长期定位试验下施肥对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响

分析了长期不同施肥制度对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响。结果表明:长期施肥不同施肥制度对土壤活性碳库、碳素有效率及碳库管理指数有很大影响,长期施用有机循环肥处理,尤其是循环肥配合均衡化肥(NPK+O)施用处理的土壤有机碳、易氧化碳(ROC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳含量(MBC)、土壤碳素有效率及土壤碳库管理指数明显高于对照处理的土壤。潮棕壤活性碳库中不同形态的碳素含量大小顺序为:CROC>CMBC>CDOC,同一施肥处理水平下,不同形态碳素有效率以ACC>ABC>AAC。相关分析表明:土壤碳素有效率和碳库管理指数与土壤的化学性质尤其是土壤养分因子呈显著或极显著相关,反应了农业生产措施对土壤碳库的影响,运用土壤碳库管理指数可以很好地反映出土壤碳库的动态变化。     

长期施肥对不同农田生态系统土壤有效碳库及碳素有效率的影响

主要讨论了长期施肥对不同农田生态系统土壤有效碳库和土壤碳素有效率的影响。结果表明：长期施肥对土壤 效碳库和碳素有效率有很大影响。有机肥处理和有机无机配合施用处理的土壤有机碳,微生物量碳,易氧化碳,可矿化碳含量,土壤碳素有效率明显高于对照和无机肥处理的。     

长期施肥对南方红壤碳库管理指数的影响

了解田间施肥措施对南方红壤碳库管理指数的影响具有重要意义,以湖北贺胜桥镇建立19 a的长期施肥试验小区为研究对象,研究了不施肥(CK)、施用有机肥(T1)、施氮磷钾肥(T2)和氮磷钾肥与秸秆配施(T3)4种处理对南方红壤有机碳和碳库管理指数的影响及差异.结果表明:(1)长期施肥能显著降低土壤容重,显著增加毛管孔隙度、毛...     

长期施肥对红壤不同形态碳的影响

长期定位施肥对红壤不同形态有效碳的影响试验研究结果表明,与对照相比,长期施肥后红壤不同形态有效碳均有不同程度提高,且全C、矿化碳的变化为厩肥>绿肥>稻草秸秆肥>本田还田>对照,易氧化碳、C库管理指数(CPMI)、C素有效率的变化为绿肥>稻草秸秆肥>厩肥>本田还田>对照,微生物生物量C变化为绿肥>厩肥>稻草秸秆肥>本田还田>对照,绿肥和稻草秸秆肥可有效改善土壤肥力及理化性状。C库管理指数与土壤养分因子量相关或极相关关系,反映了农业生产措施对土壤C库的影响,可运用其评估土壤C库的变化。     

长期施用有机肥对草甸碱土碳库管理指数的影响

基于1995年在黑龙江省大庆市肇州县进行的长期定位试验,研究了长期施用有机肥对草甸碱土活性有机质和碳库管理指数的影响。采用3种浓度的KMnO₄(33,167,333mmol/L)氧化法测定了土壤高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分含量。结果表明,长期施用有机肥能增加草甸碱土活性有机质各组分含量和碳库管理指数。活性有机质各组分含量和碳库管理指数在施用有机肥1~5a的处理间均呈上升的变化趋势,并与玉米产量趋势相一致,在施用有机肥第5a时,均达到最高值,施用有机肥5~16a的处理间,均呈现逐渐下降趋势,最终趋于稳定。中活性有机质和活性有机质与总有机质均达到极显著性正相关,而高活性有机质与总有机质无显著性相关,活性有机质各组分与碳库管理指数也均达到极显著性正相关。研究表明,总有机质不能很好地评价草甸碱土的土壤肥力,而中活性有机质、活性有机质和碳库管理指数能更为客观地反映草甸碱土的土壤肥力,可作为草甸碱土改良的良好评价指标。     

