实验方案模板Word格式.docx
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a)不同施肥对土壤营养物质的转化情况和土壤肥力状况(土壤酶活,有机质和氮磷钾等);
b)不同施肥对土壤呼吸,土壤温室气体排放的影响(CO2,N2O,CH4);
c)施肥土壤中的抗生素残留及抗性基因污染情况;
d)不同施肥对土壤重金属的影响。
(4)畜禽粪便对土壤微生物的影响:
a)畜禽粪便施用后农田土壤多样性与结构的变化;
b)抗生素抗性细菌和抗性基因的变化;
c)根据施肥土壤中nifH基因,AOB和AOA的丰度估算粪肥对土壤N循环的影响;
d)通过cbbM,oorA等基因的丰度估算粪肥对微生物固碳作用的影响。
三、实验设计
试验采用蔬菜土壤,每块样地大小为2m×
3m,共计22块样地,132平方米,可根据现场情况调节,具体安排见表1。
样地之间设计阻隔,
为防止各试验田小区互相渗透,田埂筑高为350mm,并用mm的HDPF防渗膜包裹,交接处焊接,防渗膜埋深m。
生菜株行距适宜为20cm。
表格1粪肥施用量表
粪肥
平行样地(2m×
3m)
施肥量(kg/m2)
共计(kg)
有机肥
1
3
324
2
4
6
5
7
9
8
猪粪
鸡粪
108
对照组
共计
22
117
756
设计思路:
(1)不同粪肥施用对农田土壤生态环境的影响:
每种土壤设置4个处理:
对照、鸡粪、猪粪、有机肥,3次重复;
粪肥施用浓度为3kg/m-2,粪肥全部作为底肥一次性施入.
(2)不同粪肥浓度梯度对农田土壤生态系统的影响:
有机肥和猪粪土壤分别设置3个浓度梯度:
3kg/m2、6kg/m2、9kg/m2,3次重复,粪肥全部作为底肥一次性施入。
四、样品采集
(1)土壤样品采集
使用无菌不锈钢土钻以五点取样法采集500g土壤样品,每个样品分成三部分,其中一部分土样,去除石砾、蚯蚓和植物残体等杂物,然后立即测定土壤含水率;
一部分置于室内自然风干,研磨后,分别过10目和100目筛,置于4℃冰箱冷藏,用于测定土壤理化性质;
一部分使用无菌袋密封,存放于-20℃冰箱冷冻保存,用于微生物量碳、酶活性和微生物多样性测试。
(2)植物样品采集
生菜用蒸馏水冲洗后分为两部分(根和叶),然后后用无菌滤纸擦干。
用新鲜的叶和根提取植物内生菌。
冷冻干燥生菜样品被用来测抗生素含量。
取3-5株植株,用去离子水洗净晾干,称其鲜重,称量结束后,带回实验室105度杀青,80度烘干至恒重称其干重。
在生菜采收期间阶段性的随机取5株为样品测定,称量其重量,以此估测每个样地产量。
五、指标测量
表格2测量指标与便携式仪器
测量方式
指标
便携式测量仪器
土壤指标
现场测量
pH,电导率、温度、含水率、土壤呼吸速率、土壤中N2O、CH4浓度等
(1)LI-8100A土壤碳通量自动测量系统
(2)WET-2土壤水分温度电导率速测仪
(3)便携式痕量N2O/CH4土壤通量测定系统(N2OM1-919)
非现场测量
土壤容重、土壤酶活(过氧化氢酶、土壤蛋白酶和土壤脲酶等)、阳离子交换量,有机质、有机碳、氨氮、硝酸盐氮、全氮、全磷、全钾、氨氮、速效氮磷钾、抗生素和重金属等
植物指标
根长、株高、叶片数、叶面积、鲜重、叶绿素荧光(SPAD值)、光合和蒸腾作用
(4)LI-6400XT便携式光合作用测量系统
(5)FluorPenFP110手持式叶绿素荧光仪
干重、植株内重金属及抗生素含量,植物内生菌及抗性基因的丰度等
微生物指标
土壤微生物量碳,土壤微生物结构与功能,抗性基因丰度,nifH基因,AOB和AOA的丰度,cbbM,oorA等基因的丰度等
现可用便携式设备:
(1)LI-8100A土壤碳通量自动测量系统:
能够快速自动测量土壤CO2通量
(2)WET-2土壤水分温度电导率速测仪:
可在野外快速测量土壤的水分、温度、电导率三个重要参数
(3)便携式痕量N2O/CH4土壤通量测定系统(N2OM1-919):
可高精度、快速、在线测量土壤中氧化亚氮、甲烷、水汽浓度,可用于开展各类生态系统碳循环及温室气体排放等相关研究
(4)LI-6400XT便携式光合作用测量系统:
可用于测量植物叶片光合作用和蒸腾作用
(5)FluorPenFP110手持式叶绿素荧光仪:
可在实验室、温室或野外快速测量植物光合活性
测量细则:
(1)鲜重:
随机取出3-5株叶片和根系完整的生菜样品,用去离子水洗净晾干,测定生菜(地上和地下部)鲜重
(2)干重:
随机取3-5株植株叶片和根系完整的生菜样品,然后将生菜置于105℃烘箱中杀青1h后,80℃下放置72h,烘干至恒重,测定生菜地上和地下部干重。
(3)株高:
随机取出10株生菜样品,从植株基部至主茎顶部即主茎生长点之间的距离,测量时将尺子挨着地面量到苗顶最高位置,读数即为株高。
(4)容重:
rs=g*100/v*(100+W)
式中:
rs——土壤容重(g/cm3);
G——环刀内湿样重(g);
V——环刀容积(cm3);
W——样品含水量(%)
六、采样时间安排
第一次采样:
生菜种植第0天;
第二次采样:
生菜种植第15天;
第三次采样:
生菜种植第30天;
第四次采样:
生菜种植第45天;
第二阶段(6~8月,生菜种植)
研究不同浓度生物炭添加对不同粪肥(鸡粪、猪粪和有机肥)施用农田土壤生态系统的影响。
(1)生物炭制备的研究
(2)生物炭施用对农作物的影响.a)植物生理生态指标(叶绿素荧光,光合作用);
b)生物炭对作物抗生素富集的影响;
c)生物炭对植物内生菌的影响。
(2)生物炭对农田土壤的影响。
a)生物炭添加对土壤营养物质的转化情况和土壤肥力状况(土壤酶活,有机质和氮磷钾等);
b)生物炭添加对土壤呼吸,土壤温室气体排放的影响(CO2,N2O,CH4);
c)生物炭添加土壤中的抗生素残留及抗性基因污染情况;
d)生物炭添加对土壤重金属的影响。
(3)生物炭添加对土壤微生物的影响。
a)生物炭添加后农田土壤多样性与结构的变化;
b)生物炭添加后抗生素抗性细菌和抗性基因的变化;
c)根据施肥土壤中nifH基因,AOB和AOA的丰度估算生物炭添加对土壤N循环的影响;
d)通过cbbM,oorA等基因的丰度估算生物炭添加微生物固碳的影响。
3m,共计27块样地,162平方米,可根据现场情况调节,具体安排见表3。
样地之间设计阻隔,为防止各试验田小区互相渗透,田埂筑高为350mm,并用mm的HDPF防渗膜包裹,交接处焊接,防渗膜埋深m。
平行样地
(2)
生物炭添加(kg/m2)
粪肥共计(kg)
生物炭共计(kg)
162
27
648
四、样品采集(同上)
五、测量指标(同上)
六、时间安排(同上)
第三阶段(6~11月,水稻种植)
研究不同粪肥(鸡粪、猪粪和有机肥)不同浓度施用对水田农田土壤生态系统的影响。
二、研究内容(同第一阶段)
三、实验设计(表1)
四、采样安排(同上)
(1)此外,可增加施肥方式对照,
(1)作为底肥一次性施加;
(2)以基肥和分蘖肥分两次施用;
(3)以基肥、分蘖肥、拔节肥三次施用。
(2)多数文献中基肥:
分蘖肥:
拔节肥的比例为4:
3:
3或4:
4:
2。
而分两次施用时(基肥:
拔节肥)则多以4:
6为主。
五、测量指标(同上)
六、时间安排
分蘖期1-20d,
拔节期20-40d,
齐穗期40-66d,
灌浆期66-78d