黑土地保护与秸秆富集深还   总被引：2，自引：0，他引：2  

窦森 《吉林农业大学学报》2016,(5):511-516

介绍了吉林省黑土地保护的范围、存在的问题和保护措施,特别介绍了秸秆富集深还技术模式及其优点、适用条件和实施效果。我国黑土是世界上四大黑土区之一,吉林省的黑土区(软土)为8.63万km~2,其中发生学分类的黑土为1.1万km~2,分别占全国的32%和15%。黑土退化的主要表现是黑土"变少了""变薄了""变瘦了",其主要原因是建设占用和不当耕作。黑土地保护的主要措施是通过合理耕作和秸秆深还来形成深厚、肥沃、健康的耕作层和亚表层;对于不可避免的建设占用耕地实施表土剥离与再利用,同时尽快完成城市边界、永久基本农田边界、生态边界的"三界"划定,保护黑土资源。就秸秆深还而言,提倡机械化秸秆富集深还,即将玉米秸秆粉碎并富集到一个条带后,以风力注入的方式埋入土壤亚表层20~40 cm的技术模式。其优点是土层顺序不变,并可2~4倍量富集秸秆,达到连年条带轮耕深还秸秆的目的,彻底解决秸秆焚烧和土壤培肥之急需。  相似文献   

秸秆深还及配施化肥对土壤腐殖质组成和胡敏酸结构的影响   总被引：5，自引：0，他引：5  

张艳鸿  窦森  董珊珊  谭岑  李立波  林琛茗 《土壤学报》2016,53(3):694-702

中国每年农作物秸秆总量巨大,大部分农民选择焚烧,焚烧秸秆会减少表层土壤有机质,损害土壤墒情,引起环境污染,进而危害人类健康。将玉米秸秆施入土壤亚表层(20~40 cm之间),即"秸秆深还"(Corn stover deep incorporation,CSDI),可以有效解决秸秆利用问题,以及由于焚烧秸秆造成的诸多问题,继而达到固碳、蓄水、培肥、稳产的目的。以吉林农业大学试验站玉米连作耕地0~20 cm和20~40 cm土层土壤为研究对象,设CK(未施用秸秆)、CS(秸秆深还)、NPK(单施化肥)、CS+NPK(秸秆深还配施化肥)4种处理,主要研究秸秆深还及配施化肥对土壤腐殖质组成和胡敏酸(HA)结构的影响。腐殖质组成采用腐殖质组成修改法测定,胡敏酸样品采用IHSS方法提取纯化,其结构经元素组成、红外光谱进行研究。结果表明:秸秆深还及秸秆配施化肥对不同土层土壤有机碳(SOC)含量以及腐殖质各组分含碳量均有显著积累作用,PQ值(胡敏酸在腐殖酸中所占的比例)无显著变化。秸秆深还及秸秆配施化肥均能使HA分子的芳香结构比例增加,但CS处理还能同时增加脂族链烃的比例;而CS+NPK处理则使HA的缩合度提高,氧化度下降。说明CS和CS+NPK使HA变稳定的机制有所不同,除了分子结构芳香性提高的作用以外,前者还体现在疏水性的提高上;而后者则体现在分子结构变复杂上。  相似文献   

纯培养条件下蓝细菌形成腐殖物质的可能性研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

李艳  窦森  尹显宝  田相玲 《土壤学报》2016,53(6):1452-1463

采用红外光谱和元素分析,初步研究了纯培养条件下水华鱼腥藻(一种常见蓝细菌)不同生长期的菌体和胞外代谢物以及作为唯一基质形成的菌体混合物的结构特征。结果表明:蓝细菌样品的红外光谱图中均没有1 720 cm-1峰。2 926/1 650比值显示,水华鱼腥藻对数生长期与衰亡后期的菌体芳香物质含量高,复杂度与土壤富里酸接近,但低于土壤胡敏酸;微生物处理能使菌体混合物具有更多芳香族物质,但1 530 cm-1峰消失,表明部分C=C及氨基酸类物质被分解。相对于土壤腐殖物质,水华鱼腥藻菌体的H/C比值及(O+S)/C比值均较大,即缩合度较低而氧化度较高;经微生物处理后,其缩合度进一步降低,氧化度升高。总之,本实验条件下蓝细菌自发形成腐殖物质的可能性较低,且其作为唯一基质在其他微生物作用下形成的菌体混合物与土壤腐殖物质在结构上存在差距,但从蓝细菌的组成与结构上看,其可为腐殖物质的形成提供物质条件。该结果为土壤腐殖物质的形成研究与起源探索提供了一定的科学依据。  相似文献   

