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1.
通过对稻-稻-紫云英稻田土壤细菌数量和群落结构多样性进行研究,揭示不同施氮水平对稻田土壤微生物的影响,以期为促进稻田土壤养分管理提供依据。以湖南省8年定位田间试验稻田土壤为对象,试验处理以冬闲水稻田不施氮肥为对照(CK),设置冬种紫云英还田条件下水稻季三个施氮肥水平分别为不施氮肥(0 kg N·hm-2,CN0)、施中水平氮肥(100 kg N·hm-2,CN100)、施高水平氮肥(200 kg N·hm-2,CN200)。采用荧光定量PCR和Illumina MiSeq高通量测序平台分别研究了不同处理下稻田土壤的总细菌数量和群落结构。结果表明:稻田土壤总细菌数量为1.25×108~8.47×109拷贝数·g-1干土;处理间物种多样性指数(Shannon和Simpson)和物种丰富度指数(Ace和Chao)均存在显著性差异;16S rRNA基因在门水平分类下3个主要类群是变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae),分别占总OTU比例的42.22%~54.54%、8.56%~20.73%、10.98%~15.08%;CN100土壤样品中变形菌门的相对丰度低于CN200、CN0和CK,绿弯菌门的相对丰度分别为CN200、CN0和CK的2.26、1.58倍和1.17倍。相关性分析表明,土壤细菌16S rRNA基因拷贝数与铵态氮含量呈显著正相关。影响土壤细菌菌群结构的因子分析结果表明,土壤细菌与土壤pH值、铵态氮、硝态氮存在密切相关性。研究表明,在冬种紫云英还田条件下施加氮肥可以显著改变湖南省双季稻区土壤微生物数量与结构。  相似文献   

2.
我国设施菜地表观氮平衡分析及其空间分布特征   总被引:3,自引:0,他引:3  
为定量评估区域设施菜地土壤氮素的输入输出平衡状况,探明土壤中氮素的基本去向和氮素潜在污染,从CNKI中文数据库和Web of Science等英文数据库中检索筛选出针对设施菜地氮循环研究的可用数据648组,对我国设施菜地表观氮素平衡进行了分析,并根据《全国设施蔬菜重点区域发展规划(2015—2020年)》中的蔬菜分区,探索了不同区域的氮平衡分布特征。结果表明,我国设施菜地每一生长季总体上表观氮平衡为正值,盈余量为49~1154 kg N·hm-2,均值为324 kg N·hm-2,氮肥利用率平均为18.6%。从氮素的输入途径来看,每季氮素总投入约为863 kg N·hm-2,以化肥和有机肥投入为主,分别为471、306 kg N·hm-2,灌溉水带入的氮也不容忽视,达到86 kg N·hm-2。从氮素的支出途径来看,每季氮素总支出为539 kg N·hm-2,其中除了作物生长从土壤中吸取大量的氮素(230 kg N·hm-2)外,以淋溶、硝化反硝化和氨挥发等形式损失的氮达到309 kg N·hm-2,占输出量的57.4%,超过了作物吸收带走的氮(42.6%)。每季区域氮平衡差异显著,其中,黄淮海与环渤海暖温区氮素盈余最高,达到441 kg N·hm-2,其较高氮投入和较低的作物吸收是造成农田土壤氮素大量盈余的主要原因,同时也存在较高的氮素损失,通过淋溶流失的氮达到186 kg N·hm-2。总体上,当前我国设施菜地整体表观氮平衡为正盈余,主要由于化肥和有机肥投入量大,但同时存在较高的氮素损失风险。降低氮素投入水平和提高作物的吸收利用率是有效的氮优化管理途径,尤其是在黄淮海与环渤海暖温区,应减少氮素投入,重点关注氮素淋溶损失。  相似文献   

