耕作方式对冬小麦田土壤呼吸及各组分贡献的影响

 【目的】探讨不同耕作方式对冬小麦农田土壤呼吸组分及碳平衡的影响,比较不同耕作方式下农田的碳汇强度。【方法】试验于2006－2008年冬小麦生长季进行,共设3个处理：翻耕(CT)、旋耕(RT)、免耕(NT),采用静态箱法测定农田土壤CO2的排放速率,同时利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力(NEP),来判断不同耕作方式下农田碳汇强度。【结果】耕作方式对冬小麦农田土壤CO2排放具有显著影响,且表现出明显的季节性排放特征,即先下降再升高,其中排放最低值出现在冬小麦越冬期。整个小麦生育期间农田CO2平均排放速率表现为翻耕＞旋耕＞免耕,其中根系呼吸所占比例平均为翻耕26.18%、旋耕29.96%、免耕36.44%。冬小麦生育期3种处理条件下,土壤呼吸中根系呼吸的贡献率波动在15%～85%,其中冬小麦拔节期农田土壤根系呼吸贡献率最高。【结论】3种耕作方式下农田土壤均表现为大气CO2排放的“汇”,但不同耕作方式下农田碳汇强弱不同,表现为免耕＞旋耕＞翻耕。     

不同灌溉施肥方式对马铃薯产量及土壤盐分迁移的影响

[目的]研究不同灌溉方式、施肥方式对马铃薯产量及耕层土壤水溶性盐迁移的影响。[方法]通过田间试验和土壤检测,分析水溶性盐分在土壤中的移动规律。[结果]漫灌处理,4层土壤总水溶性盐总量从上到下依次递增,各层土壤水溶性盐量漫灌施肥处理均高于漫灌不施肥处理;滴灌的2个处理,0~60 cm水溶性盐总量从上到下依次递增,60~100 cm明显降低;土壤各层水溶性盐总量滴灌基施均高于滴灌追施;0~100 cm土层水溶性盐量滴灌基施高于漫灌基施。[结论]不同灌溉施肥方式以滴灌+追肥效益最高;漫灌土壤盐分从上向下淋溶明显,滴灌土壤盐分淋溶不充分,盐分在20~60 cm有积聚作用;同等条件下,施肥量越高土壤盐分残留量越大,土壤次生盐渍化与施肥量关系密切。     

干旱区不同灌溉量下棉田土壤碱解氮剖面分布

[目的]明确水分如何影响肥料效应的发挥对于制定强调恰当的水肥调控技术非常重要.[方法]在新疆阿瓦提县进行田间试验,研究地面灌溉不同灌溉量下棉田土壤剖面上碱解氮时空分布特点.[结果]地面灌溉明显的影响100 cm深度土壤碱解氮含量变化,尤其0～40 cm土壤碱解氮含量变幅很大;基本上是灌水量越大,碱解氮被淋溶到下层的量就越大.[结论]"以水促肥"效应的一部分原因是灌水扩大肥料在土壤垂直方向分布范围,使更多的棉花根系可以吸收养分.     

不同灌溉方式对棉田土壤物理性质的影响

以新疆生产建设兵团125团滴灌、沟灌、漫灌的棉田土壤为研究对象,分别测定不同灌溉方式棉田土壤的比重、容重、孔隙度以及团聚体结构和机械组成等物理性状.结果表明:棉田不同灌溉方式对其土壤各种物理性状产生了不同程度的影响.比重、容重表现为漫灌＞沟灌＞滴灌,而孔隙度则反之;土壤团聚体中粒径小于0.25 mm的微团聚体占了较大比重,良好结构团聚体的含量表现为滴灌＞沟灌＞漫灌,而微团聚体则相反;土壤机械组成中砂粒的含量占了较大比重,而砾石没有,砂粒、粉粒的含量均表现为漫灌＞沟灌＞滴灌,而粘粒则表现相反.     

