施肥方式对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

基于长期田间定位试验,采用田间采样与数理统计法研究不同施肥方式对紫色土活性有机碳及碳库管理指数(CPMI)的影响。施肥方式包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、化学氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(OM)、有机肥配施化学氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施化学氮磷钾肥(RSDNPK)。结果显示,施肥的各处理均能够提高土壤有机碳及其活性组分含量,以OM和RSDNPK处理的提升效果最佳。相比CK,OM处理的土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(PXOC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)含量分别提高91.4%、109.2%、57.5%、35.1%,RSDNPK处理的TOC、PXOC、MBC、DOC含量分别提高142.8%、95.4%、70.8%、46.2%。土壤PXOC、MBC、DOC占TOC的比例(分配比例)分别为36.18%~49.13%、1.64%~2.58%、0.57%~0.94%,其中,PXOC和MBC的分配比例在RSDNPK处理中较CK显著(P<0.05)降低,而DOC的分配比例在各处理间无显著差异。OM和RSDNPK处理的CPMI显著(P<0.05)高于N和NPK处理。土壤PXOC、MBC含量与氮磷养分之间,以及CMPI与MBC、PXOC、TN、AN、AP均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关性。研究结果说明,有机肥或秸秆还田配施氮磷钾化肥能够提高耕层土壤有机碳储量,改善土壤质量,PXOC与CPMI可用作表征土壤质量变化的敏感指标。     

黄河故道土壤有机碳及易氧化有机碳含量分析

该研究对安徽省砀山县黄河故道区域的林地、耕地、果园、湿地及滩涂5种土地利用类型0~20cm、20~40cm和40~60cm3个土层的SOC和ROC含量进行了测定。结果显示,各土地利用类型土壤SOC在0~20 cm的土壤表层出现积聚,耕地(7.42g/kg)林地(4.79g/kg)果园(2.93g/kg)、湿地(2.96g/kg)及滩涂(3.07g/kg),果园、湿地和滩涂表层土壤SOC含量差异不显著;SOC含量与ROC含量之间存在极显著的相关关系;与SOC相比,ROC含量对土地利用变化的响应更敏感;除耕地表层外,ROC分配比例趋向稳定。     

长期施肥对洞庭湖双季稻区水稻土有机碳、氮积累及其活性的影响

【目的】土壤有机质及其活性是评价土壤肥力的重要指标,研究洞庭湖区典型双季稻轮作水稻土总有机碳、全氮积累及其活性对长期不同施肥的响应特征,为稻田施肥管理和土壤培肥提供科学依据。【方法】依托国家稻田土壤肥力与施肥效应长期试验平台,以不施肥处理（CK）为对照,研究农户习惯施氮磷钾化肥（CF）、施氮钾化肥（NK）、均衡施氮磷钾化肥（NPK）、低量有机肥与氮磷钾化肥配施（LOM,有机肥氮比例为30%）、高量有机肥与氮磷钾化肥配施（HOM,有机肥氮比例为60%）影响下0-20和20-40 cm土层土壤总有机碳（TOC）、全氮（TN）含量及储量积累效应、有机碳氮活性组分含量及其比例的变化特征。【结果】26年不施肥0-20 cm土层土壤TOC含量基本稳定,仅较原始土壤增加0.64 g·kg^-1,持续植稻可能是其保持稳定的重要原因。两土层土壤TOC、TN含量在长期不同施肥后均有显著增加（P＜0.05）,但其储量仅仅在均衡施氮磷钾化肥特别是与有机肥配施后显著提升（P＜0.05）。0-40 cm土层土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）含量变幅分别为64.54-708.76、22.92-92.25、39.06-63.24、10.76-31.87 mg·kg^-1,均随土层加深而下降。施肥后0-20 cm土层土壤MBC、MBN、DOC、DON含量提高34.1%-81.8%、56.1%-134.4%、23.5%-42.0%、20.3%-83.2%,20-40 cm土层则分别提高-3.8%-38.1%、32.5%-78.2%、8.2%-37.5%、9.3%-56.8%,施肥对相同土层土壤MBC、MBN、DOC、DON含量的增加效应均表现出氮磷钾化肥配施有机肥明显优于化肥单施的处理效应,但不同化肥处理间0-20 cm土层土壤微生物量碳氮、溶解性有机碳氮含量差异不显著（P＞0.05）。随土层加深,土壤MBC/TOC、MBN/TN、DON/TN数值显著降低,而DOC/TOC值则有所增加。长期不同施肥有利于提升土壤总有机碳、全氮中活性组分比例,且以氮磷钾化肥配施有机肥处理效果最佳,其两土层土壤总有机碳、全氮中各活性碳氮组分的分配比例均较CK处理显著提高（P＜0.05）,且该效应随有机肥用量增加而增强。土壤MBC、MBN、DOC、DON两两之间及与土壤总有机碳、全氮、容重、pH具有显著或极显著相关性,与碳氮比、粘粒含量的相关关系不显著,但总体以土壤微生物量碳氮所获相关系数高于溶解性有机碳氮。施肥明显提高早、晚稻产量,两土层MBC、MBN、DOC、DON均与周年水稻产量呈现正相关性,但相关系数总体上随土层加深而明显降低（P＜0.05）。【结论】在洞庭湖双季稻区,长期不同施肥后,相同类型土壤活性有机质组分中活性氮组分含量增加较活性碳组分更明显,氮磷钾化肥配施有机肥能显著提高0-40 cm土层土壤有机碳、氮活性,更有利于土壤总有机碳氮积累及生产力提升,土壤微生物量碳氮可更敏感地预测长期施肥影响下土壤质量的变化。     

