长期耕作水稻土的有机碳分布和稳定碳同位素特征

对浙江慈溪100，500，1000a水稻土的有机碳分布及其稳定性碳同位素特征进行了研究。结果表明，经百年耕种以后，水稻土耕作层有机碳含量受耕作年限影响很小。随着耕作年限的延长，水稻土剖面不同土层的有机碳含量变异性逐渐降低，下层土壤有机碳储量有逐渐增加的趋势；另外，随着耕作年限的增加，水稻土剖面下层的δ^13C值，有降低趋势，表明种植水稻带入土体的低δ^13C有机碳会随着耕作年限的增加，不断向下层迁移并固定起来。不同年限稻田耕作层土壤中，〈50μm粒级复合体的有机碳含量由高到低的顺序均为：〈2μm，2～10μm，10～50μm；不同粒级复合体有机碳δ^13C值随着粒级的增大而不断降低，新增的碳主要集中在粗粒中，而细粒中的碳为降解的老碳；对于某一粒级复合体来说，δ^13C值顺序均为：1000a〉500a〉100a；〈2μm复合体有机碳属于低活性碳库，耕种上百年后，基本达到饱和。     

不同区域稻田土壤复合体有机碳分配及δ~(13)C特征

选取位于5个不同区域(吉林龙井、河南封丘、浙江慈溪、江西进贤和海南海口)的代表性稻田,对其土壤复合体有机碳分配及δ13C特征进行了研究。结果表明,不同区域稻田土壤中各粒级复合体含量(质量百分比)变化主要体现在<2μm和>50μm粒级部分。南方稻田0-20 cm土层中<2μm复合体含量较20-40 cm土层低,而北方稻田0-20 cm土层则较20-40 cm土层高。稻田0-20 cm和20-40 cm土层中,<50μm各粒级土壤复合体有机碳含量的变化趋势基本一致;>50μm复合体有机碳含量则在稻田20-40 cm土层中出现急剧下降,显著低于表层。农田土壤有机碳主要集中在<10μm复合体中。气候条件、耕作制度和起源土壤对农田土壤复合体有机碳分配有显著影响,其中稻田耕作环境更有利于表层粗有机体的累积。不同区域稻田0-20 cm土层中,土壤复合体粒级越小,其有机碳δ13C值越高,碳库活性越低;而20-40 cm稻田土层中复合体有机碳库活性则并非严格遵循粗粒活性高于细粒的规律,在>50μm粗粒复合体中表现尤为明显。     

不同气候带水稻土有机碳δ13C及胡敏酸结构特征变化

选取位于吉林龙井、河南封丘、浙江慈溪和江西进贤的4种水稻土剖面,分析比较了不同气候带水稻土剖面和各粒级复合体的有机碳及其δ13C值的分布特征,探讨了不同水稻土胡敏酸结构和功能基团构成的差异,旨在为深入研究水稻土有机碳动态变化和运转机理提供参考依据。结果表明:不同气候带水稻土剖面中,有机碳δ13C值均随着土层深度的增加逐渐升高;样点位置愈往北,水稻土表层有机碳δ13C值愈高。各样点水稻土表层有机碳主要集中在<10μm复合体部分,其有机碳分配系数均大于50%。水稻土不同粒级复合体δ13C值随着粒级的减小不断升高,高δ13C的老碳在细粒中富集;水稻土表层<10μm复合体中有机碳的降解程度为:封丘>慈溪>进贤>龙井。各样点水稻土胡敏酸结构大致相似,封丘和龙井的水稻土胡敏酸含有较多CO基团,氧化程度较高,另外,其胡敏酸的芳化度和聚合程度也高于慈溪和进贤的水稻土。     

耕作方式对稻田土壤活性有机碳组分、有机碳矿化以及腐殖质特征的影响

以连续种植三季的稻田土壤为材料,采用大田试验的方法,研究了四种耕作方式(常耕CT、稻草还田常耕SCT、免耕NT、稻草还田免耕SNT)下稻田土壤的活性有机碳组分含量、有机碳矿化以及腐殖质特征。结果表明:在0~5cm土层,免耕(NT、SNT)和稻草还田(SCT、SNT)都能提高土壤中不同活度有机碳以及总有机碳、腐殖酸、胡敏酸的△log K以及E4/E6值,其中以SNT增加效果最为明显,而稻草还田(SCT、SNT)还能提高了土壤有机碳的日矿化量和矿化累积量;在5~20 cm土层,除中活性有机碳外,常耕耕作(CT、SCT)提高了不同活度有机碳、总有机碳、有机碳矿化累积量、腐殖酸、胡敏酸、富里酸、腐殖化度以及胡/富比,其中以SCT的作用最为明显。在短期时间内,免耕结合稻草还田,有利于表层土壤的腐殖化,增加稻田土壤中碳的固定;常耕结合稻草还田更利于5~20cm土层腐殖质的更新与活化,增加土壤中碳的固定,从而减缓新增碳对温室气体的增温效应。     

