检索结果-内蒙古大学图书馆

植物营养与肥料学报 2025年第1期31卷 156-166页

作者：刘梦娇杨秉庚徐新朋丁文成串丽敏何萍周卫北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 北京市农林科学院农业信息与经济研究所北京100097

【目的】大白菜(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)在我国各地均有大面积种植,我们构建了基于产量反应和农学效率的大白菜养分专家推荐施肥智能系统,为不同土壤和气候环境条件的大白菜生产提供简便可靠的施肥方案。【方法】数据来源于2... 详细信息

【目的】大白菜(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)在我国各地均有大面积种植,我们构建了基于产量反应和农学效率的大白菜养分专家推荐施肥智能系统,为不同土壤和气候环境条件的大白菜生产提供简便可靠的施肥方案。【方法】数据来源于2000—2023年国际植物营养研究所中国项目部和研究团队在大白菜主产区开展的田间肥效试验,以及此期间在“中国知网数据库”以关键词“大白菜”、“大白菜+产量”、“大白菜+养分吸收”、“大白菜+肥料利用率”检索到的公开发表的学术论文。进一步以田间肥料试验和露地大白菜为条件,筛选出大白菜产量数据2809条,大白菜氮、磷和钾养分吸收数据分别为667、505和514条,大白菜氮、磷和钾产量反应数据分别为153、113和264条。采用QUEFTS模型模拟分析了大白菜不同目标产量的最佳养分需求特征,结合计算机技术,构建大白菜养分专家系统。于2023年在山东和河北大白菜主产区开展了6组田间试验,每组田间试验包括6个处理,分别为基于大白菜养分专家系统推荐施肥(NE)、农民习惯施肥(FP)、土壤测试施肥(ST),以及基于NE的不施氮、不施磷或不施钾处理,分析了大白菜产量、经济效益和养分利用率。【结果】2000—2023年,我国露地大白菜试验的平均产量为86.0 t/hm^(2),氮、磷和钾养分吸收量分别为178.5、40.1和225.4 kg/hm^(2)。根据QUEFTS模型分析结果,生产1 t大白菜所需氮、磷、钾养分分别为1.64、0.33和2.21 kg。产量反应和农学效率呈二次曲线关系(P<0.05),相关系数分别为0.743 (氮)、0.753 (磷)、0.806 (钾)。田间试验结果表明,NE处理N、P2O5和K2O用量分别较FP处理减少8.4%、39.3%和6.1%,与ST处理用量相当。NE处理大白菜产量较ST和FP处理分别增加2.0%和7.8%,经济效益分别提高2.6%和13.4%,氮肥回收率分别提高34.9%和28.6%,钾素偏生产力分别提高13.8%和21.7%;NE处理氮和磷素偏生产力与ST处理相当,但高于FP处理,NE处理氮和磷素偏生产力较FP处理分别提高了16.1%和94.4%。【结论】与常规测土施肥技术相比,采用产量反应和农学效率为基础构建的大白菜养分专家系统,针对不同生产条件推荐的施肥方案不仅优化了肥料用量,还提高了大白菜产量、经济效益以及肥料利用效率,充分证明大白菜养分专家系统是适用于我国不同地区和规模的大白菜种植的智能推荐施肥方法。

关键词：大白菜养分专家系统产量反应肥料利用率经济收益

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基于RothC模型的东北旱地和稻田土壤有机碳动态变化模拟研究

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中国农业科学 2025年第8期58卷 1564-1578页

作者：张昊鑫于晟玥雷秋良杜新忠张继宗安妙颖樊秉乾罗加法刘宏斌农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 AgResearch Ruakura研究中心

【目的】探究Roth C在东北地区旱地和稻田土壤有机碳储量动态变化的适用性及不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。【方法】选取了一个典型的旱地和一个典型的稻田长期试验点，旱地试验来自中国科学院海伦农业生态试验站（2004—201... 详细信息

