系;阐述了部分酸杆菌细菌的潜在生态功能。最后指出在土壤酸杆菌研究中应强化分离培养、细化分子生态、采用宏基因组学和单细胞测序新技术的重要性。 展开更多
关键词 酸杆菌 微生物生态 亚群 16S RRNA基因 高通量测序
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小麦-玉米-大豆轮作下黑土农田土壤呼吸与碳平衡 被引量:30
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作者 梁尧 韩晓增 +2 位作者 乔云发 李禄军 尤孟阳 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期395-401,共7页
农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,探讨农田生态系统的土壤呼吸与碳平衡对于科学评价陆地生态系统在全球变化下的源汇效应具有重要意义。基于中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验,对不同施肥处理下黑土小麦-玉米-大豆... 农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,探讨农田生态系统的土壤呼吸与碳平衡对于科学评价陆地生态系统在全球变化下的源汇效应具有重要意义。基于中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验,对不同施肥处理下黑土小麦-玉米-大豆轮作体系2005—2007年的作物固碳量与土壤CO2排放通量进行了观测,并对该轮作体系下黑土农田生态系统的碳平衡状况进行了估算。结果表明:在小麦-玉米-大豆轮作体系中,作物固碳量的高低表现为:玉米>大豆>小麦,平均值分别为6 513 kg(C).hm-2、4 025 kg(C).hm-2和3 655kg(C).hm-2。从作物生长季土壤CO2排放总量来看,3种作物以大豆农田生态系统的土壤CO2排放总量最高,平均值达4 062 kg(C).hm-2;其次为玉米,为3 813 kg(C).hm-2;而小麦最低,为2 326 kg(C).hm-2。3种作物轮作下NEP(净生态系统生产力)均为正值,表明黑土农田土壤-作物系统为大气CO2的"汇",不同作物系统的碳汇强度表现为玉米>小麦>大豆,三者的平均值分别为3 215 kg(C).hm-2、1 643 kg(C).hm-2和512 kg(C).hm-2。长期均衡施用氮、磷、钾化肥或氮、磷、钾化肥配施有机肥后,小麦、玉米和大豆农田生态系统的固碳量和土壤CO2排放总量均明显增加,并在氮、磷、钾配施有机肥处理下达到最高。不同的施肥管理措施将改变土壤-植物系统作为大气CO2"汇"的程度,总体表现为化肥均衡施用下NEP值较高,而化肥与有机肥配施下农田生态系统的NEP值较低。 展开更多
关键词 黑土 小麦-玉米-大豆轮作 土壤-作物系统 土壤呼吸 固碳量 碳平衡 净生态系统生产力
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东北农田黑土土壤酶活性与理化性质的关系研究 被引量:16
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作者 荆瑞勇 曹焜 +6 位作者 刘俊杰 于镇华 刘居东 隋跃宇 金剑 刘晓冰 王光华 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2015年第4期132-137,142,共7页
黑土是保证我国粮食安全的最重要的土壤资源之一,主要分布在我国的东北地区。为了调查我国黑土区土壤理化性状、土壤酶活性及两者间相互关系,我们从黑土区不同纬度农田采集了26个土壤样品,分析其土壤酶活性与微生物量碳(SMBC)及其它土... 黑土是保证我国粮食安全的最重要的土壤资源之一,主要分布在我国的东北地区。为了调查我国黑土区土壤理化性状、土壤酶活性及两者间相互关系,我们从黑土区不同纬度农田采集了26个土壤样品,分析其土壤酶活性与微生物量碳(SMBC)及其它土壤理化性状的关系。结果发现,黑龙江北安黑土土壤全碳、全氮、全磷、碱解氮、SMBC、过氧化氢酶、脲酶及转化酶活性最大;简单相关分析发现,过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶及转化酶均与土壤全氮、全碳及SMBC呈极显著正相关;通径分析表明,全氮是影响该土壤区土壤酶活性的主导因子,pH值是通过直接作用或间接作用影响过氧化氢酶活性的另一主导理化因子,全氮是脲酶活性的主导因子,碱解氮、全碳、全氮是磷酸酶活性的主导因子,全氮和pH值是影响转化酶的两大主导理化因子。 展开更多
关键词 黑土 土壤酶活性 土壤理化性状 通经分析
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有机物料配合深耕混合还田快速提升砂质棕壤农业生产力的效果和机理 被引量:8
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作者 陈旭 韩晓增 +4 位作者 王晓辉 郭振希 陆欣春 严君 邹文秀 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期232-241,共10页
