改良剂对旱地红壤团聚体及有机碳分布的影响

基于野外旱地红壤定位试验,研究改良剂(生物质炭与过氧化钙)对旱地红壤水稳性团聚体及有机碳分布的影响。结果表明,施用生物质炭与过氧化钙后,土壤水稳性大团聚体的含量及团聚体平均重量直径均得到了不同程度的提高;而C1Ca1、C1Ca2、C2Ca1、C2Ca2处理分别提高0.25mm团聚体含量64.46%,75.70%,26.31%和16.06%,其中以C1Ca2(生物质炭758kg/hm2与过氧化钙121kg/hm2)处理效果最好。除单施过氧化钙外,其他处理土壤有机碳含量及储量均有不同程度的增加,生物质炭与过氧化钙配施效果优于单施;在各级土壤团聚体中,不同处理团聚体有机碳含量大小顺序大致为C2Ca2C2Ca1C1Ca2C1Ca1C2C1CKCa1Ca2。因此,改良剂能有效改善旱地红壤团聚体稳定性及提高有机碳含量,且配施效果优于单施。     

长期施肥对红壤性水稻土团聚体特征的影响

利用干筛法研究了红壤性水稻土连续施肥23年后,各粒径土壤团聚体含量及其特征值变化.结果表明:施用有机肥(NPKM、OM)与CK相比,可提高粒径3～5 mm土壤团聚体含量25.4%～24.6%,并分别降低粒径0.05～0.25 mm、＜0.05mm团聚体含量70.6%～71.1%和113.6%～121.7%,差异达显著水平;单施化肥处理(N、NP、NPK)与CK相比,各粒径土壤团聚体含量无明显差异,表明施肥对红壤性水稻土团聚体的影响主要受有机肥的控制.施用有机肥显著提高红壤性水稻土团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD),而降低团聚体的分形维D值:水稻土团聚体的MWD、GMD与＞3 mm团聚体含量和水稻年产量存在显著的正相关,而团聚体分形维D值则与＞3 mm团聚体含量和水稻年产量存在显著的负相关,因而土壤团聚体的MWD、GMD和分形维D值可较客观地反映土壤肥力的状态.不同施肥处理的水稻年产量与粒径3～5 mm团聚体含量呈显著正相关而与0.05～0.25 mm、＜0.05 mm团聚体含量呈显著负相关,表明红壤性水稻土团聚体干筛分析条件下,粒径3～5 mm、0.05～0.25 mm、＜0.05 mm团聚体含量可作为红壤性水稻土土壤肥力表征的物理性指标.     

长期施肥对红壤性水稻土有机碳动态变化的影响

在23年的田间定位试验区,研究了长期施肥对红壤水稻土不同发生层有机C含量及其储量动态变化的影响.结果表明,在不施肥(CK)、无机肥(NPK)、有机肥(猪粪 紫云英绿肥,OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,土壤有机C的积累过程还处于稳定增长的阶段,特别是施有机肥处理(OM和NPKM)其增加趋势与利用年限呈显著的直线相关.各施肥处理土壤剖面不同层次有机C含量都呈如下的顺序:A＞P＞W1、W2,表现出随着剖面的加深有机C含量逐渐降低的趋势,长期施肥对土壤有机C含量的影响主要表现在表层.随着年限的增加,土壤有机C储量都有增加的趋势.不同施肥处理土壤剖面4层(A、P,W1和W2)土壤有机C储量都表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势,施入有机肥促进了土壤有机C储量的增加.     

马尾松纯林改造成针阔混交林后土壤化学性质的变化

在25 a生的马尾松林下分别套种火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲等阔叶树种的1 a生幼苗,16年后形成郁闭的针阔混交异龄林。土壤化学分析结果显示,在马尾松林下套种阔叶树(除青栲外)明显增加了林下表层土壤(0~20 cm)的有机质含量。各林分下土壤全K、全M g、全C a、全N和全P的平均含量分别为11.41,6.64,4.33,1.45,0.46 g/kg,表明土壤K、M g、C a的含量比较丰富,而N和P则相对缺乏,营造混交林在一定程度上增加了土壤N、P含量。所有混交林深层土壤(20~60 cm)的有效N、P含量均大于马尾松纯林,而有效K的含量则相反。混交林下0~20 cm,20~40 cm和40~60 cm土壤的平均pH值分别为4.40,4.61和4.68,而马尾松纯林下各土层的pH值则依次为4.39,4.41及4.42,说明在马尾松林下套种阔叶树在一定程度上降低了20 cm以下土层的活性酸度。套种阔叶树(除苦槠外)后由于降低了土壤交换性酸度,增加了土壤盐基离子浓度,从而明显提高了土壤盐基饱和度。     