施肥和灌溉对土壤和水质的影响

论述了选择土壤物理、化学和生物学性质参数的十项标准，五种重要的监测水质的方法，以及施肥和灌溉对土壤和水质的影响．雨养、漫灌、滴灌、细流灌和喷灌具有不同的水利用率，且对土壤物理、化学和生物学性质的影响各异．土壤生物化学性质是重要的监测土壤变化的参数．虽然施肥可能降低土壤pH值、总有机碳和盐基离子浓度，但土壤的其他指标如土壤结构、有机质、土壤微生物和养分状况都得以改良．过量施肥会使土质退化并带来严重的环境问题．消除了边际效应的土壤测渗计能够准确地监测施肥和灌溉对水质的影响．所综述研究表明如果施肥得当，土壤和水质可以改善或长期保持良性循环．     

不同配比施肥对蒜地土壤呼吸的影响

为了解施肥与蒜地土壤呼吸的关系,进行了不同氮、硫配比施肥对蒜地土壤呼吸影响的研究.结果表明:大蒜地土壤呼吸因施肥处理的不同而存在显著差异,无论在苗期还是在成熟期,施N 400 kg/hm2且不施S肥处理土壤呼吸速率最高,苗期和成熟期分别为3.56 μmol/(m2·s)和5.82 μmol/(m2·s),均显著高于对照处理;不同施肥处理对土壤温度变化的响应也存在差别,其中土壤温度对施N 400 kg/hm2且不施S肥处理的解释程度也最高,达85.7％;而各处理的土壤呼吸温度敏感性(Q10)间则没有显著差异.     

垄作覆盖条件下灌溉方式与灌溉量对夏玉米田土壤呼吸的影响

在垄作覆盖条件下,研究了夏玉米生长季中常规灌溉(沟沟灌溉)和隔沟交替灌溉2种灌溉方式对土壤呼吸作用昼夜变化、阶段变化规律及不同水分胁迫下土壤含水量与土壤呼吸速率的相关关系.结果表明,夏玉米拔节期土壤呼吸速率最小,抽雄期最大,之后缓慢回落;昼夜动态变化呈单峰变化趋势,高峰、低谷分别在14:00和6:00左右;在同一水分条件下,交替灌溉方式土壤呼吸速率高于常规灌溉,处理间最大差异平均可达3.46 μmol·m-2·s-1,交替灌溉方式下土壤呼吸速率昼夜变化幅度小于常规灌溉方式下土壤呼吸速率;不同水分胁迫条件下,土壤呼吸速率呈现出轻度亏缺处理>中度亏缺处理>重度亏缺处理;玉米生长期较高土壤含水量促使土壤呼吸增强,尤其在玉米生长中期土壤呼吸速率与耕层土壤含水量呈极显著的正相关关系.     

不同施肥处理对甘肃河西干旱区棉田土壤有机质和氮素的影响

研究甘肃河西半干旱区不同氮磷配施下棉田土壤有机质、土壤全氮、碱解氮含量及其相关性特点,为该区土壤有机质作为土壤氮素养分变化的早期预测指标提供依据。以石棉721号为试验材料,氮磷两因素随机区组设计大田试验,共设10处理,结合室内常规分析方法测定土壤有机质、土壤全氮、碱解氮含量。结果表明:土壤有机质含量与播前相比,5层土壤中有机质含量均降低。从施肥处理来看,5层土壤中N_3P_2处理有机质含量最高,且有机质含量N_2P_3N_2P_2N_2P_1N_2P_0,但差异不显著;0～20cm、20～40cm土壤中有机质含量N_3P_2N_2P_2N_1P_2N_0P_2。表明施用氮磷肥后,土壤有机质含量减少有所减缓。吐絮期各土层中,各施肥处理土壤全氮含量均高于对照(CK),各个土层中N_3P_2处理土壤全氮含量最高,表明增加氮素投入量均可提高土壤全氮含量。土壤碱解氮含量与播前相比,40～60cm土层中,除N_3P_2处理外,其余处理土壤碱解氮含量均比播前减小,其余4层土壤中各处理碱解氮含量均比播前减小;各个土层中以N_3P_2处理土壤碱解氮含量最高。除N_3P_2、N_2P_2K处理外,各个处理土壤有机质与土壤全氮均达到显著或极显著直线正相关;各个处理土壤有机质与土壤碱解氮无显著或极显著相关。因此土壤有机质可以作为指示土壤氮素状况的灵敏指标。     