民勤绿洲弃耕地土壤活性有机碳和氮变化特征及影响因素

【目的】了解民勤绿洲弃耕地不同土层土壤活性有机碳、氮演变特征.【方法】以民勤绿洲区不同年限弃耕地为研究对象,以常规耕地为参照,通过野外调查取样和室内测试分析,测定土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)、易氧化碳(ROC)含量.【结果】弃耕后土壤活性有机碳、氮含量呈现明显的分层现象,短期弃耕(3a)后0~20cm土层土壤MBC、MBN、POC、PON和ROC分配比例高于常规耕地(0a),并和其他弃耕地构成显著差异(P0.05).20~40cm土层,弃耕地土壤POC、PON和ROC分配比例和常规耕地差异不显著,但是MBC和MBN的分配比例和常规耕地差异显著(P0.05).深层土壤氧化稳定系数(Kos)明显高于表层土壤,而且长期弃耕地Kos值显著高于常规耕地和短期弃耕地(3a).【结论】弃耕有利于土壤活性有机碳、氮在0~20cm土层中的形成和累积,而且该土层中活性有机质的分配比例也明显高于常规耕地,弃耕能提高土壤有机质的氧化稳定性,深层土壤表现的尤为突出.     

土地利用方式对土壤活性有机碳分布的影响

对福建省建瓯市山地红壤的园地(茶园、桔园)、林地(杉木、木荷、封育)不同土层(0-10 cm、10-20 cm)土壤活性有机碳(轻组有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳)含量进行研究。结果表明,林地转变园地后,在0-10 cm土层土壤轻组有机碳(LFC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量平均分别下降了65.97%、64.60%和54.78%,在10-20 cm则平均分别下降了57.39%、21.88%和43.71%;土壤微生物商在不同利用方式下没有明显分异规律。土壤活性有机碳含量随土层加深而递减(桔园除外),但不一定有显著差异。因此,亚热带山地红壤内林地转变为园地会导致土壤活性有机碳含量大幅度下降,活性有机碳比土壤总有机碳对土地利用变化更为敏感。     

