不同利用方式对紫色水稻土水溶性有机碳的影响

通过研究西南大学试验农场包括不同的耕作、轮作和施肥的综合利用方式对经14年28茬的紫色水稻土水溶性有机碳的差异,探究利用方式对水溶性有机碳的影响。结果表明:0￣30cm土壤水溶性有机碳变化范围在30.3￣339.8mg/kg,热水提取的水溶性有机碳变化范围在60.9￣740.2mg/kg,两种方法提取的有机碳随深度增加而降低。长期垄作并实行稻油轮作的利用方式使土壤水溶性有机碳在0￣30cm土层与其他利用方式相比明显增加,并且差异显著;而水旱轮作(稻油)利用方式下的水溶性有机碳含量最低。水溶性有机碳可用作评价利用方式对紫色水稻土质量变化影响的有效指标。从提高土壤水溶性有机碳含量的角度来看,垄作并实行稻油轮作的利用方式比较适合紫色水稻土。     

保护性耕作对四川紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量与分布的影响

通过18年田间定位试验,研究了保护性耕作对四川盆地紫色水稻土团聚体组成和有机碳含量的影响。结果表明:保护性耕作影响紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量,土壤有机碳含量随着深度增加而降低。各种耕作处理的不同土层均以0.02~0.25 mm团聚体所占的比例最大;垄作免耕和畦作免耕土壤表层(0~10 cm)>0.25 mm的团聚体占比增加,尤其畦作免耕表现得更加明显;垄作免耕使表层(0~20 cm)中各粒径团聚体中有机碳含量显著增加,0.25~2 mm团聚体占比与土壤有机碳含量呈显著线性正相关;长期保护性耕作导致有机碳在土壤剖面的层次分异以及土壤表层大团聚体的相对富集。通过研究保护性耕作对紫色水稻土剖面团聚体有机碳分布的影响,有利于揭示农业管理措施对土壤碳库变化的影响。     

稻田垄作免耕对紫色水稻土硝化微生物的影响

为研究长期垄作免耕对紫色水稻土硝化微生物的影响,以常规平作和冬水平作作为对照处理,采用实时荧光定量PCR对土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的amoA基因拷贝数进行了测定.结果表明:垄作免耕显著增加土壤有机质和全氮含量.垄作免耕条件下,AOB的amoA基因拷贝数为8.3×105/g干土,比常规平作和冬水平作分别高43%,158%;AOA的amoA基因拷贝数为4.5×107/g干土,比常规平作和冬水平作分别高201%,632%,均具有显著性差异(p0.05),稻田垄作免耕可增加土壤中硝化微生物的数量,对土壤中具有硝化功能的氨氧化细菌和氨氧化古菌具有积极影响.3种耕作方式土壤中AOA amoA基因拷贝数均比AOB amoA基因拷贝数高1~2个数量级,AOA可能在其中起重要作用.     

水旱轮作条件下免耕土壤微生物生物量变化特征及其活性评价

研究长期免耕土壤微生物活性能及时准确反映免耕土壤质量的演变趋势,探求最佳免耕年限。通过野外调查和室内分析,调查了水旱轮作条件下,不同免耕年限土壤微生物量的变化,并采用主成分分析法对土壤微生物活性进行了综合评价。结果表明:①旱作和水作后,免耕土壤微生物量碳、氮均显著高于常规每年翻耕的耕作方式,微生物量磷则相反。随着免耕年限延长,旱作土壤微生物量碳、氮均呈逐渐降低的趋势;水作后,则呈先增加再降低的趋势;而微生物量磷在不同免耕年限间无显著差异。②主成分分析表明,旱作后免耕土壤微生物活性高于常规每年翻耕,水作后则相反。随着免耕年限延长,免耕土壤微生物活性呈先降低再增加的趋势,旱作后免耕7—8 a土壤微生物活性最低,水作后免耕5—6 a土壤微生物活性最低。     

