土壤中有机氮形态及测定方法的研究进展

有机态氮是土壤氮素的主要存在形式,它是氮素循环中一个重要枢纽站,因此了解有机氮各组分的形态是土壤氮素肥力研究的重点。现已证明植物是可以直接从土壤中吸收可溶性有机氮,特别是小分子氨基酸,但仍有未被研究者发现的形态,基于同步辐射光源的X射线吸收近边结构光谱技术是国内外测定有机氮形态的前沿方法。文章综述了植物对有机氮的吸收,土壤有机氮的化学形态及其存在状况、不同施肥处理土壤有机氮含量及形态与土壤肥力之间的关系以及土壤有机氮4种测定方法,以期为进行植物吸收、利用有机氮的研究提供方法基础。     

长期施肥对不同有机质含量农田黑土胡敏酸、富里酸含量的影响

腐殖质是土壤有机质的主体部分,并且在碳截获、土壤结构、养分保持、生物地球化学循环等方面都占有重要的作用。本文以5种不同有机质含量农田黑土为主要研究对象,对比分析了长期施肥对不同有机质含量农田黑土富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)的含量的影响。结果表明:5种农田黑土FA、HA、HM的含量随土壤有机质含量的增加而增加,长期施肥可以增加农田黑土FA、HA、HM的含量,5种农田黑土FA含量差异达到了显著水平(P0.05)。相关分析表明:FA、HA含量与土壤有机碳、全氮、全磷呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关(P0.05),HM含量与土壤有机碳、全氮、全磷含量、土壤p H值之间差异没有达到显著水平(P0.05)。     

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,研究了长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。试验处理为：CK（不施任何肥）;NK（施氮钾肥）;NPK（施氮磷钾肥）;NK+PM（施氮钾肥＋猪粪）;NPK+RS（施氮磷钾肥＋稻草）。结果表明：红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主,施肥对活性有机质组分影响明显。连续种植25年水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。施肥能够提高土壤有机质、活性有机质各组份的含量和碳库管理指数,CMI以NPK+RS处理上升最大,NK处理最小,说明有机-无机肥配施对活性有机质组分影响较单施化肥更明显。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。CMI是评价施肥制度对土壤质量影响的良好指标。     

不同农田施肥方式下土壤碳氮变化特征及其环境意义

为了明确不同农田施肥方式对土壤碳氮变化及其对环境的影响,通过长期定位试验研究了不同施肥方式下土壤碳氮变化特征。结果表明：土壤有机碳、全氮在土壤剖面中呈上高下低趋势,秸秆还田作用主要发生在0~10 cm处的耕层;单施化肥和化肥配施秸秆均能增加土壤有机碳、全氮含量,长期无肥处理的土壤有机碳、全氮含量明显下降,单施化肥对农田土壤有机碳、全氮含量影响不显著,长期化肥配施秸秆显著增加土壤有机碳、全氮含量,4年内增幅分别达到35.8%和17.3%;土壤有机碳和全氮含量呈极显著正相关(R2=0.78, P<0.01),两者含量变化趋势相同;太湖地区土壤C/N比呈下降趋势,现阶段土壤C/N比主要集中在10.0左右,化肥配施秸秆可以增加土壤C/N比,促进土壤碳氮循环。化肥配施秸秆能够改善农田土壤理化性状,提高农田生产力,是一种值得推广的施肥方式。     

不同利用方式对紫色土有机碳含量的影响

不同的利用方式能够改变土壤有机碳在土层中的分布，进而对土壤有机碳及土壤碳储量产生影响。本研究以贵州省黄平县旧州镇紫色土为研究对象，通过对0～40 cm土层由表及里每20 cm进行取样，对不同的耕作利用方式土壤有机碳含量进行测定数据统计分析，探索在不同土壤耕作利用方式下，土壤有机碳含量在垂直剖面中的关系。研究结果表明，在不同土壤耕作利用方式下，耕作层的有机碳含量变化幅度较大，而在20～40 cm之间的有机碳变化幅度较小。且在土层0～40 cm剖面上土壤有机碳的含量均由土壤深度的增加而下降，即有机碳含量顺序为菜园地>水稻土>玉米地，菜园地有机碳含量最高，为11.87 g/kg,玉米地有机碳含量最低，为3.07 g/kg,降低幅度不一致，以菜园地下降最为明显。     