杉木人工林凋落量及气候因子敏感性分析

为研究凋落量、组成和动态变化及其与气候因子间的关系,对福建沙县杉木人工林进行了连续7 a的定位观测。结果表明,2005-2011年杉木凋落量变化范围为1 051.83-2 407.80 kg.hm-2,年平均值为1 493.14 kg.hm-2,凋落量2005-2006年显著降低(P<0.05),随后6 a间呈先增加再降低又增加的趋势,但变化幅度较为缓和。凋落物中落叶、落枝、落果、树皮及碎屑所占比例分别为62.9%、16.6%、7.63%、3.16%和9.73%。杉木凋落量季节动态总体表现为双峰型,峰值分别出现在2月(全年最大值)和7月,且2-7月凋落量占全年的62.3%,是杉木全年凋落量的主要贡献期。对凋落物的逐月观测数据与相应气象因子进行相关分析(Pearson和Spearman相关系数,n=84),结果显示,杉木凋落量对降水量和风速最为敏感(P<0.05),其次是气温和日照时间。     

模拟氮沉降对杉木人工林土壤可溶性有机碳和微生物量碳的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,设计N0(对照)、N1(60kg N/hm2.a)、N2(120kg N/hm2.a)和N3(240kg N/hm2.a)4种氮沉降水平。通过连续7年的处理后,研究外加氮源对土壤可溶性有机碳及微生物量碳的影响及与土壤酶活性的关系。相同N沉降处理下,土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳均随土层加深而降低。氮沉降对土壤有机碳具有促进作用,中-低氮沉降(N1、N2)增加幅度大,高氮沉降(N3)增加幅度小。低氮(N1)处理促进土壤微生物生物量C增加,而中、高氮(N2、N3)则抑制;各氮沉降处理土壤可溶性有机碳含量从高到低的顺序为:N3、N2>N1>N0。40-60cm土壤微生物量碳与蔗糖酶、纤维素酶呈极显著正相关关系,与淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶呈极显著负相关关系;除40-60cm土层的β-葡糖苷酶外,各层土壤可溶性有机碳与土壤蔗糖酶、纤维素酶和β-葡糖苷酶活性呈极显著正相关关系,与淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶呈极显著负相关关系。因此,氮沉降增加将会对土壤碳累积与分解过程产生较大的影响。     

模拟氮沉降对杉木人工林(Cunninghamia lanceolata)土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,设计N0(对照)、N1(N 60 kg/(hm2.a))、N2(N 120 kg/(hm2.a))和N3(N 240 kg/(hm2.a))等4个氮沉降水平。通过连续7年的处理后,研究了外加氮源对土壤酶活性及群落功能多样性的影响。相同氮沉降处理下,参与土壤碳循环的6种主要酶(蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、β-葡糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶)活性、土壤微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数均随土层加深而降低。氮沉降对纤维素酶和多酚氧化酶具有促进作用,而对淀粉酶和过氧化物酶表现出一定的抑制作用;中?低氮沉降(N1、N2)对蔗糖酶无影响,而对β-葡糖苷酶具有促进作用,高氮沉降(N3)促进了蔗糖酶活性,但抑制了β-葡糖苷酶活性。各土层中,低氮处理(N1)促进了微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数的增加,而中?高氮处理(N2、N3)则呈抑制作用。主成分分析表明,土壤微生物群落利用的主要碳源为碳水化合物和羧酸,不同氮沉降处理碳源利用类型存在差异。因此,氮沉降促进了表层土壤纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性,但在一定程度上抑制了淀粉酶、过氧化物酶和β-葡糖苷酶活性;氮沉降增加改变了杉木人工林土壤微生物群落的功能多样性。     

