
2025年第1期
主管单位:中华人民共和国农业农村部
主办单位:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、中国植物营养与肥料学会
创刊时间:1964年
主编:易可可
执行主编:卢昌艾
地址:北京市中关村南大街12号 邮编:100081
电话:010-82108656 传真:010-82106225
电子邮件:trfl@caas.cn
国际标准刊号:ISSN 1673-6257 国内统一刊号:CN 11-5498/S
邮发代号:2-559 国外代号:BM5559
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Abstract:
对淮安市2004、2019年土壤地球化学调查数据进行分析,深入探讨土壤pH空间变异特征及其影响因素。结果表明,2019年研究区土壤pH值范围是4.66~9.46,均值为7.95,整体表现为南低北高,变异系数为0.095,属于弱空间变异性。地统计学分析结果表明,2004、2019年研究区土壤pH的变异函数的最优理论模型均为指数模型,块金系数分别为0.283和0.352,表明受人为因素和结构性因素共同影响,土壤pH值具有中等程度的空间相关性,冷热点分析结果显示,2019年较2004年土壤pH高值区明显增多,土壤pH低值区范围进一步扩大,空间集聚分布更显著。相关分析表明,研究区土壤pH值空间变异的主要控制因素为地貌类型和土壤类型,分别能独立解释研究区40.9%和21.7%的土壤pH值空间变异。此外,土壤pH与钙含量呈显著正相关,与氮、硫、有机质含量呈显著负相关。近15年来研究区黄泛区土壤出现轻微碱化现象,洪泽湖泛滥平原区、里下河浅洼平原区土壤出现酸化现象,需要采取相应措施,调控土壤pH。
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Abstract:
为了揭示有机液肥对土壤团聚体稳定性及有机碳、全氮分布的影响,通过模拟施肥试验,设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、液态碳肥与无机肥配施(PF)3个处理,施肥包括首次施肥和追肥,深度约15 cm,不同处理的施肥量相同,采集土壤样品测定团聚体、有机碳和全氮含量,探讨了液态有机碳肥配施无机肥和常规施肥下对四川省安岳县石灰性紫色土土壤团聚体分布以及不同粒径团聚体碳、氮含量的影响。结果表明:与CK相比,CF和PF处理分别显著提高了土壤>0.25 mm机械稳定性团聚体2.54%和1.07%,水稳定性团聚体差异不显著。CF和PF处理的团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较CK处理显著提高。CF和PF处理较CK优化了土壤团聚体有机碳、全氮含量与分布,增加了土壤总有机碳、全氮和大团聚体(>0.25 mm)有机碳、全氮含量。相关分析表明,MWD、GMD和>0.25 mm团聚体百分含量(R0.25)呈线性正相关,团聚体破碎率(PAD)和土壤团聚体不稳定团粒指数(ELT)与R0.25呈线性负相关,MWD、GMD与>0.25 mm团聚体有机碳含量均呈极显著正相关,GMD与>0.25 mm团聚体全氮含量均呈显著正相关,团聚体PAD与>0.25 mm团聚体全氮含量均呈显著负相关。由此可见,液态有机碳肥配施无机肥能提高土壤养分含量及有效性,增加土壤大团聚体比例
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Abstract:
为揭示土地利用方式对土壤水分和土壤结构特性的影响,选取东北典型风沙土区(黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯达斡尔族区)撂荒草地、禁牧草地、人工林地和开垦农田4块样地为研究对象,通过监测和采集不同层次土壤,分析不同土地利用方式下土壤储水量及其季节变化、土壤机械组成、土壤团聚体组成及其稳定性等差异,研究结果表明:(1)就0~80 cm土层的土壤储水量而言,撂荒草地(157.23~218.40 mm)显著大于禁牧草地、人工林地和开垦农田(42.28~148.55 mm);但其土壤储水季节性变化,禁牧草地(48.71%)>开垦农田(34.31%)和撂荒草地(32.87%)>人工林地(9.37%);(2)无论是0~20 cm还是20~40 cm土层,开垦农田砂粒含量均显著大于撂荒草地、禁牧草地和人工林地,而其粉粒含量则都显著小于这3种土地利用方式;但0~20 cm土层土壤团聚体稳定性表现为撂荒草地(0.85 mm)显著低于禁牧草地、人工林地和开垦农田(0.99~1.01 mm),而20~40 cm土层土壤团聚体稳定性依次为人工林地(0.97 mm)≥ 撂荒草地(0.95 mm)和开垦农田(0.92 mm)≥禁牧草地(0.87 mm);(3)通过冗余分析发现,表层0~20 cm土壤结构稳定性,除受4种土地利用方式下其团聚体组成差异的影响外,土壤全磷、粉粒含量和总孔隙度也在一定程度上有所贡献,但亚表层20~40 cm土壤结构稳定性则主要源于>2和0.053~0.25 mm团聚体。综上所述,撂荒显著增加风沙土区土壤剖面储水能力,但人工林土壤储水季节性变化小;垦耕加剧风沙土的粗骨化进程,相较于其他3种土地利用方式,开垦农田砂粒含量显著增加,而粉粒含量减少;但4种土地利用方式对表层和亚表层土壤结构稳定性的影响不一,表层土壤结构稳定性的差异除受其团聚体组成的影响外,还有部分是由于不同土地利用方式带来的理化性状差异所致。
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Abstract:
