长期垄作免耕对不同大小土壤团聚体中几种氮素形态分布的影响

在西南大学国家紫色土肥力定位监测点,研究了长期（18年）垄作免耕和常规轮作两种耕作方式下,不同大小土壤团聚体中几种形态氮素含量及脲酶活性分布模式。结果表明,两种轮作方式下全氮、微生物体氮、NO3--N含量及脲酶活性在水稳性土壤团聚体中具有相似的分布模式。全氮和微生物体氮含量主要分布在 0.25 mm粒级的大团聚体中,其次是0.25~0.053 mm粒级的微团聚体中,粉砂与粘粒组分(0.053 mm)中分布最少;2.0~0.25 mm粒级团聚体中脲酶活性最高,0.25~0.053 mm的微团聚体中脲酶活性最低;NH4+-N和NO3-N在2.0 mm粒级团聚体中的含量均比其它粒级高。垄作免耕下各级团聚体中全氮、微生物体氮、NO3--N含量及脲酶活性均高于常规轮作。其中,2.0~0.25 mm粒级团聚体中的全氮含量高23.1%;2.0 mm粒级团聚体中NO3--N含量高26.7％。表明垄作免耕下各团聚体中全氮、微生物氮含量及脲酶活性显著高于常规轮作,但氮素含量及脲酶活性在不同粒径大小的土壤水稳性团聚体中的分布模式决定于土壤结构体本身,耕作方式的影响不显著。     

耕作措施对冬小麦农田土壤团聚体分布及稳定性的影响

在长期定位试验基础上研究传统耕作(T)、免耕不覆盖(NT)和免耕秸秆覆盖(NTS)3种耕作措施对土壤团聚体分布及其稳定性的影响.结果表明,3种耕作措施连续实施5年后,使耕层土壤容重显着增加,免耕秸秆覆盖显著增加了表层土壤有机质.NTS处理>0.25 mm团聚体含量(R0.25)显著高于T处理和NT处理的,同时也明显高于2004年的背景值,0-30 cm土层范围内平均较T处理和NT处理分别高14.88%和6.40%;免耕和免耕秸秆覆盖可显著改善土壤耕层(0-20 cm)团聚体的水稳定性.NTS处理0-30 cm的不稳定团粒指数(ELT)与2004年背景值比较,平均下降了1.88%.说明相对于传统耕作,免耕秸秆覆盖减少了机械的破坏作用,增加了土壤有机质含量,促进耕层团聚体形成,并提高了其稳定性.     

稻田土壤氮素矿化的几种方法比较

结合盆栽实验,对稻田土壤氮素矿化的几种方法进行了比较,结果表明:KC I煮沸法和碱解氮法是很好的测试土壤供氮能力的方法,淹水培养法矿化氮量与植物全氮含量相关性不高;而采用淹水培养间歇淋洗法和淹水密闭连续培养法对稻田土壤进行土壤氮素矿化的淋溶试验,结果表明:淋洗有利于土壤氮素的矿化过程。     

红壤性水稻土不同粒级团聚体有机碳矿化及其温度敏感性

采用室内培养方法,研究不同温度(15℃、25℃和35℃)条件下红壤性水稻土不同粒级团聚体(2 mm、1～2 mm、 0.25～1 mm、0.053～0.25 mm和0.053 mm)中有机碳矿化特征,分析团聚体有机碳矿化对全土有机碳矿化的贡献并探讨团聚体有机碳矿化的温度敏感性。结果表明:0.25 mm大团聚体较0.25 mm微团聚体含有更多的有机碳和全氮,碳氮比随团聚体粒级减小而降低。全土和各粒级团聚体有机碳矿化速率在培养的前7d快速下降,之后缓慢降低并在培养后期趋于稳定。25℃和35℃培养时,有机碳累积矿化量在1 mm团聚体中最高,在0.053～0.25 mm团聚体中最低,且有机碳累积矿化量与有机碳和全氮含量显著或极显著正相关。2 mm和0.25～1 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大,贡献率分别为34.6%和28.8%。培养温度的升高显著提高了全土和团聚体的有机碳矿化速率、累积矿化量和矿化率。不同粒级团聚体有机碳矿化的温度敏感性系数为1.38～2.00,与有机碳、全氮和碳氮比均极显著正相关。综上所述,0.25 mm大团聚体在红壤性水稻土有机碳矿化中发挥主导作用,升温促进了不同粒级团聚体有机碳的矿化,团聚体有机碳矿化的温度敏感性与有机质的数量和质量密切相关。     

