氮添加对马尾松人工林凋落物分解及其微生物活性的影响

对马尾松人工林凋落物进行了12个月的模拟氮沉降试验[对照CK,0 kg N/(hm~2·a)]、低氮[(LN,50 kg N/(hm~2·a)]、中氮[MN,100 kg N/(hm~2·a)]和高氮[HN,150 kg N/(hm~2·a)],研究了凋落物分解特征、土壤微生物活性及其对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)随着氮浓度的增加,马尾松凋落物的分解系数呈先增加后降低趋势,MN处理下马尾松凋落物的分解系数达到最高,之后有所下降;与对照相比,LN,MN,HN凋落物分解系数分别增加了15.36%,56.89%和12.97%;(2)模拟氮沉降促进了微生物量碳、氮、磷,相同月份微生物量碳、氮、磷均随着氮浓度的增加呈先增加后降低趋势,在MN处理下微生物量碳、氮、磷达到最大,HN处理下微生物量碳、氮、磷有所降低;(3)模拟氮沉降增加了大部分土壤酶的活性,HN处理下有所抑制,土壤中与碳(纤维素酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶和β-木糖苷酶)、氮(硝酸还原酶)、磷(酸性磷酸酶和碱性磷酸酶)元素循环相关的酶均随着时间的增加呈增加趋势,相同月份在MN处理下达到最大,HN处理下有所降低。(4)不同氮处理下土壤微生物活度、微生物代谢熵、自养呼吸、异养呼吸、总呼吸变化趋势基本保持一致,随着时间的增加呈增加趋势,相同月份在MN处理下达到最大,HN处理下有所降低;(5)相关性分析表明纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、硝酸还原酶与凋落物分解系数呈显著正相关(p0.05),土壤微生物量碳、氮、微生物活度、微生物代谢熵和微生物总呼吸与凋落物分解系数呈显著正相关;PCA排序表明:土壤微生物呼吸和土壤微生物代谢熵很大程度上反映了其微生物特性,其中土壤碳循环酶、微生物活度、土壤微生物代谢熵对凋落物分解贡献最大。     

氮添加对紫花苜蓿根区土壤养分及土壤微生物量的影响

采用人工氮添加研究了紫花苜蓿根区土壤养分及微生物量对不同氮添加水平[CK;低氮LN,10 g/（m²·a）;中氮MN,20 g/（m²·a）;高氮HN,30 g/（m²·a）]的响应。结果表明:氮添加对紫花苜蓿根区土壤养分及微生物量的影响表现为正的增加效应,对根区土壤全氮含量无明显影响（P > 0.05）;土壤养分及微生物量随氮素的添加呈先增加后降低趋势,均表现为MN > HN > LN > CK,以中水平的氮添加对紫花苜蓿根区土壤微生物量增加效应最为明显;除了土壤全氮以外,不同水平的氮添加处理下土壤养分和微生物量均与CK达到差异显著水平（P < 0.05）;紫花苜蓿根区土壤微生物量对氮添加的敏感性高于土壤养分,其中土壤活性有机碳是不同水平氮添加处理后紫花苜蓿根区土壤养分变化的敏感指标。Pearson相关性分析表明,土壤微生物量和土壤养分与土壤含水量之间具有较强的正相关,二者与土壤pH有较强的负相关,表明了氮添加处理下紫花苜蓿根区土壤理化因子、养分和微生物量等地下生态系统各指标之间的统一性及相互作用和影响。     

