改良剂对旱地红壤微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮的影响

基于室内模拟培养试验,研究改良剂(生物质炭、过氧化钙)对旱地红壤微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮的影响。试验设置4个处理,即CK、Ca(过氧化钙,1.72g/kg)、C(生物质炭,21.46g/kg)、C+Ca。结果表明:各处理土壤微生物量碳、氮以及可溶性有机碳具有相同的变化趋势,即前期(3d内)都增加较快,在第3天达到最大值,随试验进行有所下降,配施效果优于单施。各处理可溶性有机氮在21d内缓慢增加;第21天时,C+Ca、Ca、C相比CK分别显著增加了62.1%,55.5%,40.9%;35d以后,配施(C+Ca)与单施过氧化钙(Ca)的效果显著优于单施生物质炭(C)和对照(CK)。120d培养期内,配施(C+Ca)处理能够明显提高微生物量碳、氮以及可溶性有机碳、氮的平均含量;微生物量碳的平均含量大小顺序为C+CaCCKCa,微生物量氮的平均含量C+Ca处理显著高于其他处理;可溶性有机碳的平均含量大小顺序为C+CaCaCCK,可溶性有机氮的平均含量C+Ca、Ca处理显著高于CK、C处理。微生物量碳、氮以及可溶性有机碳之间互为极显著正相关(P0.01),而微生物量碳与可溶性有机氮之间呈极显著负相关。因此,生物质炭和过氧化钙能有效提高旱地红壤微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮,且生物质炭与过氧化钙配合施用更有助于土壤改良。     

有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮

土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮是土壤碳、氮库中最活跃的组分,是反应土壤被干扰程度的重要灵敏性指标,通过设置相同有机碳施用量下不同有机物料处理的田间试验,研究了有机物料添加下土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon,MBC）、氮（soil microbial biomass nitrogen,MBN）和可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）、氮（dissolved organic nitrogen,DON）的变化特征及相互关系。结果表明化肥和生物碳、玉米秸秆、鲜牛粪或松针配施下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮显著大于不施肥处理（no fertilization,CK）和单施化肥处理,分别比不施肥处理和单施化肥平均高23.52%和12.66%（MBC）、42.68%和24.02%（MBN）、14.70%和9.99%（DOC）、22.32%和21.79%（DON）。化肥和有机物料配施处理中,化肥+鲜牛粪处理的微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮最高,比CK高26.20%（MBC）、49.54%（MBN）、19.29%（DOC）和32.81%（DON）,其次是化肥+生物碳或化肥+玉米秸秆处理,而化肥+松针处理最低。土壤可溶性有机碳质量分数（308.87 mg/kg）小于微生物量碳（474.71 mg/kg）,而可溶性有机氮质量分数（53.07 mg/kg）要大于微生物量氮（34.79 mg/kg）。与不施肥处理相比,化肥和有机物料配施显著降低MBC/MBN和DOC/DON,降低率分别为24.57%和7.71%。MBC和DOC、MBN和DON随着土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、全氮（total nitrogen,TN）的增加呈显著线性增加。MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC和DON+MBN之间呈极显著正相关（P<0.01）。从相关程度看,DOC+MBC和DON+MBN较MBC、DOC、MBN、DON更能反映土壤中活性有机碳和氮库的变化,成为评价土壤肥力及质量的更有效指标。结果可为提高洱海流域农田土壤肥力,增强土壤固氮效果,减少土壤中氮素流失,保护洱海水质安全提供科学依据。     

温度对土壤吸附有机肥中可溶性有机碳、氮的影响

可溶性有机碳、氮(Soluble organic carbon or nitrogen,SOC和SON)可被土壤吸附.土壤可溶性有机碳、氮组分复杂,土壤对可溶性有机物吸附的不均一性会导致可溶性有机物组分的变化,大部分疏水性化合物被吸附,而亲水性化合物被释放进入溶液中[1].因此,可溶性有机碳、氮在土壤中的吸附,直接影响其在土壤-水系统中的迁移和行为[2-3].林地土壤中含有相当数量的可溶性有机养分,因此,关于林地土壤对可溶性有机养分的吸附特性,国外研究者已开展了不少研究.研究表明,可溶性有机碳吸附特性与土壤性质如pH、表面积、有机碳、铁铝氧化物和黏粒含量等因素有关[4-5].关于农业土壤对可溶性有机碳的吸附特性的影响,国内也开展了一些研究,主要集中在pH、铁铝氧化物含量等对吸附影响方面[6-9].     

