长期秸秆还田对稻麦轮作区土壤有机碳组分构成的影响

为研究长期秸秆还田对太湖地区稻麦轮作土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）含量的影响,依托10 a田间定位试验,以无秸秆还田为对照（CK）,设置稻秸秆不还田+麦秸秆全量还田（W）、稻秸秆全量还田+麦秸秆不还田（R）、稻麦秸秆均半量还田（HRW）、稻麦秸秆均全量还田（ARW）4个秸秆还田处理,分析5种处理下SOC含量及其组分构成。结果表明,秸秆类型和还田量对SOC含量及其组分有显著影响。与2007年相比,2017年各处理SOC、重组分有机碳（heavy fraction organic carbon,HFOC）和轻组分有机碳（light fraction organic carbon,LFOC）含量的增速分别为0.18~0.46、0.15~0.42和-0.03~0.02 g·kg^-1·a^-1;R、HRW和ARW处理下SOC和HFOC含量显著增加;所有处理轻组分有机质中的碳含量均显著下降,其中,ARW处理的降幅最大;HFOC占比均大于80%,是SOC的主要组分,其中,W和HRW处理HFOC占比增加,其他处理HFOC占比下降;秸秆还田降低了SOC及其组分含量与水稻产量的相关性,LFOC对水稻产量影响更大。综上所述,稻麦秸秆均全量还田可增加SOC含量及稳定性,是太湖地区较为理想的秸秆还田模式。     

不同有机物料还田对农田土壤有机碳以及微生物量碳的影响

为促进农业有机废弃物料的循环利用,选用来自5个涉农系统的有机物料(酒渣、沼渣、菌渣、猪粪和农田秸秆)进行还田,以单施化肥为对照研究其对土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、微生物量碳(Microbial carbon,MBC)以及微生物商(Microbial quotient,Qmb)的影响。2011—2013年的数据结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田显著促进土壤SOC的积累,3年平均提高43%;其中沼渣和菌渣的效果好于猪粪、酒渣与秸秆,农田系统外的有机物料优于秸秆,更有利于SOC的积累。2)有机物料促进MBC的增加,较对照平均增加34%,其中酒渣、秸秆和猪粪对MBC的影响大于沼渣与菌渣。3)5种物料中,酒渣和秸秆还田提高土壤Qmb值;沼渣和菌渣还田降低土壤Qmb值,提高SOC的稳定性。     

有机物料还田土壤碳、氮及微生物量动态影响研究

为探究长期覆膜滴灌条件下不同来源有机物料还田对土壤有机碳、全氮、微生物量碳和氮及微生物熵的影响,在玉米生育期,设置空白(CK)及施加秸秆(MS)、牧草(FG)和羊粪(SM)共4个处理,分析比较不同处理土壤中碳、氮含量的变化.结果表明,在玉米生育期内,物料的施用使土壤有机碳(soil organic carbon,SOC...     

不同耕作方式下秸秆还田对土壤活性有机碳的影响

针对黄土高原雨养农业区干旱逆境下农田土壤有机碳累积、矿化的平衡点低等问题,探索了不同耕作方式下秸秆还田对土壤有机碳的影响.采用埋袋法研究了传统耕作不还田(T)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作秸秆还田加薄膜覆盖(TPS)4种耕作方式对土壤有机碳和活性碳组分含量的影响及其动态变化特征.结果表明:秸秆还田能显著增加土壤有机碳和活性有机碳含量;不同耕作方式下土壤有机碳和活性有机碳含量存在差异,其中土壤有机碳(SOC)含量为TPSNTSTST,水溶性有机碳含量(WSOC)为TSTPSNTST,易氧化有机碳(ROOC)含量为NTSTSTPST;秸秆还田一年内SOC、WSOC、ROOC含量整体呈减小趋势;90~180d土壤有机碳在NTS减少幅度最大,达到9.18%,土壤水溶性有机碳TS减少最大;易氧化有机碳在180~270d减少较多,其含量顺序为NTSTSTPST.     