耕作方式对Brookston粘壤土团聚体中有机碳分布及矿化的影响

以加拿大安大略省西南部的Brookston粘壤土为研究对象,测定免耕(NT)、秋翻(MP)和牧草连作(BG)管理下特定团聚体(0.25～0.5 mm,1～2 mm)中土壤有机碳(SOC)的分布与动态变化.探索耕作方式对团聚体中SOC数量与稳定性的影响.结果表明:与MP和NT土壤相比,BG土壤团聚体SOC含量较高,且较为活跃;与MP相比,NT方式下团聚体的SOC含量较高,且随着团聚体粒径增大SOC含量增加; NT方式下团聚体中的SOC更加活跃;两种团聚体中SOC的稳定性随耕作方式变化而不同,长期NT下没有显著差别,长期MP下1～2mm团聚体较0.25～0.5 mm团聚体稳定.     

保护性耕作对丘陵区水稻土团聚体稳定性的影响

长期保护性耕作通过增加土壤有机碳而成为稻田土壤结构改良的一项有效措施,而保护性耕作对土壤团聚体稳定机制的影响尚未完全清楚。本文供试土样采自耕作制定位试验水旱轮作、冬水免耕、垄作免耕和厢作免耕耕层（0～ 20 cm）土壤,土样经过糊化作用、湿润作用和再次糊化作用等预处理,用以阐明稻田土壤团聚体的破碎机制。研究结果表明：糊化作用和湿润作用后紫色水稻土团聚体稳定性差异不明显,而保护性耕作显著影响团聚体的稳定性。糊化作用后团聚体水稳性强弱顺序为：垄作免耕＞厢作免耕＞冬水免耕＞水旱轮作,湿润作用后团聚体水稳性强弱顺序为：厢作免耕＞垄作免耕＞冬水免耕＞水旱轮作。糊化作用下团聚体稳定性与有机碳浓度相关性不显著（r＝0.432,p＞0.05）,湿润作用下团聚体稳定性与有机碳浓度呈极显著正相关（r＝0.626,p＜0.01）。因此,研究结果说明保护性耕作有利于紫色水稻土大团聚体有机碳含量提高,进而增强团聚体的水稳性。     

不同植被覆盖对土壤有机碳矿化及团聚体碳分布的影响

植被覆盖通过其输入有机物料的差异影响着土壤养分和微生物活性,进而对其土壤的团聚过程和有机碳的矿化产生影响。该文通过对重庆缙云山四种植被类型覆盖(灌草丛、楠竹林、常绿阔叶林、针阔混交林)下土壤团聚体碳分布以及土壤有机碳矿化的分析,探讨了植被覆盖对这两者的影响以及两者的相互联系。植被覆盖影响着土壤有机碳矿化过程和团聚体碳分布。就土壤有机碳矿化累积量(42天)而言,表现为灌草丛常绿阔叶林针阔混交林楠竹林。不同植被覆盖土壤有机碳日均矿化速率在培养前期(前8天)差异较大,之后则趋于一致。除灌草丛土壤外,楠竹林、常绿阔叶林和针阔混交林覆盖土壤团聚体均以0.25～2 mm和0.25 mm团聚体为主,其总量达到65%以上。土壤团聚体平均重量直径表明灌草丛土壤结构稳定性要优于其它植被覆盖土壤,而楠竹林土壤结构稳定性最差。除灌草丛土壤外,0.25 mm团聚体是土壤有机碳的主要载体;其次是0.25～2 mm团聚体。简单相关和多元回归分析,表明土壤有机碳矿化系数与0.25 mm团聚体含量成负相关,与5 mm团聚体有机碳库成正比。因此,土壤团聚体对有机碳保护作用是土壤有机碳分配和矿化分解综合作用的结果。     

