长期施肥下山东潮土固碳特征及产量效应

为明确长期施肥对山东潮土固碳潜力和作物产量的影响,以冬小麦-夏玉米轮作体系为研究对象,通过28 a定位施肥试验研究长期施肥下潮土固碳特征及其作物产量效应,提出不同肥力水平山东潮土有机碳提升策略。试验采用裂区设计,包括单施化肥和有机无机肥配施两大主处理,化肥区处理分别为不施肥、氮、氮磷、氮钾、磷钾、氮磷钾、减量氮磷钾、增量氮磷钾;有机肥区处理为化肥区处理基础上分别增加等量有机肥。结果表明,有机肥处理土壤累积碳投入量和固碳速率分别比化肥处理高2.47,4.29倍。有机肥处理土壤有机碳投入量为155.6～193.2 t/hm²,固碳速率为0.25～2.18 t/(hm²·a),化肥处理土壤有机碳投入量为39.5～100.5 t/hm²,固碳速率为4.15～5.49 t/(hm²·a)。其中,化肥区和有机肥区均是增量氮磷钾处理碳储量最高、固碳速率最快。随着外源碳的累积投入量增加,土壤有机碳呈线性增加,当投入量小于120 t/hm²时,土壤有机碳的存储能力为18.4%～20.6%;当投入...     

不同林分密度毛竹林生态系统碳储量特征

为了解毛竹林生态系统碳储量特征和碳库分配格局,以浙江钱江源森林生态系统定位观测研究站庙山坞林场为例,对5种林分密度毛竹林碳储量进行了分析和比较。5种林分密度的毛竹林土壤有机碳含量随着土层深度的增加均表现逐渐减少的变化趋势;毛竹林系统中土壤层碳储量均为各个林分类型中密度最高的组分,范围为127.65~166.65 t/ hm²;乔木层碳储量为15.59~31.59 t/ hm²,林分Ⅳ和Ⅴ的乔木层碳储量显著高于其他林分(P<0.05);五种林分灌草层和凋落物层碳储量均较少。随着林分密度的增加,毛竹林乔木层、土壤层和总系统碳储量也均增加。随着林分密度增加,毛竹林系统碳储量也逐渐增加,和其他森林生态系统相比,毛竹林生态系统碳储量仍略低,在不影响经济效益的情况下,建议再增加种植密度。     

不同施氮量对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响

为探究华北地区夏玉米低碳生产的氮肥管理措施,以典型夏玉米田为对象,设置了不施氮(N0)、施氮100 kg/hm²(N1)、施氮150 kg/hm² (N2)、施氮200 kg/hm² (N3)4个处理,通过土壤温室气体排放、农事投入间接碳排放和作物固碳综合评估了不同施氮水平对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响。结果表明,农田土壤CO₂、N₂O排放随施氮量升高而升高,CH₄吸收量随施氮量的升高而下降,N1、N2和N3处理土壤温室气体总排放的碳当量分别较N0提高14.91%、24.19%、29.67%;氮肥投入贡献了较高的间接排放,达到135.27~270.55 kg/hm²;施氮促进了作物固碳,N0、N1、N2、N3净初级生产力固碳量分别为1965.56、3125.68、4345.55、4663.64 kg/hm²。综合系统碳流来看,各处理均表现为碳汇,净碳效应分别为258.33、1034.99、2032.82、2192.16 kg/hm²,碳可持续指数分别为0.15、0.50、0.88、0.89。200 kg/hm²施氮量下能够以相对较低的碳耗换取较高的固碳率,表现出较高的净碳效应,可推荐为氮素适宜投入量。     

太湖地区稻麦轮作系统有机氮肥替代率的演变特征及其影响因素

有机肥替代化肥是化肥减量的关键措施。本研究的主要目标是明确太湖地区稻麦轮作体系中有机氮肥替代率的主要限制因素,为提高有机氮肥替代率提供理论基础。依托40 a长期定位观测试验,分别选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和单施有机肥(OM)3个处理,研究有机氮肥替代率与土壤碳氮关系。其中,化肥采用尿素、过磷酸钙和氯化钾,年均施氮225～300 kg/hm²,年均施磷(P₂O₅)119.4 kg/hm²,年均施钾(K₂O)179.1 kg/hm²;有机肥采用猪粪和菜籽饼,年均折合施氮103.1 kg/hm²,折合施磷(P₂O₅)82.7 kg/hm²,折合施钾(K₂O)70.1 kg/hm²。测定指标包括土壤有机碳、总氮,计算有机氮肥替代率和土壤碳氮比。结果表明,长期施肥提高了土壤有机碳水平,OM、NPK和CK处理土壤有机碳含量可用...     

