秸秆还田与氮肥运筹对农田土壤可溶性氮组分的影响

为探究秸秆还田配施氮肥对农田土壤可溶性氮转化特征的影响,研发东北冷凉区土壤氮素供应能力提高的秸秆还田技术,采用田间连续定位试验,对比分析了秸秆还田方式(不还田、粉碎翻压还田、堆腐旋耕还田)与氮肥运筹(N 180、210、240 kg/hm^(2);氮肥基施、氮肥后移)作用下农田土壤无机氮(IN)、可溶性有机氮(DON)及可溶性全氮(DTN)的动态变化。结果表明,秸秆还田配施氮肥影响农田土壤可溶性氮组分含量,其作用行为受秸秆还田方式、施氮模式和生育时期的多重制约。秸秆还田配施低量氮肥(N 180 kg/hm^(2))土壤IN和DTN均低于无秸秆处理,而配施高量氮肥(N 240 kg/hm^(2))时高于无秸秆处理;秸秆还田土壤DON于生育前期(播种-拔节期)较无秸秆处理显著增加,而在生育中后期无规律性变化。随着施氮量增加,秸秆还田土壤IN和DTN显著增加,而DON仅于春玉米旺盛生长期(拔节期-灌浆期)显著增加。随着生育期推进,除秸秆堆腐旋耕还田土壤DON呈三峰曲线变化外,秸秆还田土壤IN、DON和DTN均呈双峰曲线变化,且峰值越来越低。由此可见,在东北农业产区,N 210 kg/hm^(2)用量下秸秆粉碎翻压还田配施15%氮肥的秸秆还田技术具有优化氮素管理、提高土壤肥力的潜力。

黑龙江省双城市土壤有机质和速效养分的空间变异特征

采用地理信息系统（GIS）和地统计学相结合的方法研究了黑龙江省双城市土壤表层（0-20cm）有机质、速效氮、速效磷、速效钾这4种土壤养分指标的空间变异性。结果表明：土壤有机质、速效氮、速效钾的理论模型均为球状模型；速效磷的理论模型为指数模型。速效钾含量的C0／（C0＋C）为49.96％，存在中等的空间相关性，说明其空间变异是由随机性因素和结构性因素共同作用的结果；速效氮、有机质、速效磷含量的C0／（C0＋C）变化范围是8．10％-14．39％，均表现出强的空间相关性，说明其空间变异均受结构性因素的影响。从总体分布趋势来看，4项养分指标均呈现出由西向东、由西南向东北升高的趋势。

秸秆堆腐还田对风沙土土壤性质和玉米产量的影响

秸秆通过低温发酵堆腐作为有机肥料替代化学肥料可以稳定风沙土有机碳库,同时也会影响土壤性状和作物生长。实验设置5个处理:(1)不施肥;(2)常规施肥;(3)有机粪肥;(4)秸秆粉碎还田;(5)秸秆堆腐还田。通过两年定位试验,观测了土壤有机质、土壤速效养分和土壤水分的变化特征。结果显示,与常规施肥相比,土壤有机质增加了12.56%~23.12%,土壤速效钾增加了5.50%~14.75%,六月末土壤水分增加了97.69%~121.62%,土壤水分的变化和土壤速效钾性状的改善可能是增产稳产的主要原因。

不同种植方式对设施番茄根系及土壤中氮磷分布的影响

采用温室小区试验,分别设置1.0 m平作、0.5 m垄作、1.0 m垄作和1.5 m垄作4种种植方式,研究了不同种植方式对番茄"朗庭"根系生长、产量、养分吸收量以及氮磷养分含量空间分布的影响,以期为探究冬春茬设施番茄适宜的种植方式,解决设施土壤氮磷淋失导致环境污染等问题。结果表明:与常规1.0 m垄作相比,1.5 m垄作种植方式下番茄产量增加10.46%,氮吸收增加7.78%,磷吸收增加20.35%;同时促进根系生长发育,提高番茄整根特征各项参数,根长增加了94.53%,0<L≤1.0 mm根长增加了101.69%,根表面积增加了80.13%,根体积增加了12.58%,根干质量增加了30.14%;根系主要分布在水平0~10 cm,垂直10~20 cm范围的土层内;1.5 m垄作提高收获期0~15 cm土层土壤硝态氮与有效磷含量,利于养分的保持,减少向下层淋溶风险。