3.
长期咸水滴灌对土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探讨长期咸水滴灌对棉田土壤氨氧化细菌(AOA)和氨氧化古菌(AOB)的丰度和群落结构的影响,于2018年采集已经过10年咸水滴灌的棉田土壤,通过实时荧光定量PCR和高通量测序技术测定土壤AOA和AOB的丰度和群落结构。试验设3个灌溉水盐度水平:0.35、4.61 dS·m-1和8.04 dS·m-1(分别代表淡水、微咸水和咸水)。结果表明:微咸水、咸水灌溉显著降低土壤NO3--N含量和潜在硝化势(PNR),但显著增加土壤盐分和NH4+-N含量。不同处理AOA和AOB的amoA基因拷贝数分别为2.2×106~3.6×106copies·g-1和1.9×105~3.2×105 copies·g-1干土;微咸水、咸水处理AOA和AOB amoA基因拷贝数均显著低于淡水处理,且微咸水处理显著降低AOA/AOB。PNR与AOA丰度(P<0.001)和AOB丰度(P<0.001)均呈显著正相关关系。此外,不同灌溉水盐度下AOA群落操作分类单元(OTUs)的数量大于AOB,微咸水、咸水灌溉显著降低AOB群落的OTUs。与淡水处理相比,咸水、微咸水处理显著增加AOA群落的香农指数,咸水处理显著降低AOB群落的香农指数。AOA和AOB群落的优势类群分别为Candidatus Nitrosocaldus和Nitrosospira;咸水、微咸水处理抑制AOA群落的Betaproteobacteria生长,而咸水处理中Candidatus Nitrosocaldus显著高于淡水和微咸水处理。AOB群落中Nitrosomonas的相对丰度随着灌溉水盐度的增加而显著降低。LEf Se分析显示,AOA在咸水灌溉下仅有1个差异物种,而AOB在微咸水灌溉时有5个差异物种。冗余分析结果显示:AOA群落结构的改变与土壤NO3--N、pH和盐度的变化密切相关,而AOB群落结构的改变仅与NO3--N和pH显著相关。盐分是影响氨氧化微生物生长及群落结构的主导因素,AOA和AOB共同参与土壤硝化作用,淡水、微咸水灌溉条件下AOB可能是硝化作用主导微生物种群,而咸水灌溉条件下AOA可能是主导微生物种群。  相似文献   

4.
紫色土坡耕地退耕还林对土壤N2O排放的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用静态暗箱-气相色谱法对紫色土坡耕地常规施肥处理(CL)、坡耕地不施肥处理(CL-CK)和退耕15、30年的桤柏混交林地(FL15、 FL30)的土壤N2O排放通量进行为期1年的观测,同时测定土壤温度、土壤湿度、土壤无机氮含量等。结果表明,观测期内CL、CL-CK、FL15与FL30的N2O平均释放速率分别是25.6、6.60、1.20、4.35 μg N2O-N·m-2·h-1,CL小麦季N2O平均释放速率是18.0 μg N2O-N·m-2·h-1,玉米季35.2 μg N2O-N·m-2·h-1,CL土壤N2O排放速率显著高于CL-CK、FL15和FL30(P < 0.01),且CL-CK高于FL15、FL30(P < 0.01),FL30高于FL15(P < 0.01)。CL、CL-CK、FL15和FL30全年的N2O排放量分别为1.01、0.400、0.050、0.310 kg N2O-N·hm-2。比较CL以及CL-CK的N2O排放总量,停止施氮的措施对土壤N2O排放的减排潜力达到0.610 kg N2O-N·hm-2。与CL-CK相比,FL15、FL30土壤N2O释放量分别减少0.350、0.090 kg N2O-N·hm-2,主要原因是退耕后土壤碳氮比升高,土壤无机养分、温度以及湿度等发生变化。  相似文献   

