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不同耕作模式对东北黑土微生物群落结构和酶活性的影响 被引量：30
1
作者 张常仁 杨雅丽 +5 位作者 程全国 刘亚军 张春雨 何红波 鲍雪莲 解宏图 《土壤与作物》 2020年第4期335-347,共13页
为了探究在不同耕作模式下东北黑土微生物群落结构和酶活性的变化,在吉林省梨树县开展长期定位试验,选取传统耕作(CT)、免耕+无秸秆还田(NT-0)、免耕+全量秸秆还田(NT-100)3个处理,测定不同耕作模式下0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土层土... 为了探究在不同耕作模式下东北黑土微生物群落结构和酶活性的变化,在吉林省梨树县开展长期定位试验,选取传统耕作(CT)、免耕+无秸秆还田(NT-0)、免耕+全量秸秆还田(NT-100)3个处理,测定不同耕作模式下0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土层土壤碳、氮和微生物群落的变化。结果表明:不同耕作模式影响土壤养分含量、微生物生物量、结构和酶活性及其在土层间的分配。表层NT-100处理的土壤有机碳、全氮和水溶性碳含量,细菌、真菌和放线菌微生物生物量以及β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著高于CT和NT-0处理。秸秆还田促进微生物对土壤有机碳的周转和积累,长期免耕提升了土壤有机质的稳定性。免耕特别是免耕秸秆还田是提高东北地区黑土土壤质量的一种有效的农田管理方式。 展开更多
关键词 耕作模式 土壤有机质 微生物生物量 酶活性
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免耕不同秸秆覆盖量对土壤酶活性及土壤有机碳含量的影响 被引量：8
2
作者 吕付泽 杨雅丽 +5 位作者 鲍雪莲 郑甜甜 霍海南 解宏图 何红波 张旭东 《土壤与作物》 2024年第2期140-153,共14页
免耕秸秆覆盖的耕作模式能够影响土壤微生物生物量和活性,增加土壤有机质含量,是提高土壤综合生态效益的保护性耕作核心措施之一。为探究免耕结合不同秸秆覆盖量下土壤酶活性变化及调控机制,本研究依托中国科学院沈阳应用生态研究所保... 免耕秸秆覆盖的耕作模式能够影响土壤微生物生物量和活性,增加土壤有机质含量,是提高土壤综合生态效益的保护性耕作核心措施之一。为探究免耕结合不同秸秆覆盖量下土壤酶活性变化及调控机制,本研究依托中国科学院沈阳应用生态研究所保护性耕作研发基地进行田间试验,以传统耕作(翻耕+无秸秆覆盖,CT)为对照,研究免耕结合无(免耕+无秸秆覆盖,NT0)、低量(免耕+1/3秸秆覆盖,NT1/3)、中量(免耕+2/3秸秆覆盖,NT2/3)、高量(免耕+全量秸秆覆盖,NT3/3)秸秆覆盖处理下不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)的土壤酶活性、微生物生物量和有机碳含量变化。结果表明,免耕结合秸秆覆盖主要影响了表层0~5 cm土壤酶活性。与CT相比,免耕结合秸秆覆盖显著影响纤维二糖酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(PER)活性。免耕结合低量(NT1/3)和高量(NT3/3)秸秆覆盖处理下的CB活性显著高于CT处理1.24倍和1.53倍。所有免耕处理下NAG活性显著高于CT处理78.1%~124.4%,且NAG活性有随不同秸秆覆盖量由低到高呈上升趋势(NT1/3NT2/3>NT3/3)。免耕结合秸秆覆盖对5~10 cm和10~20 cm土壤酶活性影响很小。研究还发现,土壤酶活性受土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)~--N)、pH以及含水量等理化因素的影响,同时还受微生物生物量以及微生物群落组成的显著影响。与CT相比,NT3/3能够使0~5 cm土层中总体酶活性、SOC含量和微生物熵分别提高了60.5%、35.6%和21.6%。土壤总体酶活性与SOC和微生物熵均呈显著正相关关系,说明微生物酶活性的增加更有利于SOC积累。免耕结合高量秸秆覆盖(NT3/3)处理下微生物可利用性碳源更充足,更有利于土壤微生物活性增加,进而促进SOC固存。 展开更多
关键词 秸秆覆盖量 土壤酶活性 微生物生物量 土壤有机碳
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东北三省玉米产量和耕层土壤有机碳对粪肥施用响应的Meta分析
3
作者 赵哲 孙仕军 +2 位作者 杨雅丽 解宏图 张旭东 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期238-248,共11页
