一、农田氮肥的分布规律研究(论文文献综述)
孟祥萍[1](2021)在《麦玉两熟制下氮肥与秸秆还田的农田碳氮固持和温室气体减排效应研究》文中认为温室气体排放加剧全球气候变暖,严重破坏了生态系统平衡。麦玉两熟种植区作为我国粮食的重要产区,其集约化生产方式也是温室气体排放的重要来源。然而,目前针对麦玉两熟制下氮肥和秸秆还田对农田固碳减排效应的研究较为滞后,特别是麦玉两熟的周年研究,尤为突出。氮肥和秸秆还田作为常规的农田管理措施,不合理施用均会影响作物产量和土壤固碳减排能力。为探究施氮和秸秆还田对麦玉两熟农田碳氮固持和温室气体排放的影响,本研究在陕西关中麦玉两熟农田,设置玉米季4个氮肥水平(N0:不施肥;N150:施纯氮150 kg/hm2;N225:施纯氮225 kg/hm2;N300:施纯氮300 kg/hm2),小麦季统一施纯氮195 kg/hm2,以及2个秸秆管理方式(S0:秸秆不还田和S1:秸秆还田)的二因素完全随机区组大田试验,研究了氮肥和秸秆还田对作物-土壤系统碳库、氮库以及土壤结构、微生物多样性、温室气体排放的影响,并利用因子分析法综合评价了不同施氮量配合秸秆还田对作物-土壤-环境效益的影响,以期为麦玉两熟制下农田固碳减排提供理论基础和技术支撑。2016-2019年连续3年的田间试验研究得到以下主要结果:(1)施氮和秸秆还田均显着提高了玉米和小麦产量以及固碳量,在同一秸秆管理方式下,全年作物总产量和固碳量随施氮量增加呈先增加后持平的线性加平台趋势;同一施氮水平下,秸秆还田较不还田处理3年平均增产1.13 t/hm2,增幅为7.9%,玉米的籽粒、秸秆和根系固碳量分别提高14.0%、12.8%和12.8%,小麦分别提高了8.7%、8.3%和8.3%。持续3个作物生长周期后各施氮处理的土壤有机碳储量、碳固存量和固存速率较试验前均有增加,且随施氮量的增加呈增加趋势。与秸秆不还田相比,秸秆还田各处理的土壤有机碳含量、碳固存速率平均分别增加18.6%和142.3%。土壤易氧化有机碳含量随施氮量的增加呈先增加后略微下降的趋势,含量在4.59~6.60 mg/kg之间,同一施氮量下,秸秆还田较对应的不还田平均增加0.91 mg/kg,在N225时两者差距最大。施氮和秸秆还田均明显增加了微生物碳含量,同时,微生物量碳还受季节影响,主要表现为小麦收获期的土壤微生物碳高于玉米收获期。综合两种农艺措施,氮肥管理对作物固碳的影响明显大于秸秆管理,而对于土壤碳库,秸秆管理是影响土壤固碳的最主要因素。(2)氮肥和秸秆还田在不同试验年间均会显着提高小麦和玉米的氮素吸收量,且二者存在明显的交互作用。3年6季作物的氮素利用数据表明,施氮显着降低了玉米季的氮肥偏生产力、氮肥吸收效率和表观回收率,增加了小麦季的氮肥偏生产力和吸收效率。与秸秆不还田相比,秸秆还田显着提高了玉米和小麦的氮素利用率,玉米的氮肥偏生产力、氮肥吸收效率和氮肥表观回收率分别平均提高5.58%~13.84%、16.94%~20.30%和15.44%~52.71%,小麦氮肥偏生产力和氮素吸收效率分别增加8.23%和6.98%。经历3个管理周期后,N0-S0、N150-S0的0-20 cm土层土壤全氮含量较试验前有所降低,而N225-S0和N300-S0处理的土壤全氮含量和储量均显着增加。与秸秆不还田相比,相同施氮量的秸秆还田处理明显增加了土壤全氮含量和氮固存速率。秸秆还田对硝态氮储量的增加效应主要集中在0-100 cm土层以上,与秸秆不还田相比,N0、N150、N225和N300处理的100-200 cm土层硝态氮累积量分别降低7.9%、7.2%、32.6%和42.1%。施氮明显增加微生物量氮含量,总体表现为N225≈N300>N150>N0。同一施氮量下,秸秆还田较不还田增加了土壤微生物量氮的含量,N150-S1和N225-S1处理微生物量氮增加明显。(3)与秸秆不还田相比,秸秆还田显着提高了土壤团聚结构的稳定性和蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性。在同一秸秆管理方式下,土壤酶活性随施氮量的增加呈先增加后降低趋势,在施氮225 kg/hm2时达到最大。土壤微生物的OTU、Chao1和Shannon指数受施氮量影响显着,3个指标随施氮量均呈先增大后减小的抛物线趋势。无论秸秆还田与否,不同施氮处理的优势菌群均为变形菌门、酸杆菌门、放线菌芽单胞杆菌和绿弯菌门。根据LEf Se分析,高氮处理(N300)产生的差异菌群明显多于较低施氮量处理(N0,N150和N225),差异菌群主要为变形菌门和α-变形菌纲(p_Proteobacteria)。秸秆不还田处理下土壤全氮、SOC和NO3--N浓度为影响土壤微生物群落的主要环境因子,而秸秆还田下土壤温度、脲酶活性和NO3--N浓度为主要影响因子。(4)N2O的平均排放通量和累积排放量均呈现高氮肥高释放的规律。与秸秆不还田相比,秸秆还田加剧了N2O的平均排放通量和累积排放量,在玉米和小麦生长期内平均增加48.1%,65.1%和34.4%,32.9%。土壤CO2排放具有明显的季节效应,表现为夏季高冬季低。在同一种秸秆管理措施下,CO2排放随施氮量的增加有增加趋势;同一施氮量下,秸秆还田较对应的秸秆不还田处理明显增加了CO2排放通量和累积排放量,其中N225和N300处理的增加幅度较大。在北方旱地,CH4的排放通量通常为负值,表明旱地为CH4的汇。从全年看,施氮和秸秆还田均有降低土壤对CH4吸收的趋势,N300-S1处理的CH4累积吸收量最低。氮肥和秸秆还田增加了温室气体的全球增温潜势,当考虑土壤固碳量时,施氮明显减少了土壤温室气体的净增温潜势,总体表现为N225>N150>N300>N0。在同一施氮水平下,秸秆还田虽增加了温室气体排放的绝对值,但由于土壤有机碳固存量的增加和作物产量的提高,显着降低了温室气体排放强度,以N225-S1处理的温室气体排放强度最低。(5)采用因子分析法,将纯收益、作物固碳量、SOC储量、团聚体平均重量直径、OTU、N2O累积排放量和100-200 cm土层硝态氮储量7个指标归纳为两个主因子,可解释的累计方差为93.647%,各处理的综合排名顺序为N225-S1>N300-S1>N150-S1>N300-S0>N225-S0>N0-S0>N150-S0>N0-S0,即秸秆还田配施氮肥的总效益优于秸秆不还田,以N225-S1最优。综上所述,秸秆还田和施用氮肥能显着改善土壤团聚结构、土壤生物学活性,增加土壤有机碳和全氮储量以及碳氮组分含量,同时提高作物固碳吸氮能力,降低农田净温室气体排放强度,有助于农田固碳减排能力的提高。其中以秸秆还田下玉米季施氮225kg/hm2和小麦季施氮195 kg/hm2配合秸秆还田效果最为显着,是兼顾作物、土壤和环境效益的最佳组合,它能够有效提升麦玉二熟区农田生产力、增强作物和土壤固碳固氮能力,对丰富土壤微生物群落和降低温室气体排放以及100 cm以下土层硝态氮累积量也有明显作用。
陈肖如,李晓欣,胡春胜,雷玉平,倪锐,马林[2](2021)在《华北平原农田关键带硝态氮存储与淋失量研究》文中认为更多证据表明,储存在深层包气带中的硝态氮在全球氮循环中具有重要作用。本研究在华北平原农田不同包气带深度(2~50 m)分别采集土柱,分析不同深度土层的硝态氮含量和分布;从资料与文献收集到华北平原不同省区及其县域的42年(1978—2019年)氮肥投入与农田面积变化数据,计算不同区域(地下水埋深区域和县域)的农田包气带硝态氮存储量。首次利用区县氮肥投入与对应区域包气带硝态氮存储量的比值,即存储率(NR),研究氮肥投入对包气带硝态氮存储的影响程度。结果表明:1)在2~50 m的地下水埋深范围内,随着包气带深度的增加,华北平原农田(粮田与菜地)的单位面积硝态氮存储量也随之增加; 2)在2 m、3 m、6 m、10 m、16 m、25 m、40 m和50 m深包气带,粮田硝态氮存储量分别占42年(1978—2019年)氮肥总投入量的14%、18%、26%、30%、33%、35%、38%和39%,菜地硝态氮存储量分别占42年(1978—2019年)氮肥总投入量的15%、20%、28%、32%、34%、36%、40%和41%; 3)进入2 m以下地下水的粮田与菜地硝态氮淋失总量分别为675.65万t和199.56万t,分别占粮田与菜地42年(1978—2019年)氮肥总投入的13%和14%。本研究表明,华北平原农业区高氮肥投入导致大量的硝态氮淋失进入包气带-地下含水层系统,厚包气带对硝态氮截留和存储具有重要作用,在地下水埋深较浅区,高氮肥投入提高了地下水硝酸盐污染的风险。
陈琳[3](2021)在《膜孔灌土壤水氮运移转化特性及作物耦合效应研究》文中研究表明在查阅国内外相关文献资料的基础上,结合国家自然基金项目,针对我国旱区水资源短缺、农田自然条件和膜孔灌等特点,采用试验、理论研究和数值模拟相结合的技术路线,主要研究了层状土膜孔灌肥液自由入渗土壤水氮运移及氮素转化特性、施加γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗特性及其影响因素、施加γ-聚谷氨酸对菠菜生长和土壤结构的影响,并研究了膜孔灌冬小麦水氮耦合效应,取得的主要研究成果为:(1)研究了夹砂层位置对层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移及转化特性的影响,利用HYDRUS-3D模型对层状土膜孔灌肥液自由入渗土壤水氮运移和氮素转化过程进行了数值模拟。膜孔灌累积入渗量受夹砂层的影响明显,膜孔入渗能力随夹砂层埋深的增大而增加;湿润锋面在土-砂交界处出现了明显的不连续现象;随着夹砂层埋深的增加,湿润锋面形状逐渐趋向于半椭圆体;入渗结束时刻,夹砂层导致尿素态氮主要分布在上层粉壤土中,并沿着远离膜孔中心方向逐渐降低,主要分为高浓度区、高梯度区、低浓度区;再分布阶段,湿润体内尿素态氮含量由于水解反应呈降低趋势,膜孔中心附近土壤铵态氮含量较湿润锋处的大,并沿着远离膜孔中心方向逐渐减小,铵态氮集中分布在夹砂层以上土层中,并在土-砂界面含量明显增加,相同位置处的硝态氮含量随时间的增加而增大,水平湿润锋处的硝态氮含量较膜孔中心附近的增加快,且在土-砂界面处含量较大,硝态氮再分布浓度锋运移距离随夹砂层埋深的增加而增大。(2)研究了施加γ-聚谷氨酸对土壤水分特征参数、土壤入渗特性及土壤持水能力的影响特性。施加γ-聚谷氨酸改变了土壤水分特征参数,提高了土壤持水能力,土壤入渗能力随γ-聚谷氨酸施量的增加而降低;利用RETC和HYDRUS-1D软件进行反演计算确定了施加γ-聚谷氨酸土壤的水分特征曲线参数。(3)研究了混施γ-聚谷氨酸浑水一维垂直入渗和浑水膜孔灌自由入渗表层致密层的形成特性,利用HYDRUS-3D模型对施加γ-聚谷氨酸清水膜孔灌自由入渗进行了数值模拟研究,建立了施加γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗累积入渗量和土壤含水率分布模型。施加γ-聚谷氨酸膜孔灌单位膜孔累积入渗量和湿润锋运移距离与土壤容重和γ-聚谷氨酸施量之间存在负相关关系;表施γ-聚谷氨酸会改变湿润土层剖面水分分布规律;建立了不同γ-聚谷氨酸施量的浑水膜孔累积入渗量简化计算模型;混施γ-聚谷氨酸浑水一维垂直入渗和膜孔灌自由入渗过程的落淤层厚度与入渗时间之间具有很好的幂函数规律,且随γ-聚谷氨酸施量的增加而增大。(4)研究了畦灌和膜孔灌条件下γ-聚谷氨酸施量对越冬菠菜出苗率、生理生长指标、产量和植株含水量、养分吸收利用效率、土壤结构和土壤温度的影响。膜孔灌的菠菜出苗率比畦灌的高,施加γ-聚谷氨酸比不施加的高;膜孔灌0.20%γ-聚谷氨酸施量的菠菜的植株湿重和干重、产量、干物质累积量、菠菜氮素利用效率和氮肥利用效率为最大;畦灌和膜孔灌均为施用γ-聚谷氨酸的菠菜根、茎、叶氮素含量及植株氮吸收量高,且膜孔灌的比畦灌的高;土壤中水稳性团聚体含量随γ-聚谷氨酸施量的增加而增大,且膜孔灌的较畦灌的高;土壤团聚体破坏率均随γ-聚谷氨酸施量的增加而降低,且膜孔灌的较畦灌的低;分形维数随γ-聚谷氨酸施量的增加而减小,平均重量直径和几何平均直径均随γ-聚谷氨酸施量的增加而增大;且膜孔灌各γ-聚谷氨酸施量土壤的分形维数均较畦灌的小;施加γ-聚谷氨酸和膜孔灌均可降低土壤含水率和温度的变化幅度。(5)利用HYDRUS-1D建立了膜孔灌冬小麦土壤水氮运移转化的模拟模型;揭示了膜孔灌条件下冬小麦土壤水氮运移及氮素转化特性、冬小麦根系吸收水氮特性。中水(55%~70%θ田)和低水(40%~55%θ田)条件下,适量的施肥量可缓解因缺水导致的较低的根系吸水速率;灌水量和施氮量及水氮耦合作用均对冬小麦氮素吸收效率、氮素生产效率、氮素利用效率、氮肥偏生产力及氮素表观回收率具有显着影响。