【目的】提高土壤肥力是增加作物产量的有效方式,我们尝试了不同耕作和有机肥还田方式对砂粒含量较高且贫瘠的土壤的培肥效果。【方法】田间试验于2018年开始,在辽宁南部砂质棕壤进行,供试作物为玉米。以常规浅翻15 cm (T15)为对照,设... 【目的】提高土壤肥力是增加作物产量的有效方式,我们尝试了不同耕作和有机肥还田方式对砂粒含量较高且贫瘠的土壤的培肥效果。【方法】田间试验于2018年开始,在辽宁南部砂质棕壤进行,供试作物为玉米。以常规浅翻15 cm (T15)为对照,设置了秸秆浅混还田(0-15 cm,T15+S)、深翻35 cm (T35)、秸秆深混还田(0-35 cm,T35+S)、有机肥深混还田(0-35 cm,T35+M)、秸秆有机肥深混还田(0-35 cm,T35+S+M)、免耕(NT)、免耕秸秆覆盖(NT+S)和免耕秸秆条覆盖(HT+HS)处理,共9个处理。2020年玉米收获后,测产,同时取0-15 cm和15-30 cm土层样品,测定土壤pH、有机质和养分含量以及有机碳储量。【结果】试验进行3年后,在0-15 cm土层,T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量增幅较T15分别增加了19.2%和20.4%,而NT和T35处理则显著降低;在15-35 cm土层,T35、T35+S、T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量较T15分别增加了12.5%、24.5%、29.9%和35.7%。深翻和有机物料还田(T35+S、T35+M和T35+S+M)显著增加了玉米产量,与T15处理相比,3年T35+S、T35+M和T35+S+M处理玉米产量平均增加了10%、12.3%和16.4%,而浅翻处理(T15+S、NT、NT+S和HT+HS)不同程度地降低了玉米产量。T15+S、HT+HS和NT+S处理间有机质转化率无显著差异,但与T35+S处理相比平均降低了57.9%,与T35+M处理相比平均降低了78.4%。0-15 cm土壤有机质和pH对玉米产量影响显著,而在15-35 cm土层,除pH外,有机质和养分含量以及有机碳储量均对玉米产量有显著影响。【结论】腐熟猪粪、猪粪和玉米秸秆配合深翻混合还田可以快速提升0-35 cm土层中的土壤有机碳储量,提高有机质的转化率,是较为理想的棕壤快速培肥途径。通过提高深层土壤有机质和养分含量,提高了辽宁南部棕壤的农业生产能力。 展开更多
关键词 砂质棕壤 耕作方式 耕作深度 有机物料还田方式 土壤养分 玉米产量
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作物连作与自然恢复下黑土密度组分中碳、氮分布特征 被引量:6
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作者 尤孟阳 韩晓增 +2 位作者 李海波 芦思佳 梁尧 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1301-1306,共6页
本文以海伦农田生态系统国家野外科学观测站长期定位试验的黑土为研究对象,通过对不同作物连作(玉米、大豆、小麦)和自然恢复(草地、裸地)下土壤及其密度分组中有机碳、氮含量的测定,比较分析了土壤总有机碳、全氮以及密度组分碳、氮分... 本文以海伦农田生态系统国家野外科学观测站长期定位试验的黑土为研究对象,通过对不同作物连作(玉米、大豆、小麦)和自然恢复(草地、裸地)下土壤及其密度分组中有机碳、氮含量的测定,比较分析了土壤总有机碳、全氮以及密度组分碳、氮分布的变化特征。结果表明不同作物连作下土壤总有机碳的含量差异不显著。0~10 cm和10~20 cm土层农田土壤游离态轻组有机碳含量具有显著差异(P<0.05)。大豆连作的农田土壤游离态轻组有机碳主要分布在0~10 cm土层,而小麦连作的土壤游离态轻组有机碳主要分布在10~20 cm土层。不同作物连作下土壤闭蓄态轻组有机碳含量差异不显著。不同组分中氮素具有与碳相似的分布特征。游离态轻组与闭蓄态轻组C/N比值之间呈显著负相关(P<0.05)。草地与农田、裸地相比显著提高了土壤总有机碳和全氮的含量。草地土壤游离态轻组、闭蓄态轻组和重组有机碳含量显著高于农田和裸地。作物连作和自然恢复导致土壤碳、氮的重新分配,改变了土壤碳、氮的赋存特征。 展开更多
关键词 黑土 自然恢复 作物连作 密度分组 土壤有机碳
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不同土地利用方式对农田黑土剖面磷形态分布的影响 被引量:6
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作者 谷思玉 张一鹤 +3 位作者 陆欣春 韩晓增 邹文秀 郝翔翔 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期149-156,共8页
