耕作方式对滨海盐渍土有机碳含量及团聚体特性的影响

为探明不同耕作措施对滨海盐渍土耕层土壤有机碳含量和团聚体特征的影响,本研究在江苏省东台市滨海滩涂农田区开展田间试验,选择玉米-大麦的旱-旱轮作方式,采用传统翻耕、深翻、少耕和免耕4种耕作方式,分别对耕层土壤的有机碳含量、土壤体积质量(容重)、水稳性团聚体含量和稳定性进行测定。结果表明:与传统翻耕相比,免耕措施利于促进土壤有机碳的积累,免耕能使土壤有机碳含量增加18%~32%;少、免耕措施能使0~10 cm土层0.25 mm团聚体增加10%~31%,并且能显著增加0~20 cm土层土壤平均重量直径和几何平均直径值;团聚体中有机碳含量表现为,除0.25~0.5 mm团聚体外,在5 mm至0.5~1 mm粒径之间,粒径愈小,有机碳含量愈高。     

氮肥及黄腐酸对盐渍土有机碳和团聚体特征的调控作用

为了探明不同氮肥水平下黄腐酸对盐碱障碍土壤的改良及培肥效应,本研究以滨海滩涂新垦轻中度盐碱障碍土壤为研究对象开展田间试验,采用水稻-小麦轮作种植模式,通过测定土壤电导率、pH、有机碳和土壤团聚体含量及其稳定性,研究黄腐酸与不同氮肥水平对土壤盐分消减调控和土壤地力提升效应。结果表明:黄腐酸能有效降低耕层土壤盐分,在氮水平300 kg/hm~2条件下黄腐酸处理对耕层0～20 cm土壤电导率与p H降低效果最好;黄腐酸可以有效改善土壤结构及稳定性,小麦季与水稻季,在氮水平300kg/hm~2条件下黄腐酸处理土壤2mm水稳性大团聚体含量相较于不施肥对照分别增加18.6%和13.8%,土壤团聚体平均重量直径与当地常规施肥相比增加38%;围垦初期,氮水平处理相较于黄腐酸处理对耕层土壤有机碳含量的影响更大,氮水平300kg/hm~2处理相较于低氮(225kg/hm~2)与高氮(325kg/hm~2)处理,两季土壤总有机碳积累量分别增加31.0%和120.0%。综合考虑土壤改良效应,黄腐酸处理土壤表层盐分降低、水稳性大团聚体含量增加且稳定性增强、有机碳含量提升,因此黄腐酸结合适宜用量氮肥是一条轻中度盐碱障碍土壤的优化施肥措施。     

滨海滩涂围垦对土壤团聚体分布及其有机碳富集的影响——以江苏省如东县垦区为例

有机碳是土壤质量的重要组成部分,团聚体在土壤有机碳固持方面扮演着重要的角色。海岸带土壤质量低下,随着滩涂围垦的不断深入,自然滩涂围堤挡水围垦后土壤的理化环境发生了明显的变化,由原先的还原环境向氧化环境转变,这一改变会直接影响土壤中团聚体及其有机碳的演变过程。本研究通过对江苏省如东县1951年和2007年围垦时期的垦区及自然滩涂的土壤样品采集,研究不同围垦时期滨海围垦对土壤有机碳含量、土壤团聚体及其有机碳分布的特征和变化过程。结果表明:研究区垦区表层土壤(0~20 cm)有机碳含量在0.2%~1.13%之间,均值为0.58%。亚表层土壤(20~40 cm)有机碳含量在0.22%~0.85%之间,均值为0.41%。从全国土壤有机碳的平均水平来看,研究区明显偏低。相比于围垦初期土壤有机碳(SOC)出现明显的下降,长期围垦可以显著增加土壤表层的SOC。滨海垦区土壤团聚体质量比从大到小分别为53~250μm、250μm、53μm团聚体。随着围垦时间的增加,250μm和53μm团聚体都呈明显的先减少后增加的趋势,53~250μm团聚体随着围垦时间的增加呈现先增加后减少的趋势。53~250μm团聚体土壤有机碳含量最低,其次为53μm团聚体,而250μm团聚体土壤有机碳含量最高。因此,围垦后广泛开展利于大团聚体形成的农业管理措施有利于围垦土壤质量的快速提升。     