长期施肥水稻土氮素剖面分布及温度对土壤氮素矿化特性的影响

利用太湖地区26a的水稻土长期定位试验,研究了长期施肥对水稻土剖面氮素分布和C/N的影响,分析了10℃和30℃下不同施肥处理土壤氮素矿化过程的差异,拟合了30℃下土壤累积矿化量与有效积温的方程式。结果表明:(1)长期施肥使表层土壤氮素累积量明显增加,0～20cm土层,施有机肥处理的含氮量普遍高于施化肥处理。20～30cm土层,化肥氮+磷处理(CNP)、化肥氮+磷+钾处理(CNPK)、秸秆+氮处理(CRN)及不施肥对照CK的含氮量高于有机肥+氮+磷处理(MNP)、有机肥+氮+磷+钾处理(MNPK)、秸秆+有机肥+氮处理(MRN)和仅施有机肥处理(M0),而40～50cm土层含氮量差异较小;(2)施有机肥或秸秆还田使表层土C/N值有降低趋势。0～10cm表层土壤的C/N,CNPK>MNPK,CK>M0,而施秸秆处理MRN的C/N最低。20～50cm土层,施有机肥处理的C/N普遍高于化肥处理,施化肥土壤下层的有机质分解程度较高。(3)在30℃下,土壤矿化过程达到稳定状态需要时间较短,且累积矿化量较高。在10℃下,培养后期的矿化速率高于30℃下的速率,但累积矿化量较低,低温条件引起了土壤氮素矿化率的降低。土壤累积矿化量与有效积温的关系符合有效积温方程式(p<0·01),K值较接近反应矿化初期各处理的矿化潜力,n值的差异反应MRN、MNP以及CNPK、CNP处理在矿化后期有更高潜力。     

添加水稻秸秆对不同类型土壤团聚体分布和稳定性的影响

以不同类型土壤(红壤、潮土、砂姜黑土)为研究对象,通过室内模拟试验,研究水稻秸秆添加对3种类型土壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响。培养温度为28℃,培养时间为120d。研究结果表明:未添加水稻秸秆的3种类型土壤(对照组),微团聚体(250μm)占主体,2 000μm粒级水稳性团聚体含量最少。与对照相比,添加水稻秸秆后促使2 000μm粒级水稳性团聚体显著增加(p0.05),大团聚体(250μm)占主体。红壤、潮土、砂姜黑土试验组250μm水稳性团聚体比对照组增加的比例分别为35.6%,41.1%,22.0%,潮土的增加比例最为明显。3种类型土壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD),几何平均直径(GMD)显著增加(p0.05),分形维数(D)值、土壤不稳定团粒指数(ELT)显著减少,土壤结构和抗侵蚀能力明显得到改善,潮土的稳定性指标变化最为明显,团聚体结构改善效果最好。3种类型土壤0.25mm(R0.25)水稳性团聚体含量与GMD,MWD间呈极显著正相关关系(p0.001)。     

模拟氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响

为探讨氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响，选择福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站38年生杉木人工林土壤为研究对象，设置N0(0 mg/kg)、N10(100 mg/kg)、N25(250 mg/kg) 3个氮添加水平，并进行117 d的培养。结果表明：(1)氮添加后，土壤有机碳矿化速率在培养开始(0 d)即达到最大值，在培养前期(0～57 d)这一段时间内N0、N10和N25处理的有机碳矿化速率平均值显著下降了44%、45%、47%，而在整个培养期间3个处理有机碳平均矿化速率分别为9.97、9.27、8.89 mg/(kg·d)；(2)有机碳矿化累积量随培养时间延长显著增加，随氮添加增加显著降低，与N0处理相比，培养117 d后N10、N25处理有机碳矿化累积量平均值分别降低了3.4%、7.4%；(3)微生物生物量对氮添加响应并不显著，但真菌/细菌比随氮添加增加而增大。总体上，氮添加主要是通过改变土壤有机碳和氮抑制了土壤有机碳矿化。因此，氮添加后土壤中碳、氮养分含量的变化是有机碳矿化变化的主要原因，而微生物群落结构变化则不是主要因素。     