高晶波[4](2020)在《秦岭北麓土地利用方式变化对土壤氮素累积及损失的影响》文中认为自20世纪80年代以来,我国土地利用方式发生巨大变化,传统粮食作物种植面积不断降低,而以果树、蔬菜等为主的高投入,高产出的园艺作物种植面积不断扩大。陕西秦岭北麓的周至、眉县近30年来,大量农田转变为猕猴桃园,当前该区域已成为我国最大的猕猴桃种植基地,种植面积超过全国猕猴桃种植面积的60%,是我国土地利用方式变化进程中的一个典型缩影。然而,在该区猕猴桃生产中,管理粗放,盲目水肥投入等问题普遍突出,不仅造成养分及水分资源的浪费,也严重制约了该区域猕猴桃产业的持续发展,同时带来了巨大的环境污染风险。因此,本研究主要以秦岭北麓周至县俞家河小流域为研究对象,通过多年田间实地问卷调查法查明该区域猕猴桃氮素投入状况,并在田间和流域尺度上采集土壤剖面样品探究农田及猕猴桃园土壤硝态氮累积状况和差异以及在不同坡位及区域土壤硝态氮累积的空间变异性。同时,连续采集并测定该流域地下水及地表水,探究不同土地利用方式对地下水及地表水硝态氮含量的影响;进一步在秦岭北麓区域尺度上探究了猕猴桃集约化种植区深层土壤剖面硝态氮累积、变异及其对地下水硝酸盐含量的影响。同时开展了猕猴桃园氮肥减量施用长期定位试验,探究氮肥减量施用对猕猴桃产量、品质、养分含量及土壤硝态氮累积的影响。获得以下主要结论:(1)2013―2017年连续5年实地问卷调查及2016年田间土壤样品采集分析结果显示,俞家河小流域猕猴桃园过量施肥问题突出,猕猴桃园氮素年均盈余量高达1099kg/hm2,为农田土壤氮素盈余量的4倍。猕猴桃园0-400 cm土壤剖面硝态氮平均累积量高达3288 kg/hm2,为农田土壤硝态氮累积量的16倍,且超过77.5%的硝态氮累积于猕猴桃根区(0-100 cm)以下土层。土壤剖面硝态氮累积量存在明显的空间(田块及流域)变化,表现为同一猕猴桃园坡下部0-400 cm土壤剖面硝态氮累积量显着高于坡上部土壤累积量;小流域内低地势区域硝态氮累积量高于流域高地势区域硝态氮累积量。表明在田块及流域尺度土壤中大量累积的硝态氮不仅存在向土壤深层淋溶损失的现象,同时也发生由地势高向地势低的地方迁移。(2)坡地猕猴桃园不同坡位水分及养分测定分析表明,灌溉及降雨能够引起土壤水分含量发生显着变化,表层0-20 cm土壤水分含量变化最为明显,灌溉及强降雨后,水分湿润深度可达100 cm以下土层。同一果园灌溉后,不同坡位土壤水分含量变化存在差异性,坡下部水分含量增幅明显高于坡上部;雨季前,土壤0-100 cm和100-200 cm硝态氮累积量分别为1307和712 kg/hm2;雨季后,两个土层累积量分别为902和1358 kg/hm2,硝态氮发生了明显的向下层土壤淋溶损失。雨季前后,0-200cm土壤剖面硝态氮累积量均表现为坡下部显着高于坡上部,且雨季后坡下部与坡上部累积量差异明显增大,表明土壤硝态氮在土壤中的迁移主要受水分迁移驱动。(3)2015―2017年连续3年对俞家河小流域不同土地利用方式下地下水采集分析发现,浅层地下水EC及Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-、HCO3-和NO3-含量分别表现为猕猴桃园区>农田区>自然林地。自然林地、农田及猕猴桃园三个区域浅层地下水及猕猴桃园区深层地下水硝酸盐平均含量分别为32.5、34.8、55.3和28.9 mg/L。猕猴桃园区浅层及深层地下水所采集样品中分别有56.3%和22.2%的样品硝酸盐含量超过WHO规定的饮用水标准。三个区域地下水硝酸盐的δ15N也表现为猕猴桃园区>农田区>自然林地。同位素分析结果表明,猕猴桃园区污染地下水的硝酸盐主要来自于有机肥。说明土地利用方式对地下水硝酸盐含量有显着影响,猕猴桃集约化种植区由于过量氮肥的施用严重影响了地下水水质,造成了地下水硝酸盐污染。(4)对俞家河小流域地表水连续采样监测分析(2018年1月至10月)发现,自上游自然林地区至下游猕猴桃种植区地表水总氮平均含量在2.67―7.79 mg/L,其中旱季为4.48―6.92 mg/L,雨季为2.91―7.79 mg/L,均处于劣V类水质。硝态氮平均含量在2.15―7.11 mg/L,其中旱季为3.48―5.99 mg/L,雨季为2.23―7.10 mg/L。地表水硝态氮含量显着高于铵态氮含量,在总氮中的占比达71.5%―91.5%。不同土地利用方式下地表水总氮及硝酸盐含量存在差异,下游猕猴桃集约化种植区显着高于上游水体(p<0.05)。相比于旱季,雨季上游水体总氮及硝态氮含量显着降低,而下游水体显着增加。对水体硝酸盐氮、氧同位素组成分析发现,上游水体硝酸盐主要来源于大气沉降中的铵态氮,下游水体硝酸盐主要来源于降雨中的铵态氮及施用的铵态氮肥。(5)秦岭北麓猕猴桃主产区调查及土壤样品采集分析发现,猕猴桃园年均氮素投入量及盈余量分别高达1332 kg/hm2和1206 kg/hm2,显着高于农田(452 kg/hm2和252 kg/hm2)。猕猴桃园0-5 m土壤剖面硝态氮累积量平均高达3674 kg/hm2,且84%位于1 m以下土层;而农田0-2 m土壤剖面硝态氮累积量为158 kg/hm2,且主要分布于0-1 m土层。秦岭北麓猕猴桃种植区0-5 m及0-10 m土壤剖面硝态氮累积量分别为156.5和266.5 Gg N。监测的31个地下水样品中,97%的样品超过WHO规定的饮用水标准。因此,该区域由农田向猕猴桃园转变显着增加了土壤硝态氮累积及损失风险,且对地下水环境构成了严重威胁。(6)猕猴桃园减量施氮定位试验(2012―2019)结果表明,与农民常规施氮处理相比,减量施氮施25%(2012―2014)及45%(2014―2019)后,对猕猴桃产量、单果重、品质及枝条和果实养分含量均无显着影响(p>0.05),却显着降低了土壤0-200 cm剖面硝态氮累积量(p<0.05),增加了果农收益。与施用普通尿素相比,施用控释尿素能够明显降低土壤硝态氮向下层土壤的淋溶损失。因此,在该区域猕猴桃园具有较大的减肥潜力,通过降低氮肥投入量能够显着减少土壤硝态氮累积,同时缓控释肥料的使用值得推广。综上所述,秦岭北麓由农田转变为猕猴桃园显着增加了土壤氮素盈余及硝态氮累积量,灌溉和降雨加剧了土壤氮素损失,引起了明显的土壤硝态氮向下层土壤的淋溶损失,对当地地表及地下水水质产生了严重影响。因此,在该区域急需开展源头减量施氮及不同坡位变量施氮技术的推广,降低氮素投入量,同时结合相应的管理措施,如采用水肥一体化等减少灌溉水投入,对于减少土壤氮素累积及损失,保证猕猴桃产业的持续健康发展具有重要意义。
孔德杰[5](2020)在《秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响》文中认为秸秆还田和优化施肥措施是减少化肥施用、提升土壤质量、增强土壤碳汇功能的有效途径,对于提高土壤氮素高效利用和保持农业绿色循环高质量发展具有重要意义。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作土壤中碳氮元素组分变化规律以及对土壤细菌、真菌微生物群落多样性季节性变化的影响,目前已成为亟待解决的科学问题。本研究以西北农林科技大学北校区科研试验基地农作制度长期定位试验为依托,试验处理设置为:秸秆还田(NS:秸秆不还田、HS:秸秆半量还田、TS:秸秆全还田处理)和施肥处理(NF:不施肥、0.8TF:优化施肥、TF:传统施肥)的两因素三水平随机区组试验。采用高通量测序和冗余分析(RDA)等技术方法,研究了秸秆还田和施肥对小麦、大豆不同生育时期的麦豆轮作系统土壤中氮素、碳素不同组分和土壤细菌、真菌群落结构多样性等指标的季节性动态变化规律的影响。为筛选节本高效、地力提升的秸秆还田模式提供理论依据和技术支撑。取得了如下结论:1、秸秆还田和施肥促进了长期麦豆轮作种植模式下土壤氮素含量的增加秸秆还田和施肥促进了麦豆轮作种植模式下土壤中的全氮、铵态氮、硝态氮含量提升,土壤硝态氮含量在秋季、冬季含量较高,而春季3~5月份小麦生长旺盛期含量较低。优化施肥增加了土壤微生物氮含量,常规施肥抑制了土壤微生物氮含量。在秸秆腐解初期全量还田处理土壤中铵态氮含量低于半还田处理。土壤中硝态氮含量、微生物氮含量及硝态氮占总氮的比例、微生物氮占土壤总氮的比值都随着秸秆还田量的增加而增加,不同秸秆还田处理间土壤微生物氮含量有显着性差异,并且表层土壤微生物量氮大于下层土壤微生物量。9个处理组合中,0.8TF+TS处理的全氮、微生物量氮平均含量最高,分别为1.06 g/kg、36.59 mg/kg,TF+TS处理铵态氮、硝态氮平均含量最高,分别为2.37、15.93mg/kg。2、秸秆还田和施肥提升了麦豆轮作种植模式下土壤碳素含量秸秆还田和施肥增加了麦豆轮作种植模式下土壤中的有机碳、溶解性全碳、溶解性有机碳、无机碳和微生物碳含量。土壤无机碳占溶解性总碳的比值随着施肥量的增加呈先降低后增加的趋势。微生物碳、溶解性有机碳含量占土壤有机碳比值随着秸秆还田量的增加而增加,土壤溶解性总碳占土壤有机碳比值、溶解性无机碳含量占土壤有机碳比值随着还田量的增加而随着减少,土壤微生物量碳占土壤有机碳含量随着还田量的增加有先增加后减少的趋势。土壤中的碳氮比随着施肥量的增加随着减少,土壤中微生物碳氮比随着施肥量的增加而增加。与施肥处理变化趋势相反,增施秸秆导致土壤碳氮比增加,微生物碳氮比减少。9个处理组合中,TF+TS处理的土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物碳平均含量最高分别为12.14 g/kg、95.70mg/kg,345.53mg/kg,溶解性全碳平均含量0.8TF+TS处理最高为198.90 mg/kg,溶解性无机碳平均含量0.8TF+NS处理最高为119.73 mg/kg。3、秸秆还田和施肥措施改变了长期麦豆轮作土壤微生物群落结构多样性土壤中细菌、真菌菌群多样性chao1指数、ACE指数、Shannon指数随着施肥量增加有减少的趋势。Simpson指数随着秸秆还田量的增加而减少。不同处理门水平上菌群数量年内动态变化表现为冬季数量最高,在小麦收获后大豆播种前最低。不同处理下土壤细菌中的变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、放线菌门是土壤中的优势菌种,平均相对丰度分别为28.06%、24.05%、13.90%、10.68%。子囊菌门是土壤真菌中的优势菌门,优化施肥降低了子囊菌门、担子菌门、接合菌门的平均相对丰度,增加了壶菌门相对丰度;常规施肥增加了子囊菌门、接合菌门、壶菌门的相对丰度,降低了担子菌门的相对丰度。秸秆还田处理降低了子囊菌门、接合菌门的相对丰度,增加了担子菌门相对丰度。4、土壤微生物多样性对土壤氮素、碳素变化的响应RDA分析显示:土壤细菌、真菌的Simpson指数、shannon指数、ACE指数、Chao1指数之间具有很好的相关性,并且与无机碳含量呈正相关关系,与土壤水分含量、全氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量、土壤p H值、可溶性总有机碳含量及土壤有机碳呈负相关关系。变形菌门是土壤细菌相对丰度最高的菌群,与土壤p H值极显着负相关,芽单胞菌门与土壤环境中微生物碳、氮含量呈正相关。土壤真菌中子囊菌门相对丰度最高,担子菌门与土壤有机碳含量呈正相关关系。分析显示:碳氮元素化学计量比、是否种植作物是影响土壤中土壤细菌、真菌门水平上的菌群结构差异的主要因素。综上所述:长期秸秆还田配合施肥处理对麦豆轮作下土壤碳氮含量与农田肥力提升有明显的促进作用。0.8TF+TS组合处理全氮、微生物氮、溶解性碳含量最高,虽然产量比TF+TS组合处理减产了0.55%,化肥施用量却减少了20%,是一种节本增效的秸秆还田模式。本研究发现土壤细菌群落结构季节性变化影响不大,真菌受温度影响较大,该变化是由土壤p H值、碳氮各组分之间的比值以及地上作物长势等诸多因素相互影响造成的。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作种植模式下土壤碳氮含量和土壤细菌、真菌群落多样性及在门水平上相对丰度的季节动态变化及两者之间的响应关系是本研究的创新点。
