土壤微生物生物量碳的表观周转时间测定方法

土壤微生物生物量碳周转对土壤有机质和养分循环起着决定作用。本研究建立了土壤微生物生物量碳周转时间的测定方法。培养条件下 (2 5℃、10 0 %湿度 ) ,加入14 C标记葡萄糖标记土壤微生物生物量碳 ,在 10 0d培养期内 ,每隔 2 0d测定一次14 C标记微生物生物量碳 (14 C BC) ,采用一级热力学方程拟合测定期内 (2 0～ 10 0d) 14 C BC 的周转速率常数 (k) ,由此计算土壤微生物生物量碳的表观周转时间。测定的 5个土壤在培养条件下微生物生物量碳的周转时间为 93～ 4 0 0d ,根据培养温度和实际田间年平均温度推算得到田间条件下土壤微生物生物量碳的周转时间为 1 0～ 4 1a。其主要影响因子为土壤质地 ,土壤利用方式的影响较小。土壤微生物生物量碳的周转时间能较好地反映土壤微生物生物量的周转状况及其与土壤有机质的周转和积累的关系。     

添加^14C标记稻草对喀斯特典型土壤有机碳矿化的影响

为了研究有机物质对喀斯特地区典型土壤有机碳积累与转化的影响,采集两种喀斯特典型土壤（棕色石灰土、黑色石灰土）和一种对照土壤（红壤）的表层土壤（0～15cm）,设置不添加外源物质（CK）和添加14C标记的稻草（T1）的处理,进行为期100d的土壤培养试验及矿化试验。测定并分析了这3种典型土壤类型的微生物生物量碳（MBC）表观周转时间和田间周转时间、外源有机物质对土壤原有有机碳的激发效应以及CO2释放量。结果表明：MBC表观周转时间和田间周转时间依次分别为（71±2）d、（243±20）d、（254±45）d和0.29、1.0、1.04a。添加标记的14C有机物质后,土壤原有有机质的激发效应大小依次为红壤〉棕色石灰土〉黑色石灰土。在相同条件下,红壤不利于土壤有机质的累积,而棕色石灰土和黑色石灰土有利于土壤有机质的累积。     

稻草还田条件下水田和旱地土壤有机碳矿化特征与差异

采用14C示踪技术,通过100 d的原状土柱室内模拟试验,得出以下研究结果:培养100 d后,有34.74%(水田覆盖)、17.85%(水田翻埋)、35.68%(旱地覆盖)和36.06%(旱地翻埋)的稻草碳被矿化,水田和旱地土壤分别有0.99%～1.17%和2.25%～2.53%的原有有机碳被矿化。土地利用和稻草还田方式及两因素的交互作用,对添加稻草碳的矿化速率和累积矿化率均有显著影响(p<0.01),但对于土壤原有有机碳的矿化速率和累积矿化量,只有土地利用方式对其有显著影响(p<0.01);添加稻草后,土壤总累积矿化量没有发生显著变化(旱地翻埋除外),因为稻草还田抑制了土壤原有有机碳的降解,使100 d的累积矿化量相对于各自对照减少了13.95%(水田覆盖)、15.68%(水田翻埋)、11.04%(旱地覆盖)和3.34%(旱地翻埋)。水田翻埋和旱地覆盖是稻草资源合理利用的较好方式,更有利于土壤有机碳的积累;添加的稻草碳和土壤原有有机碳在水田的矿化速率均显著低于旱地,是水田有机碳含量通常高于同一景观单元旱地的主要原因之一。     

养分化学计量比对稻田土壤葡萄糖矿化及其激发效应的影响

选择13C-葡萄糖作为稻田土壤典型易利用态外源有机碳,通过室内培养试验,研究不同C/N/P/S计量比条件下,葡萄糖分解矿化的动态规律及其激发效应。结果表明,稻田土壤中葡萄糖-碳(C)快速矿化,60 d培养实验后,有65.5%~74.6%的葡萄糖-C矿化。养分元素的添加使土壤中葡萄糖-C快速转化碳库的比例逐渐由58%增加至65%,从而使葡萄糖-C矿化率提高了3.9%~12.5%,养分元素的添加量与葡萄糖-C快速转化碳库的比例和矿化率均表现出显著的正相关关系(R2=0.63,p0.05;R2=0.83,p0.05)。葡萄糖-C矿化过程中,导致稻田土壤碳的累积负激发效应为-370~-570 mg kg-1,养分元素添加比例越大,其负激发效应越强,二者呈显著的负相关性(R2=0.66,p0.05)。研究表明,稻田土壤中易利用态碳的矿化受C/N/P/S元素计量比的影响,高比例养分元素的添加,促进土壤中易利用态碳的矿化,抑制土壤原有有机质的分解,增强负激发效应。本研究可为深入了解稻田生态系统碳循环、实现农田土壤肥力提升和温室气体减排提供理论依据。     

