设不添加秸秆和生物炭的对照(CK)、全量秸秆覆盖(S10)、半量秸秆覆盖(S5)、全量生物炭覆盖(B10)、半量生物炭覆盖(B5)和半量秸秆+半量生物炭覆盖(BS5)共6个处理，其中全量、半量覆盖量分别为11.6、5.8 t/hm~2，开展室内原状土培养试验，于20℃恒温培养箱中，预培养7 d后正式培养32 d，研究玉米秸秆及其生物炭覆盖对黄壤养分和温室气体排放的影响。结果表明：在短期的室内培养条件下，秸秆与生物炭覆盖对土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷的质量分数影响并不显著；BS5土壤pH显著高于S10和B5的；与CK相比，S10、S5和B5显著降低了土壤中速效钾质量分数；秸秆和生物炭覆盖均提高了土壤CO_2累积排放量，BS5的CO_2累积排放量显著高于CK和S10的；与CK相比，B5的CH_4累积排放量降低了93.39%，而BS5的CH_4累积排放量增加了21.50%；秸秆和生物炭添加均有降低N_2O累积排放量的趋势，其中秸秆或生物炭单独覆盖处理的N_2O累积排放量均为负值，即土壤由N_2O排放源转为汇，S10的N_2O累积排放量显著低于CK的，两者混合覆盖土壤虽有一定的降低效果，但仍为N_2O的排放源；所有处理均具有潜在温室效应，随秸秆或生物炭覆盖量增加全球增温潜势(GWP)呈下降趋势，以BS5的GWP最高，显著高于CK和S10的。可见，半量秸秆+半量生物炭覆盖导致的潜在温室效应最为明显，不利于生态环境的友好发展，在实践中应根据生产实际对秸秆的利用方式及使用量进行选择。

设不添加秸秆和生物炭的对照(CK)、全量秸秆覆盖(S10)、半量秸秆覆盖(S5)、全量生物炭覆盖(B10)、半量生物炭覆盖(B5)和半量秸秆+半量生物炭覆盖(BS5)共6个处理，其中全量、半量覆盖量分别为11.6、5.8 t/hm~2，开展室内原状土培养试验，于20℃恒温培养箱中，预培养7 d后正式培养32 d，研究玉米秸秆及其生物炭覆盖对黄壤养分和温室气体排放的影响。结果表明：在短期的室内培养条件下，秸秆与生物炭覆盖对土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷的质量分数影响并不显著；BS5土壤pH显著高于S10和B5的；与CK相比，S10、S5和B5显著降低了土壤中速效钾质量分数；秸秆和生物炭覆盖均提高了土壤CO_2累积排放量，BS5的CO_2累积排放量显著高于CK和S10的；与CK相比，B5的CH_4累积排放量降低了93.39%，而BS5的CH_4累积排放量增加了21.50%；秸秆和生物炭添加均有降低N_2O累积排放量的趋势，其中秸秆或生物炭单独覆盖处理的N_2O累积排放量均为负值，即土壤由N_2O排放源转为汇，S10的N_2O累积排放量显著低于CK的，两者混合覆盖土壤虽有一定的降低效果，但仍为N_2O的排放源；所有处理均具有潜在温室效应，随秸秆或生物炭覆盖量增加全球增温潜势(GWP)呈下降趋势，以BS5的GWP最高，显著高于CK和S10的。可见，半量秸秆+半量生物炭覆盖导致的潜在温室效应最为明显，不利于生态环境的友好发展，在实践中应根据生产实际对秸秆的利用方式及使用量进行选择。

多年连续秸秆覆盖免耕，０－２０ｃｍ土层土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量和土壤蔗糖酶、磷酸酶活性明显提高；免耕能提高表层土壤微生物生物量，０－７．５ｃｍ土层比翻耕处理年平均增高５１．７％。翻耕能增加土壤活跃微生物生物量，０－３０ｃｍ土层翻耕土壤活跃微生物生物量比免耕高２５．３％。０－３０ｃｍ土层微生物对养分的固结量多于作物年吸收量，土壤微生物生物量在春季和秋季即冬小麦生长苗期增大，固结土壤养分，而在夏玉米生长时期的夏季降低，被矿化释放养分，所以微生物对土壤养分转化具有重要的调控作用。

