刘晓
- 作品数：14 被引量：175H指数：10
- 供职机构：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所更多>>
- 发文基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项国家自然科学基金国际科技合作与交流专项项目更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程化学工程更多>>
- 秸秆和秸秆炭对黑土肥力及氮素矿化过程的影响被引量：18
- 2018年
- 为实现我国典型黑土区玉米秸秆有效还田与协同提高肥料氮素养分利用提供理论依据,以东北黑土区春玉米种植体系为研究对象,在4年田间连续定位试验基础上,利用15N示踪技术结合淹水培养试验,研究秸秆和秸秆炭对土壤肥力与氮素矿化的影响。试验共设5个处理:对照、单施化肥(N1)、N1+50%玉米秸秆(N2)、N1+100%玉米秸秆(N3)、N1+相当于50%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N4)、N1+相当于100%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N5)。结果表明:与N1处理相比较,N2、N3、N4、N5处理均增加了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碱解氮含量、微生物量碳和氮含量,且等量秸秆还田处理高于相当于等量秸秆还田的秸秆炭处理,其中100%秸秆还田分别显著提高微生物量碳和氮含量15.1%和23.1%(P<0.05);不同处理方式综合土壤肥力指数(IFI)由高到低依次为N3>N5>N4=N2>N1,秸秆、秸秆炭还田可显著提高土壤综合肥力(P<0.05);土壤有机氮的矿化量和矿化率随着秸秆和秸秆炭还田量的增加而增加,其中N2处理分别显著提高了23.4%和22.9%,N3处理分别显著提高了53.0%和35.8%(P<0.05);N2、N3、N4、N5处理下外源肥料15N的矿化量和矿化率分别显著提高了66.5%和50.0%、213.3%和279.0%、39.4%和36.3%、92.0%和40.0%(P<0.05),且随着秸秆炭还田量的增加而显著增加。土壤氮素矿化指标与土壤有机质、总氮、碱解氮、微生物量碳氮含量都存在着显著正相关关系。研究表明玉米秸秆、秸秆炭还田均可以显著提高土壤综合肥力;可协同提高土壤氮素矿化水平,且提高来自外源化肥氮占土壤矿化总氮的比重,其中以100%秸秆还田处理的影响更为明显。
- 朱兴娟李桂花涂书新杨俊诚郭康莉冀拯宇刘晓张建峰姜慧敏
- 关键词：秸秆黑土肥力指标氮素矿化
- 不同施肥措施对稻田土壤温室气体排放的影响被引量：43
- 2015年
- 选取江西红壤性双季稻水稻土为研究对象,采用盆栽模拟试验研究了4种不同施肥措施即当地农民习惯施肥(FP)、较FP减施20%化肥氮且有机肥替代20%化肥氮(T1)、在T1基础上加施Si、Zn、S三种微肥(T2)和在T2基础上采用20%缓释氮肥替代普通化肥氮(T3)对稻田主要温室气体CO2、CH4和N2O排放的影响,并对土壤微生物量碳(SMBC)、土壤微生物量氮(SMBN)、水稻产量的影响进行了分析。结果表明:4种处理稻田土壤CO2的总排放通量均无显著性差异;稻田土壤N2O的总排放量与FP处理相比,T1、T2和T3处理均有显著性减少(P<0.05),分别减少了31.72%、27.17%和43.65%,T3较T2处理显著减少22.83%(P<0.05);稻田土壤CH4的总排放量与FP处理相比,T1、T2、T3处理分别高了13.06%、13.90%、21.97%,其中T3处理差异达到显著水平(P<0.05)。与FP处理相比,T1、T2、T3处理显著提高了SMBC和SMBN的含量(P<0.05),分别提高了18.91%、19.30%、20.07%和28.95%、31.66%、29.96%;T1、T2、T3处理对水稻产量均无显著性影响。稻田土壤CH4和N2O的排放与SMBC和SMBN存在显著的相关性(P<0.01)。总体看,T3处理在降低N2O的总排放量的同时对提升土壤SMBC和SMBN含量具有明显作用。
- 谢义琴张建峰姜慧敏杨俊诚邓仕槐李先郭俊娒李玲玲刘晓周贵宇