不同退耕方式对豫西黄土丘陵区土壤颗粒有机碳含量的影响

选取退耕10 a左右的乔木林、灌木林、果园、草地及荒地,对土壤总有机碳含量及颗粒有机碳含量、分布进行研究。结果表明,与耕地相比,所有退耕方式样地0~20 cm土层土壤总有机碳含量均显著提高,表现为灌木林>荒地>乔木林>果园>草地,20~40 cm土层土壤总有机碳含量仅灌木林、乔木林和荒地显著提高,可见退耕还灌、退耕还乔和自然恢复对碳的减排增汇效果较优。与耕地相比,所有退耕方式样地粗颗粒有机碳含量及其所占总颗粒有机碳含量比例提高幅度均远大于细颗粒有机碳。其中,与耕地相比,所有退耕方式样地0~20 cm、40~60 cm土层土壤粗颗粒有机碳含量均显著提高,20~40 cm土层土壤灌木林、荒地、果园显著提高;所有退耕方式样地0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层土壤粗颗粒有机碳含量占总颗粒有机碳含量比例均显著提高,灌木林、荒地、果园表现较突出。所有退耕方式样地0~20 cm土层土壤细颗粒有机碳含量均提高,除草地外均达显著水平,表现为灌木林>荒地>乔木林>果园;所有退耕方式样地20~40 cm土层土壤细颗粒有机碳含量占总颗粒有机碳含量比例均显著提高,40~60 cm土层土壤仅灌木林、荒地、果园显著提高。总体上,不同退耕方式样地土壤粗颗粒有机碳含量与总有机碳含量的相关系数较细颗粒有机碳高。综上,土壤粗颗粒有机碳含量能更敏感地反映不同退耕方式对土壤碳库影响的差异。     

长期施肥管理对土娄土全碳和易氧化有机碳的影响

采用不施肥(CK),秸秆和化肥配施(SNPK),低量有机肥和化肥配施(M1NPK),高量有机肥和化肥配施(M2NPK)以及单施化肥N、NP、NPK、NK、PK 9个施肥处理,休闲(Fallow)和撂荒(Setaside)2种土壤管理方式,研究冬小麦-夏玉米轮作系统长期施肥以及土壤管理方式对土壤全碳(TOC)和易氧化有机碳(ROOC)含量动态变化的影响。结果表明,与对照相比,各施肥处理的TOC和ROOC含量均有不同程度提高。土壤TOC含量均值变化为处理M2NPK>M1NPK>SNPK>Setaside>NPK>NP>N>PK>NK>CK>Fallow,土壤ROOC含量均值变化为处理M2NPK>M1NPK>SNPK>Setaside>NPK>N>NP>PK>NK>CK>Fallow。土壤TOC和ROOC含量的变化均为处理MNPK>SNPK>Setaside>NPK>偏施化肥>CK>Fallow。土壤剖面TOC和ROOC含量均随土层深度的增加而减少。NPK处理较CK显著增加0~10 cm土层TOC含量,却明显降低30~60 cm土层TOC含量;SNPK处理显著增加0~20cm土层TOC含量;M2NPK处理显著提高0...     

喀斯特高原典型小流域土壤有机碳及其组分的分布特征

以贵州省清镇王家寨为喀斯特高原典型样区,采用网格布点法,调查研究了土壤总有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)的分布特征.研究结果表明:灌木林地表层土壤SOC、DOC和MBC含量分别为56.86、68.74 mg· kg-1和264.12 mg· kg-1,均显著高于旱地与水田(P＜0.05);各土地利用方式表层土壤微生物熵(MBC/SOC)值处于0.45％～0.55％之间,土地利用方式对土壤SOC及其组分均有显著影响.协方差分析表明,土壤MBC受土地利用方式和pH的影响较大,土壤SOC和DOC受海拔高度的影响较大.不同土地利用方式下土壤SOC与MBC无相关性,而DOC与MBC的相关性正负各异.3种土地利用方式剖面土壤中,灌木林地0～30 cm各土层MBC含量差异显著(P＜0.05),水田20～30 cm土层DOC含量显著低于0～20 cm各土层.表层(0～10 cm)土壤SOC密度以灌木林地最大,但旱地(155.97 t·hm-2)和水田(107.92 t·hm-2)1 m以内土体的有机碳密度显著高于(P＜0.05)灌木林地(76.14 t·hm-2),结合土层厚度,水田与旱地有机碳储量高于灌木林地.研究表明加强保护灌木林地,对农耕地实行秸秆还田,将有利于区域土壤有机碳的积累和区域生态的恢复,维持区域的可持续发展.     

