宁夏典型草原土壤理化性状对不同管理方式的响应

以宁夏典型草原为对象,研究封育、放牧和水平沟改良管理方式下草原土壤颗粒组成、土壤容重、有机质含量、全氮、水解氮、速效磷和速效钾的分布差异。结果表明,不同管理方式下0-40cm土壤以细沙粒和粗粉粒为主,占颗粒总量的58.46%～77.48%,管理方式对土壤质地无明显影响,但0-15cm土层粘粒和粉粒含量随封育年限的增加呈上升趋势;放牧能显著增加0-5cm土壤容重;管理方式对0-40cm土层有机质、全氮、水解氮、速效磷和速效钾含量影响显著,以封育15,20,25年和水平沟改良10年的草地土壤养分含量较高,放牧草地最低;各管理方式下土壤养分含量表现为随土层深度增加而下降;典型草原土壤理化性状间存在显著相关性。     

我国北方半干旱地区土壤的沙漠化演变过程与机制

土地沙漠化是我国北方干旱半干旱地区土地退化最严重的类型之一。但迄今为止,人们对这一地区土地沙漠化过程中土壤沙化过程和机制的了解还不够透彻。2002-2003年,我们在科尔沁沙地选择具有明显沙漠化梯度的一个区域,调查和研究了土壤沙漠化演变过程和机制。结果表明,在科尔沁沙地,不同粒径土壤颗粒的理化特性具有较大差异,其中土壤粘粉粒和粗沙相比,具有较低的土壤容重和较高的土壤结持力、起沙风速、毛管持水力和养分含量。从土壤粘粉粒到粗沙,容重增加了10.32%,结持力、毛管持水量、有机碳、全氮分别下降了99.15%,51.23%,83.73%和80.24%。沙漠化过程中,土壤的理化性质随着土地沙漠化程度的增强而明显恶化。和非沙漠化土地相比,严重沙漠化土地的土壤粗沙含量、非毛管孔隙度和容重分别增加了35.04%,117.50%和21.7%,细沙含量、粘粉粒含量、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量、毛管持水量、土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷分别下降了77.78%,70.00%,15.38%,27.49%,54.34%,37.54%,64.15%,70.77%,65.90%,66.32%和50.59%。相关分析结果表明,沙漠化过程中,土壤有机碳、全氮、全磷、土壤含水量和土壤结持力的变化与土壤粘粉粒的减少呈明显正相关,与土壤粗沙含量的增加呈明显负相关。这说明,沙漠化过程中,由于风蚀而导致的富含养分和具有较高持水能力的土壤细颗粒的损失,是沙漠化过程中土壤退化的主要机制。     

退化沙质草地开垦和封育对土壤理化性状的影响

分析了退化沙质草地开垦耕种2年和围封恢复5年后土壤理化性状的特征和变化。结果表明：（1）开垦后2年的耕作,使0－15cm耕作层＜0.1mm细颗粒组分下降了23.8%,其中0－2.5cm表层和2.5-7.5cm亚表层0.1-0.05mm的细沙损失了38.1%和27.0%,土壤的粗粒化程度已接近于流沙;土壤有机碳、全氮、全磷分别下降了38.4%,28.0%和18.4%,下降幅度随土层深度而减小,（2）围封恢复5年后,粒级分布的变化仅发生在0－2.5cm的表层土壤,极细沙（0.1-0.05mm)、粉粒（0.05-0.002mm)和粘粒（＜0.002mm)含量分别提高了43.1%,11.1%和32.5%;土壤有机碳和氮磷养分的显著提高发生在0－2.5cm表层和2.5-7.5cm亚表层,7.5cm土层以下没有变化。（3）草地开垦引发了强烈的风蚀作用,使富含营养的细微颗粒吹蚀,导致有机碳和氮磷养分的损失;采取围封措施后,植被的恢复对土壤养分产生明显的截存和保护效应。     