不同土地利用方式影响土壤磷形态分布,从而决定土壤潜在供磷能力。本文对4种土地利用方式下(裸地、自然草地、苜蓿地、农田)的黑土土壤剖面磷素分布进行测定分析,结果表明,不同利用方式持续12 a对黑土剖面磷形态分布影响较大,黑土中有... 不同土地利用方式影响土壤磷形态分布,从而决定土壤潜在供磷能力。本文对4种土地利用方式下(裸地、自然草地、苜蓿地、农田)的黑土土壤剖面磷素分布进行测定分析,结果表明,不同利用方式持续12 a对黑土剖面磷形态分布影响较大,黑土中有机磷含量随土层深度增加而降低,而无机磷、有效磷含量及磷素活化系数随土层深度增加而呈增加趋势,在同一土层磷素活化系数表现为自然草地>裸地>苜蓿地>农田。农田不施肥处理经过12 a玉米种植后,土壤中全磷、有效磷含量均低于其他利用方式,玉米植株主要吸收土壤中无机磷,与裸地相比,农田土壤Ca 2 -P、Ca 8 -P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca 10 -P含量依次降低了29.4%~75.3%、45.7%~59.5%、72.1%~83.3%、 13.3%~36.1%、7.0%~33.2%、19.3%~41.6%。自然草地和苜蓿地比裸地无机磷含量分别降低11.5%~ 28.5%、2.2%~31.0%;与裸地相比,农田、自然草地和苜蓿地有机磷所占比例分别增加7.0~16.4、1.5~9.0、0.8~13.9个百分点。总之,不施肥农田作物吸收消耗了土壤中无机磷,使有机磷所占比例有所增加;自然草地和苜蓿地可使土壤中无机磷向有机磷转化,使有机磷比例有所增加。 展开更多
关键词 黑土 利用方式 磷含量 磷活化系数 磷形态
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黑土农田土壤有机碳演变研究进展 被引量:36
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作者 高崇升 王建国 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1468-1474,共7页
在我国,由于国家粮食安全的需要,关注黑土、研究黑土的人越来越多,尤其是黑土可持续利用及其与环境的关系已成为当今研究的热点问题。黑土研究领域中最活跃的部分是黑土农田土壤有机质(碳)的研究。基于此,本文依据有关文献资料,简述了... 在我国,由于国家粮食安全的需要,关注黑土、研究黑土的人越来越多,尤其是黑土可持续利用及其与环境的关系已成为当今研究的热点问题。黑土研究领域中最活跃的部分是黑土农田土壤有机质(碳)的研究。基于此,本文依据有关文献资料,简述了我国黑土的分布、黑土开垦历史、农田土壤有机碳的演变及其在农业上的贡献,系统分析了国内外农田土壤碳研究的方法及其进展,指出了开展我国黑土农田土壤碳演变及其预测研究的现实意义及其潜在价值,建议未来应侧重黑土农田土壤有机碳的变化与调控方面的研究,即在黑土农田土壤有机碳的定向培育技术、指标体系和量化表征评估方法、预测模型等方面有所突破,最终形成黑土农田土壤有机碳保护和利用的理论和方法。 展开更多
关键词 黑土 土壤有机碳 土壤有机质 演变
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室内模拟:生物炭对白浆土和黑土中氮素淋溶的影响 被引量:21
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作者 张千丰 元野 +1 位作者 刘居东 王光华 《土壤与作物》 2013年第2期88-96,共9页
试验采用室内模拟土柱淋溶的方法,研究了玉米棒芯生物炭对白浆土和黑土淋溶液体积、土壤pH以及NH+4-N和NO-3-N淋溶量的影响。结果发现,生物炭能够有效地增加土壤的持水能力及提高土壤pH。添加2%生物炭较未添加处理分别减少了白浆土和黑... 试验采用室内模拟土柱淋溶的方法,研究了玉米棒芯生物炭对白浆土和黑土淋溶液体积、土壤pH以及NH+4-N和NO-3-N淋溶量的影响。结果发现,生物炭能够有效地增加土壤的持水能力及提高土壤pH。添加2%生物炭较未添加处理分别减少了白浆土和黑土12%和15%的N淋溶损失,而添加4%生物炭又较添加2%生物炭分别减少上述两种土壤13%和5%的N淋失量。N肥直接吸附于生物炭再与土壤混合较N肥、生物炭和土壤直接混合相比,能够显著降低土壤N素的淋溶量。玉米棒芯生物炭在降低不同形态N素损失上存在差异,在白浆土中,添加2%生物碳较未添加生物碳相比,减少了8%、15%和12%的硫酸铵、硝酸钾和尿素的N素淋溶损失;而在黑土中,上述氮肥淋溶损失则分别减少了5%、18%和12%。研究结果表明,生物炭可提高白浆土和黑土的持水保肥能力。 展开更多
关键词 氮素淋溶 生物炭 保肥能力 NH+4-N NO-3-N
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Biolog-Eco解析垦殖与自然恢复黑土微生物群落代谢功能季节变化 被引量:9
9
作者 于镇华 元野 +1 位作者 刘居东 王光华 《土壤与作物》 2013年第3期105-111,共7页