氮沉降下滇中高原森林凋落物分解特征对其持水性的影响

研究模拟氮沉降下凋落物分解特征对其持水性的影响，旨在为氮沉降背景下森林生态系统养分循环和水分循环相关研究提供理论依据。以滇中高原常绿阔叶林和高山栎林为研究对象，在野外开展模拟氮沉降下凋落叶、枝原位分解研究试验，设置0(对照CK),10(低氮LN),20(中氮MN),25(高氮HN) g/(m²·a)N共4种处理，利用尼龙网袋法和室内浸泡法，探究不同处理下凋落叶、枝质量残留率、持水量和持水率及吸水速率变化特征。结果表明：(1) 2种林分凋落叶、枝质量残留率随分解时间延长而减少；与CK质量残留率相比，LN处理2种林分凋落叶、枝无显著影响(p>0.05),MN和HN处理使常绿阔叶林凋落叶分解第16,19,23,24个月和HN处理高山栎林凋落叶分解第16个月分别增加5.05%～7.45%,7.88%～8.62%,4.72%。(2)与CK分解95%所需时间相比，LN处理使常绿阔叶林凋落叶、枝和高山栎林凋落枝分别增加0.549,0.366,0.402年，高山栎林凋落叶则减少1.011年，MN和HN处理使2种林分落叶、枝增加0.236～3.638年。(3)分解时间和氮沉降...     

氮添加对亚高山针叶林土壤结构及水分入渗性能的影响

为探究大气氮沉降增加导致的土壤团聚体结构变化规律及其对土壤水分入渗性能的影响,在贡嘎山针叶成熟林和中龄林内分别设计2种氮肥形态[(NH₄)₂SO₄、KNO₃]和4个浓度水平(0,10,20,40 kg/(hm²·a)N)的添加试验,研究不同形态大气氮沉降对亚高山森林土壤团聚体结构和土壤水分入渗特征的影响。结果表明：(1)随施氮量增加,中龄林土壤大团聚体含量逐渐增加,土壤持水量、孔隙度和水分稳定入渗率逐渐增大;成熟林土壤大团聚体含量、土壤持水量、孔隙度和水分稳定入渗率均表现出先增加后降低的趋势;(2)不同形态氮添加对土壤团聚体结构、孔隙度及水分稳定入渗率的作用无显著差异;(3)土壤持水能力、孔隙度和团聚体结构是土壤入渗性能的主要影响因子,外源氮添加增加中龄林土壤持水量和孔隙度,改善中龄林土壤团聚体结构稳定性和水分入渗性能。     

模拟氮沉降对湿性常绿阔叶次生林土壤碳氮组分和酶活性的影响

为了研究氮沉降对次生林土壤碳氮组分和酶活性的影响,以华西雨屏区湿性常绿阔叶次生林为对象,从2014年1月起进行野外定位模拟氮沉降试验,分别设置对照(CK,+0 g/(m^2·a))、低氮(LN,+5 g/(m^2·a))和高氮(HN,+15 g/(m^2·a))3个氮添加水平。在氮沉降进行27个月后,按照腐殖质层和淋溶层表层进行取样,测定不同土层土壤总有机碳(TOC)、可浸提溶解性有机碳(EDOC)、易氧化碳(ROC)、全氮(TN)、硝态氮(NO_3^-—N)和铵态氮(NH_4^+—N)含量以及蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性。结果表明:模拟氮沉降显著增加该次生林腐殖质层土壤的TOC和NH_4^+—N含量,显著增加腐殖质层和淋溶层表层土壤的NO_3^-—N含量,腐殖质层土壤C/N显著升高。淋溶层表层土壤TOC、NH_4^+—N、C/N以及2层土壤的EDOC、ROC、TN和NH_4^+—N/NO_3^-—N均无显著影响。2层土壤的多酚氧化酶活性均随着氮添加量的升高而降低,其中淋溶层表层达到显著差异。模拟氮沉降对蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均无显著影响。腐殖质层中,NH_4^+—N和NO_3^-—N含量与TOC含量存在极显著正相关关系。2层土壤的多酚氧化酶活性均与NO_3^-—N含量呈极显著负相关。结果说明,模拟氮沉降使该次生林中原本较高的腐殖质层土壤TOC含量进一步显著增加,并且促进土壤无机氮的积累,而模拟氮沉降对多酚氧化酶的抑制作用更加有利于土壤有机质的积累。     