土壤生物活性有机碳库及其表征指标的研究

土壤生物活性有机碳库 (C0)的大小和周转可以指示土壤供应养分的能力以及养分的循环状况。对浙江省 11个土壤的研究表明 ,生物活性有机碳库的变化幅度为 184.87～ 3022.41mg/kg ,占土壤总有机碳的2.91%～8.94% ,生物活性有机碳库的周转速率k为0.0070～0.0199d-1。C0与土壤总有机碳、全氮、有效氮、CEC、重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳都呈显著性正相关 ,k与这些指标均无相关性。C0与重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳占土壤总有机碳的百分比均无相关性 ,k只与水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比呈显著性正相关 (R2=0.4684 ,P0.025)。水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比是表征土壤生物活性有机碳库周转的较好指标。     

秸秆碳的田间原位分解和微生物量碳的周转特征

应用14 C示踪技术研究了杂交狼尾草秸秆在稻麦轮作田中为期 1年的原位分解。结果表明 :秸秆用量对其分解率影响甚微 ,1年后秸秆C分解了 72 %左右 ,分解速率常数为 2 7× 1 0 - 3d- 1,但秸秆用量的多少与土壤原有碳的分解和土壤有机碳平衡密切相关。黄棕壤原有C年分解率为 5 4 5 %～ 6 0 7% ,分解速率常数在 1 0 4× 1 0 - 4～ 1 1 8× 1 0 - 4d- 1之间。随秸秆用量增加 ,黄棕壤原有C分解率和分解量均增加 ,土壤有机碳的亏缺减少。微生物量14 C占加入秸秆14 C的 3 79%～ 1 0 63% ,占土壤残留14 C的 1 2 2 7%～1 7 4 3% ,其大小变化及减少程度均较微生物量12 C显著。微生物量12 C约为微生物量14 C的 0 74～ 3 85倍 ,说明大多数情况下 ,土壤原有C仍是土壤微生物活动所需能量和养分的主要来源。微生物量14 C的周转率在 1 1 0～ 1 1 8a- 1之间 ,微生物量12 C的周转率在 0 97～ 1 0 6a- 1之间。增加秸秆用量可加快土壤微生物量C的周转速度 ,反过来微生物量C周转速度的加快又加速了秸秆C和土壤原有C的分解。土壤原有C和秸秆C的分解进程与微生物量12 C和微生物量14 C的动态变化趋势一致 ,说明有机碳分解的快慢是土壤微生物活动强弱的外在表现。     

黑碳添加对土壤活性有机碳和原有机碳的影响

通过室内培养实验,向土壤(甘蔗土)中分别添加不同用量的黑碳(BC,350℃热解水稻秸秆),添加量分别为0(BC0)、1％(BC1)、2％(BC2)、3％(BC3)、4％(BC4)和5％(BC5),研究黑碳添加量对土壤活性有机碳和原有机碳的影响.结果表明,在25℃培养条件下,土壤易矿化碳(Cm)随黑碳添加量的增加而增加;土壤微生物生物量碳含量亦随添加量的增加呈增加趋势(BC3处理除外).土壤可溶性有机碳含量在BC1、BC2和BC3处理之间的差异不显著,并显著低于对照土壤(BC0);应用δ13C自然丰度方法研究发现,BC1处理抑制了土壤原有机碳分解,而BC2、BC3、BC4和BC5处理促进了土壤原有机碳的分解,但统计上未达显著水平.     