为动态比较土壤垦殖前后微生物群落代谢功能是否发生变化,利用Biolog-Eco技术对不同季节自然恢复(NR)和垦殖不同施肥处理[不施肥(NoF)、施化肥(CF)和化肥配施有机肥(CFM)]黑土微生物在4℃、15℃和28℃培养温度下的代谢功能多样性进行了... 为动态比较土壤垦殖前后微生物群落代谢功能是否发生变化,利用Biolog-Eco技术对不同季节自然恢复(NR)和垦殖不同施肥处理[不施肥(NoF)、施化肥(CF)和化肥配施有机肥(CFM)]黑土微生物在4℃、15℃和28℃培养温度下的代谢功能多样性进行了研究。结果表明:4种处理在同一采样时期不同培养温度下,Biolog微孔板的单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development,AWCD)值均表现为28℃>15℃>4℃,即微生物代谢活性随培养温度的升高而升高;同一采样时期样品在相同培养温度下黑土微生物对碳源的代谢能力总体呈现为NR>CFM>CF>NoF。微生物在积雪融化期和积雪覆盖期对碳源的利用能力高于植物生长季节。主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)结果显示,不同采样时期NoF样品和其它3种处理相比微生物功能多样性差异较大;NR、CF和CFM在作物非生长季节(3月、4月和12月)的样品在PCA图中分散度小于在作物生长季节(6月)的样品。该研究结果综合表明,垦殖处理较自然恢复降低了土壤微生物群落对碳源的代谢能力,但并未改变微生物群落功能;不同季节土壤微生物功能多样性存在差异,NR、CF和CFM细菌群落在作物生长的夏季对碳源的利用能力差异最大。 展开更多
关键词 BIOLOG 黑土 利用方式 微生物代谢功能多样性 季节
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不同土地利用和施肥方式下黑土碳平衡的研究 被引量:12
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作者 李海波 韩晓增 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期16-21,共6页
本研究进行了东北黑土不同土地利用(草地GL、裸地BL)与农田施肥管理方式(无肥NF、化肥NPK及化肥+有机肥处理NPKOM)下草本植物与作物净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP)以及土壤碳排放的估算,目的是揭示自然与农田生态系统及经过... 本研究进行了东北黑土不同土地利用(草地GL、裸地BL)与农田施肥管理方式(无肥NF、化肥NPK及化肥+有机肥处理NPKOM)下草本植物与作物净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP)以及土壤碳排放的估算,目的是揭示自然与农田生态系统及经过土壤大气界面的碳收支平衡。土壤生长季碳排放总量(Rgs)、全年碳排放总量(Rann)以及全年微生物异养呼吸总量(Rm)以如下顺序递减:NPKOM>GL>NPK>NF>BL,5个处理之间存在显著差异(P<0.05),但是草地与农田化肥+有机肥处理之间差异不显著(P>0.05)。净初级生产力表现:GL>NPKOM>NPK>NF>BL,5个处理之间存在显著差异(P<0.05)。草地总生物量及固碳量显著高于农田各处理(P<0.05),草地NPP总量与农田各处理相比增加32%~96%。化肥+有机肥处理和化肥处理NPP总量比无肥处理高46%和49%。草地与农田的NEP均为正值,表明草地与农田在生态系统尺度上均是大气CO2的"汇"。对大气土壤界面碳平衡的分析表明,当前管理方式下,草地土壤是大气碳库的净汇,而裸地和农田土壤是净源。农田不同施肥处理土壤有机碳含量呈下降趋势,但增加有机肥的投入可增强土壤的固碳容量,达到新的碳平衡。 展开更多
关键词 黑土 生态系统 土壤碳平衡 净初级生产力 净生态系统生产力 土地利用 施肥
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黑土锌有效度的物理化学研究法 被引量:3
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作者 陆欣春 邹文秀 +2 位作者 韩晓增 郝翔翔 江恒 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期985-994,共10页
锌是动植物必需微量元素同时亦是污染土壤的重金属元素,研究黑土中锌形态及其有效度对保护黑土农业生态环境具有重要意义。以黑土13年长期定位试验为研究对象,采用物理化学研究法,分析评价黑土Zn形态转化及锌有效度。结果表明,长期不施... 锌是动植物必需微量元素同时亦是污染土壤的重金属元素,研究黑土中锌形态及其有效度对保护黑土农业生态环境具有重要意义。以黑土13年长期定位试验为研究对象,采用物理化学研究法,分析评价黑土Zn形态转化及锌有效度。结果表明,长期不施肥黑土有效锌(DTPA-Zn)含量可达1.96 mg kg-1,长期施肥可显著增加黑土交换态Zn和无定型氧化铁结合态Zn含量,从而显著提高黑土有效Zn含量,可增至3.3 mg kg-1,对土壤全Zn未有明显增加;配施有机肥可显著增加矿物态Zn以外其他各形态Zn含量,土壤有效锌含量随有机肥施用量增加而逐渐增加,最高可达14.5 mg kg-1。长期施肥使土壤酸化从而降低了黑土对Zn2+的吸附强度和容量,且其吸附的Zn2+更易解吸出来,配施一定量有机肥处理虽未能减缓土壤酸化,可在一定程度上增加土壤对Zn2+的吸附强度与容量,但其吸附的Zn2+更难以解吸。总体黑土有效锌含量相对较高,对Zn2+吸附强度和容量均较高,但随着施肥引起土壤酸化而降低其对Zn2+吸附强度和容量。 展开更多
