生物炭包膜尿素的制备及其固氮潜力的研究

为了探究生物炭包膜尿素的缓释性能及对土壤固氮的影响,以300、500和700℃下制备的杨木生物炭为包膜材料制备了3种生物炭包膜尿素,采用间歇土柱淋溶试验对氮素的释放特征进行分析。结果表明,杨木生物炭对铵态氮和硝态氮具有较好的吸附性能,低温下制备的生物炭对铵态氮吸附效果更好;与尿素相比,施用生物炭包膜尿素土壤的总氮淋溶量减少了9.73%~14.67%,铵态氮淋溶量减少了25.28%~30.36%,硝态氮淋溶量减少了10.34%~18.38%;在同等施氮水平下,生物炭包膜尿素相较于尿素可以显著增加土壤铵态氮和硝态氮的含量。其中,土壤中铵态氮含量增加了66.4%~200.1%,土壤硝态氮的含量增加了477.9%~537.6%。因此,生物炭用作肥料的包膜材料具有广阔的应用前景。

不同铵态氮肥配施对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响

碳铵施用可促进稻田秸秆腐解和秧苗生长,但碳铵易分解和不能造粒使其应用受限,研究碳铵替代铵态氮肥将促进该技术的生产应用。基于2年小区定位试验和统计分析,以不施肥(CK)为对照,设置总施氮量20%碳铵+30%复合肥(V1)、20%氯化铵+30%复合肥(V2)、20%磷酸二铵+30%复合肥(V3)、20%硫酸铵+30%复合肥(V4)等5个不同的速效氮肥+复合肥的铵态氮肥筛选试验,研究不同铵态氮肥对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响。结果表明:处理V2产量达10.34×10^(3)kg/hm^(2),较其他处理均达到显著增产的效果,处理V1、V3、V4间产量差异不显著;处理V2的平均穗粒数、叶面积指数和干物质积累量显著高于其他处理;施肥后12 d,处理V2的铵态氮含量显著性大于其他处理,硝态氮含量显著大于除处理V4外的其他处理,处理V2的pH低于其他处理,达显著水平;处理V2较其他处理显著提升茎蘖数7.48%~20.9%,处理V2与其他速效铵态氮肥处理相比显著地提升了氮素积累量、氮素表观利用率、氮素农学利用率和偏生产力。可见氯化铵配施可降低土壤pH,增加土壤铵态氮和硝态氮的含量,增加水稻平均穗粒数,提高氮素利用效率,具有平衡秸秆腐解和作物产量关系的作用。

缓控释肥配施脲铵运筹对水稻产量、氮素利用效率和土壤养分的影响

通过田间试验,以传统配方肥+尿素一基两追施肥模式(CG)为对照,研究了以脲甲醛类缓控释肥(NC)和木质素类缓控释肥(MC)为基肥、脲铵为分蘖或穗分化追肥的缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式对水稻产量、氮吸收累积、氮素利用效率以及土壤养分的影响。结果表明:缓控释肥+脲铵一基一蘖施肥模式水稻产量与CG处理相比无明显差异,但脲甲醛类缓控释肥+脲铵(NC-S)和木质素类缓控释肥+脲铵一基一穗(MC-S)处理分别比CG处理明显增产3.96%和6.01%,主要原因为NC-S和MC-S处理每穗粒数分别比CG处理明显增加16.7%和17.6%;与CG处理相比,脲甲醛类缓控释肥+脲铵(NC-F)和木质素类缓控释肥+脲铵一基一蘖(MC-F)处理成熟期地上部氮累积分别比CG处理增加2.50%和5.89%,NC-S和MC-S处理分别比CG处理明显增加10.0%和11.6%;NC-S和MC-S处理氮素利用效率(NUE)分别比CG处理高3.96%和6.01%。缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式增加了水稻氮吸收效率(NupE)和表观氮肥回收效率(ANR),其中MC-S处理的NupE明显比CG处理高11.6%,NC-S和MC-S处理的ANR分别比CG处理明显高25.4%和29.3%。缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式土壤碱解氮含量明显比CG处理增加6.58%~10.7%,其中,一基一穗施肥模式增加比例更大;另外,土壤有机质含量比CG处理增加1.11%~7.56%。由此可见,缓控释肥+脲铵一基一穗施肥模式更有利于提高水稻产量和氮素利用效率,增加土壤肥力。