5.
养殖肥水农田施用是一种有效的绿色循环模式,肥水施用会影响土壤氨挥发,而土壤氨挥发受肥水含氮量、温度、土壤含水量和pH等多种因素共同影响。本研究采用室内培养的方法,研究肥水施氮量、温度、pH和土壤含水量四个因素对土壤氨挥发的影响,筛选实验条件下适宜的养殖肥水施用条件。结果表明,四个因素对土壤氨挥发累积量的影响大小依次为:施氮量 > 温度 > pH > 土壤含水量,其中,土壤氨挥发与施氮量、温度、pH均呈显著正相关关系,氨挥发累积量随着施氮量、温度、pH的升高而升高。在温度15~35℃、土壤含水量60%~80%、pH 6~8、施氮量60~120 kg N·hm-2的范围内,降低土壤氨挥发的理想条件为:施氮量75.58 kg N·hm-2,温度15.48℃,pH 6.22,土壤含水量为田间持水量的60.63%。考虑实际情况,温度25℃时,降低土壤氨挥发的肥水施用条件为:施氮量64.98 kg N·hm-2,pH 6.02,土壤含水量为田间持水量的73.42%。研究多因素耦合对土壤氨挥发的影响,能够提高氮素利用率,为养殖肥水安全回用提供了科学方法和理论依据。  相似文献   

6.
过量施肥及盲目灌溉导致宁夏引黄灌区水稻种植中氮素淋失严重,氮肥利用率低下.探索能够在保障水稻产量前提下减少氮素淋失、提高氮素利用率的环保型施肥技术是该区域实现农业可持续发展的现实需求.本研究在前期研究的基础上,就不同施肥技术对灌区水稻生育期内氮素淋失、氮素利用率及水稻产量的影响效果进行比对,旨在为后续工作中技术筛选及推广提供依据.试验共设置4个处理,分别是(1)无肥对照(CK):不施氮肥;(2)常规施肥(FP):施用氮肥300 kg N·hm-2, 60%作为基肥,分蘖和孕穗期各追肥20%;(3)侧条施肥(SD):施用水稻专用控释肥120 kg N·hm-2,水稻插秧时将肥料一次性施入;(4)育苗箱全量施肥(NB):施用水稻专用控释肥,用量为120 kg N·hm-2,育秧时一次性全量施入育秧盘.结果表明,采用SD和NB在氮素用量较FP降低60%的情况下,水稻产量都不会下降.SD可以显着降低稻田氮素淋溶损失,FP水稻生育期内可溶性总氮(TN)、硝态氮(NO3-N)和铵态氮(NH4+-N)淋失量分别为39.89、26.22 kg·hm-2和5.49 kg·hm-2,SD和FP相比,TN、NO3-N和NH4+-N的淋失量分别减少18.97、11.18 kg·hm-2和2.27 kg·hm-2;同时SD可以显着提高宁夏灌区水稻氮素利用率,较FP提高21.4%. NB和FP相比,TN、NO3-N和NH4+-N淋失量分别减少14.36、10.14 kg·hm-2和1.84 kg·hm-2,氮素利用率亦提高15.7%,但是TN、NO3-N和NH4+-N淋失量较SD处理分别增加4.61、1.04 kg·hm-2和0.43 kg·hm-2,同时氮素利用率亦减少5.7%.综合考虑水稻产量和环境效益,SD更适合在宁夏灌区水稻种植中推广应用.  相似文献   

7.
紫色土夏玉米-冬小麦轮作农田的NO排放特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用紫色土养分循环长期定位研究平台,通过静态箱-气袋采气-化学发光氮氧化物分析仪观测了紫色土夏玉米-冬小麦轮作周期的NO周年排放特征。结果表明,施肥促发紫色土NO的峰值排放,玉米与小麦季的土壤NO排放峰值均出现在施肥后20 d内。常规夏玉米-冬小麦轮作条件下NO年累积排放通量为0.450 kg N·hm-2,其中玉米季的NO累积排放通量为0.200 kg N·hm-2,排放系数为0.13%,小麦季的NO累积排放通量为0.250 kg N·hm-2,排放系数为0.20%。玉米季的NO排放速率与土壤表层温度呈指数响应关系,小麦季与温度关系不明显。土壤湿度对于玉米季常规施肥条件下NO的排放有显著的响应关系。种植作物的土壤较裸地的NO排放通量都有不同程度的降低。  相似文献   