关键词 黑土 长期施肥 锌形态 锌有效度 物理化学研究法
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农田黑土退化过程 被引量:39
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作者 张兴义 隋跃宇 宋春雨 《土壤与作物》 2013年第1期1-6,共6页
利用全区域采样调查方法,结合县市土壤志和第二次土壤普查的结果,从区域尺度分析了东北典型农田黑土的退化过程。结果表明自开垦以来,农田黑土发生了显著退化,土壤有机质下降了60%,处于退化发生、退化发展和退化危机阶段的农田黑土共存... 利用全区域采样调查方法,结合县市土壤志和第二次土壤普查的结果,从区域尺度分析了东北典型农田黑土的退化过程。结果表明自开垦以来,农田黑土发生了显著退化,土壤有机质下降了60%,处于退化发生、退化发展和退化危机阶段的农田黑土共存。第二次土壤普查至2002年的20a间,农田黑土有机质仍以年平均5‰的速率下降,水土流失严重的县市年均下降速率高达13.5‰,黑土侵蚀已成为当前黑土退化的主要驱动因素。同时研究也表明如果增加农田投入或实施生态保育,农田黑土退化可以遏制,耕地是可培肥的。图1,表2,参10。 展开更多
关键词 农田黑土 退化过程
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东北黑土nirS型反硝化细菌群落和网络结构对长期施用化肥的响应 被引量:9
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作者 胡晓婧 刘俊杰 +4 位作者 于镇华 魏丹 周宝库 陈雪丽 王光华 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-9,共9页
【目的】探明长期施用氮磷钾化肥对东北黑土农田土壤nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响,为更加合理的肥料配施提供理论依据。【方法】基于农业农村部黑龙江耕地保育与农业环境科学观测实验站平台,选取不施肥(NoF)、氮肥(N)、磷肥(P... 【目的】探明长期施用氮磷钾化肥对东北黑土农田土壤nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响,为更加合理的肥料配施提供理论依据。【方法】基于农业农村部黑龙江耕地保育与农业环境科学观测实验站平台,选取不施肥(NoF)、氮肥(N)、磷肥(P)、钾肥(K)、氮钾肥(NK)、氮磷肥(NP)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)8个施肥处理,借助荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序和分子生态网络技术,分析东北黑土nirS型反硝化细菌丰度、群落及网络结构,及影响反硝化细菌群落变异的主要环境因子。【结果】1)长期施用氮肥均在显著增加nirS基因拷贝数的同时,降低了nirS型反硝化细菌的群落多样性,而磷、钾肥对其影响并不显著。2)Proteobacteria是所有处理中的优势反硝化细菌门,相对丰度为16.96%~27.34%,且氮肥的施用促进了隶属于该菌门中Bradyrhizobium的生长。3)PCoA分析结果显示,8个施肥处理nirS型反硝化细菌群落主要分成施氮肥和不施氮肥两组,说明长期氮肥的施用显著改变了东北黑土反硝化细菌的群落结构。结合Mantel test的结果可知,土壤pH是影响nirS型反硝化细菌群落改变的主要因素。4)分别构建施氮肥和不施氮肥的反硝化细菌分子生态网络,发现施氮肥和不施氮肥网络结构存在很大差异,长期施用氮肥明显简化了nirS型反硝化细菌的网络结构,同时使其网络结构稳定性降低,易受外界环境扰动。【结论】尽管施用化学氮肥有利于土壤养分的增加,但其土壤nirS型反硝化细菌群落及网络结构发生了较大改变,而磷、钾肥的施用对反硝化细菌群落无显著影响。本试验结果为进一步研究东北黑土区农田土壤反硝化微生物对不同施肥管理的响应机制提供了重要科学依据。 展开更多
关键词 黑土 氮肥 nirS基因 qPCR 高通量测序 分子生态网络
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秸秆还田对黑土团聚体内有机碳红外光谱特征的影响 被引量:34
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作者 盛明 龙静泓 +4 位作者 雷琬莹 郝翔翔 李娜 韩晓增 李禄军 《土壤与作物》 2020年第4期355-366,共12页