不同松栎混交林土壤溶解性有机碳氮的差异分析

为揭示北亚热带地区不同林分类型的土壤活性碳氮分布特征,在驻马店市南部山区选取4处具有代表性的松栎人工混交林为研究对象,对其0-20 cm土壤的溶解性有机碳（DOC）,溶解性有机氮（DON）等组分进行研究。结果表明:4种林型土壤DOC的含量为麻栎纯林 > 湿地松麻栎混交林 > 火炬松麻栎混交林 > 马尾松麻栎混交林,DON的含量为马尾松麻栎混交林 > 麻栎纯林 > 湿地松麻栎混交林 > 火炬松麻栎混交林,不同林分类型间整体上差异性显著（p<0.05）;在垂直剖面上,4种林型土壤DOC和DON均随土层深度的增加而显著性下降（p<0.05）。4种林分类型DOC/SOC,DON/TN,DOC/DON分别以麻栎纯林、马尾松麻栎混交林、麻栎纯林最高,在垂直空间分布上,差异性整体上不显著。土壤DOC和DON与土壤含水率、土壤硬度、速效钾、全氮均呈显著（p<0.05）或极显著（p<0.01）相关性。     

黄土区不同类型土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量及其关系

研究了黄土高原南部地区不同土壤类型及不同利用方式下土壤微生物摄碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量。结果表明：不同土地利用方式下，土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量均为林地〉农田，其中林地枯枝落叶层〉林地O～20cm土层。农田土壤微生物量碳、氮的含量均为红油土〉黑垆土〉淋溶褐土；农田土壤中可溶性有机碳含量为淋溶褐土〉红油土〉黑垆土，而可溶性有机氮含量则为黑垆土〉红油土〉淋溶褐土。方差分析表明，不同土壤类型土壤微生物量氮含量之间的差异达显著水平，而不同土壤类型间土壤微生物量碳、可溶性有机碳、氯含量之间的差异未达显著水平。土壤微生物量碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例明显高于可溶性有机碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例。相关分析发现，土壤微生物量碳与可溶性有机碳之间以及土壤微生物量氮与可溶性有机氮之间的相关性达显著或极显著水平，说明土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮之间有密切联系。     

栽培和施肥模式对黄土区旱地土壤微生物量及可溶性有机碳、氮的影响

以黄土高原南部地区的两个定位试验为基础,研究了旱地不同栽培和施肥模式对土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响.结果表明,秸秆覆盖显著提高土壤微生物量氮(SMBN)含量,地膜覆盖使SMBN含量显著降低;秸秆和地膜覆盖显著降低小麦拔节期和灌浆期土壤可溶性有机氮(SON)含量.适量施用化学氮肥(120kg/hm2)有利于小麦生长后期SMBN含量的升高,而过量施用(240 kg/hm2)显著降低SMBN含量.与不施肥处理相比,土地经长期撂荒后0-10 cm土层SMBC,SMBN,SOC和SON含量显著提高;氮磷钾配施有机肥显著提高小麦各生育期0-10,10-20 cm土层SMBC,SMBN,SOC和SON的含量;单施氮磷钾肥对土壤SMBC,SMBN含量无明显影响,提高土壤SOC,SON的平均含量.土壤SMBC,SMBN,SOC和SON含量两两之间呈极显著正相关关系,四者含量与土壤有机碳、全氮含量间的正相关关系也达显著或极显著水平.     

施用秸秆对土壤可溶性有机碳氮及矿质氮的影响

为了研究施用秸秆对土壤可溶性有机碳氮及矿质态氮含量的影响,设置CK（对照）,M₂,M₄,M₆共4个处理,处理中每100 g干土中加入秸秆量分别为0,2,4,6 g。在室温为25℃、土壤含水量为田间持水量的70%的条件下进行培养试验,分别在15,30,45,60,105,150 d时,采取各处理中的土壤样品,观测土壤可溶性有机碳氮及矿质氮的动态变化。结果表明:4个处理的土壤可溶性有机碳、氮具有相同的变化趋势,表现为随着培养时间的推移,先增加,再减小,然后经过一段时间的波动后趋于平稳。在培养的整个过程中,M₄与M₆处理的土壤可溶性有机碳、氮明显高于CK中的含量,表明了施用秸秆可以促进土壤可溶性有机碳氮的累积。在相同时间段内,各处理之间铵态氮含量无明显差异,与对照相比,加入秸秆后,土壤中硝态氮的含量明显下降。     

