姜慧敏
- 作品数：45 被引量：588H指数：16
- 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：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程化学工程生物学更多>>
- 有机肥和秸秆炭分别替代部分尿素和秸秆降低黑土温室效应的效果被引量：7
- 2018年
- 【目的】农田条件下研究用有机肥替代部分尿素、用秸秆生物炭替代秸秆对黑土有机质提升和温室气体排放的影响,为秸秆有效还田和"固碳减排"提供理论依据。【方法】2013—2015年在东北典型春玉米区进行田间定位试验,所有处理采用相同方法施用同量磷钾化肥,磷肥为磷酸氢二铵(P_5O_2 60 kg/hm^2),钾肥为硫酸钾(K2O 75 kg/hm^2),在施用4 t/hm^2玉米秸秆前提下,设置:1)不施尿素氮(N0);2)尿素氮100%(N 165 kg/hm^2,N1);3)尿素氮60%+有机肥氮20%+缓释氮20%(N2)。另外,处理4)除了用2 t/hm^2玉米秸秆炭替代4 t/hm^2玉米秸秆外,其他与N2一致(N3)。各生育期测定生态系统温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)排放量,收获期测定作物产量和地上部生物量。【结果】N1、N2、N3处理间玉米产量差异不显著。在等氮条件下,N1、N2、N3处理生态系统CO2排放分别为13170、10521、9994 kg/hm^2,N2和N3处理降低CO2排放的效果显著好于N1,N2和N3处理差异不显著(P<0.05),N1、N2、N3处理N2O累积排放分别为6.092、6.597、3.604 kg/hm^2,N3降低N2O累积排放的效果显著好于N1和N2处理;N1、N2、N3处理CH4累积排放分别为0.694、1.652、–2.107 kg/hm^2,N3处理降低CH4累积排放的效果显著好于N1和N2处理。农田系统净碳收支(NECB,除土壤固碳外,作物-土壤系统产生的碳收支,如作物光合、呼吸和产量移出等),N2处理为C 766.5 kg/hm^2,是碳汇,而N1和N3处理是碳源(C-621.3 kg/hm^2和-673.3 kg/hm^2)。当季作物尺度上用NECB估算的土壤固碳效应N1、N2和N3处理分别为C-142.9、176.3、1385.1 kg/hm^2,N3处理土壤固碳效应显著好于N2和N1处理。在化肥生产和运输以及农事操作等投入产生的间接碳排放量方面,化肥氮是农业投入的主要碳源,分别占N1、N2和N3处理农业投入的73%、71%和66%。综合考虑农事操作带来的碳排放,化学品投入带来的碳排放,以及农田系统温室气体排放和土壤固碳的收支,综合净
- 李桂花郭俊娒姜慧敏张建峰
- 关键词：生物炭有机肥黑土
- 秸秆与氮肥不同配比对红壤微生物量碳氮的影响被引量：26
- 2018年
- 【目的】秸秆碳氮比是影响其养分释放和还田利用的主要因素之一。秸秆还田条件下,如何合理施用氮肥是秸秆利用的关键问题。研究玉米秸秆还田配施不同量氮肥后土壤微生物特性的变化,对于指导秸秆还田和培肥土壤有重要意义。【方法】在中国农业科学院衡阳红壤实验站旱地试验田进行尼龙袋大田填埋试验,供试土壤为红壤。尼龙袋装土200 g (以风干土计),共设置6个处理:CK、低量尿素0.157 g (N1)、高量尿素0.939 g(N2)、玉米秸秆9 g (S)、玉米秸秆+低量尿素(SN1)、玉米秸秆+高量尿素(SN2)。S、SN1和SN2处理中混合物的碳氮比分别为53∶1、37∶1、15∶1。填埋后分别于7、14、21、28、49和150 d取样,分析不同碳氮比秸秆还田后土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳和氮(SMBC和SMBN)、微生物熵(SMBC/SOC)及微生物量碳氮比(SMBC/SMBN)等随时间的变化及处理间差异。【结果】SMBC和SMBN均随时间先增加后降低,分别在21 d和14 d达到最大值。还田150 d时与CK相比,秸秆还田各处理SMBC增加了4～5倍,SMBN增加了6～8倍。S、SN1和SN2处理的SMBC 6次取样的平均值分别为1425、1379和1462 mg/kg,约为其他处理的10倍;SMBN分别为172、181和193 mg/kg,约为其他处理的8倍;微生物熵分别为3.57、3.41和3.57,约为其他处理的2.8倍,S、SN1和SN2处理间差异不显著。N1、N2的SMBC/SMBN显著低于S处理。在28 d前,S、SN1和SN2处理间SMBC/SMBN值差异不显著,28 d后S处理显著高于SN1和SN2;150 d时S处理SMBC/SMBN值约为10,SN1和SN2处理约为6。【结论】玉米秸秆还田显著提高了SMBC、SMBN和微生物熵。秸秆还田和氮肥施用均会降低SMBC/SMBN值,且氮肥用量越大比值越低。当秸秆还田时,将碳氮比调整到37∶1不能满足微生物对氮的需求,因此在南方红壤秸秆还田时要补充氮素。