等碳量添加生物炭和秸秆对烟田土壤呼吸及净碳收支的影响

研究生物炭和秸秆添加对烟田生态系统土壤呼吸及碳收支的影响,阐明生物炭、秸秆以及二者配施处理烟田的固碳效应。2020—2021年,设置常规施肥(CK)、常规施肥+2.25 t hm^–2生物炭-C (T1)、常规施肥+2.25 t hm^–2秸秆-C(T2)、常规施肥+1.125 t hm^–2生物炭-C+1.125 t hm^–2秸秆-C (T3) 4个处理,对不同组分土壤呼吸及土壤主要环境因子、土壤碳增量、作物净初级生产力固碳量以及进行农业生产造成的碳排放进行了测定。结果表明,添加秸秆、秸秆与生物炭配施处理烤烟生育期内土壤呼吸累计排放碳量显著高于对照(P<0.05),提升幅度分别为21.40%～35.45%、5.90%～9.89%;添加生物炭、秸秆处理土壤自养呼吸占比分别较对照提高6.35%～7.34%、3.21%～5.97%,生物炭与秸秆配施处理仅2021年较对照提升3.91%。添加生物炭、秸秆提高了生育期内土壤温度和水分,单施生物炭处理土壤水分显著提高了1.93%～7.07%。土壤主要环境因子中...     

生物炭投入对稻田土壤微生物量碳氮及水稻品质的影响

为探讨贵州黄壤稻田中生物炭还田效应，通过田间定位试验，设置5个处理：ck(NPK)、B 1(NPK+4.0 t/hm²生物炭)、B 2(NPK+8.0 t/hm²生物炭)、B 3(NPK+12.0 t/hm²生物炭)、B 4(NPK+16.0 t/hm²生物炭),分析添加生物炭对土壤微生物量碳氮及水稻产量和品质的影响。结果表明，施用生物炭显著提高了土壤有机碳含量，对全氮含量影响不显著，降低了土壤微生物熵(qMB);SMBC、SMBN含量及SMBC/SMBN值随生物炭用量增加呈先增后减趋势，SMBC、SMBN含量以B 2处理最高。各处理的qMB、SMBC、SMBN及SMBC/SMBN和SMBN/TN相互间存在显著或极显著正相关关系。添加生物炭显著提高了水稻产量和品质，以B 2处理稻米产量和品质最高，较ck增产15.21%。本试验条件下，8.0 t/hm²生物炭与化肥配施对提高黄壤稻田土壤微生物量碳氮和水稻产量及改善水稻品质效果最好。     

长期不同施肥措施下华北潮土土壤有机碳的固存变化

为揭示小麦秸秆还田及施肥对潮土土壤有机碳演变的影响,以指导华北潮土培肥增产。在辛集马兰设置22 a潮土长期定位试验(1992-2014年,试验包含4个处理,NP:不施钾+秸秆不还田; NPK:平衡施肥+秸秆不还田;NPS:不施钾+小麦秸秆还田; NPKS:平衡施肥+小麦秸秆还田),研究不同施肥措施下试验年限、碳投入、碳平衡与土壤有机碳含量的响应关系。结果表明:所有处理表层(0～20 cm)土壤有机碳含量随时间均呈增加趋势,NP、NPK、NPS、NPKS增加速率分别为0. 06,0. 17,0. 25,0. 34 g/(kg. a),且22 a后各处理土壤有机碳储量均增加,分别增加为2. 2,6. 2,5. 9,8. 9 t/hm~2,固碳速率分别为0. 10,0. 28,0. 27,0. 40 t/(hm~2·a)。土壤有机碳储量变化与累积碳投入变化量呈线性相关关系(y=0. 091x-0. 241,R~2=0. 360*),在小麦秸秆还田下,维持初始有机碳水平的累积碳投入量为2. 65 t/hm~2,固碳效率为9. 1%。通过边界线分析可知,小麦和玉米生产中稳产高产最低土壤有机碳含量分别为9. 47,9. 04 g/kg,未达到此值时土壤有机碳含量每增加1 g/kg,小麦籽粒产量增加167. 5 kg/hm~2,玉米籽粒产量增加678. 5kg/hm~2。秸秆还田和平衡施肥是华北潮土有机碳含量提升和土壤碳库保育的重要手段,连续秸秆还田和平衡施肥对保证该区域粮食生产高产稳产有重要作用。     