不同种植年限茶园土壤有机无机复合状况及有机碳分布特征

通过不同种植年限茶园土壤有机无机复合状况以及有机碳的分布变化特征的研究,结果表明,植茶条件下,土壤有机碳含量、重组有机碳含量以及土壤有机无机复合量均高于非茶园对照土壤,并且随着植茶年限的增加而增加,土壤中轻组有机碳增加幅度明显大于重组有机碳,原土复合度下降.随着植茶年限的增加,茶园土壤＞50 μm级复合体含量减少,＜2 μm复合体含量增加,但茶园土壤有机无机复合体组成仍以＞50μm复合体为主,10～50μm复合体次之,＜2μm复合体含量最低.茶园土壤各粒级复合体有机碳含量均随植茶年限有不同程度增加,其中＜2 μm复合体固持的有机碳含量最高.其余粒级中有机碳含量随着粒径变粗而下降.有机碳在各粒级复合体中的分布以及各粒级复合体有机碳占土壤总碳量的比例均表现出2～10μm复合体＞小于2 μm复合体＞大于50μm复合体＞10～50μm复合体的趋势.     

大气CO2浓度升高对水稻土团聚体的分布与有机碳含量的影响

采取中国FACE(Free-air CO2 enrichment)平台9年试验区的土壤,采用干湿筛法获得水稳定性团聚体,研究高CO2浓度处理对水稻土团聚体组成、有机碳含量的影响。FACE试验设对照和高CO2浓度两个主处理,低氮和常氮两个施氮水平裂区。结果表明,经高CO2浓度连续9年处理后,小区土壤有机碳总量显著增加(年均1%)。高CO2浓度改变0~5 cm土层土壤团聚体的分布,大团聚体(250μm)含量有减少趋势,而微团聚体(250~53μm)含量平均增加27.49%(P=0.05);常氮仅改变5~15 cm土层土壤粗大团聚体(2 000μm)含量,平均减少20.60%(P0.05)。分析表明,高CO2浓度使得0~5 cm土层土壤细大团聚体(2 000~250μm)有机碳含量平均降低9.67%(P0.01),微团聚体有机碳含量平均增加31.30%(P0.05),CO2和N交互有促进上述变化趋势。高CO2浓度增加5~15 cm土层土壤粗大团聚体有机碳含量(26.44%,P=0.05),降低细大团聚体有机碳含量(6.83%,P0.01);常氮减少5~15 cm土层土壤粗大团聚体有机碳含量(30.19%,P0.001);CO2和N交互显著降低5~15 cm土层两级大团聚体有机碳含量。高CO2浓度降低耕层土壤(0~15 cm)细大团聚体有机碳储量(6.41%,P0.01),增加微团聚体有机碳储量(15.09%,P0.05);常氮显著降低两级大团聚体有机碳储量,且CO2和N交互降低细大团聚体有机碳储量(P0.05)。     

水旱轮作条件下免耕土壤有机碳变化特征研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了水旱轮作条件下免耕土壤有机碳的变化特点。结果表明,水作及旱作后,随免耕年限延长土壤有机碳在免耕5～6a达到最大值,与常规耕作差异显著;免耕0—5cm土层有机碳显著高于其他土层,具有一定的表聚现象;水旱轮作条件下土壤富里酸含量略高于胡敏酸,土壤碳氮比在10～16,有利于有机质矿化过程中养分的释放;有机碳密度与土壤有机碳变化趋势一致。研究水旱轮作免耕措施对土壤有机碳含量的影响,可为建立合理轮耕模式提供一定的理论基础,同时,也为该耕作方法的推广应用提供科学指导。     