8.
新疆绿洲棉花种植体系土壤氨挥发损失原位监测   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用通气法对盐化潮土-棉花种植体系的CK(种植不施肥)、T1(基肥撒施机械翻耕,追肥沟施灌水)、T2(基肥撒施机械翻耕,追肥撒施后灌水)、T3(与T1、T2等氮量包膜尿素一次基施)4种处理的田间土壤氨挥发进行原位监测。结果表明,在施N量均为275 kg·hm-2条件下, CK、T1、T2和T3处理基肥NH3-N损失分别为0.621、1.191、1.191和0.826 kg·hm-2;追肥NH3-N损失分别为1.088、1.773、2.804和1.374 kg·hm-2。T1、T2和T3来自氮肥的NH3-N损失分别为1.255、2.286和0.491 kg·hm-2,分别占施氮总量的0.46%、0.83%、0.18%。在新疆南部绿洲农田,基肥深施后覆膜、追肥结合灌水条件下,棉田土壤氨挥发不是氮肥损失的主要途径;与等氮量传统肥料相比,应用包膜肥料一次施用可明显降低氮肥氨挥发损失。  相似文献   

9.
通过华北小麦和玉米田已发表文献分析,明确不同施氮量、氮肥基追比及氮素调控措施对土壤N2O排放和作物产量的影响。结果表明:高氮水平下减少氮肥用量并调整基追比有助于减少土壤N2O排放;添加硝化抑制剂双氰胺(DCD)对小麦和玉米产量的提高和土壤N2O的减排效果均较好。兼顾华北粮田N2O减排和作物产量,小麦季推荐合理施氮量167~174 kg·hm-2,基追比1∶1,添加DCD,土壤N2O总排放量为 0.31 kg·hm-2,籽粒产量6200 kg·hm-2以上;玉米季推荐合理施氮量177~181 kg·hm-2,基追比2∶3~1∶2,添加DCD,土壤N2O总排放量1.70 kg·hm-2,籽粒产量9000 kg·hm-2以上。  相似文献   

10.
分析了单作茭白(CK)、茭白田放养鸭20只·667 m-2(D20)、25只·667 m-2(D25)、30只·667 m-2(D30)等不同共作系统中氮素输入、输出与盈余(盈余=输入-输出),以及经济效益情况。结果表明:茭白-鸭共作系统中茭白平均产量为1 332.41 kg·667 m-2,比单作茭白增产26.31%。单作茭白总氮输入为22.27 kg N·667 m-2,其中化肥氮输入占到89.10%,产品氮输出为5.00 kg N·667 m-2,占总氮输入的22.45%,氮盈余为17.27 kg N·667 m-2,占总氮输入的77.55%,土壤氮残留为7.11 kg N·667 m-2,损失为10.16 kg N·667 m-2;茭白-鸭共作系统总氮输入平均为23.72 kg N·667 m-2,其中化肥氮输入占65.13%,产品氮输出平均为7.65 kg N·667 m-2,占总氮输入的32.24%,氮盈余平均为16.07 kg N·667 m-2,占总氮输入的67.76%,土壤氮残留为7.18 kg N·667 m-2,损失为8.89 kg N·667 m-2。茭白-鸭共作系统投入成本平均为3 114 元·667 m-2,比单作茭白高84.59%,主要是鸭饲料、围网、鸭舍等成本增加。茭白-鸭共作系统产品产值平均为6 568 元·667 m-2,比单作茭白高55.64%。D25处理经济效益(经济效益=产品产值-投入成本)最高为3 589 元·667 m-2,比CK处理高41.69%。综合考虑氮平衡和经济效益,本试验条件下,茭白田放养鸭25只·667 m-2的共作系统的经济效益较高,并且氮素盈余和损失较少,可降低对环境的污染风险。  相似文献   