苜蓿作物轮作模式对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

本研究以苜蓿?作物轮作试验为研究对象,探讨了苜蓿?苜蓿(L-L)、苜蓿?休闲(L-F)、苜蓿?小麦(L-W)、苜蓿?玉米(L-C)、苜蓿?马铃薯(L-P)和苜蓿?谷子(L-M)6种轮作模式对陇中黄土高原雨养农田苜蓿土壤团聚体稳定性以及土壤总有机碳含量的影响。结果表明:不同轮作模式下土壤机械稳定性团聚体以≥0.25 mm团聚体为优势团聚体,均占72.17%以上,而土壤水稳性团聚体以0.25 mm团聚体为优势团聚体,均占95.18%以上。随着土层深度的增加,各处理≥0.25 mm的团聚体数量及平均重量直径(MWD)均随之增加,而水稳性大团聚体数量及MWD值无明显规律性。与L-L处理相比,L-C和L-P处理0~30 cm耕层土壤≥0.25 mm的团聚体含量分别增加5.94%和1.12%,L-C处理的MWD表现为最高,而其他轮作处理则不同程度降低了≥0.25 mm团聚体含量及MWD;随着土层深度的增加,6种不同轮作模式的土壤有机碳含量均呈现逐渐降低的趋势,在0~30 cm的耕层土壤,较之L-L处理,L-W、L-C、L-P和L-M处理均从不同程度上降低了土壤有机碳含量,其中L-P处理有机碳含量最低,降低了18.68%。相关性分析表明,土壤总有机碳分别与2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 mm和0.25~0.5 mm粒径的水稳性团聚体比例以及MWD表现出极显著正相关,而与0.25 mm粒径的水稳性团聚体呈极显著负相关。综上所述,苜蓿?玉米轮作模式能明显增加土壤团聚体机械稳定性,而不同苜蓿?作物轮作模式对土壤团聚体的水稳性影响较小,土壤有机碳含量在很大程度上影响着土壤水稳性团粒结构的形成与稳定性,二者密切相关。     

油/麦-稻轮作和施肥对土壤养分及团聚体碳氮分布的影响

通过田间定位试验探究油菜-水稻与小麦-水稻轮作在不同施肥措施下的土壤养分及团聚体碳氮分布差异,为长江中游油麦交错区水旱轮作模式选择及培肥地力提供依据。利用湖北沙洋的定位试验,选择油-稻和麦-稻轮作的不施肥（CK）、施用化肥（NPK）、化肥与秸秆还田相结合（NPK+S）3个处理,在试验布置的第4年于油菜和小麦收获后取0～20 cm土壤样品,测定土壤有机质和氮磷钾养分含量、孔隙度、团聚体分布和稳定性、团聚体有机碳和全氮贡献率等指标。结果表明：（1）与麦-稻轮作相比,油-稻轮作土壤有机质和有效磷含量在各施肥处理中分别提高了13.1%～19.2%和18.8%～59.5%,土壤全氮含量在秸秆不还田时提高了28.1%(CK处理)和29.2%(NPK处理);（2）秸秆不还田时,油-稻轮作土壤总孔隙度较麦-稻轮作显著提高了8.1%(CK处理)和10.3%(NPK处理),相应的毛管孔隙度分别提高了11.7%和10.5%;(3)与麦-稻轮作相比,油-稻轮作土壤团聚体的平均重量直径（MWD）、平均几何直径（GMD）和大团聚体含量（WSMA）在各施肥处理中均显著提高,且提高了大团聚体有机碳和全氮贡献率;（4）...     

不同耕作制下水稻土有机物质变化及其团聚作用

本文论述了半旱式垄作和常规水旱轮作在不同施肥处理条件下有机物质变化及其团聚作用.结果表明,猪粪的施用能明显提高土壤有机碳和松、稳结态腐殖质含量.土壤有机碳和松、稳结态腐殖质随时间准移而减少,重组碳、复合量和复合度则随之增加,表明猪粪的施入不断地参与了土壤有机无机复合.半旱式垄作比常规水旱轮作更有利于有机碳和重组碳的积累,且具有较高含量的松结态腐殖质.松、稳结态腐殖质有助于>0.25毫米团聚体的形成和稳定,而紧结态腐殖质对微团聚体的稳定起着重要作用.     

