不同耕作方式下黑土物理性状及其对玉米苗期生长的影响

为解决东北黑土耕作深度不够,造成耕层土壤物理性状破坏的问题,以深翻(DN)为对照,研究免耕(NN)、旋耕(RN)、深松(SN)处理下土壤水分、温度、紧实度变化及其对玉米苗期生长的影响。结果表明,0~22. 5 cm土壤紧实度急剧增加,2016年NN土壤紧实度最大增幅为314. 6 k Pa,SN最大降幅为220. 8 k Pa; 2017年NN最大增幅为489. 3 k Pa,SN最大降幅为197. 3 k Pa。在2016年,耕层(0~20 cm)储水量为DN> RN> NN> SN,SN比DN降低0. 085个百分点;在2017年,NN处理耕层(0~20 cm)储水量比DN增加0. 036个百分点,SN与DN相比降低0. 066个百分点。与DN相比,NN降低表层土温,2016年降幅为0. 7℃,2017年降幅为1. 5℃。SN促进玉米根系生长发育,2016年SN处理根长度、根体积、根表面积、根干质量均呈现增加趋势,与DN相比分别增加4. 54%,19. 21%,18. 57%,14. 12%,2017年SN与DN相比根长和根干质量增加量为0. 58 cm和0. 40 g。2016年数据线性分析表明,玉米苗期根长与水分呈负线性关系,玉米苗期干物质重与紧实度呈负线性关系,与土温呈正线性关系,紧实度对玉米苗期干物质形成线性相关性强,且影响较大。综上所述,SN降低土壤紧实度,促进玉米苗期干物质积累,有利于保持产量; NN提高紧实度,降低温度,不利于玉米苗期干物质积累和产量形成。

基于荧光光谱特性的水热条件对农田黑土富里酸结构的影响研究

为探讨水热条件对农田黑土富里酸(FA)腐殖化程度的影响,选取黑龙江省不同纬度带黑土区域北安、海伦、宾县、双城的农田土壤,对其腐殖物质进行分组测定,且分析了富里酸的荧光光谱特性。结果表明:从北向南,随着水热分布强度增加,农田黑土腐殖酸含量依次降低,北安为9.90g·kg^(-1)、海伦为8.71g·kg^(-1)、宾县为5.48g·kg^(-1)、双城为4.70g·kg^(-1),胡富比显著降低,分别为1.46,1.42,0.80和0.74;不同区域富里酸三维荧光图谱差异值分析表明,与北安相比,其它区域Peak A和Peak C荧光强度均明显减少,区域积分(FRI)方法表明,从北向南,可见光区类富里酸物质含量显著下降;平行因子分析(PARAFAC)表明,各区域土壤FA可以分为相对分子质量较小、结构简单的C1及分子结构相对复杂、缩合度较高的C2两个组分,随着水热梯度增加,C1组分明显增加,而C2组分则呈相反趋势,C1组分的增加主要来源于C2组分降解的中间产物,且较高比例的C1组分促进了FA在土壤中分解;二维同步扫描图谱表明,随着纬度降低,FA结构趋于简单化,黑土中FA分解途径是组分中分子量较大、结构复杂的物质优先裂解,形成结构相对简单的、缩合度较高的小分子化合物,然后进一步彻底分解。综上,北安、海伦、宾县、双城农田黑土的FA浓度及腐殖化程度呈下降趋势;水热梯度增加,不利于土壤中FA积累,加速了土壤FA流失。

桑树幼苗叶片PSⅡ功能对不同氮素形态的响应

为明确桑树在不同氮形态下光合能力差异以及桑树对不同氮形态的需求规律,以1年生桑树实生苗为试验材料,研究了在硝态氮(NO_3^--N)、铵态氮(NH_4^+-N)以及硝酸铵(NH_4NO_3)(氮素浓度均为7.5 mmol/L)处理下桑树叶片的叶绿素荧光特性。结果表明,桑树叶片在NH_4^+-N下的PSⅡ光化学活性、电子传递速率和光能利用能力明显低于NO_3^--N和NH_4NO_3处理,而NO_3^--N和NH_4NO_3处理之间无明显差异。NH_4^+-N处理下桑树叶片的VJ和VI均较NO_3^--N和NH_4NO_3处理明显增加,即PSⅡ反应中心受体侧电子QA向QB传递速率较低,但此时桑树叶片的Sm和N却明显高于NO_3^--N和NH_4NO_3处理,说明导致NH_4^+-N处理下桑树叶片PSⅡ受体侧电子传递能力降低的原因直接与QB功能的降低有关。另外,NH_4^+-N处理下桑树叶片的VK和VL也明显低于NO_3^--N和NH_4NO_3处理,说明桑树叶片OEC活性的抑制与类囊体膜结构的稳定性降低也是导致其叶片PSⅡ反应中心光化学活性在NH_4^+-N处理下降低的重要原因。

三江湿地周边不同利用方式土壤理化性质及水稳性团聚体化学计量特征变化

选取黑龙江省三江湿地-洪河保护区3种土地利用方式,分析各类土壤水稳性团聚状态及其团聚体有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量和碳氮磷化学计量特征变化规律。结果表明,湿地土壤不同利用方式水稳定性团聚体组成发生显著变化,水稳性团聚体比例均表现为粉-粘团聚体(<0.053 mm)比例最大,微团聚体(0.053~0.250 mm)次之,大团聚体(>0.25 mm)比例最低。随土壤粒径递减,所有生态系统中土壤SOC、TN、TP含量以及C/N、C/P均降低,表现为大团聚体大于微团聚体,水稳性团聚体N/P变化较小,范围在1.33~2.08。相同土壤粒径下不同利用方式下土壤SOC、TN、TP含量及C/P、N/P最大值均出现在湿地土壤,C/N最大值出现在水田土壤。土壤养分含量最小值出现在旱田土壤。因此,湿地周边土壤对各粒径土壤团聚体全效养分分配及其平衡关系有负向影响,其中旱田和人工林土壤退化最为严重,1~2 mm粒径下碳氮损失量较大,化学计量不平衡。研究结果为湿地保护与合理利用提供科学依据。