模拟冻融对长白山地区2种温带森林土壤温室气体排放的影响

以长白山地区的硬阔叶林和次生白桦林土壤为研究对象,室内模拟冻融培养,定期检测土壤温室气体的排放通量及排放速率,研究冻融过程中2种林型土壤温室气体排放及相关因素。结果表明:土壤冻融过程中,2种林型土壤上层CO2、N2O排放通量均显著高于下层,且2种林型上、下层土壤CO2排放通量变化趋势相似。2种林型土壤CH4排放通量均为下层显著高于上层,且同一林型上、下层土壤CH4排放通量变化趋势相似。随冻融交替的进行,2种林型土壤中可溶性有机碳(DOC)含量与CO2排放通量呈极显著正相关,随冻融期土壤中DOC含量的增加,土壤中CO2排放通量也随之增加。在冻融交替中,2种林型土壤NH-4+-N含量与N2O排放通量呈极显著的正相关,随冻融期土壤NH4+-N含量的增加,土壤N2O排放通量也随之增加。

基于黑木耳菌渣的辣椒育苗基质筛选研究

为减少资源浪费,降低环境污染,合理利用黑木耳菌渣资源。以腐熟的黑木耳菌渣为对象,结合蛭石和有机肥配制成不同物料构成的配方基质,并以辣椒育苗为目标,从基质理化性质和辣椒幼苗生长指标等方面研究了黑木耳菌渣配方基质对辣椒幼苗生长的影响。结果表明:菌渣∶有机肥∶蛭石(8∶1∶1)和菌渣∶有机肥∶蛭石(7∶1∶2)2个基质配方的全氮、全磷、硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾含量均高于传统的育苗土壤(对照),其上培养的辣椒幼苗的株高、茎粗、叶面积和壮苗指数等指标显著高于对照,而根冠比和干物质等指标与对照相近。菌渣∶有机肥∶蛭石(8∶1∶1)基质配方上培养的辣椒苗的株高、茎粗、叶面积、根冠比和壮苗指数分别比对照提高了102.2%、55.9%、120.7%、1.3%和133.3%;菌渣∶有机肥∶蛭石(7∶1∶2)配方基质的上述指标分别比对照增加110.4%、74.5%、154.7%、9.5%和222.2%。2种基质配方均可用于辣椒育苗。

春季冻融对2种温带森林土壤酶活性和土壤微生物生物量的影响

利用原位培养连续取样法测定长白山地区2种典型森林(硬阔叶林和蒙古栎林)土壤在春季解冻期间脲酶(URE)、过氧化氢酶(CAT)、转化酶(INV)活性以及微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量的动态变化,研究春季冻融过程对土壤酶活性和微生物生物量的影响。结果表明:在春季土壤解冻过程中,2种林型上层土壤(0～10cm)URE活性于冻融后期至生长季皆经历了显著降低而后逐渐升高的过程,其下层土壤(10～20cm)URE活性动态变化与上层土壤保持一致。2种林型土壤CAT活性变化各异,硬阔叶林下层土壤(10～20cm)CAT活性与上层土壤(0～10cm)变化特征相反,即大多时期硬阔叶林上层土壤CAT活性升高时下层土壤却表现出降低趋势。在土壤冻结期2种林型土壤INV活性依然相对较高,且上、下层土壤INV活性均于冻融中后期达到最小值。2种林型土壤MBC和MBN含量在冻融期出现多次高峰,其值大于或接近生长季。这说明土壤解冻过程中2种林型的3种土壤酶活性及土壤微生物生物量可保持较高水平,且受春季冻融过程的显著影响。

耕作与水肥耦合对冷凉区水稻产量及温室气体排放的影响

为研究耕作与水肥耦合对冷凉地区水稻生产的影响,通过设置不同的耕作方式和水、肥管理组合模式,以吉宏6号品种为材料,研究了各组合模式下的水稻农艺性状和产量构成因素及生育期间稻田温室气体排放动态特征。结果表明:深耕+常规施肥+常流水灌溉模式(T1)、深耕+减施氮肥+耐冷灌溉模式(T2)与深耕+增施氮肥+耐冷灌溉模式(T3)水稻生育期农艺性状优于旋耕+常规施肥+常流水灌溉模式(CK),且实际产量显著高于旋耕+常规施肥+常流水灌溉模式(CK),分别高出8.3%、16.8%和20.4%。生育期深耕+常规施肥+常流水灌溉模式(T1)、深耕+减施氮肥+耐冷灌溉模式(T2)和深耕+增施氮肥+耐冷灌溉模式(T3)模式的CO_(2)累计排放量较旋耕+常规施肥+常流水灌溉模式(CK)分别提高了9.4%、26.4%和2.3%;CH_(4)累计排放量较旋耕+常规施肥+常流水灌溉模式(CK)分别降低-6.7%、提高12.2%与降低-17.6%;N_(2)O累计排放总量较旋耕+常规施肥+常流水灌溉模式(CK)分别提高了51.0%、78.8%和63.1%。深翻栽培增加了水稻有效穗数、穗粒数及结实率,提高产量。深翻栽培基础上,调控水肥管理措施,可优化水稻农艺性状,实现稳产与高产。

