黄土丘陵区不同退耕还林地土壤有机碳、氮密度变化特征

探讨了黄土丘陵区退耕种植10～40a的柠条、侧柏及刺槐林地0—60cm不同土层有机碳及全氮密度随退耕年限及在土层分布上的变化特征。结果表明:不同土层相比,退耕栽植柠条、侧柏、刺槐10～40a后0—20cm土层有机碳密度平均比20—60cm增加4.20,6.87,4.46Mg/hm2;0—20cm土层的全氮密度比20—60cm平均增加0.08,0.02,0.07Mg/hm2。与坡耕地比较,0—20cm土层在退耕30a中固碳速率为侧柏[0.33Mg/(hm2·a)]>刺槐[0.28Mg/(hm2·a)]>柠条[0.17Mg/(hm2·a)],固氮速率则为刺槐[0.03Mg/(hm2·a)]>侧柏[0.02Mg/(hm2·a)]>柠条[0.01Mg/(hm2·a)],且碳氮固定速率均显著高于深层土壤。10～30a不同退耕还林地增加的有机碳、氮平均分别有57%和51%来自0—20cm的土层。不同退耕还林地土壤C/N随土层深度的增加而减小。综上,退耕还林土壤表现出显著的提升土壤碳氮的效应,且以侧柏林地固碳能力较佳,刺槐林地固氮效果较好。     

坡向和坡位对小流域梯田土壤有机碳、氮变化的影响

坡向和坡位是影响土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）变化的两大重要地形因素。研究其对小流域梯田SOC和TN变化的影响,对预测黄土高原地区坡改梯条件下土壤碳汇变化具有重要意义。本文以黄土丘陵沟壑区高泉沟小流域为例,区分东、西两种坡向,再根据海拔区分上（2220～2326 m）、中（2130～2220 m）、下（1938～2130 m）三种坡位,共采集213个土壤样品,研究坡向、坡位对梯田耕层（0～20 cm）SOC和TN的影响。结果表明,西向坡SOC和TN含量分别比东向坡高22.8%和13.6%（p0.1）,东西向坡的中、下坡位SOC和TN含量均大于上坡位。在西向坡,SOC含量下坡位（8.78 g/kg）最高,中坡位（7.82 g/kg）次之,上坡位（7.46 g/kg）最低;与上坡位相比,中坡位和下坡位的TN含量提高了12.1%,24.2%。在东向坡,SOC含量中坡位（7.15 g/kg）最高,下坡位（6.28 g/kg）次之,上坡位（5.37 g/kg）最低;与上坡位相比,中坡位和下坡位的TN含量提高了37.3%,29.4%。坡向与坡位的交互作用对流域SOC的空间分布影响显著（p0.1）。坡向、坡位对土壤碳氮比值（C/N）也有显著影响（p0.1）。这一结果对准确估算流域梯田SOC和TN的变化提供了参考。     

坡向与植物群落对水蚀风蚀交错带土壤有机碳氮的影响

以黄土高原北部水蚀风蚀交错带六道沟流域内的1个支沟为对象,通过植被调查和采样分析,研究了坡向和植物群落类型对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量、碳氮比(C/N)和有机碳氮密度(SOCD、TND)的影响。结果表明:(1)坡向对0—20cm土壤SOC和TN含量及0—60cm C/N均有显著影响。SOC、TN含量及C/N分别表现为:半阴坡半阳坡沟头半阴坡半阳坡=沟头及半阳坡半阴坡≥沟头的趋势;(2)植物群落对0—10cm SOC和TN含量及0—20cm C/N均有显著影响。半阴坡分布的3种豆科群落达乌里胡枝子、紫花苜蓿及白花草木樨间土壤碳氮差异不显著,但均显著高于禾本科的长芒草群落;半阳坡分布的达乌里胡枝子和紫花苜蓿群落SOC和TN含量相当,均显著高于茵陈蒿群落(菊科)和长芒草群落;沟头的达乌里胡枝子群落SOC、TN显著高于长芒草。豆科草本植物更有利于促进土壤碳氮的积累;(3)坡向主要影响表层0—20cm SOCD和TND,其对60cm剖面SOCD和TND贡献率分别为45%～55%和47%～53%。不同植物群落下土壤表层及整个剖面SOCD和TND均有显著差异。研究支沟内SOCD平均为2.13kg/m2,远低于黄土高原其他地区。上述结果对于水蚀风蚀交错带土壤碳氮储量的精确评估及植被合理建造有一定指导价值。     