不同土壤质地和含水率对炭基肥料氮素矿化的影响

为了探究土壤特性对炭基肥料氮素矿化的影响,采用室内培养和大田小区试验,分析了炭基肥在不同土壤质地(砂质壤土、粉砂质壤土、黏土)及含水率(80%、60%、40%田间最大持水量)条件下,氮素矿化动态变化特征。结果表明:在室内培养条件下,对于不同土壤质地,炭基肥在砂质壤土条件下矿化势最高,其次为黏土,最低的为粉砂质壤土;对于不同田间持水量,在粉砂质壤土条件下,炭基肥矿化势最高的为80%田间最大持水量(80%SMC),其次为60%SMC,最低的是40%SMC;在砂质壤土和黏土条件下,炭基肥的矿化势均表现为60%SMC> 80%SMC> 40%SMC。培养状态下粉砂质壤土、砂质壤土、黏土条件下最大氮素有效性分别是34.12%、56.31%、41.14%,而在大田条件下,炭基肥单季氮素最大矿化率在粉砂质壤土、砂质壤土、黏土3种土壤质地下分别是50.61%、32.27%、34.29%。     

不同生物炭对安徽宣城旱地红壤氮矿化的影响

采用连续间隙淋洗培养法,研究了竹炭、烟草秸秆炭及棉花秸秆炭对安徽宣城旱地红壤氮素矿化作用的影响。结果表明:3种生物炭均可提高土壤p H,但p H增长幅度与生物炭用量相关,最高可增加2个单位;不同用量的生物炭添加都会导致土壤氮素硝化速率及矿化速率的降低,竹炭、烟草秸秆炭及棉花秸秆炭分别使硝化速率最大降幅达49.2%、72.3%与69.2%,矿化速率最大降幅达33.7%、61.9%与61.1%。因此,生物炭实际施用需作谨慎的评估,优化其使用方法。     

土壤水分和氮添加对3种质地紫色土氮矿化及土壤pH的影响

为正确认识土壤水分、质地和外源氮添加对紫色土氮矿化作用和土壤pH的影响,以西南地区典型的紫色土为研究对象,通过90d的室内恒温(25℃)好气培养,研究了3种质地(粘土、粉粘壤土和砂土)紫色土在不同含水量(55%,65%和75%田间持水量)和尿素氮添加水平(0mg/kg土和250mg/kg土.)条件下,土壤氮矿化作用和pH的变化。结果表明:前30d的累积矿化氮量可占培养期间(90d)的78.48%~91.55%,且各处理的土壤累积矿化氮量和净矿化速率均随着培养时间的延长而快速增加;第30~90d,土壤累积矿化氮量增长缓慢,净矿化速率迅速下降并趋于稳定。土壤累积矿化氮量和净矿化速率在各培养阶段均随土壤水分含量的增加而逐渐增大,其中75%WHC(75%田间持水量)和75%WHC+U(75%田间持水量+尿素)处理的矿化作用最强。土壤质地从一定程度上对土壤的矿化产生影响,但其影响并不显著。外源氮添加能促进土壤氮矿化,其净氮矿化量和净矿化速率在各培养阶段均极显著(p0.01)高于未加氮处理,分别为未施氮处理的1.68~4.56倍,0.60~6.47倍。外源氮添加使土壤pH显著下降,55%WHC+U、65%WHC+U和75%WHC+U处理分别下降了0.57,0.66,0.72个pH单位,土壤有酸化趋势。土壤pH值与土壤氮素净矿化速率呈极显著线性相关,净矿化速率对pH变化贡献巨大。总之,土壤含水量增加和外源氮添加均促进了土壤氮矿化,增加了土壤矿质氮含量,同时外源氮添加也加速了土壤pH下降,土壤有酸化趋势。     

