北京松山林地nirK型反硝化微生物群落立地及林型效应

[目的]探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子,为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。[方法]在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型,分别设置3块(20 m×20 m)标准地进行调查,采集0~20 cm表层混合土样,分析土壤性质并提取土壤微生物总DNA,PCR扩增反硝化过程关键酶亚硝酸盐还原酶的编码基因nirK片段,采用第2代高通量测序分析不同林型土壤nirK型反硝化微生物群落组成和多样性,探究林型和土壤性质对反硝化微生物群落特性的影响。[结果]1)从油松林、山杨林和蒙古栎林9个土壤样本中共得到nirK基因有效序列993 401条、优质序列770 328条。3种林型土壤nirK基因共检测出7门78属,在已鉴定的微生物中各林型优势菌为变形菌门,其相对丰度在3种林型中均达50%,在油松林中最高为58.2%;优势属主要为慢生根瘤菌属、中生根瘤菌属和红假单胞菌属,总相对丰度达50%以上,其中核心菌属为慢生根瘤菌属。2) nirK型反硝化微生物α多样性分析显示,油松林Shannon(7.59±0.56)、 Simpson(0.98±0.01)、 Chao1(2 164.24±214.08)指数均显著高于山杨林(5.23±0.26、 0.89±0.02、1 650.56±136.69)和蒙古栎林(5.76±0.38、 0.93±0.02、 1 621.36±156.70)(P<0.05)。基于Bray-Curtis距离算法并采用PCoA分析显示,不同林型土壤反硝化微生物群落组间差异大于组内。3)林分因子、土壤性质与土壤反硝化微生物的冗余分析结果表明,土壤碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响nirK型反硝化微生物群落组成的关键因子(P<0.05)。[结论]北京松山油松林、山杨林和蒙古栎林土壤nirK型反硝化微生物群落组成、多样性存在明显差异,林型与碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响土壤nirK型反硝化微生物群落特征的重要因素。

长期施钾和秸秆还田对河北潮土区作物产量和土壤钾素状况的影响

以河北冲积平原典型潮土区小麦-玉米轮作长期定位试验(1992～2009年)为基础,分析了长期施用钾肥和秸秆还田对作物产量、土壤钾含量及钾素平衡的影响。研究结果表明,不同处理下小麦、玉米17年平均产量均表现为NPKSt>NPK>NPSt>NP,其中,小麦、玉米NPKSt处理比NP处理分别增产9.37%和19.23%,NPK处理比NP处理分别增产6.32%和18.25%;NPSt处理比NP处理分别增产2.76%和9.60%;长期定位施肥下,各处理耕层土壤(0—20 cm)各施钾肥的处理其速效钾、缓效钾含量均与NP处理差异极显著,且表现为NPKSt>NPK>NPSt>NP;各处理下层土壤(20—40 cm)的速效钾、缓效钾含量差异均不显著,从钾素平衡看,NP处理钾素表观年盈亏量为-170.0 kg/hm2,土壤钾严重亏缺;NPSt处理实际平衡盈亏率-58.4%,表观年盈亏量为-150.6 kg/hm2;NPK处理钾素表观年盈亏量-3.1 kg/hm2,盈亏率-1.0%,基本接近平衡;NPKSt处理实际平衡盈亏率36.8%,表观年盈亏量为111.4 kg/hm2。试验结果说明,在潮土区,在施氮、磷肥的基础上,配施钾肥或秸秆还田不仅能持续提高小麦、玉米的高产、稳产生产能力,而且对保持农田土壤钾素平衡、有效改善耕层土壤钾素状况、提高土壤肥力有重要的作用。