抛荒对冷浸稻田土壤团聚体及有机碳稳定性的影响

冷浸稻田是长江流域重要的低产稻田类型之一,近年来抛荒严重,而抛荒对冷浸稻田土壤团聚体的影响并不清楚。本研究以连年种植的冷浸稻田(CWC)、抛荒3年的冷浸稻田(CWA3)和抛荒6年的冷浸稻田(CWA6)为对象,分析抛荒后冷浸稻田土壤团聚体特征以及有机碳稳定性,以期为准确评估抛荒对长期淹水土壤的结构和有机碳的影响提供数据支持。结果表明,不论是0~25 cm土层还是25~50 cm土层,冷浸稻田土壤53μm粒级团聚体占总团聚体比例均超过40%;0~25 cm土层土壤250μm团聚体比例超过35%;53~250μm粒级团聚体比例低于20%。抛荒使0~25 cm土层53μm粒级团聚体占总团聚体比例显著增加,53~250μm粒级比例显著降低。在0~25 cm土层,抛荒使有机碳活性指数Ⅰ(LIc-Ⅰ)在53μm粒级和250μm粒级上升高,有机碳活性指数Ⅱ(LIc-Ⅱ)在53~250μm和250μm粒级上降低;而有机碳难降解指数(RIc)在53μm和53~250μm粒级上降低。土壤总有机碳随抛荒时间延长而增加。     

不同耕作年限对耕地土壤质地和有机碳垂直分布的影响

研究不同耕作年限新疆玛纳斯县耕地的土壤颗粒组成、不同土壤颗粒有机碳含量变化特征以及二者的相关关系。选取4种不同耕作年限耕地为研究对象,采集土层0—300cm的土壤样品,采用激光法获取土壤颗粒组成,探讨长期耕作对土壤颗粒组成以及不同土壤颗粒有机碳含量的影响。结果表明:研究区域土壤剖面颗粒组成主要以砂粒(约占21.0%~35.4%)和粉粒(约占46.0%~50.0%)为主,砂粒含量下部明显高于上部,而粉粒含量中部明显低于上部和下部;随着耕作年限增加,剖面上部(0—60cm)土壤质地由粉砂质粘壤土转变为壤土,60—100cm土层土壤质地由粉砂壤土转化为壤土,中部和下部(100—300cm)土壤质地变化较小;土壤有机碳含量随着开垦年限的增加呈现先增加后降低的趋势,增幅达到71.8%,耕作年限越长有机碳增加值趋于平缓;土壤粉粒、砂粒与有机碳含量相关性不高,而粘粒与有机碳含量呈现显著正相关关系,未耕作(Y0)、耕作20a(Y20)、耕作30a(Y30)和耕作50a(Y50)的土壤粘粒与有机碳含量的相关系数(r)范围在0.67*~0.75*,均达到显著性差异(P0.05)。耕作对土壤颗粒组成以及有机碳含量产生一定影响,科学合理的耕作能够提高土壤的固碳能力,对土壤碳循环系统起到良好的保护作用。     

不同区域水稻土的氮素分配及δ15N特征

对分别位于吉林龙井、河南封丘、浙江慈溪和江西进贤4个不同区域的水稻土中氮素分配和稳定性氮同位素(δ15N)特征进行了研究.结果表明,随着样点位置的南移,相对于20-40 cm土层,水稻土表层(0-20 cm)中氮素的富集效果越来越明显.随着样点位置的南移,水稻土表层硝态氮含量与铵态氮含量的比值逐渐降低.不同区域水稻土表层中,氮素主要集中在<10 μm复合体部分,<50 μm复合体中氮素含量由高到低的顺序为:<2μm,2-10 μm,10-50 μm.不同粒级水稻土复合体中,2～10 μm复合体中氮素含量和分配比例均最稳定.水热条件、耕作制度以及母土特征等会影响到水稻土表层中复合体氮素的分配特征.不同区域水稻土的剖面全氮δ15N特征不尽相同,反映了不同区域水稻土中进行的氮素转化和迁移过程之间存在差异.在0-20 cm土层中,除龙井水稻土以外,其它区域水稻土均出现明显的δ15N贫化现象.另外,不同区域的稻田表土全氮δ15N均低于旱地表土.     