水稻秸秆不同处理方式对亚热带农田土壤微生物生物量碳、氮及氮素矿化的影响

通过室内模拟培养试验,添加水稻秸秆及由此热解产生的生物质炭,分析亚热带典型旱地土和水稻土微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)及氮素矿化的变化动态,探讨添加不同处理方式的水稻秸秆对土壤碳氮矿化的影响。结果表明,培养35 d后,与对照(CK)相比,添加生物质炭处理,旱地土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了34.6%、163.1%和6.4%;水稻土MBC没有明显差异,MBN和矿化氮量分别增加23.0%和15.1%。添加秸秆处理,旱地土MBC、MBN分别增加了90.4%和203.8%,矿化氮量却减少了22.2%;水稻土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了13.4%、19.9%和7.3%。研究阐明了生物质炭添加对农田土微生物生物量氮和氮素矿化具有促进作用,而对土微生物生物量碳的影响却因土地利用方式的差异而略有不同;水稻秸秆添加对微生物生物量均有促进作用,其促进程度基本高于生物质炭,而对氮素矿化的影响因土地利用方式的不同而存在差异。     

垄作免耕对稻田土壤有机碳活性组分和δ13C的影响

【目的】阐明垄作免耕对稻田土壤有机碳活性组分和δ13C的影响,为揭示垄作免耕下稻田土壤累积、转化的特殊性提供科学参考。【方法】依托稻田免耕长期定位试验,对比分析常规平作（中稻）、垄作免耕（中稻）、水旱轮作（中稻-油菜,稻油）和垄作免耕轮作（中稻-油菜,稻油）等4种耕作处理对不同深度（0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm和40—60 cm）土层中总有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳和δ13C等指标的影响。【结果】垄作免耕轮作（稻油）中,20—40 cm土层的总有机碳含量显著高于其它处理,各深度土层中颗粒有机碳含量和分配比例均高于其它耕作处理,10—20 cm和20—40 cm土层的易氧化有机碳含量显著高于其它耕作处理（P＜0.05）。水旱轮作（稻油）中,各土层的总有机碳含量、颗粒有机碳含量和易氧化有机碳含量均低于其它耕作处理。不同处理中,土壤碳库管理指数的最高值和最低值分别出现在垄作免耕轮作（稻油）的20—40 cm土层和水旱轮作（稻油）的40—60 cm土层,垄作免耕轮作（稻油）的10—20 cm 和20—40 cm土层碳库管理指数显著高于其它处理（P＜0.05）。相比其它处理,垄作免耕轮作（稻油）的土壤有机碳δ13C值在0—40 cm深度范围的各土层中差异不大,到40—60 cm土层才出现显著升高。【结论】相比其它耕作处理,长期（20年）垄作免耕轮作（稻油）稻田20—40 cm土层中增碳优势突出,该耕作处理有利于稻田中土壤颗粒有机碳的形成和累积,对20—40 cm土层中活性碳库的稳定和保护作用明显优于其它耕作处理;有大量活性高、降解程度低的有机碳在垄作免耕轮作（稻油）的20—40 cm土层中累积。     

不同耕作方式对果园土壤养分和微生物活性的影响

【目的】本文研究了不同耕作方式(免耕、翻耕、旋耕)对果园土壤养分及微生物活性的影响。【方法】采用大田控制实验和室内分析相结合的方法研究不同耕作方式下土壤养分、微生物活性。【结果】不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与pH值变化趋势相反,大致表现为免耕翻耕旋耕;不同耕作方式下土壤养分(有机碳、全氮含量)和有效养分(有效磷、有效氮和有效钾)均呈现出一致性规律,大致表现为翻耕旋耕免耕,不同耕作方式下土壤全磷含量差异均不显著(P0.05);与免耕相比,翻耕和旋耕条件下,土壤土壤微生物总数量均有明显的增加,大致表现为翻耕旋耕免耕;细菌、真菌和放线菌的变化趋势相一致,细菌数量处于绝对优势地位,土壤放线菌和细菌数量基本表现为翻耕旋耕免耕,其中不同耕作方式差异均显著(P0.05);土壤真菌数量和固氮菌数量基本表现为翻耕旋耕免耕;不同耕作方式脲酶活性、脱氢酶活性、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均表现为翻耕旋耕免耕,其中不同耕作方式脱氢酶活性差异均显著(P0.05);土壤微生物活度的变化范围在0.38～0.69,依次表现为翻耕旋耕免耕,不同耕作方式下土壤微生物活度差异均显著(P0.05)。【结论】不同耕作方式下土壤微生物量碳周转率高于氮周转率,说明微生物量碳更新比微生物量氮快,其中翻耕处理下土壤微生物量碳和氮更新较旋耕和免耕快。     

