不同利用方式对紫色水稻土微生物量碳的影响

通过研究西南大学试验农场包括不同的耕作、轮作和施肥的综合利用方式对经14年28茬的中性紫色水稻土壤微生物量碳的差异,探究利用方式对紫色水稻土生物活性的影响。结果表明:耕层土壤微生物量碳主要介于200～600mg/kg,除垄作耕翻(稻油)处理外,基本随深度增加而降低。长期垄作免耕并实行稻油轮作的利用方式使其土壤微生物量碳在0～10cm土层与其他利用方式相比明显增加,并且差异显著;而水旱轮作(稻油)的利用方式不利于增加微生物量碳,说明微生物量碳可用作利用方式影响紫色水稻土土壤质量变化的生物学评价指标。从提高土壤生物活性与有机碳含量的角度来看,垄作免耕(稻油)的利用方式最适合于紫色水稻土。     

保护性耕作对四川紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量与分布的影响

通过18年田间定位试验,研究了保护性耕作对四川盆地紫色水稻土团聚体组成和有机碳含量的影响。结果表明:保护性耕作影响紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量,土壤有机碳含量随着深度增加而降低。各种耕作处理的不同土层均以0.02~0.25 mm团聚体所占的比例最大;垄作免耕和畦作免耕土壤表层(0~10 cm)>0.25 mm的团聚体占比增加,尤其畦作免耕表现得更加明显;垄作免耕使表层(0~20 cm)中各粒径团聚体中有机碳含量显著增加,0.25~2 mm团聚体占比与土壤有机碳含量呈显著线性正相关;长期保护性耕作导致有机碳在土壤剖面的层次分异以及土壤表层大团聚体的相对富集。通过研究保护性耕作对紫色水稻土剖面团聚体有机碳分布的影响,有利于揭示农业管理措施对土壤碳库变化的影响。     

垄作覆盖下小麦、玉米产量、土壤碳素转化及水分研究

研究了旱地小麦、玉米一年两熟制下垄作覆盖对土壤溶解性有机碳和微生物量碳含量、水分及作物产量的影响。在洛阳市农林科学院内防渗精确水分池内,设置垄作覆盖、秸秆覆盖、传统耕作(对照)3个处理,结果表明,(1)垄作覆盖下作物增产显著,小麦较对照增产11.05%,玉米增产32.40%;小麦水分利用效率提高0.36 kg/(mm.hm2),玉米水分利用效率提高2.72kg/(mm.hm2)。(2)垄作覆盖提高了0～200cm土壤含水量,为小麦、玉米生长提供充足的水分。(3)垄作覆盖下0～5cm、5～10cm土层溶解性有机碳含量,小麦田分别较对照增加了39.7mg/kg、27.5mg/kg,玉米田分别较对照增加了52.1%、61.2%。(4)垄作覆盖下微生物量碳含量:小麦田0～5、5～10、10～20cm土层分别较对照增加了120.7mg/kg、158.6mg/kg和132.2mg/kg;耕层微生物量碳平均含量较对照高94.1%;玉米田0～5cm、5～10cm土层分别较对照高167.2mg/kg、78.2mg/kg,10～20cm与对照比差异不明显。垄作覆盖技术既可提高0～200cm土壤含水量和水分利用效率,又可显著提高0～5cm溶解性有机碳和微生物量碳含量,利于小麦、玉米高产稳产。     