为了进一步合理施用粪肥以保障东北黑土质量与国家粮食安全,采用Meta分析方法定量研究粪肥施用对东北三省(辽宁省、吉林省、黑龙江省)耕层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)含量和玉米产量的影响,揭示不同管理措施、气候条件、土壤初始理化性质... 为了进一步合理施用粪肥以保障东北黑土质量与国家粮食安全,采用Meta分析方法定量研究粪肥施用对东北三省(辽宁省、吉林省、黑龙江省)耕层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)含量和玉米产量的影响,揭示不同管理措施、气候条件、土壤初始理化性质对粪肥增碳、增产效果的影响。结果表明,不同管理措施对粪肥增碳、增产的影响存在显著差异。与不施肥相比,化肥施加量不变且额外添加粪肥时能够显著提升耕层SOC含量30.4%~42.7%和玉米产量41.9%~50.5%;粪肥施用10~20年显著提升耕层SOC含量43.7%,≥20年显著提升玉米产量90.6%。与单施化肥相比,牛粪与化肥配施、粪肥替代50%~80%化肥(总施用养分不变)分别显著提高耕层SOC含量61.2%和57.7%。粪肥与化肥总养分施用量直接影响玉米产量,与不施肥相比,在总施钾量(K_(2)O)≤300 kg/hm^(2)、总施磷量(P_(2)O_(5))≤200 kg/hm^(2)、总施氮量(N)为100~300或≥400 kg/hm^(2)时显著提升玉米产量。气候条件的变化也影响着粪肥的改良效果,年均气温2~5℃、年均降水量400~500 mm时,提升SOC效果更佳;年均气温5~8℃、年均降水量500~600 mm时提升玉米产量效果更佳。此外,土壤初始养分偏低更有利于SOC增加,初始SOC≤15 g/kg、总氮≤0.5 g/kg、碱解氮≤100 mg/kg、有效磷≤20 mg/kg、速效钾100~200 mg/kg时,粪肥施用下SOC可显著增加25.9%~84.4%。综上,施用粪肥对改善东北三省内农田SOC含量与玉米产量具有重要意义,高效的粪肥施用措施需考虑气象条件和土壤性质,长期在土壤初始性质较差的耕地配施粪肥与化肥是增碳、增产的重要举措。 展开更多
关键词 粪肥施用 土壤有机碳 META分析 玉米种植 东北三省
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免耕条件下不同量秸秆覆盖还田提高东北黑土区玉米光合性能和产量的效应 被引量：20
4
作者 鲁悦 鲍雪莲 +5 位作者 霍海南 杨雅丽 赵月 解宏图 梁超 何红波 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期840-847,共8页
【目的】探究东北黑土长期免耕及不同秸秆覆盖还田量下玉米光合性能及产量的变化规律,为科学应用免耕秸秆覆盖还田技术提供理论支撑。【方法】东北黑土区保护性耕作定位试验始于2007年,设置5个处理,分别为传统垄作秸秆不还田(对照,CT)... 【目的】探究东北黑土长期免耕及不同秸秆覆盖还田量下玉米光合性能及产量的变化规律,为科学应用免耕秸秆覆盖还田技术提供理论支撑。【方法】东北黑土区保护性耕作定位试验始于2007年,设置5个处理,分别为传统垄作秸秆不还田(对照,CT)及免耕配合当季收获玉米秸秆量的0%、33%、67%和100%(NT-0、NT-33%、NT-67%、NT-100%)还田。于2021年玉米苗期、拔节期和抽雄期,测定玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数,以及叶绿素含量和叶面积;于成熟期,测定籽粒产量及其构成因素。【结果】与CT处理相比,4个免耕秸秆覆盖处理不同程度地提高了苗期的Pn,以及拔节期和抽雄期玉米叶片的Pn、Gs和Tr;NT-67%和NT-33%、NT-100%处理还显著降低了拔节期和抽雄期的胞间二氧化碳浓度,显著提升了抽雄期叶片的叶绿素含量(P<0.05)。NT-100%处理在拔节期和抽雄期的光合效率最高,光合性能显著优于其他处理,NT-67%处理有个别指标略低于NT-100%,但仍与CT、NT-0和NT-33%处理差异显著。免耕结合秸秆覆盖还田提高了玉米穗的行粒数、百粒重和籽粒产量,NT-33%、NT-67%、NT-100%处理的籽粒产量均显著高于NT-0和CT处理,而后二者间差异不显著。净光合速率与产量之间存在显著正相关关系(P<0.01)。【结论】免耕结合秸秆覆盖还田能够提高玉米抽雄期的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,降低玉米光合作用的非气孔限制,提高对胞间CO_(2)的利用能力。秸秆覆盖量为67%~100%时,提高净光合速率、叶绿素含量以及玉米行粒数、籽粒产量的效果突出,是东北黑土区较为理想的耕作模式。 展开更多