研究短期不同秸秆还田方式对农田黑土不同粒径团聚体内有机碳含量和红外光谱特征的影响,为优化秸秆还田方式和提高农田生态系统土壤固碳潜力提供理论依据。基于建立在海伦站内的不同秸秆还田方式田间定位试验,试验共6种处理:(1)S0,翻耕2... 研究短期不同秸秆还田方式对农田黑土不同粒径团聚体内有机碳含量和红外光谱特征的影响,为优化秸秆还田方式和提高农田生态系统土壤固碳潜力提供理论依据。基于建立在海伦站内的不同秸秆还田方式田间定位试验,试验共6种处理:(1)S0,翻耕20 cm,秸秆不还田;(2)S1,翻耕20 cm,半量秸秆(5 t·hm^-2)还田;(3)S2,翻耕20 cm,全量秸秆(10 t·hm^-2)还田;(4)S3,深翻35 cm,全量秸秆(10 t·hm^-2)深混还田;(5)S4,免耕,全量秸秆(10 t·hm^-2)覆盖还田;(6)S5,翻耕20 cm,全量秸秆(10 t·hm^-2)燃烧后产物还田。利用水稳性团聚体分级和傅里叶红外光谱技术(FTIR)研究了不同秸秆还田方式下全土及各粒级团聚体内有机碳的含量和红外光谱特征。研究发现,与S0处理相比,不同秸秆还田方式不同程度的提升了黑土表层总有机碳含量,表现为S2>S1>S4>S5>S3>S0,各处理土壤中>2 mm和2~0.25 mm粒级团聚体所占比例分别提升了16.4%~112.9%和19.0%~29.4%,其内部的有机碳含量分别提高了14.4%~55.5%和32.7%~54.7%。与S0处理相比,不同的秸秆还田方式使土壤有机碳的脂肪族-CH红外吸收峰相对面积增加,芳香族C=C红外吸收峰相对面积减少。相关分析和主成分分析表明,全土、>2 mm和2~0.25 mm的团聚体中有机碳含量与脂肪族相对峰面积呈极显著正相关关系,与芳香族相对峰面积呈显著负相关关系(P<0.05);而<0.053 mm团聚体内的有机碳含量与脂肪族相对峰面积呈显著负相关关系,与芳香族相对峰面积呈显著正相关关系(P<0.05),说明土壤大团聚体中主要是结构简单、易分解组分的碳,而小粒径的微团聚体中以稳定性较强的芳香族碳为主,短期秸秆还田能促进大团聚体形成,提高土壤有机碳中脂肪族碳的含量及团聚体对碳的保护能力,更利于碳的固存。秸秆还田措施中采用20 cm翻耕秸秆全量还田对于提高表层黑土有机碳含量和稳定性具有较好的效果。 展开更多
关键词 土壤有机碳 团聚体 傅里叶变换红外光谱 秸秆还田 黑土
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不同土地利用方式对黑土团聚体内有机碳红外光谱特征的影响 被引量:4
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作者 龙静泓 雷琬莹 +4 位作者 李娜 滕培基 韩晓增 何朋 李禄军 《土壤与作物》 2021年第4期373-384,共12页
土壤团聚体为有机碳提供物理保护,是土壤碳固存和稳定的主要场所。团聚体内有机碳的数量和化学结构对评价有机碳的稳定性至关重要。以1985年建立在黑龙江海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的不同土地利用方式长期定位试验(农田... 土壤团聚体为有机碳提供物理保护,是土壤碳固存和稳定的主要场所。团聚体内有机碳的数量和化学结构对评价有机碳的稳定性至关重要。以1985年建立在黑龙江海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的不同土地利用方式长期定位试验(农田、草地、林地和裸地)为研究对象,采用团聚体分级和傅里叶红外光谱技术,研究了长期不同利用方式对黑土团聚体内有机碳的分布和化学光谱结构特征的影响。结果发现,与对照农田相比,经过35年不同土地利用方式后,土壤总有机碳和全氮含量、团聚体稳定性及团聚体内有机碳的化学官能团相对峰面积发生不同程度变化。草地和林地处理提高了土壤有机碳含量和碳活性官能团的相对峰面积,草地处理>0.25 mm粒径团聚体质量分数最大,团聚体稳定性最高。裸地与农田相似,土壤碳氮含量和有机碳活性官能团相对峰面积较低,土壤团聚体以<0.25 mm粒径为主,团聚体稳定性也较低。进一步比较了干筛和湿筛两种筛分方法得到的土壤团聚体的力稳性与水稳性,发现与农田相比,草地显著提升了土壤团聚体的力稳性和水稳性,林地团聚体的力稳性显著降低,裸地团聚体的水稳性显著降低。相关性和主成分分析表明,草地和林地处理主要为1420 cm^(-1)和2920 cm^(-1)的活性碳组分官能团,而农田和裸地处理主要为1630 cm^(-1)稳定性的芳香族官能团。退耕还林还草是提升黑土团聚体固碳能力的有效措施,其通过增强土壤团聚体的稳定性改善土壤结构,提高土壤团聚体内有机碳的数量和稳定性化学官能团的相对比例,增加土壤的固碳能力。大团聚体内碳的活性官能团相对峰面积对不同土地利用方式的响应更敏感,对提高土壤有机碳含量的贡献更大,可作为反映土壤有机碳变化的敏感指标。 展开更多
关键词 土地利用方式 土壤团聚体 土壤有机质 傅里叶变换红外光谱 黑土
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农田生态系统有机物料腐解过程及土壤培肥机制研究 被引量:29
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作者 雷琬莹 李娜 +2 位作者 滕培基 郁瑾超 龙静泓 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1393-1408,共16页