浅谈不同施肥方式对土壤碳的影响

长期以来,普遍用于提高土壤碳含量的方法为施用肥料。为有效提高土壤碳含量,对中国土壤碳的现状、施肥对土壤碳含量的影响进行了阐述和分析。结果表明,随着有机肥施用量的提高,土壤碳含量随之增加;长期配施有机肥与化肥,能改善土壤腐殖质的腐殖化程度并提高其活性,降低土壤有机质的抗氧化能力,对提高土壤养分供应能力具有良好的作用,是保持土壤肥力的最优施肥方式。     

农艺措施对干旱区棉田土壤有机碳及微生物量碳含量的影响

【目的】探讨干旱区绿洲棉田农艺措施对土壤有机碳（SOC）及微生物量碳含量（MBC）的影响,揭示农艺措施对农田生态系统土壤碳稳定性的影响机制,为干旱区农业资源高效利用及可持续发展提供理论依据。【方法】试验采用裂裂区设计,以膜下滴灌和常规漫灌2种灌溉方式为主区,秸秆还田与秸秆不还田2种处理为裂区,4种施肥处理：单施有机肥（为腐熟鸡粪,OM）、单施氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPK+OM）和不施肥（CK）为裂裂区。于棉花出苗后开始测定土壤异氧呼吸强度,并于每年棉花收获期采集土壤样品,测定和分析不同农艺措施下绿洲棉田土壤有机碳及微生物量碳含量。【结果】干旱区绿洲棉田不同农艺措施两两交互及3种措施交互作用下土壤有机碳、微生物量碳含量差异均不显著（P＞0.05）。土壤有机碳、微生物量碳含量表层0-20 cm含量均最高,其下层随着土壤深度的增加呈逐渐降低的趋势,至40-60 cm土层降至最低。不同农艺措施下,土壤有机碳含量变化表现为,与常规漫灌方式相比,膜下滴灌方式增加了2.5%-3.0%,秸秆还田比秸秆不还田增加了2.3%-6.3%,与CK处理相比,（NPK+OM）处理土壤有机碳含量增加了14.3%-16.8%,且（NPK+OM）/OM处理土壤有机碳含量显著大于CK/NPK处理（P＜0.05）。土壤微生物量碳含量为膜下滴灌方式比常规漫灌方式增加了21.9%-34.3%,秸秆还田比秸秆不还田增加了12.1%-29.4%,与CK处理相比,（NPK+OM）处理土壤微生物量碳含量增加了83.9%-151.0%。棉田土壤微生物熵（qMB）的大小变化在灌溉处理间表现为膜下滴灌>常规漫灌方式,秸秆处理间为秸秆还田>秸秆不还田处理,施肥处理间土壤微生物熵在0-40 cm土层显著大于40-60 cm土层,且不同土层间（NPK+OM）处理土壤微生物熵为最大,其次分别为OM、NPK、CK处理。棉田土壤微生物代谢熵（qCO₂）大小变化在不同灌溉处理间表现为膜下滴灌低于常规漫灌方式,秸秆处理间为秸秆还田低于秸秆不还田处理,施肥处理间为（NPK+OM）P＜0.05）。不同农艺措施间互作,膜下滴灌方式及秸秆还田措施下,（NPK+OM）处理棉田土壤微生物代谢熵最低。【结论】干旱区棉花生产中,采用膜下滴灌节水技术,氮磷钾化肥和有机肥配施,并实施秸秆还田等农田管理措施,可使土壤质量得到进一步改善,有利于农田土壤的可持续利用。     