樱桃栽培中施用蚯蚓粪对土壤有机碳氧化稳定性及碳库管理指数的影响

[目的]探讨樱桃栽培中蚯蚓粪与化肥以不同比例配施对土壤有机碳、易氧化碳、氧化稳定性及碳库管理指数的影响,为提高土壤质量管理和增强农业固碳减排潜力提供依据。[方法]通过5a的大田试验,研究N100(尿素提供100%的氮),M10N90(蚯蚓粪和尿素分别提供10%和90%的氮),M30N70(蚯蚓粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(蚯蚓粪和尿素各提供50%的氮)等不同施肥处理对土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)含量、有机碳氧化稳定性及碳库管理指数(CPMI)的影响。[结果]M30N70和M50N50处理的SOC含量分别比N100处理高出12.07%和18.75%;M30N70处理的MBC,ROC含量和CPMI均最高,并显著高于其它处理,其中ROC含量分别比N100,M10N90和M50N50处理提高51.34%,15.16%和6.47%,CPMI分别高出73.07,30.06和20.71;但M30N70处理的有机碳氧化稳定系数明显低于其他处理,比N100处理降低36.22%。[结论]在樱桃栽培中配施蚯蚓粪措施有利于改善土壤质量,提高土壤肥力,其中蚯蚓粪与化肥以3∶7比例搭配的影响作用最显著。     

长期不同施肥管理对黑土活性有机碳及碳库管理指数的影响

通过15年长期定位试验,研究了不同施肥管理对黑土活性有机碳库的形成及碳库管理指数(CMI)的影响。结果表明,土壤有机碳、活性有机碳及CMI发生了显著的变化。与原始土壤相比,在东北黑土区经过15年的施有机肥及NPK化肥(NPKOM)与NP2K、NPK处理,土壤有机碳含量显著提高,其余处理间差异不显著。除NPKOM处理外,其余各处理土壤的CMI均呈下降趋势。不同活度的活性有机碳含量比较发现总体趋势为高活性有机碳<中等活性有机碳<惰性有机碳,各处理之间的变化趋势大体相同为NPKOM>NPK>NP≈NP2K>NK≈N2PK>PK>CK。从回归方程的分析可知,土壤中高活性有机碳的变化可以解释阳离子交换量变化的89.5%,交换性Ca含量变化的78%,交换性Mg含量变化的70.6%。从相关分析表明,作物产量,CMI和各处理的土壤中高活性有机碳含量呈极显著相关。     

长期施肥对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

以长期定位试验为研究对象,分析了长期施肥对土壤不同层次活性碳的影响,并计算了各处理的碳库指数和碳库管理指数。结果表明,土壤活性碳均随土层的增加而减少0,～7.5 cm土层的活性有机碳平均比7.5～15 cm、15～30 cm、30～50 cm高出6.6%、23.4%、57.1%。施肥均可以提高土壤活性有机碳和碳库指数。单施有机肥培肥土壤和有机肥、化肥的配合施肥对提高土壤中活性有机碳的作用较单纯施用化肥更为显著。施肥除了绿+N、秸+N、农+绿+N处理的碳库管理指数降低外,其它各处理的碳库管理指数均有所增加。农业生产中必须重视有机肥的合理施用,使土壤碳库处于良性状态,最终才有可能维持土壤的可持续性利用。     

间伐强度对川西亚高山人工云杉林土壤易氧化碳及碳库管理指数的影响

研究了川西亚高山人工云杉林不同间伐强度后土壤有机质、易氧化碳、微生物量碳、有机质氧化稳定系数及其碳库管理指数,结果表明:对照林(0%间伐强度)土壤有机碳、碳氮比、微生物量碳、有机质氧化稳定系数均为最高,不同间伐强度下均有不同程度的降低;30%间伐强度林地易氧化碳含量显著高于其他林地;与对照林相比,10%,20%,30%间伐强度林地0-10 cm和10-20 cm土层土壤碳库管理指数(CPMI)分别提高了58.22%和182.90%,108.16%和176.28%,128.44%和221.61%。林地间伐抚育措施具有加快土壤有机质的分解、CO2的释放以及增加有机碳库更新速度、促进土壤腐殖质形成,同时导致土壤有机质稳定性降低的双重性,因此可以以中度间伐强度30%作为川西人工云杉林的间伐强度参考指标。     