- 关键词：温室气体排放CH4N2O
- 连续施用无害化污泥堆肥对沙质潮土肥力的影响被引量：14
- 2018年
- 【目的】研究连续施用无害化污泥堆肥对土壤肥力和环境质量的影响,为无害化污泥资源化利用提供理论依据和技术支撑。【方法】通过2013—2015年田间定位试验,每年按照当地农民施肥量在小麦和玉米季分别施用N 225 kg/hm^2、P_2O_5 86 kg/hm^2和K_2O 113 kg/hm^2 (CK)基础上,施用无害化污泥堆肥15 t/hm^2 (W1)、30t/hm^2 (W2)和45 t/hm^2 (W3),共四个处理,每个处理3次重复。小麦、玉米收获后,采集0—20 cm土层样品,测定常规土壤理化性质、重金属含量以及微生物量碳氮(SMBC、SMBN)。采用内梅罗指数法计算土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾分肥力系数IFIi,以及土壤综合肥力指数(integrated fertility index,IFI)。【结果】1)施用污泥堆肥处理IFI在试验的第三年(2015年)玉米季达到最大值,与CK相比,W1、W2和W3处理IFI分别显著提升了57.3%、95.2%和127.5%(P <0.05),说明连续施用污泥堆肥可以有效提高土壤肥力水平,其中W3处理效果最明显。2) SMBC和SMBN含量随污泥堆肥施用时间增加而增加。相同作物同一污泥堆肥施用量处理,第三年(2015年)的SMBC和SMBN含量均显著高于第一年(2013年)。W1、W2和W3处理SMBC含量在2015年小麦季达到最大值,较CK分别显著提高了109.9%、176.2%和216.8%(P <0.05);W1、W2和W3处理SMBN含量在2015年玉米季达到最大值,较CK分别显著提高了55.6%、100.5%和162.3%(P <0.05)。3)施污泥堆肥处理的土壤和植物籽粒中重金属含量分别低于国家环境质量二级标准(GB15618—1995)和国家农产品质量安全规定的限量值。根据土壤肥力分级参考标准(NY/T 391—2000),2015年玉米季W2和W3处理的土壤肥力已经达到I级,培肥作用显著,但长期大量施用导致的土壤重金属累积风险还需长期监测。【结论】施用重金属含量达到国家标准的无害化污泥堆肥,可以在短期内有效提升沙质潮土的土壤肥力质量,改善土壤微生物学特性。本试�
- 冀拯宇周吉祥郭康莉刘晓朱兴娟姜慧敏杨俊诚李桂花张建峰
- 关键词：土壤微生物量碳氮
- 不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响被引量：14
- 2019年
- 为研究施用不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响,2016-2017年在内蒙古河套灌区盐碱土壤进行田间定位试验,设置4个实验处理:习惯处理(CK)、CK+有机土壤改良剂(M)、CK+复合土壤改良剂(G)、CK+有机土壤改良剂+复合土壤改良剂(M+G)。收集2017年收获季耕层0~20 cm土壤,测定各小区土壤中的水溶性离子含量、全盐量(TS)、钠吸附比(SAR)、pH、土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤碳库管理指数(CPMI),并分析各指标间的关系。结果表明:与CK相比,施用土壤改良剂各处理土壤Ca^2+含量提高了13.07%~33.33%,土壤Na^+、Cl^-和SO4^2-含量分别降低了29.83%~46.19%、12.06%~33.19%和19.90%~34.59%,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别降低了12.67%~26.91%、33.02%~47.06%和2.21%~4.56%。其中M+G处理改良效果最好,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别显著降低了26.91%、47.06%和4.56%(P<0.05);施用土壤改良剂各处理SOC、LOC和MBC含量分别较CK提高了18.90%~43.87%、54.55%~82.33%和64.04%~86.85%。其中M+G处理提升效果最明显,且均达到显著水平(P<0.05)。同时,施用改良剂各处理CPMI提升了95.44%~135.83%,其中M+G处理提升效果最明显,且达到显著水平(P<0.05);相关性分析表明,试验土壤LOC、MBC和CPMI均与TS和SAR呈极显著负相关关系(P<0.01),说明土壤LOC、MBC以及CPMI对盐碱土壤化学性质的变化较敏感。研究表明,施用有机土壤改良剂和复合土壤改良剂均降低了土壤含盐量、钠吸附比和pH,提升了土壤有机碳及其组分含量和土壤碳库管理指数,其中有机土壤改良剂和复合土壤改良剂配施对盐碱土壤质量的提升效果最明显。