关键词 免耕 秸秆覆盖还田量 玉米 光合性能 产量
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黑土春玉米田氮素的淋溶风险与阻控机制研究 被引量：12
5
作者 袁磊 陈欣 +8 位作者 吕丽萍 马建 史奕 贾竞超 解宏图 张旭东 何红波 梁超 鲁彩艳 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期102-112,共11页
为阐明黑土春玉米田氮素的淋溶风险与阻控机制,运用田间原位15N示踪技术,设常规垄作、免耕无秸秆覆盖和免耕100%秸秆覆盖(秸秆量为7500 kg·hm−2)3个处理,量化了长期免耕秸秆覆盖措施下氮素在不同形态氮库中的转化特征、淋溶运移规... 为阐明黑土春玉米田氮素的淋溶风险与阻控机制,运用田间原位15N示踪技术,设常规垄作、免耕无秸秆覆盖和免耕100%秸秆覆盖(秸秆量为7500 kg·hm−2)3个处理,量化了长期免耕秸秆覆盖措施下氮素在不同形态氮库中的转化特征、淋溶运移规律和去向。结果表明:农民常规施肥量条件下,常规垄作、免耕无秸秆覆盖和免耕全量秸秆覆盖均已导致东北黑土春玉米田0~300 cm土壤剖面中分别累积461.6 kg(N)·hm−2、450.7 kg(N)·hm−2和439.7 kg(N)·hm−2的矿质氮,且主要是硝态氮(占比分别为84.2%、79.5%和81.7%),存在着氮素的淋溶损失风险。当季施入肥料氮对玉米苗期和抽雄期0~40 cm土层总硝态氮库累积的贡献率平均为60.9%和58.0%,其淋溶损失风险较高。与常规垄作处理相比,免耕全量秸秆覆盖降低了0~40 cm土层肥料氮向矿质氮库的转化,降低比例达20.8%;增加了其向黏土矿物固定态铵和有机氮库的转化,提高比例分别为39.4%和30.5%。0~20 cm土层,黏土矿物对肥料来源铵的固定能力和微生物对肥料来源矿质氮的固持能力基本相当;20~40 cm土层,固持能力前者高于后者,说明外源碳输入的数量及其与土壤微生物的接触程度共同决定着对矿质氮的固持潜能。通过免耕和秸秆覆盖调控机制,可阻控黑土春玉米田矿质氮在土壤剖面的大量积累,使氮肥利用效率和玉米产量均提高9.7%,氮肥的气态损失降低27.7%,延缓肥料氮向深层土壤剖面淋溶运移的速率。 展开更多
关键词 免耕 秸秆覆盖 15N示踪 迁移转化 淋溶损失
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菌糠牛粪蚯蚓堆肥对草莓土壤理化性质和细菌多样性的影响 被引量：7
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作者 王树强 许红丽 +4 位作者 孙彩霞 李雪华 陈振华 姜楠 张玉兰 《江苏农业科学》 北大核心 2023年第17期218-230,共13页
为探究蚯蚓粪有机肥较常规堆肥能否更好地改善土壤质量,本研究讨论蚯蚓堆腐菌糠生成的蚯蚓粪有机肥和传统堆腐方法制备的堆肥对土壤理化性质、土壤酶活性及微生物多样性的影响。试验选择草莓为供试作物,在辽宁省潮棕壤地区温室大棚内展... 为探究蚯蚓粪有机肥较常规堆肥能否更好地改善土壤质量,本研究讨论蚯蚓堆腐菌糠生成的蚯蚓粪有机肥和传统堆腐方法制备的堆肥对土壤理化性质、土壤酶活性及微生物多样性的影响。试验选择草莓为供试作物,在辽宁省潮棕壤地区温室大棚内展开试验。基于等氮量物料折算,布设化学肥料处理(即对照CK)、蚯蚓粪处理(VcF)和常规堆肥处理(OF)3个处理。收获草莓4次后,分析土壤理化性质、酶活性和微生物多样性。VcF和OF处理均显著升高了土壤pH值;VcF处理显著增强了脱氢酶、酸性磷酸酶和磷酸二酯酶活性,OF处理显著提高了α-葡糖苷酶、β-葡糖苷酶、脱氢酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和磷酸二酯酶活性。VcF和OF处理都显著增加了放线菌门和拟杆菌门的相对丰度;VcF处理还增加了酸杆菌门和绿弯菌门的相对丰度。VcF和OF处理增加了土壤细菌多样性,VcF处理土壤细菌多样性显著高于菌糠堆肥处理。RDA结果表明,pH值(F=20.1,P<0.01)、全磷含量(F=4.7,P<0.1)和酸性磷酸酶活性(F=11.6,P<0.01)是影响细菌群落的关键因素。与化肥处理对比,蚯蚓粪和传统堆肥都可显著增强草莓种植土壤酶活性、改变细菌群落结构和改善土壤微生物多样性。相比于传统菌糠堆肥,蚯蚓粪能更好地促进土壤健康和改善土壤质量,抑制草莓连作障碍。在未来研究中,应深入研究施用蚯蚓粪的土壤中具有显著优势的微生物在土壤养分循环及根际环境调控中的作用。 展开更多
关键词 菌糠 蚯蚓粪 堆肥 土壤酶 土壤微生物丰度 微生物多样性
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