武夷山亚热带常绿阔叶林土壤养分及酶活性对氮沉降的响应

通过原位进行对照[N_0,0 kg/(hm~2·a)]、低氮[N_1,50 kg/(hm~2·a)]、中氮[N_2,100 kg/(hm~2·a)]和高氮[N_3,150 kg/(hm~2·a)]处理,对武夷山亚热带常绿阔叶林进行了为期12个月的模拟氮沉降试验,研究了土壤养分和酶活性及其对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)氮沉降对常绿阔叶林土壤有机碳、全氮、全钾、有效磷和有效氮含量起到一定的增加作用,对土壤全磷没有显著的影响(p0.05),而高浓度氮沉降会引起土壤养分的降低,其中土壤有效养分(有效磷和有效氮)对氮浓度的响应较大。(2)土壤微生物量碳和氮随氮浓度的增加呈先增加后降低的趋势,大致表现为:N_2N_1N_3N_0,模拟氮沉降处理下土壤微生物量磷差异均不显著(p0.05)。(3)氮沉降对常绿阔叶林土壤Bglu活性、Bxyl活性、NAG活性、Phos活性和Pero活性起到一定的增加作用,对对Phox活性没有显著的影响(p0.05)。(4)相关性分析表明:土壤养分、酶活性与土壤含水量具有一定的相关性,其中0—5 cm土壤含水量相关系数R~2高于5—10 cm土壤含水量相关系数;土壤养分、酶活性与土壤温度具有一定的相关性,其中0—5 cm土壤温度相关系数R~2高于5—10 cm土壤温度相关系数,说明表层(0—5 cm)土壤温度和水分对土壤养分、酶活性的影响较大。     

模拟氮沉降对油松土壤水溶性碳氮及其光谱特征的影响

大气氮沉降对土壤水溶性碳氮含量变化的影响目前还没有一致的结论,为研究氮沉降对黄土高原林地土壤水溶性碳氮的影响,以人工油松林为研究对象,采用氮添加的方式模拟氮沉降,设置3个氮添加梯度,分别为N_3[3 g/(m~2·a),N_6[6 g(/m~2·a)],N_9[9 g/(m~2·a)],并选不施氮[CK, 0 g/(m~2·a)]作为对照处理,对土壤水溶性碳、氮组分及其光谱学特征进行了研究。结果表明:氮添加增加了水溶性总氮(WSN)和水溶性硝态氮(WNO~-_3-N)含量,随着氮添加水平增加均呈增长趋势,水溶性有机氮(WSON)、水溶性铵态氮(WNH~+_4-N)和WSON/WSN含量先降低后升高;对土壤水溶性有机碳(WSOC)没有显著影响。氮添加对土壤水溶性有机物质光谱特性影响不显著,三维荧光光谱分析表明土壤水溶性有机质主要由类富里酸物质、芳香族蛋白质物质组成,类富里酸物质随氮添加水平先降低后升高,类芳香族蛋白质物质在土壤表层呈升高趋势。氮沉降通过微生物的转化固定作用使C和N在土壤中积累,对土壤水溶性有机质产生了一定的影响,但微生物及组分分配、元素转化各过程的耦合及对氮沉降的响应机制还不清楚。     

生物质炭施用下灌溉农田土壤团聚体稳定性及分型特征

试验研究了不同筛分方法下生物质炭施用对土壤团聚体的影响,为生物质炭农业利用提供理论依据。设置生物质炭用量4个水平(0,10,20,30 t/hm²),氮肥用量2个水平(0,150 kg/hm²),通过2年田间定位试验,测定分析干筛法和湿筛法0—30 cm土层土壤团聚体分布及稳定性。结果表明:2种筛分方式下,不同处理各粒级土壤团聚体分布趋势基本一致,干筛法所得机械土壤团聚体主要以＞5,2~5 0.5~1 mm粒级为主,而湿筛法水稳性团聚体均以0.25~0.5 mm及＜0.25 mm为主;不同处理干筛法土壤团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)均高于湿筛法。湿筛法下各处理,无论施氮与否,MWD、GMD均随生物质炭量增加而增大。其中,B0N0处理MWD、GMD最小,单施生物质炭B3N0处理土壤团聚体直径最大,分别较B0N0显著提高60%(MWD)和52%(GMD);各处理土壤团聚体破坏率(PAD)随生物质炭量增加而减小,土壤团聚体稳定率(WASR)则随生物质炭量增加呈上升趋势;干筛法各处理分形维数(D)均低于湿筛法,随生物质炭量增加D值不断降低,B3生物质炭量下分形维数最低,分别为2.63(B3N0)和2.64(B3N1),分别较对照降低3.3%和2.9%;分形维数(D)与＞0.25 mm土壤团聚体含量(R_＞0.25)呈显著负相关关系。试验条件下,生物质炭添加量为30 t/hm²时土壤团聚体稳定性最佳。同时,湿筛法较干筛法能更好地模拟大田环境,真实反映土壤团聚体分布及其稳定性。     