- 冀拯宇周吉祥张贺郭康莉刘晓姜慧敏杨俊诚李桂花张建峰
- 关键词：盐碱土壤土壤改良剂土壤化学性质有机碳库碳库管理指数
- 玉米秸秆炭还田对黑土土壤肥力特性和氮素农学效应的影响被引量：22
- 2016年
- 【目的】探索玉米秸秆炭对东北黑土土壤肥力特性和氮素农学效应的影响,可为东北玉米集约化生产区秸秆资源利用和培肥土壤提供理论和实际应用基础。【方法】本研究以东北典型黑土区春玉米种植体系为研究对象,通过连续两年的田间原位试验,研究了添加500℃厌氧条件热解的玉米秸秆炭对土壤养分含量、微生物和酶活性的影响及玉米秸秆炭对作物产量和氮素农学效应的影响。试验设三个处理:1)PK+4 t/hm2秸秆还田(CK);2)NPK+4 t/hm2秸秆还田;3)NPK+4 t/hm2秸秆还田+2 t/hm2秸秆生产秸秆碳,在玉米成熟期取0—20 cm土壤样品和植株样品,采用常规方法进行相关项目的测定。【结果】1)土壤养分分析结果。与秸秆还田相比,秸秆炭处理在2013和2014年土壤碱解氮含量(AN)分别提高了10.1%和9.7%,均达到显著水平(P<0.05);土壤速效磷含量(AP)分别提高了13.7%和27.3%,在2014年达到显著水平(P<0.05);土壤微生物量碳含量(SMBC)分别提高了13.5%和26.9%,土壤脲酶活性(URE)分别提高了22.3%和31.8%,2014年SMBC和URE升高均达显著(P<0.05)。秸秆炭对土壤有机质(OM)、全氮(TN)、速效钾(AK)、土壤微生物量氮(SMBN)和蔗糖酶活性(SUC)的提升效果在两年试验中均没有达到显著水平,2)氮素农学效应影响结果。与处理2相比,处理3肥料氮偏因子生产力(PFPN)分别提高了3.3%和9.6%,肥料氮经济效益(EBN)分别提高了12.9%和27.5%,均在2014年表现出显著提高(P<0.05);而两年间处理3的玉米产量分别提高3.3%和9.5%、肥料氮利用率(UEN)分别提高了3.9%和14.0%、肥料氮农学效率(AEN)分别提高了11.6%和23.9%,但均未达显著水平。【结论】2年试验初步表明施用玉米秸秆炭可以提高土壤微生物活性和土壤酶活性,调节土壤与作物之间的养分供需,改善土壤养分状况,对提升氮素农学效应有作用。因此,玉米秸秆炭可作为秸秆资源高效利用的有效形式,其长期
- 郭俊娒姜慧敏张建峰李玲玲张水勤谢义琴李先刘晓周贵宇杨俊诚
- 关键词：土壤酶活性
- 不同来源氮素配合施用提高东北春玉米氮素利用与改善土壤肥力的可持续性研究被引量：12
- 2017年
- 【目的】研究不同氮素形态对东北春玉米氮素利用和土壤肥效的影响,为氮素养分持续高效利用和培肥土壤提供理论依据。【方法】2013~2015年连续三年在东北典型春玉米种植区开展田间定位试验,在相同磷钾肥施用前提下,试验设4个处理:1)50%玉米秸秆氮(N0);2)100%速效氮165 kg/hm^2(N1);3)60%速效氮+20%有机肥氮+20%缓释氮,施氮量165 kg/hm^2(N2);4)N2+生物炭,生物炭量相当于50%玉米秸秆(N3)。收获期测定耕层土壤基本理化指标、作物产量及氮素利用率、基肥和追肥后土壤N_2O排放量。【结果】1)三年玉米平均产量N1、N2和N3处理分别比N0处理显著增加了62.7%、67.7%和80.1%(P<0.05);N2和N3处理分别比N1处理增产3.0%和10.7%;N3处理玉米产量可持续性指数(SYI)最高,产量可持续性最好。2)与N1处理相比,2013年和2014年累计化肥氮利用率N2和N3处理分别增加了8.4%和12.7%、10.2%和15.5%,2015年分别显著增加了8.4%和12.7%(P<0.05)。N2和N3处理累计化肥氮利用率呈现逐年增加的趋势,且N3处理增加幅度大于N2处理,说明N3处理氮肥的后效更加明显。3)施氮处理显著提高了土壤N_2O累积排放量(P<0.05),N3处理较N1处理显著降低了53.2%;4)N3处理的综合土壤肥力指数(IFI)最高,N3处理在农学、土壤肥力和环境效应评价中最优。【结论】在总氮施用量不变的前提下,以添加适宜比例生物炭、有机肥和缓释氮肥替代部分速效化肥氮,可协同实现东北春玉米持续稳产、氮素养分持续高效利用和土壤肥力的可持续改善。