核桃铵态氮转运蛋白基因JrAMT2的功能分析

【目的】研究高效利用氮素基因铵态氮转运蛋白基因JrAMT2,对核桃Juglansregia的品种改良、快速生长及产量形成有重要意义。【方法】以核桃JrAMT2过表达幼苗为实验材料,对JrAMT2基因进行生物信息学分析。通过基因表达量和表型测定对核桃JrAMT2过表达植株生长发育、氮素吸收、叶绿素质量分数、叶绿素荧光进行理化分析。【结果】JrAMT2基因在核桃JrAMT2过表达植株中稳定表达。与野生型相比,核桃JrAMT2过表达株系的株高、节间长、生物量等生长参数显著提高(P<0.05),核桃幼苗的株高、节间长增加,最高可增加68.2%和50.3%,植株地上部分、地下部分生物量显著增加,地上部分最高可增加56.26%(鲜质量)和56.26%(干质量),地下部分最高可增加344.38%(鲜质量)和354.33%(干质量);核桃JrAMT2过表达株系地下部分对铵态氮及硝态氮的吸收显著提高(P<0.05),最高可提高114.1%和70.3%,其中JrAMT2基因介导了铵态氮从地下部分到地上部分的运输,地上部分铵态氮质量分数显著增加(P<0.05),最高可增加59.1%;核桃JrAMT2过表达植株叶绿体表面积与单层细胞表面积比率、叶绿素质量分数显著增加(P<0.05),最高可增加22.94%和74.3%;对叶绿素荧光参数分析,核桃JrAMT2过表达植株叶片放氧复活体活性、量子产额、电子传递效率均显著提高(P<0.05)。【结论】核桃JrAMT2基因在核桃幼苗生长发育、氮素吸收和光合作用中均有积极显著调控的作用,为进一步研究核桃快速繁育提供一定的理论依据,且为筛选优良品种奠定一定基础。

土壤温度和含水量变化对南亚热带常绿阔叶林土壤性质的影响

研究森林土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)质量分数的年际动态及其对环境变化的影响,对预测森林生态系统的结构和功能具有重要作用。应用南亚热带常绿阔叶林连续10 a的土壤理化性质监测,揭示土壤有效氮质量分数对土壤温度和水分的影响。结果表明:(1)土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数年际间变化对干湿季节性敏感,湿季NH_(4)^(+)-N质量分数为9.41~15.59 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为24.50~36.18 mg·kg^(-1),干季NH_(4)^(+)-N质量分数为6.48~10.19 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为22.75~30.09 mg·kg^(-1),干湿季差异显著。(2)土壤温度和含水量对NH_(4)^(+)-N质量分数变异解释率为57%,对NO_(3)^(-)-N质量分数变异解释率为28%,NH_(4)^(+)-N质量分数与气温显著正相关,湿季降水量与NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数呈负相关关系;干季降水量与NH_(4)^(+)-N质量分数正相关,但与NO_(3)^(-)-N质量分数负相关;干季低温条件下,土壤含水量与NH_(4)^(+)-N质量分数负相关。(3)土壤温湿度、土壤养分质量分数的变化显著影响土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积;湿季全氮和易氧化碳分别是NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积的主导因子;干季土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮为主导因子。

负载铵态氮对生物炭钝化土壤中镉性能的影响

设置室内土壤试验和模拟吸附试验,以探究负载铵态氮对生物炭钝化镉能力的影响,并研究负载铵态氮影响生物炭钝化土壤中镉能力的机理.结果表明,相较于仅施加生物炭和生物炭/氯化铵混施的土壤,施加负载铵态氮的生物炭可以显著降低土壤中二乙三胺五乙酸提取态镉的含量约19.20%和23.34%(P<0.05).模拟吸附实验结果指出,负载铵态氮使生物炭对低浓度镉(0.10mg/L)的吸附能力显著提高约11.70%(P<0.05),这是由于负载铵态氮可以减弱生物炭的疏水性并显著提高其比表面积和微孔总体积约14.82%和25.00%(P<0.05).施加负载铵态氮的生物炭可以改善土壤微生物生境、驱动微生物群落结构改变并刺激Paenibacillus属和Bradyrhizobium属等功能微生物富集,这亦是负载铵态氮提高生物炭钝化土壤中镉能力的重要原因.负载铵态氮可以提高生物炭钝化土壤中镉的能力,负载铵态氮的生物炭是一种极具潜力的土壤调理剂.

