科研产出
湖南典型水稻土施用有机肥比例对水稻产量及氮素吸收利用的影响
《农业现代化研究 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：畜禽废弃物作为有机肥源，其替代化肥在提高水稻产量和氮素利用效率方面具有潜力。本研究通过盆栽试验，选取湖南省主要成土母质发育的水稻土，研究在等氮条件下，不同比例的牛粪有机肥(30%、50%、60%、75%、100%)与化肥配施对水稻产量及氮素吸收的影响。结果表明，砂岩风化物、河湖沉积物、板页岩风化物发育的水稻土在牛粪有机肥替代比例为60%、75%、30%时稻谷产量最高，差异具有显著性；花岗岩风化物和砂岩风化物发育的水稻土，施用75%牛粪+化肥的处理显示最高的氮素收获指数；石灰岩风化物水稻土施用60%牛粪+化肥、第四纪红色粘土水稻土施用50%或100%牛粪+化肥时，氮素收获指数最高；板页岩风化物水稻土施用30%牛粪+化肥时，氮素吸收效率最高；花岗岩风化物和河湖沉积物发育的水稻土施用75%牛粪+化肥时，氮素利用效率最高；砂岩风化物、河湖沉积物、板页岩风化物发育水稻土的氮素偏生产力分别在60%、75%、30%牛粪+化肥配施时最高，且差异显著。研究表明，湖南典型成土母质发育的水稻土施用不同比例牛粪有机肥对水稻产量及氮素吸收利用的影响存在差异，因此，稻田中适宜的氮肥有机肥替代比例应考虑土壤成土母质的差异。
关键词： 成土母质 水稻土 牛粪有机肥 水稻产量 氮素吸收利用
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干湿交替作用下水稻土DNRA菌的响应特征
《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为研究不同施肥水稻土DNRA菌群落结构对干湿交替的响应，分析土壤DNRA菌对水分变化的响应特征，以长期定位试验点水稻土为研究对象，设置单施化肥（NPK）、30%有机肥+70%化肥（OM）处理，并以不施肥（CK）为对照，开展不同水分管理条件下（持续湿润、持续淹水、干湿交替）的培养试验。培养23 d后提取土壤DNA，对DNRA功能基因nrf A进行高通量测序。结果表明：培养结束后各处理水稻土DNRA菌群落组成发生了一定变化，在门水平上，干湿交替降低了Pseudomonadota、Verrucomicrobiota和Chloroflexota的相对丰度，提高了Acidobacteriota的相对丰度；持续淹水有利于Chloroflexota相对丰度的提高，但降低了Actinomycetota的相对丰度；持续湿润处理下Actinomycetota的相对丰度较高。群落α多样性分析表明，干湿交替降低了土壤DNRA菌的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数，但持续淹水土壤的Shannon指数和Simpson指数高于持续湿润处理。相同水分管理条件下，不同施肥处理之间水稻土DNRA菌的Shannon指数无显著性差异。主成分分析结果表明，不同水分处理水稻土DNRA菌群落结构差异明显。水稻土DNRA菌群落结构和α多样性响应了水分变化，但α多样性对不同施肥方式的响应不显著，因此推测水分管理对DNRA菌的影响程度大于施肥管理。
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淹水培养下紫云英对紫潮泥锌有效性及形态转化的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：采用90 d的紫云英室内培养试验，探究了石灰性水稻土紫潮泥锌（Zn）有效性及形态转化对不同紫云英添加量的响应。结果表明：添加紫云英促进了紫潮泥中难以被植物吸收利用的矿物残渣态锌（Min-Zn）和氧化锰结合态锌（OxMn-Zn）、潜在有效的碳酸盐结合态锌（Carb-Zn）向易被植物吸收利用的松结有机态锌（Wbo-Zn）和交换态锌（Ex-Zn）转化，从而提高紫潮泥Zn的生物有效性。在整个研究期间，紫潮泥Zn平均转化比率T1处理（添加1.50 t/hm2紫云英）最低（-116.40%）,T2处理（添加2.25 t/hm2紫云英）最高（-19.57%）。到试验结束，添加紫云英处理均提高了紫潮泥Zn转移因子，T2处理最高（1.56%）；降低了Zn分配指数，T2处理最低（96.9%）；表明紫潮泥土壤Zn向有效态组分发生了转化。不同紫云英添加量处理中，紫潮泥Zn有效性和形态转化之间存在差异，2.25 t/hm2紫云英添加量最有利于紫潮泥Zn有效性的提高。研究结果将为以种植紫云英绿肥为手段提高紫潮泥Zn的有效性提供科学依据。
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杂交稻和常规稻对复合污染稻田土壤砷镉提取效果差异研究