- 姜慧敏郭俊娒刘晓乔少卿张雪凌郭康莉张建峰杨俊诚
- 关键词：N2O排放玉米氮肥利用效率
- 黄淮海耐压实大豆品种的初步筛选及根系特征分析被引量：3
- 2020年
- 黄淮海地区加大机械化耕种收力度的同时也造成了更严重的土壤压实,为给耐压大豆品种的选育提供参考,利用华北地区自1920年以来的25个大豆品种,从根系的调控机制出发,对机械压实条件下大豆的地上部生物性状以及根系特征进行分析。研究表明:供试品种中有10个(上蔡二糙平顶式、益都平顶黄、文丰7号、豫豆8号、鲁豆11、晋豆25、冀豆12、郑92116、菏豆13和冀豆17)具有较好的抗压实性能。这些耐压实品种地上部生物性状表现为植株矮化,茎粗加大,主茎节数和地上部生物量不减。地下部根系表现为根系最大宽度、根面积、水平生长空间增加,或侧根数、根尖数增加。说明根系通过针对性的自我调控来适应压实环境,满足逆环境下对土壤水肥气的有效吸收,从而维持地下和地上部的生物量,保障作物的稳产。本研究能够为新时代机械化耕种收条件下大豆育种提供数据支撑及理论依据,具有一定的生产指导意义。
- 刘晓王丽王天舒于淑婷吴会军李玉明尧水红
- 关键词：土壤压实大豆农艺性状根系形态特征
- 优化氮肥用量和基追比例提高红壤性水稻土肥力和双季稻氮素的农学效应被引量：22
- 2017年
- 【目的】优化氮肥用量和基追比例是实现氮肥减施和提高肥料利用率的重要途径。本研究在南方典型双季稻种植区进行定位试验,通过对土壤肥力与氮素农学效益进行综合评价,以期提出适合当地土壤和水稻种植条件的氮肥减施模式。【方法】以南方典型红壤区双季稻种植体系为研究对象,于2014~2015连续进行了4季大田定位试验,设处理:1)不施氮肥(T1);2)当地农民习惯施氮(T2),早稻、晚稻各施N 165和195 kg/hm^2,基肥∶蘖肥∶穗肥比分别为60∶40∶0、40∶30∶30;3)在T2处理基础上减施氮肥20%(T3),即早稻施N 135 kg/hm^2,晚稻施N 165 kg/hm^2,基肥∶蘖肥∶穗肥比均为40∶30∶30,并以20%有机氮代替普通化肥氮。分析了成熟期水稻产量和植物样氮素含量,测定了0—20 cm土壤微生物量碳、氮含量,土壤p H、有机质、全氮、速效钾和有效磷等理化指标,计算了累计氮肥利用率和氮肥农学效率,分别利用内梅罗指数法和灰色关联度法综合评价了土壤肥力效应以及各施肥模式的综合效益。【结果】1)各处理土壤综合肥力指数(IFI)值由高到低为T3>T2>T1;与T2处理相比,优化氮肥用量和基追比例的T3处理IFI值提高2.34%,土壤微生物量碳含量提高了4.37%~25.39%,土壤微生物量氮含量提高了17.85%~29.24%(P<0.05)。2)与T2处理相比,2014–2015年T3处理累计氮肥农学效率显著提高了29.66%(P<0.05),累计氮肥表观利用率显著提高了28.82%(P<0.05);2014年各处理水稻总产量无显著差异,2015年水稻总产量T3处理比T2处理提高了5.26%,两年水稻总产量,T3处理提高了2.38%。3)对土壤养分指标、土壤微生物指标和氮素农学效率指标进行关联度分析,2014~2015年T3处理关联度最大,分别为0.9999和1.0000,在土壤肥力和氮肥农学效应综合评价中最优,表明优化氮肥用量和基追比例能够实现氮肥减施以及肥料利用率的提高。【结论】在当地农民习惯施氮的�
- 张雪凌姜慧敏刘晓郭康莉杨俊诚邓仕槐张建峰
- 连续施用无害化污泥对沙质潮土土壤肥力和微生物学性质的影响被引量：10
- 2017年