为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征,基于7年秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对照(CK,无秸秆还田)、FG(秸秆覆盖还田)、FM(秸秆翻埋还田)和FH(秸秆碎混还田)处理下土壤有机碳含量及富里酸含量及结构特征进行了分析。结果表明:(1)不同秸秆还田方式在表层(0~10 cm)更有助于土壤有机碳和富里酸含量的积累,其中以秸秆覆盖还田处理最佳,秸秆翻埋还田次之,比CK处理的有机碳含量和富里酸含量分别提高16.86%、16.80%和67.30%、57.21%。FG和FH处理在30~40 cm土层土壤有机碳含量分别降低了7.67%和3.68%。FG处理在亚表层(20~30和30~40 cm)富里酸含量有所降低,FH处理在30~40 cm土层土壤富里酸减少了25.19%;(2)土壤腐殖质中富里酸来源受自生源和外生源共同作用的影响,FM处理在4个土层的荧光指数、生物指数、腐殖化指数分别较CK相比均有所提升。说明此处理在不同土层土壤腐殖化程度更高,稳定性更好;(3)三维荧光光谱和荧光区域积分表明,FM、FG和FH处理均使腐植酸类物质增加,腐殖化程度较高,结构较为复杂。本试验区共识别出3个荧光组分,其中组分C1[激发波长(Ex)/发射波长(Em)=330/410]和C3(Ex/Em=270,370/460)同为腐植酸类物质,主要来源于高等植物腐解产生的有机物;组分C2(Ex/Em=230,260/415)为富里酸类物质;组分C3含量相对含量越高,土壤腐殖化程度越高。与CK相比,FM处理的C3组分含量相对含量在4个土层升高了3.8%~15.44%。综上所述,秸秆翻埋还田在增
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Abstract:
在等氮、磷、钾施肥条件下,开展碱性土改良施肥对沃柑果园土壤性质的影响试验研究,以期获得碱性土改良施肥技术方案,为果园碱性土改良技术应用提供理论依据。以枳橙基砧、福本作为中间砧木高接8年的沃柑品种为研究对象,分别设置常规复合肥(CF)、配方肥(尿素+硫酸钾+过磷酸钙,FF)、复合肥+硫磺粉(CF+S)、复合肥+脱硫石膏(CF+T)、配方肥+硫磺粉(FF+S)、配方肥+脱硫石膏(FF+T)6个处理,研究不同碱性土改良施肥处理对沃柑果园土壤性质的影响。与CF处理相比,不同碱性土改良施肥均增加了土壤总孔隙度与有机质含量,分别以FF+T、CF+T处理相对最高,比CF处理分别增加了9.2%、60.1%,同时不同程度地增加了土壤营养元素含量,且以FF+T处理相对最高;各碱性土改良施肥处理均减小了土壤容重、pH值、Na+交换量,且均以FF+T处理相对最小,分别比CF处理减少了9.7%、15.6%、16.7%;FF+T处理的土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活力均相对最高,分别较CF处理提高了17.8%、43.8%、48.8%、38.4%;土壤碳排放通量以7月相对较大、12月相对较小,均以FF+T处理最小,分别比CF处理降低了25.5%、12.7%。各处理主成分综合得分高低顺序为FF+T>CF+T>FF+S>CF+S>FF>CF,即碱性土改良施肥FF+T处理对改善沃柑果园土壤性质的效果相对最优。
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Abstract:
土壤碳、氮养分对植物生长具有重要作用。为探究碳、氮对作物生长的影响机制,在黔中黄壤区通过田间盆栽试验,设置空白(CK)、葡萄糖(G)、尿素(U)、葡萄糖+尿素(GU)4个处理,分析外加碳、氮对作物生长、土壤微生物群落和代谢的影响。GU处理油菜鲜重、干重、茎粗等指标均显著高于其他处理(P<0.05),油菜株高也以GU处理为最高。G、U、GU处理土壤pH含量均低于CK处理,土壤全氮、碱解氮和有机质含量均高于CK处理。GU处理中土壤微生物的主要标志物种为节杆菌属(Arthrobacter),表明Arthrobacter在GU处理中可能发挥潜在的重要作用。KEGG Pathway levels 2各类代谢中,氮代谢和碳水化合物代谢占主导,其中,在氮循环代谢路径中,G处理固氮代谢途径占据主导,U处理硝化作用代谢途径占主导;在碳循环代谢路径中,GU处理碳水化合物代谢与其他3个处理有显著差异的途径有18条,CK、G、U分别有6、11、3条;GU处理18条显著差异代谢途径中,代谢基因主要来自Arothrobacter的有葡萄糖激酶glk(K00845)、核糖-5磷酸异构酶B rpiB(K01808)、1,6二磷酸果糖激酶glpX(K02446)、6磷酸-3己糖异构酶hxlB(K08094)、磷酸果糖激酶pfk和pfp(K21071)。结构方程模型表明,碳循环代谢基因对油菜生长和产量产生直接和显著的影响(P<0.001)。以上研究结果为从微生物角度探究碳、氮对作物生长的影响提供了研究基础,也为作物增产研究提供了理论支撑。
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Abstract:
以种植不同茶龄的土壤为研究对象,采集9条剖面共计54个样品,分析土壤中重金属(Cr、Cu、Pb、Zn、As、Cd、Hg)和3种磁化率[低频磁化率(χlf)、频率磁化率(χfd)、高场磁化率(χpara)]的分布特征及两者相关性。结果表明,研究区重金属含量空间变异性为中等变异,主要受自然因素影响;重金属污染指数均处于安全级别,土壤未受到污染。相关分析及主成分分析结果显示,Cr、Pb、As、Hg、Zn和Cu主要来源于自然成壤,Cd可能主要来源于施用的有机肥。结合磁参数分析发现,χlf与Cr、Zn、As含量显著正相关,χfd%与各重金属含量不相关;χpara与重金属Cr、Pb、As、Hg和Zn含量显著正相关。研究发现,土壤磁性参数χlf和χpara对来源于自然土壤的重金属元素的分布也具有很好的指示意义。χpara与5种重金属含量的相关系数R均大于0.8,剖面上的分布特征也与重金属的分布具有非常好的一致性,显示了该参数能够指示重金属在土壤中的迁移和积累。