长期施肥紫色水稻土团聚体稳定性及其固碳特征

【目的】探讨长期不同施肥对土壤团聚体分布及其稳定性的影响,以及团聚体中有机碳对碳投入的响应。【方法】采集经历30年不同施肥处理后的紫色水稻土,利用湿筛法分离2 mm、0.25~2mm、0.053~0.25mm和0.053 mm团聚体组分,并分析团聚体的稳定性以及年均碳投入量和有机碳固定速率的关系。【结果】与不施肥(CK)比较,施肥(N、NP、NPK、M、MN、MNP和MNPK)使2 mm团聚体所占比例提高了9.6%~36.1%,0.25~2 mm团聚体降低了6.7%~26.3%,0.053~0.25 mm和0.053 mm团聚体所占比例基本稳定;单施化肥处理(N、NP和NPK)没有显著提高土壤团聚体的稳定性,化肥与有机肥配施(MNP和MNPK)显著增加团聚体的稳定性。与CK相比施肥显著增加土壤总有机碳和2 mm团聚体有机碳含量,其他粒径团聚体碳含量略有提高,但未达显著水平;化肥配施有机肥对团聚体有机碳含量增加效果优于单施化肥。CK和N处理土壤有机碳损失速率为0.08t/(hm~2·a)和0.02 t/(hm~2·a),单施化肥(NP和NPK)、单施有机肥(M)、化肥配施有机肥(MN、MNP和MNPK)处理土壤有机碳的固定速率分别为0.14、0.10和0.17t/(hm2·a)。土壤有机碳的固定速率与碳投入呈显著的线性相关关系(R~2=0.531,P0.05);碳转化效率为3.3%;随碳投入的增加,各粒径团聚体碳含量均增加,且2 mm团聚体的碳增加速率远远高于其他团聚体。【结论】化肥配施有机肥增强团聚体稳定性效果优于单施化肥;本试验紫色水稻土的有机碳还没有达到饱和,仍具有一定固碳潜力,增加的有机碳主要固持在2 mm团聚体中。     

N添加对白羊草生长及种群特征的影响

[目的]分析N添加对白羊草(Bothriochloa ischaemum)种群特征及繁殖策略的影响,为评估氮沉降的生态影响提供科学依据。[方法]以黄土高原地带性优势种群白羊草为对象,设置对照CK〔0g/(m~2·a)〕,低氮〔2.5g/(m~2·a)〕,中氮〔5.0g/(m~2·a)〕和高氮〔10.0g/(m~2·a)〕4个N添加水平,研究了为期两年的N添加对白羊草种群特征及繁殖策略的影响。[结果](1)N添加显著增加了白羊草种群的密度、株高和生物量,其中中氮处理下种群生物量达到最大;(2)N添加改变了白羊草生物量的分配策略,根冠比随N添加量增大而减小,支持功能平衡假说;(3)N添加促进了白羊草种群的营养繁殖和有性繁殖,提高了其繁殖竞争能力。[结论]适度N沉降或N添加〔5g/(m~2·a)〕促进了白羊草种群的生长和发育,有利于白羊草种群水土保持等生态功能的发挥。     

