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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
1
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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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
2
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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黑土锌有效度的物理化学研究法 被引量：3
3
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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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
4
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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大豆转基因技术研究进展 被引量：18
5
作者 任海祥 南海洋 +3 位作者 曹东 刘晓冰 刘宝辉 孔凡江 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期6-12,共7页
目前,转基因大豆研究已成为国内外大豆分子生物学的研究热点,国外已成功将转基因大豆作为推动大豆产业发展的动力。我国转基因大豆研究处于起步阶段,缺乏具有自主知识产权的高效转基因大豆品种,应借鉴国外先进的转化技术和成功经验,立... 目前,转基因大豆研究已成为国内外大豆分子生物学的研究热点,国外已成功将转基因大豆作为推动大豆产业发展的动力。我国转基因大豆研究处于起步阶段,缺乏具有自主知识产权的高效转基因大豆品种,应借鉴国外先进的转化技术和成功经验,立足现有技术,改进遗传转化体系。文章综述转基因大豆的应用概况和研究现状,介绍大豆遗传转化体系和大豆转基因方法,阐述目前转基因大豆存在的问题及应用前景。 展开更多
关键词 大豆 遗传转化 分子育种
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生物炭理化性质及对土壤改良效果的研究进展 被引量：127
6
作者 张千丰 王光华 《土壤与作物》 CSCD 2012年第4期219-226,共8页
生物炭是生物质材料在无氧或缺氧条件下经高温裂解形成的物质。生物炭的理化性质与基质、热解温度、热解时间和氧气的含量有关。总体而言,生物炭具有芳香族的多C结构,难于被微生物降解,可以在土壤中存在很长一段时间,增加土壤碳库储量,... 生物炭是生物质材料在无氧或缺氧条件下经高温裂解形成的物质。生物炭的理化性质与基质、热解温度、热解时间和氧气的含量有关。总体而言,生物炭具有芳香族的多C结构,难于被微生物降解,可以在土壤中存在很长一段时间,增加土壤碳库储量,抑制温室气体CH4和N2O的排放,被认为是解决温室效应的有效措施之一。生物炭具有较高的CEC、弱碱性、低密度和较高的C/N比等性质,可被用作土壤改良剂,改善土壤的理化性质,提高土壤的保肥持水能力。生物炭还具有多孔状结构,较大的比表面积、部分易分解碳源和氮源,是土壤微生物的有利栖息地,可增加土壤微生物的多样性,促进菌根菌的生长。生物炭不是一种新材料,但具有新的用途,最后文章对生物炭今后的研究进行了展望。参74。 展开更多
关键词 生物炭 土壤理化性质 固炭潜力 土壤改良
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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
7
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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大豆种子蛋白质和油份性状的QTL定位 被引量：12
8
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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猪粪及其生物堆肥对小麦幼苗生长和土壤细菌群落结构的影响 被引量：3
9
作者 邹文萱 罗慧 +7 位作者 赵境怡 岳中辉 刘四义 梁爱珍 王新军 束长龙 韩丽丽 沈菊培 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期36-44,共9页
生物堆肥是养殖废弃物资源化利用的有效途径,对畜禽粪肥无害化处理具有重要意义。本研究利用小麦盆栽试验,通过分析施用猪粪及其生物堆肥产物后小麦幼苗生理特性(栽培60 d),并结合16S rRNA高通量测序技术探究施用猪粪及其堆肥产物对土... 生物堆肥是养殖废弃物资源化利用的有效途径,对畜禽粪肥无害化处理具有重要意义。本研究利用小麦盆栽试验,通过分析施用猪粪及其生物堆肥产物后小麦幼苗生理特性(栽培60 d),并结合16S rRNA高通量测序技术探究施用猪粪及其堆肥产物对土壤细菌群落结构的影响。试验按等氮量供肥方式设置3个处理:对照(CK,不添加氮肥)、虫粪(LF,200 mg·kg^(-1)施氮量,经白星花金龟幼虫生物堆肥后的虫粪)和猪粪(SM,200 mg·kg^(-1)施氮量)。结果表明:氮肥处理LF和SM的土壤总碳(TC)、总氮(TN)、可溶性碳氮(DOC和DON)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和作物生理指标(苗干质量和叶绿素SPAD)均显著高于CK处理(P<0.05),而LF和SM两者之间无显著差异。LF和SM处理土壤细菌α多样性与CK处理无显著差异,但SM处理细菌群落结构与CK和LF处理差异显著。LF和SM处理中放线菌门相对丰度比对照分别提高了2.85、1.11个百分点,而两处理中绿弯菌门的相对丰度比CK处理分别降低了1.63、1.58个百分点。基于Bray-Curtis距离算法对细菌ZOTU进行PCoA主成分分析发现,第一和第二排序轴分别解释了总变异的12.2%和11.4%。冗余分析表明,NO_(3)^(-)-N、DOC、DON、TC、TN、NH_(4)^(+)-N是影响土壤细菌群落结构的主要环境因子。综上,生物堆肥处理可以通过改变土壤养分含量来促进作物生长,本研究为畜禽粪便资源化及其在农业生产中的应用提供重要参考。 展开更多
关键词 白星花金龟幼虫 虫粪 生物堆肥 细菌多样性 小麦苗期
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