长期免耕秸秆还田对寒地土壤有机碳及大豆产量的影响

为了优化寒地免耕覆盖栽培技术,利用长期定位试验,研究免耕条件下0%、30%、60%和100%秸秆覆盖还田量对土壤有机碳及微生物生物量碳含量的影响。结果表明,免耕秸秆还田具有显著的固碳效应,有助于提高土壤总有机碳（4.1%~22.3%）、土壤活性有机碳（52.5%~75.5%）及土壤微生物生物量碳含量（14.6%~44.7%）;随秸秆覆盖还田量增加,表层土壤有机碳、土壤活性有机碳和土壤微生物生物量碳含量呈上升趋势,60%秸秆覆盖还田量处理的亚表层土壤总有机碳含量最高,60%和100%处理的亚表层土壤微生物生物量碳含量较高;30%处理的大豆产量最高,60%处理次之。在本试验寒地免耕9年条件下,60%秸秆覆盖还田量对土壤整体有机碳固持及大豆产量提升作用显著。     

等碳量添加生物炭和秸秆对烟田土壤呼吸及净碳收支的影响

研究生物炭和秸秆添加对烟田生态系统土壤呼吸及碳收支的影响,阐明生物炭、秸秆以及二者配施处理烟田的固碳效应。2020—2021年,设置常规施肥(CK)、常规施肥+2.25 t hm^–2生物炭-C (T1)、常规施肥+2.25 t hm^–2秸秆-C(T2)、常规施肥+1.125 t hm^–2生物炭-C+1.125 t hm^–2秸秆-C (T3) 4个处理,对不同组分土壤呼吸及土壤主要环境因子、土壤碳增量、作物净初级生产力固碳量以及进行农业生产造成的碳排放进行了测定。结果表明,添加秸秆、秸秆与生物炭配施处理烤烟生育期内土壤呼吸累计排放碳量显著高于对照(P<0.05),提升幅度分别为21.40%～35.45%、5.90%～9.89%;添加生物炭、秸秆处理土壤自养呼吸占比分别较对照提高6.35%～7.34%、3.21%～5.97%,生物炭与秸秆配施处理仅2021年较对照提升3.91%。添加生物炭、秸秆提高了生育期内土壤温度和水分,单施生物炭处理土壤水分显著提高了1.93%～7.07%。土壤主要环境因子中...     

长期秸秆还田对旱地玉米土壤有机碳及碳库管理指数的影响

以山西省晋中市寿阳县长期玉米种植区褐土为研究对象，探讨秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分和土壤碳库管理指数的影响，以期为北方旱地褐土培肥、提高土壤质量提供理论依据。基于连续30年（1992—2021年）秸秆还田长期定位试验，按照等碳量秸秆还田，设置4个处理[秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆过腹还田(CM)、秸秆不还田(CK)]进行分析。结果表明：（1）CM处理的土壤总有机碳含量较SM、SC显著提高了29.23%、35.72%。（2）CM处理的土壤活性有机碳含量较CK显著提高了77.72%，且与SM、SC差异显著；SM、SC、CM处理的土壤微生物量碳含量较CK分别显著提高了26.39%、43.51%、70.83%；SM、SC、CM处理的土壤可溶性有机碳含量较CK分别显著提高了4.32%、31.47%、60.00%。（3）SM、SC、CM、CK间的土壤活性有机碳效率无显著差异，SC处理的土壤微生物量碳有效率和可溶性有机碳有效率较CK分别显著提高了28.04%、17.10%，SM处理的土壤可溶性有机碳有效率较CK显著降低了11.48%，CM对于土壤碳素效率无明显提升效果。（4）CM处理的土壤碳库管理指数较SM、SC显著增加了138.89%、72.32%。秸秆过腹还田能够显著提高北方旱地褐土肥力，增加土壤碳库管理指数，改善土壤质量，是最优的还田方式。     