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Abstract:
明确长江流域夏直播棉施氮量对棉花生长、产量的影响,为评价氮肥施用效应、提升经济效益提供科学依据。采用连续两年大田随机区组设计,以中棉425品种为材料,设置6个施氮量处理(不施氮处理N0:施氮量为0;施氮处理N1、N2、N3、N4、N5:施氮量分别为60、120、180、240、300 kg/hm2),分析棉花农艺性状、群体生物量、叶面积指数(LAI)、叶片氮含量、籽棉产量随施氮量的变化情况,结合因子分析法、主成分分析法和隶属函数分析法对施氮肥效应进行综合评价,模拟最佳经济施氮量。结果表明,施氮可促进棉花生长,对LAI、叶片氮含量、群体生物量均有显著提升作用,与施氮240 kg/hm2相比,施氮300 kg/hm2对棉株农艺性状、LAI、单株生殖器官干物质量的提升效果不显著。棉花单株总铃数、单铃重、籽棉产量随施氮量增加而增加,但衣分呈逐渐降低趋势,施氮300 kg/hm2处理籽棉产量较施氮0~120 kg/hm2处理均有显著提升,但与施氮180、240 kg/hm2处理未达差异显著水平,甚至较施氮240 kg/hm2显著降低9.46%。施氮量240 kg/hm2处理隶属函数得分最高,综合两年模拟最佳经济施氮量为250.91 kg/hm2。综上所述,本试验条件下施氮240 kg/hm2效果好,较施氮300 kg/hm2节省氮肥20%,提高籽棉产量74.98 kg/hm2;推荐长江流域赣北区夏直播
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Abstract:
探索稻虾共作模式下氮肥用量对稻田氮盈余量及土壤微生物群落的影响,在确保粮食安全的同时减少土壤的活性氮损失,并为水稻可持续生产提供理论支撑。大田试验以稻虾种植模式为研究对象,以不施氮为对照(CK),设置4种施氮量(N60、N120、N180、N240),研究稻虾共作模式下不同施氮量对共作模式氮表观平衡(氮输入与氮输出量间的氮平衡状态)及土壤微生物群落特征的影响。结果表明,虾体系氮输出量占比氮输入量分别为45.9%(2021年)和57.8%(2022年),成虾氮输出量占比氮输入量分别为27.2%(2021年)和32.6%(2022年),大量氮滞留在虾体系中。稻田模式中CK、N60处理表观氮平衡均为负值,N120、N180、N240处理表观氮平衡均为正值,其中N240处理氮盈余量最大,分别达到N 130.4 kg/hm2(2021年)和N 163.1 kg/hm2(2022年)。化肥氮投入量增加有利于土壤(0~60 cm)铵态氮、硝态氮、无机氮含量氮累积量增加,且随土层(0~60 cm)深度增加而降低;2022年土壤不同土层无机氮含量高于2021年。土壤(0~20 cm)中基因型细菌群落AOA、AOB、nirS、nirK、nosZ、narG均随化肥氮投入量的增加而增加。推荐适宜氮肥施用量为N 120~180 kg/hm2,稻田表观氮平衡为正数,最大氮盈余量为氮103.5 kg/hm2,符合荷兰矿物核算模式和欧盟建议氮盈余量标准(100和80 kg/hm2)。长期稻虾共作和增施氮肥有利于土壤无机氮含量增加,扩充土壤氮库。
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Abstract:
近年来,南方双季稻区冬闲田的绿肥种植发展迅速,但是关于绿肥翻压还田下早稻季的合理氮肥用量还缺乏研究。通过设置冬闲和紫云英翻压还田下不同氮肥用量的田间试验,分析了早稻产量、产量构成、氮素吸收量和氮肥利用率的变化特征。结果表明:与冬闲相比,N150(氮肥用量为150 kg/hm2)、N210(氮肥用量为210 kg/hm2)和N270(氮肥用量为270 kg/hm2)处理下,紫云英翻压还田下早稻产量分别比冬闲增加了23.32%、47.19%和39.85%;氮素吸收量提高了25.84%~53.41%,紫云英翻压还田下水稻的氮肥利用率(均值为43.08%)也明显高于冬闲(均值为32.50%)。结合产量构成因子发现,紫云英翻压还田主要增加了单位有效穗数来实现水稻增产。同时,与冬闲相似,紫云英翻压还田下也表现出N150处理的籽粒产量、氮素吸收量和氮肥利用率显著高于其他氮肥用量处理,分别比N0(氮肥用量为0 kg/hm2)处理增加了2.35、2.93和3.42倍。因此,在南方双季稻区,利用冬闲期进行紫云英种植并翻压还田是实现早稻产量提升的关键,且150 kg/hm2的氮肥用量是实现早稻产量和氮肥利用率协同提升的合理用量。
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肖明昆,宋记明,姜太玲,白丽娜,段春芳,熊贤坤,刘光华,严炜
Abstract:
探明氮、磷、钾配施对木薯不同饲用部位产量的影响及肥料效应,为木薯规范化施肥和保障木薯粮饲化原料供应提供依据。采用“3414”设计进行田间试验,测量不同时间点木薯饲用部位产量,进行肥效互作效应分析、单因素效应分析,筛选出最优施肥方案。结果表明,不同施肥处理在不同时间点对木薯饲用部位产量的影响不同。氮素在木薯茎叶生长发育中起到重要作用,钾素对地下块根的生长有较好的促进作用,木薯对磷素的吸收较为稳定,植后3~8个月,施入中低水平的磷均能保证生长所需。收获全株木薯或地上部分饲用应补充充足的氮素,氮肥用量75 ~150 kg/hm2。随着生育期的推进,植后8个月,木薯的生长逐渐由地上部分转向地下部分,继续维持较高生物量需补充适量的钾肥,N2P2K1(N 150 kg/hm2,P 150 kg/hm2,K 150 kg/hm2)处理具有最高的增产率(较空白处理增产27.02%)。不同施肥处理对木薯鲜薯产量的影响不同,且不同时间影响也不同。收获木薯块根饲用应在植后6~8个月,补充钾肥150~450 kg/hm2更有利于提高木薯产量。氮肥虽能促进木薯茎叶生长,但后期高氮不利于块根淀粉积累,在木薯饲用的施肥管理中,应根据不同生产目标合理施用氮、磷、钾肥。