稻秸的不同组分对水稻土微生物量碳氮及可溶性有机碳氮的影响

为探明稻秸(稻草)及其不同组分(腐解稻秸、可溶性有机物和去活稻秸)对红黄泥水稻土微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)含量的影响。通过室内恒温培养试验,研究了长期淹水条件下,添加稻秸及其组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响。结果表明,与对照(S处理)相比,添加稻秸(RS+S处理)、腐解稻秸(DRS+S处理)和去活稻秸(NARS+S处理)均提高了MBC,提高幅度分别为11.17%(p0.01),1.83%和6.25%(p0.05),添加可溶性有机物(DOM+S处理)处理降低了MBC,降低幅度为2.67%;RS+S处理提高了MBN,提高幅度为15.29%,DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均降低了MBN,降低幅度分别为15.19%,3.09%和15.92%。与S处理相比,RS+S、DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均极显著提高了红黄泥DOC(p0.01),提高幅度依次分别为13.33%,10.88%,6.81%和11.41%;RS+S、DRS+S和DOM+S处理均显著提高了红黄泥DON(p0.05),NARS+S处理极显著提高了红黄泥DON(p0.01),提高幅度依次分别为6.96%,10.84%,10.12%和13.41%。与S处理相比,DRS+S和NARS+S处理极显著提高了MBC/MBN,RS+S处理显著降低了MBC/MBN,DOM+S处理对MBC/MBN几乎没有影响;各处理对DOC/DON没有显著影响。稻秸及其不同组分对红黄泥水稻土MBC、MBN、DOC和DON含量的影响基本一致,但影响程度存在差异,稻秸和去活稻秸影响较大。结果可为稻秸及其不同组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响机理提供基础数据,进一步揭示稻田土壤速效养分的来源与转化关系,为农业生产中秸秆的科学利用和稻田土壤肥力定向培育提供科学依据。     

不同氮水平下有机碳对蕹菜碳氮代谢及生长的影响

碳是植物必需的首要营养元素,但在植物营养、平衡施肥等理论和技术层面上长期被忽略,碳营养已成为影响作物高产优质的短板。本研究分别在三个氮水平下,研究了外源喷施两种不含氮的有机碳对蕹菜鲜重、干重、分枝数、碳氮代谢及营养品质指标的影响。结果表明,在不同氮水平下喷施有机碳有促进蕹菜生长的作用,效果因不同的氮水平及有机碳源而异。中氮(100 mg kg~(-1))水平下,以丙三醇的效果最好,其鲜重、干重、全碳含量及全氮含量与CK相比均有显著提高,增幅分别为12.88%、15.48%、7.05%和8.33%,且铁(Fe)含量与CK相比也显著提高,增幅高达16.2%,亚硝酸盐及钾(K)含量显著降低。高氮(120 mg kg~(-1))水平下,以α-酮戊二酸的效果最好,其鲜重、干重、全碳及全氮与CK相比均差异显著,增幅分别为17.97%、20.91%、7.97%和9.56%,蕹菜中的锌(Zn)与CK相比也显著提高,增幅高达16.18%,亚硝酸盐及K含量显著降低。在试验的三种氮水平下,有机碳处理可使蕹菜叶片中水溶性碳占全碳的百分比(WC/TC)及水溶性氮占全氮的百分比(WN/TN)下降,表明外源有机碳可促进蕹菜碳氮的合成代谢,从而促进生长,改善品质。研究结果提供了一条通过施肥补碳调控碳氮平衡实现蔬菜高产优质的新途径。     