- 马想黄晶赵惠丽徐明岗姜慧敏段英华
- 关键词：秸秆还田氮肥水平土壤微生物生物量
- 镉与苄嘧磺隆复合污染对水稻某些生物学特性的影响被引量：7
- 2007年
- 以粤香占和丰美占两种水稻为指示植物,通过水培试验,研究了重金属元素Cd与除草剂苄嘧磺隆(BensulfuronMethyl,BSM)复合污染对水稻的生物学影响。Cd2+的浓度分别为0、5、10、50、300mg·L-1,BSM的浓度分别为0、0.1、0.2、0.4、0.6、1.0mg·L-1。结果表明,随Cd2+浓度的增加,水稻生物量、叶绿素含量下降,过氧化氢酶活性降低,根系外渗液电导率升高,各处理间差异达极显著(P<0.01),粤香占水稻对Cd的耐受性显著低于丰美占水稻(P<0.05)。0.1和0.2mg·L-1的BSM在一定程度上能够缓解Cd对丰美占水稻的毒害作用,但是当BSM浓度达到0.6mg·L-1以上时,水稻的生物量、叶绿素含量、过氧化氢酶活性又有所下降,BSM对根系外渗液电导率的影响未达显著。用ICP测定水稻地上部和根部Cd含量,分析结果表明,水稻地上部Cd的浓度远低于根部Cd的浓度,且后者是前者的6倍左右。在本实验条件下,当Cd浓度为50和300mg·L-1时,0.1～0.2mg·L-1的BSM会显著降低水稻地上部和根部Cd含量(P<0.01);BSM浓度大于0.4mg·L-1时,水稻根部Cd含量显著上升(P<0.05),而地上部Cd含量无显著差异。这说明,BSM抑制了Cd从根部向地上部的迁移。因此,BSM在低浓度0.1～0.2mg·L-1时,能够缓解Cd对水稻的毒害作用;当BSM浓度达到0.6mg·L-1并有Cd2+复合污染存在时,会对水稻植株产生更严重的影响。
- 吴庆钰杨俊诚张建峰姜慧敏侯彦楠
- 关键词：CD苄嘧磺隆叶绿素过氧化氢酶
- 不同施氮模式对日光温室番茄产量、品质及土壤肥力的影响被引量：39
- 2010年
- 在日光温室栽培条件下,研究了不同施氮模式对番茄产量、品质及土壤肥力的影响。结果表明,与当地习惯施肥模式(N1)相比,分别减施化肥氮26%(N2)、减施化肥氮26%结合调节土壤C/N(N3)、减施化肥氮26%结合调节土壤C/N和采用滴灌(N4)、减施化肥氮45%结合调节土壤C/N和采用滴灌(N5)的集成模式对产量和品质无显著影响;减氮模式下植物吸收的总氮量、氮素利用率和氮肥农学效率均高于习惯施肥模式,其中N5模式的氮素利用率和氮肥农学效率显著高于N1模式(P<0.05),说明减少化肥氮的施用量结合调节土壤C/N和/或滴灌措施能够保证番茄的产量和品质,达到减肥增效的目的。结果还看出,番茄拉秧后0—100 cm土层累积的硝态氮含量低于习惯施肥模式,对0—20 cm表层土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶和蔗糖酶活性的影响不显著;减氮条件下,N3和N5模式土壤细菌/真菌比值高于N1模式。综上研究结果表明,N3和N5两个集成模式具有明显优势。
- 姜慧敏张建峰杨俊诚刘兆辉宋效宗江丽华张相松
- 关键词：番茄日光温室施氮模式土壤肥力
- 苄嘧磺隆对Cd的生物有效性影响的研究被引量：10
- 2006年
- 利用109Cd2+示踪技术,以水稻为指示植物,根据苄嘧磺隆的商业推荐施用量200～400g·hm-2,研究了苄嘧磺隆施用量分别为0、200、300、400和600g·hm-2时,对重金属元素Cd的生物有效性影响。结果表明,水稻植株对109Cd2+的吸收能力较强,但主要分布在根系,占植株总吸收量的92.8%～94.4%。根系中Cd的富集系数(根中Cd的比活度/溶液中Cd的比活度)为0.612～0.813;茎叶中Cd的富集系数(茎叶中Cd的比活度/溶液中Cd的比活度)为0.036～0.054。当苄嘧磺隆施用量为200、300g·hm-2时,水稻对109Cd2+的吸收总量比对照有减少的趋势。