秸秆还田与氮肥运筹对农田棕壤微生物生物量碳氮及酶活性的调控效应

如何有效运筹秸秆还田与氮肥施用,研发高效节氮秸秆还田技术,是目前东北地区农业生产中亟待解决的问题。基于田间定位试验,研究了不同秸秆还田方式(秸秆不还田、秸秆粉碎翻压还田、秸秆堆腐旋耕还田)与施氮水平(180、210、240 kg/hm^(2),以纯氮计)运筹对土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)和氮代谢关键酶活性的影响,结果表明:与秸秆不还田相比,秸秆还田处理土壤MBC、MBN含量及MBC/MBN比值和脲酶活性均显著增加,硝酸还原酶活性无规律性变化。随着生育期推进,秸秆还田处理土壤MBC和MBN含量分别呈现单峰和双峰曲线变化,脲酶和硝酸还原酶活性均呈波动式变化,高峰期均出现在春玉米旺盛生长期(拔节期至灌浆期)。随着施氮水平增加,秸秆还田处理土壤MBC、MBN含量均增加,MBC/MBN比值降低,而脲酶和硝酸还原酶活性变化行为因秸秆还田方式而异。在保证氮肥总量不变的前提下,秸秆粉碎翻压还田配以15%氮肥后移能够增加土壤MBC和MBN含量,降低MBC/MBN比值。综上,在东北农业产区,秸秆粉碎翻压还田+210kg/hm^(2)氮肥+15%氮肥后移的秸秆还田模式具有优化氮素管理、提高土壤肥力的潜力。

基于高通量测序技术筛选低温秸秆降解菌群的研究

[目的]本文旨在筛选低温(10℃)高效的玉米秸秆降解菌群。[方法]采集不同低温菌源的样品,进行低温(10℃)连续富集继代(10代)培养,利用第二代高通量测序方法分析不同处理的细菌群落结构和数量,并测定不同世代的纤维素酶、秸秆失重率等数据。[结果]筛选获得一组高效稳定分解玉米秸秆的复合菌群SLX。该菌群在15 d内产生复合纤维素酶系,对玉米秸秆的分解率达到58.97%。第二代高通量测序技术结果表明不同菌源来源是菌群分类的主要依据,复合菌群SLX主要含有酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的微生物菌株,种分类上,uncultured Acidobacteriaceae,uncultured Sphingomonas等为优势菌株。外切β-葡聚糖酶(C1)与α-变形菌纲(Deltaproteobacteria)、β-葡萄糖苷酶(BG)与β-变形菌纲(Betaproteobacteria)表现正相关;内切β-葡聚糖酶(CMCase)和滤纸酶(FPA)位于第二象限,与酸杆菌门(Acidobacteria)表现正相关,可以解释微生物群落结构总变异的34.15%,菌群通过菌种之间的协同作用,共同维持了体系的稳定。固体发酵培养实验结果显示:麦麸∶秸秆粉的比例为7∶3时为最佳配比,水料比的最佳比例为1∶1时,接种量的最佳值为5%。[结论]研究结果为明确低温秸秆降解菌群降解机理和提高纤维素降解效率提供了理论基础。

不同秸秆育苗基质对水稻幼苗生长和根际微环境的影响

以玉米秸秆和水稻秸秆为原料制备水稻育苗基质,通过对玉米秸秆和水稻秸秆进行堆肥试验,将堆肥产物以不同比例配制成基质,研究基质对水稻苗期植株生理指标、形态指标的影响,选择适合水稻幼苗生长的最佳基质配方。结果表明,腐熟玉米秸秆50%+腐殖酸25%+泥炭土25%基质(T1)所培育的水稻幼苗的地上部干质量、株高、叶绿素SPAD值与CK比较,差异达到显著水平,水稻幼苗根干质量、根长、根数,与CK比较,差异达到显著性水平。T1基质物理性状良好,容重为0.78 g/cm^(3),田间持水量55.85%。生物性状显示,腐熟玉米秸秆50%+腐殖酸25%+泥炭土25%基质(T1)与腐熟玉米秸秆30%+腐殖酸35%+泥炭土35%基质(T2)处理聚为一类,这一类群主要的菌群是假单胞菌属、土地杆菌属等;腐熟水稻秸秆50%+腐殖酸25%+泥炭土25%基质(T3)和腐熟水稻秸秆30%+腐殖酸35%+泥炭土35%基质(T4)处理聚为一类,主要菌群是假黄色单胞菌属和寡养食单胞菌属等,2个类群菌群丰度均高于CK。综合比较,T1体积配比的复合育苗基质更适合水稻幼苗生长发育,可以在实践中应用推广。