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Abstract:
外源氮添加下的芦苇秸秆好氧堆肥是芦苇资源化利用的重要途径。秸秆好氧堆肥温室气体排放及碳氮损失量主要受含氮底物类型、底物碳氮比及附加投入品的影响。为了探究不同氮源对芦苇好氧堆肥过程中温室气体排放和碳氮损失情况,以芦苇为原料进行40 d的好氧堆肥试验,设置两个处理:添加尿素(A)和添加黑麦草(B),采用静态箱-气相色谱法测定CO2、CH4和N2O浓度,同时利用传统的化学分析法测定堆肥过程中的理化指标。结果表明:(1)A、B处理的碳素损失分别占初始总碳的46.85%~47.03%、46.62%~46.78%;氮素损失分别占初始总氮的9.81%~13.23%、8.92%~10.62%。黑麦草处理的CO2-C损失比尿素处理显著增加5.41%~8.38%;两个处理以CH4-C损失占总碳损失均不超过0.01%;尿素处理的N2O-N损失比黑麦草处理显著增加了24.11%~30.93%。尿素处理的NH3-N损失比黑麦草处理显著增加了10.42%~27.63%。(2)理化指标与CO2、CH4、N2O、NH3的排放通量存在一定相关性。温度和总有机碳与CO2、CH4和NH3排放呈正相关;碳氮比(C/N)与CO2和CH4排放呈正相关;NO3--N与CO2和CH4排放呈负相关,但与N2O排放呈显著正相关。冗余分析结果表明,NO3--N和C/N对CO2、CH4、N2O、NH3排放的影响最大。(3)无论哪种模式,3种温室气体累积排放量均为CO2最大,CH4最小。(4)不同氮源温室气体和NH3的排放特征不同,添加黑麦草使CO2和CH4累积排放量分别增加了9.64%和0.23%,N2O累积排放量减少了28.76%,总温室气体排放当量增加了48.48 kg·t-1。研究表明,黑麦草处理碳素损失和氮素损失更小,尿素处理在总温室气体减排方面效果更佳。结合两个处理的种子发芽指数来看,推荐黑麦草作为氮源与芦苇好氧堆肥。
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李静,郝勇舟,李嘉炜,栗振,李洪昭,常静静,陈雷,陈潇,宋钊,卢钰升,张白鸽
Abstract:
评估并筛选出适宜蔬菜高效生产的复合肥对于实现蔬菜轻简高效生产具有重要意义。目前,复合肥种类多样,不同复合肥施用对蔬菜生长及品质的影响有待进一步探究。基于华南酸性菜地土壤磷盈余量高、菜心对钾需求量大的问题,开展不同复合肥(新洋丰、艾贝施和雅苒平衡型复合肥:YF15-15-15、ICL16-16-16和YR15-15-15;对应的低磷复合肥:YF15-5-25、ICL15-5-25和YR13-4-25)施用对菜心生长及品质影响的田间试验,以筛选评估不同复合肥特性及施用对菜心生长、农艺性状、根系结构、土壤理化性质、品质、养分吸收及利用的影响。结果表明,不同复合肥溶解速率和溶解后pH、电导率存在明显差异。与习惯施肥处理(F)相比,平衡型复合肥施用后菜心产量、生物量和叶面积分别提高了2.5%~53.9%、8.8%~60.8%和19.1%~62.9%(其中ICL16-16-16处理效果最优),而低磷复合肥施用后除ICL15-5-25处理生物量和叶面积略有增加外,其余两款低磷复合肥处理生物量和叶面积均较F处理低。不同复合肥对菜心根系生长具有显著影响,整体上低磷复合肥促进了菜心根系生长,但与对应平衡型复合肥相比根系平均直径降低了13.9%~30.4%。复合肥施用后整体降低了土壤pH值,但增加了土壤电导率值,平衡型复合肥施用后土壤硝态氮和铵态氮含量较F处理分别显著增加了30.7%~40.1%和18.7%~53.2%;与对应平衡型复合肥处理相比,低磷复合肥施用后硝态氮、铵态氮和有效磷含量分别降低了13.9%~22.4%、18.6%~30.5%和17.7%~24.6%,而速效钾含量增加了50.0%~107.3%。与F处理相比,ICL16-16-16和YR15-15-15氮积累量分别显著提高了41.5%和27.2%,而YF15-5-25和YR13-4-25处理氮积累量分别显著降低了12.6%和17.9%;平衡型复合肥施用后菜心磷积累量较F处理提高了14.7%~97.3%,而低磷复合肥施用后磷积累量较F处理明显降低或无显著差异;复合肥施用后菜心钾积累量较F处理显著提高了34.3%~110.1%。与F处理相比,平衡型复合肥施用后氮肥回收效率显著提高了16.3%~51.0%,而磷肥回收效率降低了15.9%~52.5%;低磷复合肥施用后氮肥回收效率与F处理无显著差异,磷肥回收效率增加了6.9%~38.0%,而钾肥回收效率显著降低了22.4%~32.5%。与F处理相比,平衡型复合肥主要提高了菜心可溶性蛋白和可溶性糖含量,而低磷复合肥处理后菜心维生素C和可溶性蛋白含量明显提高,但可溶性糖含量降低。综合而言,平衡型复合肥对菜心生长的促进作用优于低磷复合肥,其中ICL16-16-16综合表现最优,在低磷复合肥中ICL15-5-25综合表现更好。因此,在实际生产中应根据菜地土壤养分状况和菜心养分需求特点合理选择复合肥以促进菜心生长,实现菜心轻简、高效、高质生产。
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王天一,黄兴成,刘心强,赵曙光,王钰茹,张彤,陈新平,石孝均,张福锁
Abstract:
集约化茶叶生产下茶园土壤硼素营养普遍缺乏,严重影响了茶叶的产量和品质。研究硼肥施用对茶叶增效提质的效果,对于推动茶产业高质量发展具有重要意义。通过田间试验方法,分析硼肥不同施肥方式和施肥用量对茶叶产量、品质、经济效益和土壤肥力的影响。结果表明,不同施硼处理下茶叶增产效果显著。施硼处理全年茶青产量提高了7.79%~18.06%,干茶产量提高了9.31%~18.41%,发芽密度增加了3.56%~18.32%。夏秋茶季土施低量处理(B1)茶叶氨基酸含量提升最高,达37.31%;叶面喷施一次处理(B3)茶叶咖啡碱和茶多酚含量提升最高,分别达9.78%和11.45%;叶面喷施两次处理(B4)对茶叶酚氨比值降幅最大,达24.16%。春茶季茶叶氨基酸含量以B4处理提升最高,达31.12%;土施低量+叶面喷施一次处理(B5)茶叶茶多酚含量提升最高,达29.81%;土施高量处理(B2)茶叶酚氨比值降低幅度最大,达15.18%。夏秋茶季B5处理茶叶全硼含量提升幅度最大,为47.01%;春茶季B2处理茶叶全硼含量提升最高,达45.62%。B2处理对土壤有效硼含量提升最高,达852.38%。B4处理的收益、纯收益、利润率和投资回报率均为最高,收益每公顷相较不施硼肥处理增加29000元,纯收益每公顷增加14182元。研究结果为茶园科学合理施用硼肥提供了有益参考。
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Abstract:
为探究不同施肥措施对喀斯特茶园土壤及茶叶产量和品质的影响,建立合理的施肥模式。选择贵州省毕节市喀斯特地区集中连片茶园进行田间试验,设置对照(CK)和4种不同施肥措施:单施菜籽饼肥(T1);单施生物菌肥(T2);单施有机肥(T3);间作绿肥白三叶(T4)。研究不同施肥措施对土壤养分、土壤酶活性及茶叶产量、矿质元素、品质指标的影响。与CK相比,各处理中土壤养分提高最大的分别是T1中交换性钙(3.46 cmol/kg),T2中pH(5.92)、全磷(0.85 g/kg)、全钾(10.10 g/kg)、有效锰(37.35 mg/kg)、有效铜(3.31 mg/kg)、交换性镁(0.60 mg/kg),T3中有机质(60.54 g/kg)、全氮(3.91 g/kg)、碱解氮(286.75 mg/kg)、有效磷(8.50 mg/kg)、速效钾(126.58 mg/kg)、有效铁(4.65 mg/kg),T2和T3对土壤养分的提升效果较好。各处理中土壤酶活性提高最大的分别是T3中脲酶[1.05 mg/(g·d)]、酸性磷酸酶[7.18 mg/(g·d)],T4中过氧化氢酶(3.03 mL/g),T1中蔗糖酶[53.51 mg/(g·d)],各处理对过氧化氢酶的影响不显著。各处理中茶叶产量提高最大的是T3(1907 kg/hm2);茶叶矿质元素提高最大的分别是T3中N(20.14 g/kg)、P(3.15 g/kg)、Mg(0.97 g/kg)、Mn(478.47 mg/kg)、Cu(12.04 mg/kg),T2中K(22.06 g/kg)、Ca(1.53 g/kg)、Al(8.56 g/kg)、Fe(352.72 mg/kg)、Zn(43.60 mg/kg);茶叶品质提高最大的分别是T3中氨基酸(14.40 mg/kg)、咖啡碱(24.78 mg/kg)、水浸出物(40.40%)、儿茶素(546.60 g/kg),T2中茶多酚(131.1 mg/kg)。4种施肥措施均在一定程度上提升了土壤肥力和茶叶品质,单施生物菌肥和有机肥对土壤养分和茶叶矿质元素的提升效果较好,单施有机肥对茶园土壤酶活性和茶叶产量及品质提升效果最佳,生物菌肥次之。土壤的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾和磷酸酶含量与大部分茶叶营养指标呈显著正相关。主成分分析共提取出4个主成分,不同施肥处理效益的综合评价排序为单施有机肥>单施生物菌肥>单施菜籽饼肥>单施绿肥白三叶。
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冯华奇,宋阿琳,沈晗,汤朝起,弯润其,王恩召,毕晶晶,孙苗苗,魏步青,曾文龙,林智慧,黄富嵩,林水良,薛飞燕,范分良
Abstract:
研究木质素对烤烟生长和土壤微生物的影响,为木质素的资源化利用提供参考。采用烤烟盆栽试验,添加土壤重量2‰和5‰的木质素作为处理组(L2和L3),并以不添加木质素作为对照处理(L1),在测定烤烟农艺性状和土壤pH的基础上,结合高通量测序和共现网络分析的方法,研究木质素对烤烟生长和土壤微生物的影响,并使用FAPROTAX数据库和FUNGuild进行细菌和真菌功能组进行分析。结果显示:与L1处理相比,L2和L3处理烤烟的株高分别增加了10.1%和15.6%,上部烟叶长分别增加了6.9%和12.2%;成熟前期L2和L3处理土壤的pH显著降低了0.38。Alpha多样性分析和PCoA分析表明,木质素添加对土壤微生物多样性指数(Shannon index)、丰富度指数(Chao1 index)和β多样性均无显著影响。门水平上微生物群落组成分析表明,木质素的加入显著减少了成熟前期拟杆菌门、芽单胞菌门和硝化螺旋菌门及上部烟叶成熟期酸杆菌门的相对丰度;真菌中明显增加了成熟前期和上部烟叶成熟期子囊菌门和担子菌门的相对丰度,减少了被孢霉门的相对丰度。微生物共现网络分析结果表明,木质素使土壤微生物共现网络的复杂性降低,并增加了细菌共现网络的稳定性、削弱了真菌群落之间的合作关系,同时木质素的添加使放线菌成为细菌共现网络的主导菌群之一。功能预测结果表明,木质素的添加均显著增加了硝酸盐呼吸作用和氮呼吸作用的相关基因丰度;显著降低了动物病原-内生-附生-真菌病菌-植物病原-木腐菌的基因相对丰度。相关性分析结果表明,Saccharibacteria genera incertae sedis,Gemmatimonas和Minutisphaera分别在不同时期与烤烟株高和上部叶叶长均存在正相关关系。总体上,木质素的添加改变了植烟土壤中微生物群落结构组成,其中Saccharibacteria genera incertae sedis,Gemmatimonas和Minutisphaera对烤烟株高和上部烟叶叶长的提高可能具有重要作用。
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Abstract:
探究施用不同用量生物炭对直干桉幼苗生长量及其土壤酶活性的影响,获得直干桉育苗最优基质,为合理应用生物炭提供理论参考。以直干桉幼苗为研究对象,在容器育苗基质中,添加不同质量比的生物炭,设置质量分数分别为0(CK)、2%(T1)、4%(T2)、6%(T3)、8%(T4)和10%(T5)的6个梯度,每个处理3次重复,采用完全随机试验设计,分析各处理直干桉幼苗的生长量、土壤化学性质和土壤酶活性。结果表明:(1)4%~6%生物炭可提高直干桉幼苗生长量;(2)施用生物炭不同程度地提高了直干桉基质的土壤养分,pH、有机质、全氮和速效钾随着生物炭施用量的增加,其含量变化趋势一致为T5>T4>T3>T2>T1>CK,碱解氮、有效磷、阳离子交换量含量与CK相比,分别显著提高9.25%、119.51%和108.77%,其他指标与CK差异不显著;(3)土壤过氧化氢酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性随生物炭施用量的增加而降低,土壤脲酶活性随生物炭施用量的增加而增加,在生物炭施用量为10%时含量最高;(4)不同添加处理直干桉幼苗养分指标有4个特征值大于1的主成分,累计贡献率达82.754%,第一主成分主要的影响因子是过氧化氢酶;第二主成分主要影响因子是全磷、有机质;第三主成分主要影响因子是碱解氮;第四主成分主要影响因子是全钾。总体上,施用4%~6%生物炭可显著提高直干桉苗木生长,同时能提高育苗基质营养元素含量及主要土壤酶活性。
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李丹,曹云,汪吉东,张晶,孙倩,龙玉娇,黄红英,徐跃定,靳红梅
Abstract:
为探究不同调理剂对江苏丘陵地区酸性土壤的改良效果及其对夏玉米产量和养分吸收的影响,采用盆栽试验,将腐熟堆肥、秸秆灰渣、风化煤分别以8∶1∶1(T1)、9∶0.5∶0.5(T2)、7∶2∶1(T3)、10∶0∶0(T4)的干质量比例配置成4种不同土壤调理剂,以不添加调理剂的全无机肥处理为对照(CK),研究在等氮条件下,调理剂与无机肥配施对酸性土壤性质、玉米产量及养分吸收量的影响。结果表明,施用土壤调理剂配施无机肥的所有处理显著提高了土壤pH值和交换性盐基离子总量,同时也显著降低了土壤中交换性铝的含量。T4处理pH值提高了0.33,土壤交换性氢和交换性铝含量分别比CK降低了48.73%、29.17%,交换性盐基离子总量提升了20.00%。所有调理剂处理的土壤有机质、有效磷均有所提升,其中以T3效果最好,与CK相比有机质和有效磷含量分别高出23.78%和42.71%。所有调理剂处理均提高了玉米根、茎叶和籽粒磷吸收量,并促进氮素从根系向地上部的转移。所有调理剂处理玉米籽粒产量均显著高于CK,平均增产率为23.2%。熵值法对土壤改良效果综合分析结果表明,本试验条件下以堆肥 ∶ 风化煤 ∶ 秸秆灰渣以7∶2∶1的比例混合或全部以堆肥为原料的调理剂对酸性土壤的改良以及玉米增产效果最好,可作为江苏丘陵地区酸性土壤改良的调理剂。
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Abstract:
为探究‘金钝’土壤调理剂在长江流域不同气候、土壤条件下对稻麦轮作的镉(Cd)钝化效果,在新沂市、常熟市开展了两年4季连续稻麦轮作的大田试验,研究其对作物产量、籽粒Cd含量、土壤有效Cd含量和pH值的影响。结果表明:(1)与不施用调理剂(对照)处理相比,施用调理剂使两地水稻糙米Cd含量降低48.13%~69.57%,小麦籽粒Cd含量降低26.92%~37.04%,且其中6季差异显著。(2)施加土壤调理剂可使水稻产量提高-4.07%~22.00%,小麦产量提高-0.84%~30.45%。(3)与试验前初始值相比,4季试验后调理剂处理土壤有效Cd含量降低0.116~0.148 mg·kg-1(降幅为31.22%~81.12%),土壤pH提高0.87~1.30,对照处理土壤pH降低0.28~0.80,且差异显著,施加调理剂改善了土壤酸化。(4)相关性分析表明,籽粒Cd含量与土壤有效Cd含量呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关。综上所述,‘金钝’土壤调理剂施加在稻麦轮作区农用地Cd污染风险管控大田应用效果明显,有利于保障农产品产量和品质安全。
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Abstract:
秸秆在自然条件下难以降解,不利于生态环保和可持续发展,在前期研究中制备使用棘孢木霉菌剂降解玉米秸秆,虽具有较好的降解纤维素能力,但其降解率有待提高。研究通过配制一种激活营养包对棘孢木霉菌剂降解玉米秸秆进行强化,以提高降解率并进一步优化降解方案。通过单因素实验,将不同的4种速效碳源、4种速效氮源、5种无机盐分别配置成营养液,与前期制成的棘孢木霉可湿性粉剂配合使用,在不同时间阶段测定秸秆的降解率,确定不同营养物质在营养包配方中的组成及比例。在单因素筛选的基础上,选取合适浓度的变量,选取蔗糖、硫酸铵和硫酸锌3个因素,设计三因素三水平的响应面试验,利用Design Expert.8对试验数据进行分析,确定理论最优组配方并进行验证,按照质量比制备成棘孢木霉菌剂激活营养包。通过单因素实验,确定1‰蔗糖、1‰硫酸铵、0.5‰硫酸锌为菌剂激活营养包的最佳配方,在培养15 d后,玉米秸秆的降解率分别达到(39.63±2.01)%、(35.67±1.46)%、(39.66±0.85)%;通过响应面优化,确定理论最优组为1.02‰蔗糖、1.05‰硫酸铵、0.35‰硫酸锌,对其进行验证实验,15 d后玉米秸秆降解率为(41.32±0.57)%,与预测值非常接近。最终将蔗糖、硫酸铵、硫酸锌按照20∶21∶7的比例制成菌剂激活营养包。根据最佳组成与比例制成菌剂激活营养包,与菌剂同时使用能够显著提升降解玉米秸秆的效果,提高秸秆还田率,增强土壤肥力,进一步优化了技术方案。