退化高寒草地土壤活性有机碳组分分布

在青海省三江源区选择了果洛州甘德县青珍乡(高寒草甸)和玛多县花石峡镇(高寒草原)2个样地,每个样地各划分5种不同退化程度(原生植被UD、轻度退化LD、中度退化MD、重度退化HD、极度退化ED),10 cm等深度采集表土土壤样品,分析土壤活性有机碳(Active soil organic carbon,ASOC)主要组分含量变化。结果表明,研究样地内土壤表土(0~30 cm)微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、轻组有机碳(Light fraction organic carbon,LFOC)、易氧化有机碳(Readily oxidizabe organic carbon,ROC)和水溶性有机碳(Water soluble organic carbon,WSOC)的含量均随退化程度的加剧和土层的加深呈下降趋势。0~30 cm土层MBC含量为244.46~360.69 mg/kg,LFOC为1.36~8.64 g/kg,ROC为1.12~9.41 g/kg;WSOC为83.41~141.59 mg/kg;0~30 cm土层,ED与UD相比,MBC降低了25.47%~30.57%,LFOC降低了78.76%~81.27%,ROC降低了80.97%~82.97%,WSOC降低了16.48%~24.43%。MBC、LFOC、ROC和WSOC分别占SOC的比例为1.11%~4.32%、24.07%~26.56%、19.82%~28.92%和0.40%~1.62%。ASOC各组分含量均表现为高寒草甸的青珍乡样地高于高寒草原的花石峡镇样地。     

夏大豆土壤微生物有机碳及颗粒有机碳对不同耕作措施的响应

【目的】研究周年土壤不同层次碳对耕作措施的响应,为复播条件下进行有利大豆土壤固碳的合理耕作措施提供参考依据。【方法】在2017年大田滴灌条件下,设置翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、深松(ST)、免耕(NT)4种土壤耕作处理,研究不同耕作处理对不同土壤层次土壤总有机碳(SOC)、微生物有机碳(MBC)、土壤颗粒有机碳(POC)含量的影响。【结果】相对于T与TP处理,NT与ST处理均有利于增加0~10 cm表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,但两者间无显著性差异。在10~30 cm耕作层,TP处理较比于其余三种处理,能保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。但在土层深度30 cm以下,ST处理的MBC、POC质量分数逐渐与其余三种处理的差异性逐渐增大并呈显著性差异。在0~60 cm土层深度,微生物有机碳与颗粒有机碳占总有机碳的比例范围分别为1.29%~2.35%与17.81%~31.99%,并均在深度至60 cm的土层达到最高点,其占在总有机碳的比率为ST>TP>T>NT。【结论】深松和免耕均能够有效增加表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,其中深松对土层深度30 cm以下的MBC、POC质量分数与比率具有显著提升,而在土层20~30 cm翻耕覆膜能够更好保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。     

藏东南色季拉山不同海拔森林土壤碳氮分布特征

【目的】明确藏东南色季拉山不同海拔森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、易氧化有机碳(Readily oxidized carbon,ROC)及全氮(Total nitrogen,TN)含量的垂直分布特征。【方法】以藏东南色季拉山不同海拔高度(3 000,3 200,3 500,3 700及3 900m)的森林土壤为研究对象,采集0~5,5~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm土层土壤样品,通过测定SOC、ROC及TN含量,研究不同海拔高度及剖面土壤SOC、ROC及TN含量垂直分布特征,阐述SOC、ROC及TN含量的海拔及剖面效应。【结果】在土壤剖面垂直分布上,SOC、ROC和TN含量均随土层深度增加而降低,且主要集中在表层(0~5cm)土壤中。随着土层深度增加,土壤易氧化有机碳占有机碳的比例(ROC/SOC)总体呈增加趋势,而土壤C/N(SOC/TN)的变化趋势并不一致。SOC和ROC平均含量随海拔高度的增加均呈增大趋势;除3 500m海拔高度TN含量较低外,其余各海拔的TN含量均随海拔高度增加而增大;ROC/SOC随海拔增加总体呈减小趋势,而C/N无明显变化规律。【结论】色季拉山森林SOC、ROC和TN主要储存于表层土壤和高海拔区域土壤中,在未来气候变暖的背景下,高海拔区域表层土壤将成为大气二氧化碳浓度升高的潜在碳源。     