艾比湖地区棉田、撂荒地生长季土壤呼吸研究

【目的】定量确定干旱区农田撂荒前后土壤CO_2通量的变化,旨在探讨干旱区土地利用变化对生长季碳循环过程的影响,进一步探究研究区土壤呼吸的调控机制,为研究区碳循环模型的建立提供理论描述和数据支持。【方法】采用LI-8100土壤CO_2排放通量全自动测量系统,测定艾比湖地区农田生态系统中棉田及撂荒地生长季(2010年7月和9月)的土壤呼吸,并分析水热因子对土壤呼吸的影响。【结果】棉田和撂荒地具有不同的昼夜变化动态,棉田呈单峰或双峰曲线,撂荒地则均呈单峰曲线,土壤呼吸速率峰值多出现在13:00左右,夏季土壤呼吸速率显著高于秋季(P<0.05);3 a撂荒地(7.090μmol/m~2·s)>50 a棉田(5.872μmol/m~2·s)>9 a棉田(4.612μmol/m~2·s)>7 a撂荒地(1.338μmol/m~2·s),表明耕作土地撂荒一定时间后土壤会起到固定碳的作用;棉田、撂荒地土壤呼吸速率与各层土壤含水量之间均不存在显著关系,与空气相对湿度多呈负相关;近地面气温和5 cm土壤温度对棉田、撂荒地土壤呼吸日变化的影响最大;气温、土壤温度、空气相对湿度共同影响了土壤呼吸速率,综合考虑水分、温度因素可以解释棉田、撂荒地土壤呼吸速率变化的30.50%和86.70%,这比单独考虑水分或温度对土壤呼吸速率变化的解释度都高。【结论】棉田和撂荒地土壤呼吸速率差异不显著(P>0.05),撂荒地土壤呼吸对温度的敏感性高于棉田(两者分别为1.971和0.989),水分、温度是影响生长季棉田和撂荒地土壤呼吸速率变化最主要的环境因子。     

半干旱区滴头流量对土壤水分变化影响的研究

缺水问题严重制约了我国北方干旱半干旱地区作物的产量,交替滴灌是一种有效的节水灌水方式,而不同的土壤质地与气候条件应选择不同的滴头流量。本文研究了干旱区不同的滴头流量下土壤水分再分布及土壤蒸发的变化规律,结果表明,地表湿润圈的大小直接影响到蒸发量的大小。滴头流量越大,地表的湿润半径越大,蒸发损失也越大。滴头流量的大小直接影响土壤水分在水平和垂直方向的动态。滴头流量不同,其蒸发损失也不同。     

中国森林生态系统碳平衡研究进展

碳平衡研究是全球变化研究的热点问题之一,森林生态系统在全球碳循环中发挥着重要的作用.本文从森林生态系统碳平衡研究的重要性出发,对植被、枯落物、土壤碳库及土壤呼吸的研究现状和主要研究方法进行了总结,指出了其存在的问题,并对其发展方向进行了展望.     

长期不同施肥模式下南方水稻土有机碳的平衡特征

以水稻土长期定位试验为依托,设置8个施肥处理:CK(不施肥),N(施N 375 kg·hm^-2),NP(施N 375 kg·hm^-2、P₂O₅ 187.5 kg·hm^-2),NK(施N 375 kg·hm^-2、K₂O 187.5 kg·hm^-2),NPK(施N 375 kg·hm^-2、P₂O₅ 187.5 kg·hm^-2、K₂O 187.5 kg·hm^-2),M(施有机肥22 500 kg·hm^-2),M+NPK(施有机肥22 500 kg·hm^-2、N 375 kg·hm^-2、P₂O₅ 187.5 kg·hm^-2、K₂O 187.5 kg·hm^-2),M+1.3NPK(施有机肥22 500 kg·hm^-2、N 487.5 kg·hm^-2、P₂O₅ 243.75 kg·hm^-2、K₂O 243.75 kg·hm^-2),研究不同施肥处理12 a间土壤有机质的动态变化、有机碳的平衡、碳的固定与转化速率,以及土壤有机质与作物产量的关系。结果表明,不同施肥处理下,土壤有机质含量随时间推进整体呈上升趋势,有机无机肥料配施(M+NPK、M+1.3NPK)可显著(P<0.05)提高土壤有机质含量,M+NPK、M+1.3NPK处理的土壤有机质含量较CK分别提高17.9%和23.3%。各施肥处理下,土壤有机碳平衡均表现为盈余,有机碳平衡和有机碳投入呈线性相关,试验点有机碳平衡每年所需的最低有机碳投入量为1 660 kg·hm^-2。有机无机肥料配施能提高土壤有机碳的固定速率,且以M+1.3NPK处理下碳的固定速率最高。作物产量与土壤有机质含量表现为线性相关。以上结果表明,有机无机肥料配施可有效提高水稻土有机碳含量及其固定速率,并有利于作物产量提高,其中,以M+1.3NPK施肥方式效果最佳。     

