通过秸秆炭化还田和秸秆直接还田对比试验研究生物炭与秸秆还田对土壤碳氮转化相关酶、微生物量碳及矿质态氮的影响,为秸秆炭化还田生产实践提供科学依据。采用田间微区试验,基于等氮磷钾养分设计,设置6个施肥处理:不施肥(CK)、单施生物炭(C)、单施秸秆(S)、氮磷钾化肥配施(NPK)、生物炭配施氮磷钾(CNPK)和秸秆配施氮磷钾(SNPK)。分别在水稻插秧前(BF)、分蘖盛期(TS)、抽穗期(HS)和成熟期(MS)研究土壤中β-葡萄糖苷酶活性、蔗糖酶、脲酶活性和蛋白酶活性及微生物量碳、矿质态氮含量的动态变化。结果

通过对山西寿阳长期定位试验田0~20和20~40 cm的褐土土壤测定和分析,探讨了长期秸秆还田秋施肥下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性从0~20 cm土层到20~40 cm土层均呈减少趋势。长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都使微生物碳、氮量增加;长期秸秆还田秋施肥提高了褐土土壤脲酶活性;长期秸秆还田秋施肥和长期秸秆还田春施肥都可以明显提高碱性磷酸酶活性。微生物碳、氮量和脲酶、碱性磷酸酶活性之间有显著的相关性,这种相关性表明它们可作为综合指标来反映褐土土壤微生物生态环境的变化。

【目的】研究不同用量生物炭对（土娄）土微生物量碳（ＳＭＢＣ）、微生物量氮（ＳＭＢＮ）及酶活性的影响，为生物炭提升土壤质量提供科学依据。【方法】采用大田试验，将果树树干、枝条生物炭（４５０℃、限氧条件下裂解）以不同用量（０、２０、４０、６０、８０ ｔ·ｈＭ～（－２）分别记作Ｂ０、Ｂ２０、Ｂ４０、Ｂ６０、Ｂ８０）施入（土娄）土，与耕层（０—２０ ＣＭ）混匀。经过２年的夏玉米和冬小麦轮作后，分３层测定０—３０ ＣＭ土层的土壤生物活性及理化性质，采用主成分分析研究施用生物炭后（土娄）土酶活性及微生物量碳、氮的变化特征。【结果】（１）在０—２０ ＣＭ土层，ＳＭＢＣ和ＳＭＢＮ均是在生物炭用量为４０或６０ ．．．

【目的】研究秸秆还田配施粪肥与化肥对红壤水稻土水稳性团聚体粒级组成、团聚体微域空间内养分及酶活性分布的影响，为提高秸秆还田在改造中低产田中的利用效益提供理论依据。【方法】依托于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站２４年（１９９０—２０１４）的长期定位试验，施肥处理包括：不施肥处理（ＣＫ）、全量秸秆还田配施粪肥（ＳＭ）、全量秸秆还田配施粪肥与氮肥（ＮＳＭ）、全量秸秆还田配施粪肥与氮磷钾肥（ＮＰＫＳＭ）。利用湿筛的方法得到５个粒级的水稳性团聚体：＞２ ＭＭ、１—２ ＭＭ、０．２５—１ ＭＭ、０．０５３—０．２５ ＭＭ和

【目的】探讨不同外源碳(玉米Zea mays秸秆及其生物质炭)输入对亚热带毛竹Phyllostachys edulis林土壤氨氧化微生物和氮循环相关酶活性的影响，以揭示其对土壤硝化作用的生物学机制。【方法】以亚热带毛竹林为研究对象，设置3个处理：对照(不施用)、施用玉米秸秆(5 t·hm~(-2))和施用玉米秸秆生物质炭(5 t·hm~(-2))，进行为期1 a的野外试验。于试验的第3个月和12个月采集土壤样品，利用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)及高通量测序技术分析不同处理下毛竹林土壤氨氧化微生物群落结构特征、酶活性与总硝化速率的变化规律。【结果】与对照相比，秸秆及其生物质炭处理显著改变了土壤氨氧化细菌(AOB)丰度和群落结构(P<0.05)，而对氨氧化古菌(AOA)丰度和群落结构无显著影响；秸秆处理显著提高土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属Nitrosospira的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性以及总硝化速率，而生物质炭处理则使其显著降低(P<0.05)。相关性分析表明：氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性与铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、水溶性有机氮(WSON)和土壤总硝化速率呈正相关(P<0.05)。冗余分析表明：土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、微生物生物量氮(MBN)和水溶性有机氮质量分数对氨氧化细菌群落结构存在显著影响(P<0.05)。【结论】秸秆生物质炭输入通过降低土壤NH_4~+-N、NO_3~--N和水溶性有机氮质量分数，从而降低土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌相对丰度，削弱氮循环相关酶活性，进而抑制土壤硝化作用。与秸秆直接输入相比，秸秆生物质炭有利于减少毛竹林土壤氧化亚氮气体排放以及土壤氮素损失。图6表1参57

