国家重点基础研究发展计划(2013CB127406)
- 作品数：8 被引量：226H指数：7
- 相关作者：杨俊诚姜慧敏张建峰郭俊娒李玲玲更多>>
- 相关机构：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所四川农业大学辽宁大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金公益性行业(农业)科研专项更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程生物学更多>>
- 优化施氮模式下设施菜地氮素的利用及去向被引量：19
- 2013年
- 针对设施蔬菜生产中化肥氮高强度投入造成的肥料资源浪费和土壤质量下降等突出问题,以我国设施蔬菜生产典型区山东寿光为研究基地,在该区域3年减施氮肥模式对农学、肥力和环境效应影响的定位试验基础上,应用15N示踪技术,对筛选出的氮肥优化模式进行验证,并定量化地研究氮肥基于C/N调控和基于水分调控的优化模式下氮素的吸收、利用及去向,以期为设施菜地合理的氮素管理提供理论和技术支持。试验设2个处理,1)农民习惯施氮模式(FP);2)优化施氮模式(OPT)。研究结果表明,OPT处理的番茄地上部产量和氮素吸收量均高于FP,作物吸收氮只有20%左右来自化肥氮;与FP相比,OPT处理的化肥氮素农学效率和氮素利用率显著提高(P<0.05);土壤中残留氮主要以硝态氮的形式存在,FP和OPT处理在0—100 cm土层中的残留量分别为N 536.9和340.3 kg/hm2,主要分布在0—40 cm土层,随着深度的增加,累积量有所减少,OPT处理显著降低了各土层硝态氮的累积(P<0.05);除了作物吸收和土壤残留的氮,FP和OPT处理中分别有32.4%和8.2%的化肥氮以各种途径损失,OPT处理氮素损失率比FP低24.2个百分点。综合以上研究结果,优化施氮模式对化肥氮的吸收、利用及减少化肥氮的损失方面均优于农民习惯施氮模式。
- 姜慧敏张建峰李玲玲李树山张水勤潘攀郭俊娒刘恋杨俊诚
- 关键词：15N示踪设施菜地
- 无害化污泥施用对土壤有机质、微生物量碳和氮含量的影响被引量：15
- 2014年
- 合理施用无害化处理后的城市污泥是废弃物资源化利用的重要途径之一。本文采用小麦、玉米轮作的田间连续定位试验,研究了不同施用量的无害化污泥对华北沙化潮土土壤中有机质、微生物量碳和氮含量的影响。结果表明:施用无害化污泥0 t·hm-2(CK)、15 t·hm-2(A1)、30 t·hm-2(A2)和45 t·hm-2(A3)4种处理下,与CK相比,A3处理在小麦季和玉米季土壤有机质含量均得到显著提高(p<0.05),其中小麦季土壤中有机质含量为17.45 g·kg-1,增加了30.91%;玉米季土壤有机质含量为26.52 g·kg-1,增加了80.53%。A2和A3处理对土壤微生物量碳和氮的提升也分别达到显著水平(p<0.05),小麦季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到225.91 mg·kg-1和321.18 mg·kg-1,比CK处理分别增加144.20%和247.18%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到154.41 mg·kg-1和190.75 mg·kg-1,分别增加29.19%和59.60%;小麦季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达13.53 mg·kg-1和23.92 mg·kg-1,比CK处理分别增加95.52%和245.66%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达29.50 mg·kg-1和30.71 mg·kg-1,比CK处理分别增加40.08%和45.82%。在小麦和玉米轮作周期,随无害化污泥施用量的增加,土壤有机质含量、土壤微生物量碳和氮的含量均得到有效提高;土壤有机质、微生物量碳和氮的含量分别与无害化污泥的不同施用量呈正相关关系。
