玉米秸秆分解过程中细菌群落组成演化特征     

王西亚  吕继龙  何萍  范分良  仇少君  徐新朋  赵士诚 《植物营养与肥料学报》2021,(1)

【目的】土壤中存在着大量的分解秸秆的微生物。研究秸秆分解过程中细菌群落组成的演化规律,对了解和调控农田微生物群体组成以促进秸秆分解具有重要意义。【方法】试验于2014年10月至2015年10月在河南省农业科学院原阳试验基地进行,将成熟期玉米秸秆(茎和叶)烘干,剪成长1~2 cm、宽0.3~1 cm的碎片,称12 g样品(相当于8 t/hm^2)装入15 cm×10 cm的尼龙网包(孔径0.04 mm)内,于10月5日冬小麦出苗后埋置在小麦垄间。分别于埋置后0、1、2、4、7、10和12个月收集秸秆包和土壤样品。测定秸秆样品干物质量和碳氮含量,选择埋置了0、2、4、7和12个月的秸秆及其土壤样品分析细菌丰度及群落组成。【结果】秸秆埋入土壤后的前2个月内分解最快,然后逐步减慢,在1、2、4、7、10和12个月后分别降解了总生物量的19.2%、32.9%、44.2%、52.2%、66.8%和73.8%。秸秆埋入土壤后,秸秆和土壤中细菌丰度均显著增加,分别于第4和7个月达到最高后开始下降。秸秆细菌的丰度指标OTUs、ACE、Chao1和多样性指标Shannon随试验时间的延长逐步增加,而Simpson指数随试验时间延长逐步降低,而土壤中这些指标在试验过程中没有显著变化。与刚埋置秸秆时相比,埋置2个月后的秸秆细菌Bacteroidetes门相对丰度明显增加,主导细菌群为Bacteroidetes和Proteobacteria门。Actinobacteria丰度在埋置2个月后明显降低,然后又随试验时间延长逐步增加。Planctomycetes、Saccharibacteria、Verrucomicrobia、Acidobacteria、Chloroflexi和Gemmatimonadetes丰度在原始秸秆中较低,埋入土壤后随试验时间延长逐步增加。Sphingobacteriia、Gammaproteobacteria、Alphaproteobacteria和Flavobacteriia主导前期细菌纲组成,而Actinobacteria、Anaerolineae和Bacilli纲丰度在后期逐步增加。秸秆分解速率主要受其碳含量影响,秸秆细菌群落组成前期与秸秆碳含量相关,后期与秸秆氮含量相关。随着试验的进展,秸秆细菌群落组成与土壤中的细菌群落组成趋同。【结论】秸秆埋入土壤后前2个月的分解速率最高,随后逐步降低。秸秆分解前期细菌群落由富营养型组分Bacteroidetes和Proteobacteria门和Sphingobacteriia、Gammaproteobacteria、Flavobacteriia和Alphaproteobacteria纲主导,随后被逐步增加的贫营养型组分Actinobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi、Saccharibacteria门和Deltaproteobacteria、Actinobacteria纲等代替。秸秆碳氮含量变化是影响秸秆分解及其过程中细菌群落演化的主要原因。  相似文献   

延怀盆地不同土地利用类型土壤风蚀物特征     

李晓娜  王超  万秀云  赵春桥  张微微  史瑞双  樊冉冉  李翠 《水土保持研究》2022,29(1):14-20+27

研究延怀盆地典型土地利用类型地表土壤风蚀物分布特征,可为了解该区域风蚀过程、改善生态环境提供数据支撑。以怀来县为研究对象,采用野外监测和室内分析相结合的方法,分析了葡萄、果桑、欧李、玉米免耕、玉米翻耕5种土地利用类型在冬季休耕期(上年11月—次年2月)和春季备耕期(3—5月)风蚀物质量、粒径及碳氮含量随高度的变化特征。结果表明:(1)欧李与玉米翻耕地土壤风蚀物质量分数垂向分布遵循幂函数递减规律; 果桑、葡萄与玉米免耕地土壤风蚀物质量分数在监测高度范围内随高度增加无规律性变化。(2)春季备耕期5种土地利用类型输沙通量均高于冬季休耕期。(3)冬季休耕期5种土地利用类型风蚀物的粒径范围集中分布在500～2 μm; 春季休耕期5种土地利用类型风蚀物的粒径范围集中分布在250～2 μm。(4)5种土地利用类型冬季休耕期风蚀物碳氮含量高于春季备耕期。风蚀物质量、碳氮含量及粒径的垂直分布受土地利用类型和人为活动的影响,其中人为活动对输沙通量影响较大,因此在该区域土壤风蚀防治过程中可以采用构建防风草篱、合理调整土地利用布局的方式,达到降低近地表风速、拦截风沙的作用。  相似文献   