旱作条件下免耕对土壤微生物量碳、氮、磷的影响

在干旱半干旱的定西市安定区李家堡镇设计田间定位试验,运用氯仿熏蒸浸提法测定土壤微生物量碳、氮和磷,研究免耕对土壤微生物量的影响.结果表明:免耕能提高表层土壤微生物生物量,免耕配合秸秆覆盖相比传统耕作在表层土壤中土壤微生物量碳增加了78.4%,土壤微生物量氮增加了89.6%,土壤微生物量磷增加了29.6%,免耕的生物活性主要表现在耕层.     

免耕稻鸭复合系统生态学特性研究Ⅱ.土壤生物学特性

在利用稻鸭互利共生的关系的基础上，将免耕技术引入稻田生态系统，形成稻田免耕养鸭技术新体系．从土壤生物学特性方面对免耕稻鸭复合系统生态学特性进行了研究，旨在为评价该系统的生态学功能提供科学依据．结果表明：1)各处理土壤中三大类微生物数量在剖面中有明显的上高下低的分布趋势，特别是0-5cm土层，NCD(免耕养鸭处理)量高于同层次的NCND(免耕不养鸭处理)和CCND(翻耕不养鸭处理)．NCD的剖面分布也是呈现上高下低的格局，但5～15cm土层中各微生物数量和总数均大于NCND和CCND处理中同层次的微生物数．上下两层土壤中，NCD与CCND和NCND的差异均达到极显著水平．2)土壤微生物量生物量碳依土壤层次的深浅呈现从上到下渐减的趋势，与微生物的数量分布趋势相一致，各处理中微生物生物量碳从大到小的顺序依次为：NCD，NCND，CCND．由此可见，免耕养鸭有利于和土壤微生物数量和微生物生物量碳的增加，这与该处理较高的土壤肥力和水稻生产过程中实现农药、除草剂的“零输入”有关．     

长期施肥对紫色水稻土团聚体中有机碳和微生物的影响

【目的】土壤微生物在维持土壤肥力、土壤健康和提高作物产量等方面都具有非常重要的作用,探讨长期不同施肥措施对紫色水稻土团聚体微生物量及活性的影响,明确不同施肥制度下土壤不同粒级团聚体中微生物特性,为系统了解施肥管理对土壤肥力演变的影响提供理论依据。【方法】依托重庆市北碚区中性紫色水稻土22年的长期定位试验,选取对照（CK,不施肥）、氮磷钾（NPK）、稻草还田（S）、氮磷钾+稻草还田（NPK+S）4个处理,采集0-20 cm耕层土壤样品,采用湿筛法获得不同粒级土壤团聚体,研究不同粒级土壤团聚体中的有机碳以及微生物量、呼吸代谢熵等微生物特性。【结果】连续22年定位试验表明,与CK相比,各施肥处理均显著增加了耕层土壤中水稳性大团聚体（＞0.25 mm）含量,以NPK+S的促进作用最为明显,表明化肥与稻草还田长期配施有利于紫色水稻土水稳性大团聚体的形成;施肥还显著提高了团聚体稳定性和土壤有机碳水平,以稻草还田（S和NPK+S处理）效果最佳。长期施肥改变了土壤养分及生物活性在不同粒径团聚体上的分布。土壤中有机碳、微生物量碳、呼吸代谢熵在不同粒级团聚体中呈异质分布,在2.00-1.00 mm和1.00-0.25 mm两个级别的水稳性大团聚体中土壤有机碳、呼吸速率和代谢熵显著高于0.25-0.053 mm和＜0.053 mm两个级别的水稳性小团聚体。【结论】＞0.25 mm的水稳性团聚体是土壤有机碳和微生物量碳的主要载体,2.00-1.00 mm团聚体的生物活性最强;长期氮磷钾配施结合稻草还田显著提高了紫色水稻土团聚体的水稳性及大团聚体中有机碳和微生物量碳的含量,是改善紫色水稻土团粒结构和生物功能的有效措施。     