长期定位施肥条件下土壤活性有机碳变化及其与土壤速效养分的相关性

以设施番茄栽培长期定位施肥土壤为研究对象,对1997~2013年不同施肥配比下土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)的变化规律进行研究,并探讨土壤活性有机碳与速效养分间关系。结果表明:施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量;长期单施氮肥的各个处理有机碳含量随施氮量的增加而增加,并随施用年限的增加,土壤有机碳呈增加趋势;2013年的结果显示单施氮肥、氮肥与磷肥配施、氮肥与磷钾肥配施处理较不施肥处理土壤有机碳含量提高9.9%~40.9%,这说明无机肥也有提高SOC含量的作用。施用有机肥,尤其是有机肥与无机肥配施条件下,易氧化有机碳(readily oxidized organic carbon,ROC)、水溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)的含量明显提高,其中有机肥与氮磷钾肥配施的处理DOC和MBC的含量最高。轻组有机碳(light fraction organic carbon,LFOC)与土壤速效磷呈极显著的正相关(r0.01=0.634**,n=12);ROC与碱解氮、速效钾都呈极显著正相关,其中与碱解氮的相关性最好(r0.01=0.82**,n=12)。     

不同形态的有机碳在土壤团聚体中的分布及耕作的影响

通过长期田间定位试验,研究了各级土壤团聚体中不同形态有机碳的分布模式,以及耕作方式的影响.实验结果是:两种耕作方式下,土壤总有机碳(TOC)、DOC和POC在＞2.0 mm粒级到＜0.053 mm粒级团聚体中,均呈倒V字形分布,具有相同的分布模式,且主要富集在2.0～0.25 mm团聚体中.结果表明:土壤团聚体中各种形态的有机碳在不同大小团聚体中的分布模式主要由土壤团聚体本身的性质决定,耕作方式的影响不显著;常规耕作降低了土壤中有机碳的含量,垄作免耕则能有效地保护土壤中的有机碳.

Abstract：

The distribution of different forms of organic carbon in soil aggregates and the effects of tillage methods on them were investigated in a long-term field experiment. The result showed that with any of the tillage methods studied, various forms of organic matter in the soil particles all exhibited a V-shaped distribution pattern, and their enrichment was mainly in 2.0～0.25 mm aggregates, suggesting that tillage methods did not significantly affect the distribution pattern of different forms of organic matter in the soil particles. Compared with conventional tillage, no-tillage and ridge culture effectively protected the contents of organic matter in the soil.     

耕作措施对双季稻田土壤碳及有机碳储量的影响

针对不同耕作措施对双季稻田的固碳效应和固碳潜力问题,选择湖南省宁乡县的双季稻区试验点进行了有机碳、活性有机碳以及耕层有机碳储量的研究,以期为制定适合于稻田条件下的合理耕作方式提供理论依据。结果表明,耕作措施和秸秆还田对有机碳(SOC)和活性有机碳(AOC)含量均产生不同程度的影响。免耕处理下,有机碳和活性有机碳含量皆随土壤深度的增加而减少,土壤0～5cm的SOC和AOC的含量最高,且与其他层次达到显著性差异水平(P<0.05),具有明显的表层富集现象。与免耕相比,旋耕和翻耕则更利于5～10cm和10～20cm土层的有机碳和活性有机碳的积累。比较秸秆还田对SOC和AOC的影响表明,秸秆还田有效地提高了0～10cm有机碳含量,但对10～20cm并未产生显著影响,秸秆的输入并未增加土壤活性有机碳的含量。采用等质量方法计算了耕层土壤有机碳储量,结果显示旋耕秸秆还田使有机碳储量明显增加,而免耕只增加了土壤0～5cm和5～10cm土层有机碳储量,10～20cm有机碳储量有所降低,但耕作措施对有机碳储量的长效作用还有待于进一步研究。     

