土壤有机碳物理组分研究进展

土壤有机碳对全球气候的变化与农业的可持续发展具有重要的生态作用,土壤有机碳不同形式的组分具有各自的服务功能。有机碳物理组分在一定程度上完整保留了土壤有机碳的原始形态,能更好地反映土壤碳的真正面貌。系统阐述了土壤有机碳物理组分的分类、保护机制及碳同位素在其周转变化上的应用,并为今后土壤有机碳物理组分方面指出可能的研究趋势。     

有机碳肥是“超级有机肥”

<正>大量实验和田间应用试验证明:有机碳肥具备"超级有机肥"的功能特点,对我国的农业发展具有特殊意义。"超级有机肥"的特点1.可向土壤和农作物直接提供有机碳营养,它取代有机肥,而单位面积用量仅为普通有机肥的5%-20%。2.肥效既具速效性,又有持续性。多数农作物施用后5-10天可见显效,而改良土壤的效果可持续数茬。3.与化肥搭配更灵活方便。4.液体有机碳肥可兑水管道输送和喷施,解决了有机肥不能管道输送的难题,避免设施农业和信息化管理的农业重走"化学农业"的老路。     

垂直潜流人工湿地中植物多样性对 基质有机碳动态的影响

测定了4 个季节的大型垂直潜流人工湿地中基质有机碳含量,以研究植物组成与多样性,包括植物物 种多样性,功能群多样性与植物组成对有机碳季节动态的影响方差分析结果表明院在大型人工湿地中,春季,冬季 植物物种多样性对基质有机碳含量有显著正效应且植物组成四季都有极显著的影响,而功能群多样性四季中都没 有显著效应,因而,当衡量植物多样性对基质营养季节动态如有机碳”的影响时,一般是植物组成和物种多样性要 比功能群多样性更具有说服力,同时,基质有机碳含量在春季,冬季较高而在夏秋季较低,表明基质营养(如有机 碳)的季节动态变化趋势与植物的生长周期相一致,另外四季中基质有机碳含量与基质容重呈显著正相关,而在 2008 年10 月植物生物量与基质有机碳含量呈显著负相关。     

新乐市地表基质有机碳储量变化趋势及影响因素

为探究有机碳储量在地表基质中的变化趋势及影响因素，利用新乐市2005年和2021年两期数据，按地表基质类型划分方式计算新乐市地表基质有机碳储量，分析新乐市地表基质有机碳储量的变化趋势及决定因素。结果表明，2005-2021年，新乐市地表基质有机碳总储量呈增长趋势；表层平均有机碳含量和单位基质碳含量均与基质粒径大小呈负相关；表层(0～0.2 m)平均有机碳含量增长率与基质粒径大小呈负相关；深层(2.0 m)平均有机碳含量增长率与基质粒径大小呈正相关。新乐市地表基质有机碳总储量处于增长趋势，其中粗骨土中有机碳储量减少的主要因素是河道采砂造成地表基质破坏，有机碳流失；砂土和壤土中有机碳储量呈增长的主要因素是植树造林和合理的农业活动。     

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。     

试论我国农业和农村有机废弃物生物质碳产业化

我国农田秸秆和生活垃圾等农业和农村有机废弃物面广量大,其资源化处理一直没有得到根本性解决.开发高效低耗有机废弃物生物质碳工程转化产业化技术,以新型碳质产品就近回田回村实现农业循环.而服务于农业生产和农村生活,可能是农业和农村有机废弃物循环利用并促进农业固碳减排的最佳解决方案.新近已经开发出不同规格和型号的中小型生物质转...     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示:直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示:土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实:营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示:土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示：直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示：土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实：营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示：土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

亚热带稻田土壤持续固碳机制研究进展

为准确评估亚热带稻田土壤的固碳特性及其有机碳的储量动态变化情况,进一步提升稻田土壤肥力,从亚热带稻田土壤碳库储量的时空分布与演变规律、稻田土壤有机碳的输入、微生物固碳的功能、有机碳矿化特性及其作用机制等方面进行了探讨。我国亚热带区稻田土壤有机碳储量与固碳效应明显高于旱地,其突出的碳固持能力主要是由于水稻光合碳的输入、土壤自养微生物固碳及淹水限制了微生物活性、抑制植物残体微生物分解过程,促进以植物残体直接积累。稻田土壤有机碳的矿化速率受碳氮磷计量、水肥管理措施以及温度等因素调控,从而影响着稻田土壤的固碳减排效率与潜力。本文提出“碳中和”背景下稻田土壤固碳减排的研究展望：基于亚热带稻田土壤对我国农田土壤碳固碳减排方面的重要性,提出了系统研究稻田生态系统中土壤有机碳累积和转化的作用机制,构建高精度的区域土壤有机碳库模拟模型及储量估算方法,以助力提升农田土壤肥力,加快我国农业双碳目标和农业绿色发展。     

长期耕种土壤剖面累积有机碳量的空间分布及影响因素

以陕西关中地区古老的耕种土壤--塿土(系统分类属土垫旱耕人为土)为对象,研究了长期耕种及施肥对土壤削面有机碳贮量及分布的影响.结果表明,供试的7个土壤剖面由于人为生产活动形成的覆盖层的厚度在40～71 cm之间(平均59 cm),其中有机碳贮量平均达59 268 kg·hm~(-2),占0～100 cm土壤剖面有机碳贮量的69%.与同一区域由黄土母质新垦殖的土壤相比,长期耕种塿土剖面有机碳的贮量显著增加;为期7 a的定位试验也发现,施用有机肥显著提高了0～100 cm土壤剖面有机碳贮量,说明长期耕种及施用有机肥在增加土壤剖面有机碳贮量方面具有突出的效应,几千年的农业生产显著增加了土壤有机碳贮量.在全球气候变暖的情况下,塿土这一古老的农业土壤为实现农业生产与环境保护"双赢"的目的,为进一步研究这类土壤有机碳累积及稳定性的机理,以及大量施用化肥特别是氮肥对土壤剖面不同层次累积有机碳的转化的影响等问题,提供了理想的研究材料.