农田生态系统是受人为活动干扰最多的陆地生态系统,土壤有机质丰富和养分均衡是保证农作物生长需要、土壤生物和谐共生和系统生产力维持稳定的基本要素。农作物秸秆、畜禽粪便是农田生态系统的主要外源有机物料,也是农田土壤有机质的重... 农田生态系统是受人为活动干扰最多的陆地生态系统,土壤有机质丰富和养分均衡是保证农作物生长需要、土壤生物和谐共生和系统生产力维持稳定的基本要素。农作物秸秆、畜禽粪便是农田生态系统的主要外源有机物料,也是农田土壤有机质的重要来源。有机物料还田可有效增加土壤有机质积累、培肥土壤、促进作物稳产增产。有机物料还田后经过一系列复杂的物理、化学和生物学腐解过程,最终转化为土壤有机质。这一复杂的腐解过程受有机物料自身性质、土壤类型及其背景属性、气候因子和农田管理措施等多重作用综合调控,因此备受科学界关注。本文综述了农田生态系统有机物料的腐解过程及其主要影响因素、还田后腐解产物对土壤养分库及土壤质量影响方面的主要研究进展,进一步总结了有机物料还田转化为土壤有机质的作用机制。从表征有机物料腐解结构变化的手段和指标着手,解析有机物料腐解过程中有机物料和土壤的化学结构组成的变化特征,揭示影响有机物料腐解的主要因素(有机物料的质量、组分和化学结构,以及环境因素),综合分析有机物料还田对土壤碳库、活性有机碳、腐殖质组成以及养分库的影响,从土壤物理、化学和生物学性状以及作物产量角度综合评价有机物料还田培肥土壤的效果,深入解析有机物料腐解转化为土壤有机质的物理学、化学及生物学调控过程及机制。最后对未来开展农田生态系统有机物料还田腐解过程及作用机制的深入研究进行展望,以期为农田生态系统有机物料高效还田培肥土壤、优化农田管理措施提供理论依据和数据支持。 展开更多
关键词 有机物料还田 腐解特征 土壤培肥 光谱技术 土壤腐殖质 活性有机碳
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浙江庆元百山祖地区表土孢粉的初步研究 被引量:2
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作者 李欣科 张芸 +2 位作者 孔昭宸 杜乃秋 吴鸣翔 《热带地理》 CSCD 北大核心 2023年第11期2241-2248,共8页
浙江庆元百山祖地区拥有中国最典型的中亚热带常绿阔叶林以及山地生态系统完整的垂直带谱,基于对该区海拔高度300~1700 m所采集的9个表土花粉样品的孢粉组合图式,探讨该区植被与表土花粉之间的关系。结果表明,该区表土花粉谱按照海拔从... 浙江庆元百山祖地区拥有中国最典型的中亚热带常绿阔叶林以及山地生态系统完整的垂直带谱,基于对该区海拔高度300~1700 m所采集的9个表土花粉样品的孢粉组合图式,探讨该区植被与表土花粉之间的关系。结果表明,该区表土花粉谱按照海拔从高至低可划分为3个孢粉组合带,分别对应于常绿落叶阔叶混交林和温性针叶林、常绿阔叶林和暖性针叶林带以及次生针阔混交林林和农田地带(人类活动干扰导致),以松属(Pinus)、栲属(Castanopsis)、栎属(Quercus)等木本植物占优势,以里白属(Hicriopteris)和水龙骨科(Polypodiaceae)为主的蕨类植物也较多。该区冷杉属(Abies)花粉含量和产量都较低,可能与目前百山祖冷杉数量较低及其分布范围相对较窄有一定关系。此外,基于孢粉复合分异度指数的孢粉多样性的分析结果表明,人类干扰因素导致该区较低海拔的表土孢粉不能反映区域的地带性植被。 展开更多
关键词 表土花粉 冷杉属 松属 人类活动 百山祖
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短期翻耕和有机物还田对东北暗棕壤物理性质和玉米产量的影响 被引量:29
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作者 李娜 龙静泓 +4 位作者 韩晓增 张凤琴 雷琬莹 盛明 韩智勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期99-107,共9页
构建适宜作物生长的耕层是解决农田土壤耕层“变浅、变薄、变硬”和透气透水性差的重要技术途径之一,对于土壤黏粒含量较高的土壤来说,更是如此。该研究以黑龙江省较为典型的农田暗棕壤为研究对象,在黑河市爱辉农业示范园区设置不同耕... 构建适宜作物生长的耕层是解决农田土壤耕层“变浅、变薄、变硬”和透气透水性差的重要技术途径之一,对于土壤黏粒含量较高的土壤来说,更是如此。该研究以黑龙江省较为典型的农田暗棕壤为研究对象,在黑河市爱辉农业示范园区设置不同耕层构建模式试验,分析不同翻耕深度(15、35 cm)和不同有机物还田(秸秆和牛粪)对暗棕壤物理性质、玉米产量及产量构成的影响。田间试验包括:1)对照处理:常规浅翻15 cm,无有机物还田(T15);2)深翻35 cm,无有机物还田(T35);3)浅翻15 cm,秸秆浅混还田(T15+S);4)深翻35 cm,秸秆深混还田(T35+S);5)免耕秸秆全覆盖(NT+SM1);6)免耕秸秆条覆盖(NT+SM2);7)深翻35 cm,有机肥深混还田(T35+OM);8)深翻35 cm,有机肥加秸秆深混还田(T35+S+OM),秸秆和有机肥的还田量分别为10000和30000 kg/hm^(2)。