雄安新区不同农用地类型土壤水氮时空变化

本文探究土壤水氮的时空变化规律,为控制雄安新区地下水污染提供理论依据,对建设“蓝绿雄安”具有重要意义。在雄安新区以耕地、林地和菜地3种农用地为研究对象,测定土壤含水率、硝态氮、铵态氮以及容重等土壤指标,分析不同农用地的土壤含水率、硝态氮和铵态氮时空变化规律及其影响因素。结果表明:在土层垂向上,土壤含水率随土层深度先增加后减小最后趋于稳定。耕地和菜地土壤硝态氮含量随土层深度的增加呈现先增加后减小的趋势。耕地、林地和菜地土壤铵态氮含量均随着土层深度增加逐渐减小。在时间上,耕地含水率波动较大,林地受季节影响变化较小。菜地含水率随时间变化比较平稳,10月后明显下降。林地和菜地土壤硝态氮含量随时间先增加后减小,耕地则随时间呈正弦波动。菜地土壤铵态氮含量随时间逐渐降低,林地土壤铵态氮含量变化小且含量最小。3种农用地土壤含水率均与土壤容重呈负相关,与降水量和灌溉呈显著正相关(P<0.05)。耕地土壤容重与土层深度极显著相关(P<0.01)。耕地和菜地土壤硝态氮和铵态氮均与土层深度、降水量以及灌溉量呈显著负相关。3种农用地土壤硝态氮与铵态氮均呈显著正相关。耕地和菜地的水氮含量分布对地下水污染影响更大,因此合理灌溉施用氮肥,改善土壤性质,有助于保护雄安新区地下水环境。

斜生栅藻对全氟辛酸和Zn^(2+)联合胁迫的生理生化响应

【目的】探究全氟辛酸(PFOA)与重金属锌(Zn^(2+))单一及联合暴露对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性效应和作用机制,为全氟化合物(Perfluorinated compounds,PFCs)和重金属在水生生态系统中的联合风险评估提供理论基础。【方法】将1×10^(6)mL^(-1)斜生栅藻分别在0~16 mg/L Zn^(2+)、0~350 mg/L PFOA单一处理组及0~1.5 TU联合处理组暴露96 h,分析暴露条件对斜生栅藻的细胞浓度、藻细胞叶绿素a(Chl a)、总蛋白(TP)含量、抗氧化系统、细胞外部形态、转化氨氮能力、Zn^(2+)与PFOA去除率等指标的影响。【结果与结论】处理96 h,Zn^(2+)与PFOA单一胁迫抑制斜生栅藻生长的半最大效应质量浓度(96 h-EC_(50))分别为14.17 mg/L和198.98 mg/L;二者联合胁迫96 h-EC_(50)为0.97 TU,作用模式为部分相加作用。Zn^(2+)和PFOA单一及联合胁迫下,藻细胞Chl a含量和TP含量均显著下降(P<0.05),表明藻细胞光合作用受阻;活性氧(ROS)活性和丙二醛(MDA)含量显著上升(P<0.05),促使细胞膜通透性增强,线粒体膜电位降低;T-AOC和SOD活性也因ROS的过度积累而呈现升高趋势。扫描电镜结果表明,联合胁迫会破坏藻细胞的外部形态。暴露液中总氮和氨氮含量都随污染物暴露浓度的增加而增加,联合暴露组与对照组相比差异更为明显;硝态氮含量始终保持低水平。斜生栅藻对PFOA的去除率仅有2%,对Zn^(2+)去除率为37.5%且随暴露浓度的增加而逐渐降低,表明斜生栅藻可以有效去除锌污染,但对全氟辛酸污染去除效果欠佳。