有机物料输入对干润砂质新成土可溶性有机碳、氮的影响

对采集于干润砂质新成土不同土层土壤分别添加高C/N（黑麦草）和低C/N（苜蓿）有机物料后进行了室内培养试验。结果表明,各土层土壤添加有机物料后,均存在不同程度的矿质氮微生物净固定现象,且氮固定时间及程度与有机物料的C/N和土壤层次密切相关,添加高C/N黑麦草的深层低肥力土壤氮固定现象最明显。添加有机物料后,培养期间可溶性有机碳（DOC）累积量前期较高,中期先减后增,后期趋于稳定,不同土层土壤DOC的变化有所不同。0～20、20～40cm可溶性有机氮（DON）累积同时受矿质氮固定影响,低C/N苜蓿残体加入土壤后,在短暂氮素固定后,后期DON累积量明显提高;而加入高C/N黑麦草残体后,在较长时间内DON累积量无明显增加。添加有机物料导致培养前期土壤DOC/DON上升,随后降低。以上研究结果表明,如果从增加干润砂质新成土土壤有机质角度考虑,应该种植高C/N比的植物。因此,研究有利于进一步深入理解土壤溶液速效C、N养分的来源及其转化,对该地区土壤质量的调控具有一定参考价值。     

Contribution of dissolved organic nitrogen to N leaching from four German agricultural soils

Dissolved organic nitrogen (DON) substantially contributes to N leaching from forest ecosystems. However, little is known about the role of DON for N leaching from agricultural soils. Therefore, the aim of our study was to quantify the contribution of DON to total N leaching from four agricultural soils. Concentrations and fluxes of DON and mineral N were monitored at two cropped sites (Plaggic Anthrosols) and two fallow plots (Plaggic Anthrosol and Gleyic Podzol) from November 1999 till May 2001 by means of glass suction plates. The experimental sites were located near the city of Münster, NW Germany. Median DON concentrations in 90 cm depth were 2.3 mg l^—1 and 2.0 mg l^—1 at the cropped sites and 1.6 mg l^—1 and 1.3 mg l^—1 at the fallow sites. There was only a slight (Anthrosols) or no (Gleyic Podzol) decrease in median DON concentrations with increasing depth. Total N seepage was between 19 kg N ha^—1 yr^—1 and 46 kg N ha^—1 yr^—1 at the fallow sites and 16—159 kg N ha^—1 yr^—1 at the cropped sites. For the fallow plots, DON seepage contributed 10—21 % to the total N flux (4—5 kg DON ha^—1 yr^—1), at the cropped sites DON seepage was 6—21 % of the total N flux (6—10 kg DON ha^—1 yr^—1). Thus, even in highly fertilized agricultural soils, DON is a considerable N carrier in seepage that should be considered in detailed soil N budgets.     

不同培肥处理对土壤溶解性有机碳含量及特性的影响

以黄土高原南部地区的长期肥料定位试验为研究对象,通过室内测定及培养试验研究了不施肥(CK)、撂荒(FA)、施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施有机肥(MNPK)和氮磷钾配施秸秆(SNPK)培肥处理土壤中溶解性有机碳(DOC)的含量、结构特性及其降解特性。结果表明,在0～20 cm耕层土壤中,不同培肥处理土壤中DOC的含量变化范围在4.65～8.94 mg kg-1之间,平均为6.42 mg kg-1,各培肥处理间差异明显,其大小顺序为MNPKSNPKNPKFACK。由DOC溶液的UV280吸收值和腐殖化指数(HIXem)可以得出,不同培肥处理土壤中溶解性有机物中结构相对复杂的芳香化合物所占的比例明显不同,其大小顺序为SNPKMNPKFANPKCK。经过7d的生物降解培养,不同培肥处理土壤DOC溶液的降解率变化范围在19.3%～48.5%之间,平均为28.6%,其大小顺序为CKFANPKSNPKMNPK。随着培养的进行,DOC溶液中结构较为复杂的溶解性有机物的比例上升。     