接种蚯蚓对土壤团聚体分布、稳定性及有机碳赋存的影响

通过一个月的室内培养试验,研究在不同土壤与植物残体施用下接种蚯蚓对土壤团聚体分布、稳定性及土壤有机碳的影响。供试土壤为粘粒含量较低的潮土(86 g/kg)与粘粒含量较高的红壤(318 g/kg),试验前受试土壤的大团聚体全部人为破坏;供试植物残体为高碳氮比的玉米秸秆与低碳氮比的三叶草残体;供试蚯蚓为威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)。试验结果表明:不同土壤与植物残体施用下,蚯蚓对土壤水稳性团聚体分布、微团聚体分散性及土壤有机碳赋存的作用不同,潮土中施用两种植物残体时,接种蚯蚓均显著降低土壤粘粒分散率(P0.05),但不对水稳性团聚体分布及团聚体平均重量直径(MWD)产生影响,同时赋存于粘粉粒中的有机碳含量均增加;红壤中施用两种植物残体时,接种蚯蚓均显著降低土壤粘粒及粘粉粒分散率(P0.05),同时均形成2 mm大团聚体,2～0.25 mm大团聚体所占比例及MWD也显著增加(P0.05),相应赋存于2 mm大团聚体与2～0.25 mm大团聚体中的土壤有机碳含量均显著增加(P0.05)。两种土壤在施用植物残体且接种蚯蚓时均可显著增加土壤有机碳的含量(P0.05)。对于水土流失和土壤结构严重退化的地区,通过施用植物残体并接种蚯蚓是恢复土壤结构与增加土壤有机碳储存的重要生态工程措施。     

长期围栏封育对天山中部草地土壤有机碳及微生物量碳的影响

以天山中部中科院巴音布鲁克草原生态观测站三种类型草地长期（26 a）围栏封育样地为研究对象,通过野外调查取样结合室内分析的方法,研究了长期（26 a）围栏封育对草地土壤有机碳和微生物量碳含量的影响,结果表明：（1）围栏外（自然放牧条件下）,表层的土壤有机碳含量为高寒草甸（165.29 g·kg-1）〉高寒草甸草原（98.73 g·kg-1）〉高寒草原（83.54 g·kg-1）,微生物量碳含量依次为高寒草甸草原（181.70 mg·kg-1）〉高寒草甸（146.37 mg·kg-1）〉高寒草原（43.06 mg·kg-1）。围栏封育后,高寒草甸、高寒草甸草原、高寒草原表层土壤有机碳含量分别提高了11.37%、3.26%和2.21%;高寒草甸草原和高寒草甸微生物量碳含量分别增长2.89%和12.04%,而高寒草原降低40.36%。（2）从围栏内外土壤剖面来看,土壤有机碳、微生物量碳含量随着土壤深度的增加依次降低,微生物熵也随土壤深度的增加呈现降低的趋势。（3）微生物量碳含量与土壤速效钾、全磷含量达到极显著负相关（P〈0.01）,与速效磷含量达到极显著正相关（P〈0.01）,与土壤有机碳、全氮、全钾含量呈显著正相关（P〈0.05）与土壤速效氮含量正相关,但不显著。     

西北风蚀区种植甘草对农田土壤质地及碳、氮含量的影响

为了探讨种植甘草(Glycyrrhiza Uralensis)对农田风蚀、土壤质地及碳、氮含量的影响,试验以甘草和其下部土壤为研究对象,通过测定不同生长年限甘草植被的盖度、高度、地上生物量和土壤表层(0—5cm)的风蚀量、质地及有机碳、全氮含量,来探索甘草植被性状特征对土壤质地和碳、氮含量的影响以及它们之间的数量关系。结果表明,随着甘草生长年限的增加,甘草植被的盖度、高度、生物量和土壤表层的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量呈显著提高趋势,而地表风蚀量呈显著减小趋势(P0.05);相关分析显示,甘草植被的盖度、高度、生物量与表层土壤中的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量间表现出极显著的正相关关系(P0.01);回归分析显示,当甘草植被的地表生物量每提高1g,可使表层土壤中的黏粉粒含量提高0.048 9%,土壤有机碳、全氮含量提高0.012g/kg和0.001 1g/kg;当耕地表层土壤中的黏粉粒含量每提高1%,可使土壤有机碳、全氮含量提高0.220 3g/kg和0.018 5g/kg。西北风蚀区农田若种植甘草,可减弱耕地表层风蚀危害,提高表层土壤中的细小颗粒物比例和土壤有机碳、氮含量,有利于土壤肥力的恢复和改善。     