秸秆及其生物炭对土壤碳库管理指数及有机碳矿化的影响

以河南省粮食主产区壤质潮土和砂土为研究对象,通过盆栽试验和室内恒温培养试验,研究了生物炭与不同腐殖化程度的传统有机物料(秸秆和腐熟鸡粪)单施及配施对壤质潮土和砂土有机碳储量、活性及碳库管理指数的影响,并进一步比较了小麦秸秆直接还田和制炭还田对土壤有机碳矿化的影响,以及生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用。结果表明:相同添加量下,生物炭对土壤有机碳含量的提升效果优于秸秆和腐熟鸡粪,在壤质潮土和砂土上分别较对照提升了63.15%和115.62%。另外,生物炭显著增加了土壤稳态碳含量和土壤碳库指数(CPI),但降低了土壤碳素有效率(SC)和碳库活度指数(AI),对土壤易氧化有机碳(POXC)和碳库管理指数(CMPI)无显著影响,添加秸秆显著增加了2种土壤POXC含量、基础呼吸和CPMI。进一步通过室内恒温培养试验发现,秸秆可在培养前期(0～37天)大幅度提升2种类型土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,秸秆制炭还田对土壤有机碳矿化无显著影响。此外生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用受其施用量、外源活性有机碳输入和土壤类型的影响,高量生物炭(2%)对非秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较强的负激发效应,而低量生物炭(0.55%)对秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较明显的负激发效应。因此,从固碳减排角度考虑,秸秆制炭还田是更合理的利用方式,且应根据土壤施肥管理措施和土壤类型考虑生物炭的施用量,添加质量比为2%的生物炭可显著抑制土壤原有有机碳矿化,降低CO_2排放,但应避开秸秆快速腐解期施用。     

利用方式转变对水稻土活性有机碳及碳库管理指数的影响

水田改为经济林、蔬菜地是我国南方地区快速城市化过程中重要的土地利用方式的转变,可引起土壤质量的变化。以浙江省杭州市平原地区水稻田和由水稻田改成的经济林(果树、苗木和桑树)和蔬菜地(包括露天蔬菜地和大棚蔬菜地)为对象,研究了泥质田、青紫泥田和淡涂泥田等3种平原地区分布较为广泛的代表性水稻土改旱种植经济林、露天蔬菜地和大棚蔬菜地后土壤活性有机碳及碳库管理指数的变化。结果表明:水田改旱种植经济林、蔬菜地后,表层(0~15 cm)土壤有机碳明显下降,亚表层(15~30 cm)土壤有机碳轻微下降,30 cm以下土壤有机碳基本不变。与长期种植水稻的水田土壤相比,大棚蔬菜地、露天蔬菜地和经济林地表层土壤有机碳分别下降了32.4%~35.7%、28.2%~30.4%和18.3%~24.2%。种植经济林、露天蔬菜地、大棚蔬菜地后土壤活性有机碳(包括易氧化有机碳、颗粒态有机碳、轻组分有机碳、水溶性有机碳和微生物生物量碳)比长期种植水稻的水田有不同程度降低,其中易氧化有机碳、颗粒态有机碳和轻组分有机碳下降幅度大于有机碳总量;与长期种植水稻的水田土壤相比,经济林地土壤颗粒态有机碳和轻组分有机碳分别下降了31.41%~37.09%和22.72%~25.70%;露天蔬菜地土壤分别下降了45.78%~52.36%和39.50%~45.25%;大棚蔬菜地分别下降了55.44%~63.59%和45.92%~55.13%。同时,易氧化有机碳、颗粒态有机碳和轻组分有机碳占总有机碳的比例也有明显的下降趋势。改旱后土壤碳库管理指数呈明显下降,下降幅度:大棚蔬菜地露天蔬菜地经济林地。分析认为,土地利用方式改变引起有机碳矿化及有机物质输入平衡发生变化是引起土壤有机碳变化的主要原因;水田改旱不利于土壤碳库管理指数提高。     

