基于长期定位试验的土壤健康研究与展望 被引量：5

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作者 徐明岗 段英华 +2 位作者 白珊珊 张文菊 孙楠 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1253-1261,共9页

土壤健康是农业可持续发展的根基,是保障国家粮食安全和落实“藏粮于地”战略的重大需求。长期定位试验时空覆盖面广、数据丰富、施肥管理措施多样,对于土壤健康的研究和健康土壤的培育是难得的宝贵平台。本文在总结土壤健康的内涵及指... 土壤健康是农业可持续发展的根基,是保障国家粮食安全和落实“藏粮于地”战略的重大需求。长期定位试验时空覆盖面广、数据丰富、施肥管理措施多样,对于土壤健康的研究和健康土壤的培育是难得的宝贵平台。本文在总结土壤健康的内涵及指标体系与我国长期定位试验布局情况的基础上,系统梳理了基于长期定位试验的作物产量演变及高产稳产性、土壤有机质演变及其与产量的关系、土壤pH演变及生物多样性演变等耕地质量和土壤健康方面的研究进展,并提出了基于长期定位试验的土壤健康研究展望,包括建立因地制宜的土壤健康指标及评价体系,深入解析土壤健康演变的规律和驱动机制与发展健康土壤培育技术,以期高质量推进土壤健康研究,从而促进农产品质量安全和农业可持续发展。 展开更多

关键词 土壤健康 长期定位试验 作物产量 土壤有机质 土壤生物多样性

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土壤微生物碳利用效率对农田管理措施响应的机制

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作者 张晨阳 孙力扬 +2 位作者 徐明岗 李建华 蔡岸冬 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期177-188,共12页

为明确农田生态系统中土壤微生物碳利用效率(CUE)对不同管理措施的响应及驱动因素,深刻理解土壤有机碳周转、快速提升土壤肥力和有效减缓气候变化。收集全球已公开发表的198组文献数据,通过整合分析(Meta-analysis)和皮尔森(Pearson)分... 为明确农田生态系统中土壤微生物碳利用效率(CUE)对不同管理措施的响应及驱动因素,深刻理解土壤有机碳周转、快速提升土壤肥力和有效减缓气候变化。收集全球已公开发表的198组文献数据,通过整合分析(Meta-analysis)和皮尔森(Pearson)分析方法探究不同农田管理措施对土壤微生物CUE的影响和主控因素。结果表明:添加生物质炭能够增加^(13)C标记底物(CUE_(13C))和^(18)O标记水(CUE_(18O))方法测量(计算)的土壤微生物CUE,而降低化学计量模型(CUE_(ST))方法计算的土壤微生物CUE。施用化肥降低土壤微生物CUE_(18O)(–4.71%),但提高土壤微生物CUE_(ST)(28.20%)。秸秆还田导致土壤微生物CUE_(18O)和CUE_(ST)分别降低14.08%和28.64%。免耕/少耕使通过三种方法评估的土壤微生物CUE均得到显著增加。特定气候、土壤属性和试验年限显著影响了土壤微生物CUE的变化趋势。干旱指数和土壤pH是影响土壤微生物CUE_(13C)效应值的关键因素。土壤微生物CUE_(18O)效应值随着土壤微生物生长速率和微生物生物量碳的增加而增加。土壤微生物CUEST效应值与土壤有机碳和微生物细胞外酶活性呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤黏粒含量呈显著负相关关系(P<0.01)。因此,充分考虑特定地点的气候、土壤化学性质以及微生物活性和功能对农田管理措施的响应有利于调节作用于微生物群落或者细胞层面的土壤微生物CUE,从而更有效地促进农田生态系统中土壤有机碳的形成和积累。 展开更多

关键词 微生物碳利用效率 农田管理 ^(13)C标记底物 ^(18)O标记水 化学计量模型 整合分析

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黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素 被引量：2

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作者 高静 李建华 +5 位作者 张强 郑必昭 王瑞 蒙秋霞 郜春花 徐明岗 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期674-686,共13页

黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、200... 黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据,运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现:(1)36年(1983—2019年)来,天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期(1983—2008年)较低,分别为0.20 g·kg^(–1)和0.01 g·kg^(–1),在后期(2008—2019年)较高,分别为0.29 g·kg^(–1)和0.03 g·kg^(–1)。碳氮比呈现前期无显著变化,后期显著降低。(2)36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%,表明地形等自然因素影响逐渐减弱,施肥等人为因素影响增强。(3)土壤有机质和全氮的空间分布特征相似,呈现西部低、东部高的格局,西北部和中部的变化速度快。综上,36年(1983—2019年)来,施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素,因此,结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。 展开更多