浑河上游典型植被河岸带土壤有机碳、全氮和全磷分布特征

河岸带是陆地生态系统和水生生态系统的过渡区,也是一个敏感和脆弱的生态区域。河岸带生态系统由于人类活动的干扰而严重退化,因而严重影响了河岸带土壤碳氮磷的循环过程。本文分析了浑河上游典型河岸带土壤有机碳、全氮和全磷含量及其空间分布特征,结果表明:1河岸带的灌丛草地、次生林、人工松林与玉米地相比,均能有效地提高0～40 cm土层的有机碳、全氮和全磷含量。2土壤有机碳、全氮和全磷含量随着土层的加深呈现降低的趋势,灌丛草地和次生林的土壤有机碳、全氮、全磷含量随着土层加深而降低的速率明显高于玉米地土壤。3在0～40 cm土壤剖面上,土壤有机碳平均含量从高到低依次为次生林(47.50 g/kg)、灌丛草地(44.50 g/kg)、人工松林(34.72 g/kg)、玉米地(15.09 g/kg);土壤全氮平均含量从高到低依次为次生林(2.53 g/kg)、灌丛草地(2.50 g/kg)、人工松林(2.40 g/kg)、玉米地(0.84 g/kg);土壤全磷平均含量从高到低依次为次生林(1.07 g/kg)、灌丛草地(1.05 g/kg)、人工松林(0.92 g/kg)、玉米地(0.65 g/kg)。     

黄土丘陵区小流域生态恢复对土壤有机碳和全氮的影响

生态恢复工程是防治黄土高原土壤侵蚀和恢复土壤肥力的重要措施,研究退耕还林还草和梯田等生态恢复措施对有机碳(SOC)、全氮(TN)的影响,对准确评估土壤固碳固氮能力和土壤碳氮循环具有重要意义。选取黄土丘陵区典型小流域5种不同生态恢复0—100cm土层为研究对象,探讨了生态恢复措施条件下,坡耕地转变为林地、草地、灌木地及梯田过程中,不同土层深度土壤SOC与TN的含量及其储量变化规律。结果表明:生态恢复措施、土壤深度对流域土壤SOC与TN有极显著的影响(P0.01)。林地与灌木地SOC与TN在土壤0—20cm土层出现富集,草地SOC与TN则在0—40cm土层出现富集,梯田的0—20cm土层SOC富集比较明显,而TN未出现富集现象。坡耕地SOC与TN未出现富集现象。坡耕地在经过不同的生态恢复措施后,土壤SOC与TN含量及储量均会有所增加。从SOC与TN之间的相关性看,林地、草地表现为极强,灌木表现为强,而坡耕地与梯田为中等。研究为提高黄土丘陵区土壤碳氮含量的评估提供科学依据,促进区域生态恢复合理规划。     

黑土农田土壤有机碳演变研究进展

在我国, 由于国家粮食安全的需要, 关注黑土、研究黑土的人越来越多, 尤其是黑土可持续利用及其与环境的关系已成为当今研究的热点问题。黑土研究领域中最活跃的部分是黑土农田土壤有机质(碳)的研究。基于此, 本文依据有关文献资料, 简述了我国黑土的分布、黑土开垦历史、农田土壤有机碳的演变及其在农业上的贡献, 系统分析了国内外农田土壤碳研究的方法及其进展, 指出了开展我国黑土农田土壤碳演变及其预测研究的现实意义及其潜在价值, 建议未来应侧重黑土农田土壤有机碳的变化与调控方面的研究, 即在黑土农田土壤有机碳的定向培育技术、指标体系和量化表征评估方法、预测模型等方面有所突破, 最终形成黑土农田土壤有机碳保护和利用的理论和方法。     