不同氮源处理对4个木薯品种幼苗生长发育的影响

为了探究不同形态的氮源对不同品种木薯(Manihot esculenta)幼苗生长发育的影响及其差异性,以‘CH16’、‘SC16’、‘SC205’和‘17Q’等4个木薯品种作为试验材料,设置了-N、NO_(3)^(-)、NH4+三种不同氮源,围绕4个木薯品种的生长状况、氮含量、根系形态、氮积累量、氮素利用效率等特征展开研究。结果表明:在NaNO3(3 mmol·L^(-1)),NH4Cl(3 mmol·L^(-1))处理下,‘SC205’、‘17Q’对铵态氮的氮素利用效率相对较高,属于喜铵品种,‘SC16’和‘CH16’对硝态氮和铵态氮的利用效率和喜好性无差异;在无氮条件下,‘17Q’和‘SC16’耐低氮胁迫能力相对较强,是氮高效品种,而‘SC205’和‘CH16’耐低氮胁迫能力相对较弱,是氮低效品种,其中,‘CH16’的耐低氮能力最弱。

镁改性赤泥强化去除雨水径流氮磷污染物效果

传统生物滞留系统存在填料层组成单一,氮、磷去除效果不稳定的问题,为评估赤泥作为生物滞留系统填料层改良剂的可行性,以拜耳法赤泥为原料制备载镁改性赤泥,通过改性试验、等温吸附试验和材料表征,探究镁改性赤泥对雨水径流氮、磷的去除效果与吸附机理。结果表明,利用MgCl_(2)溶液制备改性赤泥的优选浓度为0.5 mol/L;改性赤泥(RM_(0.5))对NH_(4)^(+)-N和PO_(4)^(3-)-P的平均去除率分别可达41.83%、97.24%,相对于原状赤泥(RM)分别提高了17.15%、5.74%;RM和RM_(0.5)对NH_(4)^(+)-N的吸附符合Langmuir模型,RM_(0.5)对NH_(4)^(+)-N的理论饱和吸附量为1.383 mg/g,是RM的1.83倍,而RM和RM_(0.5)对PO_(4)^(3-)-P的吸附更适合用Freundlich模型描述;改性后赤泥表面更为粗糙,且表面生成了镁氧化物覆盖层,可进一步实现对氮、磷的去除。RM_(0.5)略优于RM对PO_(4)^(3-)-P的去除效果,而在对NH_(4)^(+)-N的去除上,RM_(0.5)明显优于RM,因此在处理高浓度含氮雨水径流时,更倾向于选择RM_(0.5)作为填料改良剂。

冬闲盐碱地绿肥种植对淡水淋盐土壤及淋溶液碳氮影响

为探讨绿肥种植对盐碱地淡水淋盐下土壤及淋溶液碳氮含量的影响,于2021年10月至2022年5月设置冬闲(T1)、冬牧70黑麦(T2)和油菜(T3)3个处理进行大田试验,测定土壤及淋溶液有机碳(SOC)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)空间分布情况。结果表明,T1、T2、T3处理0~30 cm土层中土壤有机碳分别由淋盐前的6.20,6.58,7.24 g/kg增加到淋盐后的6.48,7.39,8.06 g/kg,增幅分别为4.41%,12.20%,11.23%。淋盐前后0~60 cm土层中T1处理土壤硝态氮含量显著高于T2和T3,淡水淋盐后,0~30 cm土层各处理分别降低42.42%,3.85%,10.84%;60~90 cm土层中减少了1.38%,7.96%,18.11%。淋盐前各土层土壤铵态氮含量不同处理之间无显著差异,淋盐后各土层土壤铵态氮含量均以T2含量最高。综上,淋盐灌溉后,相较于淋盐前各处理不同土层土壤有机碳均呈增加趋势,而土壤氮素则呈明显降低趋势,通过对土壤及淋溶液氮素含量分析发现,淋盐灌溉造成的氮素淋失主要以硝态氮为主。相较于冬闲田,种植油菜绿肥对土壤氮素提高有明显效果,而种植冬牧70绿肥对减少土壤氮素淋失具有最佳效果。