模拟氮沉降对华北落叶松人工林土壤微生物碳和微生物氮的动态影响

为揭示过量的大气氮沉降对华北落叶松人工林土壤微生物碳、氮和土壤呼吸的影响,通过对照(N0:0 g/(m^2·a))、轻度施氮(N1:8 g/(m^2·a))、重度施氮(N2:15 g/(m^2·a))3个外源施氮水平下5年的野外定点试验和观测,模拟过量氮沉降条件下华北落叶松人工林土壤微生物碳、氮和土壤呼吸的变化,旨在阐明林下土壤微生物和呼吸对过量氮沉降的响应及其对土壤碳氮循环的影响。结果表明:在5-10月生长季中,土壤微生物碳和氮的平均含量分别为1 098.93,97.31 mg/kg,二者都随土层深度的增加呈下降趋势;轻度施氮促进土壤微生物碳和氮的增加,重度施氮抑制土壤微生物碳和氮的增加;土壤微生物碳和微生物氮从生长初期5月起,5-7月呈增加趋势,7月出现峰值,8月降低,9-10月小幅增加,呈现"N"形曲线。土壤微生物碳氮比为4.94~18.54,且随施氮量增加而减小。各氮处理下,华北落叶松人工林土壤呼吸速率5,6月较低,7-8月持续增加,并在8月达到最高,9-10月逐渐降低。相关分析表明,土壤呼吸与土壤全氮、含水量、微生物碳和微生物氮含量呈极显著正相关关系,与土壤有机质呈显著正相关关系。在全球变化背景下,研究结果可为进一步明确过量大气氮沉降对森林生态系统碳氮循环的影响途径和机制研究提供重要参考。     

长期施用化肥条件下土团聚体中有机碳与养分分布

[目的]探究长期施肥与小麦—玉米轮作下(蝼)土表层水稳性团聚体组成及对团聚体中有机碳和养分分布的影响,为评价长期施肥对改善(蝼)土肥力状况的影响提供科学依据.[方法]利用田间长期施用化肥与轮作定位试验,通过湿筛法分离土壤水稳性团聚体,得到土壤团聚体构成,并测定不同粒径团聚体中有机碳和养分的含量.[结果]结果表明长期施用化肥显著影响土壤水稳性团聚体含量,长期施肥降低了＞2 mm的水稳性团聚体数量,增加了＜1 mm的水稳性团聚体含量.施肥在一定程度上提高了水稳性团聚体有机碳的含量,但施用高量氮、磷下0.25～0.5 mm和＜0.25 mm水稳性团聚体中有机碳含量明显低于施用低量氮、磷肥料.不同施肥处理土壤水稳性团聚体全氮含量变化趋势与水稳性团聚体有机碳含量基本一致.磷素在不施肥处理各粒径团聚体中均匀分布,低氮、磷处理各粒径团聚体中全磷含量差异较小,高氮、磷处理各粒径土壤团聚体中全磷含量变化无明显趋势.长期施肥降低了＞2 mm水稳性团聚体中全K含量,增加了＜2 mm的水稳性团聚体中全K含量.[结论]水稳性团聚体关系土壤有机碳、氮的数量,水稳性团聚体及其中有机碳、氮含量在氮磷化肥的长期施用下变化无明显规律,并且,长期施用氮、磷化肥下土壤磷素和钾素在土壤中的保存及供应能力也受到影响.因此,需要合理施肥管理,促进农田生产力的可持续发展.     

不同生长时期极端降水事件对人工针叶林净生产力的影响——以江西省吉安市千烟洲生态试验站为例

[目的]研究不同生长时期极端降水事件对生态系统碳通量的影响,为准确评估江西省吉安市千烟洲人工针叶林生态系统应对极端天气的响应机制提供理论基础。[方法]对比2008年与2010年植物生长初期(4月)与生长旺盛期(6月)碳通量对环境因子(净辐射RN、温度TA、土壤含水量SWC与增强型植被指数EVI)变化的响应差异。[结果] 4月份净生态系统生产力(NEP)降低22.87%,主要是初级生产总量和生态系统呼吸分别降低17.36%[GEP, 9.56 g/(m~2·d)]和2.84%[RE,2.86 g/(m~2·d)]导致,而6月份GEP降低3.58%[7.17 g/(m~2·d)]以及RE增长12.8%[20.37 g/(m~2·d)]导致NEP降低65.77%[27.55 g/(m~2·d)]。[结论]生长季初期TA降低对RE的抑制大于土壤含水量增加的影响,而生长旺盛期土壤含水量增加则会抵消降温对呼吸的抑制,造成更大的碳损失,因此后续研究森林生态系统碳通量对极端气候响应时还需要考虑植物生长时期的影响。     