- 刘恋张建峰姜慧敏杨俊诚邓仕槐郭俊娒谢义琴张水勤王峰源李玲玲
- 关键词：土壤有机质土壤微生物量碳土壤微生物量氮
- 不同有机肥对黄泥田土壤培肥效果及土壤酶活性的影响被引量：124
- 2014年
- 【目的】低产黄泥田在南方稻区广泛分布,其障碍因素是土壤熟化度低,施用有机肥料是改良黄泥田的重要措施。本文通过田间试验研究化肥和不同有机肥对低产黄泥田的培肥效果以及土壤碳、土壤氮、土壤磷转化的相关酶活性的变化规律,为低产黄泥田培肥改良提供理论依据和技术支撑。【方法】试验地位于湖北省京山县,种植模式为双季稻,田间试验中设6个处理,分别为(1)不施肥(CK),(2)单施化肥(NPK),(3)化肥+绿肥(NPKG),(4)化肥+猪粪(NPKM),(5)化肥+秸秆(NPKS),(6)化肥+秸秆+腐熟菌剂(NPKSD),化肥用量相同,配施有机肥处理施用的有机碳量相当。水稻收获后取耕层土壤样品,测定不同处理土壤养分和土壤酶活性指标,了解土壤养分和土壤酶活性的变化特征;采用典型相关分析方法,分析土壤养分和土壤酶两组变量之间的相关关系,研究不同有机肥对低产黄泥田的培肥效果。【结果】有机肥能够提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,明显提高早稻和晚稻的产量。有机肥对土壤酶活性有很大影响,配施有机肥不同程度地提高了α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶活性;过氧化物酶和脲酶没有明显差异;磷酸酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶活性有所降低。土壤酶活性是评价施肥对土壤肥力影响的重要生物指标,土壤养分和土壤酶活性典型相关分析结果显示,二者显著相关,可以用于评估黄泥田土壤肥力变化的酶主要有β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶。典型变量排序结果表明,有机肥的培肥效果秸秆>猪粪>绿肥。【结论】低产黄泥田增施有机肥可以显著提高水稻产量和土壤速效养分含量,施用不同有机肥9种土壤酶活性响应不同,其中β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶活性可以用于表征低产
- 荣勤雷梁国庆周卫刘东海王秀斌孙静文李双来胡诚
- 关键词：猪粪绿肥土壤肥力土壤酶活性
- 玉米秸秆炭还田对黑土土壤肥力特性和氮素农学效应的影响被引量：22
- 2016年
- 【目的】探索玉米秸秆炭对东北黑土土壤肥力特性和氮素农学效应的影响,可为东北玉米集约化生产区秸秆资源利用和培肥土壤提供理论和实际应用基础。【方法】本研究以东北典型黑土区春玉米种植体系为研究对象,通过连续两年的田间原位试验,研究了添加500℃厌氧条件热解的玉米秸秆炭对土壤养分含量、微生物和酶活性的影响及玉米秸秆炭对作物产量和氮素农学效应的影响。试验设三个处理:1)PK+4 t/hm2秸秆还田(CK);2)NPK+4 t/hm2秸秆还田;3)NPK+4 t/hm2秸秆还田+2 t/hm2秸秆生产秸秆碳,在玉米成熟期取0—20 cm土壤样品和植株样品,采用常规方法进行相关项目的测定。【结果】1)土壤养分分析结果。与秸秆还田相比,秸秆炭处理在2013和2014年土壤碱解氮含量(AN)分别提高了10.1%和9.7%,均达到显著水平(P<0.05);土壤速效磷含量(AP)分别提高了13.7%和27.3%,在2014年达到显著水平(P<0.05);土壤微生物量碳含量(SMBC)分别提高了13.5%和26.9%,土壤脲酶活性(URE)分别提高了22.3%和31.8%,2014年SMBC和URE升高均达显著(P<0.05)。