【目的】探究Roth C在东北地区旱地和稻田土壤有机碳储量动态变化的适用性及不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。【方法】选取了一个典型的旱地和一个典型的稻田长期试验点，旱地试验来自中国科学院海伦农业生态试验站（2004—2015年），稻田试验来自八五〇农场的试验数据（2010—2017年）。每个试验点选取两个试验处理分别为仅施无机肥（NPK）和施无机肥+秸秆还田（NPKS）,用于模型模拟验证与性能评价。针对稻田土壤除采用Roth C外，还选取了两个修正版本Roth C＿p和Roth C＿0.6用于适用性评价，选用3种不同模型校准方法分别为平衡法（M1）、参数优化法（M2）、传递函数法（M3），分析不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。选用归一化均方根误差（n RMSE）、平均差（MD）、一致性指数（d）作为模型评价指标。【结果】海伦站的有机碳输入量表现出明显的波动趋势，NPK、NPKS处理的年均碳投入量分别为1.71、3.52 t·hm-2，八五〇农场的有机碳投入较为稳定，NPK、NPKS处理年均有机碳输入量分别为1.89、5.90 t·hm-2。海伦站的模拟验证结果显示，采用不同模型校准方法进行模拟时其n RMSE均小于5%,d在0.60—0.74，说明不同模型校准方法下的模型性能均表现为优秀，Roth C能够准确的模拟出旱地NPK、NPKS处理的SOC储量变化趋势。当采用M2方法时NPK、NPKS处理的n RMSE最小，分别为3.46%、3.09%。八五〇农场的模拟验证结果显示，Roth C和Roth C＿p的MD范围为-1.47—-13.41,n RMSE范围为2.90%—26.48%,d值均小于0.1，说明这两个模型大幅度高估了SOC储量的增加，Roth C和Roth C＿p不能够模拟出稻田SOC储量的变化趋势。Roth C＿0.6在NPK处理下，其MD范围为-0.08—0.44,n RMSE的范围为0.24%—0.85%,d值范围为0.31—0.76；而在NPKS处理下，MD范围为-5.71—-6.22,n RMSE范围为11.21%—12.12%,d值范围为0.12—0.13，说明Roth C＿0.6能够模拟出NPK处理下SOC储量的动态变化，但大幅高估了NPKS处理的SOC储量的变化。【结论】Roth C和Roth C＿0.6分别适用于东北地区旱地和稻田秸秆不还田情况下SOC储量动态变化的研究，能够准确模拟出SOC储量的变化趋势；不同模型校准方法对于模型模拟性能有影响但均在可接受范围，而传递函数法（M3）计算过程简单、节省模型运行时间，且模型模拟性能较佳，因此本研究推荐优先使用传递函数法（M3）用于模型校准。

关键词： RothC模型土壤有机碳秸秆还田模型校准方法旱地稻田东北

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麦玉轮作体系下秸秆还田和有机替代对作物产量及农田氮损失的影响

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植物营养与肥料学报 2025年第3期31卷 442-457页

作者：李文瑄戴孚岳王洪媛李俊改王震翟丽梅樊秉乾刘宏斌北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部面源污染控制重点实验室/北京昌平土壤质量国家野外科学观测研究站/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

【目的】明确不同培肥措施对麦玉轮作模式下作物产量、氮肥利用率及农田氮损失的影响,为土壤培肥提供科学依据。【方法】以中国麦玉轮作区为研究区域,在中国知网、Web of Science平台,搜集并筛选出64篇文献,提取其中的产量、氮素损失(... 详细信息