垄作免耕对稻田土壤有机碳活性组分和δ13C的影响

【目的】阐明垄作免耕对稻田土壤有机碳活性组分和δ13C的影响,为揭示垄作免耕下稻田土壤累积、转化的特殊性提供科学参考。【方法】依托稻田免耕长期定位试验,对比分析常规平作（中稻）、垄作免耕（中稻）、水旱轮作（中稻-油菜,稻油）和垄作免耕轮作（中稻-油菜,稻油）等4种耕作处理对不同深度（0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm和40—60 cm）土层中总有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳和δ13C等指标的影响。【结果】垄作免耕轮作（稻油）中,20—40 cm土层的总有机碳含量显著高于其它处理,各深度土层中颗粒有机碳含量和分配比例均高于其它耕作处理,10—20 cm和20—40 cm土层的易氧化有机碳含量显著高于其它耕作处理（P＜0.05）。水旱轮作（稻油）中,各土层的总有机碳含量、颗粒有机碳含量和易氧化有机碳含量均低于其它耕作处理。不同处理中,土壤碳库管理指数的最高值和最低值分别出现在垄作免耕轮作（稻油）的20—40 cm土层和水旱轮作（稻油）的40—60 cm土层,垄作免耕轮作（稻油）的10—20 cm 和20—40 cm土层碳库管理指数显著高于其它处理（P＜0.05）。相比其它处理,垄作免耕轮作（稻油）的土壤有机碳δ13C值在0—40 cm深度范围的各土层中差异不大,到40—60 cm土层才出现显著升高。【结论】相比其它耕作处理,长期（20年）垄作免耕轮作（稻油）稻田20—40 cm土层中增碳优势突出,该耕作处理有利于稻田中土壤颗粒有机碳的形成和累积,对20—40 cm土层中活性碳库的稳定和保护作用明显优于其它耕作处理;有大量活性高、降解程度低的有机碳在垄作免耕轮作（稻油）的20—40 cm土层中累积。     

杭州湾南岸滨海围垦区耕层土壤有机碳的变异特征及影响因素分析

研究农田土壤耕层有机碳库的变异特征及影响因素,有助于理解耕层土壤碳库变化,并采取合理的种植管理方式来减少土壤碳排放,减缓全球变暖。本文通过对杭州湾南岸滨海围垦区农田土壤有机碳含量及其空间变异的研究,揭示在不同围垦年限、土壤类型演变及典型种植模式条件下,滨海围垦区土壤耕层有机碳库的变异规律。2007—2009年,共调查采集了浙江省慈溪和余姚2市北部滨海围垦区域内耕层(0~20cm)代表土样2 353个。利用随机森林(Random forest)方法和GIS空间插值算法,分别计算各因子之间的重要性和土壤有机碳空间变异。围垦区内耕层土壤有机碳平均值9.78g/kg,变化范围在1.04~38.22g/kg之间,属中等强度变异。在不同种植模式或土壤类型下,土壤有机碳含量差异均有统计学意义(P0.05).其中,种植模式"稻-稻"及土壤类型为在水稻土条件下的土壤有机碳含量较高,其平均含量分别达到了18.13g/kg和21.42g/kg;而在"菜-菜""果园"种植模式与在滨海盐土、潮土条件下耕层土壤有机碳较为接近(介于8.30~9.48g/kg之间)。在不同围垦年限下,有机碳平均含量在7.14~10.96g/kg之间;除1724—1918年外,在其他围垦年限下耕层土壤有机碳差异均无统计学意义(P0.05);而在相同围垦年限条件下,不同土壤类型之间有机碳差异有统计学意义(P0.05),不同种植模式的"稻-稻"与"菜-菜","稻-稻"与"果园"之间有机碳差异均有统计学意义(P0.05)。种植模式对土壤有机碳的变异具有较高解释能力(22.87%),其次是土壤类型(8.68%)和围垦年限(4.12%),并且土壤类型与围垦年限之间存在高度关联性(r=0.64,P0.001)。研究区内耕层土壤有机碳含量在空间变异上呈现中北部较低,西北和东南部较高的特征,并与种植模式的分布差异基本一致,种植模式对耕层土壤有机碳的变异影响最大,其次是土壤类型变化,而围垦年限的影响较小。     