光照与黑暗培养对亚热带区稻田及旱地土壤有机碳及其活性组分的影响

农田土壤的固碳潜力对于理解陆地生态系统碳循环和气候变化至关重要.分别选取亚热带区4种典型稻田和旱地土壤,设置裸土光照和裸土黑暗处理,探讨土壤有机碳(SOC)及其活性组分(可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC))对光照和黑暗条件的响应。结果表明,与培养前相比,培养80 d后,光照和黑暗培养下稻田及旱地土壤SOC含量差异不显著,这可能与土壤SOC含量变化是一个缓慢的过程有关.光照和黑暗培养均显著提高了土壤DOC含量(与培养前相比,光照和遮光培养平均分别提高73.37%和80.58%),而MBC显著降低(与培养前相比,光照和遮光培养平均分别降低35.58%和32.32%)。相关分析表明,培养后的土壤DOC含量与土壤粘粒含量呈极显著正相关性(P<0.01),而与土壤原有碳氮水平呈极显著负相关;土壤MBC则恰好相反,MBC与土壤粘粒含量呈极显著负相关,而与土壤原有碳氮水平呈极显著正相关.本研究表明,短期(80d)的光照和黑暗培养对稻田及旱地土壤SOC含量变化影响不大,而显著改变了有机碳活性组分(DOC和MBC)含量,进一步说明了土壤活性有机碳是土壤中活性化学组分,随环境条件变化表现出强烈的变化趋势。     

生物质炭与秸秆施用对红壤有机碳组分和微生物活性的影响

采用玉米秸秆、玉米秸秆生物质炭及其两者配合施用于红壤旱地的田间试验,通过有机碳分组、微孔板荧光法及底物诱导呼吸手段,研究不施肥条件下土壤有机碳组分、土壤酶活性及微生物底物利用速率的变化。结果表明:施用9个月后,与对照(不施任何物料)相比,单施秸秆提高土壤易矿化碳含量,对pH、总有机碳含量、惰性碳含量影响较小,而生物质炭及其与秸秆配施显著提高土壤总有机碳和惰性有机碳含量。单施秸秆提高土壤β-葡萄糖苷酶活性,而生物质炭及其与秸秆配施对土壤酶活性无影响。单施秸秆提高土壤微生物对葡萄糖、天冬氨酸和丁香酸的利用速率,提高土壤基础呼吸速率,而生物质炭及其与秸秆配施对土壤呼吸和微生物底物利用速率无影响。生物质炭与秸秆配施对土壤易矿化碳组分和基础呼吸呈显著互作效应。土壤基础呼吸与易矿化碳含量、β-葡萄糖苷酶活性及葡萄糖利用速率呈显著正相关。因此,秸秆炭化相比秸秆直接施用更有利于提高土壤稳定性碳库,降低土壤碳排放。     

不同利用方式下红壤微生物生物量及代谢功能多样性的变化

研究了不同农林利用方式下红壤微生物生物量和代谢功能多样性等土壤质量指标的变化.结果表明:不同利用方式对土壤质量各指标造成了显著的影响;稻田的微生物生物量碳、氮最高,林地和草地微生物生物量次之,旱地的微生物生物量碳、氮最低(分别是稻田利用方式的4.3% 和 13.7%);稻田的微生物代谢功能多样性最高,旱地、林地和草地的细菌代谢功能多样性较低,旱地的真菌代谢功能多样性最低;微生物生物量和代谢功能多样性可以作为反映土壤质量变化的早期敏感的指标,用来衡量管理措施的改变对土壤质量造成的影响.     

微团聚体的保肥供肥性能及其组成比例在评断土壤肥力水平中的意义

本文根据作者对黑土和棕壤的多年研究结果，论述了不同粒级的微团聚体在保肥和供肥方面的不同性能。鉴于肥地与瘦地、小粒级与大粒级微团聚体间存在着保肥－供肥性能的明显差异，作者试以１０μｍ为界，划分＜和＞１０μｍ两类“特征微团聚体”，以其比例来界定高、低肥力土壤的微团聚体组成的数值范围和评断土壤肥力水平与培肥效果。结果表明，“特征微团聚体”的组成比例能较好地反映土壤肥力的现有状况及其调控的实际效果，是综合     