11.
以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm~(-2))、N15(15 kg N·hm~(-2))、N30(30 kg N·hm~(-2))、N50(50 kg N·hm~(-2))、N100(100 kg N·hm~(-2))、N150(150 kg N·hm~(-2))、N_200(200 kg N·hm~(-2))、N300(300 kg N·hm~(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50N30N100N15N0N_200N150N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm~(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。  相似文献   

12.
不同施肥管理对东北黑土区氮损失的影响   总被引:5,自引:1,他引:4  
为了明确不同施肥管理的肥料利用率及其氮损失对环境的影响,采用自然降雨条件下土槽模拟试验方法,系统研究了在东北黑土玉米单作体系下不同施肥管理(尿素、秸秆还田和缓控释肥)在一次性施用条件下的农田氨挥发、氮径流淋溶损失及土壤硝态氮累积特性。结果表明:农民习惯施肥、秸秆还田施肥及控释肥氨挥发总量分别为26.1、24.2、23.9 kg N·hm-2,占化肥施用量的10.9%、10.1%、10.0%;氮径流淋溶损失分别占化肥施用量的1.4%、1.5%、0.9%,且以氮径流损失为主;土壤0~50 cm土层氮残留分别为42.2、42.3、54.6 kg N·hm-2。秸秆还田处理可以在保证产量的前提下,减少土壤氮残留、提高肥料利用率;控释肥在降雨量少的条件下氮残留相对较高,应适当降低施氮量。  相似文献   

13.
渭北旱地麦田配施有机肥减量施氮的作用效果   总被引:6,自引:0,他引:6  
为了探讨陕西渭北旱地冬小麦有机无机配施的减氮效应及机理,于2011年10月至2014年6月在陕西省渭南市白水县进行了连续三年的田间小区定位试验,探究不同氮肥用量(0、75、150、225、300 kg N·hm~(-2))与有机肥(猪粪30 t·hm~(-2))配施对冬小麦产量、氮肥利用率(NUE)、土壤硝态氮残留及土壤养分的影响,明确当地最适宜的有机无机配施比例。结果表明:有机无机配施处理的产量、地上部吸氮量和NUE较单施化肥处理分别提高6.9%、29.3%和34.3%,且以有机肥与150 kg N·hm~(-2)氮肥配施处理效果最佳;有机无机配施显著改善0~20 cm土壤养分状况,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别较单施化肥处理提高6.1%、8.2%、90.4%和94.8%,但当施氮量大于150 kg N·hm~(-2)时,配施有机肥显著增加0~200 cm硝态氮残留量(43.7~188.8 kg·hm~(-2)),加大硝态氮淋溶风险;有机肥分别与75、150 kg N·hm~(-2)氮肥配施相比单独施用150、225 kg N·hm~(-2)氮肥处理在产量上无显著差异,却显著提高了NUE(27.4%和45.3%),并降低60 cm土层以下硝态氮含量。综合上述研究结果,在渭北旱地冬小麦生产中,在有机肥(猪粪)30 t·hm~(-2)的基础上配施75~150 kg N·hm~(-2)的氮肥(有机氮∶无机氮=1∶0.46~0.91),可以保证小麦高产优质,并降低氮素淋溶风险。  相似文献   