祁连山浅山区退耕地土壤团聚体及其有机碳和全氮的分布特征

[目的]分析祁连山浅山区退耕地土壤团聚体及其有机碳和全氮分布特征,为该区退耕地植被恢复及水土流失防治提供理论依据。[方法]以祁连山大黄山林区三种类型退耕地为研究对象,通过干筛法测定团聚体粒径,分析不同粒级团聚体组成及其有机碳和全氮分布规律。[结果] 3种类型退耕地≥0.25 mm的大团聚体含量高于0.25 mm的微团聚体,其中以5 mm和0.25～2 mm粒级团聚体为主;封育草地团聚体稳定性最强,平均重量直径(MWD)高于沙棘林地9.31%,高于未封育草地31.95%;未封育草地土壤有机碳含量低于沙棘林地和封育草地,且差异显著,三种类型退耕地土壤全氮含量没有明显变化趋势;0.25～2 mm团聚体有机碳含量最高,0.25 mm微团聚体全氮含量最高,沙棘林地和封育草地土壤团聚体养分优于未封育草地;与团聚体分布特征相同,5 mm和0.25～2 mm粒级团聚体依然是退耕地有机碳和全氮储存的主体。[结论]祁连山浅山区退耕地以≥0.25 mm的大团聚体为主,沙棘林地和封育草地团聚体稳定性及其有机碳和全氮含量高于未封育草地。     

长期增温对西藏高寒草甸土壤团聚体周转和稳定性影响

【目的】近几十年来青藏高原增温显著，但是增温对土壤团聚体的稳定性影响研究较少，温度升高是否通过影响土壤团聚体的周转和稳定性进而影响土壤有机碳变化还有待探明。【方法】研究以10年的长期增温野外试验为依托，采用物理化学联合分组的方法，探明长期增温对西藏高寒草甸土壤团聚体形成、周转和稳定性的影响；同时揭示团聚体物理保护对土壤有机碳变化的影响。【结果】长期增温没有对土壤有机碳含量产生影响。长期增温对> 2 mm大团聚体的含量无显著影响，但使2～0.25 mm大团聚体、大团聚体内闭蓄态微团聚体、大团聚体内闭蓄态微团聚体外游离的细的颗粒有机质、大团聚体内闭蓄态微团聚体中的粉粒+粘粒的含量分别减少15.4%、25.1%、52.7%和40.5%;0.25～0.053 mm微团聚体及<0.053 mm粉粒+粘粒的含量分别增加了14.8%和43.5%。长期增温处理下，土壤团聚体质量分数的变化导致几何平均直径、平均重量直径和大团聚体比重分别减少23.0%、11.1%和19.5%。土壤有机碳主要分布在2～0.25 mm大团聚体和0.25～0.053 mm微团聚体中，两者约占全土有机碳的71.6%～...     

半干旱区不同围封年限对草地土壤和微生物碳氮含量的影响

[目的]探究半干旱区草地根际土壤碳氮及土壤微生物量碳氮对不同封禁年限响应特征,为半干旱草地生态系统物质循环研究以及生态系统养分限制判定等提供依据,并为确定合理围封年限提供科学参考。[方法]以宁夏回族自治区固原市云雾山国家级自然保护区半干旱草原为研究对象,应用生态化学计量学方法对比分析放牧地与围封10,25,35 a样地根际土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮和土壤微生物量碳氮含量及其化学计量特征变化过程与规律。[结果]围封显著增加了土壤碳氮含量,其最大值出现在封育25 a样地,随后下降。围封10,25 a和35 a样地土壤有机碳含量分别是放牧样地的1.37,1.83倍和1.38倍;总氮含量分别是放牧样地1.34,1.52倍和1.24倍。但土壤C:N随围封年限增加基本保持稳定,其值与土壤有机碳含量存在极显著相关,而与土壤总氮无明显相关性。与放牧样地相比,围封样地铵态氮含量随封育年限无明显变化,硝态氮含量和硝态氮:铵态氮比值则普遍下降,在围封25 a时最低。围封增加了土壤微生物量碳氮含量,围封10,25,35 a样地土壤微生物量碳含量较放牧地分别提高了20.5%,45.7%和15.1%;微生物量氮含量分别提高了24.7%,60.5%和40.9%。而微生物量C:N则随围封年限延长而下降,微生物量碳占土壤有机碳百分比对围封年限无响应。围封10,25 a样地与放牧地相比,微生物量氮占土壤总氮百分比和化学计量不平衡性(即土壤C:N与微生物量C:N比值)均无显著差异,但其值却在围封35 a样地显著增加。[结论]围封措施能够显著提高半干旱退化草地土壤碳、氮养分,促进土壤微生物活动,有利于退化草地恢复,但封育时间过长则可能产生负效应,封育25 a是草地长期封育措施中一个较为合理的围封年限。     