改良剂作用下滨海盐化潮土团聚体分布、稳定性及有机碳分布特征

通过对滨海盐化潮土小麦—玉米轮作2年田间定位试验,研究不同改良剂施用对土壤团聚体分布、稳定性及土壤团聚体中有机碳含量、各级团聚体有机碳对总有机碳贡献率的影响。试验共设置3个处理:对照(CK)、有机土壤改良剂(OSA)和有机—无机土壤改良剂(CSA),分析土壤团聚体分布、水稳性大团聚体(R_(0.25))、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)、分形维数(D)、有机碳储量(soil organic carbon storage,SOCS)和有机碳贡献率(contribution rate of organic carbon)。结果表明,滨海盐化潮土水稳性团聚体组成主要以0.25 mm粒径为主,改良剂施用后土壤R_(0.25)显著提高,其影响主要集中在5 mm和2～5 mm粒径级,OSA处理2个粒级团聚体含量较CK分别显著增加167.38%和59.00%,CSA处理分别显著增加89.17%和100.66%。施用OSA与CSA同时显著提高了土壤团聚体MWD和GMD值,说明2种改良剂的施用均有利于提高大团聚体数量及稳定性。施用改良剂2年处理土壤各粒级团聚体中有机碳含量均有所提高,OSA处理以1～2 mm粒级提高最多,CSA以2～5 mm粒级提高最多,且前者达显著水平。与CK相比,改良剂可促使土壤有机碳向大团聚体富集,显著提高1～2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率93.62%～109.76%,降低或显著降低1～2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率20.55%～24.92%。在小麦—玉米轮作模式下,改良剂施用不仅可以显著提高滨海盐化潮土水稳性大团聚体含量和稳定性,还可显著增加水稳性大团聚体有机碳含量与储量,是加强盐碱土壤有机碳库积累的有效措施。     

长期施肥措施下灰漠土有机碳及团聚体稳定性特征

团聚体的物理保护是土壤有机碳稳定的重要机制之一,团聚体的形成也必须依赖土壤中的有机碳。通过31年的长期定位试验,研究不同养分管理措施对土壤有机碳及团聚体稳定性的影响,探明土壤各粒级团聚体结合碳的分配状况,探讨土壤团聚体对有机碳的物理保护机制,为西北干旱区农田土壤碳优化管理提供依据。采集6个不同施肥措施的长期试验处理的土样,采用湿筛法对土壤团聚体组分和团聚体结合有机碳进行分离并测定,对土壤总有机碳、团聚体分布状况、团聚体结合有机碳等进行分析,并对土壤团聚体稳定和大团聚的周转进行评价。结果显示,长期施用有机肥的土壤有机碳含量达39.7 g·kg-1,比不施肥和秸秆还田分别提高了1.8、1.4倍。有机肥和秸秆还田均可提高土壤有机碳,而单独施化肥或撂荒土壤有机碳仅能维持平衡。除此之外,施用有机肥或秸秆还田,土壤大团聚体分别提高了246%和147%,显著提高了土壤团聚化程度,大团聚体的周转速率分别是不施肥的33%和53%,速率显著减缓(P<0.05),而且还可进一步提高土壤大团聚体,团聚体结合的有机碳向较为稳定的细颗粒态有机碳转化,更有利于有机碳的固定。单独施化肥或撂荒土壤有机碳维持平衡,土壤大团聚体密度和团聚体稳定性均比不施肥有显著提高,大团聚体的周转速率显著减缓。土壤有机碳含量较低时,粉粘粒有机碳含量占主要优势,而当土壤富含有机碳时,细颗粒有机碳含量占主要优势。综上所述,施用有机肥不但可以弥补因耕作的破坏导致的大团聚体下降,还可促进土壤大团聚体的形成,增强土壤团聚体稳定性,新增的有机碳首先与大团聚体结合,然后主要以细颗粒态有机碳固定,效果好于秸秆还田。长期单独施用化肥难以提高土壤有机碳、微团聚体包裹的有机碳和大团聚体中的细颗粒有机碳相对稳定,通过撂荒可减少对土壤的物理破坏,促进大团聚体的积累。     