生物腐植酸对土壤碳组分的影响

土壤碳含量是评价土壤质量的重要指标,对土壤物理、化学以及生物学性质都有重要的影响。增加土壤碳的含量不但有助于农业生产的可持续发展,而且对整个地球生态系统的物质循环也有着至关重要的作用。笔者研究了从有机废弃物发酵产物中提取的生物腐植酸对土壤碳组分的影响。结果表明：腐植酸、有机肥均能在一定程度上显著增加土壤总有机碳的含量,其中腐植酸+化肥处理能在较长的时间内（10~40天）保持土壤有机碳含量,其土壤有机碳碳含量增加了1.6%~10.5%。不同施肥处理土壤水溶性有机碳含量存在差异,与对照相比,腐植酸+化肥处理土壤水溶性碳含量增加了2.7%~20.1%。施肥处理能保持土壤微生物生物量碳含量,腐植酸添加量为400 mg/kg时施肥处理土壤微生物生物量碳含量显著高于对照处理。     

连续6年施用生物炭和炭基肥对棕壤生物活性的影响

为了明确生物炭与传统土壤培肥方式对土壤中生物活性的影响,通过连续6年微区定位试验,以传统的土壤培肥方式作为对照,探究较长时间施用生物炭和炭基肥对土壤酶活性的影响,以更好地揭示施用生物炭对农业土壤微生态环境的影响,为生物炭农用提供理论参考。定位试验于2009年开始,连续6年进行了花生微区田间试验(2 m2)。试验设4个处理,分别为秸秆还田+NPK(CS)、施用猪厩肥+NPK(PMC)、生物炭+NPK(BIO)和炭基肥(BF)处理。测定了2014年播前以及花生各生育时期土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶以及微生物量碳和可溶性有机碳含量等指标。结果表明,连续施用6年后,BIO处理中土壤过氧化氢酶活性除播前和成熟期与CS及PMC处理相近外,其他生育时期均显著(P0.05)低于这2个处理;土壤蔗糖酶活性除成熟期外其他时期均高于CS和PMC处理。BF处理中土壤过氧化氢酶活性除播前处于较高水平,其他生育时期与CS和PMC相比均处于较低水平;土壤蔗糖酶活性除结荚期外其他生育时期均接近或者低于CS和PMC处理。与CS和PMC处理相比,BIO和BF处理对脲酶活性的影响没有表现出明显的规律性。BIO和BF处理除成熟期外,其他生育期中土壤微生物量碳含量均低于PMC处理。在花针期相对于CS和PMC处理,BIO处理中可溶性有机碳含量提高,BF中处理可溶性有机碳含量降低。与CS和PMC相比,施用生物炭会抑制土壤过氧化氢酶活性,提高蔗糖酶活性,提高了土壤可溶性有机碳含量;施用炭基肥抑制了过氧化氢酶、蔗糖酶活性,降低了可溶性有机碳含量,生物炭和炭基肥对脲酶活性的影响没有表现出明显规律性,对微生物活性提高的作用在秸秆还田和施用猪厩肥之间。     

生物炭投入对稻田土壤微生物量碳氮及水稻品质的影响

为探讨贵州黄壤稻田中生物炭还田效应，通过田间定位试验，设置5个处理：ck(NPK)、B 1(NPK+4.0 t/hm²生物炭)、B 2(NPK+8.0 t/hm²生物炭)、B 3(NPK+12.0 t/hm²生物炭)、B 4(NPK+16.0 t/hm²生物炭),分析添加生物炭对土壤微生物量碳氮及水稻产量和品质的影响。结果表明，施用生物炭显著提高了土壤有机碳含量，对全氮含量影响不显著，降低了土壤微生物熵(qMB);SMBC、SMBN含量及SMBC/SMBN值随生物炭用量增加呈先增后减趋势，SMBC、SMBN含量以B 2处理最高。各处理的qMB、SMBC、SMBN及SMBC/SMBN和SMBN/TN相互间存在显著或极显著正相关关系。添加生物炭显著提高了水稻产量和品质，以B 2处理稻米产量和品质最高，较ck增产15.21%。本试验条件下，8.0 t/hm²生物炭与化肥配施对提高黄壤稻田土壤微生物量碳氮和水稻产量及改善水稻品质效果最好。     