中国农田土壤有机碳变化:I驱动因素分析

农业不仅是温室气体的主要排放源之一,同时也可能是温室气体的吸收汇.探明中国农田土壤碳库变化趋势以及农田土壤碳库的源、汇功能对农业减缓和应对气候变暖具有重要意义.本文研究根据中国第一次和第二次土壤普查数据,以及大量文献资料中长期定位点试验数据整理分析,对20世纪60年代以来中国农田土壤碳库时空演变格局,以及农田土壤有机碳变化的驱动因素进行了探讨.研究表明,1960～2000年期间中国农田土壤有机碳含量的增减与气候变化的相关性较弱,其间农田用地类型和管理措施的改变是影响农田土壤碳库源、汇功能的主要驱动因素.1960～1980年期间,农田耕层土壤有机碳含量从23 g·kg-1下降到15 g·kg-1;而1980～2000年期间,由于中国农田保护性耕作等措施的实施,农田耕层有机碳含量从15 g·kg-1增长到21 g·kg-1.中国农田耕层土壤有机碳含量的年均变化速率与初始含碳量呈负相关.尽管20世纪80年代后期,中国农田土壤有机碳源转为碳汇,但不可忽视的是自60年代以来中国已有60%农田耕层土壤有机碳含量出现下降趋势.     

不同种植年限水田与旱地土壤有机氮组分变化

在浙江慈溪地区,由于不同时期围海造田形成了具有长时间尺度序列的典型水稻土和旱地土壤,为研究长期的土壤氮素生物地球化学循环过程提供了很好的对象。本研究运用封管水解Bremner法测定了不同种植年限下土壤氨基酸氮、氨基糖氮、氨态氮、未知氮等酸解性有机氮组分,以探究不同种植年限和种植方式对土壤有机氮组分的影响。结果显示,旱地土壤的不同氮组分含量仅为水稻土相对应氮组分含量的50%~60%,水稻种植较旱地更利于土壤氮素的保存和利用。从长时间尺度来看,除氨基酸氮和水稻土氨基糖氮外,有机氮各组分含量随时间呈指数变化趋势,水稻土主要呈增加趋势,而旱地土壤则表现为降低趋势。该地区土壤氨基酸氮占全氮比例为23.5%~29.3%,氨基糖氮比例为6.0%~7.6%,氨态氮为21.0%~28.8%,未知氮为13.0%~21.1%,不同种植方式和种植年限对土壤主要有机氮组分所占全氮比例影响不大。     

间伐对杉木人工林土壤碳氮及其组分特征的影响

为探究不同间伐强度对杉木人工林土壤碳氮及其组分特征的影响,以福建省三明市官庄国有林场11年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,采用弱度间伐(LIT)、中度间伐(MIT)、强度间伐(HIT)等3种间伐强度,研究不同间伐强度林分0—10,10—20,20—40,40—60,60—80,...     

洞庭湖区不同耕种方式下水稻土壤有机碳、全氮和全磷含量状况

在洞庭湖区的2km2典型样区内,按3个/hm2的密度采集土样,分析不同耕种方式下(水稻、水旱轮作油菜、水改旱种苎麻1~5年)水稻土壤的有机碳、全氮和全磷含量状况。结果表明,水稻田土壤有机碳、全氮和全磷含量水平均较高,水田改为旱地后土壤有机碳、全氮含量及C/N比值有较大幅度的下降,但全磷含量变化不大。土壤有机碳、全氮及C/N比值均以水稻田土壤>油菜地土壤>苎麻地土壤,与水稻田相比,油菜土壤有机碳平均下降了11.19%、全氮下降了10.33%,而苎麻土壤有机碳平均下降了35.57%、全氮下降了31.61%。土壤有机碳与全氮之间呈线性关系,相关性均达极显著水平(P<0.01)。     

外源lea3基因转化紫花苜蓿的研究

将来源于大麦的lea3基因通过基因枪法导入紫花苜蓿栽培品种“中苜一号”的胚性愈伤组织中,经过膦丝菌素类除草剂(PPT)的4次筛选获得抗性愈伤组织,诱导分化后共获得21株抗性再生植株。经叶片涂抹除草剂试验和lea3基因的PCR分子检测证明,lea3基因已整合到紫花苜蓿的基因组中。与对照植株相比,获得的转基因植株具有显著增强的耐盐能力,表明遗传转化lea3基因可用于苜蓿抗旱耐盐新品种的选育。     