不同硝态氮、铵态氮素配比对植烟土壤和烤烟生长及产质量的影响

为探究不同硝态氮、铵态氮素配比对贵州安顺地区植烟土壤和烤烟生长及产质量的影响,寻找适宜于当地烟叶优质生产的最佳配比,设置了5个处理(CK;T_(1):100%硝态氮肥;T_(2):70%硝态氮+30%铵态氮;T_(3):50%硝态氮+50%铵态氮;T_(4):30%硝态氮+70%铵态氮;T_(5):100%铵态氮),分析了不同处理下的烤烟生育期、农艺性状、经济性状、病害发生情况以及烤后烟叶化学成分及根际土壤理化性状和酶活性,以期为该地区优化烟草施肥、改善植烟土壤、提高烟叶产质量提供一定的理论依据。结果表明:T_(2)处理大田生育期为112 d,现蕾期较T_(3)处理提前了6 d,T_(2)、T_(4)、T_(5)处理有效叶数显著高于T_(3)处理;T_(2)处理发病率最低,SPAD值显著高于T_(1)、T_(3)、T_(4)和T_(5)处理,发病率与土壤速效钾含量呈极显著负相关;T_(2)和T_(3)处理烤后烟叶的经济性状表现较好,T_(2)处理增加了中上等烟比例;T_(3)、T_(4)处理烤烟的钾含量显著高于T_(1)、T_(2)、T_(5)处理,且符合优质烟标准,T_(2)处理的烟碱含量显著高于T_(1)、T_(4)和T_(5)处理,氯含量显著低于其他处理,化学成分协调性综合评分最高;T_(2)处理显著增加了成熟期根际土壤pH值及酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活力。因此,综合考虑烟株的生长情况、发病率、烤后烟叶的化学成分以及植烟土壤肥力状况,在安顺地区硝铵氮素配比为7∶3施用效果更优,更有利于云烟87的生长。

铵态氮与硝态氮不同配比对苣荬菜产量与品质的影响

为明确NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N不同配比对苣荬菜产量与品质的影响,采用盆栽试验的方法,以蛭石为栽培基质,在供氮总浓度为15 mmol/L的条件下,设置5个NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N配比(100/0、75/25、50/50、25/75、0/100),出苗40 d后收获,测定产量及品质相关指标。结果表明,苣荬菜喜硝,其产量随NO_(3)^(-)-N含量增加而增加,全NH_(4)^(+)-N处理产量最低;同时,50/50处理与25/75处理间产量差异不显著,但前者的叶面积、地上部全氮含量、地上部全磷含量分别是后者的1.21、1.15、1.47倍。此外,50/50处理硝酸盐含量、维生素C含量分别是25/75处理的2.23、1.12倍,适当配合NH_(4)^(+)-N可使硝酸盐含量显著降低至生食水平,并使叶绿素含量提高。研究认为,50/50处理可获得较好的产量与品质。

高压条件下蒙脱石层间域对氮的保护效应

含铵(NH_(4)^(+))蒙脱石不仅存在于陆地土壤中,还广泛存在于蚀变洋壳、远洋和陆源沉积物中,是N的主要载体矿物,对地表N向地球深部的传输路径和效率具有重要影响。本文利用微区和粉晶X射线衍射(XRD)、漫反射傅里叶红外光谱(DRIFT)和元素分析等表征技术,研究了不同温度(25~700℃)和压力(常压和2.5 GPa)条件下含铵蒙脱石的物相及结构演化,以及N的赋存状态和N含量的变化特征。结果表明,在常压条件下,温度上升会导致蒙脱石层间距从1.20 nm(25℃)逐渐减小至0.96 nm(700℃)。同时,蒙脱石Al_(2)–OH(914 cm^(−1))和AlMg–OH(844 cm^(−1))振动峰强度在升温过程中逐渐减弱,表明蒙脱石结构羟基逐渐脱失;在500℃时,蒙脱石结构羟基完全脱失,并导致层间完全坍塌。在高压(2.5 GPa)条件下,温度上升会造成蒙脱石层间距从1.20 nm(25℃)逐渐减小至1.02 nm(700℃),但蒙脱石结构羟基在700℃时依然存在。在此过程中,蒙脱石膨胀性逐渐降低,表明蒙脱石逐渐向伊利石转变。在常压加热条件下,随着温度升高,含铵蒙脱石N含量从初始的1.52%减少到0.10%;而在高压条件下,温度升高对含铵蒙脱石的N含量影响极小,保持在约1.26%。这两者的差异可能与产物层间域结构的变化有关,即常压下温度升高会导致蒙脱石层间域逐渐坍塌,NH_(4)^(+)失去赋存空间,分解逃逸;而高压下温度升高并不破坏蒙脱石层间域,而是逐渐转变为伊利石,从而为NH_(4)^(+)提供储存空间。因此,高压条件下蒙脱石的层间域对NH_(4)^(+)具有高温保护效应,表明黏土矿物可将N元素向地球更深部输送。该发现为揭示地表N向地球深部运移机制提供了新思路。

