科研产出
施用铁基生物炭后镉污染稻田土壤有效镉及有机碳的变化
《湖北农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为了实现镉污染稻田减污固碳的现实需求,以铁基生物炭为研究对象,通过大田试验,采集了土壤和水稻子粒样品,分析了土壤有效镉含量、有机碳含量与子粒镉含量及其相关性。结果表明,与对照相比,铁基生物炭降低了稻田土壤有效镉含量,降幅为11.98%～28.71%;铁基生物炭提高了土壤有机碳含量,增幅为3.66%～12.88%;铁基生物炭降低了水稻子粒镉含量,降幅为4.16%～63.58%。土壤有效镉含量与土壤有机碳含量呈极显著负相关(P<0.01),与水稻子粒镉含量呈极显著正相关(P<0.01)。因此,铁基生物炭有利于实现镉污染稻田降镉固碳。
关键词： 铁基生物炭 稻田土壤 土壤有效镉 水稻子粒镉 有机碳
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绿肥压青对粉垄稻田土壤微生物量碳和有机碳累积矿化量的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：绿肥压青还田是调控现代集约化稻田土壤逆境的重要手段,为评估绿肥压青下粉垄耕作对稻田土壤微生物量碳和土壤有机碳累积矿化量的影响,设置早稻粉垄耕作与常规耕作2种耕作模式,不施肥和同等肥力条件下施化肥、单倍绿肥配施化肥和双倍绿肥配施化肥4种施肥处理,晚稻免耕常规施用化肥,开展双季稻周年大田应用试验。结果表明:单倍绿肥压青下,粉垄耕作能提高稻田土壤微生物量碳含量,可达常规耕作的2倍,能有效增加微生物对土壤碳素的利用率。增加绿肥压青量会提高粉垄耕作稻田土壤有机碳累积矿化量和矿化潜力,与施用化肥相比,单倍绿肥压青下早晚稻分别增加1.6%～32.8%和0.6%～16.6%,双倍绿肥压青下分别增加58.6%～70.9%和29.6%～38.4%。粉垄单倍绿肥压青会降低免耕晚稻齐穗期、收获期土壤呼吸强度,较常规耕作分别降低33.4%和38.7%,较粉垄耕作其他处理降低8.5%～31.4%。单倍绿肥压青下粉垄稻田土壤代谢商较常规耕作累积降低65.5%,与常耕相比,粉垄双倍绿肥压青和粉垄单一化肥的土壤代谢商分别累积增加20.3%和159.2%,粉垄双倍绿肥压青可有效缓解土壤代谢商的提升。微生物量碳含量与有机碳矿化激发效应呈负相关,绿肥压青还田下相关系数达0.44;累积矿化量和代谢商呈极显著正相关,粉垄耕作下相关系数达0.59。可见,绿肥粉垄耦合的模式可作为一种增加稻田土壤微生物量碳含量、减少部分生育时期土壤呼吸强度,增强土壤碳库稳定性及碳固持的重要调控技术措施。
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绿肥配施化肥对岩溶区水稻土壤细菌群落结构的影响
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究绿肥翻压对岩溶区稻田土壤养分状况和土壤细菌群落特征的影响,为岩溶区绿肥替代化肥提供理论依据和数据支撑。【方法】绿肥–水稻轮作田间试验连续进行了3年,供试绿肥为紫云英（桂紫7号）。试验共设置3个处理:单施化肥（CK）、单种绿肥（MV）和绿肥配施化肥（MF）。利用Illumina Novaseq PE250高通量测序技术测定了0—20 cm土壤细菌群落,分析了施肥方式对岩溶区水稻土壤细菌群落多样性和群落特征及共现网络模式的影响。【结果】与CK相比,MV和MF处理增加了土壤有机碳、全氮和碱解氮含量,降低了土壤pH、速效钾含量和C/N值。不同施肥处理的稻田土壤细菌多样性指数均无显著性差异。岩溶区稻田土壤优势细菌菌群为绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和酸杆菌门（Acidobacteria）等。