- 以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后的城市污泥产物,通过2013~2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥施用量对土壤肥力的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技术依据。设置单施化肥(CK)、CK+污泥15 t·hm^(-2)(CS1)、CK+污泥30 t·hm^(-2)(CS2)和CK+污泥45 t·hm^(-2)(CS3)共4个处理。主要研究结果如下:(1)连续定位试验结果表明,同一施用量污泥处理的土壤p H值随施用时间的增加呈下降趋势;土壤有机质(SOM)和养分含量如全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)随施用时间的增长呈上升趋势;(2)与CK比较,在2015年玉米季施用污泥各处理的土壤p H值显著降低了0.34~0.83个单位(P<0.05),且与污泥施用量呈反比,以高施量污泥45 t·hm^(-2)下降最多;土壤SOM、TN、AP和AK分别显著提高了52.1%~166.9%、77.3%~177.8%、215.7%~486.3%和167.2%~379.0%(P<0.05),且与污泥施用量呈正比,以高施量污泥45 t·hm^(-2)效果最显著;(3)试验所用污泥施用量范围内不会造成土壤和植物籽粒重金属污染,能够保持土壤环境健康;(4)与CK比较,施用污泥各处理土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量均显著提高(P<0.05),且与污泥施用量呈正比,并且季节不同也显著影响土壤MBC、MBN含量(P<0.05);施用污泥能够显著提高土壤MBC/MBN(P<0.05),说明施用污泥能够改变土壤微生物群落组成;(5)施用污泥,尤其是高施量污泥45 t·hm^(-2),在保证土壤和植物籽粒质量安全下,其土壤培肥效果最优。
- 黄林乔俊辉郭康莉冀拯宇刘晓张建峰
- 关键词：城市污泥土壤肥力土壤微生物
- 施用无害化污泥影响土壤碳库组分和碳库管理指数的演变被引量：13
- 2017年
- 以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后符合国家标准且在推荐量范围内的商业化污泥产品,通过2013~2015年田间定位试验,研究无害化污泥施用对沙质潮土土壤碳库组分和碳库管理指数的影响,为无害化污泥资源化利用提供理论和技术依据.结果表明,与不施无害化污泥处理(CK)相比,土壤总有机碳(TOC)、微生物量碳(SMBC)、易氧化有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)施用污泥各处理分别显著增加到了8.40~14.74 g·kg-1、164.45~257.45 mg·kg-1、3.58~4.88 g·kg-1和81.16~101.58 mg·kg-1(P<0.05),其中各活性有机碳组分SMBC、LOC和DOC分别显著提高了84.00%~188.07%,26.26%~58.03%和109.58%~185.39%(P<0.05),其中45 t·hm^(-2)污泥(W3)处理提升效果最明显;施污泥各处理土壤微生物量熵(SMBC/TOC)和易氧化有机碳有效率(LOC/TOC)均有升高趋势,提高范围分别为8.02%~2.77%和13.75%~46.48%,土壤可溶性有机碳有效率(DOC/TOC)施污泥各处理分别显著降低了17.06%~40.94%(P<0.05),并且随污泥施用量的增大,SMBC/TOC、LOC/TOC和DOC/TOC呈下降趋势,说明施用45 t·hm^(-2)污泥增大了土壤中稳定态碳含量,导致其比值降低;施污泥各处理土壤碳库活度(L)和碳库指数(LI)随污泥施用量增大而降低,说明施用45 t·hm^(-2)污泥其土壤稳定态碳含量高,有利于沙质潮土土壤有机碳的积累;施污泥各处理土壤碳库管理指数(CMPI)显著提高了153.45%~195.40%,其中W3处理提升效果最为明显;通过相关性分析及冗余分析得出,用CMPI来表征土壤肥力的变化比用TOC更灵敏、直接,能更好地反映出土壤养分及碳库的动态变化.综上,施用15~45 t·hm^(-2)污泥可以显著提高沙质潮土土壤活性碳库各组分含量和碳库管理指数,尤以施用45 t·hm^(-2)(W3)污泥效果最为显著.
- 刘晓黄林郭康莉张雪凌杨俊诚姜慧敏张建峰
- 关键词：土壤碳库碳库管理指数