14.
生物质炭对旱作春玉米农田N2O排放的效应   总被引:5,自引:3,他引:2  
通过田间试验,采用密闭式静态暗箱-气相色谱法研究不同生物质炭添加量(0、10、20、30t·hm-2)对黄土旱塬旱作春玉米农田N2O排放的影响。结果表明:生物质炭添加降低了施氮农田春玉米生长季N2O排放通量峰值和排放总量,添加30、20、10 t·hm-2生物质炭的三个处理N2O排放总量比不添加生物质炭的处理分别降低19.24%、9.89%、3.40%,其中添加30 t·hm-2生物质炭处理降低显著(P0.05),但添加20 t·hm-2的生物质炭未对不施氮农田N2O排放通量和总量产生显著影响。无论添加生物质炭与否,生长季不施氮处理的N2O排放通量和总量均显著低于施氮处理。添加生物质炭不同程度提升了农田0 cm和10 cm土壤温度,减少了施氮处理0~20cm土壤NH+4-N和NO-3-N含量,但对农田0~20 cm土层土壤含水量影响不显著。相关分析表明,试验农田N2O的排放通量与0~20 cm土层土壤NO-3-N和NH+4-N含量、含水量均呈极显著正相关关系(P0.001),与0 cm与10 cm土壤温度呈负相关关系。添加生物质炭后矿质氮含量的减少可能是旱作春玉米农田N2O排放减少的主要原因。  相似文献   

15.
施氮水平对冬小麦冠层氨挥发的影响   总被引:2,自引:1,他引:1  
为探索冬小麦全生育期冠层氨挥发规律、主要影响因素及其对麦田氨挥发的贡献率,设置0、90、180 kg N·hm~(-2)三种氮素水平,利用改进型通气式氨气捕获装置,原位分析冬小麦冠层氨挥发速率及其与叶片氮素生理指标的关系。结果表明:麦田氨挥发主要发生在施肥后2~3周,全生育期累积挥发量为3.773~8.704 kg N·hm~(-2),施氮显著提高了麦田氨挥发累积量(P0.05),土壤与冠层氨挥发累积量分别为3.289~7.773 kg N·hm~(-2)和0.750~1.461 kg N·hm~(-2),对麦田氨挥发的贡献率分别为87.2%~89.3%和15.4%~19.9%。不施氮条件下,冠层无氨气吸收;低施氮(90 kg N·hm~(-2))下,冠层氨气吸收主要发生在苗期;高施氮(180 kg N·hm~(-2))下,苗期、返青期和灌浆前期冠层均有氨气吸收发生。冠层氨挥发主要发生在开花期、灌浆末期至枯死期,分别占冠层氨挥发的4.5%~9.3%和79.1%~99.0%;冠层氨挥发速率与叶片氨气补偿点、质外体NH+4浓度显著正相关(P0.05),与谷氨酰胺合成酶(GS)活性、质外体溶液pH相关关系不显著(P0.05)。总之,开花前,不施肥条件下冬小麦冠层向大气中释放氨,施肥后,冠层从大气中吸收氨。冬小麦开花后,不论施肥与否,冠层都向大气层释放氨。  相似文献   

16.
氮肥施用水平及种类对生菜产量及菜地N2O排放的影响   总被引:4,自引:2,他引:2  
采用静态箱-气相色谱法研究了氮肥施用水平及种类对生菜产量和土壤N_2O排放的影响。试验设7个处理:不施氮肥(N0),施氮112.5 kg N·hm~(-2)(N1),施氮225 kg N·hm~(-2)(N2),施氮337.5 kg N·hm~(-2)(N3),控释氮肥(CRU-N2),稳定性氮肥(SN-N2),有机无机氮肥配施(MN-N2)。对比研究了不同施氮水平和等氮量不同氮种类处理对N_2O排放特征和生菜产量的影响。结果表明,随着氮肥用量的增加N_2O排放通量增加。在试验条件下,生菜获得最高产量时的施氮量为125 kg N·hm~(-2),适量降低生菜施氮水平能有效降低N_2O气体累积排放量。相同氮水平下,SN-N2与MN-N2处理较N2处理分别增产达13.3%和17.2%,但差异未达显著水平。SN-N2处理N_2O排放总量和N_2O排放系数仅为0.80 kg N·hm~(-2)和0.36%,较常规施肥处理分别降低了84.8%和1.97个百分点。综上,在不降低生菜产量的前提下,优化氮肥施用水平并采用稳定性氮肥技术是菜地N_2O减排和减少蔬菜种植氮素损失的重要途径。  相似文献   

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