夏闲期复播绿肥对旱地麦田土壤团聚体碳氮含量的影响

为探究不同绿肥品种翻压条件下晋南旱地麦田土壤团聚体稳定性以及有机碳(SOC)和全氮(TN)在不同粒径团聚体的分布特征,深入了解不同种类绿肥的增碳保氮机制。已连续3年(2018—2021年)不同绿肥品种(对照休闲、大豆、绿豆、油葵、玉米)翻压还田后冬小麦收获期0-10,10-20,20-30 cm土壤为研究对象,采用湿筛法进行土壤粒径分级,并分析粗大团聚体(>2 mm)、细大团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)和粉黏粒组分(<0.053 mm)中SOC和TN含量,测算团聚体的构成与稳定性(R_0.25,>0.25 mm团聚体含量;MWD,平均重量直径;GMD,几何平均直径),并测定各粒径团聚体SOC和TN及其对土壤总有机碳和总氮的贡献率。结果表明:不同绿肥处理下旱地麦田土壤团聚体质量占比均以细大团聚体0.25~2 mm为主(占22.77%~39.71%)。复播绿肥显著增加0-30 cm土层>2 mm粒径团聚体质量占比,以大豆绿肥增加最明显,0.25~2,0.053~0.25 mm粒径团聚体质量占比降低,对<0.053 mm粉黏粒的影响不明显;大豆绿肥对各土层R_0.25、MWD和GMD值提高作用明显。大豆和玉米对0-30 cm各土层土壤总有机碳含量具有显著提高作用,分别提高27.83%和25.71%。大豆绿肥进一步提高土壤各粒径团聚体有机碳含量。复播绿肥降低土壤全氮含量,大豆绿肥处理的降低程度最小,且对<0.053 mm粉黏粒全氮含量具有增加作用。0.25~2,>2 mm大团聚体对0-10 cm土层土壤有机碳和全氮的贡献率最高;复播绿肥提升土壤碳氮比(平均21.39),较对照休闲(平均13.71)提高7.68,其中玉米提升效果最佳,大豆次之。综合土壤增碳固氮效果,连续3年翻压大豆绿肥可有效提高旱地麦田土壤团聚体稳定性,提升土壤肥力。     

苜蓿重要农艺性状关联分子标记研究进展

将不同品种的优良性状通过品种间的杂交集中到一个品种中是育种工作的主要目标,而利用基因型选择代替传统的表型选择将大大加快育种进程和提高育种效率,其中,DNA标记的获得是进行DNA标记辅助育种的重点。随着作物分子标记辅助育种技术的快速发展,苜蓿（Medicago sativa L．）重要性状关联的分子标记研究也取得了很大进展。本文就苜蓿草产量、抗病（虫）害、抗逆性和繁殖特性等主要农艺性状关联的分子标记研究进展进行了综述,主要包括RFLP（DNA－DNA杂交）、RAPD和SSR（PCR）以及AFLP（PCR与限制性酶切技术结合）等分子标记,最后还就苜蓿分子标记辅助育种（marker assisted selection,MAS）所面临的限制因素及其在苜蓿品种改良中的应用前景进行了探讨。     

Effect of Fertilizer Nitrogen (N) on Soil Organic Carbon,Total N,and Soil pH in Long-Term Continuous Winter Wheat (Triticum Aestivum L.)

Carbon sequestration via sound agronomic practices can assist in combating global warming. Three long-term experiments (Experiment 502, Experiment 222, and The Magruder Plots) were used to evaluate the effect of fertilizer nitrogen (N) application on soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), and pH in continuous winter wheat. Soil samples (0–15 cm) were obtained after harvest in 2014, analyzed, and compared to soil test results from these experiments in 1993. Soil pH decreased with increasing N fertilization, and more so at high rates. Nitrogen application significantly increased TN in Experiment 502 from 1993 to 2014, and TN tended to be high at high N rates. Fertilizer N significantly increased SOC, especially when N rates exceeded 90 kg ha^?1. The highest SOC (13.1 g kg^?1) occurred when 134 kg N ha^?1 was applied annually. Long-term N application at high rates increased TN and SOC in the surface soil.     