生物炭对日光大棚土壤团聚体结构的影响

[目的]探明果木生物炭对杨凌地区日光大棚土壤团聚体结构的影响,提出适宜该地区的生物炭添加量,为改良日光温室大棚土壤结构,提升作物产量提供科学依据。[方法]设置10,30,50,70,90 t/hm~2共5个生物炭添加量处理,以未添加生物炭处理为对照,采用干筛法和湿筛法,对比分析不同处理的团聚体几何平均直径、平均重量直径、破坏率和分形维数等指标。最后通过分析不同生物炭添加量下的作物产量,综合考虑土壤团聚体指标,提出最优的生物炭添加量。[结果]添加生物炭后,土壤机械稳定性大团聚体含量增加0.6～4.6 mg/kg,机械稳定性微团聚体含量降低4.0%～32.6%;添加生物炭后,粒径为3～2 mm,2～1 mm,1～0.5 mm水稳性大团聚体含量分别增加25.3%～41.2%,22.7%～74.2%,9.1%～46.4%,粒径为0.5～0.25 mm水稳性大团聚体含量降低2.1%～18.1%。生物炭能够促进小粒径微团聚体的形成,但对微团聚体稳定性和总含量没有显著影响。添加生物炭后菠菜鲜重显著提升(68.7%～214.9%)。[结论]生物炭能够改良土壤团聚体结构。综合考虑团聚体、作物产量因素,在日光大棚添加70 t/hm~2生物炭效果最好。     

喀斯特坡地浅层岩溶裂隙土壤团聚体稳定性与养分垂向变化特征

浅层岩溶裂隙（SKF）为植物提供生长空间、水分和养分,是石漠化地区的重要生境类型。以矩形和漏斗形SKF剖面为研究对象,采用干、湿筛分法和Le Bissonnais法,分析了不同土层土壤团聚体稳定性特征和破坏机理,测定了团聚体中土壤有机质（SOM）、碱解氮（AHN）和有效磷（AP）的含量。结果表明：SKF剖面粒径＞0.25 mm的团聚体均超过90%,PAD值范围为0.01%~4.75%。干、湿筛作用下,MWD值变化范围分别为4.63~7.69 mm和1.33~4.24 mm,团聚体分形维数D范围分别为1.57~2.18和1.55~2.15。SKF土壤团聚体的稳定性随剖面深度加深而降低,矩形SKF土壤团聚体的稳定性要强于漏斗形SKF,快速湿润产生的消散作用是造成团聚体破碎的主要机制。团聚体破坏率（PAD）、团聚体分形维数（D）和平均重量直径（MWD）这三类指标均表明,SKF土壤团聚体水稳定性、通透性均较好。SKF剖面30 cm以下土层,团聚体SOM、AHN和AP含量相较0~20 cm土层大幅下降,含量范围分别为13.27±0.94~37.53±3.47 g?kg-1、71.58±3.27~198.54±22.63 mg?kg-1和0.15±0.03~ 0.38±0.10 mg?kg-1,土壤AP十分贫乏。SKF形态会影响SOM含量随土层深度的变化,矩形SKF 30 cm以下土层含量随深度加深而降低,而漏斗形SKF则没有显著性差异。随土层深度加深,矩形和漏斗形SKF剖面AP含量的变化趋势一致,AHN含量的变化趋势则与SKF形态之间没有明显关联。SOM、AHN和AP含量越高,SKF剖面团聚体水稳定性越强。     