郭子繁[6](2020)在《我国北方典型农田土壤团聚体氮素累积与淋溶特征研究》文中提出中国是世界上氮肥施用量最大的国家,过量施氮和不合理施用氮肥的问题十分严重,这不仅会造成农田土壤氮素累积,也会造成面源污染等水体污染问题。由于我国北方地区不同农田土壤类型区气候、地形、生物、母质、降雨量等因素以及施肥量、施肥类型和灌溉制度不同,从而导致不同类型土壤的氮素累积与淋洗特征不尽相同。因此研究不同施肥和淋洗处理条件下,北方典型农田土壤团聚体氮素的累积和淋溶特征可以为科学施用氮肥,减少土壤氮素损失提供理论依据。本研究选取4种北方典型农田土壤:黑土、褐土、潮土和黄绵土为研究对象,采用室内模拟试验的方法,探究不同的施肥和淋洗处理下,我国北方典型农田土壤团聚体氮素的累积与淋洗特征以及土壤团聚体数量特征与土壤氮素养分状况之间的关系。研究结果表明:不同施肥和淋洗强度对团聚体组成特征并无显着影响,随施肥次数的增加,4种土壤5-2 mm、2-1 mm、1-0.5 mm、0.5-0.25 mm和<0.25 mm粒级团聚体氮素含量及储量均显着增加并最终趋于稳定,其中不同粒级团聚体中以>0.25 mm大团聚体氮素含量及储量增加显着(P<0.05)。随着施肥次数的增加,不同土壤无机氮储量占全氮储量比例呈现增加趋势。土壤氮素储量与土壤理化性质的相关性分析结果表明,土壤氮素的吸持特征与单一理化性质没有显着相关,这表明土壤对氮素的吸持特性可能由多种因素复合影响。不同类型土壤具有不同的氮素吸持特征,矿质氮增长速率不同,针对不同类型土壤应采取不同的施肥策略以维持作物高产和土壤可持续生产。黑土、褐土、潮土和黄绵土不同粒级团聚体氮素含量及储量均随着淋洗次数的增加均呈现先快速下降,随后下降速度降低,最终趋于平稳状态。不同淋洗处理下,土壤氮素氮储量均出现降低趋势,在10次淋洗处理下,黑土中全氮储量淋洗率为36.51%,硝氮储量淋洗率为86.10%,铵氮储量淋洗率为:88.14%;褐土全氮储量的淋洗率为:17.14%。硝氮储量淋洗率为:92.91%,铵氮储量的淋洗率为76.86%。潮土全氮储量的淋洗率为35.32%,硝氮储量的淋洗率为:91.38%,铵氮储量的淋洗率为51.31%;黄绵土全氮储量的淋洗率为:23.69%,硝氮储量的淋洗率为:98.48%,铵氮储量的淋洗率为:92.64%。方差分析显示,不同施肥和淋洗次数以及不同土壤类型均显着影响土壤氮素储量的累积与淋洗特征(P<0.01)。4种土壤全氮储量与2-1 mm粒级团聚体含量呈显着正相关(P<0.01),同时与1-0.5 mm粒级团聚体含量呈显着正相关(P<0.05)。铵氮储量与5-2 mm和2-1mm粒级团聚体含量呈显着正相关(P<0.05),全氮和铵氮主要赋存在>1 mm粒级团聚体中。全氮储量与<0.25 mm粒级团聚体含量呈显着负相关(P<0.01),铵氮储量与0.5-0.25 mm粒级团聚体含量呈显着负相关(P<0.05),同时与<0.25mm粒级团聚体含量呈显着负相关(P<0.01)。土壤团聚体稳定性与5-2 mm和2-1mm粒级团聚体含量呈显着正相关(P<0.01),而与0.5-0.25 mm和<0.25mm粒级团聚体含量呈显着负相关(P<0.01)。4种土壤不同粒级团聚体氮素贡献率的差异主要由团聚体组成变化所引起,不同施肥处理引起团聚体含量变化从而导致不同类型土壤团聚体氮素贡献率发生变化,5-2 mm和2-1mm粒级大团聚体对于保持土壤团聚体结构的稳定具有积极作用,因此提高土壤中大团聚体含量可以提高土壤团聚体稳定性、增加土壤固氮潜力,从而改善土壤肥力。
杨文柱[7](2019)在《喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素吸收与农田氮平衡研究》文中研究说明水资源短缺和氮肥施用的农田生态系统氮(N)素利用和氮素盈余的环境影响问题已受到全球范围普遍关注。当前,喷滴灌施肥灌溉生产提高产量优势研究成果较多,然而,针对喷滴灌施肥灌溉与传统沟灌比较,氮素利用、氮素盈余、氮循环和氮平衡问题系统研究需要进一步加强。本研究以内蒙古阴山南麓马铃薯(Favorite)田为研究对象,通过连续三年野外原位观测试验,应用随机区组设计,设置喷灌施肥灌溉处理、滴灌施肥灌溉处理、以传统沟灌处理为参照,每种灌溉生产方式设施肥和不施肥处理,共6个处理。利用通气法、静态暗箱-气相色谱法和数值模拟法,定量化确定喷滴灌施肥灌溉与传统沟灌比较的马铃薯田土壤水氮时空变化、马铃薯氮素利用、土壤NH3、N2O排放过程、特征、强度及驱动机制的影响规律,揭示喷滴灌施肥灌溉马铃薯田氮平衡机制,建立氮素管理指标体系,为客观评判喷滴灌施肥灌溉生产方式氮素管理水平和环境效应提供科学依据,探寻有利于实现农业生产效益和和环境效应双赢的生产体系原理构建提供数据支撑。主要结果如下:(1)马铃薯田野外原位观测结果表明,和传统沟灌比较,喷滴灌施肥灌溉条件利用马铃薯生长。喷滴灌施肥灌溉和传统沟灌施用等量氮肥273.0 kg N·ha-1,滴灌施肥灌溉马铃薯产量最高,在45.23-48.08 t·ha-1之间;喷灌施肥灌溉马铃薯产量次之,为39.59-42.39 t·ha-1;传统沟灌产量最低,为29.84-35.36 t·ha-1。滴灌处理分别比喷灌和沟灌处理产量增加13.4%-17.6%和36.0%-51.6%;喷灌处理比传统沟灌生产方式增加19.9%-32.7%。(2)阐明了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤水分时空分布规律。喷滴灌施肥灌溉生产方式不会发生深层水分渗漏。喷滴灌施肥灌溉土壤水分剖面垂直分布为0-30cm水分活跃层,水分分布均匀,平均含水量分别为19.7%、18.9%。喷灌30-40cm土体和滴灌20-30 cm水分骤变层,喷灌40-60 cm土体和滴灌30-40 cm水分缓慢降低,喷灌60-120 cm土体,滴灌40-120 cm土体水分相对稳定层。沟灌方式0-80 cm土体水分随深度加深而升高,湿润层达80 cm,平均含水量23.7%。土壤水分水平方向呈现规律:滴灌在离滴头水平方向0-10 cm水分含量高,喷灌在喷头正下方10-20 cm土体水分含量最高,沟灌方式距垄中心40 cm水分含量最高。(3)揭示了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤N时空变化特征,确定了不同灌溉生产方式土体NO3--N截留量。不同灌溉生产方式不同土层NO3--N浓度存在显着差异(p<0.01)。滴灌施肥灌溉土壤NO3--N含量在马铃薯根区10-30 cm土体出现累积,最高值出现在水平离滴头10 cm、深度10-20 cm土体,平均为27.58 mg·kg-1;喷灌施肥灌溉生产方式NO3--N浓度在马铃薯根区附近20-40 cm土体出现累积,最大值出现在水平距喷头20 cm、深度20-30 cm土体,平均为34.52 mg·kg-1;传统沟灌方式土壤0-30 cm土体NO3--N含量较低,马铃薯根区以外,30-80 cm土体却有较明显增加,最大值出现在40-80 cm土体,平均为73.66 mg·kg-1。0-120cm滴灌土壤氮截留量平均为54.6 kg·ha-1,喷灌土壤氮截留量平均为72.27 kg·ha-1,传统沟灌是滴灌施肥灌溉土壤的4.72倍,是喷灌的3.57倍。传统沟灌生产0-120cm土体氮截留逐年增加,而喷滴灌施肥灌溉土壤氮截留量逐渐降低。(4)揭示了喷滴灌施肥灌溉马铃薯各器官氮积累和氮素分配规律,分析了马铃薯对氮需求关键时期。三种不同灌溉生产方式马铃薯根、茎、叶N素累积量从出苗后逐渐增加,块茎膨大期最大,滴灌施肥灌溉马铃薯叶氮素累积量最高,平均为881.6 mg·株-1,传统沟灌马铃薯叶的氮素累积量最低,平均为504.3 mg·株-1,成熟期降低。薯块N素累积量从苗期到成熟期呈升高趋势。三种灌溉方式中,氮素分配比例在苗期和块茎形成期,叶的氮素分配比例最高;和传统沟灌比较,滴灌施肥灌溉马铃薯叶的氮素分配比例最高,平均达42.6%,传统沟灌马铃薯叶N素分配比例最低,平均达29.9%;块茎膨大期与成熟期,薯块氮素分配比例最高。块茎形成期至块茎膨大期属于马铃薯N供给重要时期。(5)明确了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤N2O排放变化特征和影响因子。土壤水分含量、土壤温度与土壤N2O排放呈显着正相关。与传统沟灌比较,喷滴灌施肥灌溉生产方式能显着降低N2O排放,具有明显减排效果。不同灌溉生产方式马铃薯田土壤N2O排放通量存在明显季节变化,均在7、8月份出现排放高峰。滴灌施肥灌溉土壤N2O平均累积排放量为137.29 mg m-2,喷灌土壤为164.63 mg m-2,沟灌土壤为323.72 mg m-2。与传统沟灌比较,滴灌施肥灌溉增温潜势降低50.0%-65.5%;喷灌施肥灌溉降低40.7%-59.7%。(6)确定了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田土壤NH3排放过程和强度的驱动机制。与传统沟灌处理比较,滴喷灌施肥灌溉生产方式能显着降低NH3排放。NH3排放通量与土壤温度(r=0.81,p<0.01,n=36)、土壤水分含量(r=0.80,p<0.01,n=36)、NH4+-N(r=0.76,p<0.01,n=36)和NO3-N含量(r=0.74,p<0.01,n=36)均呈极显着正相关。逐步回归分析表明,NH3排放通量可由土壤NH4+-N和土壤NO3--N确定的逐步回归方程决定(r2=0.85,n=36,p=0.001)。不同灌溉生产方式马铃薯田土壤NH3排放追肥期显着高于基肥期,峰值出现在追肥后2-7天,7、8月NH3排放量最高。传统沟灌生产方式NH3累积排放量最高,平均为118.68 kg·ha-1;喷灌施肥灌溉累积排放量最低,平均为69.58 kg·ha-1;滴灌施肥灌溉土壤NH3累积排放量比传统沟灌NH3排放平均减少33.03%;喷灌施肥灌溉土壤NH3累积排放量与传统沟灌相比平均减少39.83%。(7)阐明了喷滴灌施肥灌溉马铃薯N肥利用特征,明确了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田具有高效氮素管理水平。喷滴灌施肥灌溉高氮肥利用率减少氮素进入环境的损失。喷滴灌施肥灌溉可显着增加N肥利用率、农学效率和偏生产力。滴灌施肥灌溉马铃薯N肥利用率最高,为68.13%-83.84%;喷灌施肥灌溉次之,为65.20%-76.22%;滴灌施肥灌溉氮肥利用率是传统沟灌2.50-2.62倍,喷灌是传统沟灌的2.30-2.50倍。滴灌施肥灌溉马铃薯平均吸氮量417.63 kg·ha-1,喷灌马铃薯359.70 kg·ha-1,传统沟灌162.00 kg·ha-1。(8)揭示了喷滴灌施肥灌溉马铃薯田氮输入、输出、盈余及平衡规律。喷滴灌施肥灌溉生产方式显着降低马铃薯田氮素盈余量,与传统沟灌相比,降低45.6%-61.8%。喷滴灌施肥灌溉明显减少N素淋失、NH3排放、N2O排放损失,减轻环境代价。针对传统沟灌,施氮量是马铃薯田氮素主要输入项,马铃薯收获N和土壤N截留是主要输出项。针对喷滴灌施肥灌溉,施N量和土壤矿化N是主要输入项,马铃薯N吸收是主要输出项。氮素气体损失主要途径是NH3排放损失。
董星晨[8](2019)在《甘肃中部半干旱地区马铃薯农田土壤微生物群落结构及对施肥管理的响应》文中研究说明甘肃省是我国重要的马铃薯种薯和商品薯生产基地,马铃薯产业已成为带动甘肃农业和农村经济发展、促进农业增效和提高农民收入的战略性主导产业。本研究针对甘肃中部半干旱地区马铃薯农田,通过在主产区多点采样,采用基于16S rRNA基因的高通量测序等分子生态学技术,研究了马铃薯土壤细菌群落结构特征和地理分异规律及其与土壤主要化学性质的关系。同时,依托甘肃省定西市安定区的马铃薯定位试验,采用实时荧光定量PCR、高通量测序和基于DNA的稳定性同位素核酸探针技术(DNA-based stable isotope probing,DNA-SIP),以16S rRNA基因和氨氧化微生物amoA基因为分子标靶,大田试验和室内微宇宙培养实验相结合,研究连续不同施氮量及不同施肥管理对土壤细菌和氨氧化功能微生物及其活性的影响规律。主要研究结果如下:1地理位置和土壤主要化学性质共同影响了甘肃中部马铃薯产区农田细菌群落结构针对甘肃中部马铃薯主产区,选择了20个种植地块土壤,通过分析样地的地理位置(纬度、经度、海拔)以及土壤主要化学性质(有机质、全氮、含水量、pH、碳氮比),发现地理位置和土壤主要化学性质共同影响了土壤的细菌群落结构。1.1甘肃中部马铃薯主产区土壤的主要化学性质(pH、有机质、全氮、含水量)呈纬度梯度分布的规律。其中,土壤pH与纬度正相关,有机质、全氮和含水量与纬度呈负相关;1.2高通量测序共检测到22个细菌门,其中优势门共有10个,分别是酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)、芽单孢菌门(Gemmatimonadetes)、放线菌门(Actinobacteria)、硝化螺菌门(Nitrospirae)、装甲菌门(Armatimonadetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是土壤中起主导作用的细菌门,这些门的序列数占总序列数的比例达到96.3%。酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度与土壤有机质、全氮和含水量均呈正相关关系,放线菌门(Actinobacteria)、芽孢单菌门(Gemmatimonadetes)和装甲菌门(Armatimonadetes)相对丰度则分别与有机质、全氮和含水量呈负相关。在细菌目分类水平,Acidobacteria Subgroup 4、Sphingobacterials、Xanthomonadales均与土壤有机质、全氮和含水量呈显着正相关,而Gemmatimonadales、Cytophagales、Planctomycetales则与土壤有机质、全氮和含水量显着呈负相关。