冬小麦夏玉米农田土壤呼吸与碳平衡的研究

为探讨不同农作措施下的农田碳平衡规律,研究农田对大气CO2的“源”、“汇”特征,2000年至2003年连续测定了不同秸秆管理、灌溉和氮肥施用等种植措施下华北冬小麦、夏玉米生长季的土壤呼吸。结果表明,农田CO2释放主要受气温、土壤水分状况和有机物投入量等因素的影响。秸秆还田与优化灌溉增加了土壤呼吸的强度,不同农作措施间土壤呼吸的差异主要发生在冬小麦生长季。对农田碳平衡研究的计算结果显示,农田系统在常规种植措施下表现为大气CO2的“汇”。在传统农作措施下,华北冬小麦、夏玉米生长季植物碳净固定量(NPP)与土壤碳排放量(Rm)的比值分别为1.16、1.21。     

西北干旱区森林和草原SOC向SIC转移的研究进展

干旱区的土壤碳是全球碳库的重要组成部分。西北干旱区土壤无机碳比重较大,且通过"SOC-CO2-SIC"的微碳循环系统存在着土壤有机碳(SOC)向土壤无机碳(SIC)的转移,研究该迁移转化过程、估算其转移量,可揭露"遗漏"的一部分碳汇。表述了该地区SOC向SIC转移的机理,介绍了几种常用计算碳转移量的方法,并对其进行对比分析;重点阐述了应用碳稳定同位素技术的生物地球化学方法在碳转移量计算中的应用。但目前国内外对该方面的研究仍较少见,且计算碳转移量的过程以及对土壤CO2区分等还存在着许多不确定性,测定结果只为估算值。在以后的研究中,应加强SOC向SIC转移的影响因子研究,降低试验误差。     

退耕还林还草过程中不同土地利用方式土壤呼吸作用及其碳收支评估

采用动态密闭气室法对黄土高原水蚀风蚀交错区9种土地利用方式植物生长季节内(2010年6—10月)土壤呼吸速率及其主要影响因子进行测定,分析不同土地利用方式间土壤呼吸的差异性和土壤呼吸对温度、土壤水分、叶面积指数等因子的响应,对7种土地利用方式土壤碳收支进行了估算。结果表明,植物生长季节内,不同土地利用方式下土壤呼吸速率呈多峰型变化趋势。裸地、农地、梯田农地、苜蓿地、撂荒地、长芒草地、荒草地、沙柳地、沙蒿地的土壤呼吸速率季节变化范围分别为0.18～1.05、0.30～2.08、0.50～1.71、0.53～2.78、0.26～1.08、0.39～1.93、0.30～2.27、0.43～1.43、0.39～1.26μmol·m-2·s-1。9种土地利用方式下土壤呼吸速率均与气温和5、10、15cm地温呈显著相关(P<0.05)或极显著相关(P<0.01),而与0～6cm土壤水分相关性不显著。9种土地利用方式下地温对应的Q10值均表现为15cm地温>10cm地温>5cm地温。研究区域内土壤呼吸速率与其地上植被叶面积指数呈极显著线性相关关系(r=0.679,P<0.01)。     

深松秸秆还田措施对东北黑土土壤呼吸及有机碳平衡的影响

针对我国东北黑土深松结合秸秆还田措施对土壤呼吸变化特征影响不清晰、土壤有机碳平衡不确定的问题,以东北典型黑土区——绥化市青冈县为例,开展了田间原位监测试验,研究了不同深松深度(深松25 cm、深松35 cm)结合不同秸秆还田(秸秆还田、秸秆不还田)处理对土壤呼吸(包括根呼吸)和土壤有机碳平衡的影响.结果表明:不同田间管...