土壤有机碳储量估算结果精度分析——以广东省为例

土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成部分,其变化对气候变化及全球碳循环有着重要的作用,而对土壤有机碳储量(SOCS)的精确估算是研究的基础。以广东省为例,以常规土壤剖面及土壤类型图数据估算表层SOCS,以相同方法,利用基于大量土壤采样数据制作的有机质含量图数据估算表层SOCS的范围,分析常规数据估算结果的精度。结果显示,采用土壤剖面数据计算出的SOCS要比采用有机质含量图算出的SOCS均值高出24.81%,达1.360×10⁸ t,广东省典型的赤红壤和水稻土分别高0.739×10⁸ t、0.469×10⁸ t。可以推断,利用有限样本量的土壤剖面数据估算结果可能会高估SOCS的真实储量。不同数据源有各自的局限和优势,利用土壤有机质含量图来估算SOCS,不仅为SOCS估算方法进行了有力的补充,同时为SOCS真实值提供了必要的参考。     

亚热带几种林分类型土壤有机碳变化特征及与土壤性质的关系

为了研究亚热带天然次生林不同更新方式对土壤有机碳特征影响,将江西大岗山天然次生林分别采伐更新为马褂木林、马尾松林、杉木林和马褂木-桤木混交林,在比较分析不同更新方式对土壤有机碳含量特征影响的基础上,进一步利用相关和逐步回归分析方法,研究了不同土壤性质对土壤有机碳的影响。结果表明：与次生林相比,几种更新林分在不同程度上降低了土壤有机碳含量,改变了土壤有机碳的层间分布特征。在0~40 cm的剖面内,土壤有机碳含量的降幅分别为：马褂木林＞马尾松林＞杉木林＞马褂木-桤木混交林;与其他更新对象相比,马褂木林作为更新树种会导致土壤有机碳含量的大幅降低,不利于土壤碳储量的增加。但与桤木混交后,却可以明显减少有机碳含量降幅,显示出良好的混交效果;分别建立的0~20 cm和20~40 cm土层的土壤有机碳含量和土壤性质的回归方程显示出较高的回归精度,比较标准化回归系数法处理显示,土壤全氮量、有效铁含量和碱解氮含量是导致不同层次土壤有机碳变异的主导影响因子。     

冬种黑麦草对6种稻田土壤微生物量碳、氮的影响

利用氯仿熏蒸浸提法研究了南方双季稻区6种母质发育的土壤种植黑麦草(Lolium multiflroum Lam.)作为冬季覆盖作物对土壤微生物量碳、氮周年动态的影响。结果表明：土壤类型对微生物量碳、氮影响显著（P＜0.05)。其中板页岩土壤微生物量碳含量最高,为450.8mg kg-1;河沙泥微生物量最低,为60.8 mg kg-1,由大到小排列为：板页岩＞紫土＞花岗岩＞红壤＞石灰岩＞河沙泥。不同取样时期内土壤微生物性状有显著差异（P＜0.05),种植黑麦草各处理比对照（冬闲）显著提高了土壤有机质含量和微生物量碳、氮。所有处理表现出相似的微生物量周年变化趋势：水稻成熟期高于分蘖期（P＜0.05),晚稻生长季节大于早稻季节。土壤微生物量受土壤类型、土壤营养元素含量和种植制度的综合影响,微生物活动与作物生长有关。冬季种植黑麦草可显著提高土壤有机质含量和微生物量（P＜0.05),在有机质分解快、有效养分含量低的土壤中效果更显著。     