山区长期冬种油菜对中稻产量及土壤肥力的影响研究

为探索冬种油菜作物利用对山区稻田的生态作用,以冬闲(犁冬晒垡)作为对照,通过连续15年的定位试验,研究了冬种油菜叶花茎根还田利用对后作中稻产量及土壤肥力的影响。结果表明:连续15年油菜-中稻轮作,油菜种植利用2个处理的中稻产量均高于对照,差异达极显著水平,其中育苗移栽油菜处理T1稻谷增产效果最明显,为28.4%;其次是整地直播油菜处理T2,增产20.9%。T1、T2处理土壤有机质、全氮、有效磷及速效钾含量分别增加44.2%～50.8%、43.8%～50.6%、129.6%～163.4%、57.8%～71.0%;但速效钾绝对值仍处稍低状态,在生产上还需重视施钾。处理T1、T2土壤有效硼较缺,亦需注意补硼。处理T1、T2下耕作层厚度比冬闲对照增加28.3%～39.9%,而土壤容重比冬闲对照下降了17.1%～19.4%。综合来看,山区稻田移栽油菜、直播油菜还田利用均有利于增加中稻产量、改善土壤肥力和提高耕地质量。     

土壤活性有机碳的监测及在土地管理中的应用

土壤活性有机碳作为土壤有机碳中比较活跃的化学组分,在陆地碳的循环研究中扮演了非常重要的作用。土壤活性有机碳可用溶解性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFC)、易氧化有机碳(LOC)、土壤微生物生物量碳(SMBC)和潜在可矿化碳(PMC)表示。本文综述了这五种活性有机碳的分组和测定方法,以及活性有机碳对不同施肥措施、不同耕作措施和土地利用方式的响应。表明在不同土地管理措施下,土壤活性有机碳的不同组分均发生相应变化,这对调节土壤养分循环、维持土壤肥力和完善碳循环的动态平衡机制具有十分重要的意义。并展望了今后的研究方向,以期为农业的可持续发展提供科学参考,为土壤养分的高效利用和土地的科学管理奠定基础,为开展有机质的累积与矿化提供依据。     

不同利用方式下土壤有机碳转化及微生物群落功能多样性变化

 【目的】研究亚热带地区不同土地利用方式下土壤生物和生物化学性状的变化特点，为制订合理的耕作施肥管理措施提供科学参考。【方法】选择亚热带地区的一个小流域，通过田间采样分析，比较了不同土地利用方式下土壤有机碳和养分含量、土壤有机碳矿化以及土壤微生物生物量和微生物群落功能多样性变化。【结果】土壤有机碳、全N含量、土壤微生物生物量碳氮以及土壤的呼吸强度变化均表现为稻田（菜地）＞竹林＞园（旱）地，0～15 cm、15～30 cm稻田（菜地）土壤有机碳和全N含量平均比园（旱）地土壤高76.4%、59.8%和80.8%、67.3%，0～15 cm稻田土壤的微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度分别是园（旱）地土壤的6.36倍、3.63倍、3.20倍。土壤微生物代谢熵园（旱）地＞林地＞稻田，稻田土壤的代谢熵仅为园（旱）地土壤的47.7%。培养期间土壤有机碳矿化量和矿化率稻田＞竹林＞园（旱）地。土壤细菌数量稻田≥园（旱）地＞林地，但真菌和放线菌数量在不同利用方式之间并没有显著差异。土壤微生物的平均吸光值和群落功能多样性指数稻田＞园（旱）地＞林地。研究还揭示，稻田改种蔬菜5 a后，由于大量施用磷肥，土壤速效磷含量显著升高，但土壤有机碳和全氮含量没有明显差异；土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度显著下降了53%、41.5%和41.3%，代谢熵升高了23.6%，土壤有机碳的矿化速率也有下降的趋势；土壤细菌和放线菌数量略有升高但差异不显著，真菌数量显著增加，而土壤微生物群落功能多样性指数却显著下降了。【结论】不同土地利用方式下土壤的生物和生物化学性状有显著不同。稻田利用方式下土壤的有机碳和养分含量、以及土壤有机碳转化过程指标和微生物群落功能多样性等均较该区的旱地和林地土壤高。但若在高肥力稻田上继续过量施用化肥，将有可能造成土壤生物性状和生化功能衰减，导致土壤生物质量退化。     