生物炭及改性生物炭对滨海盐渍化稻田土壤磷素淋失的影响

针对黄河三角洲盐碱稻田土壤磷素有效性低、淋失严重的问题。采用田间定位试验,探究了生物炭及改性生物炭添加对土壤磷有效性和磷素淋失风险的影响。试验设4个处理：(1)空白对照,CK;(2)常规施肥,NPK;(3)常规施肥+秸秆源生物炭8000 kg/hm²;(4)常规施肥+秸秆源铁改性生物炭8000 kg/hm²。结果表明：相比于NPK处理,生物炭及改性生物炭处理后表层土壤速效磷、全磷含量显著增加,其中速效磷含量增加41%以上。土壤全磷含量随土壤深度增加而降低,在60～80 cm土层中改性生物炭处理土壤全磷含量最低。土壤金属氧化物、有机碳及可溶性有机碳与土壤全磷、速效磷及水溶性磷存在显著正相关关系,表明土壤磷、金属氧化物和有机质可能存在共迁移;改性生物炭添加后土壤磷素饱和度显著降低。综上所述,改性生物炭添加降低土壤磷素淋失风险。     

生物炭与有机肥施用对黄褐土土壤酶活性及微生物碳氮的影响

研究了生物炭与有机肥配施对土壤酶及其微生物生物量碳氮的影响,为黄褐土障碍因子改良及合理施肥提供参考。在等氮条件下设置了6 个施肥处理：不施肥(CK)、单施生物炭(B)、氮磷钾配合施用(NPK)、氮磷钾+生物炭(NPK+B)、氮磷钾+有机肥(NPK+M)、氮磷钾+有机肥+生物炭(NPK+B+M)。采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法和化学分析法分别对土壤微生物量碳氮、酶活性和土壤化学性质和作物产量进行测定分析。结果表明：在黄褐土条件下,生物炭与有机肥处理均能显著提高土壤脲酶活性和土壤微生物生物量碳、氮含量,其中以NPK+M+B处理效果最好。有机肥能够促进β-葡萄糖苷酶酶活性,而生物炭与其作用相反。土壤微生物量碳氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶与产量之间存在显著或极显著正相关关系。本试验条件下,生物炭与有机肥的添加能够提高土壤酶活性,提高土壤有机碳和全氮含量,以NPK+B+M处理对酶活性提升效果最好。     

北方冬小麦-夏玉米复种区生物炭与明矾配施对土壤碳氮状况影响研究

旨在为大田施用土壤调理剂改善土壤碳氮状况提供理论依据。在北方冬小麦-夏玉米种植区,选用生物炭和明矾作为土壤调理剂材料,设计T1（对照）、T2（生物炭）、T3（明矾）、T4（生物炭+明矾）4个处理的两茬定位试验。结果表明,T2（生物炭）与T4（生物炭+明矾）处理改善土壤碳氮状况、提高作物产量和氮素养分吸收的效果较好。经过两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理土壤有机碳含量有所提高,为15.82 g/kg,表层土壤C/N增加为10.88。土壤硝态氮经两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理改善效果最好,0~30、30~60、60~90²最高,其次为T4（生物炭+明矾）处理,而小麦以T4（生物炭+明矾）处理产量最高,为10.28 t/hm²。T4（生物炭+明矾）处理夏玉米和冬小麦的吸氮量均最高,分别为168.32 kg/hm²和35.49 kg/hm²。总体来看T4（生物炭+明矾）处理对改善农田土壤碳氮状况效果较好。     

不同轮耕方式与生物炭对土壤酶活性、土壤养分及小麦和玉米产量的影响

通过研究豫东平原不同轮耕方式与生物炭对土壤酶活性、养分及小麦和玉米产量的影响,为该地区选择适宜的耕作与培肥制度提供理论依据。采用3年田间定位试验,以小麦旋耕玉米免耕不施生物炭（RB0）为对照,设置3种生物炭用量（B1：2.5t/hm²,B2：5.0t/hm²,B3：7.5t/hm²）和2种轮耕耕作方式（R：小麦旋耕玉米免耕,D：小麦深翻玉米免耕）的交互处理。结果表明,在0~20cm土层,与RB0相比,不同处理均能显著提高土壤有机碳、速效养分含量及土壤酶活性,不同轮耕方式下土壤有机碳、速效养分含量及土壤酶活性随生物炭施用量增加而增加,RB3和DB3处理效果最好。在20~40cm土层,D处理显著提高土壤有机碳、速效养分含量及土壤酶活性,其中DB3处理效果最好。与2020年相比,除土壤碱性磷酸酶外,2021年不同处理均不同程度地提高了土壤有机碳、速效养分含量、脲酶和蔗糖酶活性。不同处理均能够显著增加小麦和玉米产量,2020年增幅分别为6.02%~17.52%和5.07%~11.02%,2021年分别为7.01%~20.87%和6.53%~18.13%,DB3处理产量最高,显著高于其他大部分处理。     