长期定位施肥对水稻土有机质含量及组成的影响

为揭示水稻土有机质的变化规律,通过长期定位施肥试验研究了27 年的不同施肥处理水稻土中有机质含量及其组成。结果表明,长期施肥不同处理的土壤有机质消长呈现明显差异,在等量氮、磷、钾养分的前提下,长期有机-无机肥配施比无肥或单施化肥更有利于稻田土壤有机质的积累;单施化肥、有机-无机肥配施各处理土壤腐殖酸、HA、FA变化趋势基本相同,但有机-无机肥配施土壤腐殖酸、HA、FA一直高于无肥及化肥处理,而且有机-无机肥配施有利于土壤中HA和FA的增加,HA/FA比值随着时间的延伸逐渐减小;有机-无机肥配施可以提高土壤易氧化有机质含量;而且长期施肥土壤有机质与易氧化有机质呈极显著正相关,与全氮、水解氮含量及产量显著正相关。易氧化有机质与土壤全氮、有效磷含量及产量呈显著正相关。其中水稻产量与易氧化有机质的相关性（r=0.8181*）比与有机质（r=0.8020）的相关性较高,说明易氧化有机质对水稻增产有较大的贡献。     

呼伦贝尔市农牧交错区典型土壤剖面理化性状特征分析

以呼伦贝尔市农牧交错区典型土壤(黑土、黑钙土、暗棕壤、草甸土、栗钙土)为研究对象,对比研究不同土壤剖面发生层次容重、机械组成、有机碳、全氮、全磷等理化特征的分布规律。结果表明：在呼伦贝尔市农牧交错区,典型土壤有机碳、全氮、全磷均表现出随土壤剖面深度的增加而降低的趋势,而土壤容重、pH值的变化出现相反的趋势,且不同利用方式下土壤容重、有机碳、全氮、全磷含量的累积量不同,牧草地土壤>农田土壤。不同土壤类型有机碳：黑钙土>黑土>栗钙土>草甸土>暗棕壤;全氮：黑钙土>黑土>栗钙土>草甸土>暗棕壤;全磷：栗钙土>黑土>暗棕壤>草甸土>黑钙土。在所有典型土壤中,全钾和机械组成在土壤剖面层次上无明显规律。     

六种稻田土壤冬季种植黑麦草功能效应研究

选取我国亚热带地区6种主要成土母质发育的水稻土,通过定位试验研究了黑麦草产量、碳氮环境效应和土壤微生物量变化。结果表明,6种稻田土壤冬季均适合生长黑麦草,黑麦草地上部和根系干物质产量,在河沙泥田表现最好,分别为11 324.8 kg hm^-2和8 227.3 kg hm^-2。6种稻田土壤黑麦草地上部和根系碳蓄积量均存在显著差异(P＜0.05),地上部分碳蓄积量在河沙泥田最高,为4 495.3 kg hm^-2;根系碳蓄积量在河沙泥田和麻沙泥田表现最好,分别为2 799.6 kg hm^-2和2 711.8 kg hm^-2;黄泥田最低,为1 852.9 kg hm^-2。而黑麦草氮蓄积量,在河沙泥田最高,地上氮蓄积量为238.1 kg hm^-2,地下氮蓄积量为60.1 kg hm^-2。6种稻田土壤微生物量碳和土壤微生物量氮,在种草区和冬闲田间差异均达到了显著水平(P＜0.05),除灰泥田外种草区均大于冬闲田,冬季种植黑麦草增加了土壤微生物商。     

3种不同类型水稻土溶解性有机碳生物降解特性研究

为了解水稻土DOC生物降解特性及其在农田生态系统碳循环中的作用,采用室内培养试验,研究了3种不同类型水稻土（红壤性水稻土、黄泥土、乌栅土）溶解性有机碳(DOC)的含量及其生物降解特性。结果表明：不同类型水稻土DOC含量为31.64~49.25 g/kg,其中乌栅土DOC含量略高于黄泥土,红壤性水稻土最低;经过42天的培养,3种水稻土DOC的生物降解率为54.8%~66.6%,表现为：黄泥土大于乌栅土和红壤性水稻土。3种水稻土DOC降解数据符合双指数衰变模型,DOC分别由降解速率不同的2个库组成：易分解部分（周转时间1~2天）和难分解部分（周转时间64~278天）。培养过程中,DOC溶液中结构较复杂的芳环物质比例前期呈上升趋势,后期趋于稳定略有下降,这与其中易降解组分的降解有关。     