新疆浅层暗管排水降低土壤盐分提高棉花产量

土壤盐渍化问题严重制约着干旱区农业可持续发展,为达到土壤脱盐的效果,增加作物产量,该文针对膜下滴灌棉田,采用完全随机试验方案,在装有暗管的中度和轻度盐渍化土壤上种植棉花,分析暗管降盐技术对轻度和中度盐渍化农田土壤盐分变化规律及棉花产量的影响。结果表明:轻度和中度盐渍化农田土壤盐分剖面特征均由表聚型向脱盐型变化,中度盐渍化土壤0~20 cm土层盐分下降最快,其他土层盐分含量均呈现显著下降趋势;轻度和中度土壤最高脱盐率分别为50.96%和90.89%,中度盐渍化土壤盐分可降低至轻度水平;暗管排水的电导率变化范围为7.53~11.16 dS/m,pH值变化范围7.08~8.20;轻度和中度盐渍化棉田增产幅度分别为25.3%和55%。研究表明与滴灌配套的浅层暗管排水降盐技术可有效治理盐碱土壤,提高作物产量,该研究可为盐渍化土地的可持续利用提供依据。     

轮作结合施肥对土壤有机碳及其组分和土壤养分的影响

研究了轮作结合施肥对土壤有机碳组分及土壤养分的影响,以期为优化眉豆-燕麦轮作体系下施肥措施,实现土壤固碳减排,培肥土壤提供理论依据。本研究设燕麦连作、眉豆-燕麦轮作、眉豆连作模式分别结合不施肥、施化肥、施有机复合肥措施9个处理,三年连续田间定位试验,分析2018年收获后土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)、重组有机碳(HFOC)、微生物生物量碳(MBC)及养分含量。研究结果表明,各处理团聚体内SOC含量呈现先升高再降低的趋势,其中轮作结合施用有机复合肥处理SOC含量最高,达到41.36 g kg-1。在同一种植模式下ROC、DOC、MBC、碱解氮、速效磷、速效钾含量总体变化趋势为:施用有机复合肥>施用化肥>无肥,轮作结合施用有机复合肥处理较不施肥处理ROC、DOC、MBC、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别高7.54%、30.56%、13.35%、9.56%、31.88%、9.52%。HFOC含量总体变化趋势为施用有机复合肥>无肥>施用化肥,轮作结合施用有机复合肥处理较施化肥处理HFOC含量高12.10%。相同施肥条件下轮作模式ROC、DOC、HFOC、MBC含量高于连作模式。眉豆-燕麦轮作模式土壤有机碳组分和土壤养分含量在施用有机复合肥处理下显著增加,能够为建立合理轮作模式提供理论支撑,对实现该地区土壤耕地质量提升具有重要指导意义。     

耕作与轮作方式对黑土有机碳和全氮储量的影响

土壤有机碳(SOC)及全氮(TN)对土壤肥力、作物产量、农业可持续发展以及全球碳、氮循环等都具有重要影响。为探索不同耕作和轮作方式对耕层黑土SOC和TN储量的影响,本文以吉林省德惠市进行了8 a的田间定位试验中层黑土为研究对象,对免耕、垄作和秋翻三种耕作方式及玉米-大豆轮作和玉米连作两种轮作方式下SOC和TN在各土层的含量变化进行了分析,并采用等质量土壤有机质储量计算方法,对比分析了不同处理对0～30 cm SOC和TN储量的影响。结果表明,与试验开始前相比,玉米-大豆轮作系统中,秋翻下SOC和TN储量均有所降低;免耕显著增加了0～5 cm SOC及TN含量,但SOC在亚表层亏损,导致其储量并未增加;而垄作处理下SOC及TN含量在0～5、5～10 cm的均显著增加,0～30 cm储量亦分别增加了4.9%和10.7%。玉米连作系统的两种耕作处理(免耕和秋翻)下SOC和TN储量均有所增加,且TN储量增幅均高于玉米-大豆轮作系统,其中免耕下TN储量增幅是玉米-大豆轮作的3.2倍。所有处理下C/N均呈降低趋势,其中垄作0～5 cm C/N由12.05降至11.04,降低幅度分别是免耕和秋翻的3.2和2.8倍。综上可知,对质地黏重排水不良的中层黑土,玉米-大豆轮作系统下免耕并不是促进SOC固定的有效形式,而垄作则促进了黑土SOC和TN的积累,这不仅有利于土壤肥力的改善,而且是使农田黑土由CO2"源"变为"汇"的有效形式之一。与玉米-大豆轮作相比,玉米连作下三种耕作方式都有利于SOC和TN积累。     