当施用量为200、300和400g·hm-2时,根部吸收109Cd2+有逐渐增加的趋势,在施用量为400g·hm-2时,水稻根部吸收109Cd2+的比活度分别与施用200、300g·hm-2相比,有显著增加(P<0.01)趋势,这表明苄嘧磺隆对水稻根系吸收Cd有一定的刺激作用,然而同样的处理在茎叶中增加的趋势没有显著性差异(P<0.01)。当苄嘧磺隆使用量为600g·hm-2时,水稻根系及茎叶吸收109Cd2+的比活度明显降低(P<0.01),主要是因为苄嘧磺隆的降解产物达到一定浓度并与镉可能形成有机金属配合物,从而降低了Cd的生物有效性。试验结果还表明,茎叶吸收的109Cd2+分别比对照和其他处理浓度时的吸收量显著降低了(P<0.05),这是因为有机金属配合物的长距离运输比较困难,使大量的有机金属配合物富集在根系中。
- 杨俊诚张建峰韦东普姜慧敏
- 关键词：苄嘧磺隆CD生物有效性水稻
- 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
- 重金属、磺酰脲类除草剂的植物基因应答及其交互作用
- 2010年
- 土壤污染日益成为威胁人类生存的重要问题,而且正呈现出多元化和复杂化的特点。土壤的重金属污染已被重点研究,大量与金属阳离子吸收、分布和解毒相关的通道蛋白、螯合剂以及伴侣蛋白的编码基因被发现和克隆;而土壤的农药污染,特别是磺酰脲类除草剂类污染研究却还主要集中在生理生化水平上。同时,两者复合污染研究更是鲜有报道,总体还处于探索阶段。本文重点将对现阶段重金属与磺酰脲类除草剂单因素的植物基因应答及其复合污染交互作用的研究进展,在基因类型和作用等方面分别进行综合性分析与阐述,并结合环境污染现状和国际研究前沿提出了今后研究的主要方向。
- 路超姜慧敏张建峰葛才林王泽港杨俊诚
- 关键词：重金属磺酰脲类除草剂复合污染
- 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
- 不同氮肥用量对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响被引量：61
- 2010年
- 在设施栽培条件下,采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究了不同氮肥用量:农民习惯施氮量(N1,尿素,纯氮1000kg·hm-2)、70%农民习惯施氮量(N2,尿素,纯氮700kg·hm-2)、70%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N(N3,尿素,纯氮700kg·hm-2)、50%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N和采用滴灌(N4,尿素,纯氮500kg·hm-2)对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响。结果表明,与农民习惯施用氮肥相比,减施氮肥处理(N2、N3和N4)的番茄产量没有降低,N4处理产量最高,比N1增产9.7%。N2和N4处理氮肥的农学效率和肥料的产投比均显著高于N1处理(P<0.05),其中N4处理最高,为28.9kg·kg-1和12.6,施肥效益最高。不同施氮肥处理间果实Vc含量虽没有显著差异,但N4处理是N1处理的1.2倍。番茄果实的硝酸盐含量随氮肥施用量的增加而增加,两者呈显著的正相关关系(R2=0.8307,P<0.05),N3和N4处理果实硝酸盐含量均显著低于N1处理(P<0.05)。0～100cm土层累积的硝态氮随氮肥施用量的增加而增加,N1处理土层累积的硝态氮含量最高,减施氮肥处理均降低了土壤对硝态氮的累积。土壤硝态氮多累积在0～40cm土层,硝态氮的相对累积量约为50%,这部分残留的氮素可被下季作物吸收利用。果实硝酸盐含量与土壤累积的硝态氮存在显著的相关关系(R2=0.8003,P<0.05),说明土壤硝态氮含量过高能够增加果实对氮素的吸收和积累。在寿光设施蔬菜生产条件下,在农民习惯施氮量基础上减氮30%～50%既可以保证较高产量和较好的果实品质,同时降低土壤中硝态氮累积,从产量、肥料效益和土壤可持续利用角度来看,N4处理更具优势,具有较好应用价值。
- 姜慧敏张建峰杨俊诚宋效宗刘兆辉江丽华
- 关键词：设施蔬菜硝态氮累积
- 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