保护地土壤N_2O排放通量特征研究

为研究保护地土壤N2O排放通量特征,于2009年8~12月,在河北辛集不施氮（N0）、当地习惯施氮（N900）及减量施氮（N675）处理下的秋冬季番茄保护地土壤上使用静态箱采集、气相色谱仪检测的方法测定了土壤N2O排放通量。得到以下研究结果：灌溉施肥后,各处理N2O平均排放通量与表层土壤硝态氮含量呈极显著正相关关系。灌溉施肥后7 d内是施氮处理土壤N2O主要排放期,其排放量占当季总排放量的55.9%~59.8%;高峰值一般出现在第3~5 d,此时的土壤含水量对硝化、反硝化作用都较适宜。8~10月份由于温度较高,N2O排放通量明显高于较冷的11~12月。8~10月份施氮是影响保护地土壤N2O排放的主导因素,减少施氮量显著降低了N2O排放量;之后温度是主导因素,此时N2O排放量受追施氮量的影响较小。经估算,保护地秋冬季番茄不同施氮处理N2O总排放量的大小顺序为N900（N 5.304 kg/hm2）〉N675（N 3.616 kg/hm2）〉N0（N 0.563 kg/hm2）,差异显著,N675比N900处理降低了31.8%的N2O排放量;N675和N900处理的N2O排放系数分别为0.45和0.53。

北京海坨山典型林分土壤固氮菌群落特征研究

[目的]探讨北京海坨山不同林分类型下土壤固氮菌多样性和群落结构及其与土壤性质的相关关系,为暖温带森林土壤氮循环及森林植被恢复提供理论依据。[方法]选择4种典型林分类型(油松林(Pinus tabuliformis Carriere)、针阔混交林(Pine-poplar mixed)、蒙古栎林(Quercus mongolica Fisch)、核桃楸林(Juglans mandshurica Maxim))分别设置3块(20 m×20 m)标准样地,采集0~20 cm土层土样,分析相关土壤性质,采用高通量测序分析土壤固氮菌多样性和群落结构特征,并探究不同土壤特性对土壤固氮微生物群落特征的影响。[结果]4种林型下共测定出4门6纲13目16科29属。多样性分析显示,4种林型下土壤固氮菌α多样性存在显著差异,具体表现为油松林>针阔混交林>核桃楸林>蒙古栎林。β多样性分析显示,4种林型土壤固氮菌群落组间差异大于组内差异。在已鉴定的土壤固氮菌中,各林型以变形菌门为主,核心菌属为慢生根瘤菌属、广泛固氮氢自养单胞菌属和斯克尔曼氏菌属。RDA分析显示,土壤特性能解释固氮菌群落变异的65.48%,其中土壤有机质和全氮含量显著影响4种林型下土壤固氮菌群落组成。[结论]北京海坨山地区土壤固氮菌资源丰富,不同林型下土壤特性、固氮菌多样性和群落结构差异明显,其中土壤有机质和全氮含量是显著影响土壤固氮菌群落组成的主要因子。

水氮条件对温室黄瓜光合日变化及产量的影响

为研究温室内主要环境因子变化规律和黄瓜叶片光合日变化特征及其与产量的关系,在华北平原日光温室内设置了习惯和减量2个灌水处理,每个灌水处理下设3个施氮水平,共6个处理组合。结果表明:温室条件下光合有效辐射、温度、湿度等环境因子日变化均为单峰曲线;不同水氮条件下叶片净光合速率、气孔导度日变化曲线均呈双峰型,光合"午休"现象明显,气孔因素是主要限制因子;温室黄瓜光合速率与产量间呈二次曲线关系;适量的减水、减氮,黄瓜净光合速率下降不显著,而叶片瞬时水分利用效率则明显提高。当季的黄瓜以灌水5190m3/hm2,施氮600kg/hm2时(W2N40)具有较高的产量,这与习惯水氮处理相比,可增产4.21%。综合分析,优化的水氮处理(W2N40)不仅具有较高的净光合速率,瞬时水分利用效率,而且黄瓜产量高,是一种较为合理的水肥管理方式。