2019年和2020年试验结果表明,不同耕作和有机物还田对土壤物理性质影响较大,与T15处理相比,T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著减少土壤容重,增加土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量和>0.25 mm水稳性团聚体比例,优化土壤三相比;T15+S处理对0~15 cm耕层的土壤容重、总孔隙度、饱和含水量、土壤三相比和>0.25 mm水稳性团聚体影响显著,而T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著改善15~35 cm亚耕层的土壤物理性质。不同耕层构建模式对玉米产量和收获指数也产生影响,且在不同降水年型间存在差异:与T15处理相比,在降水正常年(2019年),T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理玉米产量差异均不显著(P>0.05);在丰水年(2020年),T15+S和T35+S+OM处理玉米产量和收获指数增加最显著,分别增加了27.6%~37.0%和22.75%~28.57%(P<0.05),免耕可导致玉米减产。翻耕配合有机物还田通过增加玉米穗长和行粒数,减少秃顶长,是玉米增产的主要影响因素。综合分析认为,深翻配合秸秆或有机肥还田能显著改善土壤物理结构,优化土壤三相比,增加玉米产量和收获指数,在东北北部暗棕壤地区构建适宜作物生长的耕层具有一定的指导意义和应用价值。 展开更多
关键词 耕作 土壤 有机物还田 物理性质 三相比 玉米产量 暗棕壤
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土壤病毒的研究进展与挑战 被引量:21
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作者 王光华 刘俊杰 +2 位作者 朱冬 叶茂 朱永官 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1319-1332,共14页
病毒是由蛋白质和核酸组成的结构简单的非细胞型生物实体,全球病毒数量估算为4.80Í1031,远高于具有细胞型结构的生物数量。土壤是病毒重要的储藏库,土壤中病毒主要以侵染原核生物的噬菌体为主,其数量与寄主细胞数目和土壤理化指标... 病毒是由蛋白质和核酸组成的结构简单的非细胞型生物实体,全球病毒数量估算为4.80Í1031,远高于具有细胞型结构的生物数量。土壤是病毒重要的储藏库,土壤中病毒主要以侵染原核生物的噬菌体为主,其数量与寄主细胞数目和土壤理化指标密切相关。虽然学术界已意识到土壤病毒在调控微生物群落结构组成、影响土壤元素循环利用、促进生物进化、以及影响动植物病害,乃至人类健康等方面可能起到重要的作用,但由于受到土壤病毒颗粒的吸附性、土壤异质性,以及研究手段和分析平台的制约,我们对土壤病毒的认知和重视程度远落后于流动的海洋等水体环境。土壤病毒宏基因组中大量的基因序列无法判断其来源及功能,被划分为未知基因,所以病毒也被喻为生物“暗物质”和最大的未知基因宝库。本文在简要介绍了病毒的形态,在土壤中数量、存在形式和多样性的基础上,着重介绍了利用分子标记基因、RAPD和宏病毒组研究技术解析土壤病毒多样性的方法及其局限性,阐述土壤病毒已证实和潜在生态功能。最后,文章提出未来土壤病毒研究应加强的研究方向,强调土壤病毒与土壤微生物耦合研究在揭示土壤生态功能研究中的重要性。 展开更多
关键词 土壤病毒 噬菌体 标记基因 多样性 宏基因组 病毒生态
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大豆种子蛋白质和油份性状的QTL定位 被引量:12
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作者 葛振宇 刘晓冰 +3 位作者 刘宝辉 阿部纯 马凤鸣 孔凡江 《大豆科学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期901-905,共5页
以栽培大豆TK780与野生大豆Hidaka4杂交后所得的96个重组自交系(RILs)群体为材料,应用已构建好的连锁图谱,采用MapQTL5.0MQM作图法(Multiple-QTL Model)以及Excel 2007软件对F10代群体的蛋白质含量和油份含量进行QTL定位以及相关性分析... 以栽培大豆TK780与野生大豆Hidaka4杂交后所得的96个重组自交系(RILs)群体为材料,应用已构建好的连锁图谱,采用MapQTL5.0MQM作图法(Multiple-QTL Model)以及Excel 2007软件对F10代群体的蛋白质含量和油份含量进行QTL定位以及相关性分析。结果表明:蛋白含量与油份含量存在负相关关系。同时在该群体中定位到2个与蛋白质含量有关的QTL,分布于E、I连锁群上,分别可解释15.6%和21.1%的表型变异;定位到3个与油份含量有关的QTL,分布于E、H、I连锁群上,分别可解释21.1%、17.2%和28.0%的表型变异。其中在连锁群E、I上定位到的2个QTL同时控制蛋白和油份2个性状。 展开更多
关键词 大豆 蛋白质 油份 相关性 QTL
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