在属水平上,地杆菌属（Geobacter）、厌氧绳菌属（Anaerolinea）、RBG-16-58-14等为岩溶区石灰性稻田土壤的优势菌属。与CK相比,MF处理显著增加了新鞘脂菌属（Novosphingobium）、互养棍状菌属（Syntrophorhabdus）、苯基杆菌属（Phenylobacterium）的相对丰度,降低了脱硫酸盐菌属（Desulfatiglans）的相对丰度。共现网络分析表明,CK和MV处理的细菌共现网络结构相似,而MF处理增加了土壤细菌网络复杂性及变形菌门、拟杆菌门等富营养性细菌的相对丰度。RDA分析结果表明,土壤速效钾、交换性钙离子和全氮是影响土壤细菌群落组成变化的关键环境因子。【结论】绿肥翻压配施化肥,可提高土壤养分和富营养性细菌的相对丰度,效果优于单施化肥和单种绿肥处理,对于维持岩溶区稻田生态系统的可持续发展有重要意义。
关键词： 绿肥 岩溶区 稻田土壤 土壤养分 细菌群落结构 共现网络
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绿肥粉垄耦合对稻田耕层土壤团粒结构特征的影响
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究稻田生态系统耕层优化对双季稻田耕层土壤团粒结构特征的影响,为探明和评估绿肥粉垄耦合土壤物理结构特征及稻田土壤逆境调控提供理论依据.[方法]2017—2018年在广西农业科学院试验田(南宁)开展为期4个稻季的定位试验,早稻采用粉垄耕作(F)和常规耕作(C)2种方式,以不施肥(N)为对照,设置常规施用化肥(N0)、同等肥力条件下单倍绿肥配施化肥(N1)和双倍绿肥配施化肥(N2),共设8个处理(CN、CN0、CN1、CN2、FN、FN0、FN1、FN2),晚稻实行常规施用化肥免耕.采用粒度分析仪测定0~15、15~30和30~45 cm耕层黏粒、粉粒、砂粒的土壤粒径含量;采用湿筛法测定0~15 cm层土壤水稳性团聚体含量,计算土壤水稳性团聚体凝聚力的关键指标,即平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD);采用电子显微镜扫描团聚体超微观形态结构;采用土壤紧实度仪测定不同耕层土壤紧实度.[结果]FN1处理提高了0~15和30~45 cm土壤黏粒含量,其中早稻分别增加0.75%和2.10%,晚稻分别增加0.67%和0.09%;FN2提高了除晚稻30~45 cm以外的其他耕层土壤粉粒含量.绿肥粉垄耦合能提高稻田土壤团聚体的凝聚效果.同一季稻田粉垄耕作土壤MWD和GWD均低于常规耕作,其中早稻和晚稻粉垄耕作土壤MWD较常规耕作分别降低0.19~0.96和0.47~0.72 mm,GMD较常规耕作分别降低0.36~1.52和0.79~1.15 mm.绿肥用量的增加有效提高了土壤MWD和GMD,其中FN1和FN2早稻处理下分别提高0.75和1.06 mm,晚稻分别提高0.21和0.31 mm.FN1处理提高土壤持水性和通气性,有效促进了土壤团聚体的形成.粉垄耕作下土壤微观结构呈孔隙多而偏小,空洞少而偏大的特征.晚稻FN1处理的土壤微团聚体和大团聚体含量最高,分别占8.60%和29.09%,免耕晚稻的土壤微团聚体和大团聚体含量较粉垄早稻有所提升,FN1处理增加了3.88%和1.34%,FN2处理增加了12.04%和9.01%.粉垄耕作下早、晚稻不同土层土壤紧实度均低于常规耕作,免耕晚稻的土壤紧实度高于免耕早稻.与常规耕作相比,FN1早稻土壤紧实度从土层自上而下分别降低8.90、22.73和55.15 kPa,晚稻分别降低1.20、28.84和53.93 kPa,FN2早稻分别降低5.80、25.37和66.00 kPa,晚稻分别降低6.80、36.97和50.33 kPa.[结论]绿肥还田对粉垄耕作稻田土壤微形态结构特征产生重要影响,绿肥粉垄耦合有助于集约化水稻抗逆栽培、实现减肥增效.