不同封育管理措施对沙质草地土壤轻组及全土碳氮储量的影响

通过地面调查研究不同封育管理措施对甘肃景泰绿洲边缘沙质草地土壤轻组及全土碳氮储量的影响。结果表明,在天然封育和人工抚育措施实施后,研究区沙质草地0-40cm层土壤轻组及全土碳氮含量、单位面积有机碳和全氮储量都明显增加(P<0.05)。(1)和流动沙地相比,封育19年(人工抚育19年)、封育19年(人工抚育5年)、封育10年(自然恢复)沙质草地0-40cm层土壤轻组干物质量分别增加170.8%,150.0%,129.2%,0-40cm层土壤有机碳和全氮平均含量分别增加372.7%和266.7%,190.9%和183.3%,136.4%和91.7%,土壤轻组干物质量与全土有机碳和氮含量呈高度正相关(r=0.95**)。(2)和流动沙地相比,封育19年(人工抚育19年)、封育19年(人工抚育5年)、封育10年(自然恢复)沙质草地0-40cm层土壤轻组碳和氮储量分别比流动沙地增加422.7%和280.7%,345.7%和232.1%,244.4%和152.1%;全土碳和氮储量分别比流动沙地增加了261g/m2和20g/m2,143g/m2和15g/m2,101g/m2和7g/m2。(3)土壤轻组碳(氮)占全土碳(氮)储量的比例以封育沙质草地高于流动沙地;各封育沙质草地和流动沙地中轻组碳占全土碳的比例都高于轻组氮占全土氮的比例。(4)天然封育+人工抚育措施对沙质草地的影响和改善程度高于纯天然封育措施,它是促进我国北方退化沙质草地恢复的适宜方法。     

Influence of fertilization and organic amendments on organic‐carbon fractions in Heilu soil on the loess plateau of China

The influence of fertilization on organic‐carbon fractions separated by density and particle size in Heilu soil (Calcic Kastanozems, FAO) was investigated in a 20‐year (1979–1999) long‐term experiment on the Loess Plateau of China. Compared to an unfertilized treatment, N application alone did not increase total organic carbon (TOC) and its fractions of density and particle size. However, the treatment of N + P fertilization significantly increased salty‐solution–soluble organic carbon (SSOC), microbial biomass C (MB‐C), and organic C associated with fine silt. When manure was applied alone and in combination with N and P fertilizer, the light fraction of organic C (LFOC), SSOC, and MB‐C were increased significantly, and the TOC was as high as that of a native Heilu soil. Organic C associated with different particle‐size fractions was also increased significantly, and the allocation of C among the fractions was altered: the proportions of C in sand (>50 μm), coarse‐silt (20–50 μm), and fine‐clay (<0.2 μm) fractions were increased whereas fine‐silt (2–20 μm) and coarse‐clay (0.2–2 μm) fractions were decreased. It is concluded that N fertilizer alone is not capable of restoring organic‐matter content in the Heilu soils of the Loess Plateau and that C‐containing material like manure and straw is necessary to produce significant increase in soil organic carbon in these soils.     