土壤有机碳固定研究进展

农田土壤的固碳潜力有助于评估农田土壤作为大气二氧化碳的“源”或“汇”的功能,进而正确评价农田土壤对全球气候变暖的影响。土壤有机碳固定和损失的研究是目前国际上前沿研究领域之一,然而土壤有机碳的动态变化还存在许多不确定性,这就为测定农田土壤碳的固定潜力带来了困难。本文围绕土壤有机固碳的基本问题,总结了农田土壤有机碳固定及其影响因素的国内外研究进展。     

土壤团聚体有机碳研究进展

土壤有机碳是衡量土壤肥力的重要指标,对于促进土壤养分循环、增加养分有效性有重要作用。土壤团聚体是土壤的重要组成部分,是组成土壤结构的最小单元,受到自然因素和人为因素的影响,其形成转化过程与土壤固碳过程息息相关,因而研究团聚体和有机碳的关系及团聚体有机碳影响因素对于土壤结构的改善和土壤质量的提升具有重要意义。本文通过对文献的总结,明晰了土壤团聚体和有机碳的关系,阐述了土壤类型、施肥方式、土地利用和矿区复垦对土壤团聚体有机碳的影响,并从生物质炭的长期定位研究和复垦矿区的土壤修复两方面对土壤团聚体有机碳的研究进行展望,研究结果可为合理的农业生产提供科学依据。     

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。     

农田生态系统中土壤有机碳与团聚体相互作用机制的研究进展

土壤有机碳和土壤结构是衡量土壤地力的重要指标,同时也是影响土壤稳定性和生产力的主要因素之一。土壤有机碳对团聚体的形成和稳定具有重要作用,而土壤团聚结构对土壤有机碳的累积与分解具有显著影响。本文回顾了有机碳影响团聚体形成稳定作用的模式模型;归纳了土壤团聚体对有机碳累积的保护作用机制。在总结土壤有机碳和土壤团聚体相互作用机制的基础上,探讨了农田管理措施对土壤有机碳和团聚体的影响,并概括了目前国际上相关研究的新技术。并在此基础上,提出了在该领域研究中存在的问题,以期为我国土壤地力的持续提升研究提供参考。     

施氮对西藏农田土壤有机碳及酶活性的影响

【目的】探明不同施氮量对拉萨农田土壤有机碳和酶活性的影响。【方法】设计5个试验处理：T1不施氮肥：0 kg.N.hm-2 (N1)、T2：75kg.N.hm-2 (N2)、T3：150kg.N.hm-2 (N3)、T4：225kg.N.hm-2 (N4)、T5为当地适宜施肥量：150kg.N.hm-2 (N3),135 kg.P2O5.hm-2,分别于播种前和青稞收获后采集各处理0-20cm土壤样品测定其总有机碳、活性有机碳、腐殖质碳、胡敏酸和富里酸含量;蔗糖酶活性、多酚氧化酶活性和脲酶活性。【结果】拉萨农田土壤有机碳总量偏低,活性有机碳比例较大,土壤腐殖化率较低。短期内施用氮肥能通过增加土壤活性有机碳而使土壤总有机碳含量增加,但降低土壤腐殖质碳含量,提高土壤HA/FA。【结论】施用氮肥短期内可以使当地农田土壤有机碳含量增加,T4施氮量可以优化土壤微环境,利于土壤酶活性升高和土壤有机碳的积累。     