地膜覆盖对黄土高原旱作春玉米田土壤碳氮组分的影响

基于2年田间试验,研究了地膜覆盖对旱作春玉米田土壤有机碳、全氮及其组分的影响,试验包括地膜覆盖玉米田、无覆盖玉米田和裸地休闲3个处理,分层测定了0—40cm土层有机碳、全氮、颗粒有机碳氮、潜在矿化碳氮和微生物量碳氮含量。结果表明:在0—40cm土层,各处理间土壤有机碳和全氮含量均无显著差异。与不覆盖相比,地膜覆盖处理0—40cm土层颗粒有机碳氮及其所占比例分别降低了29.0%,33.3%,29.9%,35.7%;0—10cm土层潜在可矿化碳及其所占比例分别降低了17.8%和16.1%,潜在可矿化氮和微生物量碳及其所占比例无显著差异,但在0—10cm土层地膜覆盖微生物量氮含量及其所占比例分别较不覆盖处理提高了10.6%和10.5%(p0.05)。与裸地休闲相比,无覆盖处理0—40cm土层潜在可矿化碳氮分别提高了12.8%和14.7%,地膜覆盖处理则分别提高了7.8%和6.5%(p0.05),但种植玉米降低了微生物量碳氮含量及其所占比例。在0—40cm土层覆盖与否对潜在可矿化碳氮和微生物量碳氮影响不显著。总体来看,地膜覆盖能够在一定程度上提高表土微生物量氮组分及其所占比例,但显著降低了中活性碳氮组分含量及其比例,不利于长期的土壤碳氮固定。     

耕作方式对紫色水稻土颗粒态氮的影响

土壤颗粒态氮作为土壤有机氮中的非稳定性部分,对土壤中氮的平衡有着重要的影响,对作物的生长及增产增收也有着重要意义.试验以西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内于1989年设立的长期免耕试验田为研究对象,研究冬水田平作、水旱轮作、垄作免耕和垄作翻耕等耕作方式对土壤颗粒态氮的影响.结果表明,不同耕作方式下土壤全氮及颗粒态氮含量均具有明显的垂直分布特征,由上到下含量逐渐降低.在0-60 cm的土壤深度内,土壤全氮平均含量依次为垄作免耕(1.53g/kg)>冬水田平作(1.50 g/kg)>垄作翻耕(1.31 g/kg)>水旱轮作(1.16 g/kg);颗粒态氮平均含量依次为冬水田平作(0.55 g/kg)>垄作免耕(0.46 g/kg)>垄作翻耕(0.40 g/kg)>水旱轮作(0.35 g/kg).免耕能够增加土壤全氮含量,但无助于颗粒态氮含量的增加.不同耕作方式下的颗粒态土碳氮比大于全土碳氮比,表明颗粒态土壤有机质易被微生物分解,是土壤营养物质的重要来源.     

长期定位施肥对旱作农田土壤全氮及其组分的影响

基于田间定位试验,研究了长期施肥对旱作冬小麦农田土壤全氮及其组分的影响,试验设4个处理(对照不施肥CK、氮磷配施NP、化肥与有机肥配施NPM以及长期休闲地BL),测定了0—15,15—30,0—30cm土壤全氮、微生物量氮、潜在矿化氮和颗粒有机氮含量。结果表明,长期持续施肥30a后,在0—30cm土层,NPM处理土壤全氮、微生物量氮、潜在矿化氮分别较CK提高了35.0%,27.0%和48.9%(P0.05),且这种增加作用在15—30cm更明显,土壤全氮增幅达到41.3%(P0.05),但颗粒有机氮差异并不显著;此外,NPM处理微生物量氮、颗粒有机氮含量较NP处理分别提高了35.2%,307.5%(P0.05),而NP处理与CK仅潜在矿化氮差异显著。与种植作物相比,长期休闲降低了土壤全氮、微生物量氮、潜在矿化氮和颗粒有机氮含量,差异分别为15.0%,1.8%,31.3%和33.6%,但均未达到显著水平。相关性分析表明,土壤全氮、潜在矿化氮、微生物量氮和颗粒有机氮两两之间存在着显著的正相关关系。总的来说,长期持续施入有机肥能够有效地增加旱作农田土壤全氮,同时增加其组分含量,有助于维持土壤健康,保持其供氮能力。     

