通过5年10季的小麦/谷子轮作盆栽试验,持续观测了每季0、2.25和22.5 t·hm-2黑炭施用下作物生长和土壤性质变化及氨挥发数量.结果表明:相同NPK肥施用下,与不施黑炭处理相比,黑炭处理能促进作物生长,提高土壤养分供应.22.5 t·hm-2黑炭处理下5年作物累积籽粒和秸秆产量分别增加24.1％和74.1％;相应地上部N、P和K累计吸收量分别增加93.5％、71.2％和46.3％;轮作结束后土壤有效P、K含量及阳离子交换量分别提高262％、274％和58.3％,有机碳提高843％,C/N增至25,容重降低46.6％,土壤pH值则无明显变化.2.25和22.5 t·hm-2黑炭处理的黑炭表观分解率为每年3.5％～5.7％.高量黑炭施用可导致氨挥发数量增加,22.5 t · hm-2黑炭处理下10季氨挥发总量增加102％.

[目的]从内蒙古种植葵花的盐碱地中筛选高效溶磷真菌,为盐碱地增产节肥开发生物肥料提供溶磷菌种资源.[方法]利用ITS rDNA序列鉴定菌株、固体培养基测定耐盐性,液体摇床培养与盆栽试验结合分析菌株溶磷能力,盆栽和田间试验明确菌株M1促进作物生长和增产作用;LC-MS技术测定菌株M1在液体培养基中分泌有机酸和植物激素含量,明确菌株M1的溶磷和促生机理.[结果]溶磷菌株M1鉴定为日本曲霉(Aspergillus japonicus).液体培养基接种菌株M1培养6 d,以Ca3(PO4)2为磷源时上清液有效磷达1020.89 mg/L,溶解率为63.30％;以AlPO4为磷源时有效磷达995.69 mg/L,溶解率为48.59％;以贵州开阳磷矿粉、江苏锦屏磷矿粉、云南晋宁磷矿粉、河北钒山磷矿粉和云南昆阳磷矿粉为磷源接种菌株M1,从晋宁磷矿粉释放的有效磷浓度最高,达到363.64 mg/L.菌株M1可耐受10％ NaCl.将M1制备的菌剂分别接种于施用Ca3(PO4)2、AlPO4和开阳磷矿粉3种磷源的4种盆栽试验土壤包括北京石灰性潮土、安徽黏性潮土、安徽水稻土和山东沿海盐潮土.结果显示,菌株M1对玉米植株促生效果显著,玉米植株鲜重比对照提高2.14％–90.91％、干重增加22.15％–268.28％;土壤有效磷提高21.81–24.27 mg/kg.菌株M1与4种土壤的适配性均高于对照菌株DSM 821.田间小区花生产量结果显示,接种溶磷菌剂M1增产效果最好,花生果实产量达4.46 t/hm2,比不接种菌剂的对照处理增加0.81 t/hm2,增产22.19％.菌株M1在含有磷酸三钙、磷酸铝和开阳磷矿粉3种难溶磷培养液中经过6 d培养,均产生7种有机酸,其中草酸和柠檬酸含量最高,分别为616.16 mg/L和413.69 mg/L;培养液均能检测到吲哚乙酸(IAA)和玉米素,IAA含量为15.45–77.58 mg/L,玉米素浓度为0.06–0.11 mg/L.[结论]获得了一株高效溶解多种难溶磷的日本曲霉菌M1,它能显著增加土壤有效磷、促进玉米生长和花生增产,与4种典型土壤适配性好,具有良好的农业应用前景.

为揭示多环芳烃(PAHs)污染对我国不同区域稻田土壤氨氧化过程的影响,以8个省市的稻田土壤为研究对象,通过室内培养方式添加菲、荧蒽、苯并[a]蒽等3种PAHs进行28 d的培养实验,探究PAHs对不同土壤类型硝化潜势、氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度和群落结构的影响.结果显示,8种土壤的理化性质、PAHs降解行为以及AOA和AOB菌群结构和丰度都有所差异,PAHs对硝化潜势的影响也表现为因土而异.PAHs显著抑制了黑龙江(黑土)、山西(褐土)、安徽(黄褐土)和湖南(黄壤)等4种土壤样品的硝化潜势(P＜0.05),显著促进了四川(石灰性紫色土)的硝化潜势,而对北京(潮土)、河南(潮土)和重庆(中性紫色土)土壤则没有显著影响.荧光定量PCR分析amoA基因的丰度结果表明,在添加PAHs后,AOB的丰度显著增加,而AOA的丰度显著减少.相关性分析表明土壤AOA的丰度与硝化潜势的变化规律有显著相关性(P＜0.05).除重庆和四川土壤外,PAHs的添加降低了AOA和AOB群落Shannon多样性指数.群落结构分析发现PAHs的添加促进了隶属于Nitrosospira cluster 3的AOB相对丰度增加,而隶属于Nitosomonas cluster 7的AOB相对丰度则降低;然而PAHs对AOA群落结构则没有显著影响.综上所述,PAHs污染可能通过改变土壤的氨氧化微生物的丰度和群落结构,进而在宏观上影响稻田土壤的硝化能力.