【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆(CK)和添加~(13)C标记的水稻秸秆(RS)处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用~(13)C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质(SOM)产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO_2和CH4贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0(一般细菌)是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0(G+细菌)和18:1ω9c(真菌)也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G+细菌和放线菌的相对丰度增加,G-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质(SOM)矿化主要与G-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM是导致这种差异的重要因素。

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量:不施氮(N0),推荐施氮(165 kg·hm-2,N165),习惯施氮(195 kg·hm-2,N195);秸秆配施氮肥:秸秆移除(CK),秸秆还田(移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S),秸秆还田+习惯施氮量(SN),秸秆还田+推荐施氮量(SF),秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂(SM);施氮时期:基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0(R1),5﹕3﹕2(R2),10﹕0﹕0(R3)。【结果】秸秆还田+习惯施氮量(SN)显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳(SMBC)含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量(DOC)显著降低。秸秆还田+推荐施氮量(SF)显著提高了水稻拔节期土壤水溶性有机氮含量(DON)。腐解菌剂的施用显著降低了水稻成熟期DON含量,拔节期易氧化有机碳含量(ROC)也显著降低。秸秆还田下增加氮肥用量显著提高了水稻抽穗期和灌浆期土壤速效氮含量(AN);推荐施氮处理(165 kg N·hm-2)的DON和AN含量显著升高;农民习惯施氮处理(195 kg N·hm-2)降低了DON和AN含量;增加追施氮肥比例对土壤SMBC和DOC含量无明显影响,但提高了水稻拔节期SMBN和ROC含量。【结论】施氮量及其基追比是影响秸秆还田下稻田土壤活性碳氮含量的主要因素,合理配施氮肥能提高土壤微生物量碳、速效氮及水溶性有机氮等活性碳氮组分含量,增加追肥比例也能提高水稻生育期内土壤活性碳氮含量。

【目的】为了农业可持续发展推进秸秆综合利用及改良盐碱土,研究了连年秸秆与生物炭还田对盐碱土理化性状及水稻产量的影响,并对两种还田方式应用效果进行了比较。【方法】试验在盆栽条件下,采用单因素完全随机设计,设置空白及常规施肥对照(CK0和CK),分别以7500、16 500 kg/hm2(49. 5、108. 9 g/盆)不同量的生物炭与秸秆还田,每一处理连年进行相同量、相同物质还田。【结果】连续4年秸秆还田均显著或极显著降低了土壤的容重,且还田量越大降低幅度越大;生物炭还田差异均不显著;土壤孔隙度变化规律与容重相反。各处理均不同程度的降低了盐碱土pH,且还田量108. 9 g/盆均显著低于49. 5 g/盆,秸秆还田极显著低于相同量的生物炭还田。生物炭还田土壤全盐量均与CK接近,秸秆1、秸秆2还田量与CK相比全盐含量分别降低了31. 6%和10. 8%。连年秸秆还田均极显著提高了土壤碱解氮,但生物炭还田有所降低;各处理均显著或极显著提高了土壤有效磷和速效钾,且以秸秆还田提高的幅度更大;各处理均提高了土壤有机质,生物炭和秸秆均达到极显著水平,秸秆还田量与CK相比分别提高9. 6%和7. 8%。【结论】2种物质还田均以生物炭2、秸秆2处理的产量极显著高于CK,且以秸秆还田高于对应量生物炭还田;秸秆还田的穗数高于对应量生物炭还田;各处理的穗粒数均显著高于CK,相同还田量时以生物炭还田的穗粒数、结实率高于秸秆还田;各处理千粒重均高于CK。连年生物炭和秸秆还田主要通过显著降低盐碱土容重和p H,提高土壤氮磷钾含量和孔隙度导致每穴穗数和穗粒数增加从而实现了增产。相同还田量时,以秸秆还田氮磷钾的农学利用率和偏生产力提高幅度大于生物炭还田,与CK相比增幅均表现为钾肥>磷肥>氮肥。