喀斯特小流域不同土地利用方式土壤活性碳组分的变化特征

以贵州普定县陈家寨小流域为对象,探讨5种不同土地利用方式0~20 cm土层各活性有机碳组分的差异特征及其与土壤总有机碳间的关系。结果表明:贵州陈家寨喀斯特小流域0~20 cm土层土壤总有机碳含量为42.03(±25.08)g/kg,其中灌木林地有机碳含量最高为77.44(±28.38)g/kg,是耕地有机碳含量的3.5倍;土壤水溶性有机碳的含量表现为灌木林地荒草地人工林果园耕地,游离活性有机碳的含量表现为灌木林地人工林荒草地果园耕地,易氧化有机碳的含量表现为灌木林地人工林荒草地耕地果园;土壤总有机碳含量与各活性碳组分间均有显著相关关系,其中与游离活性有机碳的相关系数最高。不同土地利用方式下土壤有机碳含量不同,各活性有机碳组分既有相同之处,又存在差异,说明土壤活性有机碳的复杂性,因此不同活性有机碳的表征指标无论数值还是变化趋势不能直接比较。     

湘中烟稻轮作区2种水稻土团聚体稳定性及有机碳组分比较研究

选择湘中烟稻轮作区2种典型水稻土,比较分析了土壤团聚体分布及其稳定性、有机碳组分及其相关关系,旨在揭示烟稻轮作的2种土壤团聚体稳定性的差异及有机碳的影响。结果表明：红壤性水稻土(RPS)>0.25 mm大团聚体含量、团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于紫色水稻土(PPS),分形维数(D)则较小,因此烟稻轮作的红壤性水稻结构及团聚体稳定性显著好于PPS;RPS总有机碳(TOC)及颗粒有机碳(POC)含量均显著高于PPS,而易氧化有机碳(EOC)含量变化不明显;RPS和PPS的MWD及GMD均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系,D则与前者呈显著负相关;>0.25 mm团聚体含量虽均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系,但RPS有机碳对>0.25 mm团聚体影响大于PPS,且2种土壤的POC对>0.25 mm团聚体的影响均大于EOC。在培育烟稻轮作的RPS和PPS团聚体和改善其结构中,需提高土壤有机碳及活性有机碳组分含量。     

保护性耕作对土壤有机碳含量的影响

为了探讨土壤有机碳对不同耕作措施的响应,进行长期田间定位试验,研究了采用秸秆还田免耕(NTS)、秸秆还田翻耕(TS)、免耕(NT)及常规翻耕(T)4种措施下春小麦-豌豆轮作后土壤有机碳含量的变化,测定了0～5.0 cm、5.1～10.0 cm、10.1～30.0 cm土层中总有机碳含量、腐殖质碳含量和热水溶性有机碳含量。结果表明:轮作10年后,与T处理相比,NTS、TS和NT处理的0～30 cm土层中土壤总有机碳含量、腐殖质碳含量和热水溶性有机碳含量均有不同程度的提高。土壤总有机碳含量、热水溶性有机碳含量及NTS和NT处理下腐殖质碳含量均随土层深度的增加而减少;TS和T处理下,5.1～10.0 cm土层中腐殖质碳含量最高,0～5.0 cm土层中腐殖质碳含量最低。10.1～30.0 cm土层中,TS处理的腐殖质碳含量大于NTS处理。表明秸秆覆盖和免耕均有利于土壤总有机碳、腐殖质碳和热水溶性有机碳的积累。     

施猪粪对水稻土有机碳剖面分布的影响

基于持续10 a的浙江省平湖地区水稻土长期定位试验,研究了长期施肥下水稻土剖面总有机碳（TOC）,各粒级有机碳和热水溶性有机碳（HWOC）分布特征,阐明施猪粪影响下土壤有机碳的积累和演化规律。结果表明:①在0～45 cm土层,施猪粪地块土壤总有机碳显著高于对照,且随土层深度的增加,施有机肥使土壤有机碳质量分数提高的幅度越大;②总有机碳和砂粒碳、粉粒碳之间呈显著的正相关性关系（P＜0.05）,且受土壤粉粒和黏粒对有机碳物理保护容量控制,0～45 cm土层土壤有机碳以砂粒碳为主,45～85 cm土层则以粉粒碳和黏粒碳为主;③施猪粪可提高土壤热水溶性有机碳。图2表4参28     

