不同施肥措施对潮土有机碳平衡及固碳潜力的影响

以中国科学院封丘农业生态实验站的长期定位施肥试验为研究平台,研究不同施肥措施对潮土有机C含量的影响,并利用Jenny模型对不同施肥措施下的潮土有机C动态进行模拟。结果表明,施肥措施明显改变了潮土有机C含量,并且有机肥处理的作用效果要明显优于化肥处理。不同施肥措施不仅改变了潮土有机C的平衡水平,也影响了有机C的分解速率,NPK、1/2OM和OM施肥处理的有机C平衡值分别为7.19、7.75和9.37g/kg,而分解速率分别为0.038、0.113和0.1451/a。在目前施肥模式不变的情况下,与试验初相比,达到平衡时CK处理的潮土将会损失C1478kg/hm2,而NPK、1/2OM和OM处理的潮土则会分别增加C7376、7790和12066kg/hm2。因此,可以认为施肥处理促进了潮土的C固定。     

不同热解温度对生物质炭化学性质的影响

本实验以杉木(Cunninghamia lanceolata)和木荷(Schima superba)的凋落物为研究材料,选择不同热解温度(250、350、450、550、650和750℃)分别制备生物质炭,研究不同热解温度以及不同材料对生物质炭化学性质的影响。结果表明,生物质炭的含碳量、C/N比和灰分随热解温度的升高而呈增加趋势,但可溶性碳含量和挥发性物质则随温度的升高而呈现下降的变化。2种材料制备的生物质炭的pH值介于5.96~11.93之间。回归分析发现,2种类型生物质炭,挥发性物质与热解温度呈现了极显著的线性关系(p0.01)。统计分析表明,在相同温度条件下,由杉木和木荷凋落物制备的生物质炭,其灰分、含碳量以及挥发性物质,差异并不显著;但含氮量、C/N比和可溶性碳含量,差异则达到了显著水平(p0.05)。     

模拟氮沉降对森林土壤酚类物质和可溶性糖含量的影响

采用野外原位试验模拟氮沉降,研究其对福建建瓯万木林自然保护区杉木林(CUL)、浙江桂(CIC)和罗浮栲林(CAF)3种林分土壤多酚、单宁和可溶性糖含量的影响。每个林分设置对照(CK,0 kg/(hm2·a))、低氮(LN,30 kg/(hm2·a))和高氮(HN,100 kg/(hm2·a))3个处理。结果表明:针叶杉木林土壤多酚含量最高,单宁和可溶性糖含量最低,且均与另两个阔叶树种林分差异显著。杉木和罗浮栲林土壤多酚含量随着氮添加量的增加而显著降低,浙江桂多酚受HN处理影响不大,仅LN处理显著降低49.4%。氮沉降主要表现为降低土壤单宁含量,LN处理分别显著降低杉木林、浙江桂和罗浮栲林单宁含量43.5%、70.0%和79.5%;而HN处理仅降低阔叶林土壤单宁含量。然而,氮沉降增加土壤可溶性糖含量,与对照处理相比,LN处理分别显著增加杉木、浙江桂和罗浮栲林土壤可溶性糖48.8%、19.2%和19.8%。各林分凋落物中多酚、单宁和可溶性糖含量受氮沉降的影响不显著。     

高氮和NO2-对中亚热带森林土壤N2O和NO产生的影响

利用15N同位素标记方法,研究在两种水分条件即60％和90％ WHC下,添加硝酸盐(NH4NO3,N 300 mg kg-1)和亚硝酸盐(NaNO2,N 1 mg kg-1)对中亚热带天然森林土壤N2O和NO产生过程及途径的影响.结果表明,在含水量为60％ WHC的情况下,高氮输入显著抑制了N2O和NO的产生(p＜0.01);但当含水量增为90％ WHC后,实验9h内抑制N2O产生,之后转为促进.所有未灭菌处理在添加NO2-后高氮抑制均立即解除并大量产生N2O和NO,与对照成显著差异(p＜0.01),在60％ WHC条件下,这种情况维持时间较短(21 h),但如果含水量高(90％ WHC)这种情况会持续很长时间(2周以上),说明水分有效性的提高和外源NO2-在高氮抑制解除中起到重要作用.本实验中N2O主要来源于土壤反硝化过程,而且加入未标记NO2-后导致杂合的N2O(14N15NO)分子在实验21 h内迅速增加,表明这种森林土壤的反硝化过程可能主要是通过真菌的“共脱氮”来实现,其贡献率可多达80％以上.Spearman秩相关分析表明未灭菌土壤NO的产生速率与N2O产生速率成显著正相关性(p＜0.05),土壤含水量越低二者相关性越高.灭菌土壤添加NO2-能较未灭菌土壤产生更多的NO,但却几乎不产生N2O,表明酸性土壤的化学反硝化对NO的贡献要大于N2O.     