【目的】研究农田微塑料影响水稻秸秆分解过程以及农田微塑料的分解情况。【方法】通过野外实验，设置PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）和PVC（聚氯乙烯）3种微塑料，1%和5%两种浓度，S（小粒径）、M（中粒径）和L（大粒径）3种粒径，对照组Control（不添加微塑料）。以水稻秸秆作为分解底物，分析水稻秸秆的失重率、微生物活性及残留微塑料的粒径分布范围。【结果】除PE之外，PP与PVC对水稻秸秆分解的促进作用效果均较为显著。微塑料的添加浓度越高，水稻秸秆的失重率越大；微塑料粒径增加导致秸秆失重率减少。在秸秆整个分解期内，微塑料对羧甲基纤维素酶（C_(X)酶）起到了促进作用，而对外切β-葡聚糖苷酶 (C_(1)酶)却有抑制效应；在分解前期，微塑料对过氧化物酶活性起到了促进作用。另一个方面，大粒径的微塑料相较于小粒径的微塑料其分解程度更大，PP的分解程度大于PE，大粒径PE约80%分解为更小颗粒，小粒径PE约66%分解为更小颗粒，而大粒径PP约91%分解为更小颗粒，小粒径PP约70%分解为更小颗粒。【结论】农田土壤中的微塑料均对水稻秸秆分解起促进作用，但是对于微生物活性影响是不确定的，微塑料有大幅度分解为更小颗粒的趋势。

通过室内模拟培养试验，添加水稻秸秆及由此热解产生的生物质炭，分析亚热带典型旱地土和水稻土微生物生物量碳（ＭＢＣ）、微生物生物量氮（ＭＢＮ）及氮素矿化的变化动态，探讨添加不同处理方式的水稻秸秆对土壤碳氮矿化的影响。结果表明，培养３５ ｄ后，与对照（ＣＫ）相比，添加生物质炭处理，旱地土ＭＢＣ、ＭＢＮ、矿化氮量分别增加了３４．６％、１６３．１％和６．４％；水稻土ＭＢＣ没有明显差异，ＭＢＮ和矿化氮量分别增加２３．０％和１５．１％。添加秸秆处理，旱地土ＭＢＣ、ＭＢＮ分别增加了９０．４％和２０３．８％，矿化氮量却减少了２２．２％；水稻土ＭＢＣ、ＭＢＮ、矿化氮量分别增加了１３．４％、１９．９％和７．３％。研．．．

【目的】研究不同秸秆转化生物炭对红壤性水稻土养分含量及微生物群落结构的影响差异,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以水稻和玉米秸秆300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭为添加材料,以发育于第四纪的红壤性水稻土为供试土壤,通过135 d室内培育试验,研究秸秆生物炭添加对红壤性水稻土p H、有机碳和养分含量、土壤微生物生物量碳(MBC)的影响,及其对磷脂脂肪酸(PLFA)表征的微生物群落结构的影响。试验共设7个处理:对照(CK)、添加水稻秸秆炭300℃(RB300)、400℃(RB400)、500℃(RB500)和添加玉米秸秆炭300℃(CB300)、400℃(CB400)...

以宜香优2115为材料,采用二因素裂区设计:主区设小麦或油菜秸秆全量翻埋还田(M_1)和秸秆不还田对照(M_0);副区设4个氮肥管理,不施氮(N_0),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为10∶0∶0∶0(N_1),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2(N_2),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为2∶2∶3∶3(N_3),研究秸秆还田和氮肥管理对直播稻的光合特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:麦–稻或油–稻轮作下,氮肥管理对直播稻主要生育时期的干物质积累、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应,秸秆还田显著影响水稻拔节期、齐穗期的叶面积指数(LAI)及群体干物质积累,同时油–稻轮作下其调控效应高于麦–稻轮作模式。秸秆不还田时,配合N_3施肥方式,可有效提高直播稻结实期剑叶净光合速率、SPAD值和叶面积指数,延缓叶片衰老,且在拔节期至成熟期间保持较高的群体生长率,干物质积累优势明显;秸秆还田下,配以基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的管理模式,麦茬或油茬直播稻群体构建合理,结实期剑叶光合能力强,有效穗、每穗粒数较多,表现高产,产量最高可达10 090、10 693 kg/hm~2。综合分析,麦–稻或油–稻轮作下秸秆还田,配合基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的氮肥管理模式,能实现直播稻的高产稳产。