SULFUR APPLICATION EFFECTS ON SOIL PROPERTIES IN A CALCAREOUS SOIL AND ON SUGARCANE GROWTH AND YIELD

High pH soils limit availability of pH sensitive nutrients including phosphorus (P), even though abundant levels are present. Application of such nutrients to the soil is ineffective because they quickly get tied up in unavailable forms. Elemental sulfur (S) application in a narrow band to lower root zone pH and increase nutrient availability to the crop is a possible economically feasible solution. A four year field study was conducted in which S was applied to sugarcane (Saccharum spp.) at rates up to 1120 kg S ha^?1 each of the 1st three years in a band using different application methods. Sulfur application effects on soil pH were gradual, causing only a slight reduction in the application zone after one year; but was long lasting, resulting in continuing substantial declines in soil pH in an adjacent zone four years after the first S application. Soil available P, sulfate (SO₄)-S, and salinity levels increased with increasing S applied. Sugarcane plant growth, as indicated by leaf area index during the grand growth period responded to moderate S application levels. Sugarcane yields increased linearly in the plant crop, but showed quadratic responses to S applications in the 1st through 3rd ratoon crops. Initial soil available P levels prior to the first treatment application were at the critical level considered adequate for crop requirements, yet growth and yield increases in response to S application suggest that the critical available soil P levels for sugarcane may be higher than previously established. Sulfur application at rates beyond those necessary to produce maximum yields resulted in salinity problems which probably reduced yields. The ‘stool splitter’ application method, which slices the plant stool using a coulter and places the fertilizer directly in the middle of the furrow caused crop damage and stand loss which persisted for the remainder of the sugarcane crops. Based on the results of this study, a single application of elemental S at up to 1120 kg S ha^?1 directly below the seed cane at planting is recommend for sugarcane on a calcareous soil, with no additional applications in later crops.     

GROWTH AND IRON-MANGANESE RELATIONSHIPS IN DRY BEAN AS AFFECTED BY FOLIAR AND SOIL APPLICATIONS OF IRON AND MANGANESE IN A CALCAREOUS SOIL

Manganese (Mn) deficiency may be induced by adding large quantities of iron (Fe), provided that soil manganese is marginally deficient. Results of a greenhouse study showed that iron soil application did not influence shoot dry matter yield of dry bean due to the fact that the iron:manganese ratio in aerial parts of dry bean was higher than 0.4. A foliar spray of 2% iron sulfate significantly reduced it probably due to the high level of shoot iron and iron:manganese ratio greater than 4. Iron application decreased concentration/uptake of shoot manganese due to the iron-manganese antagonistic relationships. Mangenese soil application is not an effective method in correction of manganese deficiency induced by iron fertilizers. Iron did not affect root manganese uptake, indicating that manganese absorption was not affected by iron application. Both manganese/iron soil tests are recommended in calcareous soils with manganese soil test in marginal range.     

中国自然土壤、旱作土壤、水稻土的氧化还原状况和特点

以原位测定资料作基础,首次系统地总结了我国主要自然土壤、旱作土壤和水稻土的氧化还原状况。自然土壤、旱作土壤同属于氧化性土壤,Eh为440～730mV,还原性物质量相当于Mn2+0.00～4.01×10-5molL-1,一年内基本上处于氧化状态,物质转化迁移微弱;水稻土的Eh为670～-70mV,还原性物质量相当于Mn2+0.01～17.8×10-5molL-1,变动范围从氧化性到还原性,氧化还原状况随水分条件而周期性变化,物质转化迁移的强度和速度远甚于前两者;依据水稻土的氧化还原状况,可将其划分为氧化性、氧化还原性、还原性三种类型;土壤氧化还原状况的特点为:Eh与还原性物质量之间相关性良好、具水平带谱和垂直带谱分异、不均一性显著、变动的范围宽和变化的可逆性强。     

旱作及水作条件下稻田CH4和N2O排放的观察研究

通过田间试验研究不同土表覆盖处理旱作和水作水稻全生育期内土壤微量气体的排放。结果表明 ,旱作稻田当季N2 O的排放总量是水作稻田的 5～ 6倍 ,而水作稻田CH4 的排放总量是旱作稻田的8～ 1 9倍。不同覆盖旱作处理N2 O的排放总量为 :裸露 >覆膜 >盖草 ,CH4 排放总量为 :覆膜 >裸露 >盖草。水作稻田CH4 的排放与水稻生育期关系密切 ,以分蘖盛期的 5 0mgm- 2 h- 1为最大。旱作稻田N2 O的排放与施氮关系密切 ,其排放通量峰值出现的时间因施氮时期不同而异 ,基肥的峰值 (2 1 1 6 7μgm- 2 h- 1)出现在施肥后第 1 1d ;分蘖肥的峰值 (4 3 94 3 μgm- 2 h- 1)出现在施肥后第 9～ 1 0d ;穗肥的峰值则在施肥后的第 6d出现 ,达 3 3 3 5 0 μgm- 2 h- 1。     