【目的】明确不同培肥措施对麦玉轮作模式下作物产量、氮肥利用率及农田氮损失的影响,为土壤培肥提供科学依据。【方法】以中国麦玉轮作区为研究区域,在中国知网、Web of Science平台,搜集并筛选出64篇文献,提取其中的产量、氮素损失(氨挥发、N2O排放、硝态氮淋溶)数据,采用整合分析(Metaanalysis)方法,对比分析常规单施化肥、常规化肥配合秸秆还田(秸秆还田)、有机肥替代部分化肥(有机替代)以及秸秆还田+有机替代4种施肥措施对作物产量、氮肥利用率以及农田氮损失的影响。【结果】常规单施化肥措施下,小麦和玉米产量均值分别为6.06和7.79 t/hm^(2),氮肥利用率分别为36.3%和34.2%;农田氮损失以淋溶和NH3挥发为主,且农田氮损失主要发生在玉米季,约占全年氮损失的57.7%。与常规单施化肥相比,秸秆还田显著提高小麦产量21.8%、玉米产量6.1%,但增加NH3挥发和N2O排放的风险。与常规单施化肥相比,有机替代显著降低了农田硝态氮淋失(小麦季39.6%、玉米季27.7%)和玉米季N2O排放(21.2%),但小麦产量存在较大波动,以20%~40%的替代比例增产效果最佳(3.6%)。与常规单施化肥相比,秸秆还田+有机替代小麦平均增产16.4%、玉米产量提高17.7%,玉米季硝态氮淋溶降低24.1%;与秸秆还田相比,秸秆还田+有机替代虽然显著提高了作物产量(小麦5.7%、玉米13.4%),但增加了玉米季N_(2)O排放(61.9%)。【结论】常规化肥措施下,秸秆还田、有机替代及秸秆还田+有机替代措施均能提高麦玉轮作体系的作物产量。不同措施的环境效应存在差异:秸秆还田虽能增产,但会导致农田氮排放量增加;有机替代措施具有较好的氮减排效果,但需合适的替代比例才能实现增产与减排的双重效益。值得注意的是,秸秆还田结合有机替代的增产效果最佳,但其农田氮减排效果相关研究较少,减排效果和机制尚不明确,有待进一步探究。

关键词：整合分析小麦−玉米轮作秸秆还田有机替代产量氮损失

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基于全基因组SNP位点和性状特征解析我国野生肺形侧耳的遗传多样性

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生物技术通报 2025年第3期41卷 282-293页

作者：岳园园胡哲源何琪黄晨阳郑素月赵梦然河北工程大学园林与生态工程学院邯郸056038 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、农业农村部农业微生物资源收集与保藏重点实验室、北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081

【目的】探究我国野生肺形侧耳(Pleurotus pulmonarius)的遗传变异水平,以期为新品种选育提供优异亲本材料和数据支撑。【方法】利用全基因组重测序技术获得的SNP标记对37个野生肺形侧耳菌株进行遗传多样性分析,同时观测其菌丝培养特征... 详细信息

【目的】探究我国野生肺形侧耳(Pleurotus pulmonarius)的遗传变异水平,以期为新品种选育提供优异亲本材料和数据支撑。【方法】利用全基因组重测序技术获得的SNP标记对37个野生肺形侧耳菌株进行遗传多样性分析,同时观测其菌丝培养特征和结实性等表型性状。【结果】在供试野生菌株中检测到的SNP数量范围在71 521-114 390个之间,菌株间遗传距离的平均值为0.180;聚类分析发现,大部分来自同一采集地点的菌株亲缘关系更为接近,与云南相比,采自陕西、四川、新疆地区的菌株亲缘关系较为接近。野生菌株在菌丝生长适宜温度、菌丝温度敏感性、菌丝恢复生长等培养特征上以及原基形成和分化、子实体成熟、菌盖颜色等结实特性方面呈现出丰富的表型多样性,基于表型特征的聚类分析结果表明,所有菌株在SM相似系数为0.52水平上能够按照原基能否正常分化分成两大组,这与主成分分析的类群划分结果高度一致。【结论】我国肺形侧耳野生种质资源遗传多样性丰富,具有良好的驯化利用潜力,野生菌株基因组水平上的遗传分化程度可能与其地理分布有关,与表型特征无明显相关性。

关键词：秀珍菇遗传变异单核苷酸多态性表型特征

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基于Meta分析的补播对退化草原恢复的影响

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中国农业资源与区划 2025年

作者：包雨凡罗玉红李乐刘嘉慧徐诺白可喻程延彬闫玉春北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所内蒙古呼伦贝尔农垦谢尔塔拉农牧场有限公司