施用畜禽粪便和化肥对土壤活性有机碳库和团聚体稳定性影响

活性有机碳含量和土壤团聚体的形成与稳定在长期人为扰动土壤上有重要作用。通过分析稻麦轮作土壤上长期(20年)施用畜禽粪便和化肥土壤活性有机碳含量、团聚体稳定性及活性有机碳与团聚体稳定性的关系,研究了人为扰动下土壤施肥管理对土壤活性碳和团聚体稳定性的影响。研究结果显示,与施用化肥比较,施用畜禽粪便显著提高了土壤总有机碳(SOC)和颗粒有机碳(POC)、可溶性有机碳(DOC)、热水提取态有机碳(HWOC)及土壤碳水化合物态碳(SCC)等活性有机碳库含量(p0.05),其中HWOC含量是施用化肥处理的1.7～2.4倍。施用畜禽粪便土壤团聚体稳定性指数大团聚体颗粒百分含量(PMI)、抗糊化指数(ASI)和标准化平均重量直径(NMWD)指数分别是施用化肥土壤的1.31,3.39,2.14倍,显著高于施用化肥土壤(p0.05),其中施用猪粪处理土壤团聚体稳定性最高。稳定性评价指数PMI、ASI以及NMWD间有极显著相关(p0.01)。SOC和POC含量与土壤团聚体稳定性指数间没有相关性(p0.05);SCC与团聚体稳定性指数间相关性较弱;DOC和HWOC与团聚体稳定性指数间则表现为显著或极显著相关。研究结果说明,施用畜禽粪便比化肥更有利于提高人为扰动土壤中总有机碳和活性有机碳含量及土壤团聚体稳定性,土壤活性有机碳是团聚体形成与稳定过程中重要影响因素,但受土壤发育母质等因素影响,不同土壤上其作用效果有一定差异。     

缓释氮肥运筹对稻麦轮作周年作物产量和氮肥利用率的影响

【目的】稻麦轮作是我国一种重要的农业种植模式。缓/控释肥作为高效兼环境友好的肥料类型,在多种作物单季种植上具有增产和提高肥效的作用,但是缓释肥在周年轮作体系中的肥效研究鲜有报道。因此研究稻麦轮作体系中的肥料施用模式,有助于提高稻麦产量,降低化肥用量,提高化肥利用率。【方法】本文通过稻麦轮作两周年四季作物的田间小区试验,以不施氮和习惯施氮为对照,研究了4种不同缓释肥减氮处理[进口树脂包膜尿素减氮24.3%、 国产硫包衣尿素减氮24.3%、 国产尿素加NAM(长效氮肥添加剂)减氮24.3%和国产尿素加NAM减氮10.8%]对水稻和小麦产量、 氮肥利用率、 第二周年稻麦收获后土壤养分含量和两周年土壤氮养分表观平衡的影响。【结果】与不施氮对照相比,所有施氮处理均提高了两周年稻麦4季作物产量,习惯施氮增产幅度最高,小麦的氮肥增产效果总体高于水稻,第二周年高于第一周年; 与当地习惯施氮量相比,所有的缓释氮肥减氮24.3%或10.8%处理均无显著降低两季小麦产量,进口树脂包膜尿素减氮24.3%处理和国产尿素加NAM减氮10.8%处理也无显著降低两季水稻产量,但是国产尿素加NAM减氮24.3%处理显著降低了第二季水稻产量,国产硫包衣尿素减氮24.3%显著降低了两季水稻产量; 与当地习惯施氮量相比,4个缓释氮肥减氮处理均提高了第一和第二周年氮肥利用率,显著降低了两周年稻田土壤养分氮盈余量,其中国产尿素加NAM减氮24.3%处理氮肥利用率较高,同时土壤氮盈余量较少,说明缓释氮肥减量在提高肥料利用率和降低氮的环境效应上具有一致的优势; 不同缓释氮肥对土壤养分含量的影响无明显规律性。【结论】在目前稻麦轮作体系中,缓释氮肥减施对小麦产量具有较好的稳定效果,但是个别缓释氮肥减施对水稻有减产风险,有必要依据稻田土壤氮素转化特点,研制水稻专用缓释氮肥,适当降低水稻季缓释氮肥的施用量。     