关键词 黄土高原 天镇县 有机质 全氮 时空演变

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食物系统碳足迹研究进展 被引量：2

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作者 薛佳敏 徐明岗 张建杰 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期196-205,共10页

食物系统碳足迹是应对气候变化的重要研究领域之一,也是衡量农业生产中碳排放的关键手段。食物系统碳足迹研究有助于准确理解农业生产的碳排放特征与规律,为制定农业碳减排的策略与实现路径提供科学依据,对实现农业绿色发展具有重要意... 食物系统碳足迹是应对气候变化的重要研究领域之一,也是衡量农业生产中碳排放的关键手段。食物系统碳足迹研究有助于准确理解农业生产的碳排放特征与规律,为制定农业碳减排的策略与实现路径提供科学依据,对实现农业绿色发展具有重要意义。近年来,国内外对种植业、畜牧业与食物消费环节的碳足迹研究持续深入,为减少温室气体排放和构建更加可持续的食物系统提供了重要的科学支撑,然而这一领域的研究仍在不断发展,未来仍有许多科学问题需要解决。本文综述了碳足迹的概念、研究意义、主要方法、国内外研究进展以及未来研究的难点与热点。并指出未来碳足迹研究在研究边界上要从可持续食物系统的视角出发,从“作物-畜牧-食品加工-食物消费”整个链条来定量农业碳足迹,兼顾农村居民生活产生的碳排放;在研究方法上,应考虑土壤、农田生态系统的碳汇作用,同时建立完备的碳足迹指标与参数监测体系;在碳减排途径上既要关注技术本身的革新,也要重视生活方式的转变以及政策的调控。这一研究有助于更好地理解食物系统对于环境与气候的影响,为推进农业绿色发展与助力乡村振兴战略政策制定提供科学依据,促进食物系统的可持续发展。 展开更多

关键词 食物系统碳足迹 环境问题 生命周期分析 食物系统 农村生活碳排放 农业碳减排

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煤矿区复垦土壤中秸秆和生物炭的分解特征 被引量：5

5

作者 李然 徐明岗 +8 位作者 邬磊 申华平 孙楠 蔡岸冬 王斌 艾天成 靳东升 张强 洪坚平 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1129-1140,共12页

【目的】研究煤矿区不同复垦年限土壤中秸秆和生物炭的分解特征及其影响因素,为资源合理利用和矿区土壤培肥提供理论依据。【方法】依托山西煤矿复垦区试验基地,在复垦年限为1年(复垦初期阶段,R1)、10年(复垦中期阶段,R10)和30年(复垦... 【目的】研究煤矿区不同复垦年限土壤中秸秆和生物炭的分解特征及其影响因素,为资源合理利用和矿区土壤培肥提供理论依据。【方法】依托山西煤矿复垦区试验基地,在复垦年限为1年(复垦初期阶段,R1)、10年(复垦中期阶段,R10)和30年(复垦长期阶段,R30)的土壤中进行了有机物料填埋试验。供试有机物料包括:玉米秸秆(MS)、小麦秸秆(WS)和生物炭(BC),以不添加有机物料为对照(CK)。3种有机物料按土重(200 g)和有机碳比例为100∶4混匀,装于尼龙网袋(孔径0.38μm)内,埋入试验基地15 cm深的土壤中。监测试验期内土壤积温,在埋入土壤后的第12、23、55、218、281、365天采集尼龙袋内土壤样品,分析有机物料残留量、土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)含量,分析各调查指标与有机物料分解残留率的关系。【结果】1)秸秆和生物炭的腐殖化系数分别为46.2%和86.6%,秸秆分解速率显著高于生物炭(P<0.05),有机物料的腐殖化系数在3种复垦年限土壤间无显著差异。秸秆分解速率在3种复垦土壤间表现出阶段性差异:分解0~12天,秸秆在R30中的分解速率显著高于R1;分解12天后,秸秆分解速率在3种复垦土壤之间无显著差异。2)由积温方程可知,秸秆和生物炭的易分解有机碳库占比分别为55%和12%,稳定有机碳库占比分别为43%和87%。3)添加秸秆显著提高了3种复垦土壤SMBC、SMBN、DOC和DON含量,其在R1的增长幅度显著高于R10和R30,后两者的增幅无显著差异;添加生物炭不影响复垦土壤的活性碳氮库。4)分解0~23天,秸秆分解速率与土壤活性碳氮含量、秸秆木质素含量显著相关;分解23天后,秸秆分解速率与土壤SMBN含量、秸秆木质素含量显著相关。土壤性质不影响生物炭的分解速率。整个分解时期复垦土壤中DOC增加量与秸秆分解速率呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】秸秆和生物炭的腐殖化系数与土壤复垦年限不相关,秸秆分解速率显著高于生物炭,主要是由于秸秆易分解有机碳库占比高于生物质炭。秸秆埋入复垦土壤后,在第12天分解速率达到最大值,土壤活性养分含量显著增加;生物炭性质稳定,分解缓慢,土壤活性养分含量无明显变化。综上,复垦土壤应加强秸秆还田以提高土壤活性碳氮含量,长期复垦土壤宜施用生物炭以稳定复垦土壤碳氮库。 展开更多