辽宁省(1980-2019年)主要作物秸秆资源量估算与秸秆综合利用减排增效分析

本研究以辽宁省主要作物玉米、大豆、水稻、马铃薯、花生为研究对象,基于辽宁省统计年鉴数据,分别估算不同作物秸秆产量、秸秆综合利用不同形式温室气体减排效果进行评估。结果表明:1980-2019年辽宁省不同作物秸秆资源量呈现前期震荡平稳、后期升高的趋势,玉米、水稻、花生呈现整体上升趋势,大豆呈整体下降趋势,2019年秸秆资源量达到4101万t,其中秸秆资源量最大的作物的是玉米,其次是水稻、花生;2019年辽宁省秸秆综合利用量约为2330万t,降低碳排放量780.07万t,综合利用率达到86%。其中:肥料化利用量530万t,占比22.7%;饲料化利用量812万t,占比34.8%;燃料化利用量89万t,占比38.2%;基料化利用量28万t,占比1.2%;原料化利用量70万t,占比3.1%。因此,合理利用秸秆养分资源是实现辽宁省肥料减施增效、固碳减排的重要途径。

根系互作对谷子和花生间作体系根际微生物碳代谢的影响

间作系统因其产量优势及生态功能在全世界都广泛应用,尤其是禾本科与豆科作物的优势组合,但该间作体系中作物根系互作对碳代谢特性的影响尚不明确。通过2年田间试验结合盆栽模拟根系分隔(根系无互作;根系部分互作;根系完全互作)方法,采用Biolog技术研究了不同种植模式对谷子和花生籽粒产量、土地生产力及土壤微生物碳源利用特征的影响。2017~2018年田间试验结果表明,2种间作模式下土地当量比(LER)均大于1,尤其是谷子-花生2∶2模式LER于2018年达到1.36,表明禾本科作物谷子与豆科作物花生体系是具有产量优势的间作系统。室内盆栽研究结果表明,间作模式下谷子的生物量与产量分别增加了49.0%和92.6%,花生则增加了11.1%和44.6%,谷子与花生的收获指数(HI)也显著增加。与完全分隔无根系互作相比,根系互作促进了根际微生物碳源利用效率,谷子与花生根际微生物对31种碳源平均利用率分别增加了19.6%和72.2%。土壤微生物对6大碳源种类的平均利用以糖类和氨基酸类为主,对酚酸类利用率最低。主成分分析结果表明,间作与部分间作花生对根际土壤碳源利用率显著高于谷子与花生单作,而单作花生对碳源利用率最低。Shannon指数和Simpson指数研究结果表明,间作提高了土壤群落微生物多样性和均匀度。禾本科作物谷子与豆科作物花生间作体系通过根系互作提高了生物量积累,促进了地下部根际微生物对底物碳源利用,增强了微生物群落结构多样性,这对深入解读地下根系互作驱动的间作体系优势互补机理具有重要意义。

大垄双行模式下设施番茄生长发育及土壤硝态氮研究

与单垄单行种植模式相比,大垄双行模式下番茄产量得到显著提高,达到105826 kg/hm^(2),可增产6.2%;果实N、P_(2)O_(5)、K_(2)O吸收量均显著提高,分别增加12.3%、6.2%、9.0%;增加了番茄生长前期的净光合速率和胞间二氧化碳浓度,而对作物生长后期的光合参数影响较小,整体改善了作物生长的透光性;有利于降低土壤0~60 cm土层NO_(3)^(-)-N的残留,平均降低43.8%,在0~20 cm土层削减效果最好。由此可见,大垄双行模式是一种适宜轻简化作业、资源节约、环境友好的新型种植模式,适用于辽宁地区设施番茄优化栽培种植。

完善建设用地批后核查 促进土地资源集约利用

目前我国正处在快速城市化和工业化的发展时期，外延扩张型的发展使我们面临的建设用地压力很大，用地矛盾也非常突出，这些都决定了我国必须高度集约利用有限土地资源，实行最严格的土地管理制度。党的十六届五中全会关于“十一五”规划的建议、国民经济和社会发展“十一五”规划纲要，都对加强土地管理工作提出了明确要求。为此，国土资源部下发了一系列关于严格土地管理的决定与通知，其中国土资源部《关于加强城市建设用地审查报批工作有关问题的通知》提出了“省级国土资源部门要切实抓好新增建设用地的批后核查工作，对依法批准的新增建设用地的土地利用、补充耕地和征地补偿安置落实等情况进行认真调查核实”，批后核查工作已经成为严格土地管理有效途径之一。

