中国南方地区典型土壤有机硫矿化速率及供硫潜力研究

利用开放培养技术研究了21个中国南方代表性土壤有机硫矿化动力学.结果表明:26星期培养期间,有机硫矿化量为61.86～145.10 mg/kg(均值88.56 mg/kg),其中22.45%～48.03%(均值32.74%)来自最初2星期的矿化.2星期和26星期土壤有机硫矿化量分别占土壤总有机硫1.5%～8.2%(均值3.6%)和6.7%～19.8%(均值10.6%).土壤有机硫矿化量与矿化持续时间之间呈曲线关系.通过将有机硫矿化数据拟合指数方程[St=S0(1-e-kt);St-有机硫累计矿化量;S0-矿化势;k-动力学常数,即有机硫矿化速率;t-矿化持续时间]获得土壤有机硫矿化势(S0)和土壤硫矿化速率常数(k).结果表明:这些土壤有机硫矿化势(S0)为63～133 mg/kg(均值85 mg/kg);土壤S0分别占土壤总有机硫7.12%～18.14%(均值10.0%).土壤有机硫矿化率为0.0826～0.2511(星期)-1[均值0.1552(星期)-1].土壤有机硫矿化势(S0)与2星期和26星期土壤有机硫累计矿化量、土壤总硫、CaP-S和KCl-S之间有显著正相关;S0与土壤总有机硫和PRS-S似乎也有正相关关系,但相关性未达5%显著性水平.该地区第四纪红色粘土母质发育土壤有机硫矿化势(S0)及动力学常数(k)显著大于花岗岩、砂页岩和紫砂岩母质发育的土壤.因此,第四纪红色粘土母质发育土壤有机硫供硫潜力及速率大于花岗岩、砂页岩和紫砂岩.     

三江平原小叶章湿地土壤有机硫矿化特征研究

利用开放系统培养法,分别在不同温度和水分条件下,研究了三江平原小叶章典型草甸和小叶章沼泽化草甸两种湿地类型的不同层土壤有机硫的矿化特征。结果表明,在不同培养条件下,两种小叶章湿地土壤有机硫的矿化具有一致性:每层土壤有机硫累积矿化量随培养时间的延长而增加,二者之间符合一级动力学方程。上层土壤有机硫的矿化量高于下层土壤,好气培养条件下每层土壤有机硫的累积矿化量均高于淹水条件下矿化量;30℃培养条件下每层土壤有机硫的累积矿化量均高于20℃培养条件下矿化量。温度、水分条件和土壤类型对土壤有机硫的矿化影响显著,但它们之间的交互作用影响不明显。对比两种湿地类型不同层土壤有机硫的矿化,发现在不同培养条件下,小叶章沼泽化草甸土壤有机硫的矿化速率和潜力均高于小叶章典型草甸。     

长期不同培肥处理对土壤有机氮组分及氮素矿化特性的影响

【目的】揭示长期不同培肥处理对黄土高原南部土垫旱耕人为土(土)土壤有机氮组分、氮素矿化的影响以及有机氮组分对氮素矿化潜力的贡献。【方法】采用Stanford和Smith间歇淋洗好气培养法测定了土19年长期不同施肥处理土壤矿化氮的数量,并采用Bremner法测定了培养前、后土壤有机氮各组分含量的变化。【结果】各处理土壤有机氮各组分含量高低顺序为:氨基酸氮非酸解氮酸解未知氮氨态氮氨基糖态氮。与不施肥对照相比,长期单施化肥处理土壤有机氮各组分含量有不同程度的增加,但幅度有限;化肥配施秸秆或有机肥处理显著提高了各有机氮组分含量,其中以氨基酸氮含量增加幅度最大;化肥配施秸秆或有机肥处理降低了酸解有机氮占全氮的比例。化肥长期配施有机肥或秸秆,显著提高了土壤氮素矿化势(N0)以及矿化率,其中化肥配施有机肥土壤N0大于化肥配施秸秆处理。相关分析表明,土壤氮素矿化势N0与培养前后土壤氨基酸氮变化量间呈显著负相关关系(P0.05),与土壤酸解未知态氮和非酸解氮的变化量间的负相关关系未达显著水平(P0.05)。【结论】化肥配施有机肥或秸秆,是提高土壤供氮潜力的有效手段;氨基酸氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

Differences in Organic C Mineralization Between Aerobic and Submerged Conditions in Paddy Soils of Southern Jiangsu Province, China

Moisture regime plays a crucial role in the mineralization of soil organic carbon (SOC). In this paper, the dynamics of SOC mineralization in typical paddy soils of Changshu, Jiangsu Province, China, was investigated by incubation test in laboratory. The differences in SOC mineralization under aerobic and submerged conditions of paddy soils were also studied. Results showed that the daily mineralization of SOC under different moisture regimes was significantly different in the whole incubation period, at the beginning of the incubation, it decreased quickly under aerobic condition, but increased rapidly under submerged condition, and both remained constant after 10 d of incubation. The differences in SOC mineralization were found to be mainly at the beginning period of the incubation and decreased along with the incubation time. Thus, the difference was not significantly different at the later incubation period. The respiration intensity, daily and cumulative mineralization of SOC under aerobic condition was 2.26–19.11, 0.96–2.41, and 0.96–2.41 times than those under submerged condition, respectively. Statistic analyses showed that the higher the contents of microbial biomass carbon and nitrogen, the more significant difference in respiration intensity between aerobic and submerged conditions, but the higher the contents of microbial biomass nitrogen and dissolved organic carbon, the more significant difference in daily mineralization of SOC between the two conditions. The decrease in soil microbial activity under submerged condition was the main reason leading to the decrease in respiration intensity, but the decrease in SOC mineralization was also correlated with the changes in dissolved organic carbon over the whole incubation period.     