不同类型土壤对饲用早稻产量与米质的影响

为进一步挖掘饲料专用早稻产量潜力,提高其糙米蛋白质含量,通过总结专用稻栽培技术,选取了湖南省五类土壤,研究饲料专用早稻的产量和稻米品质变化。结果表明,五类土壤种植的饲料专用早稻产量以黄泥（6358.5 kg/hm2）为最高,其次为灰黄泥（6295.5 kg/hm2）,产量表现为黄泥 > 灰黄泥 > 红黄泥 > 紫潮泥 > 中性紫泥;黄泥、灰黄泥、红黄泥比紫潮泥、中性紫泥的饲料稻全生育期缩短1天;灰黄泥具有较高的糙米率和蛋白质含量,糙米率为80.1%,蛋白质含量为12.2%。综合分析,饲料专用稻的产量、生育期和米质特点,认为最适宜种植饲用稻的土壤为灰黄泥,其次是黄泥和红黄泥。     

不同母质发育的土壤对双季稻产量及养分吸收特性的影响

湖南省双季稻区水稻土具有成土母质多样的特点,研究不同母质水稻土下双季稻产量及养分吸收特性,对于湖南省不同母质水稻土上的双季稻产量潜力挖掘及双季稻高产创建的优化布局,具有一定的参考价值。将选自湖南双季稻区6种典型成土母质发育的水稻土置于长沙市郊同一生态条件下,采用池栽定位试验,进行了双季稻稻谷产量及氮、磷、钾养分吸收特性的比较研究。结果表明,不同母质类型水稻土对早稻稻谷产量及双季稻稻谷总产量(早稻+晚稻)的影响极显著(P<0.01),对晚稻稻谷产量的影响不显著(P>0.05)。其中第四纪红土和河流沉积物母质发育的水稻土有利于早稻及双季稻高产,两处理2009-2011年3年平均早稻稻谷产量分别为6896.9 kg hm^-2和6908.3 kg hm^-2,双季稻总产量分别为14 308.0 kg hm^-2和14 446.3 kg hm^-2。花岗岩和紫色页岩不利于早稻及双季稻稻谷产量的增加,2009-2011年3年平均早稻稻谷产量分别为6217.0 kg hm^-2和6180.2 kg hm^-2,双季稻总产量分别为13 635.4 kg hm^-2和13 274.5 kg hm^-2。不同母质类型水稻土对双季稻养分吸收特性的影响不同。第四纪红土、板页岩及河流沉积物处理双季稻氮素总吸收量较高,石灰岩不利于水稻对磷素的吸收。相关性分析表明,早稻氮素吸收量、吸钾量与早稻稻谷产量,双季稻氮素总吸收量与双季稻总产量均显著正相关(P<0.05)。不同母质类型水稻土本身理化性质的差异是造成双季稻稻谷产量及养分吸收规律不同的主要原因。     

克氏原螯虾-水稻连作对土壤微生物功能多样性的影响

为了研究克氏原螯虾-水稻连作对系统土壤微生物功能多样性的影响。分别选择克氏原螯虾-水稻连作塘、水稻田为研究对象,采用Biolog-ECO方法检测土壤样品中微生物对31种碳源的利用能力,研究克氏原螯虾-水稻连作田和单纯水稻田中微生物代谢活性及代谢多样性差异,并分析其影响因素。结果表明,克氏原螯虾-水稻连作田土壤中氮、磷、钾和有机质的含量和微生物代谢活性均显著低于水稻田,“虾-稻”连作田和水稻田土壤微生物代谢多样性间也存在显著差异(P<0.05)。冗余分析的结果表明,这种差异和土壤有机质含量具有显著的相关性(R²=0.814,P =0.001)。克氏原螯虾-水稻连作对土壤微生物功能多样性能够产生显著影响。肥料使用量的降低、使用方式的改变,特别是其中有机质含量的降低是造成影响的重要原因。     