长期绿肥利用下红壤性水稻土有机碳和可溶性有机碳的垂直分布特征

为了探讨长期绿肥翻压对红壤性水稻土有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)垂直分布的影响,利用在江西丰城水稻田进行了8 a的长期定位试验,研究了不施肥不种植绿肥(CK)、不施肥种植绿肥(M)、施用化肥(F)和施用化肥并种植绿肥(F+M)4个处理下土壤SOC和DOC的垂直分布特征,以及SOC和DOC的计量关系。结果表明,早稻和晚稻季土壤SOC和DOC含量随深度变化可以用S函数描述,拟合曲线的决定系数分别为0.928~0.966和0.876~0.975,均达到极显著(P<0.01)水平。施用化肥或绿肥还田(F、M和F+M处理)主要影响了表层(0~20 cm)土壤的SOC和DOC,20 cm以下土层各处理的SOC和DOC差异不显著。绿肥还田(F+M和M处理)显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC和DOC,而化肥处理(F)仅显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC。与CK相比,M、F、F+M处理的早稻季表层土壤SOC含量分别显著(P<0.05)提高了51.1%、80.9%、92.8%,M、F+M处理的早稻季表层土壤DOC含量分别显著(P<0.05)提高了12.9%、46.2%,M、F、F+M处理的晚稻季表层土壤SOC和DOC含量分别显著(P<0.05)提高了66.6%、81.3%、81.2%和37.1%、10.8%、45.2%。表层土壤DOC含量随SOC呈线性增长,晚稻季DOC随SOC增长率要高于早稻季。施肥降低了土壤DOC/SOC,但施用绿肥减缓了DOC/SOC下降。可见,绿肥不仅有利于土壤有机碳提高,同时有利于土壤有机碳生态功能的稳定。     

稻虾共作对土壤有机碳的影响及其与土壤性状的关系

通过田间定位试验,以水稻单作为对照,研究稻虾共作模式对土壤有机碳的影响,采用Pearson(皮尔逊)相关性分析法,探讨稻虾田中土壤有机碳与土壤肥力、土壤酶活力的关系。结果表明:稻虾共作显著(P<0.05)增加了土壤有机质含量,但低C/N饲料投喂组的土壤有机碳含量显著(P<0.05)下降。稻虾共作条件下,土壤全磷、脲酶与有机碳呈显著(P<0.05)正相关,土壤有机质、纤维素酶与有机碳分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)负相关。土壤铵氮与有机质呈显著(P<0.05)负相关,土壤纤维素酶与有机质呈显著(P<0.05)正相关。     

城市湿地周边不同土地利用方式下土壤有机碳及其活性组分特征

以安徽省蚌埠市龙子湖湿地周边林地、防护林带、水产养殖地、公园绿地、耕地5种土地利用类型为研究对象,探讨不同土地利用方式对土壤有机碳和活性有机碳组分的影响。结果表明,湿地转变为其他土地利用类型后,土壤有机碳呈现显著的土层表聚性,林地较其他土地利用类型有更强的碳截存能力。同种土地利用方式下,土壤易氧化有机碳质量分配比例随土层深度变化产生的变幅范围较小,公园绿地、防护林带和水产养殖地土壤表层颗粒有机碳质量分配比例出现集聚,然而在10 cm以下土层其变化范围较小。土壤有机碳、土壤易氧化有机碳、土壤颗粒有机碳质量分数之间存在极显著（P<0.01）的相关关系,三者在公园绿地与水产养殖地土壤表层质量分数的差异显著性分析结果显示,颗粒有机碳对土地利用方式变化的响应要比土壤有机碳和土壤易氧化有机碳更为敏感。     

长期秸秆还田下土壤反硝化细菌群落的有机碳驱动机制

采集连续5 a秸秆还田(SF)和不还田(CK)处理0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm土层的土壤样品,对各层土壤不同有机碳、氮组分含量,以及反硝化细菌的丰度和种群组成进行分析。结果显示,SF处理0~40 cm土层的颗粒有机碳(POC)、20~60 cm土层的矿物结合态有机碳(MOC)和0~80 cm土层的全氮含量较CK处理分别显著(P<0.05)增加45.69%~142.75%、89.34%~272.68%和14.26%~90.34%,但0~40 cm土层的溶解性有机碳(DOC)和0~60 cm土层的微生物生物量碳(MBC)、硝态氮含量分别显著(P<0.05)减少68.89%~75.93%、35.58%~75.43%和12.91%~61.86%,其中,约63.81%的硝态氮损失发生在0~40 cm土层。相关性分析结果显示,土壤有机碳组分中的POC和MOC与土壤反硝化细菌的丰度显著(P<0.05)正相关,且影响其种群结构变化。SF处理0~60 cm土层nirS、nirK和nosZ基因拷贝数较CK处理增加2.5~6.7倍,并可有效促进unclassified_c_Betaproteobacteria(β-变形菌纲)、unclassified_f_Rhodocyclaceae(红环菌科)、unclassified_k_norank_d_Bacteria和unclassified_o_Burkholderiales(伯克氏菌目,属β-变形菌)的生长。综上,长期秸秆还田下,土壤反硝化细菌的生长及其种群结构变化主要受相对稳定的POC和MOC的驱动,引起的土壤硝态氮损失应在耕地肥力维系和提升,以及作物营养管理中予以必要考虑。     