典型黑土区坡耕地退化程度诊断与评价     

张守昊  孙蕾  JAMSHIDI Abdul Hakim  牛勇  刘霞  FAN Zhaofei 《水土保持研究》2022,29(2):1-6

为了对黑土区坡耕地退化程度进行全面、综合、客观的诊断与评价,通过文献计量法和频度分析法对国内外耕地退化评价文献内的高频指标进行了统计分析,建立了适用于东北典型黑土区坡耕地退化程度诊断与评价的指标体系(TIS)。同时以拜泉县为研究区域,通过聚类分析建立了土壤退化程度诊断与评价最小指标集(MIS)。结果表明:(1)TIS共包括物理、化学、生物和侵蚀特征因子4类共11项指标:腐殖质层厚度、黏粒含量、有机质含量、pH值、坡度、垄坡角、沟壑密度、容重、水稳性大团聚体含量、土壤阳离子交换量和作物产量,其中前6项指标组成了MIS。(2)研究区未退化土壤占12%,轻度退化土壤占12%,中度及以上退化土壤占76%。坡度可能是影响研究区土壤退化的主要因素之一,坡度与垄坡角之间存在协同关系。此外,施用农药、化肥以及连作导致土壤酸化问题突出。  相似文献   

行距比例及密度对绿洲灌区玉米水分利用效率的互作效应     

贺玉鹏  樊志龙  赵财  胡发龙  殷文  于爱忠  柴强 《水土保持学报》2020,34(4):224-229,236

探究是否可以将行距比例和种植密度集成于同一作物生产系统中来提高作物产量,增加水分利用效率。以玉米"五谷568"为研究材料,于2017—2018年进行大田试验,设7∶3(L_1,宽行56 cm∶窄行24 cm),6∶4 (L_2,宽行48 cm∶窄行32 cm),5∶5(L_3,等行距40 cm) 3个行距比例水平,82 500株/hm~2(D_1)、90 000株/hm~2(D_2)、97 500株/hm~2(D_3)、105 000株/hm~2(D_4)、112 500株/hm~2(D_5) 5个种植密度,探讨不同行距比例及密度处理对玉米的耗水特征、产量及水分利用效率的影响。结果表明,L1行距比例可有效降低玉米耗水量,但会增加棵间蒸发,对E/ET影响不显著,其中2017年L_1较L_3能有效降低耗水量11.9%,2018年无显著差异;此外与传统行距比例相比,L_1行距比例具有增产优势,玉米增产5.2%～10.5%,提高水分利用效率6.5%～8.7%。密度间比较,D_3密度较传统密度D_1能有效降低耗水量、棵间蒸发量以及E/ET,对玉米增产及水分利用效率的提高有促进作用;其中D_3密度较传统密度D_1耗水量降低13.3%,2018年差异不显著;棵间蒸发量减小7.1%～7.2%;E/ET减小6.8%～19.2%;玉米增产7.5%～17.1%;水分利用效率提高23.9%～46.2%。2年L_1D_3较传统处理L_3D_1耗水量降低12.8%～30.6%;棵间蒸发量降低8.5%～10.4%;E/ET降低7.3%～7.5%;玉米产量增加7.7%～25.5%;水分利用效率提高36.0%～41.2%。因此,在河西绿洲灌区,7∶3(L_1,宽行56 cm∶窄行24 cm)行距比例结合97 500株/hm~2(D_3)种植密度可有效增加玉米产量,提高玉米水分利用效率。  相似文献   

辽河三角洲泥质海岸防护林小气候效益研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

王岩  魏忠平  潘文利  范俊岗 《水土保持研究》2011,18(4):65-68,73

利用常规观测与梯度观测相结合的方法,对辽河三角洲典型泥质海岸的片状防护林和单片防护林带的风速、土壤温度、光照强度、空气湿度等气象因子进行观测。结果表明：片状林带透风系数为0.26,属于疏透结构,在林带背风区1H-5H（H为树高）范围内风速降低最明显,降低幅度为38.51%～57.25%,10H-20H范围内比较缓和,风速降低8.19%～20.57%,林内风速平均比林外对照降低62.86%;单林带1H-5H风速平均降幅为41.54%～59.53%,10H-20H平均降幅为9.26%～16.14%。林内各层土壤温度比林外低,日平均空气湿度林内比林外高30.6%,日平均光照强度林内比林外降低40.4%。单片、片状林带的有效防风距离为20H;片状海防林带具有改善森林小气候的功能,能够增加林带内空气湿度,降低光照强度,调控土壤温度。  相似文献   

不同土壤管理方式下幼龄柑橘根区土壤酶活性动态变化   总被引：3，自引：0，他引：3  

潘学军  张文娥  罗国华  樊卫国 《土壤通报》2011,(5):1116-1119

以盆栽2年生纽荷尔脐橙为试材,研究了清耕、自然生草和间种绿肥条件下幼龄柑橘生长期内根区土壤酶活性的动态变化。结果表明,间种绿肥和生草能显著提高柑橘根际土壤脲酶和蛋白酶活性,但2种酶的峰值出现时间不同,脲酶的峰值出现在绿肥成熟期和压青后,而蛋白酶峰值出现在压青前,压青引起蛋白酶活性降低。生草和间种绿肥的柑橘根际土壤过氧化氢酶略高于对照,但3处理间无明显差异;压青会引起过氧化氢酶活性降低,随着绿肥压青后腐解,过氧化氢酶又开始回升。因此,柑橘园内间种绿肥要适时压青。  相似文献   