《环境科学研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为实现对稻田土壤砷（As）、镉（Cd）污染的同步移除，利用根箱试验，选取代表性杂交稻（HR）和常规稻（CR）品种作为修复材料进行提取.为了评估种植HR和CR对土壤As、Cd的提取效果，以未种植水稻土壤作为对照（CK），利用孔隙水采集器在其全生育期内采集并监测土壤水溶态As、Cd浓度的变化；分别在水稻分蘖期、成熟期采用梯度扩散薄膜技术（diffusive gradients in thin-films,DGT）原位实时测定根际土壤剖面有效态As、Cd浓度；收获时利用分级提取法分析土壤As、Cd赋存形态及总量变化，并分析植株各部位的As、Cd累积量.结果表明：水稻生长能够有效消耗土壤中生物有效态As、Cd，且HR较CR表现出更高效的As、Cd同步富集能力.水稻成熟期，种植HR的土壤中DGT-As（扩散梯度薄膜提取态As）浓度较种植CR和CK处理分别下降69%和71%,DGT-Cd（扩散梯度薄膜提取态Cd）浓度分别降低35%和58%;HR和CR收获后土壤总As含量分别减少8%和1%，总Cd含量分别减少31%和14%;HR对土壤As、Cd的单株去除量分别为CR的1.2和4.5倍；每年种植两季HR对土壤As、Cd的移除率分别为CR的1.2和4.3倍.研究显示，种植HR对As、Cd具有更高效的提取能力，可优先作为修复材料对稻田土壤生物有效态As、Cd进行专性提取减量，为As、Cd复合污染稻田土壤清洁提供了一条有益路径；但还需结合水分优化管理、施加促溶剂等方式形成修复链，进一步提高修复效率，缩短修复年限.
关键词： 杂交稻（HR） 常规稻（CR） 提取 砷（As） 镉（Cd） 水稻土
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长期紫云英还田与化肥配施下水稻土团聚体中铁氧化物的演变规律
《土壤学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：铁氧化物是土壤团聚体重要的胶结物质,其主要存在于土壤黏粒中.为探索紫云英还田并配施化肥下土壤团聚体中铁氧化物的变化规律及其在不同粒级黏粒组分中的富集特点,以湖南省南县长期紫云英还田的水稻土为研究对象,选择单施紫云英(MV)、单施化肥(F100)、紫云英配施全量化肥(MV+F100)和紫云英配施80%化肥(MV+F80)4个处理,通过湿筛和离心分离土壤团聚体(>250、53~250和2~53μm)和黏粒(<2μm),测定不同处理土壤团聚体及其黏粒中铁氧化物的含量,并分析它们与团聚体稳定性的关系.结果表明:(1)与MV和F100相比,紫云英与全量化肥配施增加了>250μm粒级团聚体的含量,降低了53~250μm粒级团聚体含量,团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别提高了8.2%~20.5%和4.1%~8.5%.(2)与MV相比,紫云英与化肥配施显著提高了各粒级团聚体、2~53μm团聚体黏粒和自由态黏粒非晶质铁的含量(12.7%~55.6%,52.4%~54.9%和45.9%~48.6%),降低了>250和53~250μm团聚体非晶质铁的富集率(32.8%~36.8%和17.2%~28.4%).而与F100相比,2~53μm团聚体和团聚体黏粒非晶质铁的含量以及富集率均显著降低(3.5%~21.3%、29.2%~30.4%和10.9%~26.9%).(3)>250μm团聚体含量与团聚体黏粒的非晶质铁含量、铁的活化度呈极显著正相关,与团聚体黏粒的游离铁含量、非晶质铁的富集率呈显著正相关.团聚体的MWD和GMD与>250μm团聚体含量呈极显著正相关,而与<2μm团聚体含量呈极显著负相关.>250、2~53μm团聚体黏粒和自由态黏粒的游离铁是团聚体MWD和GMD最重要的影响因子.紫云英与化肥配施,能够提高团聚体黏粒铁氧化物的含量,促进>250μm团聚体的形成,从而增强团聚体的稳定性.
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镉污染对稻田土壤真菌群落结构及多样性的影响
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究镉胁迫对稻田土壤真菌群落结构及其多样性的影响,为阐释镉胁迫对稻田土壤微生物多样性的影响机制提供科学依据.[方法]以湖南某镉矿周边3个镉污染程度(高、中和低)的稻田土壤为研究对象,采集土壤样品,测定土壤养分含量,利用Illumina MiSeq高通量测序技术探究土壤真菌群落结构,对比分析不同镉污染组土壤真菌群落多样性和群落结构差异.[结果]稻田土壤的真菌α多样性随着镉污染水平升高逐渐降低,高镉组(总镉含量>3.0 mg/kg)α多样性显著低于中镉组(总镉含量0.3~3.0 mg/kg)和低镉组(总镉含量?3.0 mg/kg)(P?0.05,下同),但中镉组和低镉组之间的差异较小.高镉组与中、低镉组土壤样品间真菌群落具有显著差异.在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)在所有样品组中均属优势菌门,相对丰度在51.09%~81.93%.韧伞属(Hypholoma)、篮状菌属(Talaromyces)、Meliniomyces属在高镉组的相对丰度显著高于中镉组和低镉组,可能是潜在的耐镉菌.有机质、pH、碱性氮、有效磷、有效钾、总磷、总镉及有效镉均与土壤真菌群落结构呈极显著正相关(P?0.01).[结论]高浓度镉污染可降低稻田土壤真菌群落α多样性并改变土壤真菌群落结构.pH、碱性氮、有效磷、有效钾、总磷、有机质、总镉及有效镉均与土壤真菌群落结构显著相关,是影响土壤真菌群落结构的主要驱动因子.
