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毛叶苕子与燕麦混播对作物产量、土壤酶活性和微生物群落的影响
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作者 王宣茗 杨钦忠 +6 位作者 张鹏 赵沛义 任永峰 韩云飞 杜二小 张彪 李树生 《北方农业学报》 2024年第3期88-99,共12页
【目的】探究内蒙古阴山北麓农业旱作区不同比例毛叶苕子与燕麦混播对作物产量、土壤酶活性和土壤微生物群落的影响。【方法】以毛叶苕子和燕麦为试验对象,设置单播毛叶苕子(DB1)、单播燕麦(DB2)、80%毛叶苕子+20%燕麦(HB1)、60%毛叶苕... 【目的】探究内蒙古阴山北麓农业旱作区不同比例毛叶苕子与燕麦混播对作物产量、土壤酶活性和土壤微生物群落的影响。【方法】以毛叶苕子和燕麦为试验对象,设置单播毛叶苕子(DB1)、单播燕麦(DB2)、80%毛叶苕子+20%燕麦(HB1)、60%毛叶苕子+40%燕麦(HB2)、40%毛叶苕子+60%燕麦(HB3)、20%毛叶苕子+80%燕麦(HB3)6个处理,分别在生育前期、生育中期、生育后期采集0~20、20~40 cm土层样品,分析不同混播处理对作物产量和土壤酶活性以及微生物量碳、氮含量的影响;采用高通量测序技术,分析土壤微生物群落多样性和结构的变化。【结果】HB1、HB2、HB3处理较DB1处理毛叶苕子相对籽粒产量提高1%~11%,较DB2处理燕麦相对籽粒产量提高3%~25%。0~20 cm土层下生育中期,与DB1和DB2处理相比,HB2处理土壤过氧化氢酶活性显著提高9.65%和11.55%(P<0.05)、蔗糖酶活性显著提高11.47%和15.44%(P<0.05),HB1处理脲酶活性提高8.07%和19.41%(P<0.05);HB2处理微生物量碳含量、HB1处理微生物量氮含量均最高,分别为95.79、21.02 mg/kg。与DB2处理相比,HB2处理土壤细菌OTU指数显著增加15.79%(P<0.05)、Shannon指数增加5.41%;与DB1处理相比,HB2处理真菌OTU指数增加33.58%(P<0.05)、Shannon指数增加36.50%、Chao1指数增加6.56%。在门水平上,HB2处理提高了变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、被孢菌门(Mortierellomycota)的相对丰度,同时降低了放线菌门(Actinobacteriota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度。【结论】60%毛叶苕子+40%燕麦混播处理为内蒙古阴山北麓农业旱作区较适宜的混播比例,该处理下作物籽粒产量最高,土壤酶活性与微生物量碳、氮含量较高,土壤细菌和真菌多样性、丰富度与有益菌门的相对丰度均有所提高。 展开更多
关键词 毛叶苕子 燕麦 混播 作物产量 土壤酶活性 微生物群落
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鸟粪石基载镁生物炭对干湿交替灌溉水稻产量与品质的影响 被引量:2
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作者 李妍琦 吴奇 +3 位作者 宫福征 官玉 王宣茗 迟道才 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期91-103,共13页
鸟粪石(MgNH4PO_(4)·6H2O)普遍存在于镁改性生物炭对废水氮磷去除后的回收产物中,其可以作为缓释肥料使用。为探究鸟粪石基载镁生物炭(struvite-based magnesium modified biochar,MAP-BC)在农田中的应用效果以及对不同灌溉和施肥... 鸟粪石(MgNH4PO_(4)·6H2O)普遍存在于镁改性生物炭对废水氮磷去除后的回收产物中,其可以作为缓释肥料使用。为探究鸟粪石基载镁生物炭(struvite-based magnesium modified biochar,MAP-BC)在农田中的应用效果以及对不同灌溉和施肥模式的适用性,该研究依托大田试验,以东研18号(粳稻)为供试材料,设置常规淹灌(ICF)、干湿交替(IAWD)2种灌溉模式,以及常规施肥(conventional fertilization,N_(1)B_(0))、常规施肥+5 t/hm^(2)MAP-BC(conventional fertilization+5 t/hm^(2)MAP-BC,N_(1)B_(1))、常规施肥+10 t/hm^(2)MAP-BC(conventional fertilization+10 t/hm^(2)MAP-BC,N_(1)B_(2))、减施氮磷肥25%+5 t/hm^(2)MAP-BC(25%less nitrogen and phosphate fertilizer+5 t/hm^(2)MAP-BC,N_(3/4)B_(1))和减施氮磷肥25%+10 t/hm^(2)MAP-BC(25%less nitrogen and phosphate fertilizer+10 t/hm^(2)MAP-BC,N_(3/4)B_(2))5种施肥模式。