在属水平,Blastocatella与土壤有机质、全氮和含水量呈显着正相关;1.3在微生物操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)水平,地理位置可能是群落结构分异的重要驱动力。土壤细菌系统发育丰度和系统发育多样性与地理位置显着相关,其中,系统发育丰度和系统发育多样性均与经度呈显着负相关,而与海拔呈显着正相关关系;1.4地理位置和主要土壤主要化学性质共同决定了土壤细菌群落的分异,并且土壤主要化学性质对细菌群落结构变化的影响强于地理位置对其的影响。非度量多维尺度分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)表明,土壤主要化学性质(土壤有机质、全氮、含水量)与NMDS1和NMDS2分别呈显着正相关和显着负相关,而地理位置仅和NMDS1呈显着正相关关系。冗余分析(redundancy analysis,RDA)也表明,有机质含量、全氮、纬度、海拔和经度均是影响区域范围内细菌群落结构的重要环境因子。地理位置共解释了14.2%的细菌群落变异,而土壤主要化学性质可解释31.4%的细菌群落变异。本研究条件下,土壤有机质、全氮和含水量是影响细菌群落结构发生变化的最重要土壤环境因素;1.5采样农田马铃薯产量在6.0 t ha-169.8 t ha-1之间,最高和最低产量差达到11.6倍。本试验条件下,相对于低产农田,高产农田土壤中具有促进有机质降解功能的绿弯菌门、Anaerolineales目以及具有耐旱特性的厚壁菌门类细菌群落相对丰度相对较高。2连续不同施氮量显着改变马铃薯根区土壤细菌和氨氧化微生物的群落结构连续不同施氮量定位试验开始于2013年,设置六个施氮量处理:(1)N0:对照,不施肥;(2)N75:75 kg N ha-1;(3)N150:150 kg N ha-1;(4)N225:225 kg N ha-1;(5)N300:300 kg N ha-1;(6)N375:375 kg N ha-1。采用高通量测序、实时荧光定量PCR等分子生态学技术,分析了2016年块茎膨大期(连续3年施氮)020 cm和2040 cm土壤细菌和氨氧化微生物群落,连续不同施氮量显着影响了根区土壤细菌和氨氧化微生物群落结构。2.1连续不同施氮量改变了根区土壤细菌群落结构,硝态氮含量和pH是细菌群落结构发生变化的主要环境因子。变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门和硝化螺旋菌门是本试验根区土壤中的优势细菌门。细菌数量随着施氮量的增加而增加,至N225土壤达到最大,过量施氮细菌数量出现降低。土壤硝态氮含量和pH分别解释了16.9%和16.0%的细菌群落差异。连续不同施氮显着提高拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度,N375土壤较N0分别增加32.0%(020cm)和46.1%(2040 cm);2.2连续不同施氮量条件下氨氧化功能微生物群落发生了明显分异。根区土壤氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)的丰度对连续不同施氮量的响应不同,AOB的相对丰度则随着施氮量的增加而显着增加,N375土壤AOB相对丰度在020 cm和2040 cm土壤分别是N0的11.9倍和3.7倍,而AOA相对丰度并未受到连续不同氮量用量的影响,表明AOB主导了根区土壤氨氧化过程。实时荧光定量PCR的结果也表明,根区土壤AOB的数量随氮肥施用量的增加而显着增加,两个土层amoA基因拷贝数分别是N0的11.8倍和7.8倍。AOB对连续不同氮素用量的响应更为敏感,主导了根区土壤的硝化作用;2.3利用高通量测序技术分析AOB和AOA的系统发育进化关系。结果表明,长期不施肥对照根区土壤中,Nitrosospira Cluster 3类分支主导了AOB,而54d9类分支主导了AOA群落结构。长期氮肥施用改变了AOB和AOA群落结构,施氮导致29i4类分支被刺激,N375土壤29i4类分支取代54d9类分支,成为020 cm土壤的主导AOA分支。2.4连续不同施氮量显着提高了土壤中硝态氮含量,并且土壤硝化潜势显着增加。N375土壤硝化潜势显着高于低氮(N75、N150)和中氮(N225)土壤,020 cm和2040 cm土壤分别是N0的2.0倍和2.8倍,而硝态氮含量在020 cm和2040 cm土壤分别是N0的13.7倍和17.6倍;2.5马铃薯产量受连续不同施氮量的影响。马铃薯产量以N75处理最高,较N0增产15.1%,N150、N225、N300、N375处理马铃薯产量较N0分别降低4.1%、6.0%、1.9%和10.8%,过量施氮马铃薯产量下降。本试验条件下,相对于低产土壤,高产土壤中具有潜在致病的拟杆菌门类和链霉菌属类细菌群落相对丰度相对较低。3不同施肥管理影响了根区土壤细菌及氨氧化微生物群落结构不同施肥管理定位试验开始于2015年,设置四个不同施肥处理:(1)CK:对照,不施肥;(2)NPK:单施化肥;(3)M:单施有机肥;(4)NPKM:化肥有机肥配施。采用高通量测序、定量PCR的方法分析2016年10月(连续2年施肥,马铃薯收获期)020 cm和2040 cm土壤样品细菌和氨氧化微生物群落结构,我们发现土壤细菌和氨氧化微生物群落结构受到不同施肥管理的影响。3.1不同施肥管理改变了根区土壤细菌群落结构。变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、硝化螺旋菌门和装甲菌门是本试验根区土壤中的优势细菌门。施肥显着提高了根区土壤细菌数量,M处理细菌数量在020 cm和2040 cm土壤较CK分别高出40.9%和50.0%。根区土壤pH解释了30.2%的细菌群落差异,使短期不同施肥管理根区土壤细菌群落结构发生变异的主导环境因子。不同施肥管理使变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、芽单胞菌门、装甲菌门和绿弯菌门平均相对丰度增加,平均相对丰度相较CK土壤分别增加10.4%、7.9%、7.9%、3.2%、2.1%和0.5%。3.2根区土壤AOA和AOB群落对不同施肥管理的响应不同,AOB主导了根区土壤氨氧化过程。M和NPKM处理根区土壤AOA相对丰度较CK在020 cm和2040cm土壤分别显着降低9.0%和9.3%,以及5.2%和4.4%(P<0.05)。而化肥(NPK)和有机肥(M、NPKM)的施入均能够增加根区土壤AOB的数量。表明在本研究条件下,AOB对肥料的响应能力要高于AOA,主导了不同施肥管理下的根区土壤的氨氧化过程;3.3不同施肥管理改变了根区土壤氨氧化微生物群落结构。M和NPKM处理中29i4类AOA相对丰度高于CK和NPK土壤,而Nitrososphaera viennensis类AOA分支尽管不是根区土壤主导AOA分支,但其相对丰度在NPK土壤中达到最大,表明该分支更易受到土壤氮素含量的影响;3.4单施化肥(NPK)较有机肥添加处理(M、NPKM)显着提高了土壤硝态氮含量。NPK处理020 cm和2040 cm土壤硝态氮含量分别较CK高出46.9%和73.8%;3.5马铃薯块茎产量受不同施肥的影响。NPK、M、NPKM处理马铃薯块茎产量分别较CK增加0.3%、14.9%和7.0%,其中M处理马铃薯块茎产量增加显着(P<0.05)。在本研究条件下,相较于低产土壤,高产土壤中具有促进有机质降解功能的Steroidobacter类细菌群落相对丰度相对较高。4 DNA-SIP技术发现连续不同施氮量导致土壤活性氨氧化功能微生物多样性降低针对上述定位试验,于2015年8月(连续施氮第3年,马铃薯块茎膨大期)采集CK(不施氮)、LN(低氮,75 kg N ha-1)和HN(高氮,375 kg N ha-1)三个处理马铃薯土壤样品,利用稳定性同位素13C示踪马铃薯土壤中氨氧化功能微生物的核酸DNA,通过克隆文库和实时荧光定量PCR等分子方法,设置三个稳定性同位素示踪的微宇宙培养实验,包括:(1)12CO2对照;(2)13CO2标记和(3)13CO2+C2H2,对马铃薯土壤的活性硝化微生物群落进行了研究,探究AOA及AOB对马铃薯土壤硝化作用的相对贡献。4.1连续不同施氮量显着增加了13C标记土壤活性AOA和AOB数量。HN土壤13C标记活性AOA和AOB amoA基因拷贝数分别为2.58×104 copies和1.55×106 copies,分别较CK增加1.6倍和16.2倍,活性细胞数分别为CK的2.4倍和24.0倍,在本研究中,是AOB主导了土壤氨氧化过程;4.2土壤主导13C活性AOA和AOB在连续不同施氮量下条件下发生了改变。活性AOA 54d9类分支在HN土壤比例达到90%,而Nitrososphaera gargensis类分支和Nitrososphaera viennensis类分支活性受到抑制并在那HN土壤中消失。同时,连续不同施氮量也导致HN土壤主导活性AOB分支由Nitrosospira briensis类分支转为Nitrosospira sp.TCH711类分支。
梁涛[9](2017)在《基于土壤基础地力的施肥推荐研究 ——以重庆水稻和玉米为例》文中认为土壤基础地力是土壤支撑农作物生产以及提供多种生态服务功能的能力,是土壤物理性质、化学性质和生物特性的综合反映,通常用不施肥条件下的作物产量来评价土壤基础地力状况。基础地力与水肥效应和田间管理共同决定了土壤生产能力的高低。虽然我国国土面积广阔,但可耕地面积有限,我国有2/3的耕地仍属中低产田,这对我国农业生产和粮食安全十分不利。在当前国情下,通过增加耕地面积提高粮食生产能力并不现实,只有提高现有耕地的地力水平,才是我国实现“藏粮于地”的必经之路,科学可行的区域施肥推荐是我国“藏粮于技”的必要手段。本研究利用重庆市水稻和玉米测土配方施肥“3414”试验结果以及不同时期土壤数据和施肥调查结果,综合分析了近30年来耕地基础地力及土壤养分含量的变化,探讨了土壤基础地力对作物养分吸收、产量水平及其稳定性和可持续性的影响。最后尝试采用基础地力作为施肥指标,研究了基于基础地力的重庆水稻和玉米施肥指导的可行性,并同其他经典施肥方法进行比较。主要研究结果如下:1、重庆水田和旱地基础地力在30年间得到显着提升,旱地地力水平提升幅度高于水田,这与重庆土壤有效氮和有效磷变化结果一致。30年间重庆市水田和旱地土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量均有明显提高,其中土壤有机质含量评价提高1.7 g·kg-1,旱地有机质的提升幅度(2.5 g·kg-1)高于水田(1.0 g·kg-1),但是旱地有机质含量仍然低于水田,但两者的差距在拉近,土壤有机质含量正在向均匀化方向发展。。重庆土壤pH下降明显,30年间平均下降0.5个pH单位,耕地土壤从中性6.7降至微酸性6.2,旱地土壤pH仍高于水田,但差距在缩小。重庆土壤中有效Mg、Fe、Mn、Cu、Zn平均含量较高,养分供应充足,但是B平均含量处于较缺乏水平,部分地区接近极缺乏水平,需及时补充。重庆耕地地力评价高等地比例偏低,尤其是旱地,海拔和土层厚度是影响重庆耕地地力等级的主要原因,除此之外,养分水平对渝东南和渝东北地力等级水平的影响也很显着。重庆耕地从1980s至2010s,化肥输入量增加,有机肥输入量降低,养分输出量增加,氮的盈余收窄,磷由亏缺转为盈余,而钾由盈余转为亏缺。重庆氮磷盈余,钾肥亏缺是导致重庆土壤有效氮和有效磷养分含量增加,速效钾降低的重要原因。土壤氮磷有效养分和有机质含量的上升,是30年来重庆基础地力提升的主要原因。2、基础地力水平提高可以促进土壤养分的供应能力和作物对养分的吸收,在土壤基础地力提升的前提下,如果不降低肥料用量会降低肥料养分的利用效率,因此通过控制高基础地力水平下肥料的投入量可以提高肥料的养分利用效率,基础地力对氮磷养分的利用效率反映能力强于钾。3、重庆目前水田土壤基础地力产量平均为6.0 t·hm-2,地力贡献率72%;旱地基础地力平均产量为4.0 t·hm-2,地力贡献率57%,耕地地力对产量的贡献超过肥料贡献率。基础地力产量与地力相对贡献率呈显着正相关,而与肥料相对贡献率和基础地力呈显着负相关,高基础地力耕地能够代替肥料对产量的贡献,减少肥料用量。重庆水田的地力贡献率高于旱地,旱地玉米的肥料贡献率高于水田。氮肥仍然是对作物增产作用最大的养分,远高于磷钾肥。耕地基础地力产量与施肥产量存在着显着正相关,随着耕地基础地力产量的提高,施肥产量也不断提高。高地力水平能够在高产量水平下维持稳定和可持续性,基础地力>4.0 t·hm-2的旱地具有较高的稳定性和可持续性。耕地土壤氮磷钾贡献率与氮磷的增产量之间呈显着负相关关系,土壤肥力对化肥增产量的效果影响显着,单位化肥在中低基础地力水平下获得的增产量高于高基础地力水平下的增产量。4、采用二次函数法最佳经济效益产量为目标产量,计算每个“3414”试验点地力差减法施肥量,并用二次函数公式模拟相应施肥量下的产量,结果显示,地力差减法计算的氮磷施肥量与二次函数法最佳施肥量接近,且获取产量达到最佳经济效益产量的95%以上,可以用于重庆多数区域的氮磷施肥推荐,但地力差减法计算的施钾量过高,有可能造成养分资源浪费,不宜用作重庆水稻玉米施钾推荐。5、通过把养分贡献率与地力差减法推荐施肥量建立相关关系,再利用基础地力产量和缺素区产量与养分贡献率建立相关关系,可以建立在不同水平养分贡献率下的基础地力产量、缺素区产量和推荐施肥量,以此来指导重庆不同区域的水稻和玉米氮磷施肥,但是施钾量与养分贡献率相关性不显着,无法采用基础地力指标进行施钾推荐。6、土壤全钾、速效钾和基础地力产量均不能与相对产量和养分贡献率建立显着相关,无法在重庆水稻和玉米上建立有效的施钾推荐,基础地力产量同样不能用于指导施钾。这说明不同施肥方法在不同区域效果不一,难以一概而论,施肥技术的推广需进行详细的论证和试验。