长期垄作免耕对稻田土壤有机碳剖面分布的影响

以稻田免耕长期定位试验为平台,研究长期垄作免耕对稻田土壤有机碳剖面分布的影响。结果表明,垄作免耕(中稻)、垄作免耕(稻油)、常规平作(中稻)和水旱轮作(稻油)4种耕作处理实施20年后,稻田0-60cm土体中各土层有机碳含量最高值和最低值分别出现在垄作免耕(稻油)和水旱轮作(稻油)中,且水旱轮作(稻油)中各土层有机碳含量均显著低于其他耕作处理;垄作免耕(稻油)中0-10cm和40-60cm土层有机碳含量与垄作免耕(中稻)、常规平作(中稻)之间差异不显著,但20-40cm土层有机碳含量则显著高于其他耕作处理(P<0.05),可见同传统耕作相比,长期垄作免耕(稻油)稻田的增碳优势主要体现在20-40cm土层。不同耕作处理连续实施20年后,稻田0-60cm土体有机碳密度的高低顺序为垄作免耕(稻油)>垄作免耕(中稻)>常规平作(中稻)>水旱轮作(稻油),且处理间差异显著(P<0.05)。垄作免耕15～20年期间,稻田0-10cm表层土壤有机碳储量基本稳定,但20-40cm土层有机碳储量仍有增加,其中垄作免耕(稻油)增加最为明显,表明20-40cm土层碳累积是长期垄作免耕下稻田发挥增碳功能的重要机制。     

开垦年限对稻田土壤腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响

以吉林省磐石市朝阳山镇青山村开垦年限分别为5 a、20 a和50 a的稻田土壤为研究对象,研究了0~15 cm和15~30 cm土层的土壤有机碳含量(SOC)、水溶性物质(WSS)、富里酸(FA)、胡敏酸(HA)和胡敏素(Hu)组成和HA结构特征及土壤养分含量的变化。结果表明:随稻田开垦年限增加(5~50 a),表层(0~15 cm)与亚表层(15~30 cm)土壤变化如下:(1)电导率分别增加74.8%和113.7%,p H均基本稳定。土壤速效氮、有效磷和速效钾含量分别增加0.24%、15.8%、29.7%和1.33%、6.92%、14.7%。(2)有机碳总量分别增加42.1%和47.9%,WSS、HA和Hu含量分别增加28.4%、51.9%、76.2%和87.7%、84.9%、70.1%,而FA含量分别下降了9.2%和1.74%。说明稻田耕作年限越长越有利于土壤有机碳的积累。(3)胡敏酸占腐殖质的比例(PQ)值均增大,土壤腐殖化程度加深。(4)HA的氢碳元素物质的量之比(H/C)、色调系数(?lg K)、半定量分析得红外光谱在2 920和1 720峰处吸收强度之比(E2 920/1 720)与在2 920和1 620峰处吸收强度之比(E2 920/1 620)均减小,HA分子芳化度增强,缩合度上升,结构变得复杂。     

江南冷浸田治理利用研究进展

冷浸田是我国江南地区主要的一类低产水田,因其撂荒普遍,但增产潜力巨大且自然生态条件优越而受到关注。冷浸田形成是气候、地形、水文、人为管理等综合作用形成的结果。受常年地表水和地下水浸渍影响,冷浸田土壤物理、化学和生物学性质发生了系列变化,呈现"冷、烂、毒、瘦"障碍特征,如水土温度低、土壤浸水容重低、亚铁、有机酸及还原态硫等还原性物质含量高、有机碳含量高但活性有机碳及有效养分缺乏或失衡、微生物区系少等。通过稻田潜育层与土壤还原性物质、地下水位等指标可诊断冷浸田并可评价土壤质量。冷浸田的治理利用包括工程措施、农艺措施与生物措施等综合技术,涉及明沟暗管、适生品种、水旱轮作、垄畦耕作、平衡施肥与土壤改良剂等。除了传统的水稻种植方式外,因地制宜利用是提高冷浸田综合生产能力的有效措施。在总结前人基础上,基于农业可持续发展观点,展望了今后冷浸田治理利用的研究重点与对策建议,包括研究不同渍水状态与干湿交替下土壤结构和土壤有机质组分差异;加强长期渍水状态的冷浸田甲烷排放特征研究;加强冷浸田潜育化过程厌气性的微生物与其产生的相关酶的生态学过程研究,强化微生物学调控改良冷浸田;此外应针对不同生态类型与生产条件的冷浸田加强技术集成与政策扶持。     