长期不同施肥对土壤各粒级组分中氮含量及分配比例的影响

土壤培肥过程中氮素的积累和在各级土壤颗粒中的分配对了解土壤氮素积累机制和氮素的可持续管理具有重要意义。本研究以红壤旱地长期定位试验为基础,采用离心法分离土壤颗粒,通过分析氮素在土壤不同颗粒中的含量,研究长期施肥对土壤中不同粒级土壤氮的分配的影响。结果表明,施肥二十年后,在020 cm土层,施肥处理的全氮含量在1.19~1.98 g/kg 之间,施肥处理全氮含量显著高于不施肥处理（CK）。在2040 cm土层,土壤全氮含量分布在0.59~0.84 g/kg之间,显著低于表层土壤氮含量; 在020 cm土层,与氮磷钾化肥配施处理（NPK）相比,单施或者配施有机肥的土壤与砂粒、 粗粉粒、 细粉粒、 粘粒结合的氮含量分别提高220%、 84%、 46%和26%。而在2040 cm土层,与NPK处理相比,有机肥的施用仅提高了与细粉粒、 粘粒结合的氮含量,降低了与粗粉粒结合的氮含量; 在020 cm土层中,红壤氮素主要分布在粘粒中。2040 cm土层CK、 NPK和氮磷钾配施加秸秆还田处理（NPKS）表现为与粗粉粒结合的氮的分配比例最高,而施用有机肥的处理氮素分布仍以粘粒占比例最高。相关分析表明,土壤表层＜5 m粒级的土壤颗粒中氮含量和作物的经济产量呈显著性正相关。长期施用有机肥可以显著提高表层土壤全氮及与各个颗粒结合氮的含量,不同处理的氮主要保存在粘粒中。而亚表层土壤中,施化肥或者秸秆还田加速了粘粒结合态氮的耗竭,配施有机肥促进了氮在粘粒中的积累,也更有利于土壤全氮的积累,是可持续的氮素管理措施。     

黄土区不同施肥对土壤颗粒及微团聚体组成的影响

采用野外采样与室内分析方法,运用颗粒体积分形理论,研究了15年长期不同施肥处理对黄土区农田土壤颗粒组成、 微团聚体分布及有机碳的影响。结果表明,施肥处理对020 cm土层影响较大,不同施肥处理土壤颗粒及微团聚体的优势粒级均为0.02~0.05 mm。有机肥（M）、 磷肥（P）、 有机肥和氮肥配施（MN）、 有机肥、 氮肥和磷肥配施（MNP）处理可显著提高020 cm土层0.1~0.2 mm土壤颗粒的百分含量,有机肥和磷肥配施（MP）以及MNP处理有利于该土层大粒径土壤微团聚体的形成。氮肥和磷肥配施（NP）处理的土壤分散率最大,M处理最小。不同施肥处理土壤颗粒体积分形维数差异不显著。相关性分析表明, 020 cm及2040 cm土层土壤颗粒体积分形维数与粘粒（0.002 mm）和细粉粒 （0.002~0.02 mm） 呈极显著正相关,与粗粉粒 （0.02~0.05 mm） 和细砂粒 （0.05~0.2 mm）极显著负相关; 土壤团聚度与0.05 mm各粒径土壤团聚体显著或极显著负相关,与 0.05 mm各粒径土壤团聚体显著或极显著正相关。020 cm土层土壤有机碳与0.01~0.05 mm各粒径土壤团聚体显著或极显著负相关,与0.1~0.5 mm各粒径土壤团聚体极显著正相关。     

秸秆和地膜覆盖对黄土高原旱作小麦田土壤团聚体氮组分的影响

利用田间定位试验研究旱作农田不同覆盖措施对土壤团聚体氮组分的影响。基于黄土高原8年冬小麦覆盖定位试验,试验设置生育期秸秆覆盖(SM)、生育期地膜覆盖(PM)和无覆盖对照(CK)3个处理。采用干筛法测定团聚体分布特征及不同粒径团聚体中全氮(STN)、微生物量氮(MBN)和潜在可矿化氮(PNM)含量。结果表明:(1)与CK处理相比,2种覆盖处理均未在各粒径团聚体全氮含量有显著变化,但SM处理相较于PM处理提高了0—10 cm土层的1.00～0.25 mm粒径团聚体STN含量(12.88%,P0.05)。(2)与CK处理相比,SM处理在0—10 cm土层中2.00,2.00～1.00,0.25 mm粒径团聚体MBN含量分别提高18.67%,24.05%,20.08%(P0.05),且各粒径团聚体PNM含量分别提高35.13%,30.03%,42.88%(P0.05);SM处理在10—20 cm土层中2.00 mm粒径团聚体MBN含量提高23.02%(P0.05),分别提高2.00,2.00～1.00,0.25 mm粒径团聚体PNM含量28.59%,31.31%,32.48%(P0.05)。(3)PM处理较CK处理提高0—10 cm土层中0.25 mm粒径团聚体PNM含量(32.34%,P0.05)。(4)微团聚体(0.25 mm)氮组分含量均高于大团聚(0.25 mm)氮组分含量,但大团聚体氮组分贡献率为81.88%～87.66%。可见,SM处理可提高土壤表层大团聚体氮组分的贡献率,使更多的氮素储存在大团聚体中,而PM处理对团聚体氮素贡献率的影响作用较小。总体而言,与CK和PM处理相比,SM处理可提高总土壤氮组分含量,提高微团聚体和大团聚体氮组分含量,使更多的氮储存在大团聚体中,促进土壤氮素周转。     