不同冬季覆盖作物轮作对农田土壤碳氮影响

风蚀是干旱区农田生态系统中土壤质量降低的关键因素,冬季作物覆盖可有效减少农田的土壤风蚀。通过探究河西灌区不同冬季覆盖作物轮作复种绿肥对农田土壤碳氮影响,以期为构建合理的周年覆盖轮作模式提供理论依据。本研究在热量一熟有余两熟不足的河西灌区春小麦种植区把冬小麦、冬油菜两种冬季覆盖作物和绿肥还田处理嵌套种植形成：（1）春小麦—冬油菜—箭筈豌豆(WCP)、（2）春小麦—冬小麦—箭筈豌豆(WWP)、（3）春小麦—箭筈豌豆(WP)、(4)春小麦—春小麦(W,CK)不同种植模式,在360 kg/hm² (N2)、270 kg/hm² (N1)、0 kg/hm² (N0) 3个施氮水平下,研究不同轮作模式对农田土壤碳、氮含量的提升效应。结果表明：在同一种植模式下土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量随施氮量的增加而增加,但在氮肥减量(N1)的条件下,与常规施氮(N2)相比较WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳含量及微生物量氮无显著降低。相同施氮条件下,轮作模式间差异不显著,但与CK间差异显著;其中,0~10 cm土层,WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量平均较CK提高5.42%、9.78%、10.96%、20.51%、15.76%、18.94%;10~30 cm土层,提高9.54%、7.06%、12.99%、20.12%、16.51%、18.16%。因此,春小麦轮作冬油菜复种绿肥模式在氮肥减量条件下仍对农田土壤碳氮有明显的提升效应,为河西灌区良好的周年覆盖作物轮作模式。     

连作年限对棉田土壤团聚体有机碳分布的影响

研究棉田土壤团聚体有机碳分布对不同连作年限的响应,为棉田土壤固碳提供理论依据。以连作5、12、17年(L₅、L₁₂、L₁₇)棉田土壤为研究对象,分析不同连续种植年限条件下,土壤团聚体分布及团聚体有机碳含量。结果表明,与种植1年对照CK处理相比,连作17年处理,0~20、20~40 cm土层>2 mm粒径团聚体百分含量较对照分别显著降低16.7%、13.2%(P<0.05);各土层,连作5年处理土壤有机碳含量最高,分别为11.8、10.6 g/kg,较对照显著提升16.2%、15.1%;土壤团聚体有机碳贡献率以>2 mm粒径最大,占50%以上,<0.053 mm粒径的碳贡献率最小。连作不利于土壤质量的保持,但短期连作对土壤有机碳的积累起正向作用。在本试验条件下,连作5年土壤有机碳含量最大,连作5年后有机碳含量逐渐降低。     

火干扰对喀纳斯泰加林土壤有机碳的影响

为了研究不同火干扰烈度对喀纳斯泰加林土壤有机碳含量及碳储量的影响,以喀纳斯泰加林同一火烧时间不同火干扰烈度的火烧迹地为研究对象,对不同土层(0~10 cm,10~25 cm)有机碳含量进行测定并估算其碳储量,采用单因素方差分析及LSD多重比较进行差异显著性分析。结果表明,相同火干扰烈度下0~10 cm土层土壤有机碳及碳储量均大于10~25 cm土层。0~10 cm土层中碳储量表现为：未火烧>轻度火干扰>中度火干扰>重度火干扰,在10~25 cm土层中碳储量表现为：轻度火干扰>中度火干扰>未火烧>重度火干扰。0~10 cm土层的土壤有机碳含量和碳储量以及10~25 cm土层的有机碳含量损失程度会随着火干扰烈度的增加而增加。10~25 cm土层碳储量会在轻度和中度火干扰后出现增加。     