关键词 秸秆 生物炭 复垦土壤 分解速率 活性碳氮

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云南省典型县域烟田土壤肥力演变及综合评价 被引量：5

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作者 苏欣悦 王晋峰 +4 位作者 程晓梅 孙楠 蒯雁 范志勇 徐明岗 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1380-1388,共9页

通过数据收集和野外采样,分析了宾川县1982年、2012年、2018年、2022年4个时期烟田耕层土壤pH和养分含量变化,并运用土壤综合评价法和克里格插值定量评价了土壤综合肥力指数(IFI)及其时空变异特征。结果表明:近40年(1982—2022年)来,宾... 通过数据收集和野外采样,分析了宾川县1982年、2012年、2018年、2022年4个时期烟田耕层土壤pH和养分含量变化,并运用土壤综合评价法和克里格插值定量评价了土壤综合肥力指数(IFI)及其时空变异特征。结果表明:近40年(1982—2022年)来,宾川县烟田土壤pH(7.13~6.23)和有机质含量(35.30~27.71 g/kg)呈下降趋势,有效磷(12.11~50.71 mg/kg)和速效钾含量(158.66~321.03 mg/kg)呈上升趋势,碱解氮含量(119.03~117.00 mg/kg)无显著变化。IFI(0.49~0.62)呈上升趋势,均值由1982年的0.49()Ⅲ增加至2022年的0.62()Ⅱ,其中平川镇、拉乌乡、州城镇及宾居镇IFI增加幅度最大,当前高肥力区域主要分布于县东北部和南部,低肥力区域分布于西北部。此外,主成分分析表明影响烟田土壤肥力的主要内在因素由有机质变为速效钾。经过40年耕种管理,宾川县烟田肥力自西向东、自北向南逐渐增加,但养分指标非均衡性和肥力空间不均匀性增加,应稳定氮肥钾肥,减少磷肥施用。 展开更多

关键词 植烟土壤 土壤养分 土壤PH 土壤综合肥力指数 时空变异

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大理烟田土壤有效锌、钼和硼含量的时空变异及其影响因素 被引量：3

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作者 苏欣悦 王晋峰 +4 位作者 孙楠 蒯雁 范志勇 张久权 徐明岗 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2371-2380,共10页

【目的】研究大理州烟田土壤有效锌、钼和硼含量时空分布及影响因素,旨在为科学的施肥策略及优质烟叶生产提供理论指导。【方法】2012和2022年,在云南大理州平原地区选取连片烟田,分别采集了1131和4512个烟田耕层(0—20 cm)土壤样品。... 【目的】研究大理州烟田土壤有效锌、钼和硼含量时空分布及影响因素,旨在为科学的施肥策略及优质烟叶生产提供理论指导。【方法】2012和2022年,在云南大理州平原地区选取连片烟田,分别采集了1131和4512个烟田耕层(0—20 cm)土壤样品。调查采样点经纬度和海拔、地形、土壤质地和前茬作物等信息,分析土壤理化性质。结合1982第二次土壤普查数据,运用地统计学方法分析1982、2012和2022年土壤有效锌、钼和硼含量的时空分布,利用回归分析和随机森林模型量化土壤有效锌、钼和硼含量变化的主要影响因素。【结果】1982、2012和2022年土壤有效锌含量平均分别为2.35、3.50、4.35 mg/kg,呈上升趋势;有效钼含量分别为0.18、0.14、0.11 mg/kg,呈下降趋势;有效硼含量分别为0.26、0.63、0.58 mg/kg,呈先升后降趋势。空间上,1982、2012、2022年有效锌和硼块金效应分别为50.8%、45.5%、31.8%和41.3%、39.4%、33.8%,均呈中等空间自相关性,总体呈现四周高、中部低的地理分布格局,而有效钼的块金效应均小于25%,呈东南高、西北低的分布趋势。平原地貌土壤有效锌和硼含量显著高于山地;黏土中有效钼含量显著高于砂土和壤土,壤土中有效硼含量最高。土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾和海拔对3种元素的时空变异影响较强。土壤有效磷含量和海拔(解释率20.5%和16.8%)是有效锌含量变化的主要影响因子,海拔和碱解氮(解释率13.7%和12.8%)是有效钼含量变化的主要影响因子,碱解氮和速效钾(解释率分别为17.6%和15.6%)是有效硼含量变化的主要影响因子。【结论】大理州植烟土壤有效锌、钼和硼含量与40年前相比,均有不同程度的提高,目前分别处于丰富(Ⅴ级)、缺乏(Ⅱ级)和中等(Ⅲ级)水平。锌、钼和硼3种微量元素含量均同时受到地理环境、土壤质地和肥力的共同影响,也受到前茬作物的影响。为保证优质烟叶生产,总的原则是减锌保硼增钼,前茬作物为粮食和油菜时应注意施锌、施硼,前茬作物为豆科作物时应注意施钼。 展开更多