【目的】通过探究生物炭、双氰胺（DCD）及二者联合施用对设施土壤温室气体（N_2O、CO_2和CH_4）排放的综合效应，为设施蔬菜生产体系的温室气体减排和绿色发展提供科学依据。【方法】以设施小油菜（Brassica campestris L.）田为研究对象，设置不施氮（CK）、传统施氮（CN）、推荐施氮（RN）、推荐施氮+生物炭（RNB）、推荐施氮+DCD(RND）和推荐施氮+生物炭+DCD(RNBD)6个处理。分析不同处理下土壤温室气体的排放特征，以及排放强度（GHGI）和全球增温潜势（GWP）的差异。【结果】与CN相比，推荐施氮条件下各处理（RN、RNB、RND和RNBD）的小油菜产量降低2.9%—29.3%，但在推荐施氮条件下，生物炭+DCD联合施用处理（RNBD）则使小油菜产量增加了34.4%，生物炭和DCD在小油菜增产方面表现出协同效果（P0.05）。【结论】相同尿素施用量条件下，推荐施氮配施生物炭或双氰胺对小油菜产量影响不大，但二者联合配施可显著促进小油菜增产，并可在一定程度上降低温室气体累积排放与全球增温潜势，但二者配合施用的效果并不优于推荐施氮与双氰胺配施的处理。

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm(T1)、10—20 cm(T2)、20—30 cm(T3)和30—40 cm(T4),同时以不还田处理作为对照(CK)。【结果】(1)在整个玉米生长季CO_2和N_2O均表现为排放,CH_4表现为吸收。CO_2累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%(P<0.05),但T1与T4处理之间差异不显著;而N_2O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%(PT4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著(P<0.05)。(2)秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%(PT3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO_2和N_2O排放,降低对CH_4的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。

为了揭示土壤耕作和秸秆覆盖对苹果园土壤保蓄水性能及土壤肥力的影响,研究设置了以土壤耕作(免耕、翻耕、旋耕)为主处理,秸秆覆盖(秸秆覆盖、无覆盖)为副处理的裂区试验,对比分析了各处理果园土壤水分贮量、土壤肥力等性状。结果表明,免耕裸地与翻耕裸地处理的保蓄水效应在果树不同生长期表现不同,在5月份免耕裸地处理1 m土层内土壤贮水量高于翻耕裸地处理,而在10月份免耕裸地处理显著低于翻耕裸地处理;秸秆覆盖各处理1 m土层内土壤贮水量均明显高于无覆盖各处理,耕作与秸秆覆盖相结合在整个土壤水分测定过程中均以免耕秸秆覆盖土壤贮水量最高且较稳定;耕作与秸秆覆盖相结合显著提高了有机质含量,土壤速效肥含量明显增加,...