夹砂层位置对膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响

为了研究夹砂层位置对层状土膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响,选用粉壤土和砂壤土,设置3个夹砂层位置进行膜孔灌自由入渗试验。结果表明,在夹砂层位置为距表层土5~10 cm,10~15 cm,15~20 cm的3种处理中,各处理的累积入渗量、湿润锋运移规律、湿润体内含水量、铵态氮和硝态氮分布规律均有所不同。夹砂层的位置越靠近表层,减渗效果越大,累积入渗量越小,水平方向湿润锋面运移距离越大;入渗过程可分为2个阶段,第1阶段是水分运动到土砂交界面之前,第2阶段是水分运动到土砂交界面后,利用Philip和Kostiakov入渗模型来描述累积入渗量与入渗历时之间的关系,模型拟合结果较好;层状土的土壤含水量分布具有不连续性,其铵态氮和硝态氮分布规律受夹砂层位置的影响较大。综上所述,夹砂层位置变化对膜孔灌氮肥自由入渗具有明显影响。

低氮条件下超级杂交稻苗期根系特征的变化及与其高氮素积累的关系

作物根系在氮素吸收与分配中起着重要作用。本研究选用2个根系特征具有差异的水稻品种黄华占(Huanghuazhan, HHZ,常规稻)和扬两优6号(Yangliangyou 6, YLY6,超级杂交稻),在水培条件和2个氮素浓度(低氮,lownitrogen,LN;高氮,highnitrogen,HN)处理下,研究根系形态和解剖结构特征的变化及其与LN下氮素积累的关系。与HN处理相比, LN处理下HHZ总氮积累量显著下降了19.7%, YLY6没有显著下降;YLY6根干重、总根长、根表面积、根尖数分别显著增加了41.3%、57.1%、74.9%和20.6%,而HHZ没有显著变化。与HN处理相比, LN处理下YLY6的根直径和根皮层面积分别显著增加了12.4%和24.2%,而HHZ根直径和根皮层面积、中柱直径分别显著降低了12.0%、21.9%和11.4%。LN处理下,YLY6根系铵转运蛋白基因AMT2;1、AMT2;3、AMT3;1、AMT3;2的表达量分别显著增加了195.6%、29.3%、314.9%和388.9%,谷氨酰胺合成酶基因GS1;1表达量增加了158.2%, HHZ中这5个基因的表达量没有显著变化。LN下总氮积累量与根系性状显著正相关(根厚壁组织厚度除外),与部分铵转运和同化相关基因的表达量显著正相关。这些结果表明超级杂交稻YLY6幼苗在LN下根系特征变化有利于增加氮积累。选育根系对减氮表现出有利变化的水稻品种应是绿色水稻生产的一个重要途径。

2株青贮玉米根际固氮菌的筛选鉴定及促生作用研究

为了获得优良的固氮菌,并评价其对青贮玉米的促生效果,本研究采用稀释涂布平板法,利用阿须贝氏固体培养基从青贮玉米根际土壤中分离筛选到10株固氮菌,对其固氮能力进行分析,结果表明,菌株ZL-2和ZL^(-1)3的固氮能力较强,菌株ZL-2的固氮量为1.07μg·mL^(-1),ZL^(-1)3的固氮量为0.95μg·mL^(-1)。通过细菌形态学、16S rDNA序列分析和生理生化特征,确定菌株ZL-2为生癌肠杆菌和ZL^(-1)3为成团泛菌。对2株固氮菌的促生特性进行分析,结果表明,2个菌株具有泌铵能力、溶磷能力、产嗜铁素能力和合成吲哚-3-乙酸(IAA)的能力。盆栽试验结果表明,接种固氮菌ZL-2和ZL^(-1)3能够显著提高青贮玉米的株高、根长、地上和地下干、鲜重(P<0.05)。田间试验结果表明,2株固氮菌单接种和双接种均能提高青贮玉米的株高、茎粗、产量、粗蛋白含量和全磷含量(P<0.05)。接种2株固氮菌的青贮玉米,其氮代谢和氨同化相关基因(ZmAMT-4、ZmAMTB、ZmGOGAT2和ZmGS1-3)的表达量显著提高(P<0.05)。因此,2株固氮菌具有较好的促生特性,在提高青贮玉米的产量和品质方面发挥了重要作用,是开发微生物菌剂的优质菌种资源。