关键词 大理州 植烟土壤 微量元素 时空变异 影响因素

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云南大理烟区土壤有效磷时空变化及分区施磷策略 被引量：2

8

作者 程晓梅 王斐 +4 位作者 孙楠 蒯雁 范志勇 徐明岗 李建华 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1103-1111,共9页

【目的】研究云南大理烟区土壤有效磷的时空变异特征及分区,为优质烟草生产中磷素管理和面源污染控制提供科学依据。【方法】试验在云南大理开展,该区年均烤烟种植面积3.23万hm^(2)左右,分别于1999、2012、2018和2022年选取5个典型植烟... 【目的】研究云南大理烟区土壤有效磷的时空变异特征及分区,为优质烟草生产中磷素管理和面源污染控制提供科学依据。【方法】试验在云南大理开展,该区年均烤烟种植面积3.23万hm^(2)左右,分别于1999、2012、2018和2022年选取5个典型植烟片区的代表性烟田256、633、1244和2332块,测定土壤有效磷含量,利用地统计学及GIS技术分析近40年5个时间段(1982、1999、2012、2018和2022年)大理5个植烟县域土壤有效磷时空变异特征,依据土壤有效磷含量现状进行合理施磷分区。【结果】烟区土壤有效磷含量呈逐渐升高趋势,1982—2022年有效磷含量由8.09 mg/kg升高到43.92 mg/kg,升高了4.42倍。1982年有效磷含量均处“低”等级(<20 mg/kg),1999—2022年以“中等”为主(20~40 mg/kg),面积占比50%以上。近40年土壤有效磷块金效应由<25%上升至41.45%,表明地形等自然因素影响减弱,施肥等人为因素影响增强。根据当前有效磷含量,高磷区和极高磷区面积占比34.21%,主要分布于弥渡北部、祥云西部及宾川西南和东北。【结论】近40年大理烟区土壤有效磷提升明显,人为因素作用增强,总体有效磷含量较高,大部分烟田可减施或不施磷肥,应分区施磷。 展开更多

关键词 大理 烟田 土壤有效磷 时空变化 合理施肥

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不同氮效率春玉米品种临界氮浓度稀释曲线建立与验证

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作者 郭彩霞 黄高鉴 +2 位作者 王永亮 郭军玲 杨治平 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1355-1365,共11页

采用田间定位试验,以山西省晋中地区春玉米各生育时期地上部干物质量与植株氮浓度的变化规律,建立春玉米临界氮浓度稀释曲线模型,为实现春玉米绿色增产与氮素管理提供理论依据。本研究以玉米品种‘郑单958’和‘大丰26’为试验材料,设4... 采用田间定位试验,以山西省晋中地区春玉米各生育时期地上部干物质量与植株氮浓度的变化规律,建立春玉米临界氮浓度稀释曲线模型,为实现春玉米绿色增产与氮素管理提供理论依据。本研究以玉米品种‘郑单958’和‘大丰26’为试验材料,设4个施氮量处理:0 kg(N)∙hm^(−2)(N0)、120 kg(N)∙hm^(−2)(N120)、240 kg(N)∙hm^(−2)(N240)和360 kg(N)∙hm^(−2)(N360),于2014—2016年在山西农业大学东阳试验基地开展3年定位施氮试验,在春玉米拔节期(V6)、抽雄期(VT)、灌浆期(R2)和成熟期(R6)采集植株样品,分析两个春玉米品种在不同施氮量处理下地上部干物质量、籽粒产量(以下简称“产量”)和各生育时期植株氮浓度,以不同生育时期干物质累积量和植株氮浓度,建立并验证两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,‘郑单958’氮素利用率高于‘大丰26’。两个春玉米品种在适宜施氮量条件下,各生育时期地上部干物质量和产量均随施氮量增加呈增加趋势,地上部干物质量在N240和N360处理间差异不显著,产量在N240处理达最大值;植物氮浓度随施氮量增加而增加,随春玉米生育进程推进与地上部干物质量呈幂指数关系。依据春玉米地上部干物质量(Md)与其对应的植株氮浓度(CN)变化关系,建立两个春玉米品种的临界氮浓度稀释曲线模型:‘郑单958’CN=30.457Md−0.292,‘大丰26’CN=33.249Md−0.333。相比‘大丰26’的模型参数,‘郑单958’的模型参数a降低8.40%,参数b降低12.31%;‘郑单958’和‘大丰26’模型均方根误差(RMSE)分别为1.71 g∙kg^(−1)和1.54 g∙kg^(−1),标准化均方根误差(n-RMSE)分别为9.25%和8.27%,表明模型稳定性较好。氮营养指数在同一生育时期随施氮量增加呈上升趋势,随生育时期推进呈先增加后降低趋势,与各生育时期的相对干物质量呈显著线性相关,与相对产量呈显著的一元二次曲线关系。本研究建立的晋中地区两个春玉米品种临界氮浓度稀释曲线模型及各生育时期氮营养指数,可用于春玉米生育时期营养状况的诊断和评估,结合施氮量与产量的关系,推荐该试验区域‘郑单958’施氮量为189.16~224.08 kg∙hm^(−2),‘大丰26’施氮量为199.72~214.67 kg∙hm^(−2)。 展开更多