关键词： 绿肥还田 粉垄耕作 稻田土壤 土壤团聚体 微观结构
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广西稻田镉污染状况及硅对稻米镉的消减作用（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2016
摘要：[目的]调查广西稻田土壤镉污染现状,开展硅对稻米镉的消减作用研究,为治理广西稻田土壤镉污染提供科学依据。[方法]在广西境内,采集水稻主产区的稻田耕层(0~20 cm)土样157个,分析其镉含量,并采用单因子指数法和Hakanson的潜在生态风险指数法对稻田土壤环境质量和潜在生态风险进行评价;另外,在镉超标稻田上进行不同硅肥处理对稻米镉的消减试验,试验设不施硅肥作对照、土壤中施用硅肥750 kg/hm~2、叶面喷施0.2%纳米硅1 500 L/hm~2和土壤中施用硅肥750 kg/hm~2+叶面喷施纳米硅1 500 L/hm~24个处理,测定各处理的稻米中的镉含量。[结果]采样调查结果表明,广西稻田耕层土壤中全量镉含量为0.02~7.33 mg/kg,平均0.53 mg/kg,其中35.03%土壤样品的镉含量超过国家土壤环境质量标准的Ⅱ级标准,以中、轻度污染为主。硅肥试验结果表明,不同硅肥处理均显著降低了稻米中镉的含量(P<0.05),其中土施硅肥750 kg/hm~2+叶面喷施纳米硅1 500 L/hm~2处理效果最好,稻米镉含量比对照处理下降73.45%;喷施纳米硅1 500L/hm~2处理稻米镉含量下降62.07%,土施硅肥750 kg/hm~2处理下降34.48%。[结论]广西稻田土壤中镉的生态风险为中等至高的风险,合理施用硅肥可有效降低稻米镉的含量。
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广西稻田镉污染状况及硅对稻米镉的消减作用
《南方农业学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】调查广西稻田土壤镉污染现状,开展硅对稻米镉的消减作用研究,为治理广西稻田土壤镉污染提供科学依据。【方法】在广西境内,采集水稻主产区的稻田耕层(0~20 cm)土样157个,分析其镉含量,并采用单因子指数法和Hakanson的潜在生态风险指数法对稻田土壤环境质量和潜在生态风险进行评价;另外,在镉超标稻田上进行不同硅肥处理对稻米镉的消减试验,试验设不施硅肥作对照、土壤中施用硅肥750 kg/ha、叶面喷施0.2%纳米硅1500 L/ha和土壤中施用硅肥750 kg/ha+叶面喷施纳米硅1500 L/ha 4个处理,测定各处理的稻米中的镉含量。【结果】采样调查结果表明,广西稻田耕层土壤中全量镉含量为0.02~7.33 mg/kg,平均0.53 mg/kg,其中35.03%土壤样品的镉含量超过国家土壤环境质量标准的Ⅱ级标准,以中、轻度污染为主。硅肥试验结果表明,不同硅肥处理均显著降低了稻米中镉的含量(P<0.05),其中土施硅肥750 kg/ha+叶面喷施纳米硅1500 L/ha处理效果最好,稻米镉含量比对照处理下降73.45%;喷施纳米硅1500 L/ha处理稻米镉含量下降62.07%,土施硅肥750 kg/ha处理下降34.48%。【结论】广西稻田土壤中镉的生态风险为中等至高的风险,合理施用硅肥可有效降低稻米镉的含量。
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耕作方式对稻田土壤活性有机碳组分、有机碳矿化以及腐殖质特征的影响
《土壤通报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：以连续种植三季的稻田土壤为材料,采用大田试验的方法,研究了四种耕作方式(常耕CT、稻草还田常耕SCT、免耕NT、稻草还田免耕SNT)下稻田土壤的活性有机碳组分含量、有机碳矿化以及腐殖质特征。结果表明:在0~5cm土层,免耕(NT、SNT)和稻草还田(SCT、SNT)都能提高土壤中不同活度有机碳以及总有机碳、腐殖酸、胡敏酸的△log K以及E4/E6值,其中以SNT增加效果最为明显,而稻草还田(SCT、SNT)还能提高了土壤有机碳的日矿化量和矿化累积量;在5~20 cm土层,除中活性有机碳外,常耕耕作(CT、SCT)提高了不同活度有机碳、总有机碳、有机碳矿化累积量、腐殖酸、胡敏酸、富里酸、腐殖化度以及胡/富比,其中以SCT的作用最为明显。在短期时间内,免耕结合稻草还田,有利于表层土壤的腐殖化,增加稻田土壤中碳的固定;常耕结合稻草还田更利于5~20cm土层腐殖质的更新与活化,增加土壤中碳的固定,从而减缓新增碳对温室气体的增温效应。
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