红壤稻田复种方式对土壤微生物生物量碳、氮的影响北大核心CSCD

明确红壤稻田不同复种方式土壤微生物生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)和生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN)含量的变化可为红壤稻田种植结构优化和土壤质量提升提供基础数据和参考依据。以红壤稻田复种方式长期定位试验(2012年开始)为研究对象,设早稻-晚稻-冬闲(DR,对照)、中稻-冬闲(MR)、中稻-油菜(MRR)和中稻-白露菜-油菜(MRPR)等4种复种方式,分别在油菜苗期(1月)、油菜成熟期(5月)、中稻成熟期(9月)和晚稻成熟期(11月)采集耕层(0~15 cm)土壤样品,分析土壤化学性质、MBC和MBN含量及微生物量碳氮计量比等指标,探讨不同复种方式对红壤稻田MBC和MBN的影响。结果显示,复种方式和取样时间均显著影响土壤化学性质、MBC和MBN含量及其计量比。与DR相比,中稻复种方式(MR、MRR和MRPR),尤其是MRR和MRPR显著(P<0.05)降低了土壤MBC和MBN含量,并改变了微生物量碳氮计量比。同时,中稻复种方式还显著(P<0.05)降低了土壤可溶性有机碳含量和提高了土壤速效磷含量,但对其他土壤化学性质的影响取决于取样时间。Spearman相关分析表明,土壤MBC含量与可溶性有机碳含量呈极显著(P<0.01)正相关,MBN含量与可溶性有机碳和铵态氮呈极显著(P<0.01)正相关。研究表明,红壤双季稻田转变为中稻-冬闲、中稻-油菜或中稻-白露菜-油菜均可降低土壤微生物生物量碳、氮含量,应适当调整中稻复种方式和优化施肥等农学措施,提高土壤微生物生物量,维持红壤稻田可持续生产。     

不同耕作方式对土壤微生物量和土壤酶活性的影响

采用大田试验,研究了不同耕作方式对土壤微生物量及酶活性的影响,结果表明:不同耕作方式对土壤微生物量和土壤酶活性有显著的影响.与常规耕作相比,免耕、沟播显著提高了土壤的微生物量碳和氮的含量,以及土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性;而套作显著降低了土壤的微生物量碳和氮的含量,以及土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性.土壤有机物质输入量少,土壤耕作是套作土壤微生物量和土壤酶活性低的主要原因.     

茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征

 【目的】弄清茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征,以期反映退耕还茶模式对土壤团聚体及其养分循环的影响,为协调区域土地利用及退耕还林（茶）工程的实施提供依据。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,以撂荒地和桉树人工林为对照,就茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征进行了研究。【结果】（1）茶园和对照撂荒地、桉树人工林土壤团聚体中有机碳含量基本随团聚体直径的减小而增加,最大值均集中于＜0.25 mm团聚体中;（2）茶园及对照地土壤微生物量碳、氮含量则基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮含量最大值分布于5—2 mm团聚体中,茶园土壤除了＜0.25 mm团聚体外,其微生物量碳、氮的含量均高于撂荒地和桉树人工林同直径团聚体;（3）茶园及对照地土壤团聚体微生物熵基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体微生物熵最大值分布于5—2 mm团聚体中,其分布规律与微生物量碳、氮基本一致。【结论】与撂荒地、桉树人工林相比,茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮较为丰富,大团聚体中的含量尤为突出,表明退耕还茶是研究区一种较为理想的退耕模式。