川东平行岭谷区典型县农田土壤碳库演变特征

选取川东平行岭谷区典型县域垫江县为研究区,依据第二次土壤普查数据(1980年)和2007年的测土配方施 肥项目监测数据,考察了该区域农田耕层土壤碳库现状与演变特征.结果表明,垫江县境内,紫色土和水稻土是最 重要的农田耕层碳库,其中红棕紫泥土、灰棕紫泥土、红棕紫色水稻土和灰棕紫色水稻土是面积分布最广、耕层碳 储量最高的4个土属,其耕层碳储量之和占全县耕层有机碳总储量的68.34%;对于绝大部分土属来说,水耕稻作 在促进其耕层土壤碳累积方面要明显优于旱作.1980-2007年期间,长期人为扰动对垫江县农田耕层有机碳累积 的影响是正面的,全县农田耕层土壤一直发挥着“碳汇”效应;近30年来,全县农田耕层碳储量的增加主要得益于 紫色土耕层碳储量的提高,而耕层土壤有机碳亏损则主要出现在灰棕紫色水稻土中,有效减少其耕层有机碳亏损 是提高全县耕层碳储量的一个重要切入点.目前,垫江县农田耕层仍具有巨大的增碳潜力,主要存在于紫色土和水 稻土中;就土属而言,灰棕紫泥土、红棕紫泥土、灰棕紫色水稻土、红棕紫色水稻土等4个土属的耕层增碳潜力较 高,是垫江县农田管理调查与增碳策略实施的重点.     

土地利用对亚热带红壤区典型景观单元土壤溶解有机碳含量的影响

 【目的】在亚热带典型景观尺度上系统分析土地利用方式对土壤溶解有机碳（DOC）含量的影响。【方法】分别以广西肯福和湖南盘塘作为亚热带红壤低山与红壤丘陵典型景观单元,对两个景观单元进行密集采样（0～20 cm）分析。【结果】红壤低山和红壤丘陵景观单元土壤DOC的平均含量分别为（159.2±75.8） mg•kg-1和（90.035.4） mg•kg-1,其中低含量样本均以稻田土壤为主,其平均值分别为（46.7±14.9） mg•kg-1和（68.023.1）mg•kg-1。高含量样本以旱地、果园和林地土壤为主,红壤低山景观单元旱地、果园和林地土壤DOC含量分别比稻田土壤高271%、278%和315%,红壤丘陵景观单元比稻田土壤高37%、69%和77%。土壤溶解有机碳与土壤总有机碳的比值（DOC/TOC）显示,两个景观单元稻田土壤DOC/TOC值（0.24%和0.44%）亦明显低于其它利用方式土壤（0.90%～1.50%）。【结论】土地利用方式影响土壤DOC含量,同一景观单元长期处于淹水条件下的稻田土壤DOC含量明显低于旱作土壤（如旱地和果园）,林地开垦为旱地或果园后土壤DOC含量降低。同时土壤DOC含量存在区域差异,位于亚热带南部的红壤低山景观单元土壤DOC的含量明显高于北部的红壤丘陵景观单元。     

辽河保护区不同土地利用方式下土壤的有机碳含量特征

基于野外调查采样和室内分析,研究辽河保护区3种土壤类型(草甸土、潮土和沼泽土)、4种土地利用方式(旱田、水田、林地和草地)下土壤总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳的含量特征。结果表明,辽河保护区不同土地利用方式下土壤的总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳含量差异显著(P0.05),旱田和水田土壤的总有机碳和微生物生物量碳含量均显著高于林地和草地的,草地土壤溶解性有机碳含量显著高于旱田、水田和林地的。草甸土不同土地利用方式下土壤的总有机碳含量、溶解性有机碳含量和微生物生物量碳含量均随剖面深度(0~60 cm)的增加呈逐渐降低的趋势。相关性分析结果表明,土壤总有机碳含量与微生物生物量碳含量呈极显著正相关(P0.01),二者与土壤溶解性有机碳含量的相关性无统计学意义。结果表明土地利用方式的改变将影响到辽河流域土壤有机碳的存在形态和含量。     