秋闲期复种翻压绿肥对后茬作物春小麦产量、氮残留和N_(2)O排放的影响

为探索适宜于青海高原春小麦的绿肥还田方式,本研究于2021—2022年进行田间试验,设置6个处理:常规施肥100%(F100)、70%(F70)、0%(F0),复种翻压绿肥配施化肥100%(F100+G)、70%(F70+G)、0%(F0+G),分析在不同处理下苗期、花期和收获期0~100 cm土层硝态氮和铵态氮的含量,以及春小麦整个生育期N_(2)O的排放特征和小麦产量。结果表明:在复种翻压绿肥处理下春小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量均显著提高(P<0.05),且F70+G处理的增产效果最佳,为6025 kg/hm^(2);花期和成熟期硝态氮和铵态氮含量均表现为F70+G>F100+G>F70>F0+G>F100>F0。复种翻压绿肥配施化肥较单施化肥减少了农田N_(2)O的排放,其中F70+G处理的N_(2)O排放量较F70处理显著减少(P<0.05)。同时,F70+G处理的N_(2)O排放强度最低。因此,复种翻压绿肥配施70%化肥为青海高原春小麦最佳栽培方式。

高原鼢鼠驱动高寒草甸土壤碳氮含量变化的时效性

为明确小型地下啮齿动物鼠丘效应和边缘效应影响土壤碳氮含量的时效性,本研究采用分区取样法研究青藏高原东北缘高寒草甸0~20 cm土层有机碳和氮随高原鼢鼠(Eospalax baileyi)鼠丘恢复年限的变化特征。结果表明:鼠丘效应影响土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮含量及C∶N和铵态氮/硝态氮(ANR),具有明显的时效性。其中,鼠丘不同土层的有机碳含量、0~10 cm土层的铵态氮含量和C∶N在第4年时恢复至对照区水平,鼠丘0~10 cm土层的全氮、硝态氮含量和ANR在第3年时恢复至对照区水平;10~20 cm土层,鼠丘土壤硝态氮和铵态氮含量在第5年恢复至对照区水平,土壤全氮在第1年恢复至对照区水平。边缘效应影响土壤有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮含量及C∶N,亦表现出明显的时效性。其中,边缘区不同土层的铵态氮含量在第4年时恢复至对照区水平;0~10 cm土层,边缘区的土壤硝态氮、有机碳含量在第3年时恢复至对照区水平,土壤全氮含量和C∶N在第5年恢复至对照区水平;边缘区10~20 cm土层的硝态氮含量在第2年恢复至对照区水平。

生物有机肥与水分联合调控下稻田土壤氮素变化规律

为了探究生物有机肥和控制灌溉联合调控下稻田土壤氮素变化的特征和规律,开展了水稻小区种植试验。试验设置2种灌溉模式(常规淹灌(F)、控制灌溉(C))和3种施肥模式(全施化肥(A)、生物有机肥等氮替代15%化学氮肥(B)、生物有机肥等氮替代30%化学氮肥(C)),分析水稻生育期内土壤铵态氮与硝态氮含量的变化特征。试验表明:至水稻分蘖期时,相同灌溉模式下,配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮含量均值均低于全施化肥处理,降幅为19.85%~48.78%,土壤硝态氮含量均值是生物有机肥等氮替代30%化学氮肥的处理低于全施化肥处理,降幅为15.35%~33.08%;而从水稻拔节期起,相同灌溉模式下配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮平均含量比全施化肥处理增加了12.71%~56.26%,除FB处理硝态氮含量降低外其余配施生物有机肥处理的土壤硝态氮平均含量比全施化肥处理增加了19.21%~105.80%。控制灌溉的水稻全生育期土壤硝态氮含量显著高于常规淹灌(P<0.05),而土壤铵态氮含量则是常规淹灌高于控制灌溉。结果表明:生物有机肥配施化肥有利于水稻分蘖期后土壤铵态氮和硝态氮含量的积累,提升了稻田土壤氮素的养分累积,其中生物有机肥等氮替代15%化肥的效果较好。控制灌溉使得土壤硝态氮含量增加,同时也减少了土壤铵态氮的含量。综合考虑环境与经济效益,控制灌溉与生物有机肥等氮替代15%化肥的稻田水肥管理模式较好。