腐殖物质特异性及其产生机制   总被引：3，自引：0，他引：3  

窦森  李艳  关松  郭聃  张明阳  金良 《土壤学报》2016,53(4):821-831

腐殖物质(HS)是天然有机质的主体,其组成、结构十分复杂。之所以称其为一类物质,就是基于他们具有不同于其形成前体的化学组成与结构特征的共性,或称"特异性",即在腐殖化过程中形成新的化学组合,甚至是"特异的"结合方式。但经历近200年的探索,人们对这种"特异性"的认识仍然不清楚,并缺少实验上的证据。加之近几年,一些研究结果被不适当的推演,HS的"特异性"更加受到质疑。HS到底有无"特异性"?"特异性"是什么?这涉及HS生物化学的根基,必须进行深入研究和回答。本文对已有的一些研究报道,包括HS的特异性、生物分子单体与HS结构特征的比较、基于生物多样性(进化)的天然生物材料与HS形成、HS形成机理及胡敏酸(HA)、富里酸(FA)形成顺序、矿物黏粒催化与HS形成、异核单量子相干谱(HSQC)和总相关谱(TOCSY)、傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)和C1s软X射线近边吸收精细结构(NEXAFS)同步辐射技术应用等进行综合评述,并提出HS化学进一步研究的方向。  相似文献   

土壤腐殖物质形成转化及其微生物学机理研究进展   总被引：6，自引：2，他引：4  

窦森 《吉林农业大学学报》2008,30(4)

腐殖物质(HS)形成是土壤固碳的重要过程,微生物应该是最主要的劳动者,也是研究土壤固碳机理的核心问题.文中通过对土壤团聚体("硬场所")和土壤环境因素("软场所")以及微生物本身(转化者)对HS形成转化和稳定性作用的研究回顾,试图给出HS形成和组成与微生物组成和团聚体组成之间的关系,以及不同驱动因素对微生物和HS组分的影响.  相似文献   

长春市郊区土壤—水稻体系重金属含量及迁移规律   总被引：2，自引：0，他引：2  

王勇  窦森 《吉林农业大学学报》2008,30(5)

对长春郊区部分水田土壤及水稻籽粒中重金属含量进行调查,采用单项污染指数法和综合污染指数(内梅罗指数)法对污染现状进行评价.Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn及Ni8种重金属的单项污染指数表明研究区域内土壤全部符合一般农田的标准,综合污染指数显示区域内土壤的重金属含量均未达到污染水平.水稻籽粒中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr及Zn7种重金属的单项污染指数和综合污染指数结果均表明研究区域内水稻符合农产品食用标准.除了Hg、Pb和As以外,水稻籽粒中重金属Cu、Zn、Cd、Cr及Ni的含量与土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Cr及Ni含量显著相关,表明这些元素较易从土壤向水稻植物体内迁移积累.  相似文献   

模拟玉米秸秆及其生物炭还田对黑土有机质数量及化学结构特征的影响     

刘瑞雪  耿明昕  窦森  关松  李阳 《吉林农业大学学报》2023,(1):51-60

通过365 d田间原位模拟试验,以典型黑土为研究对象,采用土壤腐殖质化学分组以及固态13C-核磁共振技术研究了全量（12 t/hm2）玉米秸秆还田至0～15 cm土层以模拟秸秆浅旋还田（SI15）、0～35 cm土层以模拟秸秆深混还田（SI35）、玉米秸秆覆盖（SM）、全量玉米秸秆制备的生物炭（BC4）以及与全量玉米秸秆相等碳量的生物炭施入量还田（BC12）至0～15 cm土层处理对土壤有机碳含量、土壤腐殖物质形成以及土壤有机质的化学结构特征的影响。结果表明：与ck相比,SI15与BC12处理分别显著提高土壤总有机碳（SOC）含量21.83%和20.34%,对SOC数量提升作用最大,其次为BC4处理。于活性有机碳而言,SI15、BC4和BC12均显著提高土壤水溶性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量。对于相对稳定的土壤腐殖物质而言,不同秸秆还田方式均显著增加胡敏素（HM）和胡敏酸（HA）含量（SI35处理HA除外）,不同秸秆还田方式之间相比,SI15、BC4和BC12处理对提高HM的作用最大。玉米秸秆及其制备的生物炭还田对土壤有机质（SOM）的化学结构特征影响不同,SM、SI15和SI...  相似文献   

玉米根际溶磷菌Bucillus megaterium XS2的筛选鉴定与溶磷特性分析     

萧龙珍  崔俊涛  刘淑霞  窦森  王继红  王呈玉 《吉林农业大学学报》2018,(1)