浅谈征地补偿法律制度的完善

土地作为最基本的生产要素之一，在我国经济社会发展中的作用越来越显著。土地的归属和利用关系到社会的安宁和发展，与人民群众利益息息相关。但是，随着我国城市化步伐的加快，城市向郊区迅速扩张，以及各地掀起了建设经济技术开发区的热潮，农民的土地被大量征收征用，征地补偿不到位，使一部分农民的生活得不到保障。因而引发了部分农民上访事件的发生，

秸秆生物炭与减量氮肥配施对玉米氮素利用率及土壤结构的影响

针对棕壤区土壤酸化、氮肥利用率低下、土壤结构破坏等突出问题,通过多年田间定位试验研究了不同氮水平下,秸秆生物炭添加对玉米氮素利用和土壤结构、性质的影响。结果表明:①秸秆生物炭添加可以促进植株养分吸收,有效节肥45 kg hm^-2纯氮,并保证玉米产量;②与常规施肥比,连续多年秸秆生物炭添加可以升高12.36%土壤有机质与12.88%土壤pH,使土壤物理化学性质向良性循环方向发展;③秸秆生物炭配施氮素180 kg hm^-2处理可以增加土壤粒级>0.25 mm粒级的稳定性团聚体含量,改善土壤结构。综合各指标评价,秸秆生物炭添加对土壤氮素具有"削峰填谷"的调节功能,秸秆生物炭配施氮素180 kg hm^-2处理可以达到减氮改土,并保证玉米质量和数量的生产目的。

低温堆腐与秸秆深翻还田对玉米产量及土壤微生物群落的影响

为探明我国东北地区玉米不同的秸秆还田方式对玉米产量和土壤微生物群落结构的影响,在典型棕壤区开展连年田间对比试验。采用常规方法测定玉米产量、土壤养分、土壤团聚体分布,采用微生物高通量测序方法测定土壤细菌多样性和丰度,并分析土壤环境因子的变化对土壤微生物群落的影响。本研究设无肥对照(CK)、秸秆不还田(FP)、秸秆深翻还田(SFP)及低温堆腐秸秆还田(SFPM)4个处理,主要结果表明:与常规施肥(FP)相比,SFP处理玉米籽粒产量在两年后有提升,SFPM处理还田当年产量有提升,土壤有机质(SOM)提升规律跟籽粒产量变化一致;SFP和SFPM处理均显著增加α-变形菌纲(Deltaproteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、球形杆菌纲(Thermoleophilaceae)、?-变形菌纲(Betaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)的丰度,主成分分析得出环境因子土壤养分(SOM、TN、TP、TK)解释了细菌群落41.24%的变化,环境因子土壤团聚体(0~20 cm)解释了细菌群落34.15%的变化。综合比较,秸秆低温堆腐还田可以更加高效增加棕壤区玉米产量,提高土壤肥力,改善土壤微生物群落结构。

辽宁省玉米化肥施用现状及存在问题与建议

对辽宁省14个市309个玉米田块化肥投入情况进行调查,分析玉米化肥施用中存在的主要问题。结果表明,辽宁省玉米平均产量为8121 kg/hm^(2),化肥养分(N、P_(2)O_(5)、K_(2)O)总施用量为312~479 kg/hm^(2)。氮(N)肥投入区间为188~275 kg/hm^(2),磷(P_(2)O_(5))肥投入区间为88~144 kg/hm^(2),钾(K_(2)O)肥投入区间为64~119 kg/hm^(2),N、P_(2)O_(5)、K_(2)O的平均投入比例为1∶0.48∶0.37,N、P_(2)O_(5)、K_(2)O平均偏生产力为36、75、96 kg/kg。根据辽宁省推荐施肥标准,全省平均氮、磷的减施潜力分别为53 kg/hm^(2)(23%)和30 kg/hm^(2)(28%)。辽宁省施用中微量肥料和有机肥极少、长效肥料较少,肥料以一次性施用为主。建议降低氮、磷肥施用量,增加钾肥用量,调整施肥比例,增加缓释长效肥料的施用,有条件的区域增加追肥次数。