水旱轮作与林地利用方式对中国滨海滩涂土壤微生物生物量碳的影响

Rice-wheat rotation and poplar afforestation are two typical land use types in the coastal reclaimed flatlands of eastern China.This study investigated two rice-wheat rotation lands(one reclaimed from 1995 to 2004 and cultivated since 2005, RW1, and the other reclaimed from 1975 to 1995 and cultivated since 1996, RW2) and a poplar woodland(reclaimed from 1995 to 2004 and planted in2004, PW1) to determine the effects of land use types and years of cultivation on soil microbial biomass and mineralizable carbon(C) in this coastal salt-affected region. The results showed that the soil in PW1 remained highly salinized, whereas desalinization was observed in RW1. The total organic C(TOC) in the top soil of PW1 and RW1 did not show significant differences, whereas at a soil depth of 20–30 cm, the TOC of RW1 was approximately 40%–67% higher than that of PW1. The TOC of 0–30-cm soil in RW2 was approximately 37% higher than that in RW1. Microbial biomass C(MBC) and mineralizable C(MNC) exhibited the trend of RW2 RW1 PW1. Sufficient nutrition with more abundant C substrates resulted in higher MBC and MNC, and soil respiration rates were negatively correlated with C/N in RW1 and RW2. Nutrient deficiency and high salinity played key roles in limiting MBC in PW1. These suggested that rice-wheat rotation was more beneficial than poplar afforestation for C accumulation and microbial biomass growth in the coastal salt-affected soils.     

长期施肥措施下土壤有机碳矿化特征研究

研究长期不同施肥措施下旱作农田土壤有机碳的矿化特征及其温度敏感性可为加深理解土壤碳循环过程提供理论依据。本文以半干旱黄土区粮-豆轮作体系为研究对象,通过两种不同温度(15℃和25℃)的室内培养试验,分析了长期不同施肥措施下土壤有机碳矿化的动力学特征及其温度敏感性。研究结果表明,土壤有机碳矿化速率在培养初期较高,之后缓慢下降。施肥措施和培养温度对土壤有机碳矿化均具有显著影响。与不施肥对照(CK)相比,在15℃培养条件下,长期单施磷肥(P)、氮磷配施(NP)和氮磷有机肥配施(NPM)处理的土壤有机碳累积矿化量(C_(min))分别增加41%、85%和89%,在25℃培养条件下,分别增加7%、46%和77%。另外,与CK处理相比,P、NP和NPM处理土壤有机碳矿化的温度敏感性(Q_(10))分别降低25%、21%和6%。施肥改变了土壤有机碳矿化的动力学参数,其改变程度与施肥种类和培养温度有关。与CK处理相比,在15℃培养条件下,P、NP和NPM处理的土壤潜在矿化有机碳量(C_p)分别增加29%、65%和48%;在25℃培养条件下,NP和NPM处理的C_p分别增加2%和21%,而P处理则减少36%。不同施肥处理土壤有机碳矿化速率常数(k)在15℃培养条件下变化较小,在25℃培养条件下则有较大幅度的增加。在25℃培养条件下,C_(min)和Cp随土壤有机碳和全氮含量的增加而显著增加。可见,长期施肥显著促进了半干旱黄土区粮-豆轮作体系土壤有机碳的矿化,减弱了土壤有机碳矿化的温度敏感性。     

间作对土壤团聚体有机碳储量的影响及其氮调控效应

基于5年的田间小区定位试验,采用干筛法对不同施氮水平下的玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作土壤进行团聚体分级并测定各粒级团聚体有机碳含量,研究间作对土壤团聚体有机碳储量的影响及其氮调控效应。结果表明:92%以上的土壤有机碳储藏在土壤大颗粒团聚体(2 mm)和小颗粒团聚体(2～0.25 mm)中。间作提高了土壤大颗粒团聚体(2 mm)和小颗粒团聚体(2～0.25 mm)的比例,但对不同粒级团聚体有机碳含量的影响与施氮量相关。对比2种单作,间作在低氮(N1)和常规施氮(N2)下增加了土壤总有机碳储量,在不施氮(N0)和高氮(N3)下无显著影响或降低有机碳储量。其中,间作通过增加土壤大颗粒团聚体(2 mm)的比例及其有机碳含量,在低氮(N1)时产生最强的间作固碳优势,土壤总有机碳储量分别较玉米单作和马铃薯单作提高24.8%和5.7%。因此,适量施用氮肥可以充分发挥间作效应,有效提高土壤有机碳储量。     

Green manure rotation and application increase rice yield and soil carbon in the Yangtze River valley of China

The addition of organic matter via green manure rotation with rice is considered a smart agricultural practice to maintain soil productivity and support environmental sustainability. However, few studies have quantitatively assessed the impact of green manure rotation and application on the interactions between agronomic management practice, soil fertility, and crop production. In this study, 800 pairs of data from 108 studies conducted in the agricultural region of the Yangtze River, China were...     