陈中督[10](2017)在《农作措施对双季稻田固碳减排效应与农户低碳技术采纳行为研究》文中研究指明稻田是农业领域第三大温室气体排放源,释放的温室气体占农业总排放量的10%,因此,发展稻田低碳农业是未来我国农业可持续发展的关键。本研究基于数据整理、田间定位试验、农户调研等方法,分析了我国气候变化背景下南方稻区双季稻生产碳足迹变化及其影响因素;从农田角度分析稻田农作生产方式优化对降低双季稻碳足迹的潜力及途径;进一步定量分析影响稻农低碳技术采纳行为的因素,提出构建水稻低碳生产技术体系的方案。主要结论如下:(1)整体上,早稻和晚稻生产碳足迹都表现为随着年份增加而增加趋势,稻田CH4排放量是其最大的组成部分。双季稻潜在温室气体排放量构成中以肥料的生产、运输及使用所占的比例最高(~60%),逐步回归分析表明2004-2014年双季稻生产潜在温室气体排放主要受柴油、复混肥和钾肥的影响。比较2004-2014年单位产量碳足迹空间分布,浙江、广东和海南省早稻和晚稻碳足迹最高,均约为0.90 kgC02-eq kg-1;安徽、福建、湖北和广西四个省份碳足迹较低,均约为0.50 kgCO2-eq kg-1。分析净利润收益表明,安徽和湖北两省双季稻减排收益表现为低排放-高收益省份,有利于双季稻低碳可持续性发展。(2)随着耕作年限的增加,免耕秸秆还田处理(NT)有机碳增长速率加快,有机碳累积量开始显着高于传统翻耕处理。NT处理显着降低了稻田净增温潜势(NGWP),很大程度上取决于CH4排放量的显着减少。在NT产量显着增加的情况下,碳足迹表现出NT处理最低(0.99 kg C02-eq kg-1)。节水灌溉模式降低了表层土壤有机碳含量,而增加了表层活性有机碳含量。间歇灌溉模式(Ⅱ)显着降低了水稻生长季CH4的排放量而增加了休闲期N20排放量。理论产量中,节水灌溉模式显着增加了水稻植株的有效穗数和每穗实粒数。与淹水灌溉(FI)相比,Ⅱ处理显着降低了双季稻碳足迹,降低幅度达到44%。土壤年均碳汇速率随着稻田施氮量的减少而减少,短期差异不显着(P<0.05)。在常规施氮水平的基础上减氮20%(N2),双季稻产量下降不显着,但显着降低了双季稻单位产量碳足迹,降低幅度达到34%。(3)本文选择低碳高效品种、免耕栽培技术、肥料优化管理技术、节水灌溉技术、农药减量技术、冬闲田管理技术和种养结合技术等典型技术。通过Multivariate Probit(MVP)模型分析结果表明七种低碳农作技术采纳过程存在互补及替代关系,稻农选择肥料优化管理技术和免耕栽培技术以及冬闲田管理技术之间存在互补关系,种养结合技术的采纳和农药减量技术以及冬闲田管理技术选择之间存在替代效应。年龄越大的农户越不愿意采用劳力输出型低碳技术,例如节水灌溉技术和冬闲田管理技术等;家庭劳动力的增加有利于提高该低碳技术的采纳。农户受教育水平越高,越容易采纳免耕栽培技术、种养结合技术等复杂型低碳农作技术。提高农户对气候变化的认知是显着促进农户低碳农作技术采纳的关键。建立政府补贴机制及技术推广配套服务、健全民间借贷服务等都能够有效降低农户低碳技术采纳门槛,尤其表现在节水灌溉和种养结合技术等低碳技术的采纳上。
二、农田氮肥的分布规律研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、农田氮肥的分布规律研究(论文提纲范文)
(1)麦玉两熟制下氮肥与秸秆还田的农田碳氮固持和温室气体减排效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 氮肥的利用与固碳减排研究进展 |
1.3.1 氮肥对作物生长、产量和固碳的影响 |
1.3.2 氮肥对土壤碳固持的影响 |
1.3.3 氮肥对作物氮素利用的影响 |
1.3.4 氮肥对土壤氮库的影响 |
1.3.5 氮肥对农田温室气体排放的影响 |
1.4 秸秆还田与固碳减排的研究进展 |
1.4.1 秸秆还田对作物生长、产量和固碳的影响 |
1.4.2 秸秆还田对土壤碳固持的影响 |
1.4.3 秸秆还田对作物氮素利用的影响 |
1.4.4 秸秆还田对土壤氮库的影响 |
1.4.5 秸秆还田对农田温室气体排放的影响 |
1.5 研究内容与技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
第二章 试验设计与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验设计与田间管理 |
2.3 测定指标与计算方法 |
2.3.1 作物产量和生物量及作物固碳量 |
2.3.2 作物氮素吸收及利用效率 |
2.3.3 土壤碳氮及组分含量 |
2.3.4 土壤团聚体 |
2.3.5 土壤酶活性 |
2.3.6 土壤微生物多样性 |
2.3.7 农田温室气体 |
2.3.8 农田经济效益 |
2.4 基于因子分析的综合评价法 |
2.4.1 因子分析法的原理 |
2.4.2 因子分析的数学模型 |
2.4.3 因子分析过程 |
2.5 数据处理与分析 |
第三章 氮肥与秸秆还田对作物固碳和土壤碳库的影响 |
3.1 氮肥与秸秆还田对小麦-玉米产量及固碳量的影响 |
3.1.1 小麦和玉米产量 |
3.1.2 小麦-玉米生物量和固碳量 |
3.2 氮肥与秸秆还田对土壤有机碳的影响 |
3.3 氮肥与秸秆还田对土壤碳组分的影响 |
3.3.1 易氧化有机碳 |
3.3.2 微生物量碳 |
3.4 讨论 |
3.4.1 氮肥与秸秆还田对作物光合碳形成的影响 |
3.4.2 氮肥与秸秆还田对土壤有机碳库的影响 |
3.5 小结 |
第四章 氮肥与秸秆还田对作物氮素利用及土壤氮库的影响 |
4.1 氮肥与秸秆还田对作物氮肥利用的影响 |
4.1.1 小麦-玉米氮素吸收量 |
4.1.2 氮肥利用效率 |
4.2 氮肥与秸秆还田对土壤氮库的影响 |
4.2.1 土壤全氮含量 |
4.2.2 土壤硝态氮 |
4.2.3 土壤微生物量氮 |
4.3 讨论 |
4.3.1 氮肥与秸秆还田对作物氮素吸收和利用的影响 |
4.3.2 氮肥与秸秆还田对土壤氮库的影响 |
4.4 小结 |
第五章 氮肥与秸秆还田对土壤结构和细菌多样性的影响 |
5.1 土壤水稳性团聚体特征 |
5.1.1 水稳性团聚体数量 |
5.1.2 水稳性团聚体大小和稳定性 |
5.2 碳氮转化相关酶活性及影响因子分析 |
5.2.1 蔗糖酶 |
5.2.2 脲酶 |
5.2.3 碱性磷酸酶 |
5.2.4 土壤环境对酶活性的路径分析 |
5.3 氮肥与秸秆还田对土壤细菌多样性及群落结构的影响 |
5.3.1 土壤细菌Alpha多样性 |
5.3.2 土壤细菌Beta多样性 |
5.3.3 细菌群落组成及结构 |
5.4 土壤细菌群落变化与土壤理化性质的关系 |
5.5 讨论 |
5.5.1 氮肥与秸秆还田对土壤物理结构的影响 |
5.5.2 氮肥与秸秆还田对土壤酶活性的影响 |
5.5.3 氮肥与秸秆还田对土壤细菌群落的影响 |
5.6 小结 |
第六章 氮肥与秸秆还田对温室气体排放的影响 |
6.1 氮肥与秸秆还田对N_2O、CO_2和CH_4的影响 |
6.1.1 N_2O排放 |
6.1.2 CO_2排放 |
6.1.3 CH_4吸收 |
6.2 氮肥与秸秆还田对全球增温潜势和温室气体排放强度的影响 |
6.2.1 全球增温潜势 |
6.2.2 净增温潜势和温室气体排放强度 |
6.3 讨论 |
6.3.1 氮肥与秸秆还田对N_2O排放的影响 |
6.3.2 氮肥与秸秆还田对CO_2排放的影响 |
6.3.3 氮肥与秸秆还田对CH_4排放的影响 |
6.3.4 氮肥与秸秆还田对全球增温潜势和排放强度的影响 |
6.4 小结 |
第七章 氮肥与秸秆还田对作物-土壤-环境系统的综合效应评价 |
7.1 氮肥与秸秆还田对粮田经济效益的影响 |
7.2 氮肥与秸秆还田的综合效应评价 |
7.2.1 指标数据标准化 |
7.2.2 建立指标间相关系数矩阵 |
7.2.3 公因子提取和因子系数得分 |
7.2.4 氮肥与秸秆还田处理的综合得分和排名 |
7.3 讨论 |
7.4 小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(3)膜孔灌土壤水氮运移转化特性及作物耦合效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 膜孔灌理论与技术研究 |
1.2.2 膜孔灌施肥农田土壤氮肥运移转化特性研究 |
1.2.3 层状土入渗特性与机理研究 |
1.2.4 γ-聚谷氨酸在农业上的应用研究 |
1.2.5 冬小麦全覆膜种植技术研究 |
1.2.6 土壤水氮运移及氮素转化模型数值模拟研究 |
1.3 研究存在问题 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 室内试验材料与装置 |
2.1.1 供试土壤及浑水泥沙 |
2.1.2 供试肥料及土壤保水剂 |
2.1.3 试验装置 |
2.2 室内入渗试验观测内容及方法 |
2.3 作物种植试验材料与装置 |
2.3.1 试验地概况 |
2.3.2 试验装置及方案 |
2.4 室外试验观测内容及方法 |
2.4.1 冬小麦土壤水氮运移及氮素转化试验 |
2.4.2 添加γ-聚谷氨酸越冬菠菜试验 |
2.5 HYDRUS模型简介 |
2.6 数据处理与分析 |
3 层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移转化特性 |
3.1 层状土膜孔灌肥液自由入渗特性 |
3.1.1 试验设计 |
3.1.2 夹砂层位置对累积入渗量的影响 |
3.1.3 夹砂层位置对湿润锋运移的影响 |
3.1.4 夹砂层位置对湿润体水分分布特征的影响 |
3.1.5 夹砂层位置对尿素态氮运移转化特性的影响 |
3.1.6 夹砂层位置对铵态氮运移转化特性的影响 |
3.1.7 夹砂层位置对硝态氮运移转化特性的影响 |
3.2 层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移转化数值模拟模型建立 |
3.2.1 水流运动控制方程 |
3.2.2 土壤水力特征参数确定 |
3.2.3 土壤无机氮素运移转化模型 |
3.2.4 土壤氮素运移转化参数确定 |
3.2.5 初始条件及边界条件 |
3.2.6 误差分析 |
3.3 层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移转化数值模拟结果分析 |
3.3.1 累积入渗量的数值模拟与验证 |
3.3.2 湿润体内含水量的数值模拟与验证 |
3.3.3 氮素含量的数值模拟与验证 |
3.4 本章小结 |
4 施加γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗特性研究 |
4.1 施加γ-聚谷氨酸对土壤水分特征参数、入渗特性以及持水能力的影响 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 施加γ-聚谷氨酸对土壤水分特征参数的影响 |
4.1.3 施加γ-聚谷氨酸对土壤持水能力的影响 |
4.2 表施γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗特性研究 |
4.2.1 试验方法与观测项目 |
4.2.2 模型建立 |
4.2.3 表施γ-聚谷氨酸对单位膜孔累积入渗量的影响 |
4.2.4 表施γ-聚谷氨酸对土壤湿润体的影响 |
4.2.5 表施γ-聚谷氨酸对膜孔入渗土壤含水量分布的影响 |
4.2.6 表施γ-聚谷氨酸的膜孔灌自由入渗数值模拟 |
4.3 混施γ-聚谷氨酸浑水膜孔灌自由入渗特性研究 |
4.3.1 试验方案 |
4.3.2 单位膜孔面积累积入渗量变化规律研究 |
4.3.3 单位膜孔面积侧渗量和垂直一维入渗量之间的关系 |
4.3.4 湿润锋运移特性研究 |
4.4 混施γ-聚谷氨酸浑水一维垂直和膜孔灌自由入渗落淤层形成特性 |
4.4.1 混施γ-PGA浑水一维垂直入渗落淤层厚度变化规律 |