模拟氮沉降对水稻生长、产量及光合特性的影响

田间试验研究4种水平的模拟氮沉降(即N0、N1、N2、N3、N4,施氮量分别为0、3、6、12、24 g/(m2.a)对早稻品种"岳优463"不同生长发育阶段的影响。结果表明,氮沉降对水稻的生长、产量及光合作用有一定的促进作用。经高氮沉降(N4)处理,水稻株高、光合速率在分蘖期分别比对照(N0)增加了45.6%和49.5%,在乳熟期比对照增加了6.4%和28.9%。氮沉降对水稻叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)含量均表现为促进作用。乳熟期N1、N2、N3、N4的叶绿素(a+b)比N0增加了34.9%、51.5%、111.3%和143.6%。中高氮处理(N3,N4)对水稻产量的促进作用较为显著,N1、N2、N3、N4的产量分别比N0增加了1.3%、6.2%、13.0%和42.6%。随施氮水平的增加,秕谷率也增加,而产量指数和籽粒大小呈下降趋势。     

生物质炭及过氧化钙对旱地红壤酶活性和微生物群落结构的影响

明确生物质炭等改良剂对土壤酶活性及土壤微生物群落结构的影响,对南方红壤旱地改良剂的合理施用及评价不同改良剂对旱地红壤肥力的影响具有重要意义。针对江西旱地红壤进行室内培养试验,试验设置4个处理,即CK、Ca(过氧化钙,1.72 g/kg)、C(生物质炭,21.46 g/kg)、C+Ca(过氧化钙,1.72 g/kg;生物质炭,21.46 g/kg),利用磷脂脂肪酸方法(PLFA),研究改良剂对土壤微生物量和组成以及土壤酶活性、土壤活性有机碳的影响。结果表明:旱地红壤中添加生物质炭和过氧化钙土壤提高可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量;增加蔗糖酶(INV)、淀粉酶(AMY)及脲酶(URE)活性,特别是配施(C+Ca)显著提高土壤活性碳含量及酶活性。PLFA分析表明,土壤微生物总PLFAs量的大小顺序为:C+CaCCaCK;各处理土壤细菌的相对丰度最大,大约占微生物总含量的80%,放线菌次之,大约占微生物总含量的13%～15%,而真菌和丛枝菌根真菌的相对丰度较低。生物质炭和过氧化钙增加了革兰氏阴性菌(GN)/革兰氏阳性菌(GP)值,尤以C+Ca处理增加幅度最大。主成分分析(PCA)表明,添加生物质炭和过氧化钙能够改善土壤微生物群落结构;计算主成分的综合得分,配施(C+Ca)处理的综合得分最高,对土壤微生物群落结构的影响最大。冗余分析(RDA)表明,土壤MBC、DOC和土壤INV酶活性是影响土壤微生物数量和结构的主要因子。因此,施用生物质炭和过氧化钙能够明显提高旱地红壤微生物生物量,改变红壤微生物群落结构以及激发红壤酶活性,且配施效果最显著。     

杉木第3代种子园母树和土壤营养元素分析

以福建省沙县官庄国有林场第3代杉木种子园为对象,对母树叶片、枝和土壤养分含量进行了诊断分析。结果表明:母树叶片中大量元素含量大小为N>K>Ca>Mg>P,微量元素含量大小为Mn>Fe>Zn>Cu,叶片中N/P、N/K、N/Mg、N/Ca分别为9.75、1.57、9.72、1.87;枝中大量元素含量大小为Ca>K>N>Mg>P,微量元素含量大小为Fe>Mn>Zn>Cu,枝中N/P、N/K、N/Mg、N/Ca分别为4.80、0.91、3.46、0.89;0～60 cm土层中土壤有机质含量均值为25.92 g.kg-1,大量元素含量大小为K>Mg>N>Ca>P,微量元素含量大小为Fe>Zn>Mn>Cu,0～20、20～40、40～60 cm土层中C/N比值分别为12.06、11.32、8.68。综合分析表明,N、P和Mn元素含量偏低,建议在经营过程中加以补充。