[目的] 草地是我国最大的陆地生态系统类型，草地的退化及恢复问题一直以来受到广泛关注，其中补播是一种常见的退化草地生态系统的恢复措施。文章研究不同补播模式对植被群落和土壤养分特征恢复的影响，以期为草地补播措施的应用提供... 详细信息

[目的] 草地是我国最大的陆地生态系统类型，草地的退化及恢复问题一直以来受到广泛关注，其中补播是一种常见的退化草地生态系统的恢复措施。文章研究不同补播模式对植被群落和土壤养分特征恢复的影响，以期为草地补播措施的应用提供科学依据。[方法] 该文通过Meta分析的方法，从数据库中收集整理了70篇关于不同补播模式对草原恢复影响的文献用于Meta分析，共1079组对比数据，将其分为补播草种、补播草原类型和恢复时间三个亚组，分析补播前后植被地上生物量、土壤有机碳、全氮等指标的变化。[结果] 补播能够促进植被群落的恢复。单播能够促进土壤有机碳和全氮的恢复，混播时土壤碳氮磷养分能够得到显著的恢复；补播后高寒草地和典型草原的土壤有机碳和全氮等的恢复效果更好；补播后不同持续时间对草原恢复的效果还有待进一步的探究。[结论] 补播可以促进退化草原的恢复。补播可以恢复草原的植被群落，增加土壤碳、氮、磷含量，而退化草原类型、补播草种和恢复时间均会对恢复效果产生影响，相关影响机制及关键阈值等应进一步探索，今后在恢复实践中要充分考虑这些因素。

关键词：退化草原草地修复补播 Meta分析

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“绿肥果茶园”新理念、效应及应用

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植物营养与肥料学报 2025年第3期31卷 588-596页

作者：高嵩涓张宇亭曹卫东南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095 西南大学资源环境学院重庆400716 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081

我国果园和茶园(果茶园)普遍立地条件差,加之清耕粗放管理且过度依赖化肥,导致土壤及养分流失严重,引发果茶园土壤退化,果品和茶叶品质下降。果茶园里种植利用绿肥,不仅为果茶园提供大量有机肥源,还兼具生物耕作、绿色覆盖等功能,有效... 详细信息

我国果园和茶园(果茶园)普遍立地条件差,加之清耕粗放管理且过度依赖化肥,导致土壤及养分流失严重,引发果茶园土壤退化,果品和茶叶品质下降。果茶园里种植利用绿肥,不仅为果茶园提供大量有机肥源,还兼具生物耕作、绿色覆盖等功能,有效保障果品、茶叶的稳产提质。绿肥是高品质果茶园管理的核心配套技术,更是未来我国果业、茶业提质增效的首选路径。基于此,本文提出了将绿肥作为我国果茶园建设基本配置的“绿肥果园、绿肥茶园”新理念,并综述了绿肥果茶园的综合效应。运用绿肥果茶园理念与实践,果实、茶叶产量稳定,果品可溶性固形物、维生素C含量和糖酸比均提高;土壤物理性状明显改善,有机质和速效养分含量增加;土壤温度和湿度更适宜,水土和养分流失减少,杂草及害虫得到抑制。我国果茶园面积1640万hm^(2),现有绿肥果茶园面积约为121万hm^(2),仅占果茶园总面积的7%,因此,推广绿肥果茶园的空间和潜力巨大。我国绿肥果茶园的应用,主要有北方落叶果园的绿肥覆盖循环利用和南方果茶园的冬绿肥覆盖免耕压草、冬夏绿肥周年覆盖等方式。北方落叶果园多选择抗旱抗寒能力较强的毛叶苕子、箭筈豌豆等豆科作物,以及十字花科的二月兰、油菜,或者禾本科的鼠茅草、黑麦草等。南方果茶园主要选择毛叶苕子、光叶苕子、紫云英、箭筈豌豆、山黧豆等豆科作物作为冬绿肥。未来,应从绿肥种质资源创新,绿肥−果树及茶树一体化养分和水分管理,土壤和果品及茶叶品质指标体系构建,模式优化与配套机械化技术,“绿肥+”果品及茶叶产业化路径建设等方面,构建绿肥果茶园技术与理论体系,推进绿肥果茶园建设。