4.4.2 混施γ-PGA浑水膜孔灌自由入渗落淤层厚度变化规律 |
4.4.3 混施γ-PGA浑水一维垂直入渗和膜孔灌自由入渗落淤层厚度变化的规律 |
4.5 本章小结 |
5 施加γ-聚谷氨酸对菠菜生长和土壤结构的影响特征 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料和方法 |
5.1.2 数据处理 |
5.2 施加γ-聚谷氨酸对土壤团聚体结构的影响 |
5.2.1 γ-聚谷氨酸施量对土壤水稳性团聚体结构的影响 |
5.2.2 γ-聚谷氨酸施量对土壤团聚体机械稳定性的影响 |
5.3 γ-聚谷氨酸施量对土壤含水率和温度变化的影响 |
5.3.1 γ-聚谷氨酸施量对菠菜生育期土壤含水率和温度变化的影响 |
5.3.2 γ-聚谷氨酸施量对菠菜各生育期土壤温度的影响 |
5.4 施加γ-聚谷氨酸对菠菜生长的影响 |
5.4.1 施加γ-聚谷氨酸对菠菜出苗率的影响 |
5.4.2 施加γ-聚谷氨酸对菠菜生理生长指标的影响 |
5.4.3 施加γ-聚谷氨酸对菠菜产量和植株含水量的影响 |
5.5 施加γ-聚谷氨酸对菠菜氮素吸收利用效率和土壤养分平衡的影响 |
5.5.1 菠菜各器官氮素含量和土壤氮素平衡 |
5.5.2 菠菜土壤磷平衡 |
5.5.3 菠菜土壤钾平衡 |
5.6 本章小结 |
6 膜孔灌冬小麦土壤水氮运移及转化数值模拟 |
6.1 HYDRUS-1D模型介绍与计算方法 |
6.1.1 考虑冬小麦生长的HYDRUS-1D土壤水氮模型构建 |
6.1.2 计算方法 |
6.2 膜孔灌冬小麦土壤水分运动数值模拟 |
6.2.1 HYDRUS-1D模型土壤基本物理参数确定与验证 |
6.2.2 土壤含水率分布规律 |
6.2.3 冬小麦根系吸水速率模拟值与植株实际蒸腾速率 |
6.3 膜孔灌冬小麦土壤氮素运移转化数值模拟 |
6.3.1 膜孔灌HYDRUS-1D模型氮素运移转化参数确定与验证 |
6.3.2 冬小麦土壤氮素分布特性 |
6.3.3 水氮耦合对土壤氮素平衡的影响 |
6.3.4 水氮耦合对冬小麦氮素利用的影响 |
6.4 本章小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
一、攻读博士学位期间发表论文 |
二、参加的科研项目 |
(4)秦岭北麓土地利用方式变化对土壤氮素累积及损失的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 土地利用方式转变对土壤氮素累积和损失的影响 |
1.2.2 果树、蔬菜等园艺作物氮素投入及盈余状况 |
1.2.3 园艺作物系统土壤氮素累积 |
1.2.4 园艺作物系统土壤硝态氮淋溶损失 |
1.2.5 土壤硝态氮累积对地表及地下水硝酸盐含量的影响 |
1.2.6 水体中硝酸盐来源与识别 |
1.2.7 减少硝态氮累积及淋溶损失的对应措施 |
1.3 本研究的科学问题 |
第二章 选题依据和研究思路 |
2.1 选题依据 |
2.2 研究区概况 |
2.3 研究内容和技术路线 |
第三章 农田转变为猕猴桃园对土壤氮素盈余及硝态氮累积的影响 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 研究区概况 |
3.2.2 研究方法 |
3.2.3 样品测定与分析 |
3.2.4 计算方法 |
3.2.5 数据分析 |
3.3 结果分析 |
3.3.1 猕猴桃园及农田氮素表观平衡及土壤氮素累积 |
3.3.2 坡地猕猴桃园硝态氮累积及其分布 |
3.3.3 流域尺度土壤剖面硝态氮含量及累积 |
3.3.4 流域内农田及猕猴桃园硝态氮总累积量 |
3.4 讨论 |
3.4.1 猕猴桃园及农田两种不同土地利用方式下土壤硝态氮累积量差异 |
3.4.2 流域土壤硝态氮累积及其空间变异性 |
3.4.3 土壤大量硝态氮累积对环境质量的潜在影响 |
3.4.4 降低猕猴桃园氮肥施用及硝态氮累积量的相应措施 |
3.5 结论 |
第四章 坡地猕猴桃园土壤水分动态变化及硝态氮淋溶损失 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 研究区概况 |
4.2.2 试验设计 |
4.2.3 样品采集与分析 |
4.2.4 参数选择及计算方法 |
4.2.5 数据处理 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 雨季猕猴桃园土面水分平衡 |
4.3.2 猕猴桃园土壤水分含量变化 |
4.3.3 雨季前后猕猴桃园土壤养分含量变化 |
4.4 讨论 |
4.4.1 坡地果园土壤水分含量变化 |
4.4.2 坡地猕猴桃园土壤硝态氮淋溶损失 |
4.5 结论 |
第五章 不同土地利用方式对地下水硝酸盐含量的影响 |
5.1 前言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 研究区概况 |
5.2.2 研究方法 |
5.2.3 数据分析 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 不同土地利用方式下地下水水化学变化 |
5.3.2 不同区域地下水硝酸盐含量差异 |
5.3.3 地下水硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O差异 |
5.4 讨论 |
5.4.1 不同土地利用方式下地下水离子组成差异 |
5.4.2 地下水硝酸盐溯源分析 |
5.5 结论 |
第六章 不同土地利用方式对地表水氮含量的影响 |
6.1 前言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 研究区域概况 |
6.2.2 样品采集与测定 |
6.2.3 数据处理及分析 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 俞家河水化学特征 |
6.3.2 俞家河不同断面干湿季节河流流量、水体总氮及无机态氮含量变化 |
6.3.3 俞家河不同断面干湿季节水体Cl~-浓度与NO_3~--N浓度的关系 |
6.3.4 水体硝态氮潜在来源的同位素组成及河流水体来源分析 |
6.3.5 河水硝酸盐来源分析 |
6.4 结论 |
第七章 秦岭北麓猕猴桃主产区土壤硝态氮累积及分布 |
7.1 前言 |
7.2 材料与方法 |
7.2.1 研究区概况 |
7.2.2 研究方法 |
7.2.3 样品测定与分析 |
7.2.4 计算方法 |
7.2.5 数据处理 |
7.3 结果分析 |
7.3.1 秦岭北麓猕猴桃园及农田氮素投入状况 |
7.3.2 秦岭北麓猕猴桃园及农田氮素利用效率 |
7.3.3 农田及猕猴桃园土壤硝态氮累积量 |
7.3.4 秦岭北麓猕猴桃种植区土壤硝态氮累积和分布及氮素总投入 |
7.3.5 秦岭北麓猕猴桃种植区地下水硝酸盐含量 |
7.4 讨论 |
7.4.1 不同土地利用方式下氮素盈余、累积及分布 |
7.4.2 猕猴桃主产区土壤硝态氮累积的空间变异性 |
7.4.3 猕猴桃种植区土壤硝态氮累积量及淋溶损失风险 |
7.4.4 减少土壤硝态氮累积及淋溶损失的措施 |
7.5 结论 |
第八章 氮肥减量施用对猕猴桃产量、品质及土壤氮素累积的影响 |
8.1 前言 |
8.2 材料方法 |
8.2.1 研究区概况 |
8.2.2 试验设计 |
8.2.3 样品采集 |
8.2.4 计算方法 |
8.2.5 数据处理及分析 |
8.3 结果分析 |
8.3.1 猕猴桃园不同施氮处理对果实及枝条氮含量的影响 |
8.3.2 不同施氮处理下猕猴桃单果重、产量及品质 |
8.3.3 不同施氮处理下氮肥偏生产力及果农经济效益 |
8.3.4 不同施氮处理下土壤硝态氮含量及累积量 |
8.4 讨论 |
8.4.1 猕猴桃园减量施氮对氮素投入及盈余的影响 |
8.4.2 减量施氮对硝态氮累积及环境效应的影响 |
8.5 结论 |
第九章 主要结论、创新点及需要进一步研究的主要问题 |
9.1 主要结论 |
9.2 研究的主要创新点 |
9.3 建议进一步研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 麦豆轮作种植模式下的秸秆还田和施肥研究 |
1.3.2 土壤氮组分含量及影响因素研究 |
1.3.3 土壤碳组分含量及影响因素研究 |
1.3.4 土壤微生物群落多样性及影响因素研究 |
1.3.5 土壤微生物群落多样性与碳氮组分的相互影响关系 |
1.3.6 本研究的主要科学问题和研究目标 |
1.4 研究内容 |
1.4.1 秸秆还田和施肥对土壤氮组分的影响 |
1.4.2 秸秆还田和施肥对土壤碳组分的影响 |
1.4.3 秸秆还田和施肥对土壤pH值、水分及作物产量的影响 |
1.4.4 秸秆还田和施肥对土壤微生物多样性的影响 |
1.4.5 土壤碳氮形态及变化对土壤微生物多样性的影响 |
1.5 技术路线 |
第二章 研究方法及试验设计 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验设计 |
2.3 试验材料 |
2.4 测试方法 |
2.4.1 土壤全氮的测定 |
2.4.2 土壤硝态氮、铵态氮的测定 |
2.4.3 土壤有机碳、溶解性总碳、溶解性有机碳、无机碳的测定 |
2.4.4 土壤微生物生物量碳、氮,可溶性氮的测定 |
2.4.5 麦豆小区产量及氮肥利用效率的测定 |
2.4.6 土壤总DNA提取及高通量测序 |
2.4.7 土壤水分的测定 |
2.5 数据统计及分析方法 |
第三章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤氮素动态影响 |
3.1 麦豆轮作种植模式下的土壤全氮含量动态变化 |
3.1.1 土壤全氮含量 |
3.1.2 土壤无机氮含量 |
3.1.3 土壤有机氮占比 |
3.2 麦豆轮作轮作模式下的土壤铵态氮含量动态变化 |
3.2.1 土壤铵态氮含量 |
3.2.2 土壤中铵态氮的层化比 |
3.2.3 土壤中铵态氮所占全氮比例 |
3.3 麦豆轮作种植模式下的土壤硝态氮含量动态变化 |
3.3.1 土壤中硝态氮含量 |
3.3.2 土壤中硝态氮层化比 |
3.3.3 硝态氮所占全氮比例 |
3.4 麦豆轮作种植模式下的土壤微生物氮含量动态变化 |
3.4.1 土壤中微生物氮含量动态变化 |
3.4.2 土壤微生物量氮层化比 |
3.4.3 微生物氮占全氮含量比例 |
3.5 小结 |
第四章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳素动态变化的影响 |
4.1 麦豆轮作种植模式下的土壤有机碳含量动态变化 |
4.2 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性总碳动态变化 |
4.2.1 土壤溶解性总碳含量动态变化 |
4.2.2 溶解性总碳占土壤有机碳比例 |
4.3 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性有机碳含量动态变化 |
4.3.1 溶解性有机碳含量动态变化 |
4.3.2 溶解性有机碳占溶解性总碳的比例 |
4.3.3 溶解性有机碳占土壤有机碳比例 |
4.4 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性无机碳含量动态变化 |
4.4.1 土壤无机碳动态变化 |
4.4.2 土壤无机碳占溶解性总碳比例 |
4.4.3 土壤无机碳占土壤有机碳的比例 |
4.4.4 土壤无机碳与溶解性有机碳的比例 |
4.5 麦豆轮作种植模式下的土壤微生物量碳含量动态变化 |
4.5.1 土壤微生物量碳含量动态变化 |
4.5.2 土壤微生物量碳占土壤有机碳的比例 |
4.6 不同处理下土壤和微生物碳氮化学计量比 |
4.6.1 土壤碳氮比 |
4.6.2 土壤微生物碳氮比 |
4.7 小结 |
第五章 秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作土壤水分、pH值及产量的影响 |
5.1 麦豆轮作模式下的土壤水分动态变化 |
5.2 麦豆轮作模式下的土壤pH值动态变化 |
5.3 秸秆还田和施肥对作物产量的影响 |
5.4 作物产量与土壤碳氮元素的相关性分析 |
5.5 小结 |
第六章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤微生物群落结构的影响 |
6.1 麦豆轮作种植模式下的土壤细菌群落结构特征 |
6.1.1 各处理对土壤细菌群落多样性指数的影响 |
6.1.2 对各分类水平上细菌菌群数的影响 |
6.1.3 对细菌群落门水平上多样性的影响 |
6.2 麦豆轮作种植模式下的土壤真菌群落结构特征 |