黄淮海平原区不同农作措施下耕层土壤有机质矿化与CO2排放估算

 黄淮海平原是中国重要的粮食产区，其中，小麦-玉米1年2作是其主要种植制度。集约农田土壤有机碳动态与管理对粮食可持续生产有着重要意义。应用修正的碳固持CQESTR模型，对黄淮海平原7个独立肥料长期定位点76个处理的10～20年土壤有机碳动态进行了模拟。结果表明，受有机物料还田水平的影响，黄淮海平原区农田耕层土壤有机质（SOM）年矿化速率差异较大，不同试验点多年平均最低值为2.16%，最高值为5.95%，各试验点平均而言，最低值仅占最高值的54.2%；这一数值随化肥用量和有机肥还田量的增加而增大，表现为SOM的数量与质量不断提高；耕层土壤CO2排放通量最低值为337.1 gCO2·m-2·a-1，最高值为2 144.3 gCO2·m-2·a-1；各试验点多年平均而言，最低值仅占最高值的31.9%。统计分析表明，作物年产量增加1 t·ha-1时，耕层SOM矿化排放通量提高96.5 gCO2·m-2·a-1，耕层SOM矿化速率提高0.22个百分点；土壤年表观呼吸通量不仅反映土壤生物和植物代谢活动强度，还直观反映出耕层SOM的年矿化速率。     

好气和淹水处理间苏南水稻土有机碳矿化量差异的变化特征#br#

 【目的】探讨好气与淹水处理间水稻土有机碳矿化量差异的变化特征。【方法】采集江苏省常熟市全市范围的代表性水稻土样品并布置室内好气与淹水处理的恒温培育试验,观测土壤有机碳矿化的动态过程及矿化量变化,比较分析不同水分状况处理的土壤有机碳矿化量差异及形成机制。【结果】培养过程中不同水分状况处理下土壤有机碳日均矿化量变化趋势有显著差异,好气处理下培养前期迅速下降,而淹水处理下则迅速升高,并均在培养10 d后趋于稳定;好气与淹水处理间有机碳日均矿化量差异主要表现在培养前期,随培养时间延长而不断减小,以致培养后期差异不明显。好气处理下土壤的基础呼吸强度、有机碳日均矿化量和累计矿化量分别是淹水处理的2.26—19.11、0.96—2.41、0.96—2.41倍。统计分析表明,土壤中微生物生物量碳、氮含量越高则好气与淹水处理间呼吸强度差异越大,而若土壤中微生物生物量氮、水溶性有机碳含量越高则好气与淹水处理间土壤有机碳日均矿化量差异越大。【结论】淹水处理造成土壤微生物活性降低是导致土壤呼吸强度下降的主要原因,而在整个培养过程中土壤有机碳矿化量的变化还与水溶性有机碳含量有关。     

我国典型农田土壤中有机物料腐解特征及驱动因子

【目的】研究不同有机物料在我国典型农田土壤中的腐解残留率变化。结合气候、土壤等环境因素,阐明秸秆和粪肥在我国农田土壤中的腐解特征及其主控因素,为因地制宜的合理利用有机资源和培肥土壤提供科学依据。【方法】在“国家土壤肥力肥效监测基地”中的黑土、潮土和红壤实验站,开展大田填埋试验。有机物料烘干后过2 mm筛,置于48 μm孔径尼龙网袋后填埋在土壤中。共4种供试有机物料：小麦秸秆（WS）、玉米秸秆（MS）、猪粪（PM）和牛粪（CM）。根据各地温度差异,分别在填埋后49—360 d内采样6次。通过分析腐解过程中有机碳含量的变化,整合土壤积温与腐解残留率的相关关系,采用VPA（方差分解分析）定量化气候因子,有机物料性质及土壤养分对不同有机物料腐解的相对贡献率。【结果】秸秆的腐殖化系数为11%—39%,粪肥的为50%—57%,秸秆腐解速率显著高于粪肥,且南方红壤上腐解速率高于北方黑土。地积温方程可拟合有机物料腐解残留率变化,由该方程可知,秸秆和粪肥易分解碳库占比分别为76%和43%,稳定碳库分别为17%和53%。但秸秆和粪肥易分解碳库的分解速率常数（k）无显著差异,其周转积温（1/k）约为1 400—2 000℃。物料性质是有机物料腐解的最主要影响因子,贡献率为28%;其次是气候,贡献率为20%。秸秆腐解过程中主要影响因子为气候因子、有机物料性质和土壤因子三者的交互作用,贡献率达42.3%。粪肥腐解过程中主要影响因子为气候因子,贡献率为38.3%。【结论】秸秆腐解速率和其有机碳库中易分解碳库比例明显高于粪肥,秸秆腐解受到气候、土壤和物料性质协同作用影响,而粪肥则受气候因子影响最大。在田间秸秆还田时需结合当地水热条件确定还田时间和还田量,粪肥则建议在还田前进行堆腐,且注意施用时间。     

基于凸壳模型的福建省水土流失核心区划分

以福建省为研究区域,结合"3S"技术与野外调查,提取土地利用、植被覆盖度和坡度分级等信息,生成2007年水土流失现状图,并采用凸壳模型进行水土流失核心区划分。结果表明:福建省水土流失核心区共有"四大片"(汀江片、晋江片、九龙江片与赛江片)和"六小片"(涉及邵武、顺昌、南平、古田、罗源、大田、德化和永泰等县、市、区)。将水土流失核心区与前人划定的严重水土流失区和重点治理区相比较,"四大片"的主体范围较为一致,但是严重水土流失区和重点治理区以行政区域为单元,划分指标为各类水土流失面积占土地总面积的比例,而水土流失核心区直接确定水体流失严重的地域,更加详细具体。