北方典型水稻土有机质及其组分演变特征

【目的】探究我国北方淹育型水稻土在开垦耕种过程中土壤有机质及其组分的演变特征，为提高水稻土有机质的品质、合理利用水稻土及提高其生产潜力、建设高产稳产稻田提供理论依据和数据支撑。【方法】本研究以辽宁省各地棕壤和草甸土上发育的不同开垦年限淹育型水稻土为研究对象，通过野外调查、田间定点试验及室内测试分析等手段，研究了开垦年限对水稻土有机质含量与组成及其腐殖质特性的影响。【结果】水稻土耕层有机质总量 (SOM) 随开垦年限的增加维持在18.60～26.30 g/kg之间，与开垦年限无显著相关关系 (P > 0.05)，但易氧化有机质含量占有机质总量的比例 (ROM/SOM) 均在50%以上，并且随水稻土开垦年限增加而下降，降幅为18%～20%；有机质氧化稳定系数 (Kos) 均在1.2以下，随着水稻土开垦年限增加呈上升趋势，增幅为52%～57%，胡富比 (HA/FA) 及胡敏酸相对色度 (RF) 随开垦年限增加而增大，但胡敏酸活化度 (AD) 和土壤腐殖质的松/紧 (LCH/TCH) 明显下降。【结论】北方水稻土随着开垦年限的增加，土壤中的有机质稳定性增加，活性降低，耕层土壤对养分的供、贮能力减弱，土壤肥力水平下降，限制了北方水稻土生产潜力的发挥，应通过耕作管理和有机无机肥料配施来防止或减缓水稻土肥力的下降。     

中国史前灌溉稻田和古水稻土研究进展

通过连续4 a多的研究,科学地证明了位于江苏昆山绰墩遗址的稻田群是迄今发现的地球上最早的灌溉稻田群(6 280 a BP),提出了一套诊断古水稻田和古水稻土的技术指标;获得了新石器时期"火耕水溽"——原始灌溉稻作技术的科学证据。阐明了史前水稻土和现代水稻土表层有机质、全氮和全钾含量接近,而全磷、有效磷则是前者大大高于后者的事实,是先民长期以动物残余物肥田的结果。古、今水稻土有机质含量均高于同时期旱地土,揭示了稻田生态系统和水稻土固持大气二氧化碳的巨大潜力。新石器时期水稻土也含有较高的多环芳烃(PAHs)等有机污染物,是源于田间秸秆的焚烧。微生物学的研究表明,史前水稻土产甲烷潜势很低,硝化功能完全丢失。提出了今后应进一步研究的问题。     

土地整理对农田土壤碳含量的影响

土地整理对土壤的强扰动会影响土壤的碳循环平衡,为了研究土地整理对农田土壤碳含量的影响,通过间接采样和随机采样方法,采集了江苏3个土地整理区土地整理前后土样进行有机质测定,初步分析了不同土地整理区土地整理后的土壤碳含量变化及其变化差异原因。主要结论有：1）通过土地整理,3个土地整理区土壤碳含量都有得到提高。其中,苏南丹阳土地整理区碳质量分数提高了26.05%,碳密度提高23.87%,提高幅度最大,碳密度变化方向与碳含量变化具有一致性,但提高幅度低于碳含量。这与各整理区原有土质、土地整理工程施工方式、施工时间等因素密切相关。2）水田碳质量分数显著高于旱地碳质量分数,但是经过土地整理旱地碳含量提高幅度大于水田,水田在整理前后碳含量变化幅度不大。3）在土地整理项目实施前应制定适宜的土地整理规划,实施有利于土壤固碳的土地整理工程。     

不同比例尺农田土壤碳库模拟的最佳栅格单元分辨率

基于太湖地区1∶50 000、1∶1 000 000、1∶14 000 000三种比例尺土壤矢量图斑单元以及通过上述矢量图斑单元转换生成的不同分辨率的栅格单元,在1982年水稻土土壤有机碳库的基础上,利用DNDC(Denitrification-Decomposition)模型模拟了2000年水稻土表层(0~20 cm)土壤有机碳库,对比分析了不同分辨率栅格单元与3种比例尺矢量图斑单元的水稻土类型数量、面积、表层土壤有机碳储量以及有机碳密度的变化特征,并以矢量图斑单元获得的这4个指标结果为基准,用相对变异百分数(VIV)来判别基于三种比例尺DNDC模型模拟的最佳栅格单元分辨率。结果表明,在4个指标的│VIV│1%前提下,基于1∶50 000、1∶1 000 000、1∶14 000 000三种比例尺的最佳栅格模拟单元分辨率分别为0.2 km×0.2 km、2 km×2 km、17 km×17 km,既能保证模型模拟过程中的精度要求,又可以避免数据冗余,提高模拟效率。建立的土壤碳库模拟研究的比例尺与其最佳栅格单元分辨率对应转换关系,对区域土壤碳模拟研究具有重要参考价值。     