氮磷添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应的影响

摘 要：【目的】养分输入会显著影响土壤有机碳矿化,但毛竹林土壤有机碳激发效应对不同类型养分输入的响应及其机制尚不明确。【方法】选用尿素和磷酸二氢钠作为外源养分,通过80 d的培养试验,研究氮素、磷素及两者联合添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应、微生物功能以及土壤理化性质的影响。【结果】氮素、磷素及两者联合添加均显著提高了土壤原有有机碳矿化累积CO2排放量（增幅分别为91.3%、19.2%和94.9%）,产生显著的正激发效应,其中氮素及其与磷素联合添加诱导的正激发效应强度显著大于磷素添加处理。上述三种养分添加处理均显著提高了土壤pH、活性有机碳库（微生物量碳、可溶性有机碳和烷氧碳组分）、碳降解酶（?-葡萄糖苷酶和蔗糖酶）活性以及cbhI和GH48功能基因丰度,但抑制了多酚氧化酶和RubisCO酶活性;另外,土壤无机氮含量（NH4+-N和NO3--N）在氮和氮磷添加下增加却在磷添加下降低。相关性分析表明,累积激发效应与土壤pH、活性有机碳库、无机氮含量、碳降解酶活性以及cbhI和GH48功能基因丰度呈显著正相关,而与多酚氧化酶和RubisCO酶活性显著负相关。【结论】氮磷养分添加可能是通过影响土壤pH、活性碳氮含量,并提升微生物的活性和功能,从而显著提高土壤原有有机碳的矿化速率。     

有机物料对植烟土壤氮素矿化及微生物性质的影响

采用稻草、油菜、黑麦草和菜籽饼等4种有机物料,采集高有机质含量(68.2 g·kg^–1)烟-稻轮作土壤和低有机质含量(17.2 g·kg^-1)旱地植烟土壤,在等氮(100 mg·kg^-1)投入条件下通过室内培育实验,分析了不同培育时段土壤无机氮(NO3-、NH4+)矿化动态、土壤酶活性以及微生物功能多样性的变化。结果表明:植烟土壤矿化氮动态特征与施用有机物料碳氮比(C/N)密切相关,高有机质植烟土壤中添加稻草、油菜和黑麦草显著降低土壤净矿化氮水平,而低C/N的菜籽饼添加显著促进了土壤净矿化速率,引起土壤无机氮积累。在低有机质植烟土壤添加各有机物料明显提升了土壤硝化速率,但稻草和油菜添加显著降低了培养前期土壤无机氮浓度;而菜籽饼添加显著促进了土壤的净矿化速率,在短期培养内(7 d)土壤铵态氮浓度较对照土壤增加了3.3倍~3.7倍。施入高C/N的有机物料显著提升了土壤微生物功能多样性,引起土壤酶活性增高;但不同物料添加下土壤微生物群落变异不同,诱导了对碳源利用类型不同的微生物种群变化。因此,烟-稻轮作区的高有机质植烟土壤上合理施用稻草是改善烤烟品质重要措施,而对旱地植烟土壤应更加重视高氮源有机肥料的施用,以实现不同植烟区提质增效的目标。     