以石灰性潮土为对象,通过盆栽试验研究温度和磷肥对小麦苗期生长和土壤无机磷形态转化的影响.结果表明:温度和磷肥是影响小麦生长的重要因子,但二者交互作用影响不显著.温度对小麦生长的影响大于施用磷肥,15℃是小麦苗期的适宜生长温度.与不施磷肥(-P)处理相比,5℃下,施磷肥(+P)处理显著促进了小麦生长,小麦地上部、根部生物量分别提高18.2％、33.3％,地上部、根部磷素积累量分别提高30.6％、13.3％,根冠比、株高、分蘖、根系活力分别提高3.5％、10.0％、10.5％、70.3％;15℃下,施用磷肥对小麦生物量、分蘖影响不显著,但小麦地上部、根部磷素积累量分别提高32.3％、23.8％,根冠比、株高、根系活力分别提高15.6％、2.5％、32.8％;25 ℃下施用磷肥对小麦生长没有促进作用.3种温度下,施磷能显著增加各处理土壤有效磷(Olsen-P)、二钙磷(Ca2-P)、八钙磷(Ca8-P)、铝磷(Al-P)和铁磷(Fe-P)含量.-P和+P处理下,温度对Ca2-P含量影响不显著,对Olsen-P、Ca8-P、Fe-P、Al-P含量影响显著.Ca8-P、Fe-P含量表现为5℃＞15℃＞25℃;Al-P含量表现为25C＞15℃＞5℃.小麦苗期可以吸收利用根际土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P,而Al-P、Fe-P对小麦的有效性明显低于Ca2-P、Ca8-P.各处理pH、闭蓄态磷(O-P)和十钙磷(Ca10-P)差异不显著.总之,温度主要通过影响小麦生长来影响磷素吸收,低温下施用磷肥能显著促进小麦生长,高温能加速石灰性土壤有效磷的固定,施磷能缓解这一过程.

黄淮海平原南部以黄褐土和砂姜黑土等为代表的耕地土壤酸化趋势明显.为深入认识该类型黏板土壤垂直剖面上pH值和耕层养分的空间变异情况,以豫南西平县为例,对县域范围内63个耕地样点进行pH值和速效磷测定,运用地统计学方法和ArcGIS技术分析不同深度土壤pH值和耕层土壤(0～20 cm)速效磷的空间分布状况,并分析了pH值与速效磷(AP)含量的相关性.结果 表明:典型黄褐土和典型潮土0～10、10～20和20～30 cm的pH均值依次分别为4.98、4.93、5.31和5.46、5.81、6.26,随着土壤深度的增加逐渐升高,土层间差异不显著;典型砂姜黑土3个土层的pH均值分别为5.23、5.43、6.03,20～30 cm土层pH值比0～10、10～20 cm土层显著增加,其中比0～10 cm土层增加0.8～1个pH单位;石灰性砂姜黑土和湿潮土20～30 cm土层pH值也显著高于0～10、10～20 cm土层.0～20 cm土层典型黄褐土、典型砂姜黑土、湿潮土、典型潮土和石灰性砂姜黑土的AP含量范围分别为8.85～54.75、4.27～37.49、8.22～ 51.80、6.07～34.82和13.22～22.85 mg·kg-1,AP含量低值区呈块状分布在研究区域中部,高值区呈点、片状分布在研究区域四周.在0～20 cm耕层中典型黄褐土、典型砂姜黑土和湿潮土的pH值与AP含量均呈正相关关系.综上,豫南黏板土壤表现明显的分层酸化现象,随土壤深度的增加酸化减缓,而耕层AP含量分布不均匀,受土壤类型和pH值变化的影响.研究结果可为黄淮海平原南部黏板土壤酸化改良提供数据支撑.