【目的】农业生态系统增温潜势是影响全球气候变化的重要部分。本研究通过田间试验明确施用生物炭和秸秆还田对农田增温潜势的影响，以期为减缓气候变化和农业废弃物资源化利用提供理论依据。【方法】在山东省桓台县农业生态系统试验站的冬小麦-夏玉米轮作农田中开展了3年田间定位试验，试验共设置4个处理：①对照（CK）；②施用生物炭9.0t·hm~(-2)·a~(-1)(C）；③全量秸秆还田（S）；④秸秆还田配施9.0 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭（CS）。4个处理均施等量的氮磷钾化肥，其中氮肥为尿素，用量为200 kg·hm~(-2)·a~(-1)，磷肥为过磷酸钙，用量为55 kg·hm~(-2)·a~(-1)，钾肥为硫酸钾，用量为40 kg·hm~(-2)·a~(-1)。采用静态暗箱-气相色谱法测定各处理温室气体（CO_2、N_2O和CH_4）的排放通量并计算净全球增温潜势（NGWP）和温室气体排放强度（GHGI），分析连续施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响。【结果】（1）综合3年的温室气体排放情况，与CK处理相比，S和CS处理的年平均生态呼吸排放量（Re）分别增加了47.8%和67.9%(P<0.05);C处理的年平均N_2O累积排放量降低了20.3%(P<0.05），而S和CS处理的N_2O年平均累积排放量分别增加了23.6%和41.4%(P<0.05）。（2）与CK处理相比，C、S和CS处理的土壤有机碳年平均变化量（ΔSOC）均有显著增加，其中CS处理增幅最大，增加了150.6%(P<0.05）。与第1年相比，C、S和CS处理第3年的ΔSOC均有显著增加（P<0.05），分别增加了21.7%、20.8%和17.8%。各处理的NGWP和GHGI均存在显著差异，与CK相比，C、S和CS处理的年平均NGWP分别降低了163.5%、171.7%和273.0%(P<0.05），与第1年相比，C、S和CS处理第3年的NGWP均有显著降低（P<0.05），分别降低了73.4%、58.8%和54.7%。与CK相比，C、S和CS处理的年平均GHGI分别降低了236.2%、253.3%和388.9%(P<0.05),C、S和CS处理第3年的GHGI较第1年分别降低了126.3%、98.2%和108.6%(P<0.05）。就产量而言，C、S和CS处理的作物产量保持相对稳定，有轻微增长，但与CK相比无显著差异。【结论】与单施化肥相比，在施化肥的基础上添加生物炭、秸秆还田、秸秆还田配施生物炭的措施均能够在不影响作物产量的前提下抑制增温潜势，其中秸秆还田配施生物炭能够最大程度地降低农田增温潜势，因此秸秆还田配施生物炭是增加农田固碳、缓解气候变化的一项有效措施。

为了探索华北平原生物可降解地膜对土壤酶活性和土壤肥力的影响,以及为寻求更加环保的替代方式,解决地膜覆盖带来的"白色污染"问题。设置普通PE地膜覆盖(PM)、生物可降解地膜覆盖(BM)、秸秆覆盖(SM)3种不同覆盖处理,以裸地不覆盖(CK)作为对照,研究不同覆盖处理对春玉米农田土壤酶活性和土壤养分含量的影响。试验结果表明:3种不同覆盖处理对于土壤过氧化氢酶和脲酶活性的影响在春玉米生育期内变化趋势大致相同,呈现先减小后增大再减小趋势,而土壤纤维素酶活性在生育期内先减小后增大。在春玉米收获期,2种不同覆膜处理均能提高上述3种酶活性,秸秆覆盖只对土壤过氧化氢酶、脲酶活性有提高作用。其中,对于土壤脲酶活性各个覆盖处理的提升效果明显,在0～10 cm和10～20 cm土层分别较CK处理提高了58.73%,33.65%,83.84%和26.19%,50.98%,61.21%。与CK相比,各个覆盖处理都提高了表层0～10 cm土层内的土壤有机碳、碱解氮、速效钾含量,且以秸秆覆盖效果最优,分别显著提高了24.68%,11.10%,23.34%,而2个覆膜处理之间无显著性差异;对于土壤有效磷含量,各个覆盖处理没有显著的提高作用。综上所述,在华北平原地区覆盖生物可降解地膜对于上述3种土壤酶活性和土壤养分含量的影响与覆盖普通PE地膜的效果相似。因此,生物可降解地膜代替普通PE地膜覆盖到农田当中解决"白色污染"问题具有良好的应用前景。

连续两年研究了不同耕作方式(翻耕、免耕)和不同秸秆覆盖还田量(0、半量、全量)对湖南省旱地玉米抗旱性与土壤养分含量的影响。结果表明:①秸秆覆盖在正常年份(2004年)促进玉米生育进程,而在高温干旱年份(2005年)减轻高温(干旱)逼熟的影响,延长灌浆期2～4 d。耕作方式对玉米生育进程影响较小,高温干旱下免耕可延长生育期约2 d;②秸秆覆盖提高玉米株高、叶面积与干物质积累量,提高千粒重,增加产量,且表现全量覆盖优于半量覆盖处理,在覆盖量相同时,翻耕优于免耕处理;③秸秆覆盖提高土壤有机质、速效钾和有效磷含量,免耕条件下效果更明显,而秸秆不还田处理土壤有机质含量略有下降;④秸秆覆盖可提高土壤含水量...