气候因素对鲁西南棉花生长、产量和品质的影响     

张翠英  郝振华  景安华  樊景豪 《中国农业气象》2011,(Z1)

应用鲁西南1980-2009年植保部门棉花资料和气象部门气象资料,利用DPS专业版数据处理系统筛选一批影响棉花生长、产量和品质最优势相关气象因子,分析其相关性及对棉花生长、产量和品质的影响。结果表明:棉花衣分与7月降水量呈显著负相关;8月充足的光照有利于棉花裂铃、吐絮;9月降水量偏多,铃重严重减少。铃重随5月和8月平均气温升高而增加。铃重与5月日照时数呈正相关,光照充足,铃重增加;适宜的降水量对棉花纤维长度有利,降水量过大则棉花纤维长度减小。棉花皮棉及籽棉的产量均与年平均气温呈极显著正相关,说明气温偏高有利于棉花产量形成。分析气候因素对棉花生长及产量的影响,对发展当地棉花产业具有重要意义。  相似文献   

基于关键气象因子的中稻单产动态预报     

唐余学  罗孳孳  范莉  阳园燕 《中国农业气象》2011,(Z1)

利用重庆市1986-2009年中稻单产和中稻生育期内旬平均气温、旬降水量、旬日照时数等资料,采用统计分析法建立中稻气象产量动态预报模型,在此基础上预报中稻单产。用5a滑动平均方法分离中稻趋势产量,在分析气象产量与中稻全生育期逐旬气象要素相关性的基础上,以3月中旬平均气温、5月下旬日照时数、7月中旬平均气温、7月中旬降水量、7月中旬日照时数、7月下旬平均气温、7月下旬降水量和8月上旬平均气温等作为关键气象因子,建立中稻气象产量动态预报模型,并应用该模型实现中稻单产动态预报。对1986-2009年的中稻单产做模拟检验,平均准确率在96%以上,95%以上的年份预报准确率超过90%。对2010年的单产进行预报,准确率为91.5%～92.8%,预报准确率较高,基本能满足业务服务的需要。  相似文献   

喀斯特高原山地水土流失影响因素及生态效益评价——以贵州毕节石桥小流域为例     

张芳挺  熊康宁  陈浒  杨正怀  樊云龙 《水土保持研究》2009,16(5)

为进一步认识喀斯特地区的水土流失影响因素及其生态效益,以喀斯特高原山地石漠化典型区贵州毕节石桥小流域为研究对象,通过对小流域的土壤物理特性和植被因子进行分析,结果表明:土壤机械组成直接影响径流区土壤的渗透能力,不同的土地利用类型水稳定性能相差较显著;土壤容重、持水率对水土流失的影响表现在土壤容重均较低,土壤结构较为疏松,依次是灌草丛地<(陡坡地)退耕还林地<缓坡耕地;植被覆盖的多少与水土流失的变化表现出很强的相关性,土壤侵蚀量与植被覆盖度在α=0.05水平显著相关,相关系数r=0.779,0.853,植被覆盖度愈大,侵蚀愈弱.喀斯特高原山地水土流失因素与土壤物理性质有着最直接、最敏感的相关性,以植被恢复及控制人为干扰来减少水土流失效果最佳,生态效益能实现最大化.该研究成果必将对同类喀斯特地区的水土流失治理起到积极作用,为喀斯特山区水土保持工作提供科学依据.  相似文献   

太行山地区侧柏人工林主要养分元素分配及循环特征   总被引：2，自引：0，他引：2  

赵勇  樊巍  吴明作  张军  朱彦峰 《水土保持学报》2009,23(2)

为了解侧柏(Platycladus orientalis)人工林养分循环特征,以太行山丘陵区侧柏人工林为研究对象,采用样地标准木收获法,对其生物量和养分循环进行了研究.结果表明:(1)侧柏人工林(26 a)生物量约45.55t/hm2,林分净生产力为2.07 t/hm2;生物量分配排序为;树干树根树皮树枝树叶.(2)林分营养元素积累量为455.23 kg/hm2,积累量的排序为:CaNP.(3)灌草植被层营养元素积累量顺序为:CaNP,灌草层3种元素总贮量仅占乔木层的5.5%.(4)凋落物营养元素年归还量为337.12 kg/hm2,3种营养元素归还量排序为:CaNP,Ca的年归还量最高,为271.66 kg/hm2,分别是N和P的4.42倍和69.12倍.(5)年吸收量、年存留量、养分年归还量和富集系数排序均为CaNP;吸收系数排序为CaNP;利用系数、循环系数排序是NCaP,侧柏对N的利用系数最大;Ca的富集能力最强.分别是N,P的1.9和2.8倍.侧柏的N周转时间最短(1.22 a),P周转时间最长(3.63 a),Ca周转时间居中(1.43 a).  相似文献