6.2.1 各处理对土壤真菌群落多样性指数的影响 |
6.2.2 对各分类水平上真菌菌群数的影响 |
6.2.3 对土壤真菌群落门水平上多样性的影响 |
6.3 土壤细菌、真菌多样性与门水平菌群结构相关性分析 |
6.3.1 土壤细菌多样性与门水平菌群群落的相关性 |
6.3.2 土壤真菌多样性与门水平菌群群落的相关性 |
6.3.3 土壤细菌、真菌门水平菌上群群落的相关性 |
6.4 小结 |
第七章 土壤微生物与土壤碳氮组分关系 |
7.1 土壤氮素形态及含量对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
7.2 土壤碳素形态及含量对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
7.3 土壤碳氮元素化学计量比对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
7.4 麦豆轮作土壤微生物多样性与土壤碳氮养分环境的关系 |
7.5 土壤细菌、真菌与土壤碳氮养分的相关性分析 |
7.5.1 土壤细菌菌群结构与土壤碳氮养分的相关性分析 |
7.5.2 土壤真菌菌群结构与土壤碳氮养分的相关性分析 |
7.6 小结 |
第八章 讨论、结论与创新点 |
8.1 讨论 |
8.1.1 秸秆还田和施肥措施对土壤各形态氮含量及影响因素分析 |
8.1.2 秸秆还田和施肥措施对土壤各形态碳素含量及影响因素分析 |
8.1.3 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤微生物群落多样性的影响 |
8.1.4 土壤碳氮组分对细菌、真菌门分类水平菌群结构的影响 |
8.2 结论 |
8.2.1 秸秆还田和施肥措施提升了麦豆轮作下土壤氮素含量 |
8.2.2 秸秆还田和施肥措施提升了麦豆轮作下土壤碳素含量 |
8.2.3 秸秆还田和施肥措施影响了土壤微生物菌群结构 |
8.2.4 土壤微生物多样性对土壤氮素、碳素变化趋势的响应 |
8.3 创新性 |
8.4 本研究不足及下一步展望 |
8.4.1 研究不足 |
8.4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(6)我国北方典型农田土壤团聚体氮素累积与淋溶特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.引言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土壤中氮素的形态与转化 |
1.2.2 长期施肥对土壤团聚体氮素的影响 |
1.2.3 农田土壤氮素累积与淋洗的影响因素 |
1.2.4 农田土壤氮素迁移转化途径及机制 |
1.2.5 综述小结 |
1.3 研究目的与内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
2.材料与方法 |
2.1 供试土壤基本信息 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 试验设计 |
2.2.2 测定方法 |
2.2.3 数据处理与分析 |
3.农田土壤氮素累积动态变化 |
3.1 不同施肥处理下土壤团聚体分布特征 |
3.2 不同施肥处理下团聚体氮素含量动态变化 |
3.2.1 不同施肥处理下团聚体TN含量动态变化 |
3.2.2 不同施肥处理下团聚体NO3-N含量动态变化 |
3.2.3 不同施肥处理下团聚体NH4-N含量动态变化 |
3.3 不同施肥处理下矿质氮增长率动态变化 |
3.4 不同施肥处理下土壤氮素储量及形态变化特征 |
3.4.1 不同施肥处理下土壤氮素储量动态变化规律 |
3.5 农田土壤氮素累积影响因素分析 |
3.5.1 土壤氮素储量与土壤理化性质之间的关系 |
3.5.2 不同施肥处理对土壤氮素储量的影响 |
3.6 小结与讨论 |
4.农田土壤氮素淋洗动态变化 |
4.1 不同淋洗处理下土壤团聚体分布特征 |
4.2 不同淋洗处理下土壤团聚体氮素含量动态变化 |
4.2.1 不同淋洗处理下团聚体TN含量动态变化 |
4.2.2 不同淋洗处理下团聚体NO3-N含量动态变化 |
4.2.3 不同淋洗处理下团聚体NH4-N含量动态变化 |
4.3 不同淋洗处理下土壤氮素储量变化特征 |
4.3.1 不同淋洗处理下土壤氮素储量分布 |
4.3.2 不同淋洗处理对土壤氮素储量的影响 |
4.4 农田氮素淋失防控对策 |
4.4.1 改善施氮方式,合理施用氮肥 |
4.4.2 减氮调控施肥措施,减少氮素损失 |
4.5 小结与讨论 |
5.不同处理对各粒级团聚体氮素特征的影响 |
5.1 不同处理对团聚体氮素储量贡献率影响 |
5.1.1 不同施肥处理对团聚体TN储量贡献率的影响 |
5.1.2 不同淋洗处理对团聚体TN储量贡献率的影响 |
5.2 各粒级团聚体含量与土壤氮素储量及团聚体稳定性的关系 |
5.3 小结与讨论 |
6.结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录 |
致谢 |
(7)喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素吸收与农田氮平衡研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 问题提出 |
1.1.1 水资源短缺问题 |
1.1.2 节水灌溉技术应用和发展 |
1.1.3 氮素利用和氮素平衡问题 |
1.1.4 本文研究的问题 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放研究进展 |
1.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放研究进展 |
1.2.3 喷滴灌施肥灌溉农田土壤氮淋失研究进展 |
1.2.4 喷滴灌施肥灌溉氮肥利用效率研究进展 |
1.2.5 喷滴灌施肥灌溉农田氮素平衡研究进展 |
1.3 研究意义 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
1.6 研究目标 |
第二章 材料和方法 |
2.1 研究地区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气候 |
2.1.3 土壤 |
2.1.4 水文 |
2.1.5 农业 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 滴灌施肥灌溉田间设计 |
2.2.2 喷灌施肥灌溉田间设计 |
2.2.3 传统沟灌田间设计 |
2.3 采样方案和测定分析方法 |
2.3.1 马铃薯植株采集和测试 |
2.3.2 土壤NH_3采集和测定 |
2.3.3 土壤N_2O采集和测定 |
2.3.4 土壤采集和测定 |
2.3.5 马铃薯田氮素平衡分析 |
2.4 气象观测 |
2.5 数据处理统计分析 |
第三章 喷滴灌施肥灌溉土壤水氮时空分布变化规律 |
3.1 引言 |
3.2 结果 |
3.2.1 大气温度和降水变化 |
3.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤水分时空分布特征 |
3.2.3 喷滴灌施肥灌溉土壤剖面NO_3~--N分布特征 |
3.2.4 喷滴灌施肥灌溉土体剖面NH_4~+-N分布特征 |
3.2.5 马铃薯生育期前后土壤氮素变化规律 |
3.2.6 马铃薯收获后土壤氮素累积截留量 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮吸收、累积、分配规律 |
4.1 引言 |
4.2 结果 |
4.2.1 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株生物量特征 |
4.2.2 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮素含量变化 |
4.2.3 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮素累积和分配 |
4.2.4 喷滴灌施肥灌溉马铃薯植株氮素分配 |
4.2.5 喷滴灌施肥灌溉马铃薯产量 |
4.3 讨论 |
4.3.1 喷滴灌施肥灌溉对马铃薯产量影响 |
4.3.2 喷滴灌施肥灌溉对马铃薯氮素分配的影响 |
4.4 小结 |
第五章 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放特征及驱动因子 |
5.1 引言 |
5.2 结果 |
5.2.1 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放变化规律 |
5.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O累积排放量 |
5.2.3 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放系数 |
5.2.4 喷滴灌施肥灌溉土壤N_2O排放强度 |
5.2.5 喷滴灌施肥灌溉N_2O排放增温潜势 |
5.3 讨论 |
5.3.1 喷滴灌施肥灌溉对土壤N_2O排放的影响 |
5.3.2 喷滴灌施肥灌溉N_2O排放系数 |
5.4 结论 |
第六章 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放及影响因素 |
6.1 引言 |
6.2 结果 |
6.2.1 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放变化特征 |
6.2.2 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3累积排放 |
6.2.3 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放系数及排放强度 |
6.2.4 喷滴灌施肥灌溉土壤NH_3排放驱动因子 |
6.3 讨论 |
6.4 本章小结 |
第七章 喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素利用和农田氮平衡特征 |
7.1 引言 |
7.2 结果 |
7.2.1 喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素利用效率 |
7.2.2 喷滴灌施肥灌溉马铃薯田氮素平衡分析 |
7.3 讨论 |
7.4 小结 |
第八章 主要结论、创新点和研究展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新之处 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间参与课题和论文发表情况 |
(8)甘肃中部半干旱地区马铃薯农田土壤微生物群落结构及对施肥管理的响应(论文提纲范文)
摘要 |
Summary |
第一章 绪论 |
1 马铃薯生产概述 |
1.1 世界马铃薯生产现状 |
1.2 中国马铃薯生产现状和马铃薯主粮化战略 |
1.3 甘肃马铃薯生产状况及存在的问题 |
2 土壤生物肥力与土壤微生物 |
2.1 土壤生物肥力 |
2.2 土壤微生物数量与土壤生物肥力 |
2.3 土壤微生物生物量与土壤生物肥力 |
2.4 土壤微生物群落结构与土壤生物肥力 |
2.5 影响土壤微生物群落结构的因素 |
2.5.1 土壤类型 |
2.5.2 温度和水分 |
2.5.3 土地利用方式 |
2.5.4 土壤管理措施 |
3 氨氧化微生物 |
3.1 硝化作用与氨氧化微生物 |
3.2 氨氧化细菌 |
3.2.1 氨氧化细菌的生理结构 |
3.2.2 氨氧化细菌系统发育 |
3.3 氨氧化古菌 |
3.3.1 氨氧化古菌的发现及研究历程 |
3.3.2 氨氧化古菌的系统发育 |
3.4 氨氧化微生物对不同环境条件的响应 |
3.4.1 氨浓度 |
3.4.2 pH |
3.4.3 温度 |
3.4.4 有机质含量 |
3.4.5 氧浓度 |
4 土壤微生物的分子生态学研究方法 |
4.1 实时荧光定量PCR |
4.2 高通量测序技术 |
4.3 稳定性同位素核酸探针技术 |
5 研究背景、思路和内容 |
5.1 研究的背景和意义 |
5.2 研究内容 |
5.3 技术路线 |
第二章 甘肃马铃薯农田土壤细菌群落结构 |
1 前言 |
2 材料和方法 |
2.1 采样地块信息及土壤样品的采集 |
2.2 土壤含水量的测定 |
2.3 土壤主要性质的测定 |
2.4 土壤微生物核酸DNA的提取 |
2.5 土壤微生物DNA16S rRNA的扩增 |