关键词 春玉米 临界氮稀释曲线 氮素利用效率 氮营养指数

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渐进性干旱胁迫下黄芩生理特性及活性成分响应 被引量：1

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作者 陈雨森 孙祎洋 +3 位作者 郭军玲 张强 杨治平 黄高鉴 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第6期52-60,共9页

【目的】研究渐进性干旱胁迫对黄芩生长、生理特性及活性成分的影响。【方法】在移动式旱棚下开展盆栽试验,设田间持水率(FC)的80%、60%、40%共3个初始土壤含水率,研究不同初始土壤含水率下渐进性干旱胁迫后对黄芩生物量、光合特性、渗... 【目的】研究渐进性干旱胁迫对黄芩生长、生理特性及活性成分的影响。【方法】在移动式旱棚下开展盆栽试验,设田间持水率(FC)的80%、60%、40%共3个初始土壤含水率,研究不同初始土壤含水率下渐进性干旱胁迫后对黄芩生物量、光合特性、渗透物质量、抗氧化酶活性及活性成分的影响。【结果】(1)不同初始土壤含水率下渐进性干旱胁迫对黄芩生物量无显著影响。(2)胁迫期间,80%FC处理黄芩苷量显著增高,40%FC处理黄芩素量显著增高,胁迫后收获时黄芩苷量表现为40%FC处理>60%FC处理>80%FC处理,与80%FC处理相比,40%FC、60%FC处理黄芩苷量显著升高17.3%、11.3%,各处理黄芩素量差异不显著。(3)胁迫期间各处理净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳摩尔分数均持续降低。胁迫8~10 d时,60%FC处理净光合速率与80%FC处理无显著差异。(4)胁迫期间各处理丙二醛量、脯氨酸量均呈不断上升趋势,80%FC处理脯氨酸量较高,最高达121.66μg/g。(5)胁迫期间各处理黄芩过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性变化趋势相似,在胁迫前期活性较低,后期活性逐渐上升;超氧化物歧化酶活性表现为40%FC处理>60%FC处理>80%FC处理。(6)40%FC与60%FC处理中黄芩活性成分收获总量较高。【结论】本试验条件下,重度渐进性干旱胁迫(40%FC)下黄芩光合作用受抑制明显,渗透物质迅速积累,抗氧化酶活性提高,黄芩素量较高。轻度与重度(60%FC与40%FC)渐进性干旱胁迫均有助于提高黄芩活性成分收获量。 展开更多

关键词 黄芩 生理特性 干旱胁迫 活性成分

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水分胁迫及复水对黄芩生理特性的影响

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作者 陈雨森 王浩 +3 位作者 孙祎洋 郭军玲 张强 杨治平 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期52-60,共9页