外源有机碳对黑土有机碳及颗粒有机碳的影响

为了阐释外源有机碳在土壤有机碳运转中的作用机制,以黑土为供试材料,进行了5年的室外培养试验,并结合室内全土及颗粒组分单独矿化培养试验,研究了不同外源有机碳对黑土有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)含量及其矿化特征的影响。试验包括单施化肥、牛粪配施化肥、鸡粪配施化肥、秸秆配施化肥和树叶配施化肥5个处理。结果表明:(1)单施化肥黑土SOC的损失主要来源于POC的损失,外源有机碳有利于SOC和POC的累积,与对照相比,禽畜粪便处理的SOC和POC平均增加幅度分别为16.6%和27.8%,植物残体处理的SOC和POC平均增加幅度分别为27.0%和46.4%;(2)一级动力学方程能较好地描述SOC和POC的矿化动态(R~20.9),且POC比SOC易矿化,POC的60d累积矿化量是SOC的3倍以上;(3)禽畜粪便处理和植物残体处理的POC平均矿化率分别为31.5%和29.8%,禽畜粪便处理的POC更易矿化;(4)外源有机碳有效降低了黑土有机碳的矿化,尤其是牛粪,其SOC矿化率为1.9%,比对照低了3.4%,其POC矿化率为24.8%,比对照低17.4%;(5)外源有机碳在黑土中的碳累积能力表现为树叶秸秆牛粪鸡粪。     

民勤绿洲区苜蓿地土壤有机碳组分分布特征

为了解西北民勤绿洲区紫花苜蓿种植后土壤有机碳组分的变化趋势及影响因素,以民勤绿洲区3a(A3)、14a(A14)和22a(A22)苜蓿种植地为研究对象,以棉花种植地(CK)为对照,通过野外调查取样以及室内测试分析,对土壤中的全部有机碳(TOC)、重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)和微生物量碳(MBC)的含量进行测定,分析变化趋势并对其规律进行研究。结果表明:相对于棉花种植地,22a苜蓿地土壤容重和电导率分别降低了13.9%和95.4%。3~22a苜蓿地较棉花种植地(CK)的TOC、LFOC、HFOC和MBC分别表现出175.0%,1 416.0%,47.8%和216.0%的增长幅度,变化差异较为显著。在垂直剖面上,棉花种植地(CK)显著低于苜蓿地LFOC、POC、MBC含量,并随土层加深而不断降低。逐步回归分析表明LFOC与TOC显著正相关(p0.05)。苜蓿种植年限、土层以及这两个变量的交互作用对POC/TOC产生显著影响(p0.01),对TOC、LFOC、HFOC、POC、MBC、LFOC/TOC、HFOC/TOC和MBC/TOC均产生极显著影响(p0.001)。苜蓿种植提高了土壤质量,降低了土壤容重和盐碱性,连续种植14a是苜蓿最为合理的种植年限,同时苜蓿种植有利于0—60cm垂直土层有机碳组分的累积,尤其对TOC、LFOC和MBC的增长效果极其显著。     

西南地区紫色水稻土颗粒有机质的季节动态

以西南大学试验农场的紫色水稻土试验田为研究对象,探讨颗粒有机质的季节变化。结果表明,在油菜生长季内,颗粒态土质量分数呈现先升高后降低趋势,变化范围为27.38%～32.15%,具有明显的季节变化。颗粒有机碳(POC)与颗粒有机氮(PON)含量具有相同的季节变化趋势,为"U"字形,主要影响因子为TOC、TN及pH值。POC与PON分配比例的季节变化特征大体相似且均较明显,POC分配比例变化范围为24.96%～42.39%,平均值为35.73%,PON分配比例变化范围为17.19%～30.98%,平均值为22.59%。有机质的输入及其矿化分解是造成POC、PON含量及其分配比例变化的主要原因。生长季内POC/PON介于13.96～17.28之间,极显著高于全土碳氮比,表明颗粒有机质更容易被分解和转化。