红壤稻田复种方式对土壤微生物生物量碳、氮的影响北大核心CSCD

明确红壤稻田不同复种方式土壤微生物生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)和生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN)含量的变化可为红壤稻田种植结构优化和土壤质量提升提供基础数据和参考依据。以红壤稻田复种方式长期定位试验(2012年开始)为研究对象,设早稻-晚稻-冬闲(DR,对照)、中稻-冬闲(MR)、中稻-油菜(MRR)和中稻-白露菜-油菜(MRPR)等4种复种方式,分别在油菜苗期(1月)、油菜成熟期(5月)、中稻成熟期(9月)和晚稻成熟期(11月)采集耕层(0~15 cm)土壤样品,分析土壤化学性质、MBC和MBN含量及微生物量碳氮计量比等指标,探讨不同复种方式对红壤稻田MBC和MBN的影响。结果显示,复种方式和取样时间均显著影响土壤化学性质、MBC和MBN含量及其计量比。与DR相比,中稻复种方式(MR、MRR和MRPR),尤其是MRR和MRPR显著(P<0.05)降低了土壤MBC和MBN含量,并改变了微生物量碳氮计量比。同时,中稻复种方式还显著(P<0.05)降低了土壤可溶性有机碳含量和提高了土壤速效磷含量,但对其他土壤化学性质的影响取决于取样时间。Spearman相关分析表明,土壤MBC含量与可溶性有机碳含量呈极显著(P<0.01)正相关,MBN含量与可溶性有机碳和铵态氮呈极显著(P<0.01)正相关。研究表明,红壤双季稻田转变为中稻-冬闲、中稻-油菜或中稻-白露菜-油菜均可降低土壤微生物生物量碳、氮含量,应适当调整中稻复种方式和优化施肥等农学措施,提高土壤微生物生物量,维持红壤稻田可持续生产。     

土地利用方式改变对湿地土壤总有机碳与可溶性有机碳的影响

为探明土地利用方式改变对湿地土壤总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)含量的影响,采取空间替代时间的方法,测定了湿地、由湿地转变而成的林地、不同开垦年限的耕地和由耕地转变而成的果园土壤中TOC和DOC含量的变化。结果显示:湿地在开垦为耕地3 a后,土壤0~30 cm土层TOC含量显著(P<0.05)下降,开垦30 a后,只有0~10 cm的土壤表层TOC含量得到积累并恢复到与湿地相当的水平,表明湿地围垦后,土壤碳的丧失与积累在时间和空间上不对等,碳的损失发生期短,且集中在0~30 cm土层,碳的积累所需时间较长,且主要积累于0~10 cm土层。湿地、由湿地转变而成的新生耕地、林地DOC含量在土壤剖面上未表现出随土层增加而变化的趋势,DOC分配比例在除新生耕地外的4种土地利用类型中均表现为随土层增加而逐渐升高,说明DOC分配比例较DOC含量对土层深度变化更敏感,更适于表征DOC在土壤剖面方向上的变化。0~20 cm土层的DOC分配比例与土地利用方式无关。湿地在转变为耕地初期,20 cm以下土层的DOC分配比例下降,耕作30 a后显著(P<0.05)升高;耕地再转变为果园的3 a后,DOC分配比例在30~50 cm土层显著(P<0.05)降低;湿地在转变为林地后,各土层DOC分配比例未表现出显著差异。     

土地利用方式对潮棕壤磷素剖面分布的影响

采用现场采集土壤样品及室内分析测试,对中国科学院沈阳生态实验站4种土地利用方式的潮棕壤在0～150cm10个土层中全磷的垂直分布、磷储量及碳磷比进行比较研究。结果表明,不同利用方式下土体中全磷平均含量为林地>撂荒地>玉米地>水稻田,各种利用方式土壤全磷含量在0～30cm各层次差异不显著,30cm以下各层次玉米地和撂荒地差异不显著,但60cm以下各层次林地土壤全磷显著高于其他3种利用方式,表明土地利用对磷素的剖面分布产生了明显的影响。4种利用方式在20cm深度土壤磷储量差异不明显,但在100cm和150cm深度,林地和撂荒地显著高于玉米地和水稻田土壤。土壤碳磷比随剖面深度下降而降低,在40cm以下有林地和玉米地高于撂荒地和水稻田的趋势。回归分析表明,各种利用方式下土壤速效磷与全磷有较好的正相关关系,说明供试土壤中速效磷含量受全磷状况的影响较大。     