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Abstract:
阐明关键生育期不同水分管理模式对水稻产量和氮、磷流失的影响。以云粳37为研究对象,在云南省大理市湾桥镇和乐村开展田间试验。在水稻生育期内进行不同灌溉处理:常规灌溉(CI)、轻度干湿交替(AWD)、重干湿交替Ⅰ(WSDⅠ)和重干湿交替Ⅱ(WSDⅡ),分析不同水分管理模式对水稻产量变化和氮、磷流失特征的影响。结果表明,与CI处理相比,AWD、WSDⅠ、WSDⅡ水稻有效分蘖数依次提高31.8%、14.8%、1.1%;AWD处理增产6.9%,达10.8 t·hm-2,CI处理与WSDⅠ、WSDⅡ处理间产量无显著性差异。较CI处理,3个干湿交替处理显著降低全氮(TN)、全磷(TP)、铵态氮(NH4+-N)的径流和下渗损失量,而且WSDⅠ处理TN、TP、NH4+-N、硝态氮(NO3--N)汇入洱海的污染最低。与CI处理相比,AWD、WSDⅠ和WSDⅡ处理的灌水量显著减少49.9%~54.0%(P<0.05),渗水量减少了47.7%~52.6%,灌溉生产力提高59.9%~137.0%。然而,干湿交替处理较CI处理排水量增加了177.3%~256.1%。AWD处理TN、TP、NH4+-N、NO3--N流失依次降低31.5%、64.1%、70.0%、47.8%;WSDⅠ处理依次降低39.9%、73.4%、74.0%、50.6%;WSDⅡ处理TP、NH4+-N流失依次降低75.0%、74.0%;TN、NO3--N流失依次增加3.9%、11.1%。对于地下水丰富的湖泊流域在拔节孕穗期重干湿交替后正常复水能维持水稻产量和降低氮、磷污染负荷,以上研究旨在为相似湖泊流域的稻作区发展提供参考。
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Abstract:
为评价不同覆膜穴播栽培模式对胡麻生长及水分利用的适应性,在甘肃省中部半干旱区开展露地穴播(CK)、全膜覆土穴播(T1)、多垄沟全膜穴播(T2)、残膜穴播(T3)4种穴播模式对胡麻水分利用特征及产量的调控效应的试验研究。结果表明,胡麻生育期内0~60 cm耕层土壤含水量垂直变化与种植方式、生育进程及降水情况密切相关,不同覆膜穴播下土壤水分的垂直分布表现出相似的趋势;3种覆膜穴播处理较露地穴播均能显著提高作物产量和水分利用效率,且以多垄沟全膜穴播最佳;3种覆膜穴播下胡麻的根系生长进程快于露地穴播,主要反映在胡麻根系的主根长、主根直径以及主根干重各指标上。随生育期的推进,胡麻根系的主根长、主根直径以及主根干重表现出T2>T1>T3>CK,且T1、T2、T3处理与CK间存在显著差异;胡麻产量、根系生长指标与环境、土壤水热间联系紧密,存在显著、极显著正相关;3种覆膜穴播模式较对照能显著增加株高、有效分茎数、有效分枝数、单株果数和单株产量,其中T1、T2和T3处理小区产量分别较CK增产38.8%、43.7%和24.8%;胡麻收获后0~100 cm土层土壤含水率随土壤深度的增加逐渐增加,3种覆膜穴播0~100 cm土层土壤含水率变化规律极为相似,存在两个交汇节点,即土壤水分向20和60 cm土层汇集;与CK相比,3种覆膜穴播不同土层土壤含水率均有所增加,分别在20、40、60、80、100 cm土层提高20.29%~23.61%、11.92%~26.08%、1.67%~4.76%、6.07%~14.16%、9.69%~17.78%。胡麻收获后覆膜穴播的200 cm土层储水总量较CK均显著降低,T1、T2和T3处理分别较CK降低11.17%、12.53%和4.26%,且存在显著差异,3种覆膜穴播的水分利用效率均高于CK,T1、T2和T3处理分别较CK提高41.63%、48.95%和29.71%,且差异显著。因此,甘肃省中部半干旱区多垄沟全膜穴播、全膜覆土穴播和残膜穴播均可作为胡麻适宜的覆膜栽培模式,可因地制宜进行选择。
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Abstract:
调查分析4个品种柑橘果实品质与土壤有效镍及叶片、果肉镍含量的关系,为明确我国柑橘园镍含量现状及其对果实品质的影响提供依据。选取浙江、湖北、江西和广西柑橘主产区代表性品种椪柑、红美人、纽荷尔脐橙和脆蜜金柑果园51个,于2021和2022年果实成熟期采集土壤、叶片及果实样品,测定果实品质及土壤有效镍、叶片和果肉镍含量,并作相关性分析。4个品种柑橘园土壤有效镍、果肉和叶片镍含量范围依次为椪柑0.18~1.77、0.32~2.53和1.35~8.82 mg/kg,纽荷尔脐橙0.05~1.48、0.25~1.19和1.74~12.47 mg/kg,红美人0.51~2.98、0.45~3.85和2.39~8.59 mg/kg,脆蜜金柑0.13~0.82、0.10~0.57和0.18~0.92 mg/kg。椪柑和纽荷尔脐橙叶片镍含量与土壤有效镍含量呈显著正相关关系,红美人、脆蜜金柑果肉和叶片镍含量与土壤有效镍含量呈显著正相关关系。土壤有效镍含量0.1~1.5 mg/kg范围占比84.4%,果肉镍含量0.1~1.5 mg/kg范围占比92.2%,叶片镍含量2.0~8.0 mg/kg范围占比66.7%。椪柑土壤有效镍含量与固酸比,叶片镍含量与横径、纵径、单果重、可溶性固形物和可滴定酸显著相关;纽荷尔脐橙土壤有效镍与可滴定酸和固酸比,果肉镍含量与横径和单果重显著相关;红美人果肉镍含量与可滴定酸,叶片镍含量与单果重显著相关;脆蜜金柑果实品质与镍含量无显著相关性。目前我国柑橘土壤有效镍和果肉镍含量参考范围为0.1~1.5 mg/kg,叶片镍含量为2.0~8.0 mg/kg,柑橘果实的品质指标与镍含量有相关性。
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Abstract:
从沼渣堆肥中筛选获得两株具有促生功能的枯草芽孢杆菌,研发制得液体菌剂与固体菌剂,通过田间微区试验分析菌剂对大葱植株生长、产量和品质的影响,并利用高通量测序对大葱根际土壤细菌进行物种多样性分析。结果表明,两株枯草芽孢杆菌BNS1和BNS2均具有固氮、解磷、解钾、产吲哚乙酸和产铁载体能力。制得的两种剂型的菌剂均能有效促进大葱生长,其中施用固体菌剂效果更佳,与不施菌剂相比,固体菌剂处理大葱株高、鲜重、假茎高度、假茎直径分别显著增加了14.75%、15.50%、15.74%、24.24%,植株氮素、磷素、钾素积累量分别显著增加了16.18%、35.46%、33.16%,假茎可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和维生素C含量分别显著增加了28.11%、29.03%和10.89%。施用两种剂型的菌剂均影响了大葱根际土壤微生物群落结构,增加了节杆菌属(Arthrobacter)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Streptomyces)和假单胞菌属(Pseudomonas)等有益微生物的相对丰度;有益微生物的相对丰度与土壤环境因子具有显著的相关性,其中土壤有效磷和速效钾是影响大葱根际微生物群落组成的关键因素,土壤速效钾含量与芽孢杆菌属菌群的相对丰度呈显著正相关,说明菌剂发挥着潜在土壤解钾功能。研究结果有助于全面了解枯草芽孢杆菌菌剂的实际应用价值,为菌剂在大葱等经济作物优质高产栽培中的应用提供理论参考和技术指导。
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Abstract:
牛粪作为一种有巨大发展潜力的生物资源,其中存在多种有益微生物。从牛粪中筛选出具有多功能促生效果的微生物菌株,并通过小白菜盆栽试验对其促生功能进行探究,为优质微生物肥料的开发提供优质菌株资源。从牛粪中分离出细菌菌株,测定其产吲哚乙酸(IAA)、解钾、溶无机磷能力。通过形态学、生理生化及16S rDNA序列分析方法对其种属进行鉴定,并通过小白菜盆栽试验验证其促生效果。实验室筛选得到一株多功能促生菌株J9,鉴定为松鼠葡萄球菌(Mammaliicoccus sciuri),其产IAA能力达36.87 mg/L、解钾能力达35.47 mg/L、溶无机磷能力达286.11 mg/L。在小白菜促生盆栽试验中,与对照相比,接种J9微生物菌剂的盆栽土壤,其微生物量碳、土壤呼吸、有机质、碱解氮、有效磷分别提高了4.67%、31.76%、0.28%、13.61%、12.86%。小白菜的总根长、根表面积、根平均直径、根体积和根尖数分别增加了8.64%、13.48%、8.70%、21.87%、11.98%。小白菜的株高、叶长、叶宽、开展度、地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重、地下部干重分别增加了13.30%、17.24%、15.00%、36.69%、42.08%、56.52%、48.21%、33.33%。小白菜营养品质指标中硝酸盐含量显著降低了36.51%,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、维生素C、可溶性糖分别提高了8.00%、11.27%、11.59%、35.00%、63.90%。筛选得到的松鼠葡萄球菌J9兼具产IAA、解钾、溶无机磷功能,能够提升土壤肥力,实现小白菜的产量提升和品质优化。
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Abstract:
筛选获得具有Fe3+还原活性及固氮能力的细菌,用于构建基于新型生物固氮体系的绿色低氮水稻生产。通过无氮培养基、柠檬酸铁培养基筛选和LB培养基纯化,从水稻土中分离筛选得到一株细菌ZLJ24;通过形态特征观察、16S rRNA基因序列测定、nifH基因扩增,对菌株进行分类鉴定。结果显示,菌株ZLJ24为肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae),属革兰氏阴性杆菌,含nifH基因。在厌氧条件下培养72 h,其Fe3+还原效率为90.24%。在无氮培养基中培养24 h,其固氮酶活性为89.28 nmol-C2H4/(min·mg蛋白质)。在添加不同碳源的处理中,ZLJ24在添加低浓度葡萄糖后固氮酶活性最高,为19460.76 nmol-C2H4/(h·mg蛋白质)。本研究表明,菌株ZLJ24具有良好的铁还原能力和固氮能力,添加葡萄糖对菌株ZLJ24固氮活性具有明显地促进作用。本研究将为构建基于新型生物固氮体系的绿色低氮水稻生产提供新思路。
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黄治宏,赵浩宾,王龙飞,姜权,任省涛,李建华,王维超,任天宝
Abstract:
生物炭在农业土壤改良、环境修复和绿色可持续发展等方面应用广泛。生物炭通过多种作用过程来改善土壤环境以保证土壤生态系统稳定。系统地梳理了生物炭对土壤典型酶活、土壤微生物、土壤养分、土壤碳库和土壤生态修复的影响及研究进展,在此基础上提出了生物炭对土壤改良作用机制,为土壤固碳培肥和健康培育提供了理论参考。
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Abstract:
基于实验室积累的质控数据即top-down方法可直接评估测量不确定度,较传统的bottom-up法方便。本实验室积累了杜马斯燃烧法测定肥料质控样品的氮含量41个数据。数据正态分布的Anderson-Darling检验以及理论参考值偏倚t检验结果表明,测量数据为随机分布。平均值和指数加权滑动平均叠加值质控图证实,测量系统受控。在此基础上分别利用质控图法和稳健统计-迭代法计算扩展不确定度分别为0.24%和0.26%,两种方法获得的杜马斯法测定肥料氮含量的测量不确定度具有较好的一致性。Top-down法可充分利用实验室积累了质控数据,将检测方法的测量不确定度评估与实验室质控工作紧密联系,具有较好的实用性。