稻草及其制备的生物质炭对土壤团聚体有机碳的影响

向土壤中添加生物质炭已被认为是改善土壤质量,增加碳吸存的有效措施。通过模拟实验,利用同位素δ13C标记技术,研究稻草及其制备的生物质炭添加对土壤团聚体有机碳的影响。结果表明：稻草和生物质炭对土壤团聚体中新形成碳和原有机碳的影响截然不同。培养112 d,来自稻草或生物质炭的新碳主要进入到中团聚体（50 ~ 250 μm）中,比例为70.3% ~ 75.3%。与对照土壤相比,稻草添加显著促进了大团聚体（250 ~ 2 000 μm）原有机碳的分解（p <0.05）,但对中团聚体和微团聚体（<50 μm）原有机碳的影响并不明显,而生物质炭添加（SB250和SB350）则对大团聚体和中团聚体原有机碳没有显著影响,但SB250处理（土壤中加入250℃热解制备的生物质炭）显著抑制了微团聚体原有机碳的分解（p <0.05）,而SB350处理（土壤中加入350℃热解制备的生物质炭）的则无影响。对于同一粒级团聚体,稻草与生物质炭处理的区别,主要体现在新碳分配上,而对原有机碳的影响并不显著。     

模拟氮沉降对森林土壤速效磷和速效钾的影响

通过野外氮沉降模拟试验,研究了氮沉降对亚热带森林(罗浮栲、杉木和浙江桂)土壤速效磷和速效钾的影响,试验处理设置为对照[CK,0 kg/(hm2.a)]、低氮[LN,(30 kg/(hm2.a)]和高氮[HN,100 kg/(hm2.a)]。结果表明,长期氮沉降作用下,罗浮栲和杉木土壤速效磷的含量和速效磷/速效钾值皆随氮沉降水平提高而增加,而浙江桂土壤速效磷和速效磷/速效钾值则随氮沉降水平提高而减小;氮沉降对土壤速效钾有淋失作用(LN>HN),但影响不显著,各处理之间的速效钾含量差异小;不同森林土壤之间的速效磷或速效钾含量差异较大;保留凋落物与去除凋落物处理之间的试验结果呈显著正相关性。     

利用~(32)P示踪技术研究土壤磷素活性剂对大豆吸收土壤和肥料磷素量的影响

应用 3 2 P示踪技术研究了土壤磷素活化剂在磷肥肥效方面的影响。结果表明 ,施用土壤磷素活化剂可增加土壤磷素和肥料磷素的供应强度 ,促进大豆对土壤磷素和磷肥磷素的吸收。     

南方红壤丘陵区马尾松林下水土流失现状、成因及防治

马尾松林下水土流失已经成为南方红壤丘陵区水土流失治理一个亟待解决的问题。在分析南方红壤丘陵区马尾松林下水土流失现状及特点的基础上,从马尾松林下植被状况、人为干扰、地形、降雨侵蚀力、土壤性状等方面综合探讨了马尾松林下水土流失的成因。认为:林下植被匮乏是造成马尾松林下水土流失最主要和最直接的原因;掠夺性人为干扰是造成马尾松林下水土流失的根本原因;破碎的地形、较高的降雨侵蚀力和土壤可蚀性则为林下水土流失的发生提供了有利条件。同时总结了诸如微地形改造、林下补植、封禁保护等马尾松林下水土流失治理的成功经验,以期为今后马尾松林下水土流失治理提供参考。     

黑碳添加对土壤活性有机碳和原有机碳的影响

通过室内培养实验,向土壤(甘蔗土)中分别添加不同用量的黑碳(BC,350℃热解水稻秸秆),添加量分别为0(BC0)、1％(BC1)、2％(BC2)、3％(BC3)、4％(BC4)和5％(BC5),研究黑碳添加量对土壤活性有机碳和原有机碳的影响.结果表明,在25℃培养条件下,土壤易矿化碳(Cm)随黑碳添加量的增加而增加;土壤微生物生物量碳含量亦随添加量的增加呈增加趋势(BC3处理除外).土壤可溶性有机碳含量在BC1、BC2和BC3处理之间的差异不显著,并显著低于对照土壤(BC0);应用δ13C自然丰度方法研究发现,BC1处理抑制了土壤原有机碳分解,而BC2、BC3、BC4和BC5处理促进了土壤原有机碳的分解,但统计上未达显著水平.     

外源新碳在不同类型土壤团聚体中的分配规律

通过室内模拟实验,利用δ13C方法研究外源新碳(13C标记的水稻秸秆)在不同类型土壤(红壤、黄红壤和草甸土)团聚体中的分配规律。培养温度为25°C,培养时间为360 d。结果表明:在三种类型土壤中,外源新碳进入到土壤团聚体中的数量由大到小顺序依次为250～2 000μm、50～250μm和<50μm。而进入到土壤中的外源新碳,56.8%～59.6%残留在250～2 000μm团聚体中,25.9%～28.7%残留在50～250μm团聚体中,11.7%～17.3%残留在<50μm团聚体中,表明新进入的外源碳主要分配在大团聚体中。