黄河三角洲土地利用方式对土壤可溶性有机碳、氮的影响

以黄河三角洲垦利县轻度盐渍化土壤为研究对象,选取菜地、果园、粮田和未利用地四种土地利用类型,通过实地采样分析,对土壤中可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)进行研究。结果表明:研究区不同土地利用类型土壤可溶性有机碳与可溶性有机氮含量呈现一定的差异,土壤可溶性有机碳和可溶性有机氮含量均值分别以粮田和菜地土壤最高,其含量分别为128.2 mg/kg与86.6 mg/kg,以未利用地土壤最低,分别为52.2 mg/kg和20.1mg/kg。土壤可溶性有机碳占总有机碳的比例(DOC/TOC)和可溶性有机氮占总氮的比例(DON/TN)均以菜地土壤最大,分别为1.45%和9.62%,远高于其他三种土地利用类型,不同土地利用类型间可溶性有机氮占可溶性总氮的比例(DON/TDN)差异不大。研究区土壤可溶性有机碳和可溶性有机氮与其他形态碳、氮之间的相关性分别达极显著或显著性水平,不同土地利用类型间土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮与其他形态碳、氮之间的相关性大小并不一致。     

黄土丘陵区退耕植被土壤水分·可溶性碳氮的变化特征

[目的]研究黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分、可溶性碳氮的变化特征。[方法]选择刺槐(乔木)、柠条(灌木)、撂荒地(草地)3种退耕植被为研究对象,以坡耕地为对照,研究不同退耕植被下土壤水分、可溶性碳氮的季节和垂直分布。[结果]土壤水分、可溶性碳氮均受季节变化的影响,其中土壤水分表现为先降低后增加的趋势,可溶性碳氮的趋势相反;此外,与耕地相比,3种退耕植被土壤水分、可溶性碳氮均有较大的提高;随着土层的加深,土壤水分在表层(0~30 cm)整体表现为撂荒地较林地低,而30~200 cm土层,表现为撂荒地大于林地,深层土壤水分变化不显著。可溶性碳氮在0~30 cm土层也表现为随着土层的增加而递减趋势,且显著受土层变化的影响(P0.05)。另外,土壤水分、可溶性碳氮存在着显著相关性(P0.05)。[结论]该研究阐明了黄土丘陵区典型退耕植被的土壤水分、可溶性碳氮的动态变化规律,为进一步分析和评价黄土丘陵区土壤养分状况提供科学依据。     

土地利用方式对荒漠土壤有机碳和养分含量的影响

以未开垦荒漠土壤为对照,研究土地利用方式对荒漠土壤有机碳、全氮和速效磷含量的影响.结果表明,与未开垦荒地相比较,玉米地和刺槐苗圃地土壤总有机碳含量在0-20 cm土层深度分别增加了32%-68%和27%-136%,但是苜蓿地仅在0-10 cm土层增加了48%.在0-20 cm土层深度,玉米地颗粒有机碳含量增加了143%-167%,而苜蓿地和刺槐苗圃地则仅在0-10 cm土层分别增加了217%和550%.在0-30 cm土层深度,玉米地和刺槐苗圃地矿物结合态土壤有机碳含量与未开垦荒地之间差异不显著,而苜蓿地则显著低于未开垦荒地.不同土地利用方式之间矿物结合态有机碳含量的这种变化主要是由于土壤粘粒含量的变化所引起(r=0.69,P<0.01).玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤全氮含量分别增加了61%和64%,而苜蓿地全氮含量变化不大;玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤速效磷含量变化不显著,而苜蓿地则降低了80%.