【目的】探究炭基肥施用和有机肥替代部分化肥对土壤养分含量、微生物丰度和酶活性的影响，分析土壤酶活性变化的主要驱动因子，为提高稻田土壤质量和新型肥料应用提供科学依据。【方法】在杭嘉湖平原典型稻田进行田间小区试验，供试土壤为青紫泥稻田土。设置4个处理：不施肥对照(ck)、常规施肥(CF)、炭基肥(BF)及有机肥替代50%化肥(OF),3种施肥处理的氮、磷、钾投入量一致。处理开始于2019年6月，于2019年11月水稻Oryza sativa收获后采集0～20 cm土壤样品，测定土壤碳氮组分质量分数、细菌、真菌和古菌丰度及土壤碳氮磷循环相关酶活性。【结果】与CF处理相比，BF和OF处理对土壤pH、总碳、易氧化态碳、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮质量分数无显著影响，而OF处理显著提高了土壤铵态氮和溶解性有机氮质量分数。与ck相比，OF处理显著提高了土壤微生物生物量碳质量分数(164%)、细菌16S rRNA(35%)和真菌18S rRNA基因拷贝数(98%)及真菌/细菌比(50%)，而BF处理对上述指标无影响。3种施肥处理对β-葡萄糖苷酶、木聚糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性均无影响，而BF和OF处理显著提高了土壤α-葡萄糖苷酶(111%和136%)、纤维二糖苷酶(77%和100%)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(109%和177%)和酸性磷酸酶(97%和199%)活性，OF处理平均提高幅度高于BF处理。冗余分析表明：土壤铵态氮、溶解性有机碳和氮、真菌丰度是影响土壤酶活性变化的主要驱动因子。【结论】相比常规施肥，有机肥替代部分化肥和炭基肥施用提高了土壤碳氮磷转化相关酶活性，且有机肥替代部分化肥进一步提高了微生物丰度，对促进稻田土壤养分周转具有重要意义。图2表3参33

[目的]本文旨在研究重金属污染土壤施用生物质炭后对土壤有机碳稳定性的影响,为环境污染修复条件下土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以苏南地区长期Cd/Pb污染和邻近未污染水稻土为研究对象,采集对照无污染土壤(P0)、低污染土壤(P1)和高污染土壤(P2)3种土壤,每种土壤分别设置施用量为0(C0)、10 g·kg~(-1)(C1)和20 g·kg~(-1)(C2)的玉米秸秆生物质炭处理,进行为期60 d的恒温恒湿室内培养试验,对比分析施用生物质炭对不同程度重金属污染水稻土中CO_2-C释放动态、总有机碳和活性碳库含量和激发效应的影响。[结果]添加生物质炭能够显著增加不同程度重金属污染水稻土CO_2排放,其中未污染和低污染土壤施加生物质炭后其CO_2的释放速率及累积矿化量显著高于高污染土壤。相比于污染土壤,施加生物质炭对未污染土壤易氧化态碳含量的增加影响更显著;P1土壤低炭和高炭处理分别比原土微生物量碳含量增加23.1%和27.1%,P2土壤增加49.7%和41.7%;P1土壤低炭和高炭处理颗粒态有机碳含量分别比对照增加66.9%和200.2%,P2土壤增加22.2%和45.8%;施炭处理可显著降低土壤中的可溶性有机碳含量。施用生物质炭对各处理土壤产生负激发效应,且在低污染土壤中表现最为显著;生物质炭抑制土壤本底碳的矿化,促进土壤原有有机碳的稳定性。[结论]施用生物质炭可提高重金属污染水稻土中有机碳的累积量,增加土壤中活性碳库的组分,抑制土壤中原有有机碳的矿化分解,存在显著的负激发效应。

【目的】研究短期低氧胁迫对水稻幼苗根系生长、呼吸功能和氮代谢的影响，探讨短期低氧胁迫影响水稻幼苗根系形态、分蘖、生物量的积累、根系呼吸强度以及氮代谢的生理机制，并分析低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响，为探明低氧胁迫对水稻幼苗的伤害及其保护机制奠定基础。【方法】正式试验于２０１５年在中国水稻研究所网室进行。采用国际水稻研究所营养液配方进行水培试验，以春优８４和秀水０９为材料，移栽行间距为２０ ｃｍ，移栽７ ｄ后利用在线溶氧仪设定２个氧浓度：低氧（０—１ ｍｇ·Ｌ－１）和对照（常规水培，不进行氧调节，水稻在自然状态下生长），处理时间为１２ ｄ。采用便携式溶氧仪（ＨＡｃＨＨＱ３０ｄ．．．