关键词：绿肥果茶园应用方式未来技术与理论体系

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不同降水强度的草原生态系统凋落物分解特征

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中国农业科学 2025年第1期58卷 117-126页

作者：李澳归陈亚茹彭子洋茹靖益刘卫星北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所河北大学生命科学学院植被与环境变化国家重点实验室/中国科学院植物研究所

【目的】探究凋落物在不同降水下的分解动态，了解草原生态系统碳和养分循环过程及其生态系统功能。【方法】采用土块移植的方式，沿自然降水梯度选择3种类型的温带草原（荒漠草原、典型草原和草甸草原），开展为期两年的糙隐子草（Clei... 详细信息

【目的】探究凋落物在不同降水下的分解动态，了解草原生态系统碳和养分循环过程及其生态系统功能。【方法】采用土块移植的方式，沿自然降水梯度选择3种类型的温带草原（荒漠草原、典型草原和草甸草原），开展为期两年的糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）凋落物分解试验。连续监测分解过程中的质量损失，并分析氮和磷残留率，以及β-葡萄糖苷酶（BG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）和酸性磷酸酶（AP）的活性，旨在揭示长期历史降水对凋落物分解速率的影响及分解过程的动态特征。【结果】糙隐子草在典型草原中分解最快，分解常数（k值）为（0.32±0.01）a-1，而在荒漠草原和草甸草原中的分解速率没有显著差异；分解两年后凋落物的氮和磷残留率在典型草原最低，分别剩余（53.0±2.4）%和（58.6±3.9）%，氮元素在整个分解过程中主要表现出矿化模式，而磷元素呈现分解早期固定，分解后期矿化的模式，其在荒漠草原中的累积量最高。分解过程中所有酶活性呈现出动态波动，综合整个分解周期，碳获取酶（BG）和氮获取酶（LAP和NAG）活性在典型草原最高，而磷获取酶（AP）活性在草甸草原较高；结合酶化学计量学的结果，典型草原凋落物分解呈现出碳限制，草甸草原凋落物分解则呈现出磷限制，3种草原生态系统的凋落物质量损失率随整个分解阶段的BG和NAG酶活性的增强而增大。【结论】草原凋落物的质量损失率、养分释放速率以及酶活性并不是随着降水梯度的升高而增加。受水分限制的草原生态系统中，凋落物的分解需要从环境中固定较多的磷。本研究揭示了凋落物分解过程对不同历史降水的响应特征，这有助于更好地理解植物-土壤-微生物的碳和养分循环。

关键词：温带草原凋落物分解降水梯度酶活性

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我国“黑土粮仓”建设的科技支撑路径

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中国农业资源与区划 2025年第1期46卷 13-21页

作者：杨婧宋茜陆苗查燕吴文斌陕西地建—西安交大土地工程与人居环境技术创新中心北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

[目的]东北黑土区是我国最重要的粮食生产优势区和商品粮输出基地，被誉为我国粮食安全的“稳压器”和“压舱石”。加强黑土地保护，夯实我国粮食生产的“第一粮仓”已成为保障国家粮食安全的重要国家战略。[方法]文章运用数据分析与文... 详细信息

[目的]东北黑土区是我国最重要的粮食生产优势区和商品粮输出基地，被誉为我国粮食安全的“稳压器”和“压舱石”。加强黑土地保护，夯实我国粮食生产的“第一粮仓”已成为保障国家粮食安全的重要国家战略。[方法]文章运用数据分析与文献研究相结合的方法，对我国“黑土粮仓”发展现状、科技支撑“黑土粮仓”建设面临的主要问题进行了辨析，并在此基础上提出了科技支撑我国“黑土粮仓”建设的战略与对策。[结果]缺乏科技攻关目标顶层设计、黑土地资源底数和保护利用边界认识不清、耕地质量提升科技创新和应用不足等是我国“黑土粮仓”建设面临的主要问题。在信息技术与农业深度融合的新形势下，以黑土地保护与利用平衡以及促进产业发展为目标，提出了未来科技支撑“黑土粮仓”建设的技术发展路线和重大科技行动建议。[结论]应从顶层科学统筹布局黑土地保护与利用、加大种质创制、退化阻控与耕地保育科技创新、强化技术先导对产业健康发展支撑，以点带面推动技术模式落地，力争为我国“黑土粮仓”可持续发展提供坚实保障。