生物炭施用下潮土团聚体微生物量碳氮和酶活性的分布特征

  【目的】  探究生物炭配施化肥对不同粒级团聚体中微生物量碳、氮 (MBC、MBN) 含量和胞外酶活性的影响,分析影响团聚体胞外酶活性变化的主控因素,为提升土壤质量提供科学依据。  【方法】  田间微区试验在河南现代农业研究基地进行,供试土壤为石灰性潮土。设置4个处理:不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、单施生物炭 (BC) 和生物炭配施化肥 (BC+NPK),生物炭是以花生壳为原料高温裂解制备而成,仅在试验开始前施用一次,化肥每季均施用。试验开始于2017年小麦季,于2019年9月玉米收获后采集耕层土壤样品,测定土壤养分含量,分析各粒径团聚体MBC、MBN含量和酶活性。  【结果】  与CK相比,NPK处理可显著提高耕层土壤有效磷、速效钾和硝态氮含量,BC处理可显著提高有机碳和全氮含量,BC+NPK处理则显著提高了以上各指标含量。与CK相比,BC处理显著降低了粒径2～0.25 mm团聚体MBN含量,并明显增加了该粒径的MBC/MBN值;BC+NPK处理显著增加了粒径 > 2 mm和0.25～0.053 mm团聚体中MBC含量 (增幅分别为59.57%和34.68%),也增加了耕层土壤、粒径 > 2 mm和2～0.25 mm团聚体中MBN含量 (增幅分别为17.33%、42.24%和19.28%)。与CK相比,NPK、BC和BC+NPK处理均显著增加粒径 > 2 mm团聚体微生物熵,而BC和BC+NPK处理则显著降低了耕层土壤、粒径2～0.25 mm和0.25～0.053 mm团聚体微生物熵。与CK相比,NPK和BC+NPK处理均显著提高了粒径2～0.25 mm和0.25～0.053 mm团聚体中β-葡糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、α-葡糖苷酶和β-木糖苷酶活性;在粒径 > 2 mm团聚体中,仅BC+NPK处理明显提高了该四种酶的活性。与CK相比,NPK和BC+NPK处理均明显提高了粒径 > 2 mm团聚体中脲酶活性及粒径0.25～0.053 mm团聚体中乙酰氨基葡糖苷酶活性,仅BC+NPK处理可显著提高粒径 > 2 mm和0.25～0.053 mm团聚体中亮氨酸氨基肽酶活性。团聚体酶活性变化与MBC、MBN含量以及MBC/MBN值显著相关。粒径 > 2 mm团聚体中酶活性变化与微生物熵、全氮和MBC含量均显著相关,粒径2～0.25 mm团聚体中酶活性变化与MBC/MBN值显著相关,而粒径0.25～0.053 mm团聚体中酶活性变化与MBC含量显著相关。  【结论】  生物炭与化肥配施有利于土壤碳的固存,改善土壤微环境,提升土壤质量,且生物炭添加到土壤中有较长的后效。     

不同人工恢复林对退化红壤团聚体组成及其有机碳的影响

研究土壤团聚体的组成及其有机碳的分布,有助于从微观角度理解土壤结构与功能的相互作用.采用于筛法和湿筛法,研究南方红壤退化地实施人工恢复30年后,马尾松与阔叶复层林(PB)、木荷+马尾松混交林(SP)和阔叶林(BF)3种典型林分在0～60 cm土层的团聚体组成及其有机碳分布特征,分析土壤团聚体有机碳与总有机碳相关关系.结果表明:各恢复林分土壤机械稳定性团聚体质量分数,以＞2 mm粒径所占比例最大(均在60％以上),而在水稳性团聚体中,以＜0.05 mm粒径占优势.不同林分土壤团聚体结构破坏率顺序依次为BF(53.38％～84.27％) ＞SP(52.22％ ～70.86％) ＞PB(22.70％ ～47.83％).机械稳定性和水稳性团聚体有机碳质量分数均以PB最高,随着土层深度的增加,各林分土壤团聚体有机碳质量分数呈下降趋势.水稳性大团聚体(＞0.25 mm粒径)有机碳质量分数总体高于相应土层的总有机碳质量分数,而微团聚体的(＜0.25 mm粒径)则低于后者,说明有机碳对于大团聚体的形成和水稳性具有积极作用.土壤团聚体有机碳与总有机碳的相关关系分析表明,土壤团聚体有机碳的增加,对总有机碳的积累具有正面影响.保留密度大、灌木(草)层盖度高的马尾松与阔叶复层林土壤团聚体的数量和质量更高;因此,在红壤侵蚀退化地森林恢复初期,可通过适当密植、增加林下灌草覆盖等措施,增加有机碳的输入,促进团聚体的形成和稳定,从而加速了退化土地的土壤结构改善和功能恢复.该研究可为南方严重红壤退化地生态恢复中的林分类型选择和优化配置提供科学依据.