2.6 微生物16S rRNA高通量测序及分析 |
2.7 数据处理 |
3 结果与分析 |
3.1 土壤主要化学性质 |
3.2 土壤主要化学性质的地理分布规律 |
3.3 细菌分类水平和相对丰度 |
3.4 土壤主要化学性质与细菌水平分类的关系 |
3.5 土壤细菌群落的地理分布规律 |
3.6 土壤细菌群落结构 |
3.7 马铃薯产量 |
4 讨论 |
5 结论 |
第三章 连续不同施氮量对马铃薯根区细菌和氨氧化微生物群落结构的影响 |
1 前言 |
2 材料和方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 处理设置 |
2.3 根区土壤样品的采集和处理 |
2.4 土壤样品化学性质的测定 |
2.5 硝态氮含量的测定 |
2.6 硝化潜势的测定 |
2.7 微生物基因组DNA的提取 |
2.8 实时荧光定量PCR分析 |
2.9 微生物16S rRNA基因的扩增及高通量测序 |
2.10 氨氧化微生物系统发育分析 |
2.11 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 连续不同施氮量对根区土壤细菌群落结构的影响 |
3.1.1 细菌分类水平和相对丰度 |
3.1.2 细菌Alpha多样性 |
3.1.3 细菌群落结构的变化 |
3.2 连续不同施氮量对根区土壤氨氧化微生物群落结构和丰度的影响 |
3.2.1 氨氧化微生物丰度 |
3.2.2 氨氧化微生物种群的动态变化 |
3.3 连续不同施氮量对根区土壤化学性质及马铃薯产量的影响 |
3.3.1 连续不同施氮量对硝化潜势和硝态氮含量 |
3.3.2 连续不同施氮量对根区土壤pH的影响 |
3.3.3 连续不同施氮量对马铃薯产量的影响 |
4 讨论 |
5 结论 |
第四章 不同施肥管理对马铃薯根区土壤细菌和氨氧化微生物群落结构影响 |
1 前言 |
2 材料和方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 处理设置 |
2.3 根区土壤样品的采集和处理 |
2.4 土壤化学性质的测定 |
2.5 微生物基因组DNA的提取 |
2.6 实时荧光定量PCR分析 |
2.7 土壤微生物16S rRNA基因的扩增和高通量测序 |
2.8 氨氧化微生物系统发育分析 |
2.9 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 不同施肥管理对根区土壤细菌群落结构的影响 |
3.1.1 细菌分类水平和相对丰度 |
3.1.2 细菌Alpha多样性 |
3.1.3 细菌群落结构的变化 |
3.2 不同施肥管理对根区土壤氨氧化微生物群落结构和丰度的影响 |
3.2.1 氨氧化微生物丰度 |
3.2.2 氨氧化微生物种群的动态变化 |
3.3 不同施肥管理对根区土壤化学性质及马铃薯产量的影响 |
3.3.1 不同施肥管理对有机质含量的影响 |
3.3.2 不同施肥管理对硝态氮含量的影响 |
3.3.3 不同施肥管理对根区土壤pH的影响 |
3.3.4 不同施肥管理对马铃薯产量的影响 |
4 讨论 |
5 结论 |
第五章 稳定性同位素示踪马铃薯土壤活性氨氧化微生物 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 处理设置及土壤样品的采集 |
2.3 土壤含水量的测定 |
2.4 土壤最大持水量的测定 |
2.5 DNA-SIP微宇宙培养 |
2.6 土壤无机氮含量的测定 |
2.7 土壤微生物核酸DNA的提取 |
2.8 超高速密度梯度离心和密度梯度离心片段的回收 |
2.9 实时荧光定量PCR分析 |
2.10 目标基因的克隆测序 |
2.11 系统发育分析 |
2.12 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 土壤无机氮含量的变化 |
3.2 稳定性同位素标记土壤活性氨氧化微生物 |
3.3 土壤活性氨氧化微生物的系统发育地位分析 |
4 讨论 |
5 结论 |
第六章 全文结论 |
1 主要结论 |
2 研究的创新 |
3 研究存在的不足 |
4 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
导师简介 |
(9)基于土壤基础地力的施肥推荐研究 ——以重庆水稻和玉米为例(论文提纲范文)
摘要 Abstract 符号及缩写 1 文献综述 |
1.1 农田基础地力研究进展 |
1.1.1 农田基础地力的定义及表征 |
1.1.2 农田基础地力与土壤肥力的关系 |
1.1.3 农田基础地力与作物产量的关系 |
1.2 地力评价研究进展 |
1.3 施肥推荐研究进展 |
1.3.1 施肥量的确定方法 |
1.3.2 区域施肥推荐方法 2 研究内容和方法 |
2.1 选题依据 |
2.1.1 研究背景 |
2.1.2 研究意义和目的 |
2.2 研究目标 |
2.3 研究内容 |
2.4 技术路线 |
2.5 研究区域概括 |
2.5.1 气候及土壤特征 |
2.5.2 重庆粮食生产状况 |
2.5.3 研究区域农资投入状况 3 重庆近30年基础地力及土壤基本理化性质的变化 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 数据来源 |
3.1.2 数据统计和分析 |
3.2 结果分析 |
3.2.1 重庆不同耕地类型地力贡献率变化 |
3.2.2 不同区域土壤理化性质和养分含量变化 |
3.2.3 重庆耕地地力等级影响因素 |
3.2.4 重庆不同时期养分平衡变化 |
3.3 讨论 |
3.3.1 重庆土壤养分变化分析讨论 |
3.3.2 重庆土壤养分变化影响因素讨论 |
3.3.3 重庆养分表观平衡变化因素讨论 |
3.3.4 重庆耕地地力等级影响因素分析 |
3.3.5 耕地基础地力变化 |
3.3.6 重庆土壤养分、养分表观平衡和耕地土壤地力变化及相互影响 |
3.4 结论 4 基础地力对重庆水稻和玉米养分吸收效率的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 数据来源 |
4.1.2 计算方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 基础地力产量与养分吸收量的关系 |
4.2.2 肥料贡献率与农学效率的关系 |
4.2.3 土壤养分贡献率与肥料回收率的关系 |
4.2.4 土壤养分贡献率与肥料生理利用率的关系 |
4.2.5 基础地力产量与土壤有效养分吸收效率的关系 |
4.2.6 基础地力产量与土壤养分依存率的关系 |
4.3 讨论 |
4.4 结论 5 重庆农田基础地力及其对水稻和玉米高产稳产及可持续生产的影响 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验设计和分布 |
5.1.2 田间试验样品采集与测定 |
5.1.3 数据处理 |
5.2 结果分析 |
5.2.1 基础地力与土壤和肥料贡献率的关系 |
5.2.2 基础地力与土壤养分贡献率的关系 |
5.2.3 土壤养分供应能力对施肥增产的影响 |
5.2.4 基础地力对施肥效应的影响 |
5.2.5 基础地力与产量稳定性和可持续性的关系 |
5.2.6 相同基础地力水平下不同土壤类型施肥产量及贡献率 |
5.3 讨论 |
5.3.1 土壤基础地力水平与施肥、产量的关系 |
5.3.2 地力提升和高效养分资源利用 |
5.4 结论 6 基于基础地力和总量控制的重庆水稻和玉米氮肥推荐研究 |
6.1 数据来源和计算方法 |
6.1.1 试验设计 |
6.1.2 计算方法 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 重庆水稻最佳施氮量的获取 |
6.2.2 重庆水稻不同氮肥推荐方法研究 |
6.2.3 重庆玉米不同区域最佳施氮量的获取 |
6.2.4 重庆玉米氮肥推荐方法研究 |
6.3 讨论 |
6.3.1 不同最佳施肥量获取方法比较分析 |
6.3.2 不同施肥推荐比较分析 |
6.3.3 氮肥利用效率和节氮潜力 |
6.4 结论 7 基于基础地力及磷肥衡量监控的重庆水稻和玉米磷肥推荐 |
7.1 试验设计和磷的恒量监控技术计算方法 |
7.1.1 试验设计 |
7.1.2 计算方法 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 重庆不同区域水稻最佳施磷量 |
7.2.2 重庆水稻不同磷肥推荐方法研究 |
7.2.3 重庆不同区域玉米最佳施磷量 |
7.2.4 重庆玉米不同磷肥推荐方法研究 |
7.2.5 重庆水稻和玉米减磷潜力分析 |
7.3 讨论 |
7.3.1 不同最佳施肥量获取方法比较分析 |
7.3.2 不同区域施肥推荐体系比较分析 |
7.3.3 磷肥施用量和利用效率 |
7.4 结论 8 重庆水稻和玉米钾肥推荐方法研究 |
8.1 计算方法和数据处理 |
8.1.1 试验设计 |
8.1.2 计算方法 |
8.2 结果与分析 |
8.2.1 重庆水稻最佳施钾量 |
8.2.2 重庆水稻钾肥推荐方法研究 |
8.2.3 重庆玉米最佳施钾量结果比较 |
8.2.4 重庆玉米不同磷肥推荐方法研究 |
8.3 讨论 |
8.3.1 不同最佳施肥量获取方法比较分析 |
8.3.2 重庆不同区域施肥推荐体系比较分析 |
8.3.3 水稻玉米施钾量和钾肥利用效率 |
8.4 结论 9 结论与建议 |
9.1 结论 |
9.1.1 基础地力的提高可以减少作物产量对化肥的依赖 |
9.1.2 基础地力的提高会降低作物对肥料养分的吸收效率 |
9.1.3 土壤有机质、有效氮和有效磷含量的升高是基础地力提升的重要原因 |
9.1.4 重庆氮磷钾区域施肥体系 |
9.2 主要创新点 |
9.3 存在问题及不足 |
9.4 建议 参考文献 在读期间发表论文 致谢 |
(10)农作措施对双季稻田固碳减排效应与农户低碳技术采纳行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.3 研究目标与内容 |
第二章 南方稻区双季稻生产系统碳足迹评价 |
2.1 数据来源与计算方法 |
2.2 结果分析 |
2.3 本章小结 |
第三章 耕作方式转变对双季稻田固碳减排效应的影响 |
3.1 田间试验及计算方法 |
3.2 结果分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 优化灌溉对双季稻田固碳减排效应的影响 |
4.1 田间试验及计算方法 |
4.2 结果分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 优化施肥对双季稻田固碳减排效应的影响 |
5.1 田间试验及计算方法 |
5.2 结果分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 稻田低碳农作技术农户采纳行为研究 |
6.1 材料与方法 |
6.2 结果分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与讨论 |
7.1 结论 |
7.2 研究创新点 |
7.3 讨论与政策建议 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
四、农田氮肥的分布规律研究(论文参考文献)
- [1]麦玉两熟制下氮肥与秸秆还田的农田碳氮固持和温室气体减排效应研究[D]. 孟祥萍. 西北农林科技大学, 2021
- [2]华北平原农田关键带硝态氮存储与淋失量研究[J]. 陈肖如,李晓欣,胡春胜,雷玉平,倪锐,马林. 中国生态农业学报(中英文), 2021(09)
- [3]膜孔灌土壤水氮运移转化特性及作物耦合效应研究[D]. 陈琳. 西安理工大学, 2021(01)
- [4]秦岭北麓土地利用方式变化对土壤氮素累积及损失的影响[D]. 高晶波. 西北农林科技大学, 2020
- [5]秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响[D]. 孔德杰. 西北农林科技大学, 2020
- [6]我国北方典型农田土壤团聚体氮素累积与淋溶特征研究[D]. 郭子繁. 北京林业大学, 2020(02)
- [7]喷滴灌施肥灌溉马铃薯氮素吸收与农田氮平衡研究[D]. 杨文柱. 内蒙古大学, 2019
- [8]甘肃中部半干旱地区马铃薯农田土壤微生物群落结构及对施肥管理的响应[D]. 董星晨. 甘肃农业大学, 2019
- [9]基于土壤基础地力的施肥推荐研究 ——以重庆水稻和玉米为例[D]. 梁涛. 西南大学, 2017(04)
- [10]农作措施对双季稻田固碳减排效应与农户低碳技术采纳行为研究[D]. 陈中督. 中国农业大学, 2017(08)