Effects of Straw Incorporation on Soil Organic Carbon Density and the Carbon Pool Management Index under Long-Term Continuous Cotton

The objective of this experiment was to study the effects of residue management on soil organic carbon density and the carbon pool management index under continuously cropped cotton (Gossypium hirsutum L.) in China’s Xinjiang Province. The experiment included the following nine treatments: (i) annual straw incorporation during 5, 10, 15, 20, 25, and 30 years of continuous cotton and (ii) annual straw removal during 5, 10, and 15 years of continuous cotton. The results showed that the total organic carbon, labile organic carbon, the labile organic carbon/total organic carbon ratio, soil organic carbon density, and the carbon pool management index all increased with time in the straw incorporated treatment, but decreased with time in the straw removed treatments. Soil carbon concentrations, which are naturally low in the Xinjiang Region, had not reached saturation after 30 years of continuous cotton with straw incorporation.     

土地利用方式对江西红壤旱地碳库管理指数的影响

土壤碳库管理指数是表征土壤有机碳积累与质量的综合指标,可有效地反映人类活动对土壤质量的影响。本研究以未开垦的红壤荒地为对照,研究了3种土地利用方式(农地、茶园、果园)下0~40 cm土层总有机碳和活性有机碳的分布特征及土壤碳库管理指数的变化。结果表明:(1)不同土地利用方式下各土层土壤总有机碳、活性有机碳的大小均表现为农地果园≈茶园未开垦的红壤荒地,相比于未开垦的红壤荒地,其他3种土地利用方式均能显著提高土壤总有机碳、活性有机碳含量(P0.05)。(2)红壤旱地开垦利用均能显著提高土壤碳库管理指数(P0.05),但在选取的3种不同利用方式下,土壤碳库管理指数在0~10 cm土层差异显著(P0.05),表现为农地果园≈茶园;在0~20cm土层表现为农地与茶园相当(P0.05),与果园有显著差异(P0.05);在20~40 cm土层3种不同土地方式无明显差异(P0.05)。因此,红壤荒地开垦利用能够提高土壤碳库管理指数,且农用地比果茶园效果更佳。     

长期配施秸秆与猪粪的红壤旱地有机碳库组成特征

以长期（1988 —2014年）配施有机肥小区的对照(CK)、CK+花生秸秆(PS)、CK+稻秆(RS)及CK+猪粪(PM)的红壤旱地土壤为材料,采用Zimmermann等建立的方法将土壤有机碳逐级筛分为颗粒有机碳(POC)、砂粒和稳定团聚体碳(SAOC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(LOC)以及惰性有机碳(rSOC)组分,并基于洛桑模型(RothC)将上述碳组分进一步划分为易分解植物残体碳(DPM)、难分解植物残体碳(RPM)、微生物生物量碳(BIO)、腐殖质碳(HUM)以及惰性有机碳(IOM)五个碳库,分析了长期配施作物秸秆与猪粪对各组分有机碳的影响,探讨了外源碳投入量及铁铝氧化物与各组分碳的相关关系。结果表明：长期配施秸秆与猪粪的红壤旱地中各组分有机碳含量和分布比例大小依次为：SAOC > rSOC > LOC > POC > DOC,而RothC模型各碳库含量和比例大小依次为：HUM > IOM > RPM > BIO > DPM。长期配施作物秸秆与猪粪的红壤旱地中HUM、BIO与IOM碳库组分的含量与比例均无显著变化,已处于相对稳定的平衡状态。与CK处理相比,PM处理可以显著增加红壤旱地SOC;PS和RS处理可显著提高红壤旱地中DPM和RPM的含量,且RS处理有助于DPM与RPM中的有机碳向BIO与HUM转换。相关分析表明,外源碳投入量及土壤中非晶质氧化铝数量的增加有助于红壤旱地中稳定态有机碳的累积。     