不同水氮处理对温室黄瓜产量、品质及水分利用效率的影响

采用温室小区试验方法,研究了不同水氮条件对黄瓜产量、品质以及植株生长特性、叶片水分利用效率的影响。结果表明,同一施氮条件下,减量灌水处理的瞬时水分利用效率明显高于菜农习惯灌水处理,其中处理W2N1 200比W1N1 200提高了2.89%,处理W2N900比W1N900提高了6.14%。减量灌水条件下,减施氮50%处理（W2N600）与习惯施氮处理（W2N1 200）相比,黄瓜产量以及果实Vc、可溶性糖含量分别提高了5.43%、7.22%、12.90%,而果实硝酸盐含量降低了13.54%。通过试验得出,目前河北省温室蔬菜生产节水、节肥潜力很大,通过实时监控水分含量,采取比当地农民习惯用量减水30%、减氮25%~50%的措施,不仅能维持黄瓜较好的生长特性,提高叶片的水分利用效率,而且能保证黄瓜的产量,改善果实的品质。

不同水氮用量对日光温室黄瓜季土壤硝态氮淋失的影响

于2010年3～7月,在河北省辛集市马庄农场研究了不同水氮用量对黄瓜季硝态氮淋失的影响。结果表明,通过调节不同生育阶段灌水量使黄瓜全生育期土壤含水量保持在18.7%～22.1%,不仅可以满足黄瓜生长发育对土壤水分的要求,而且可以减少用水量30%。不同处理中以节水灌溉+习惯施氮处理(W2N1)土壤硝态氮含量最高,习惯灌水+减量施氮处理(W1N2)最低。全生育期内,土体95 cm深度硝态氮淋失量与土壤含水量、土壤硝态氮含量均呈正相关,其中以初瓜期和盛瓜期相关性系数最高。与农民习惯水氮处理(W1N1)相比,节水减氮处理(W2N2)在节水30%减施氮25%的情况下,可以显著降低黄瓜季土壤硝态氮淋失量,整个生育期降低淋失量35.0%。3年连续试验结果表明,节水减氮处理(W2N2)与习惯水氮处理(W1N1)间黄瓜产量结果差异不显著,说明河北省温室大棚蔬菜生产,目前农民习惯施氮和灌水量有很大的节水节肥空间,根据蔬菜不同生育期需肥量和土壤含水量来合理分配水、氮可取得明显的节水节氮效果。

水氮互作对温室黄瓜光合特征与产量的影响

在日光温室内研究了水氮互作对黄瓜叶片不同生育期光合特征与产量的影响,分析了各生育期黄瓜光合速率与产量的关系。结果表明:光合速率、蒸腾速率在盛瓜期最高,而水分利用效率则在初瓜期达最高。习惯灌水条件下,施氮量的增加有助于光合速率和蒸腾速率的提高,其中以灌水7470m3·hm-2、施氮1200kg·hm-2时(W1N1200)最高,但与灌水5190m3·hm-2、施氮600kg·hm-2时(W2N600)无显著差异;叶片水分利用效率以减量灌水、减施氮50%处理(W2N600)为最高,是习惯水氮处理(W1N1200)的1.08倍,对照(W1N0)的1.24倍。水氮互作对黄瓜产量及产量构成因素具有显著影响,其中以减量灌水30%左右、减施氮50%的处理组合(W2N600)最优,黄瓜产量最高可达17.06×104kg·hm-2。黄瓜的光合速率与产量、瓜条数、单果重之间呈二次曲线关系,其中盛瓜期的拟合方程最好。