土壤团聚体对微生物及土传病原菌的影响

土壤团聚体结构对土壤微生物的分布和活性有较大的影响。本文对土壤团聚体形成的微生物学机制、土壤团聚体的物理和化学性状对微生物生长的影响等方面的研究进行了综述,以期为作物土传病害的防控提供理论依据。     

新疆平原土壤发生分类与系统分类的参比

为给新疆土壤系统科学分类提供依据,分析了新疆平原土壤的分布特点,并根据成土条件,比较了新疆平原土壤在中国土壤发生分类和系统分类中的地位、分类依据和名称差异,对在系统分类中出现的干旱表层、钙积土与荒漠土的区分等问题进行了讨论.     

土壤健康及土壤动物生物指示的研究与应用

对土壤健康的概念、土壤健康指示生物－土壤动物的特性、土壤动物及其作为土壤健康生物指示作用研究的进展及发展方向进行了论述，为我国从土壤动物学角度开展土壤健康质量研究提供参考。     

利用土壤线虫生态指标表征砂姜黑土土壤健康状况的探讨

为探讨利用土壤线虫生态指标表征土壤健康状况的可行性,以安徽省农业科学院蒙城砂姜黑土有机肥长期定位试验基地为研究地点,以土壤线虫为研究对象,通过分析长期定位施肥条件下,农田土壤线虫数量、营养类群、生态指数的变化与土壤肥力水平的相关性,并进一步关联作物的产量指标。结果表明:砂姜黑土土壤肥力水平的等级由高到低依次为牛粪配施(NPK+CM)>猪粪配施(NPK+PM)>秸秆配施(NPK+S)>单施化肥(NPK)>不施肥(CK);随着土壤肥力水平的提高,线虫香农多样性指数、均匀度指数和瓦斯乐斯卡指数显著提高,植物寄生线虫成熟度指数显著降低,土壤健康状况变好;同时,NPK、NPK+S、NPK+PM、NPK+CM的产量较CK分别提升了337.87%、396.14%、495.43%、534.24%。因此,利用线虫生态指标的变化来表征砂姜黑土的土壤健康状况具有一定的可行性。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

苄嘧磺隆对淹水稻田土壤呼吸和酶活性的影响

    研究除草剂苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境的安全性.以淹水稻田土壤为研究对象,在室内模拟田间试验条件下,通过呼吸作用和酶活测定,定期取样研究苄嘧磺隆施用浓度(0.000、0.067、0.355、1.780、3.553 μg·g-1干土)对淹水稻田土壤呼吸强度和土壤酶活性的影响.结果表明,苄嘧磺隆施用初期能刺激土壤呼吸强度,随后产生轻微的抑制作用,这种抑制作用在取样后期逐渐减轻并趋于对照水平.苄嘧磺隆能轻微刺激过氧化氢酶活性,而蔗糖酶活性基本不受苄嘧磺隆施用量的影响,脲酶活性则是先刺激后抑制,多酚氧化酶活性受苄嘧磺隆影响不大.说明施用一定量的苄嘧磺隆对淹水稻田土壤生态环境是安全的.     

关于土娄土分类地位的讨论

在野外考察和室内分析的基础上，针对当前塿土分类中存在的主要问题，探讨了人为活动对土壤形成发育的影响。认为　土由于人工熟化培肥过程，形成了巨厚的人工覆盖层和粘化层，产生二次复钙现象，土壤风化发育处于脱盐基的硅铝化阶段，幼年性特征明显。最后提出塿土作为独立土类的依据与标准，即若有人工覆盖层，且厚度超过５０ｃｍ，应作为一种新的土类从原土壤类型中划分出来，进行单独分类；否则，仍应归属原土类──褐土。     