结果表明:与ICF相比,IAWD显著提高了乳熟期叶片叶绿素含量,并显著降低了2021年无效分蘖数(P<0.05);MAP-BC不仅能够高效弥补减施氮磷肥对水稻叶绿素含量的不利影响,还具有一定的超补偿效果;MAPBC中高纯度的鸟粪石组分通过缓释氮磷素,保障了对植株氮磷养分的长期供应。与N_(1)B_(0)相比,N_(3/4)B_(2)不仅可以满足水稻生长后期对氮磷养分的需求,还使穗部吸氮量和吸磷量分别显著增加(P<0.05)4.77%~7.06%和4.26%~12.69%;与N_(1)B_(0)相比,施加10 t/hm^(2)MAP-BC使2a的最高分蘖数和最终分蘖数分别显著增加(P<0.05)6.75%~9.64%和13.16%~16.88%;2 a试验中,在IAWD模式下,与N_(1)B_(0)相比,N_(1)B_(1)和N_(1)B_(2)的产量分别显著提高(P<0.05)了7.66%~8.43%和11.49%~12.64%,并且10 t/hm^(2)的MAP-BC可以弥补减施25%氮磷肥对产量造成的不利影响;IAWD模式下N_(3/4)B_(1)和N_(3/4)B_(2)可以显著降低消减值、垩白粒率和垩白度,显著提高崩解值,从而显著改善(P<0.05)水稻外观品质与食味值;此外,N_(1)B_(1)和N_(1)B_(2)较N_(1)B_(0)处理显著提高(P<0.05)稻米蛋白含量2.66%和5.79%,表明施用MAP-BC有助于改善稻米的营养品质。因此,在IAWD模式下减施氮磷肥25%配施10 t/hm^(2)MAP-BC可在节水条件下实现减施氮磷肥、增产、提质,从而为水稻绿色高效生产提供理论依据。 展开更多
关键词 灌溉 肥料 水稻 鸟粪石基载镁生物炭 叶绿素 氮磷吸收 产量 品质
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壳聚糖-生物炭对典型抗生素在单一和复合溶液中的吸附行为与机理
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作者 苏旭 王宣茗 +6 位作者 王思宇 葛紫怡 文中华 王江南 袁鹤翀 杨雯 孟军 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2080-2092,共13页
本研究选择壳聚糖作为改性剂对水稻秸秆生物炭进行改性,通过批量吸附试验探究了原始生物炭(BC)和壳聚糖-生物炭复合材料(CHBC)对溶液中单一或复合存在的典型抗生素四环素(TC)或磺胺甲噁唑(SMX)的吸附性能,并结合多种表征技术探究其对抗... 本研究选择壳聚糖作为改性剂对水稻秸秆生物炭进行改性,通过批量吸附试验探究了原始生物炭(BC)和壳聚糖-生物炭复合材料(CHBC)对溶液中单一或复合存在的典型抗生素四环素(TC)或磺胺甲噁唑(SMX)的吸附性能,并结合多种表征技术探究其对抗生素的吸附机理。结果表明:壳聚糖增加了生物炭表面氨基(-NH_(2))、羟基(-OH)和羧基(-COOH)等活性官能团,显著提升了生物炭对抗生素的吸附能力,其中CH_(1)BC(即壳聚糖与生物炭初始质量比为1∶1)展现出最佳的吸附性能,它对TC和SMX的最大吸附量较BC提升了2.63倍和3.74倍。随着溶液pH的增加,生物炭对抗生素的吸附量逐渐下降,这是由于随pH增加,生物炭和抗生素表面负电荷增多,使它们之间的静电排斥作用增大所导致的。此外,随着溶液温度的升高,生物炭对抗生素的吸附量也增加,热力学分析表明CH_(1)BC吸附抗生素的过程是自发吸热易发生的。生物炭对抗生素复合溶液的吸附试验结果表明,BC和CH_(1)BC对复合溶液中TC与SMX的吸附量较单一溶液中有所下降,其中,TC的吸附量下降较少,而SMX的吸附量下降尤为显著,说明TC与SMX在生物炭上的吸附存在竞争关系,且TC的吸附优先级更高,这主要是TC与SMX自身的分子结构、pKa和溶解性不同造成的。通过对吸附后的生物炭再次表征证明了氢键作用和π-π作用是壳聚糖生物炭吸附抗生素的主要机理。 展开更多
关键词 生物炭改性 抗生素吸附 多元溶液 废水治理