冬季不同种植模式对稻田土壤团聚体及其有机碳的影响

为探究冬季不同种植模式对稻田土壤结构和质量的影响,设置5种冬季种植模式:冬季休闲(冬闲)、冬种紫云英、冬种油菜、冬种大蒜和冬季轮作(马铃薯、紫云英、油菜),通过测定稻田不同土层土壤团聚体组成和团聚体有机碳含量,分析稻田土壤团聚体的水稳性和团聚体有机碳分布。结果表明,在0~30 cm土层深度:>2 mm粒级的土壤团聚体含量最高,其次是<0.053 mm粒级的土壤团聚体,1~2、0.5~1、0.25~0.05、0.053~0.25 mm粒级的土壤团聚体含量相近;各冬季种植处理模式均提高了稻田水稳性团聚体的平均质量直径(MWD)和平均几何直径(GMD),其中冬种油菜、冬季轮作以及冬种紫云英处理的MWD较冬闲处理分别显著提高21.50%、21.16%、16.32%(P<0.05),冬种油菜和冬季轮作处理的GMD较冬闲处理分别显著提高83.31%、62.50%(P<0.05);冬季不同种植模式显著降低了土壤水稳性团聚体的分形维数(P<0.05),有利于维持土壤结构的稳定性;相对于冬闲处理,其余不同冬季种植模式处理的各粒径下土壤团聚体有机碳含量有增加的趋势。综上可知,冬季不同种植模式均有利于稻田土壤团聚体稳定性的提高和各粒级下团聚体有机碳的积累,其中冬季轮作模式的效果最佳。本研究结果为南方冬闲田优化种植模式提供了理论依据。     

农业开垦对中国土壤有机碳的影响

以中国土种志资料为基础,分析了耕地和非耕地表层土壤有机碳含量的变异性,以及各大区域土壤有机碳含量在耕地和非耕地、水田和旱地之间的差异;同时结合非耕地有机碳含量和耕地面积数据,估算了由于耕地的开垦而导致的土壤表层有机碳贮量的变化。结果表明,耕地土壤有机碳含量的变异性小于非耕地,水田小于旱地;耕地土壤有机碳含量明显低于非耕地土壤,平均减少了51.5%,水田却明显高于旱地;水田和旱地的开垦分别导致土壤表层有机碳贮量减少了0.67,3.63 Pg,共计4.3 Pg。最后还分析了土壤有机碳库减少量的空间分布格局,探讨了东北和华北这两大区域土壤有机碳贮量下降程度最大的原因,是由于黑土、黑钙土、暗棕壤等富含有机碳的草原草甸和湿地土壤大量开垦以及耕作管理措施粗放所致。     

Changes in profile distribution and chemical properties of natural nanoparticles in paddy soils as affected by long-term rice cultivation

Systematic studies on the genesis, properties, and distribution of natural nanoparticles(NNPs) in soil remain scarce. This study examined a soil chronosequence of continuous paddy field land use for periods ranging from 0 to 1 000 years to determine how NNPs in soil changed at the early stages of soil genesis in eastern China. Soil samples were collected from coastal reclaimed paddy fields that were cultivated for 0, 50, 100, 300, 700, and 1 000 years.Natural nanoparticles were isolated and characterized along with bulk soil samples( 2-mm fraction) for selected physical and chemical properties. The NNP content increased with increasing soil cultivation age at 60 g m-2 year-1, which was related to decreasing soil electrical conductivity(172–1 297 μS cm-1) and NNP zeta potentials(from-22 to-36 m V) with increasing soil cultivation age. Changes in several NNP properties, such as pedogenic iron oxide and total organic carbon contents, were consistent with those of the bulk soils across the soil chronosequence. Notably, changes in NNP iron oxide content were obvious and illustrated active chemical weathering, pedogenesis, and potential impacts on the microbial community. Redundancy analysis demonstrated that the soil cultivation age was the most important factor affecting NNP properties, contributing 60.7% of the total variation. Cluster and principal component analysis(PCA) revealed splitting of NNP samples into age groups of 50–300 and 700–1 000 years, indicating rapid evolution of NNP properties, after an initial period of desalinization(approximately 50 years). Overall, this study provides new insights into NNP evolution in soil during pedogenesis and predicting their influences on agriculture and ecological risks over millennial-scale rice cultivation.