黄土地区土壤物理性质及与黄土成因的关系

该文主要讨论了在陕、甘、宁境内作为黄土风成成因的主要颗粒组成从北向南或从西向东的分布规律,以砂粒、粗粉粒、粘粒及物理性粘粒四种粒级作为黄土风成成因的主要指标粒级,并讨论了随着土壤颗粒的变化,而产生的土壤一系列物理性质的变化:土壤比重愈向南愈大;土壤容重则是最南部及最北部最大,而中间过渡地带较小;对于破坏土壤(无结构的土壤),土壤质地愈粘重,渗透性能愈差,质地愈轻则渗透性能愈好,而对于有结构的原状土壤则恰好相反。另外,黄土地区的土壤水分常数如最大吸湿水、凋萎湿度、自然含水量及田间持水量亦是从北向南相应的逐渐递增变大,然而毛管持水量则是最南部及最北部较小,而中间过渡地带最大,和土壤粗粉粒分布规律恰相吻合。     

Restoration Affect Soil Organic Carbon and Nutrients in Different Particle‐size Fractions

Desertification is reversible and can often be prevented by adopting measures to control the causal processes. Desertification has generally decreased in most of the arid and semiarid areas of China during the last few decades because of the restoration of degraded vegetation and soil nutrients. However, little is known about the responses of soil nutrients in different particle‐size fractions to the restoration process and about the importance of this response to the restoration of bulk‐soil nutrients. In this study, we separated bulk‐soil samples in different sieve fractions: coarse‐fine sand (2·0–0·1 mm), very fine sand (0·10–0·05 mm) and silt + clay (<0·05 mm) fractions. Soil organic carbon (SOC), N, P and K contents stored in the silt + clay were greater than the contents of non‐protected nutrients in the coarser fractions. During the restoration of desertified land, the content and stability of bulk‐soil SOC, total N and P and available N, P and K increased with increasing nutrient contents in all fractions. Topsoil nutrients stored in coarse‐fine sand and very fine sand fractions were more sensitive than those stored in the silt + clay fraction to the fixation of mobile sandy lands and vegetation recovery. The changes of bulk‐soil nutrients and their stability were decided by the soil nutrients associated with all particle‐size fractions. Path analysis revealed that SOC and total nutrients in very fine sand and available nutrients in coarse‐fine sand were the key factors driving the soil recovery. These results will help us understand soil recovery mechanisms and evaluate the degree of recovery. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

长期施肥对红壤性水稻土团聚体活性有机碳的影响

在23年的长期田间定位试验区,研究了长期施肥对红壤性水稻土团聚体活性有机碳含量的影响。结果表明,在不施肥(CK)、无机肥(NPK)、有机肥(猪粪+紫云英绿肥)(OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,土壤团聚体活性有机碳含量均随深度的增加而降低。长期施用肥料,特别是有机肥与无机肥配施会提高土壤团聚体活性有机碳含量,从而保持和提高土壤有机碳库质量。不同粒级土壤团聚体中活性有机碳含量和团聚体活性有机碳占团聚体有机碳比率有差异,潜在可矿化碳含量和潜在可矿化碳占团聚体有机碳比率从高到低的顺序为:0.25~1mm、1~3mm、>3mm、0.05~0.25mm和<0.05mm;而可溶性有机碳含量和可溶性有机碳占团聚体有机碳比率从高到低的顺序为:0.05~0.25mm、0.25~1mm、1~3mm、>3mm和<0.05mm。不同施肥处理A层土壤团聚体潜在可矿化碳、可溶性有机碳含量都与土壤团聚体有机碳含量都呈极显著相关;P层除1~3mm团聚体外都呈显著相关。土壤微团聚体(<0.25mm)中有机碳的稳定性高于大团聚体(>0.25mm)。     

Variation in amounts of carbon and nitrogen associated with particle size fractions of soils from the Palace Leas meadow hay plots

An increase in carbon (C) content of one of the more acid Palace Leas meadow hay plots (pH 4.0) is shown to occur in the >63 pm size fraction, while there is a reduction in organic matter associated with clay size fraction relative to a less acid plot (pH 5.8). Total nitrogen (N) content also is higher on the more acid plot, but the increase is smaller than for carbon, and leads to a wider overall C:N ratio in the acid plot. The lower N accumulation in the more acid plot is due to the relative increase in coarse (> 2 mm) organic matter, with a high C:N ratio. The technique used for separation of the particle size fractions does not involve removal of coarse organic matter (> 2 mm) or drying of the soil. In the grassland soils studied, coarse organic matter is a significant component (up to 13%) of total C, yet this fraction is frequently removed before analysis. By not drying the soil, separation into particle size fractions is facilitated.     