不同肥力红壤水稻土根际团聚体组成和碳氮分布动态

研究水稻种植期间表层土壤团聚体数量及其有机碳、全氮含量的变化,对揭示人为耕作的影响、认知土壤肥力的演变规律具有重要意义。选择两种不同肥力的红壤性水稻土进行田间根袋试验,分别于水稻插秧前、分蘖期、孕穗期和成熟期采样,分析了水稻生长过程中根际和非根际土壤团聚体组成、稳定性以及有机碳、全氮分布的动态变化。结果表明,低肥力土壤团聚体以0.25 mm大团聚体为主(56.2%~64.0%),0.25~1 mm粒级团聚体含量最高;除1~2 mm粒级外,水稻生育期内根际土壤各粒级团聚体含量均有显著变化;取样时期、根际作用与取样时期的交互效应对0.25~1 mm和0.053~0.25 mm粒级含量有显著影响。高肥力土壤中以0.25 mm微团聚体为主(59.8%~72.0%),0.053~0.25 mm粒级团聚体比例最高,取样时期显著影响0.25 mm大团聚体含量,根际作用与取样时期的交互效应对2 mm粒级含量有极显著影响。与非根际相比,根际土壤大团聚体的破坏率较低,平均重量直径(MWD)较高,种植水稻有助于提高根际土壤的稳定性。两种肥力土壤团聚体中有机碳和全氮含量均表现为1~2 mm粒级最高,0.053~0.25 mm粒级最低,大团聚体中显著高于微团聚体。根际土壤中,水稻成熟期各粒级团聚体有机碳含量与插秧前无显著差异,而分蘖期和孕穗期有明显波动;水稻的生长降低了大团聚体中的全氮含量,对高肥力土壤的影响更为显著。总体而言,低肥力土壤中,根际作用主要影响团聚体组成和稳定性,取样时期影响团聚体碳氮含量;高肥力土壤中,团聚体组成和碳氮分布受根际作用和取样时期的共同影响。     

Changes in soil organic carbon and nutrient pools in aggregate-sized fractions along a chronosequence of wolfberry (Lycium barbarum L.) plantations in arid areas of Northwest China

Different land use and management actions can affect soil aggregates (SAs) and nutrient stocks, which are crucial for sustainable agriculture. The impacts of various chrono-sequences on the soil aggregate structure, soil organic carbon (SOC) and nutrients associated with aggregate fractions in wolfberry (Lycium barbarum L.) plantations are still not fully understood. This study examined the composition and stability of SAs, SOC, total nitrogen (TN), available phosphorus (AP) and exchangeable cations (K⁺, Na⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺) in bulk soil and various aggregate-size fractions from five wolfberry plantations with varying ages (1, 4, 6, 10 and 13 years) and a corn field (0 years) in the arid region of northwest Ningxia in China. The results indicated that silt–clay (<53 μm) fractions were dominant in the soil, accounting for 51%–66%, under different plantation ages. The proportion of the macro-aggregates (>250 μm) increased significantly, by 40%–47%, over the 4 years of wolfberry plantation. Likewise, the soil aggregate stability was improved, and total exchangeable bases (TEB) along with numerous cations concentrations (K⁺, Na⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺) in SAs were significantly reduced as the wolfberry plantings became older. Both concentrations of SOC and TN in the soil aggregates peaked in the 13th year. The silt–clay fractions stored a considerable amount of SOC and nutrients. However, short-term (under 6 years) cultivation of wolfberry reduced the stocks of SOC, TN and AP in the soil, while long-term (over 10 years) cultivation increased them, particularly in macro-aggregates. These findings indicated that long-term wolfberry farming had several advantages, such as enhancing soil structure, accumulating SOC and nutrients and ameliorating alkaline soils, especially after 10 years, in the arid northwest of China.