以正品黄芩为研究对象,设置盆栽土壤含水量为田间持水量的100%、80%、60%、40%,分别代表过量水分供给、适度水分供给、轻度水分亏缺、重度水分亏缺,并以适度水分供给(80%FC,FC为田间持水量)为对照,研究不同梯度水分胁迫及复水处理后黄... 以正品黄芩为研究对象,设置盆栽土壤含水量为田间持水量的100%、80%、60%、40%,分别代表过量水分供给、适度水分供给、轻度水分亏缺、重度水分亏缺,并以适度水分供给(80%FC,FC为田间持水量)为对照,研究不同梯度水分胁迫及复水处理后黄芩的生理响应。结果表明:水分胁迫30 d时,受胁迫处理(100%FC、60%FC、40%FC)的黄芩总叶绿素含量较对照处理分别降低7.1%、5.6%、5.9%,类胡萝卜素含量较对照处理分别降低6.5%、10.1%、9.3%,电解质相对外渗率较对照处理分别提升46.5%、19.7%、54.9%,丙二醛含量较对照处理分别提升39.7%、109.7%、360.0%,超氧化物歧化酶活性较对照处理分别提升2.3%、3.8%、7.5%,谷胱甘肽还原酶活性较对照处理分别提升97.4%、105.5%、172.5%。此外,在水分胁迫期间,水分亏缺处理(60%FC、40%FC)导致黄芩可溶性糖含量上升,在胁迫30 d时分别达49.7 mg·g^(-1)、57.8 mg·g^(-1),过量水分供给处理(100%FC)导致黄芩过氧化物酶活性提升,在胁迫30 d时达3.99 mg·g^(-1)·min-1。复水能有效降低水分胁迫带来的生理损伤,复水及收获期间,受胁迫处理(100%FC、60%FC、40%FC)黄芩叶绿素超量恢复,总叶绿素含量在复水5 d时较对照处理分别提升5.5%、9.1%、18.2%,受胁迫处理脯氨酸含量与对照处理均降至52.2 mg·g^(-1)附近。重度水分亏缺造成的生理损伤通过复水无法恢复,在收获时40%FC处理中可溶性糖含量达28.6 mg·g^(-1)、丙二醛含量达9.2 mg·g^(-1)、超氧化物歧化酶活性达919.9 U·g^(-1)·h-1、过氧化物酶活性达2.0 mg·g^(-1)·min^(-1),均为处理间较高水平。水分胁迫及复水有利于黄芩产量和质量提升,收获时60%FC处理黄芩苷收获量最高,达629.14 mg·株^(-1)。 展开更多

关键词 黄芩 水分胁迫 复水 生理特性

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黄土母质典型农田土壤无机碳与有机碳的关系及影响因素

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作者 墨美玲 王秀君 +1 位作者 徐明岗 卢同平 《土壤》 2025年第1期35-46,共12页

针对黄土母质农田土壤无机碳(SIC)的空间异质性及其与土壤有机碳(SOC)的复杂关系,本研究搜集了黄土高原和华北平原地区同时包含有SIC和SOC的0~100 cm农田土壤剖面观测数据,并经过整理和标准化处理,获得了具有代表性的SIC和SOC土壤剖面数... 针对黄土母质农田土壤无机碳(SIC)的空间异质性及其与土壤有机碳(SOC)的复杂关系,本研究搜集了黄土高原和华北平原地区同时包含有SIC和SOC的0~100 cm农田土壤剖面观测数据,并经过整理和标准化处理,获得了具有代表性的SIC和SOC土壤剖面数据,开展了对黄土母质农田SIC和SOC的空间分布特征、二者之间关系及影响因素的分析。结果显示,两个区域0~100 cm土层的SOC储量相近(华北平原6.6 kg/m^(2),黄土高原6.7 kg/m^(2))。但SIC储量存在明显差异:在0~40 cm土层中,华北平原的SIC储量(5.9 kg/m^(2))显著低于黄土高原(8.9 kg/m^(2));相反,在40~100 cm土层中,华北平原的SIC储量(10.7 kg/m^(2))显著高于黄土高原(8.8 kg/m^(2))。华北平原表层SIC水平偏低的点位主要分布在耕作历史较长的河北平原,长期农作施肥引起上层土壤酸化导致SIC水解;黄土高原表层SIC水平偏高的农田多位于侵蚀程度高、肥力水平低的西部区域,侵蚀过程使得SIC含量较高的亚表层土壤露出地表。华北平原农田0~100 cm土层中的SIC与SOC呈显著正相关关系(P<0.01),黄土高原0~100 cm土层中的SIC与SOC呈负相关关系。综上,华北平原SIC储量及其与SOC的关系主要受施肥、灌溉等农田管理措施的影响,而黄土高原则与其不同程度的土壤侵蚀导致的土壤碳在空间上的重新分配有关。 展开更多

关键词 土壤无机碳 土壤有机碳 黄土母质 空间异质性 华北平原 黄土高原

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施用有机肥煤矿复垦耕地有机碳的固持效率及组分变化 被引量：6

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作者 徐明岗 李然 +7 位作者 孙楠 安永齐 王小利 靳东升 李建华 张强 洪坚平 申华平 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2143-2151,共9页