北方冬小麦-夏玉米复种区生物炭与明矾配施对土壤碳氮状况影响研究

旨在为大田施用土壤调理剂改善土壤碳氮状况提供理论依据。在北方冬小麦-夏玉米种植区,选用生物炭和明矾作为土壤调理剂材料,设计T1（对照）、T2（生物炭）、T3（明矾）、T4（生物炭+明矾）4个处理的两茬定位试验。结果表明,T2（生物炭）与T4（生物炭+明矾）处理改善土壤碳氮状况、提高作物产量和氮素养分吸收的效果较好。经过两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理土壤有机碳含量有所提高,为15.82 g/kg,表层土壤C/N增加为10.88。土壤硝态氮经两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理改善效果最好,0~30、30~60、60~90²最高,其次为T4（生物炭+明矾）处理,而小麦以T4（生物炭+明矾）处理产量最高,为10.28 t/hm²。T4（生物炭+明矾）处理夏玉米和冬小麦的吸氮量均最高,分别为168.32 kg/hm²和35.49 kg/hm²。总体来看T4（生物炭+明矾）处理对改善农田土壤碳氮状况效果较好。     

贵州省露地菜椒生产的能量效益和碳足迹评价——以锦屏县为例

为探明贵州省调减玉米种植后改种辣椒经济作物的生态效益,本研究以锦屏县为例,基于对80个小农户及4家合作社的调查数据,采用生命周期评价法,对该地区辣椒生产的能量流和碳足迹进行定量评价。结果表明：（1）辣椒生产的能量输入为53431.8 MJ,远大于产出的9000 MJ,净能量效益为-44431.8 MJ;其中,化肥和农膜占有能量投入的最大比重,分别是53%和16%;能量利用效率、单位产品能量比和单位能量生产率分别为0.17、4.75 MJ/kg和0.21 kg/MJ;（2）碳足迹结果为碳排放大于碳固定分别是5450.9 kg CO₂eq和2227.3 kg CO₂eq;净碳效率(0.41)小于1,属温室气体排放贡献源;化肥生产运输环节和农作肥料施用环节对农田碳排的贡献最大分别为44.7%和32.07%;有机耗碳比、单位面积碳足迹、单位产品碳足迹和单位经济效益碳足迹分别为0.07、0.55 kg CO₂eq/m²、0.48 kg CO₂eq/kg、2.91元/kg CO₂eq。可见,在该地区,产业结构调整后辣椒种植存在潜在的生态风险。因此,优化农资投入结构,减少化肥施用,增加有机质投入占比,发展清洁能源,加强良种选育是今后锦屏县域辣椒生产提能效、减碳排,实现生产与生态共赢的关键。     

北方地区土壤速效养分及容重对秸秆还田的响应

本研究旨在探明中国北方地区土壤速效养分及容重对秸秆还田的响应，选择秸秆还田为主要研究目标，通过设置“秸秆还田”、“理化性质”、“华北”、“东北”、“西北”等关键词在中国知网、万方等多个数据库中，筛选出60篇关于秸秆还田对作物产量和土壤改良影响效应和影响因素的文献。采用Meta分析法定量研究土壤速效养分和容重对秸秆还田的响应。结果表明：秸秆还田能够显著(P<0.05)提升土壤有机碳、碱解氮和速效钾的含量，一定程度上降低土壤容重。华北地区秸秆还田对土壤速效养分的提升效果显著优于东北和西北地区，而对西北地区容重降低效果低于华北和东北地区；中高量秸秆还田(5000～10000 kg/hm²和10000～15000 kg/hm²)能够显著提升土壤有机碳、碱解氮和速效钾的含量，低秸秆还田量(≤5000 kg/hm²)对土壤容重并无显著影响，而超高秸秆还田量(>15000 kg/hm²)则显著(P<0.05)降低了土壤容重；免耕相比旋耕、深耕、浅耕可以显著(P<0.05)提升土壤有机碳、碱...     