【目的】分析秸秆覆盖还田对桑园土壤真菌群落结构组成的影响,为优化桑园施肥管理措施、保障桑园土壤健康提供参考依据。【方法】随机设置秸秆覆盖还田桑园(SR)和非秸秆覆盖还田桑园(对照,CK)2个处理,45 d后分别采集2个处理的土壤样品,基于高通量测序技术,对比分析各处理土壤真菌的Alpha多样性、不同分类水平相对丰度占比、LEfSe分析结果和FUNGuild功能预测。【结果】SR土壤中指示真菌丰富度的Ace和Chao1指数及表征多样性的Shannon指数与CK相比均无显著差异(P>0.05)。在门分类水平,子囊菌门(Ascomycota)真菌是SR土壤的优势真菌门,其相对丰度占比为83%;unclassified_k__Fungi和球囊菌门(Glomeromycota)真菌是CK土壤的优势真菌门类。在属分类水平,unclassified_f__Microascaceae、Apiotrichum,unclassified_o__Hypocreales、腐质霉属(Humicola)、曲霉属(Aspergillus)、杯盘菌属(Ciboria)、支顶孢属(Acremonium)、假埃希氏菌属(Pseudallescheria)和毛孢子菌属(Trichosporon)等是SR土壤中富集的特有优势真菌属,其相对丰度占比分别为10.62%、8.37%、5.25%、4.83%、4.12%、1.67%、1.35%、1.09%和1.23%,但缺失CK土壤中存在的Saitozyma,unclassified_c__Eurotiomycetes、Sistotrema、青霉属(Penicillium)、unclassified_o__Xylariales、马利亚霉属(Mariannaea)和粉褶菌属(Entoloma)优势真菌属。LEfSe分析结果显示,子囊菌门真菌是SR土壤中相对丰度占比最大的优势真菌门,unclassified_k__Fungi和球囊菌门是CK土壤中相对丰度占比排在前2位的优势真菌门;unclassified_f__Microascaceae、Apiotrichum、unclassified_o__Hypocreales和腐质霉属是SR土壤中相对丰度占比排在前4位的优势真菌属,Saitozyma、unclassified_k__Fungi和unclassified_c__Eurotiomycetes是CK土壤中相对丰度占比排在前3位的优势真菌属。FUNGuild功能预测结果显示,与CK相比,秸秆覆盖还田桑园土壤中富集了更丰富的腐生营养型真菌。【结论】与非秸秆还田桑园相比,秸秆覆盖还田桑园土壤中富集了腐质霉属、曲霉属和支顶孢属等特有优势有益真菌属,有助于维护桑园土壤健康和有效保障桑树健康生长。

【目的】探讨覆盖经营(稻草+竹叶+砻糠)毛竹林的退化原因,此期为退化毛竹林恢复提供理论参考。【方法】选择不同覆盖年限(1,2和3年)毛竹林,以未覆盖毛竹林作对照,分别测定0～40 cm土层的土壤pH值、养分含量、酶活性及微生物生物量。【结果】随着毛竹林覆盖年限增加,土壤pH值降低(即土壤酸化);土壤有机质含量呈升高趋势;土壤全氮、全磷、全钾含量表现为逐渐升高的变化规律,均显著高于未覆盖毛竹林(P<0.05);土壤速效养分(碱解氮、有效磷、速效钾)含量均呈现先升高后降低的趋势,以覆盖1年的最高,且显著高于未覆盖毛竹林(P<0.05),覆盖3年后显著低于未覆盖毛竹林(P0.05)。【结论】与覆盖1年毛竹林相比,长期连续覆盖经营导致土壤酸化明显,养分比例失衡,酶活性逐渐降低,土壤微生物区系发生变化,从而导致土壤劣变,竹林退化。生产中建议采用休养式覆盖经营模式,即隔年覆盖(覆盖1年休养1年),同时,在自然出笋时要及时清除覆盖物并减少残留量,还需合理使用化肥。