秸秆炭对土壤有机质(OM)、全氮(TN)、速效钾(AK)、土壤微生物量氮(SMBN)和蔗糖酶活性(SUC)的提升效果在两年试验中均没有达到显著水平,2)氮素农学效应影响结果。与处理2相比,处理3肥料氮偏因子生产力(PFPN)分别提高了3.3%和9.6%,肥料氮经济效益(EBN)分别提高了12.9%和27.5%,均在2014年表现出显著提高(P<0.05);而两年间处理3的玉米产量分别提高3.3%和9.5%、肥料氮利用率(UEN)分别提高了3.9%和14.0%、肥料氮农学效率(AEN)分别提高了11.6%和23.9%,但均未达显著水平。【结论】2年试验初步表明施用玉米秸秆炭可以提高土壤微生物活性和土壤酶活性,调节土壤与作物之间的养分供需,改善土壤养分状况,对提升氮素农学效应有作用。因此,玉米秸秆炭可作为秸秆资源高效利用的有效形式,其长期
- 郭俊娒姜慧敏张建峰李玲玲张水勤谢义琴李先刘晓周贵宇杨俊诚
- 关键词：土壤酶活性
- 有机无机肥氮素对冬小麦季潮土氮库的影响及残留形态分布被引量：26
- 2013年
- 利用15N分别标记有机肥和化肥,通过小麦盆栽试验,研究了外源氮素在典型潮土中向土壤有机氮和无机氮(铵态氮、硝态氮)各形态的转化与分配。结果表明:(1)土壤全氮受有机肥影响显著。有机肥处理土壤全氮显著提高24.8%(P<0.05),其中铵态氮和硝态氮分别增加了59.0%和120倍;有机无机肥配施处理土壤全氮提高13.7%,其中硝态氮增加了84.5倍,均达到显著水平(P<0.05);化肥处理对土壤全氮包括土壤硝态氮和铵态氮含量有一定提高,但差异性检验不显著。(2)外源氮对土壤有机氮影响明显。与对照相比,不同施氮处理均提高了土壤各形态有机氮的含量,有机肥处理土壤酸解性有机氮和酸解性铵态氮显著增加(P<0.05),分别提高了25.3%和39.3%;不同施氮处理各形态有机氮占全氮的比例变化较小,处于动态平衡中。(3)来自不同肥料的外源氮对土壤有机氮含量变化的贡献不同。外源化肥氮直接影响土壤酸解性铵态氮和非酸解性有机氮含量的变化,残留化肥氮分别占这两种形态有机氮含量的7.8%和5.2%;外源有机氮对土壤非酸解性有机氮和酸解未知氮含量的变化起主导作用,残留有机肥氮分别占这两种形态有机氮含量的5.0%和4.5%;有机无机肥料配施情况下,在土壤酸解未知氮含量的变化中有机肥氮起主要作用,残留有机肥氮占酸解未知氮含量的18.0%。(4)土壤铵态氮和硝态氮的变化均主要由外源氮转化而来。在化肥处理中分别有27%的土壤铵态氮和硝态氮来自外源化肥氮的转化,有机肥处理中分别有8%的土壤铵态氮和硝态氮来自外源有机肥氮的转化,有机无机肥配施处理中分别有5%的土壤铵态氮和硝态氮来自外源有机肥氮的转化。(5)有机无机肥配施可提高土壤有机肥氮素的残留并促进其向土壤酸解性铵态氮和酸解未知氮、铵态氮和硝态氮等有效形态转化,从而提高有机肥的有效性,减少环境风
- 李树山杨俊诚姜慧敏张建峰李玲玲张水勤潘攀郭俊娒刘恋
- 关键词：潮土有机氮无机氮
- 不同来源氮素配合施用提高东北春玉米氮素利用与改善土壤肥力的可持续性研究被引量：12
- 2017年
- 【目的】研究不同氮素形态对东北春玉米氮素利用和土壤肥效的影响,为氮素养分持续高效利用和培肥土壤提供理论依据。【方法】2013~2015年连续三年在东北典型春玉米种植区开展田间定位试验,在相同磷钾肥施用前提下,试验设4个处理:1)50%玉米秸秆氮(N0);2)100%速效氮165 kg/hm^2(N1);3)60%速效氮+20%有机肥氮+20%缓释氮,施氮量165 kg/hm^2(N2);4)N2+生物炭,生物炭量相当于50%玉米秸秆(N3)。收获期测定耕层土壤基本理化指标、作物产量及氮素利用率、基肥和追肥后土壤N_2O排放量。