不同秸秆还田模式对风沙土玉米生育特性及土壤活性碳、氮的影响

研究设计两年风沙土玉米盆栽试验,设置五个处理:秸秆不还田(CK)、秸秆春还田配合还田灌溉一次(SI),秸秆春还田配施菌剂及还田灌溉一次(SIB),秸秆秋还田配合还田灌溉两次,还田一次,上冻前一次(FI),秸秆秋还田配施菌剂及还田灌溉两次(FIB),其他田间管理相同,所有处理均常规施肥,通过分析作物苗期的生物量、根冠比及产量等植株信息,以及地下土壤部分可溶性碳、氮等指标,探讨秋季秸秆坐水还田模式对风沙土土壤养分的影响及对当季作物生长发育的贡献。结果表明:(1)与常规施肥处理CK相比,秋季坐水还田FIB处理植株鲜重增加了49.82%,干重增加了45.19%,粒重增加了131.74%;(2)植株苗期,与常规施肥处理CK相比,FIB处理地下部分增加了70.32%,根冠比增加了63.50%,存活率也大幅度提高,达到100%;(3)在植株整个生育期内,FIB处理从拔节期到大喇叭口期植株茎粗生长速度最快,高度增级幅度最大达22.08%;(4)在大喇叭口期,与常规施肥处理CK相比,FIB处理土壤微生物碳增加了103.98%,土壤微生物氮增加了312.11%,土壤可溶性碳增加了3.93%,土壤可溶性氮略有下降。可见,秸秆经秋季坐水还田冬季冻融作用后,比常规还田和菌剂配施还田腐熟更快,更有利于提高风沙土土壤养分以及作物的生长发育。

辽宁省农田土壤有机碳变化的模拟研究

农田土壤长期受到人类干预，与自然土壤相比，其与大气之间的碳交换强度更大。以辽宁省农田生态系统为研究对象，采用生态系统碳循环模型-CENTURY模型模拟辽宁省农田耕层土壤有机碳（0～20cm）在1951～2005年的动态变化，并以2005年大量样点的分析结果为基础，估算有机碳储量。研究表明：全省2005年农田耕层土壤有机碳密度平均为2．66kgm^-2，其中辽东山区〉辽中南平原区〉辽西低山丘陵区，全省农田耕层土壤碳储量为112．15Tg；CENTURY模型模拟的农田土壤有机碳与实测值有较好的一致性。

秸秆还田对玉米产量和土壤团聚体组成及有机碳分布的影响

研究秸秆还田对土壤团聚体组成、有机碳分布及玉米产量的影响,为秸秆合理利用与土壤培肥提供科学依据。采用田间定位试验的方法,研究秸秆还田（SNPK）和生物炭还田（BNPK）处理对玉米产量,土壤团聚体组成及其有机碳分布的影响。结果表明,与常规施肥相比,SNPK和BNPK处理4年后玉米产量分别提高6.95%和4.83%;SNPK和BNPK处理均提高了0～20 cm土层〉2 mm团聚体含量,降低〈0.25 mm团聚体含量,均降低21～40 cm土层中〉2 mm团聚体含量;SNPK处理提高0～20 cm土层有机碳含量14.11%,BNPK处理对土壤有机碳提高不明显,二者均提高0～20 cm土层中0.25～1 mm和〈0.25 mm粒级中的有机碳含量;SNPK处理明显提高0～20 cm土层〉2 mm粒级团聚体对有机碳的贡献率,BNPK处理对各粒级团聚体对有机碳的贡献率影响不明显。长期秸秆还田和生物炭还田能够改变土壤团聚体的分布,有利于土壤结构的形成,提高土壤固碳能力,增加玉米产量。

东北黑土地区主要土壤肥力质量指标的空间变异性

采用地理信息系统（GIS）和地统计学相结合的方法研究了本世纪初东北黑土区土壤表层（0-20cm）pH、有机质、速效磷、速效钾、粘粒这5种土壤肥力指标的空间变异性。结果表明：土壤pH和粘粒的理论模型均为指数模型；有机质、速效磷和速效钾的理论模型均为球状模型。速效磷、速效钾的C0／（C0＋C）较大，为46．63％和49．91％，说明这2种肥力指标具有中等的空间相关性；而pH、有机质、粘粒的C0／（C0＋C）分别为10．80％、16．57％、12．88％，说明这3种肥力指标具有较强的空间相关性。根据每个采样点的指标数据计算出该地区土壤肥力质量综合评价指数，最终得到研究区土壤肥力质量的分布图。

大垄双行疏密种植对玉米冠层结构及产量影响的研究

在大田试验条件下,以耐密品种郑单958为试验材料,在相同密度下研究常规种植、三比空、大垄双行和大垄双行疏密4种种植方式对春玉米产量形成及其冠层结构特征的影响。结果表明,田间种植方式的改变可以促进良好冠层结构的发育,影响玉米群体产量及其生长发育特征,具体表现主要在吐丝期之后。耐密品种以大垄双行疏密种植方式为宜,从吐丝期开始,叶面积指数增长最快,玉米叶片的光合性能最强,叶片功能期延长,积累最多干物质,产量为12 449.74 kg/hm2,比对照增加32.67%。大垄双行疏密种植方式对棕壤气候区可提高玉米单产,对玉米生产能力的提升具有十分重要的作用。