关键词：黑土粮仓黑土地耕地质量保护与利用科技战略

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东北风沙土区土地利用方式对土壤储水与结构特性的影响

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中国土壤与肥料 2025年第1期 24-34页

作者：吴勇任胜男文雪高睿璐毕利东温艳茹尧水红北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 河海大学农业科学与工程学院江苏南京211100 水电水利规划设计总院北京100120

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... 详细信息

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。

关键词：土地利用方式土壤储水土壤结构团聚体稳定性风沙土区

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长期秸秆还田水稻土团聚体内铁结合态有机碳的分布特征及其性质

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植物营养与肥料学报 2025年第4期31卷 621-630页

作者：李冰洁高菊生段英华黄晶中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081 中国农业科学院衡阳红壤试验站/祁阳农田生态系统国家野外试验站湖南祁阳426182

【目的】土壤中的铁氧化物作为重要的胶结物质,通过吸附或共沉淀作用促进有机碳的固存,同时在团聚体形成过程中也发挥重要作用。我们研究了有机碳投入对铁氧化物结合态有机碳在团聚体中的含量及稳定性的影响,以深入理解稻田土壤中有机... 详细信息

【目的】土壤中的铁氧化物作为重要的胶结物质,通过吸附或共沉淀作用促进有机碳的固存,同时在团聚体形成过程中也发挥重要作用。我们研究了有机碳投入对铁氧化物结合态有机碳在团聚体中的含量及稳定性的影响,以深入理解稻田土壤中有机碳的固存机制。【方法】依托湖南祁阳红壤实验站的双季稻长期定位试验,于试验的第11年,无扰动采集秸秆不还田(CK)、仅早稻秸秆还田(RS1)及早稻秸秆和晚稻秸秆均还田(RS2)处理小区的土样,采用干湿筛结合法将土壤团聚体分为大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)和黏粉粒(<0.053 mm),分析了团聚体中有机碳含量和铁氧化物结合态有机碳(OC_(Fe))含量,并进一步将OC_(Fe)分为络合铁结合态有机碳(OC_(PP))、非晶形铁氧化物结合态有机碳(OC_(HH))、晶形铁氧化物结合态有机碳(OC_(DH))3个形态,测定其在各粒级团聚体OC_(Fe)中的占比及其芳香性。【结果】各粒级团聚体中OC_(PP)、OC_(HH)、OC_(DH)占该团聚体中有机碳的比例分别为16.0%~22.4%、1.6%~3.0%、0.5%~1.8%,说明团聚体中铁氧化物结合态有机碳以络合铁结合态有机碳为主。与CK相比,RS1和RS2处理土壤大团聚体中的OC_(Fe)含量分别提高了21.3%和36.2%;RS1处理还显著提高了微团聚体中OC_(Fe)含量,降低了黏粉粒中OC_(Fe)含量;RS1和RS2处理显著增加了大团聚体中OC_(PP)及黏粉粒中OC_(DH)含量,且这两种铁结合态有机碳含量与团聚体有机碳含量呈线性正相关,说明秸秆还田改变了团聚体中铁结合态有机碳的赋存形态。此外,秸秆还田还显著提高了小团聚体中OC_(HH)及黏粉粒中OC_(DH)的芳香性。【结论】水稻土中秸秆还田促进了络合铁结合态有机碳在大团聚体中的积累,增加了晶形铁氧化物结合态有机碳在微团聚体和黏粉粒中的含量,提高了黏粉粒中晶形铁氧化物结合态有机碳的芳香性,进而增强了土壤团聚体中有机碳的稳定性。这可能是秸秆还田后土壤有机碳固存的重要机制之一。

关键词：水稻土有机碳团聚体铁结合态有机碳芳香性

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