河北主要土壤中Cd和Pb的形态分布及其影响因素

采用网室盆栽试验和大田取样 ,运用连续提取方法 ,研究了河北平原潮土和潮褐土两种土壤中Cd、Pb的化学形态特征及与其影响因素的关系。结果表明 :随着Cd、Pb污染程度的增加 ,其交换态有增加趋势。当高浓度重金属污染土壤时 ,Cd(潮土 >1mgkg- 1、潮褐土 >5mgkg- 1)主要以交换态存在 ,并表现为 :交换态 >碳酸盐结合态 >铁锰氧化物结合态 >有机结合态 >残留态 ;Pb主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在。在低浓度重金属污染的土壤中 ,Cd (潮土 <1mgkg- 1、潮褐土 <5mgkg- 1)的残留态、有机结合态成倍增加 ,甚至超过交换态 ,表现为 :残留态 >碳酸盐结合态 >有机结合态 >交换态 >铁锰氧化物结合态 ;Pb主要以铁锰氧化物结合态和残留态存在。Cd、Pb在土壤中的分布与土壤的pH值 ,有机质含量密切相关。     

春秋季红壤旱地氨挥发对氮施用量、气象因子的响应

通过红壤旱地种植牧草马唐和蔬菜冬萝卜轮作试验,研究了在春秋二季红壤旱地氨挥发对不同施氮量和气象因子的响应。结果表明,红壤旱地春季牧草实验,氮肥处理N90、N160和N230,氨挥发持续10~17d,在施肥后6~8d达到峰值,峰值(扣除对照N0)分别为N0.11、0.57和1.84kghm-2d-1。秋季氮肥处理N70、N130、N190和N250以基肥和以水带肥追施(基/追比为7∶3)氨挥发持续时间均为10~11d,基肥氨挥发峰值(扣除对照N0)分别为N0.02、0.05、0.06kghm-2d-1和0.09kghm-2d-1;追肥氨挥发峰值(扣除对照N0)分别为N0.05、0.22、0.38kghm-2d-1和0.72kghm-2d-1。不同施氮处理,春季累计氨挥发量为N0.67~5.16kghm-2,占施入肥料N的0.74%~2.24%;秋季累计氨挥发量为N0.37~3.04kghm-2,占施入肥料N的1.31%~3.69%。红壤旱地春秋二季氨挥发量(y)均随施N量(x)的提高而指数递增,其关系式分别为:y=0.1576e0.0146x和y=0.1826e0.0112x。显著性检验表明,春秋两季不同施氮量处理之间,土壤氨挥发量及挥发通量差异均达到显著水平。春秋二季基肥氨挥发总量和通量均与气温、气压、蒸发量和土温等环境气象因子有较好的相关性(p<0.05)。     

鄂西南植烟土壤微量元素分布及演变特点

对鄂西南植烟土壤微量元素含量状况的统计分析表明,该区域缺乏及潜在缺乏土壤水溶性B面积达80%以上,土壤Zn缺乏面积达50%左右,60%以上土壤有效Cu含量较低,98%的植烟土壤水溶性Cl含量偏低,为了提高烟叶的产量和品质,在生产上应重视这些微肥的施用;植烟土壤有效Mo含量变幅范围较宽(痕量~3.3mg/kg),不同生产区域差异较大,施用Mo肥应因地制宜。经过20多年的耕种等措施,该区域植烟土壤缺Zn、Cu、B的面积有一定的减少,与1982年相比分别约下降了11.5%、25.4%和24.2%,但不同烟区表现的规律不尽一致。     

中国的红树林与酸性硫酸盐土

红树林及由红树林沼泽发育的酸性硫酸盐土在我国约有１０．６万公顷。红树的主要生化特点之一是其化学组成中硫含量很高，平均达０．４％左右，大大高于同地带其它灌木（０．１％左右），这一特征深刻地影响着土壤发生及其性质。当红树林残体被埋藏而分解后，有大量的硫进入土壤，从而使土壤具有含硫层。该层全Ｓ含量多在０．３％以上，表层土壤也在０．２％左右，而一般热带地区酸性土只有０．０４％左右。土壤地下水中ＳＯ＾２－４     

黄土丘陵区水土保持措施配置与土壤水分的关系

土壤水分与水土保持措施配置间存在密切关系,从空间结构看,地形起伏引起降水再分配,而工程措施可使降水形成有益的再分配,由此产生土壤水分的微域分异。这种分异制约影响着生物措施的空间配置;从时间过程看,为防止某些植物过度的水分消耗而致土壤干燥化,需采取循环轮作配置。在黄土丘陵区要求林草与农作物地在轮作周期内的总耗水量与有效雨量（降雨量与径流深之差）持平。