【目的】研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳(SOC)及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据。【方法】山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机... 【目的】研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳(SOC)及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据。【方法】山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机肥(LMF)和化肥配施高量有机肥(HMF)4个处理。2019年玉米收获前,采集0—20 cm土层土壤样品,采用物理-化学联合分组方法,测定土壤总有机碳(SOC)及各组分有机碳含量,分析碳投入与土壤总有机碳及各组分有机碳含量之间的关系。【结果】复垦11年后,与CK相比,F、LMF和HMF处理SOC含量分别显著增加了23.8%、39.6%和82.1%(P<0.05),固碳速率分别达到0.57、0.83和1.28 t/(hm^(2)·a)。复垦土壤的固碳效率为20.9%,游离态颗粒有机碳组分的固碳效率最大(9.0%),是土壤固碳的主要形式。与CK相比,F处理的土壤游离态颗粒有机碳、化学保护粘粒组有机碳和生物化学保护粘粒组有机碳储量分别提高37.1%、52.3%和93.5%,而LMF和HMF处理提高了土壤游离态粗颗粒有机碳组分、物理保护有机碳、化学保护粉粒组和粘粒组有机碳及生物化学保护粘粒组有机碳储量。与CK相比,HMF处理对上述各组分的提升幅度分别为66.1%、179.6%、59.7%、48.6%及63.0%;与LMF处理相比,HMF处理对各组分的提升幅度分别为19.6%、32.1%、28.5%、5.3%和7.3%。与CK和F处理相比,LMF和HMF处理显著提高了土壤物理保护有机碳在总有机碳中的分配比例。复垦土壤有机碳年均固定量均与年均碳投入量之间极显著正相关,复垦土壤各组分有机碳年均固定量与年均碳投入量之间极显著正相关(P<0.01)。【结论】复垦土壤有机碳年均固定量与碳投入量之间极显著正相关,在复垦11年后,复垦土壤仍有很大的固碳潜力,固存的有机碳主要以游离态颗粒有机碳为主。施用高量有机肥是快速恢复煤矿区复垦土壤有机碳含量的有效措施。 展开更多

关键词 复垦耕地 土壤有机碳 物理-化学联合分组 固碳效率

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长期不同施肥水田和旱地铁氧化物对红壤团聚体有机碳固持特性的影响 被引量：6

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作者 薛亦康 柳开楼 +5 位作者 邬磊 王斌 张文菊 徐明岗 李玉娥 蔡岸冬 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1428-1438,共11页

红壤中铁氧化物是影响有机碳固持的主要因素之一。探究红壤旱地和水田土壤有机碳与不同形态铁氧化物的关系,有助于理解土壤有机碳的稳定机制,为农田合理管理提供科学依据。本文依托我国南方红壤旱地和水田长期施肥定位试验(均超35年),... 红壤中铁氧化物是影响有机碳固持的主要因素之一。探究红壤旱地和水田土壤有机碳与不同形态铁氧化物的关系,有助于理解土壤有机碳的稳定机制,为农田合理管理提供科学依据。本文依托我国南方红壤旱地和水田长期施肥定位试验(均超35年),分别采集长期不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷钾配施(NPK)和NPK与有机肥配施(NPKM)等4种施肥处理的土壤样品,采用沙维诺夫干筛法获得土壤大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)和微团聚体(<0.25 mm),测定土壤团聚体有机碳含量及络合态、游离态和无定形等形态铁氧化物的含量。水田土壤大、小和微团聚体的平均有机碳含量分别为8.21 g∙kg^(-1)、7.65g∙kg^(-1)和2.08 g∙kg^(-1),而旱地分别为2.93 g∙kg^(-1)、6.68-1 g∙kg和1.33 g·kg^(-1);水田土壤大、小和微团聚体中的平均可溶性有机碳含量分别为70.72 mg∙kg^(-1)、79.83 mg∙kg和30.29 mg·kg^(-1),而旱地分别为7.27 mg∙kg^(-1)、21.49-1 mg∙kg和5.88 mg·kg^(-1)。无论是旱地还是水田,土壤小团聚体和微团聚体无定形铁氧化物含量与土壤有机碳含量均呈显著正相关关系,土壤各粒级团聚体无定形铁氧化物含量与可溶性有机碳含量均呈显著正相关关系。水田土壤各粒级游离态铁氧化物含量与土壤有机碳含量均呈显著正相关关系,尤以微团聚体贡献率较高。水田条件下,土壤微团聚体中的游离态铁氧化物含量与可溶性有机碳含量呈显著正相关关系。随着土壤团聚体粒级的增加,铁氧化物含量表现为先增加后降低的趋势。无定形铁氧化物对旱地和水田土壤有机碳均具有固持作用,游离态铁氧化物仅对水田土壤有机碳具有固持作用。 展开更多