钾肥用量和施用时期对棉花产量品质和棉田钾素平衡的影响

【目的】研究钾肥用量和施用时期对棉花产量、纤维品质、钾肥利用率和棉田钾素平衡的影响,确定钾肥正确的用量和合适的施用时期,可为棉花主产区科学施肥提供依据。【方法】连续2年在山东平原县、河北威县、新疆昌吉市进行田间试验。钾肥用量试验山东设K2O 0、30、60、120、180、240 kg/hm2,河北设K2O 0、37.5、75、150、225、300 kg/hm2,新疆设K2O 0、18.75、37.5、75、112.5、150 kg/hm2。钾肥施用时期试验3地点均设不施钾(CK)、钾肥100%基施、钾肥50%基施+50%花期追施、钾肥50%蕾期+50%铃期追施、钾肥50%蕾期+50%吐絮期追施、钾肥50%花期+50%吐絮期追施。【结果】山东、河北、新疆试验点上棉花开花期后累积的钾占整个生育期钾素累积量的54%62%、70%73%、49%67%。施用钾肥增加皮棉产量和收益,钾肥用量对棉花产量的影响2013年比2012年明显,三个地点钾肥用量对产量的影响新疆>山东>河北,其最高产量施钾量分别为142、240、174 kg/hm2,经济最佳施钾量分别为136、212、150 kg/hm2。钾肥不同用量除影响某些纤维指标外,对品质的影响没有显著差异。秸秆不还田时,山东和河北试验点钾肥用量180 kg/hm2和150 kg/hm2时可以维持棉田钾素平衡,而在新疆所有钾肥用量下棉田钾素都是负平衡。河北和新疆50%钾肥蕾期+50%钾肥铃期追施、山东50%钾肥基施+50%钾肥开花期追施的皮棉产量、钾肥的农学效率和施钾经济效益高于其他施用时期。钾肥施用时期影响纤维长度、断裂比强度或纤维伸长率,但因地点和试验年份而不同。施钾时期对纤维整齐度和马克隆值没有显著影响。【结论】钾肥用量对棉花纤维品质没有显著影响,主要影响棉花产量和经济效益。山东试验点钾肥的适宜用量为K2O 180 240 kg/hm2,最佳施用时期为钾肥50%基施+50%开花期追施;河北试验点钾肥的适宜用量为K2O 150 180 kg/hm2,最佳施用时期为钾肥50%蕾期+50%铃期追施;新疆试验点钾肥的适宜用量为K2O 112.5 150 kg/hm2,最佳施用时期为钾肥50%蕾期+50%铃期追施。

中国北方主要棉区土壤供钾能力及其与产量和品质的关系

2012―2013年在山东平原县、河北威县、新疆昌吉市代表性棉田上采集土壤（0~20 cm）和棉花样品,分析北方棉区土壤钾素状况、供钾能力及其与棉花产量和纤维品质的关系。结果表明,平原、威县、昌吉棉田速效钾含量平均分别为217、128、232 mg·kg-1,供钾能力平均分别为128.2、105.1、213.6 kg·hm-2,每生产100 kg皮棉棉花地上部分别吸收K 9.77、7.82、12.25 kg。不同棉区土壤速效钾含量与皮棉产量和地上部吸钾量相关性不同,在平原和昌吉,当土壤速效钾含量分别小于123 mg·kg-1和220 mg·kg-1时,与皮棉产量和地上部吸钾量具有显著正相关。3个植棉区棉花的吸钾量与子棉产量、皮棉产量都呈显著的正相关。棉花地上部吸钾量、纤维吸钾量和纤维含钾量与纤维品质指标的相关性不同地点差异大。

重迎茬大豆高产施肥技术

在大豆栽培中,重迎茬是导致大豆减产的主要原因之一,重迎茬危害导致大豆植株生长迟缓、矮小、叶色发黄,易感染病虫害,大豆荚小、粒小,产量低,一般重迎茬减产20%～30%,如果连续5年以上连作将会导致大幅度减产。

美国依水土保持进行城市规划方法

在美国加利福尼亚州Villavicencio市没有太多的可开发利用的土地,经常有山洪泛滥、泥石流和地块下陷等灾害发生.城市发展是否适宜扩张,受该城市的潜在灾害、灾害发生频率及人民生命财产所遭受的危险程度的影响.适宜性评估不可避免地包含主观因素,因此,运用中应谨慎.美国依水土保持进行城市规划方法如下.

侵蚀模型的摩尔根方法

对于伊朗西北部的小流域 ,用Silsoe模型来计算从坡上冲刷下来的沉积物量。在Silsoe模型中 ,土壤侵蚀过程被分成侵蚀和输移两部分 ,土壤或者被输移 ,或者被部分侵蚀。在该地区 ,侵蚀力是降雨量、土壤条件和植被的函数 ;输移量是地表覆盖率、地表径流和坡度的函数。因此 ,研究这些资料就可以作为模型的一些输入参数。通常用地形制图单元法 (TMU方法 )