【结果】1)三年玉米平均产量N1、N2和N3处理分别比N0处理显著增加了62.7%、67.7%和80.1%(P<0.05);N2和N3处理分别比N1处理增产3.0%和10.7%;N3处理玉米产量可持续性指数(SYI)最高,产量可持续性最好。2)与N1处理相比,2013年和2014年累计化肥氮利用率N2和N3处理分别增加了8.4%和12.7%、10.2%和15.5%,2015年分别显著增加了8.4%和12.7%(P<0.05)。N2和N3处理累计化肥氮利用率呈现逐年增加的趋势,且N3处理增加幅度大于N2处理,说明N3处理氮肥的后效更加明显。3)施氮处理显著提高了土壤N_2O累积排放量(P<0.05),N3处理较N1处理显著降低了53.2%;4)N3处理的综合土壤肥力指数(IFI)最高,N3处理在农学、土壤肥力和环境效应评价中最优。【结论】在总氮施用量不变的前提下,以添加适宜比例生物炭、有机肥和缓释氮肥替代部分速效化肥氮,可协同实现东北春玉米持续稳产、氮素养分持续高效利用和土壤肥力的可持续改善。
- 姜慧敏郭俊娒刘晓乔少卿张雪凌郭康莉张建峰杨俊诚
- 关键词：N2O排放玉米氮肥利用效率
- 镉和苄嘧磺隆复合污染胁迫对水稻的基因应答机理的基因芯片分析被引量：2
- 2013年
- 在前期研究的基础上设置镉(Cd,45μmol·L-1)、苄嘧磺隆(BSM,0.25μmol·L-1)和镉与苄嘧磺隆复合(++,45μmol·L-1Cd+0.25μmol·L-1BSM)污染为试验处理组,在培养基中加入等量的蒸馏水作为对照(CK),以丰美占和粤香占两个不同基因型水稻品种为材料,利用Affymetrix水稻基因芯片,研究了丰美占和粤香占幼苗根系中的基因表达对Cd、BSM及其复合污染胁迫的基因应答情况。基因芯片分析数据表明,经Cd、BSM及其复合胁迫处理的两个水稻品种根系中共发现有2144个基因表达上调(ratio≥2),共发现有2346个基因表达下调(ratio≤0.5)。其中,上调基因主要涉及硫吸收与代谢、抗氧化、植物解毒、泛素引导的蛋白质降解、伴侣蛋白等相关基因。这些基因的高效表达能有效地降低Cd和BSM对水稻植株的毒害作用,进而使复合污染处理下的丰美占幼苗具有较高的对Cd(或BSM)胁迫的耐受性。
- 路超姜慧敏张建峰葛才林王泽港杨俊诚
- 关键词：水稻复合污染基因芯片生物信息学
- 连续施用无害化污泥堆肥对沙质潮土活性有机氮组分的影响被引量：8
- 2018年
- 以河南省沙质潮土为研究对象,通过2012—2016年田间连续定位试验,在小麦-玉米轮作制度下,研究单施化肥(CK)、添加污泥堆肥(CS)15 t·hm^(-2)(CS_1)、30 t·hm^(-2)(CS_2)和45t·hm^(-2)(CS_3)对土壤活性氮各组分及其分配比例的影响.结果表明:连续施用污泥堆肥能够显著提高土壤含水率,降低土壤p H,提高土壤有机碳、全氮和速效养分含量,其中全氮(TN)含量显著增加了93.1%~284.3%;施用污泥堆肥45 t·hm^(-2)显著提高了土壤轻组有机氮(LFON)、颗粒有机氮(PON)和微生物生物量氮(MBN).污泥堆肥促进了颗粒态有机氮(PON/TN)和微生物生物量氮(MBN/TN)分配,在CS_2处理下分别显著提高了12.3%和539.9%,而降低了土壤轻组有机氮(LFON/TN)和溶解性有机氮(DON/TN)分配,分别降低了17.3%~40.1%和38.5%~71.3%.总体上,活性氮组分对TN的贡献为:PON>LFON>DON>MBN.主成分分析表明,CS_2和CS_3处理下活性氮含量及其分配比例载荷值较高;冗余分析表明,土壤理化指标(p H除外)和生物学指标与活性氮含量及其分配比例呈正相关.污泥堆肥可提供大量稳定性有机物质,影响土壤物理、化学和生物学特性,促进土壤氮素向活性氮的形式转化,当污泥堆肥施用量达30、45 t·hm^(-2)时培肥效果显著,可用作沙质潮土的改良材料.
- 郭康莉郑江冀拯宇刘晓朱兴娟姜慧敏杨俊诚张建峰
- 关键词：污泥堆肥土壤培肥