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南方典型母质发育水稻土剖面酸化特征研究
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：明确我国南方典型母质发育水稻土的剖面酸化特征及其影响因素，为稻田土壤酸化有效防控及治理提供理论依据。选取湖南长株潭区域不同母质（板页岩、第四纪红土、花岗岩、河流冲积物、砂岩、石灰岩及紫色砂页岩）发育的潴育性水稻土剖面，分别测定耕作层（A）、犁底层（P）、潴育层（W）及母质层（C）各层次的土壤pH，利用A与C层间p H的变化差异来表征表层土壤是否酸化及其酸化程度，并分析A层有机质、阳离子交换量、总氮及颗粒组成，探究影响耕作层土壤酸化的主要因素。结果表明：南方典型母质发育的潴育性水稻土酸化特征表现为：石灰岩剖面土壤的pH最高，达6.39～6.92；其次为河流冲积物（6.24～6.66）及紫色砂页岩土壤（5.90～6.57），均呈微酸性至中性；再次是板页岩土壤（5.91～6.46），呈微酸性；最后依次为第四纪红土（5.45～6.12）、花岗岩（5.47～5.88）及砂岩土壤（5.47～5.85），均呈酸性至微酸性。不同母质发育的潴育性水稻土A与C层土壤p H存在明显差异，均表现出酸化现象，且酸化程度大小依次为：紫色砂页岩、第四纪红土>板页岩、石灰岩、花岗岩>河流冲积物、砂岩。对可能影响表层土壤酸化的土壤理化性质进行逐步线性回归分析发现，土壤阳离子交换量与表层水稻土酸化差值呈显著负相关。总体而言，土壤阳离子交换量是影响不同母质发育的潴育性水稻土表层酸化的主要因素。
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种植年限对稻田土壤pH和养分含量的影响
《湖北农业科学 》 2022 北大核心
摘要：通过田间调查取样和室内分析相结合的方法,以湖南省为例,研究了南方双季稻区不同种植年限稻田耕层土壤(0~20 cm)的pH及养分含量变化特征.结果表明,研究区域土壤pH为5.26~7.77,大部分为弱酸性至中性土壤;土壤有机质含量均达到中上水平,且不同区域之间差异较大,总体上稻田土壤有机质在种植6年达到最低值,而在种植8年出现回升.耕层土壤有机质、全氮、有效磷含量均处于中上水平,而碱解氮、速效钾、有效态铁、锰、铜、锌含量均处于较高水平.土壤pH随着种植年限的增加而下降;土壤有效磷含量均表现出先降低后升高的趋势,土壤有效铁含量在种植1~6年呈上升趋势,而土壤全氮、碱解氮、速效钾以及有效锰、有效铜、有效锌含量均随种植年限的延长无明显变化规律.
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稻田土壤光合细菌群落对镉污染的响应
《环境科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：稻田重金属污染每年造成水稻产量的巨大损失,重金属污染问题日益受到人们的关注.因此,了解不同镉污染水平下水稻土微生态及理化性质的变化具有重要意义.本研究通过16S测序技术探讨稻田土壤光合细菌群落对不同镉污染水平的响应.结果表明,随着镉污染程度升高,pH值、总镉和有效镉含量逐渐降低.高镉组、中镉组和低镉组的土壤α多样性差异较小,富集的光合细菌种群具有显著差异,光合细菌群落之间也均具有显著差异.高镉组光合细菌物种之间有效连接明显多于中镉和低镉组,连接更紧密且密度更高.碱性氮、pH、有效磷、有效钾、总氮、总磷、有机质、总镉和有效镉是影响光合细菌群落的重要因素,与光合细菌群落显著相关,解释了59.90%的光合细菌群落变异,其中有效镉含量与Methylorubrum populi、Methylorubrum extorquens、Methylobacteriumsp. Leaf125和Rhodopseudomonassp. AAP120显著正相关（R> 0.05,P<0.05）.本研究对了解镉污染对稻田土壤特定功能微生物种群的影响具有重要意义.
关键词： 水稻土 镉污染 紫色光合细菌 16S测序 微生物群落分布
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