设施土壤中微生物生物量碳和脱氢酶活性对镉与邻苯二甲酸酯复合污染的响应

为了揭示设施土壤中Cd与PAEs复合污染效应,通过盆栽试验验证了设施土壤中微生物生物量碳含量和脱氢酶活性对Cd-PAEs复合污染的响应。结果表明:移栽后20 d,施加低浓度Cd(≤2.0 mg/kg),可使土壤中微生物生物量碳含量增加,设施和大田土壤中分别增加了42.7%和96.5%。移栽后20 d时,施加PAEs(40,80 mg/kg)使设施土壤微生物生物量碳含量分别降低了56.2%和46.7%;移栽后30 d时,施加PAEs(40,80 mg/kg)使大田土壤微生物生物量碳含量分别降低了39.8%和提高了21.6%。Cd处理使大田土壤脱氢酶活性降低,但并未使设施土壤脱氢酶活性发生显著变化。施加高浓度PAEs(80 mg/kg)使大田土壤的脱氢酶活性提高了33.6%,但却使设施土壤脱氢酶活性降低了40.0%。Cd-PAEs复合效应对土壤微生物生物量碳表现为协同作用,但土壤脱氢酶活性则产生了拮抗作用。     

土壤有机碳稳定性的影响

土壤有机碳是土壤的核心组成,对碳的循环很重要。土壤有机碳的稳定性不仅影响植物的生长状况,还影响生态环境。通过对国内外对土壤组分、活性有机碳的认识以及对土壤稳定性、土壤团聚体的研究,综述了影响土壤有机碳稳定的因素,以期为以后有机碳稳定性研究提供参考。     

农田土壤有机碳演变模型的研究进展

土壤碳库是陆地生态系统的最大碳库。以Century、RothC和DNDC模型为例,对这3大模型的模拟原理和应用现状进行了概述,总结了其存在的问题,并指出未来的发展方向一方面应加强模型的验证以提高模拟精度,另一方面应与3S技术相结合建立大尺度数据库以扩大模拟范围。     

土壤类型信息在土壤有机碳空间预测中的应用研究

为了探讨土壤类型作为辅助信息提高潮土区土壤有机碳(SOC)空间预测精度的可行性,基于江苏省沛县212个土壤预测样点和80个验证点,比较分析了普通克里格(OK)和结合土壤类型信息的克里格(STK)2种方法对土壤有机碳的空间预测精度。结果表明,各土壤类型间的SOC含量存在较大差异,其中淤土的含量最高(16.35 g/kg),而沙土含量最低(8.58 g/kg),两合土和轻盐碱土介于两者之间;直接利用OK方法对区域SOC预测时的平滑效应较强,导致误差较大,其80个验证点的真实与预测值的散点图相关系数r为0.45,均方根误差(RMSE)为7.36 g/kg;而STK相应的相关系数r为0.75,RMSE为4.90 g/kg,较前者降低了33.5%;同时,STK预测图斑能较OK更好地反映SOC在各土壤类型间的变异特征。说明STK方法消除了土壤类型间SOC含量差异较大的影响,降低了克里格平滑效应,从而较大幅度地提高了预测精度。表明与SOC关系密切的土壤类型信息,可在潮土区作为辅助信息以提高区域SOC的空间预测精度。     

长期施肥条件下黄壤有机碳矿化对温度变化的响应

【研究目的】为了揭示长期施肥黄壤旱地有机碳矿化对温度的响应特征【方法】运用碱液吸收法，室内模拟不同温度（10℃、20℃）培养试验研究不施肥（CK）、施化肥（NPK）、单施有机肥（M）和有机无机配施（MNPK）对土壤有机碳矿化的影响。【结果】结果表明，在80天的培养中累积矿化量均为M>MNPK>CK>NPK，与长期施肥土壤SOC的含量变化趋势一致；C0/SOC（潜在矿化量/有机碳）在不同温度下均为NPK最高，除了M与MNPK未达到显著性差异，其余处理均达到显著性差异（p<0.05）；Q10范围是2.92~4.18。长期施有机肥（M、MNPK）的土壤的矿化受温度的影响显著高于长期单施无机肥和未施肥的土壤。【结论】有机无机配施（MNPK）、单施有机肥（M）的土壤对温度的响应特征显著高于单施化肥（NPK）和不施肥（CK）（p<0.05），揭示了长期施有机肥土壤有机碳对温度的响应特征。