AM真菌–植物共生体在农业生态系统中扮演着重要角色,容易受到耕作和秸秆覆盖等农业措施的影响。本研究以小麦(Triticum aestivum)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)为对象,模拟田间小麦→苜蓿轮作系统,探究了土壤干扰/不干扰以及秸秆覆盖/不覆盖处理下不同AM真菌及其组合对蒺藜苜蓿生长及土壤水稳性团聚体的影响。结果表明:1) AM真菌和蒺藜苜蓿的不同组合对土壤干扰和秸秆覆盖的响应存在差异性;2)土壤干扰会抑制AM真菌对蒺藜苜蓿的生长和磷吸收的促进作用,土壤干扰可影响AM真菌,进而影响蒺藜苜蓿;3)秸秆覆盖提高了蒺藜苜蓿生长和磷吸收;4) AM真菌总体上增加了土壤水稳性团聚体含量,土壤干扰和秸秆覆盖对土壤团聚体的影响,因土壤团聚体颗粒直径大小而异。综上所述,在田间条件下,适宜的AM真菌、免耕以及秸秆还田有利于改善土壤结构、减少水土流失和提高作物产量。

【目的】研究生物质炭对连续两年稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的影响,为合理施用生物质炭而促进水稻生产可持续的低碳发展提供科学依据。【方法】选择成都平原稻田,2010年布设了施氮与否(0与240 kg N.hm-2)下生物质炭土壤施用(0、20、40 t.hm-2)试验,连续两年观测土壤性质、水稻产量、土壤CH4和N2O排放的变化。【结果】施氮肥条件下,生物质炭连续两年对主要土壤肥力性质表现出改善效应,提高了土壤有机碳、全氮含量和pH,同时降低土壤容重,但对水稻产量影响不显著。生物质炭对CH4排放的影响依氮肥施用而异。不施氮肥下,施用生物质炭提高当季土壤CH4排放(20 t.hm-2用...

【目的】探索林地覆盖措施对土壤CO_2排放的影响，为减少竹林覆盖对环境的影响及探寻高效低碳覆盖措施提供参考。【方法】设计3种发热物质（新鲜鸡粪7.50 t·hm~(-2)、枯饼3.75 t·hm~(-2)、麦灰45.00 t·hm~(-2)）、3种谷壳层厚度（15、25、35 cm）和3种覆盖前林地补水量水平（浇水至湿润土层10 cm、15 cm、20 cm），采用考虑交互作用的L_(27)(9~(13)）正交试验设计进行雷竹林冬季覆盖试验，采用Li-8100A土壤碳通量自动测定系统定期测定土壤CO_2排放速率。【结果】雷竹林覆盖期（11月25日至3月16日）内土壤CO_2排放速率呈单峰型曲线动态变化，林地覆盖显著提高了土壤CO_2的排放速率和排放量。谷壳层厚度和覆盖前林地补水量对土壤CO_2的排放速率和排放量影响显著；谷壳层越厚，土壤CO_2排放速率越高，15、25和35 cm 3种谷壳层厚度之间土壤CO_2排放速率差异极显著；覆盖前林地补水至湿润土层10 cm时，土壤CO_2排放速率显著高于湿润土层15 cm和20 cm；发热物质主要影响土壤CO_2的排放动态，鸡粪作为发热物质时土壤CO_2排放峰值出现在第3周，且峰值较高，并在第10周又出现小幅上升，枯饼和麦灰作为发热物质的排放峰值出现在第5周。发热物质、谷壳层厚度和覆盖前林地补水量3个覆盖因子两两之间的交互作用对土壤CO_2的排放速率影响显著。【结论】雷竹林林地覆盖增加了土壤CO_2的排放量并改变了排放速率的动态变化规律，采用麦灰或枯饼作为发热物质，谷壳层厚度25 cm，覆盖前对林地补水至湿润土壤15 cm左右的林地覆盖模式，可以降低土壤CO_2的排放峰值和排放量。

为探明再生水灌溉下不同氮肥对冬小麦土壤温室气体排放的影响,采用再生水和清水2种水质配以不同无机肥料(尿素、胺肥、缓释肥)的正交试验,分析不同试验处理对土壤温室气体排放和冬小麦产量的影响。结果表明:1)相对清水灌溉,再生水灌溉CO_2日平均排放通量增加4.78%29.93%,N_2O日平均排放通量增加17.48%32.50%。2)相对于再生水无施肥处理,再生水施肥处理CO_2日平均排放通量分别增加了14.037%、13.230%、7.353%,N_2O日平均排放通量分别增加了81.4%、99.2%、39.8