长期施肥对砂姜黑土可溶性碳淋溶的影响

研究施肥对砂姜黑土可溶性碳淋溶的影响,对有机肥的可持续利用有重要意义。该研究依托33 a的长期试验,分析常规施肥（MF）、化肥+低量小麦秸秆（MFL）、化肥+高量小麦秸秆（MFH）、化肥+猪粪（MFP）和化肥+牛粪（MFC）等施肥方式对土壤剖面（0～60 cm）理化性质、微生物性状、可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon,DOC）和可溶性无机碳（Dissolved Inorganic Carbon,DIC）含量与分布的影响,探寻可持续的有机肥利用方式。结果表明,长期增施有机肥后0～60 cm剖面各土层有机碳、微生物量碳、氮均有不同程度提升,而对土壤全氮、容重和pH值的影响主要发生在0～20 cm表层。与MF处理相比,增施有机肥后0～20和>20～40 cm土层DOC含量均有显著（P <0.05）提高,而对>40～60 cm土层无显著影响。相对而言,0～60 cm各土层DIC的含量均有显著提升。长期增施有机肥后0～60 cm各土层DOC的UV280吸收值和芳香性指数分别较MF处理均有显著提高,其中以MFC处理最为显著,0～20、>20～40和>40～60 cm土层DOC的芳香性指数分别提高71.2%、153.3%和38.1%,这说明长期增施有机肥后土壤剖面DOC结构发生明显改变,芳香化合物含量提高,化合物结构变得更加复杂。逐步线性回归模型表明,土壤剖面DOC和DIC分布主要受pH值和微生物量碳的共同影响,且pH值的影响强度大于微生物量碳,而土壤剖面DOC化学结构受微生物量碳的影响。总体而言,外源有机物料投入的类型和数量是影响土壤剖面可溶性碳分布的重要措施,长期增施农家肥的碳淋失风险高于秸秆还田。     

马尾松-麻栎混交林土壤溶解性有机碳、氮空间分布特征

以河南省驻马店西部低山丘陵区马尾松—麻栎混交林为研究对象,分析土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)和溶解性有机氮(DON)储量及其对坡向、土层深度(0—10cm和10—20cm)及胸高断面积的响应规律。结果表明:坡向和胸高断面积显著影响SOC和DOC储量(p0.05),且不同坡向土壤中SOC、DOC和DON的影响因素不同。阳坡SOC储量主要限制性因素是速效钾,阴坡是全氮;阳坡与阴坡土壤DOC和DON储量主要受全氮的影响。另外,土层深度亦对SOC、DOC和DON储量有显著影响(p0.05),且随土层加深而降低,呈表层富集的现象。相关性分析表明,SOC、DOC和DON储量与土壤物理性质即土壤湿度、紧实度及土壤中颗粒组成存在显著的相关性。SOC、DOC和DON两两之间呈显著正相关关系,并均与土壤全氮、有效氮(铵态氮、硝态氮和碱解氮)、速效磷和速效钾等含量也存在显著的相关性(p0.01),表明土壤养分含量是影响马尾松—麻栎混交林土壤有机碳储量及溶解性有机碳、氮空间分布的重要因素。     

Different effect of drying on the fluxes of dissolved organic carbon and nitrogen from a Norway spruce forest floor

The forest floor represents the major source of dissolved organic carbon (DOC) and nitrogen (DON) in forest soils. The release mechanisms of DOC and DON from forest floors and their environmental controls as well as the dynamics of concentrations and fluxes are still poorly understood. We investigated the effect of drying and rewetting on the release of DOC and DON from a Norway spruce forest floor. Undisturbed soil columns of 17 cm diameter and 15—20 cm height were taken with 7 replicates from the forest floor of a mature Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) site and established at 10°C in the laboratory. Columns were exposed to different periods of drying (3, 5, 10, 20 days). Each drying period was followed by a rewetting for 5 days at an irrigation rate of 10 mm d^—1 with a natural throughfall solution. The percolates from the forest floor were collected daily and analyzed for DOC, total N, NH₄, NO₃, pH, electrical conductivity and major ions. Drying for 10 and 20 days decreased the water content of the Oi horizon from 280% dry weight to about 30%. The water content of the Oe and the Oa horizon only changed from about 300% to 200%. The fluxes of DOC from the forest floor were moderately effected by drying and rewetting with an increase after 3 and 5 days of drying, but a decrease after 10 and 20 days. On the contrary, the drying for 10 and 20 days resulted in a drastic increase of the DON fluxes and a subsequent decrease of the DOC/DON ratios in the forest floor percolates from about 50 to 3.3. These results suggest that the mechanisms for DOC release in forest floors differ from those for DON and that drying and rewetting cause temporal variations in the DOC/DON ratios in forest floor percolates.     