基于木耳菌渣番茄育苗基质筛选研究

为合理利用木耳菌渣资源,减少资源浪费,以腐熟的木耳菌渣为主要研究对象,以蛭石、珍珠岩和有机肥(鸡粪)为辅助原料配制了11种不同比例的基质配方,并分析了不同配方基质的理化性质及其对番茄幼苗生长的影响。结果表明:4种基质配方(T4、T5、T8和T10)的理化性质以及其培育出的番茄幼苗在农艺性状方面均接近或高于传统的育苗土壤(CK),其中,T4配方(菌渣∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶0)表现出的育苗效果最优,且在株高、茎粗、壮苗指数和干物质累积速率方面分别比CK提高12%、7%、48%和60%,达到壮苗标准。该结果可为木耳菌渣在番茄育苗上的应用提供参考依据。

施肥方式和种植年限对春季冻融期稻田土壤温室气体排放的影响

为明确施肥类型和种植年限对冻融期稻田土壤温室气体排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法测定了春季解冻期延边地区不同种植年限和施肥条件下稻田土壤CO2、CH4和N2O的释放通量。结果表明:春季解冻期不同种植年限和施肥类型稻田土壤的CO2释放量均表现出随解冻进程而逐渐增强特征。单施有机肥稻田CO2的排放量分别比单施化肥和化肥与有机肥配施提高17.87%和35.39%,排放潜力大。在单施化肥情况下,种植60年的稻田比80年和120年稻田具有更强的CO2排放潜力。春季解冻期间CO2排放通量与土壤温度呈显著正相关,而与土壤湿度呈显著对数关系。稻田单施化肥显著促进了稻田土壤CH4的净排放,且种植60年的稻田比80年和120年稻田具有更强的CH4释放能力。施用有机肥能显著提高稻田土壤N2O的排放量,且单施化肥条件下,种植80年稻田解冻期N2O总排放量分别比60年和120年稻田增加601.51%和6.97%,表现出更高的N2O排放能力。

冻融交替对长白山不同林型土壤两种温室气体排放的影响

以长白山5种林型土壤(硬阔叶林、红松阔叶林、次生白桦林、长白松林和蒙古栎林)为对象,利用原位培养连续取样法研究了冻融过程中5种林型土壤CO_(2)和N_(2)O排放特征及相关机理。结果表明:冻融期5种林型土壤是CO_(2)和N_(2)O的源。次生白桦林和红松阔叶林土壤CO_(2)和N_(2)O的平均通量显著高于其他3种林型。除硬阔叶林外,各林型土壤CO_(2)通量与土壤含水量间存在显著负相关,但不同林型的土壤CO_(2)排放对水分敏感性差异较大;除硬阔叶林外,各林型土壤N_(2)O通量与土壤含水量间存在显著正相关,但水分敏感性因林型而异。5种林型土壤CO_(2)和N_(2)O排放通量均与土壤表层温度呈二次函数关系。

季节性冻融对2种温带森林土壤微生物量碳和氮的影响

为研究长白山森林土壤微生物量对季节性冻融变化的响应,利用原位培养连续取样法测定了长白山地区2种典型森林土壤在春季和秋季冻融期间微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量的动态变化。结果表明:2种林型各层次土壤微生物量随冻融格局变化而变化。在春季冻融前期,2种林型各层次土壤微生物量皆表现出升高趋势,而在秋季冻融前期表现出降低现象,在春季和秋季土壤冻融期具有多次爆发式增长而又迅速下降特征,且存在一个或多个微生物量峰值。2种林型上层土壤微生物量多高于下层土壤,且上层土壤在冻融期间变化更加剧烈,而下层土壤各时期微生物量碳、氮比波动情况高于上层土壤。相比长白松林,硬阔叶林各层次土壤微生物量在各冻融时期含量更高。

循环冻融过程对6种温带森林土壤酶活性的影响

为了解冻融过程对森林土壤酶活性的影响,本文以长白山地区硬阔叶林、红松阔叶林、次生白桦林、长白松林、蒙古栎林和冷杉林6种温带典型林型下的0~10 cm层(上层)和10~20 cm层(下层)土壤为试验材料,采用室内模拟培养方法探究了在不同冻融循环次数作用下(-15~5℃)6种森林土壤脲酶(Urease,URE)、转化酶(Invertase,INV)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性的变化。结果表明:6种林型不同层次土壤的脲酶和转化酶活性随冻融频次而变化、且因林型而不同;随冻融次数增加,各林型0~10 cm土层土壤脲酶活性表现为先升高再下降、最后趋于稳定的变化趋势,转化酶活性呈上升趋势变化、8次冻融循环后明显高于冻融处理前对照土样(恒温5℃培养4 d后的土样),而土壤过氧化氢酶活性变化对循环冻融的响应不明显。各林型不同深度土层比较,0~10 cm土层土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性分别显著高于同林型10~20 cm土层土壤。循环冻融过程中6种林型土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性综合表现为:冷杉林最强,长白松林最弱,硬阔叶林、红松阔叶林、次生白桦林和蒙古栎林均介于冷杉林和长白松林二者之间。