黄河三角洲长期人工林地对土壤有机碳库的影响

[目的]探讨黄河三角洲长期人工林对盐碱土壤有机碳库的作用效果,为充分发挥其生态功能与经济效益提供科学依据与技术参考。[方法]以刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林以及刺槐—白蜡、刺槐—白榆和刺槐—臭椿混交林等近30a的7个长期人工林为研究对象,并分别设置标准池,采用多点混合采样法,研究土壤活性有机碳、碳库管理指数的变化规律。[结果]3个混交林地土壤的微生物量碳含量较高,并显著高于其他林地,其中刺槐—白蜡混交林较未造林荒地、刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林分别提高26.16%,17.62%,88.41%,47.99%和21.64%。与未造林荒地相比,长期人工林地的水溶性有机碳含量均明显升高,而在各个不同造林措施中,刺槐—白蜡混交林的水溶性有机碳含量显著高于其他措施。各人工林地较荒地均显著提高了土壤总有机碳含量,其中3种混交林模式的土壤总有机碳含量明显高于对应纯林;同时,林地土壤不同活性有机碳含量的总体变化规律为:惰活性有机碳中活性有机碳高活性有机碳,其中刺槐—白蜡混交林更利于惰性有机碳的积累。此外,各人工林地土壤碳库指数较未造林荒地明显上升,其中刺槐—白蜡混交林的碳库管理指数达最高值,与刺槐—白榆、刺槐—臭椿混交林无显著性差异,但分别较刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林明显高出46.51,34.88,27.55,33.38。[结论]混交林模式较纯林对林地土壤有机碳库的改善效果更显著,对土壤具有较好的培肥作用,并处于良性管理状态,有利于林木的生长发育。     

不同土地利用类型对伊犁地区土壤活性有机碳库和碳库管理指数的影响

土壤碳库管理指数（CPMI）可以比较准确地发现人为因素对土地利用的干扰情况。以伊犁河谷不同土地利用类型（耕地、林地、草地和荒地）为研究对象,分析了不同土地利用类型土壤有机碳（SOC）含量、活性有机碳含量及其在SOC中的分配情况,各类有机碳含量之间的相关性、CPMI。研究表明:（1）不同土地利用类型SOC含量和水溶性有机碳（WSOC）含量有显著差异,SOC含量为草地 > 林地 > 耕地 > 荒地;WSOC含量为耕地（最高） > 荒地（最低）;易氧化碳（ROC）含量为草地最低;在0—20 cm和20—40 cm土层,微生物量碳（MBC）含量为草地（最高） > 林地（最低）;ROC含量为荒地高于草地。不同土地利用类型SOC含量均随土层深度增加而降低;ROC含量均随土层深度增加而升高;除林地外,其他样地MBC含量均随土层深度增加呈先升高后降低趋势,而WSOC含量均随土层深度增加而逐渐降低。（2）不同土地利用类型下ROC,MBC和WSOC所占SOC比例各不相同,且碳库的活度主要取决于ROC所占比例,ROC所占比例为荒地 > 耕地 > 林地 > 草地;MBC所占比例为荒地 > 耕地 > 草地 > 林地;WSOC所占比例为耕地 > 林地 > 荒地 > 草地。同一土地利用类型各活性有机碳所占比例情况为ROC > MBC > WSOC。（3）不考虑土层深度影响,耕地ROC含量与MBC含量呈极显著线性负相关;林地SOC含量与ROC含量呈显著线性负相关;荒地SOC含量与WSOC含量呈极显著线性正相关。不同土地利用类型下SOC,ROC,MBC,WSOC含量之间线性相关程度总体偏低。（4）同一土地利用类型,CPMI均随土层深度的加深先增大后减小;0—20 cm土层的CPMI为林地 > 荒地（100） > 耕地 > 草地。土地利用类型由荒地、草地、耕地转变为林地,有利于CPMI的提高,有利于土壤培肥,促进碳循环。