过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响

【目的】过量施氮会影响土壤有机碳、氮的组成与数量,进而改变土壤供氮能力,但关于西北旱地长期过量施用氮肥后土壤有机碳、氮及土壤供氮能力变化的研究尚缺乏。本文在长期定位试验的基础上,通过分析不同氮肥水平特别是过量施氮条件下土壤硝态氮,有机碳、氮和微生物量碳、氮的变化,探讨长期过量施氮对土壤有机碳、氮及供氮能力的影响。【方法】长期定位试验位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。在施磷(P2O5)100kg/hm2的基础上,设5个氮水平,施氮量分别为N 0、80、160、240、320 kg/hm2。重复4次,小区面积40 m2,完全随机区组排列。种植冬小麦品种为小堰22。本文选取其中3处理,以不施氮为对照(N0)、施氮量N 160 kg/hm2为正常施氮(N160),施氮量N 320 kg/hm2为过量施氮(N320),分别于2012年6月小麦收获后和10月下季小麦播前采集土壤样品,进行测定分析。【结果】过量施氮导致下季小麦播前0—300 cm各土层硝态氮含量显著增加,平均由对照的2.8 mg/kg增加到15.5 mg/kg;同时,0—60 cm和0—300 cm土层的硝态氮累积量分别由对照的47.2和108.9 kg/hm2增加到76.5和727.7 kg/hm2。过量施氮也增加了夏闲期间0—300 cm土层土壤有机氮矿化量,由对照的72.4 kg/hm2增加到130.7 kg/hm2。但过量施氮未显著增加土壤的有机碳含量,却显著增加了土壤有机氮含量,过量施氮0—20、20—40 cm土层土壤有机碳分别为9.24和5.39 g/kg,有机氮分别为1.05和0.71 g/kg,较对照增加52.2%和54.3%。同样,过量施氮未显著影响0—20、20—40 cm土层土壤微生物量碳含量,其平均含量分别为253和205 mg/kg,却显著提高了0—20、20—40 cm土层土壤微生物量氮含量,由对照的24.1和7.5 mg/kg提高到43.6和16.1 mg/kg。【结论】过量施氮可以显著增加旱地土壤剖面中的硝态氮累积量、夏闲期氮素矿化量、小麦播前土壤氮素供应量和土壤微生物量氮含量,但对土壤有机碳和微生物量碳没有显著性影响,同时过量施氮增加了土壤硝态氮淋溶风险,故在有机质含量低的黄土高原南部旱地冬小麦种植中不宜施用高量氮肥,以减少土壤氮素残留和农业投入,达到保护环境和培肥土壤的目的。     

长期不同施肥潮土对可溶性有机碳的吸附特征

可溶性有机碳(DOC)吸附影响土壤元素化学行为。为此,本研究采用批处理法研究了DOC在长期不同施肥处理(对照CK、氮N、氮磷NP、氮磷钾NPK、化肥+秸秆还田NPKS、化肥+有机肥NPKM)潮土上的吸附动力学和等温吸附特征。结果表明,猪粪源DOC易于分解,需要添加0.025 mmol(1 mL 25 mmol/L)Na N3抑制其分解,抑制率超过90%。DOC吸附符合准二级动力学方程(R~2≥0.99)。不同施肥处理下,吸附速率常数k及初始速率常数h与平衡吸附Qe都没有显著差异,平均值分别为0.208 kg/(g·h)、1.60 g/(kg·h)和2.77g/kg。吸附等温式可用Langmuir方程很好拟合(R~2≥0.96),吸附容量(最大吸附量)Q_(max)在不同施肥处理下也没有显著差异(平均7.05 g/kg),但在N和NP等非平衡施肥下却保持高的亲合力,半饱和吸附浓度k_d分别为50.2和57.6 mg/L,吸附亲合常数K则分别为0.02和0.017 4 L/mg;相反,在NPKM处理下,显著低的亲合性发生,k_d和K分别为72.94 mg/L和0.013 8 L/mg。研究证明粘粉粒含量控制了不同施肥处理潮土对DOC的吸附;土壤有机碳水平不影响Q_(max),而且高土壤有机碳还降低其吸附亲合性。     

Release of dissolved organic carbon and nitrogen from forest floors in relation to solid phase properties,respiration and N-mineralization