水稻土壤有机培肥后生物性状变化研究

采用培养实验,对三种有机物料施入土壤后,土壤生物性状的变化进行了研究。试验结果表明,有机物料直接施入对水田土壤生物量态碳有显著的提高作用,对水田土壤中酶活性的影响因土壤酶、有机物料及水稻的生育时期的不同而不同。就施用有机物料对供试土壤酶活性影响的共性而言,在前期皆对脲酶活性和过氧化氢酶活性的升高有抑制作用,多酚氧化酶的活性迅速提高,后期逐渐降低。对转化酶活性和三种磷酸酶的活性都有显著的提高作用。但对过氧化物酶的影响,在供试两种土壤上,有机物料的作用正相反。     

绥化市典型农田黑土有机碳变化特征

为了探究绥化市典型农田黑土有机碳的变化特征,对比分析了2002、2019年土壤有机碳含量,明确绥化市有机碳17年的时空变化特征。结果表明：2002年绥化市典型农田黑土的有机碳含量均值是22.02 g/kg,变异系数是22.57%,2019年的有机碳含量均值为21.67 g/kg,变异系数为22.47%,2002年和2019年有机碳含量均属于中等变异。只有望奎县和北林区的有机碳含量均值上升,其余市县的有机碳含量均值都是下降的。望奎县有机碳含量均值上升了2.96 g/kg,北林区有机碳含量均值提高了0.13 g/kg,兰西县有机碳含量下降了1.91 g/kg,绥棱县有机碳含量下降了1.72 g/kg,庆安县有机碳含量下降了 1.45 g/kg,青冈县有机碳含量下降了0.46 g/kg,海伦市有机碳含量下降了0.44 g/kg,明水县有机碳含量下降了0.32 g/kg。按照养分分级标准,2002年和2019年绥化市的有机碳含量均处于第三、四级水平,有机碳在空间上都是从两边向中间先降低再升高,从南向北逐渐升高的分布趋势。2002—2019年绥化市典型农田黑土有机碳含量是呈下降趋势的,有机碳17年的养分分级没有变化,绥化市整体的有机碳在空间上的分布趋势没有太大变化。     

不同利用方式对紫色水稻土水溶性有机碳的影响

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茬的紫色水稻土水溶性有机碳的差异，探究利用方式对水溶性有机碳的影响。结果表明：0~30cm土壤水溶性有机碳变化范围在30.3~339.8mg/kg，热水提取的水溶性有机碳变化范围在60.9~740.2mg/kg，两种方法提取的有机碳随深度增加而降低。长期垄作并实行稻油轮作的利用方式使土壤水溶性有机碳在0~30cm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）利用方式下的水溶性有机碳含量最低。水溶性有机碳可用作评价利用方式对紫色水稻土质量变化影响的有效指标。从提高土壤水溶性有机碳含量的角度来看，垄作并实行稻油轮作的利用方式比较适合紫色水稻土     

水田长期改种蔬菜土壤化学性状的变化特征

为了解水田长期改种蔬菜后土质量的变化,从浙西北采集了32对水田及其长期改种蔬菜的旱地对比表层土壤样品,分析了土壤pH、水溶性盐分、有机碳、全氮、全磷、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰和6种重金属元素含量,探讨了水田长期改种蔬菜后土壤化学性状的变化特征。结果表明,水田改为蔬菜地后,土壤水溶性盐分呈增加趋势,有机碳呈下降趋势,全磷、有效磷和速效钾明显增加;土壤趋向酸化,pH下降;土壤有效铁和有效锰呈现下降趋势,而土壤Cd、Cu、Pb、Hg和Zn的积累较为明显。pH变化量与对照水田pH呈“U”字型关系,近中性土壤的pH下降量最大,向酸性和向碱性两侧的pH变化量逐渐减小。有机质和全氮的下降量随对照水田土壤有机质和全氮含量增加而增加,两者呈显著的正相关。水田长期改种蔬菜后土壤酸化、盐渍化明显,有机碳呈下降趋势;土壤环境质量也有所下降。