温度和水分对典型香型烟区植烟土壤氮素矿化的影响

为探究典型香型烟区植烟土壤氮素矿化特征及其与温度和水分的关系,采用室内培养试验研究了土壤温度(15、28、37℃)和土壤相对含水量(50%、65%、80%田间持水量)对云南大理、贵州毕节、河南许昌3个典型香型产区植烟土壤氮素矿化的影响。结果表明:不同地区植烟土壤矿质氮和矿化速率变化规律与温度和水分密切相关。3个产区植烟土壤的矿质氮含量和矿化速率均随着温度的升高而升高,在同一温度条件下,以土壤有机质含量较高的云南大理土壤矿化量较大,有机质含量较低的河南许昌土壤矿化量较小。不同地区植烟土壤含水量与氮素矿化的关系不尽相同,土壤相对黏重的贵州毕节土壤以50%田间持水量处理土壤氮素矿化量和矿化速率最大,以80%田间持水量处理最不利于氮素矿化;而质地相对较轻的河南许昌土壤和云南大理土壤均为在65%田间持水量条件下最有利于氮素矿化,以50%田间持水量处理氮素矿化量较小。基于一级动力学方程的模拟,3个植烟土壤的潜在矿化氮库(N0)都随温度的增加而提高,总体以28～37℃的培养温度较为适宜,低于15℃不利于土壤有机氮的矿化,3个植烟土壤的N0以云南大理最高,河南许昌最低;土壤矿化速率常数(K)以云南大理最大。土壤相对含水量也对N0有一定影响,且土壤温度和含水量对不同土壤氮素矿化量和矿化速率均存在显著的互作影响,合理调控土壤温度和土壤相对含水量,可以有效调节不同生态烟区土壤氮素矿化动态变化。     

外源氮输入对土壤有机碳矿化和凋落物分解的影响

目前,由人类活动造成的陆地生态系统氮输入量已经远远超过了其自身的生物固氮,外源氮输入的增多已经并将继续对土壤有机碳矿化和凋落物分解产生影响。本文分析了国内外有关氮输入增多对土壤有机碳矿化和凋落物分解的影响及其机理:由于研究点环境状况不同,凋落物性质的差异和分解阶段的不同等原因,氮输入对土壤有机碳矿化的结果主要表现为抑制或促进作用;对凋落物分解的影响表现为促进、无影响和抑制三种效果,有关其作用机理还有待进一步深入研究。着重指出对于作为大气CO2"汇"的沼泽湿地,氮输入的增多能够对其碳"汇"功能产生影响,因此进行氮输入对湿地土壤有机碳矿化和凋落物分解方面的研究,对于探讨湿地碳循环对外源氮输入的响应及其机理非常重要。     

有机肥施用对植烟土壤氮素矿化及土壤酶和微生物群落的影响

为探索不同有机肥对植烟土壤氮素矿化及土壤微生态的影响。在等氮(100 mg/kg)投入和30℃条件下对施入不同有机肥(植物源有机肥、芝麻饼肥、生物质炭有机肥)的土壤进行室内培养，分析不同时期土壤NO3–-N和NH4+-N含量、土壤酶活性及细菌群落多样性的变化。结果表明：施用不同有机肥均可提高土壤矿质氮含量，在培养前期以饼肥矿化量最高，矿化速率最快，而后期为生物质炭有机肥处理的氮素矿化量、矿化速率高于其他处理；施用生物质炭有机肥、植物源有机肥均可显著提高土壤脲酶、硝酸还原酶活性，芝麻饼肥对蛋白酶、蔗糖酶活性有显著的提升作用；相较不施有机肥处理，添加不同有机肥的土壤细菌多样性明显提升。优势菌门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门，优势菌属为Sphingomonas、RB41,Sphingomonas在不施有机肥处理中最高，RB41在生物质炭有机肥处理中最高。Sphingomonas与蔗糖酶活性呈正相关关系，与脲酶、硝酸还原酶均呈负相关关系；PCA分析显示，生物质炭有机肥处理的细菌群落结构与其他处理相比差异较大。施用芝麻饼肥有利于促进早期氮素矿化，提高矿化量，而生物质炭有机肥后期矿化量较...     

不同耕作和施肥措施对潮土生物学特性的影响

对山东禹城综合试验站免耕潮土试验田中不同耕作和施肥措施对土壤潮土生物学特性的影响进行了研究,结果表明:免耕和秸秆还田可以显著增加潮土中细菌、真菌和放线菌的数量,也可以显著增加土壤蔗糖酶和脲酶的活性,尤其是土壤表层。不同施肥措施对土壤生物学特性有显著影响,分次施肥要优于集中施肥,免耕秸秆还田可以提高土壤生物学特性,优化土壤微环境。