Dissolved organic carbon (DOC) and nitrogen (DON) are important components of the carbon and nitrogen turnover in soils. Little is known about the controls on the release of DOC and DON from forest floors, especially about the influence of solid phase properties. We investigated the spatial variation of the release of DOC and DON from Oe and Oa forest floor samples at a regional scale. Samples were taken from 12 different Norway spruce sites with varying solid phase properties, including C/N ratio, pH, different fractions of extractable carbon and exchangeable cations. Most of these solid phase properties are available for large forested areas of Europe in high spatial resolution. The samples were incubated at water holding capacity for eight weeks at 15°C and then extracted with an artificial throughfall solution to measure DOC and DON release. The rates of soil respiration and N-mineralization were determined to estimate soil microbial activity. The release of DOC and DON from Oe samples was two- to threefold higher than from Oa samples. The amounts released differed by one order of magnitude among the sites. The DOC/DON ratios in the percolates of the Oa samples were much higher as compared to the solid phase C/N, indicating different release rates of DOC and DON. In contrast, the DOC/DON ratios of the Oe percolates were in the range of the C/N ratios of the solid phase. The release of DOC and DON from Oe samples was not statistically correlated to any of the measured solid phase parameters, but to N-mineralization. The DOC and DON release from the Oa samples was positively related only to pH and soil respiration. Overall it was not possible to explain the large spatial variation of DOC and DON release by the measured solid phase properties with satisfying accuracy.     

不同有机物料还田对华北农田土壤固碳的影响及原因分析

中国农业面临着废弃物数量大、污染严重,农田土壤生产力低的现实问题。该研究以增加农田土壤固碳为目标对砂质农田进行有机物料还田,将秸秆、猪粪、沼渣和生物炭4种物料用尿素调节等氮还田,对农田土壤有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳的含量进行测定,并探究不同有机物料还田对土壤有机碳的影响原因。研究结果表明:物料还田3a后,生物炭、猪粪和沼渣处理土壤有机碳(SOC)比秸秆处理分别高262.4%、26.8%和20.7%;2014—2015年生物炭处理的土壤微生物量碳(MBC)较秸秆处理降低2.9%~35.5%,猪粪处理和沼渣处理的土壤可溶性有机碳(DOC)分别提高17.1%~60.1%和7.2%~64.8%;2014—2015年生物炭、猪粪和沼渣处理土壤颗粒有机碳(POC)较秸秆处理提高10.8%~148.2%、9.5%~58.3%和11.3%~57.6%;物料还田后,土壤总有机碳(TOC)和POC呈极显著的回归关系(R2=0.67,P0.001),土壤DOC与MBC有极显著相关性(R2=0.52,P0.001)。与秸秆还田相比,生物炭还田有利于土壤POC的累积进而促进土壤有机碳的提升,猪粪和沼渣则通过提高土壤MBC、DOC和POC的含量,促进土壤有机碳的周转和固定。从农田土壤固碳角度而言,生物炭,猪粪和沼渣还田优于秸秆还田。     

水稻品种和砷污染对土壤溶解性有机碳氮的影响

选取有机质含量和pH不同的2种水稻土(黄泥田和红泥田),通过盆栽实验研究砷(As)污染条件下,种植9个水稻品种对土壤溶解性有机碳(DOC)和溶解性有机氮(DON)含量的影响,分析水稻品种、As污染和土壤类型的相对影响与交互作用.结果表明,水稻品种显著影响了土壤DOC和DON的变化,在水稻收获后,DOC平均含量的大小顺序为杂交稻(41.09±0.92 mg kg-1)＞籼稻(38.10±1.53 mg kg-1)＞粳稻(37.74± 1.37 mg kg-1);DON平均含量的大小顺序为粳稻(2.94± 0.40 mg kg-1)＞杂交稻(2.61±0.42 mg kg-1)＞籼稻(1.45± 0.17 mg kg-1).As污染降低了土壤DOC和DON的含量,但不同品种水稻的响应不同.与对照相比,As污染条件下,黄泥田和红泥田中DOC平均含量分别下降了14.4％和11.1％,DON平均含量分别下降了65.0％和44.7％;DOC在种植杂交稻后降幅最小,而DON在种植籼稻后降幅最小.在两种水稻土中,黄泥田的DOC和DON平均含量高于红泥田,在没有As污染条件下,分别高22.4％和45.8％,这与黄泥田有机质含量和pH高有关.水稻品种、As污染和土壤类型对DOC和DON变化的影响不同,3个因子对DOC变化的相对贡献率分别为7.7％、15.5％和27.6％,对DON变化的相对贡献率分别为14.7％、24.2％和2.0％.