长期植稻年限序列土壤耐药组演替特征

以杭州湾南岸两个前期已鉴定的跨2 000 a的水稻土序列（上虞：30~2 000 a;慈溪：9~2 000 a）为模型,探究长期植稻下稻田土壤耐药组演替特征,以期拓展对人为水耕土土壤耐药组形成与发展趋势的科学认识。研究采用了高通量荧光定量PCR（HTqPCR）技术,分析了不同土壤深度（耕作层、犁底层、母质层）下水稻土序列中320个耐药基因（ARGs）的检出情况、丰度、多样性及其随植稻年限的变化规律。结果表明：两个水稻土序列共检出289种ARGs,以氨基糖苷类和多重耐药类ARGs最为丰富多样,两个地区共有181种ARGs。主坐标分析（PCoA）结果指出,上虞和慈溪水稻土序列的ARGs组成存在显著差异,部分体现在ARGs亚型数量上。慈溪持有108种在上虞水稻土序列中不存在的ARGs,但85%的慈溪特有ARGs在植稻100 a后消失。因此,随植稻年限增加,不同地区水稻土序列在ARGs亚型数量上的差异缩小,在植稻千年后趋于接近。同时,随着植稻年限增加,水稻土耕作层、犁底层和母质层土壤间的ARGs亚型数量差异缩小。进一步研究发现,杭州湾南岸水稻土序列的ARGs丰富度和多样性随耕作年限的增加整体呈衰减趋势,同时伴随ARGs相对丰度的上升,其中相比耕作层和犁底层,母质层ARGs与植稻年限间的相关性达到了显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）水平。综上,时间驱动了稻田土壤耐药组发展,而植稻年限对母质层中ARGs组成有强烈的塑造作用。在杭州湾南岸,新生稻田土壤（≤50 a）比成熟稻田土壤（≥1 000 a）拥有更为丰富的ARGs亚型但更低的ARGs相对丰度。水稻土序列中细菌丰度与ARGs相对丰度呈显著负相关,进一步暗示成土过程中ARGs演替与微生物间的密切关联。     

不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征

为探讨不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征,通过为期196 d的土壤有机碳矿化培养试验,对高、中、低3种不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤进行了研究。结果表明:不同地力玉米田土壤有机碳矿化速率随时间的变化呈现相同的变化趋势,即随培养时间延长,呈现先高后低的变化趋势,最后趋于平稳;但随地力等级的降低,土壤有机碳矿化速率逐渐减小。培养结束时,不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤有机碳累积矿化量之间均存在显著性差异(P0.05);低地力土壤有机碳稳定性最差,固存量最小。同一地力,20～40 cm土层土壤有机碳矿化速率和累积矿化量较0～20 cm显著降低(P0.05),表层土壤稳定性较差,不利于土壤有机碳固定。伴随土壤有机碳矿化过程,土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤可溶性有机碳(DOC)含量均较初始含量显著降低(P0.05);土壤有机碳潜在矿化势(Cp)与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、MBC和DOC均呈极显著正相关。土壤有机碳矿化是陆地生态系统碳循环的重要过程,且当地力等级变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均受到不同程度的影响。     

新型矿基土壤调理剂对滨海盐土理化性状和水稻产量的影响

以自主研发的矿基土壤调理剂为试验材料,采用盆栽方法研究了土壤调理剂不同施用量(0、5.0、7.5、10.0、12.5 g·kg^-1)对滨海盐土理化性状[pH值、土壤电导率(EC),及有机质、全氮、碱解氮、速效钾、有效磷含量]、水稻养分吸收和产量的影响。结果表明,施用土壤调理剂后,土壤pH值、EC值和速效钾含量与不施土壤调理剂的对照相比显著(P<0.05)降低,而土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量,水稻秸秆、籽粒中的全氮、全磷和全钾含量,以及水稻株高、生物量和产量显著(P<0.05)增加。水稻的有效穗数、每穗粒数、株高、千粒重、生物量和产量与土壤pH值和EC值呈极显著(P<0.01)负相关,与土壤的有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量呈显著(P<0.05)正相关,与速效钾含量无显著相关性。各施用量下,以10 g·kg^-1处理的效果最优。研究结果可为合理应用土壤调理剂改良滨海盐土、提高水稻产量提供理论依据。