科尔沁沙地沙漠化过程中土壤碳氮特征分析

对科尔沁沙地不同沙漠化阶段土壤有机碳、全氮含量、土壤质地以及碳氮密度进行了测定与分析。结果表明,沙漠化过程中不同阶段的特征体现在土壤碳、氮、颗粒组成的有规律变化,土壤碳、氮含量衰减,质地变粗;从潜在沙漠化阶段到严重沙漠化阶段,100 cm深土壤有机碳和全氮含量分别下降91.6%和85.8%,有机碳密度从4 877.9(C)g/m2下降到481.8(C)g/m2,全氮密度从518.0(N)g/m2下降到89.4(N)g/m2;土壤有机碳、全氮与土壤细颗粒组分(<0.1mm)含量之间表现为同增同减性;沙漠化初期有机碳、氮衰减速率要快于沙漠化后期;沙漠化过程中土壤C/N比呈递减趋势,土壤有机碳衰减速率要快于全氮。     

长期施肥土壤不同粒径颗粒的固碳效率

【目的】探讨不同施肥措施土壤有机碳在不同粒级颗粒中的分配及变化情况,可揭示各级颗粒中有机碳与外源有机碳输入之间的定量关系。【方法】依托南方红壤连续20年长期定位施肥试验,依据外源有机碳累积输入梯度选择不施肥(CK)、氮磷钾化肥配施(NPK)、氮磷钾化肥与秸秆配施(NPKS)、轮作条件下氮磷钾化肥与有机肥配施(NPKMR)、氮磷钾化肥与有机肥配施(NPKM)、单施有机肥(M)、增量氮磷钾化肥与增量有机肥配施(1.5NPKM)7个处理,并采用物理分组方法将土壤颗粒分为砂粒(53~2000μm)、粗粉粒(5~53μm)、细粉粒(2~5μm)和粘粒(2μm)4个组分。【结果】与不施肥相比,长期施肥均能显著增加土壤总有机碳及各级颗粒中的有机碳的储量,其中以施用有机肥的效果最明显。不同施肥处理各级颗粒中以粘粒的有机碳储量最高,平均为16.26 t/hm~2。施用有机肥和秸秆还田均能显著增加砂粒中有机碳的分配比例,降低粘粒有机碳的分配比例而对粗粉粒和细粉粒无显著影响。土壤砂粒所占的质量百分比及其与粗粉粒、细粉粒和粘粒的比值均与粗粉粒、细粉粒和粘粒组分中有机碳的浓度呈显著正相关关系表明小颗粒(粗粉粒、细粉粒和粘粒)中有机碳的固持和富集促进了大颗粒(砂粒)的形成与稳定。各级颗粒之间,施用有机肥处理的土壤粘粒组分的固碳速率最快,为0.29~0.52 t/(hm~2·a),其次为砂粒[0.30~0.40 t/(hm~2·a)]而粗粉粒和细粉粒的固碳速率基本相当为0.09~0.16t/(hm~2·a)。分析结果还表明土壤总有机碳及各级颗粒有机碳与外源有机碳的输入呈显著正线性相关关系,其中土壤总固碳效率为10.57%而各级颗粒之间,粘粒和砂粒组分的固碳效率(4.25%和3.60%)相当于粗粉粒和细粉粒(1.73%和1.00%)的2倍以上。【结论】南方红壤各级颗粒中有机碳均没有出现饱和现象,有机碳主要在土壤粘粒和砂粒组分中富集,细颗粒中有机碳的富集会促进大粒径土壤颗粒的形成而粘粒是土壤固碳效率最重要的矿物颗粒组成部分。表明长期配施有机肥不仅是红壤有机质提升的重要措施,也是改善红壤结构的重要途径。