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不同施肥处理对谷子光合特性及产量的影响
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作者 张彪 赵沛义 +6 位作者 任永峰 张鹏 高宏艳 韩云飞 杜二小 罗素菊 王宣茗 《北方农业学报》 2022年第5期34-40,共7页
【目的】通过对谷子灌浆期光合特性日变化的研究,寻找最优施肥处理,为推动内蒙古鄂尔多斯市小杂粮生产和产业发展提供参考。【方法】试验地位于准格尔旗沙圪堵镇,选用金苗K1为试验品种,设置施用磷钾化肥(PK,空白)、氮磷钾化肥(NPK,对照... 【目的】通过对谷子灌浆期光合特性日变化的研究,寻找最优施肥处理,为推动内蒙古鄂尔多斯市小杂粮生产和产业发展提供参考。【方法】试验地位于准格尔旗沙圪堵镇,选用金苗K1为试验品种,设置施用磷钾化肥(PK,空白)、氮磷钾化肥(NPK,对照)、羊粪替代总施氮量20%(N+SM)、生物有机肥替代总施氮量20%(N+BM)、缓释复合肥替代总施氮量20%(N+HM)5个施肥处理,采用膜侧播种方式,分析谷子叶面积和灌浆期光合特性日变化及产量的差异。【结果】N+BM处理金苗K1叶面积在拔节期后均高于其他处理;不同处理净光合速率日变化均呈双峰曲线变化规律,存在光合午休现象,N+BM处理净光合速率最高,为17.5μmol/(m^(2)·s);各处理蒸腾速率最高值均出现在12:00—14:00;胞间CO_(2)浓度日变化呈“V”字形变化趋势,N+BM处理胞间CO_(2)浓度最低,为39.2 mmol/(m^(2)·s);各处理气孔导度和净光合速率变化趋势相同,最低值均出现在12:00—14:00,在12:00时N+BM处理气孔导度比NPK处理低33.3%。净光合速率与蒸腾速率存在显著正相关关系,与气孔导度存在极显著正相关关系。N+BM处理籽粒产量达到了5122 kg/hm^(2),较NPK处理提高16.2%。【结论】生物有机肥替代总施氮量20%可以提高谷子后期光合能力和干物质积累能力,增加产量,是鄂尔多斯市适宜的施肥方式。 展开更多
关键词 谷子 光合指标 日变化 施肥处理 产量
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生物炭陈化对玉米产量及土壤水肥的影响 被引量:6
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作者 王宣茗 王丽学 +3 位作者 苏旭 祝晓妍 姜展博 高欢 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1570-1579,共10页
为探究生物炭陈化对农田土壤水肥的作用效果,设置2种陈化时间的生物炭Y_(1)、Y_(5)(新施入土壤的生物炭、田间自然陈化第5年的生物炭)和3个生物炭施用量C_(0)、C_(6)和C_(12)(0、6和12 t·hm^(-2))的田间双因素随机区组试验,研究生... 为探究生物炭陈化对农田土壤水肥的作用效果,设置2种陈化时间的生物炭Y_(1)、Y_(5)(新施入土壤的生物炭、田间自然陈化第5年的生物炭)和3个生物炭施用量C_(0)、C_(6)和C_(12)(0、6和12 t·hm^(-2))的田间双因素随机区组试验,研究生物炭陈化对玉米产量、不同土层含水率和土壤肥力的影响。结果表明:相同施炭量下,陈化第5年的生物炭较新鲜生物炭对玉米产量及土壤水肥效应所表现出的正向效应均降低。Y_(1)C_(12)处理玉米产量提升最高(28.3%),Y_(5)C_(6)处理玉米产量提升最低(6.9%);相同施炭量下,陈化第5年生物炭的玉米增产效应小于新鲜生物炭。除Y_(5)C_(6)处理外,其余生物炭处理与Y_(1)C_(0)(Y_(5)C_(0))处理相比均显著提高了玉米的水分利用效率(P<0.05),提升幅度为5.4%~16.7%。施用生物炭对土壤含水率的影响主要集中在表层土壤,陈化生物炭处理的土壤含水率较新鲜生物炭处理的土壤含水率显著降低,5年低量生物炭Y_(5)C_(6)处理下的土壤含水率与Y_(1)C_(0)(Y_(5)C_(0))处理无显著差异。施用生物炭显著增加了土壤硝态氮、铵态氮、碱解氮、全氮、有效磷、速效钾含量,进而提升土壤综合肥力,但陈化第5年的生物炭对土壤养分提升效果低于新鲜生物炭,各处理土壤综合肥力表现为Y_(1)C_(12)>Y_(5)C_(12)>Y_(1)C_(6)>Y_(5)C_(6)>Y_(1)C_(0)(Y_(5)C_(0))。本研究结果可为合理利用生物炭提供科学依据。 展开更多
关键词 生物炭陈化 土壤含水率 水分利用效率 土壤综合肥力
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