西藏林芝不同土地利用方式的土壤团聚体及其有机碳分布

为揭示西藏林芝地区不同土地利用方式对土壤团聚体及其有机碳含量的影响,以八一镇耕地(FL)、蔬菜大棚(VG)、撂荒地(AL)、草地(GL)、次生林地(SF)为研究对象,采用干筛法对土壤团聚体进行分级,分析团聚体及其有机碳、易氧化有机碳的含量和分布。结果表明:在0~20 cm土层,各土地利用方式下基本以≥2 mm团聚体为主,其含量大致表现为GL、AL高于VG和FL,表明与农用地(FL、VG)相比,自然生态系统的土壤结构较好。土壤团聚体有机碳和易氧化有机碳的含量在不同土地利用方式下整体表现为0~10 cm>10~20 cm,大团聚体(≥0.25 mm)高于微团聚体(<0.25 mm),并以≥2 mm团聚体的贡献率最高,碳汇能力较强。结果说明,自然生态系统的土壤结构较好,草地、林地的开垦行为将导致土壤结构变差。实施保护性耕作措施,减少草地、林地的人为干扰有利于提高土壤有机碳库的稳定性,发挥土壤"碳汇"功能。     

干旱荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤易氧化及溶解性有机碳的影响

【目的】 研究新疆干旱荒漠绿洲区农田改建为果园或果农间作园后对土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集小麦地、枣园及枣麦间作园土壤,测定其总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量。【结果】 在0~100 cm土壤剖面上,不同土地利用方式下土壤总有机碳含量的平均值表现为枣园 > 枣麦间作 >小麦,土壤易氧化及溶解性有机碳含量表现为枣麦间作 > 枣园 >小麦。农田改建为果园或果农间作园后,显著提高了土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量(P< 0.05)。易氧化及溶解性有机碳的分配比例则表现为由农田更替为果园后,降低了各土层易氧化有机碳分配比例。农田更替为果农间作园后,降低了0~10 cm和10~20 cm土层的易氧化有机碳分配比例,其余土层表现为增加。溶解性有机碳分配比例大致随土层深度增加呈先减少后增加的变化趋势。不同土地利用方式下,农田、果园和果农间作园的土壤易氧化有机碳、溶解性有机碳含量均与土壤总有机碳含量显著正相关(P< 0.05)。【结论】 新疆干旱荒漠绿洲区农田转化为果园提高了土壤有机碳的稳定性,促进了土壤有机碳的积累,农田转化为果农间作园仅提高了表层0~20 cm土层有机碳的稳定性。     

桂林新寨花岗岩地区4种植被下土壤有机碳分解速率研究

【目的】研究花岗岩地区不同植被下土壤有机碳分解速率特征,为土壤碳汇效应提供科学依据。【方法】通过室内土壤培养法,选择桂林新寨花岗岩地区林地、旱地、果园和灌丛4种植被下0～20、20～40和40～60 cm三个深度的土壤,测定土壤有机碳在25℃和70%田间持水量条件下培养100 d分解释放的CO2-C含量。【结果】4种植被下土壤有机碳分解速率总体上随着土层加深而递减,分解速率在前期比较快,后期缓慢,最后达到平衡;累积释放的CO2-C含量均是0～20 cm〉20～40 cm〉40～60 cm。土壤有机碳分解释放的CO2-C占各自总有机碳的比值以旱地最高,达3.34%～4.84%,其次为林地和果园,分别为1.82%～2.88%和1.91%～2.16%,最低的是灌丛,为1.77%～1.98%。4种植被下土壤有机碳库与土壤全氮、有机质、脲酶呈显著正相关,灌丛的活性碳平均周转时间最长,旱地的缓效性碳平均周转时间最短。【结论】林地、果园和灌丛有机碳库所含难分解物相对较多,土壤有机碳相对较稳定,具有碳汇效应。