长期不同施肥措施对盐碱地稻田土壤微生物数量和群落结构的影响

为阐明盐碱地稻田长期不同施肥对表层土壤微生物数量和群落结构的影响,以大安站盐碱地水稻长期定位施肥试验土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法研究了单施氮肥(N)、无机肥配施(NPK)、有机肥单施(M)、有机肥与无机肥配施(MNPK)和秸秆还田配施无机肥(RNPK)对土壤微生物数量和群落结构的影响。结果表明:不同施肥处理土壤中共检测出57种PLFA生物标记,M、MNPK、RNPK和NPK处理的PLFA含量较N处理分别增加26.47%、29.76%、25.07%和13.20%,其中M、MNPK和RNPK处理显著高于N处理(P<0.05)。MNPK处理土壤中的真菌/细菌的比值最大,较二者之比最小的M处理高6.00%,说明有机肥配施化肥对盐碱地稻田土壤生态系统的稳定性具有更好的改善作用。RNPK处理土壤中革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌之比最小,较二者之比最大的M处理降低了13.71%,说明秸秆还田配施化肥处理的土壤营养胁迫小,能有效改善土壤的营养状况。不同施肥处理微生物群落多样性大小表现为N处理土壤的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)和Simpson优势度指数(D)最大,分别较3项指数最小的NPK处理增加10.91%、12.00%和13.79%。冗余分析结果表明,盐分电导率(EC)、有机质和pH对土壤微生物群落变化具有显著影响,解释量分别为54.8%、39.8%和33.1%。因此,长期有机肥与化肥配施、有机肥单施和秸秆还田配施无机肥能有效增加土壤微生物生物量并优化微生物群落结构,进而改善土壤生态环境。

苏打盐碱化稻田土壤反硝化和氨挥发特征及主要影响因子

为阐明土壤盐碱化程度对氮素气态损失的影响,本研究通过随机采集30个不同盐碱化程度的稻田土壤(0~20 cm)样品,根据盐碱化程度将其划分为轻度(含盐量0.1%~0.3%,碱化度5%~15%)、中度(含盐量0.3%~0.5%,碱化度15%~30%)和重度(含盐量0.5%~0.7%,碱化度30%~45%)盐碱土3类,每个类别中依据最小归类样品数选取盐碱化程度接近的3个土样作为3次重复,进行实验室模拟培养分析,探究不同盐碱化土壤氮素反硝化和氨挥发动态变化特征及其主要影响因素。结果表明,随着土壤盐碱化程度的增加,氮素的反硝化作用显著降低,氨挥发作用显著增加,硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和脲酶活性显著降低(P<0.05)。与轻度盐碱土相比,中度和重度盐碱土相同培养时间的氮素反硝化速率分别降低了18.9%和37.8%,累积反硝化氮量分别降低了13.7%和29.4%,氨挥发速率分别增加了30.8%和64.8%,累积氨挥发量分别增加了36.6%和59.4%。逐步回归分析表明,EC、ESP(碱化度)、CO_(3)^(2-)和TN是影响苏打盐碱地稻田土壤累积反硝化氮量的主要因素,EC、CO_(3)^(2-)和SOM(土壤有机质)是影响累积氨挥发量的主要因素。土壤盐碱化虽然抑制了氮素的反硝化作用,但是显著增强了氨挥发作用。

我国农田氨挥发研究进展与减排对策

氨挥发是我国农田氮肥损失的主要途径,不仅降低了氮肥利用效率,还会造成雾霾、大气干湿沉降和温室效应等生态环境问题。本文简要分析了近10年(2011—2020年)我国农田氨挥发研究现状,总体上呈迅速发展态势且国际化趋势显著,但研究的影响力有待提升;由于我国幅员辽阔,农田氨挥发呈现较大的时空变异特点,与作物种类、施肥、气候、土壤以及作物生长期等密切相关,氨挥发的调控必须因地制宜对氮肥进行科学管理;农田氨挥发测定方法历经200多年的发展,由最初的间接估算逐渐发展为化学测量和光谱分析,测量的精确性和范围都得到了大幅提升。本文也概括总结了我国在农田氨挥发减排上的主要措施以及存在的问题,提出未来应加强农田氨挥发的微生物学机理和时空变异性研究,做好测定方法的对比研究及空天地一体化技术的应用,加强耕作机械化与智能化,逐步完善减排评价体系等减排对策。旨在为我国未来氨挥发研究和制定合理的减排政策提供参考。