关键词 红壤 旱地 水田 施肥 土壤有机碳 铁氧化物

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冬小麦叶角质层组分对菲和芘的吸附及影响 被引量：1

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作者 王晋峰 包环宇 +2 位作者 蔡军 李嘉 吴福勇 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期716-725,共10页

冬小麦叶面吸收多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)途径内在机制及影响因素尚不清晰。本研究采用化学分离法将冬小麦叶角质层分为7个不同组分,通过比较不同角质层组分对菲和芘吸附的影响,揭示角质层分离组分的组成和结构... 冬小麦叶面吸收多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)途径内在机制及影响因素尚不清晰。本研究采用化学分离法将冬小麦叶角质层分为7个不同组分,通过比较不同角质层组分对菲和芘吸附的影响,揭示角质层分离组分的组成和结构对菲(Phenanthrene,PHE)和芘(Pyrene,PYR)吸收的作用机制。结果表明:冬小麦叶角质层中除可提取脂质蜡质外,还含有丰富的聚合脂质角质,其含量是蜡质的1.3倍。角质层中被糖类包裹的角碳并非连续分布,而角质则连续分布。角质层各组分元素组成存在较大差异,其非极性组分主要是角质,极性组分主要是糖类。冬小麦角质层4种组分对PHE的相对吸附系数大小顺序为:角碳>角质>角碳-糖类复合体>蜡质,对PYR的相对吸附系数大小顺序为:角质>角碳>角碳-糖类复合体>蜡质。这可能是由于角碳中芳香碳较为丰富,更易与PHE和PYR发生特殊的π-π吸附作用,而角质中含有较高水平的无定形石蜡,为PHE与角质中的柔性长烷基链基团之间的疏水作用提供了分配介质,由于蜡质含量较低,表现出较低的吸附系数。此外,角质层组分吸附系数与碳含量呈正线性相关,而与氧含量、极性指数呈显著负线性相关。研究表明,角碳和角质是PAHs的主要存储介质,由于角质层蜡质含量较低(9.6%),蜡质组分对PAHs的吸附贡献最低。角质层组分碳含量越高,其对PAHs的吸附能力越强,而角质层组分氧含量和极性指数越高,其对PAHs的吸附能力越弱。 展开更多

关键词 冬小麦 多环芳烃 叶面吸收 角质层组分 吸附

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叶片绒毛和气孔对冬小麦叶面吸收多环芳烃的影响

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作者 王晋峰 李嘉 +1 位作者 蔡军 吴福勇 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期31-39,共9页

为探讨冬小麦叶面结构对多环芳烃(PAHs)吸收的影响,本研究采用室内模拟大气PAHs(1.25 mg·L^(-1)和6.00 mg·L^(-1))暴露试验,比较7种不同基因型冬小麦叶片绒毛和气孔的差异特征,分析其与叶片中PAHs之间的关系,揭示冬小麦叶片... 为探讨冬小麦叶面结构对多环芳烃(PAHs)吸收的影响,本研究采用室内模拟大气PAHs(1.25 mg·L^(-1)和6.00 mg·L^(-1))暴露试验,比较7种不同基因型冬小麦叶片绒毛和气孔的差异特征,分析其与叶片中PAHs之间的关系,揭示冬小麦叶片绒毛和气孔对PAHs吸收的影响及机制。结果表明:大多数冬小麦品种叶片背面比正面有更大的绒毛密度和长度,而气孔密度和面积则相反。在所有小麦品种中,‘中麦175’的叶片两面绒毛密度和长度均最高,而‘长武521’正面绒毛密度最低。‘中麦175’叶片正面气孔密度显著(P<0.05)高于‘仓麦6005’‘长武521’‘小偃22’,且‘长武521’‘小偃22’‘郑麦7698’叶片正面气孔面积显著(P<0.05)高于‘焦麦266’小麦品种。‘长武521’叶片5种PAHs的浓度显著低于其他小麦品种(P<0.05),这与其较小的气孔、绒毛长度及密度有关。在6.0 mg·L^(-1)暴露浓度下小麦叶片PAHs浓度随着分子量的增大而降低。此外,叶片正面绒毛密度和长度与叶片中菲(PHE)和PAHs总浓度呈显著正相关关系(P<0.05),PHE较高的挥发性和较低的分子量易被叶片富集。叶片正面气孔密度与叶片PHE和5种PAHs总浓度呈显著正相关关系(P<0.05),表明叶片正面气孔分布越密集,其对PHE吸收能力越强。主成分分析(PCA)也说明叶片绒毛密度是冬小麦叶片PAHs累积的关键驱动因子。因此,选择叶片绒毛稀疏的冬小麦品种可降低污染区PAHs的人体健康风险。 展开更多

关键词 冬小麦 多环芳烃 叶面吸收 绒毛 气孔

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