为了充分挖掘土壤"磷库"资源,减少化学磷肥的施用量,减轻磷肥施用导致的农业面源污染问题,以PVK培养基为分离培养基从玉米根际土壤中分离到1株溶磷菌XS2,结合菌落形态特征、生理生化试验和16S r DNA方法对其进行分类鉴定;利用L25(53)正交设计试验,从碳源、氮源及p H对菌株XS2溶磷培养条件进行优化;利用优化后的PVK培养基测定了菌株XS2对多种难溶性磷源的溶解特点;采用高效液相色谱法分析了菌株XS2发酵液中有机酸的变化,对其溶磷机制进行初步分析。结果表明:溶磷菌株XS2为巨大芽孢杆菌(Bucillus megaterium)。正交试验结果表明:在以葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源,p H 5条件下溶磷量最高,为401.33 mg/L;菌株XS2对Ca3(PO4)2、Al3(PO4)2、Fe PO4和磷矿粉均有较好的溶解能力;发酵液中含有草酸、苹果酸、柠檬酸、乳酸、乙酸、琥珀酸和几种未知酸,其中有机酸的种类和含量随培养时间的变化而不同,柠檬酸、乳酸、乙酸和草酸可能是影响菌株溶磷的重要有机酸,试验获得了1株溶解难溶性磷的巨大芽孢杆菌XS2,它能够将多种难溶性磷转化为植物可利用的有效磷,从而增加土壤中的有效磷含量,提高作物产量,为从源头上解决磷肥施用导致的农业面源污染问题提供材料。  相似文献   

等碳量玉米秸秆及其腐解、炭化材料还田对黑土腐殖质的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

邵满娇  窦森  谢祖彬 《农业环境科学学报》2018,37(10):2202-2209

本文通过在高型塑料桶施加等碳量的玉米秸秆、腐熟秸秆和生物质炭的盆栽试验,以不施加有机物料作对照,研究不同还田材料对土壤腐殖质组成和胡敏酸结构性质的影响,为施用不同秸秆产品提供科学支持。试验共设4个处理,分别是不施加有机物料的对照(CK)、施加玉米秸秆(CS)、施加腐熟玉米秸秆(HCS)和施加玉米秸秆生物质炭(Bc),每个处理3次重复。结果表明:3种有机物料处理有利于增加土壤有机碳含量,改善腐殖质组成。Bc、HCS和CS处理SOC分别增加了18.20%、17.36%和1.45%,Bc和HCS处理差异显著;水溶性物质(WSS)含碳量分别增加36.36%、36.36%和18.18%,差异显著;胡敏素(HM)含碳量分别增加28.91%、24.69%和1.25%,Bc和HCS处理差异显著;胡敏酸(HA)含碳量分别增加21.64%、19.65%、8.46%,差异显著;富里酸(FA)含碳量显著减少;PQ值显著增加,从CK的62.86%分别增加到74.16%、69.86%和67.47%。不同材料对HA分子结构的影响不同,CS和HCS 2种秸秆处理的HA分子H/C和2920/1620比值增大(分别从1.056增加到1.075和1.107;从0.262增加到0.333和0.380),高温/中温放热比和失重比显著降低(分别从1.95降低到1.75和1.57;从1.56降低到1.50和1.41),说明施加玉米秸秆和腐熟秸秆使得HA分子缩合度和芳香性下降,脂族性增强,有利于HA分子向简单化方向发展;而Bc与秸秆处理相反,HA分子H/C和2920/1620比值减小(分别从1.056减少到1.025;从0.262减少到0.223),高温/中温放热比和失重比增加(分别从1.95增加到2.19;从1.56增加到1.65),说明施加生物质炭使得HA分子脂族与芳香碳比例下降,缩合度和芳香性增强,更有利于HA分子的稳定。秸秆和腐熟秸秆还田有利于增强HA的活性,而生物质炭还田更有利于土壤有机碳的固定。  相似文献   

长施马粪对暗棕壤团聚体腐殖质数量和质量的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

关松  窦森  马丽娜  温晓辉  周鑫  刘金华  王研  徐雅婧 《土壤学报》2017,54(5):1195-1205

运用元素和红外光谱分析研究了暗棕壤长期施用马粪(每3年施肥1次)、施低量化肥和马粪配施高量化肥对水稳性大团聚体(2 mm和2~0.25 mm)、微团聚体(0.25~0.053 mm)和粉/黏粒粒级(0.053 mm)中腐殖物质-胡敏酸(HA)的分布及其结构特征的影响,探讨施肥对农田土壤肥力的贡献及其团聚体的固碳机制。施用马粪和马粪配施高量化肥分别提高(49.06%)和降低(31.04%)了2~0.25 mm大团聚体比例,3种施肥措施均提高了土壤有机碳(SOC)数量,但对土壤HA数量影响不显著。不同施肥措施对不同粒级团聚体中HA的分子结构特征影响不同,3种施肥措施均降低了2~0.25 mm大团聚体HA的缩合度,芳香性增加;微团聚体HA缩合度降低,脂族性增强;施用马粪提高了粉/黏粒HA的缩合度和脂族性,马粪配施高量化肥提高了粉/黏粒HA的缩合度和芳香性,施用低量化肥,粉/黏粒HA缩合度下降,芳香性提高。因此,长施马粪提高了土壤SOC数量,促进2~0.25 mm大团聚体的形成,大团聚体中HA的稳定性提高,利于土壤固碳,而0.25~0.053 mm微团聚体和0.053 mm粉/黏粒HA的活性增强,利于土壤肥力供给,这些团聚体是评估长施马粪对腐殖质质量产生影响的重要粒级。  相似文献