白洋淀湿地CH4和CO2排放特征及其影响因素初探

本研究旨在探索白洋淀湿地碳排放规律及影响因素,以期为制定该地区的碳管理决策提供技术支持.运用静态箱-气相色谱法,测定了白洋淀湿地不同时间、区域环境下甲烷(Ch4)和二氧化碳(CO2)的排放通量.结果 表明,5-10月CH4和CO2排放通量均呈现先增大后减少的变化趋势,其中7月CH4和CO2排放通量的日变化较大.在空间上...     

长期秸秆还田对旱地玉米土壤有机碳及碳库管理指数的影响

以山西省晋中市寿阳县长期玉米种植区褐土为研究对象,探讨秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分和土壤碳库管理指数的影响,以期为北方旱地褐土培肥、提高土壤质量提供理论依据。基于连续30年（1992—2021年）秸秆还田长期定位试验,按照等碳量秸秆还田,设置4个处理[秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆过腹还田(CM)、秸秆不还田(CK)]进行分析。结果表明：（1）CM处理的土壤总有机碳含量较SM、SC显著提高了29.23%、35.72%。（2）CM处理的土壤活性有机碳含量较CK显著提高了77.72%,且与SM、SC差异显著;SM、SC、CM处理的土壤微生物量碳含量较CK分别显著提高了26.39%、43.51%、70.83%;SM、SC、CM处理的土壤可溶性有机碳含量较CK分别显著提高了4.32%、31.47%、60.00%。（3）SM、SC、CM、CK间的土壤活性有机碳效率无显著差异,SC处理的土壤微生物量碳有效率和可溶性有机碳有效率较CK分别显著提高了28.04%、17.10%,SM处理的土壤可溶性有机碳有效率较CK显著降低了11.48%,CM对于土壤碳素效率无明显...     

马铃薯淀粉加工废水灌溉对土壤质量及玉米生长的影响

研究马铃薯淀粉加工废水灌溉对土壤性质及玉米生长的影响,以探明最适废水还田量。试验设置清水3000 m³/hm²(W₁,CK)、废水600 m³/hm²(W₂)、废水900 m³/hm²(W₃)、废水1200 m³/hm²(W₄)、废水3000 m³/hm²(W₅) 5个处理,对比分析不同灌溉量对土壤团聚体、N、P、K、有机质、酶及玉米出苗率和产量的影响。结果表明：（1）0.25~2 mm粒级的土壤水稳性团聚体含量随废水灌溉量的增加呈先增加后减少的趋势,分别比W₁增加了14.90%、17.04%、4.09%和16.67%;（2）灌溉1年,废水灌溉表层0~20 cm土壤碱解氮、速效钾、有效磷及有机质含量均高于对照;（3）过氧化氢酶、脲酶及磷酸酶活性分别在W₄、W₂ 及W₄处理下增加最高,增加量分别为9.64%、5.34%及17.24%;（4）过量灌溉会降低玉米出苗率,废水灌溉量不宜超过1200 m³/hm²。2年灌溉W₃时玉米产量最高,分别为69171、59404.5 kg/hm²。总体来看,最适废水灌溉量为900 m³/hm²。     

秸秆覆盖深松对夏玉米田土壤有机碳库的影响

为探究秸秆覆盖深松对土壤有机碳库的影响,采用4种耕作模式处理（深松覆盖、深松不盖、免耕覆盖、免耕不盖）在河南西平进行了连续3年田间试验,研究了不同处理对土壤中有机碳（SOC）、易氧化有机碳（ROC）和溶解性有机碳（DOC）含量的影响。结果表明,4种耕作模式下,SOC、ROC和DOC含量均随着土层的加深而降低;在0~5cm和5~10cm土层,秸秆覆盖处理下SOC、ROC和DOC含量高于不覆盖处理,表现为深松覆盖>免耕覆盖>深松不盖>免耕不盖;而从10~20cm土层以下,免耕处理下SOC、ROC和DOC含量急剧下降,表现为深松覆盖>深松不盖>免耕覆盖>免耕不盖。相关性分析表明,ROC、DOC含量与SOC含量之间分别存在显著和极显著的相关关系,说明土壤ROC和DOC的含量很大程度上与SOC的储量相关。