关中地区农田生态系统土壤微生物体氮分异性研究

对陕西关中不同地区农田土壤测定结果表明。微生物体氮是土壤有机氮库的重要组成部分。占土壤全氮的０．３８％～２０．５５％,平均为６．８０％。土壤微生物体氮具有显著的分异性,表现为不仅具有显著的水平变异性,也存在明显的垂直分异性：随着土层深度增加分层性,表现为不仅具有显著的水平变异性,也存明显的垂直分异性：随着土层深度增加,微生物体氮下降,层次间的这种差异十分显著,在耕层,土壤微生物体氮与土壤有机质间有     

水分胁迫对设施延迟栽培葡萄根际土壤有机氮及土壤酶活性的影响

为探讨不同水分胁迫条件下设施栽培葡萄根际土壤基本理化性质与有机氮组分及土壤酶活性的变化规律,并分析三者之间的相关关系,为甘肃河西地区设施延迟栽培葡萄制定合理的胁迫灌溉模式提供一定的参考依据。采用水分胁迫单因素完全随机试验设计,运用Bremner法测定着色成熟期葡萄根际土层中有机氮组分含量及土壤基本理化性质、全生育期土壤酶活性在不同水分胁迫(中度W1、轻度W2、充分供水W3)下的变化特征。结果表明:(1)全生育期中度和轻度水分胁迫对设施延迟栽培葡萄根际土壤全氮、铵态氮、全磷、有机质以及有机碳无显著影响,却降低了葡萄根际土壤微生物生物量碳、氮含量;新梢生长期和果实膨大期土壤硝态氮和速效磷含量分别为12.06 mg·kg-1和28.88 mg·kg-1,显著低于充分供水处理。(2)中度和轻度水分胁迫对葡萄全生育期根际土壤过氧化氢酶活性无显著性影响,而对果实膨大期和着色成熟期的脲酶、蔗糖酶含量均呈现不同程度的抑制效果。(3)各处理有机氮组分的含量大小顺序为非酸解态氮酸解氨基酸态氮酸解铵态氮酸解未知态氮酸解氨基糖态氮;轻度和中度水分胁迫均有助于葡萄根际土壤酸解总氮的积累,比对照分别提高21.16%和10.34%。(4)相关分析表明,蔗糖酶与生物量碳呈显著正相关;RDA分析显示硝态氮、铵态氮为影响土壤有机氮组分变化的最主要环境因子,全氮次之。     

施用沼液对紫花苜蓿种植土壤有机碳、氮组分影响研究

为明确沼液替代氮肥对种植紫花苜蓿石灰性土壤有机碳、氮组分的影响,开展田间试验,设置不施肥,常规施用化肥氮,基于化肥氮20%用量的沼液＋80%化肥氮,基于化肥氮50%用量的沼液＋50%化肥氮,基于常规施用化肥氮100%、200%用量的沼液共6个处理,分析比较各处理对土壤有机碳、氮组分影响。结果表明：随沼液配施比例的提高,土壤酸解氨基酸态氮、酸解总氮含量逐渐增加,与单施化肥相比,100%和200%沼液施用处理下土壤氨基酸态氮、酸解总氮含量分别显著提高13.93%~37.21%和8.22%~21.71%;20%~50%沼液施用利于提高土壤非酸解态氮含量;与100%沼液施用相比,200%沼液施用处理土壤酸解未知态氮和全氮含量分别下降9.01%~37.00%和0.89%~7.87%;沼液施用提高了土壤酸解氮组分尤其是酸解氨基酸态氮的比例。全氮与酸解总氮、氨基糖态氮和未知态氮含量呈极显著正相关关系。土壤腐殖酸、富里酸、游离腐殖酸和有机碳含量随沼液配施比例的提高而提高;与单施化肥相比,沼液100%和200%施用处理显著提高富里酸含量,沼液50%施用处理显著提高胡敏酸含量,胡富比随沼液施用比例提高呈下降趋势;有机碳与腐殖酸、游离腐殖酸、残渣碳、富里酸含量呈极显著正相关关系。综上所述,本研究条件下基于常规施用化肥氮100%用量的沼液更有利于土壤有机碳、氮组分含量的累积。     

我国三种种植制度下农田土壤有机碳、氮关系的演变特征

对34个国家级耕地质量监测点20余年连续监测数据进行了统计分析,旨在探讨常规施肥下我国旱作、水旱轮作和稻田系统土壤碳、氮关系的演变特征.结果表明,1985～2006年.我国常规施肥方式下旱地、水旱轮作和稻田系统表层土壤有机碳和全氮均显著增加,三种种植制度下土壤C/N演变存在一定差异.土壤C/N均值从1985～1990年...     

不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响

为探明不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对陇中黄土高原旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响,2014年在定西市安定区李家堡镇布设的不同氮水平下秸秆、生物质炭添加定位试验(共9个处理),利用Bremner分级法,对该试验2018年收获后的土壤有机氮组分进行测定与分析。结果表明:在0～30 cm土层(0～5、5～10、10～30 cm土层),各处理酸解总有机氮、酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮、酸解未知态氮含量均随土层的加深而降低,酸解氨基糖态氮含量随土层的加深而增加;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),生物质炭添加(BN0、BN50、BN100处理的均值)处理可提升酸解总有机氮含量10.12%、9.14%、7.61%(土层由上至下),提升酸解氨态氮含量15.02%、16.25%、17.19%(土层由上至下),提升酸解氨基酸态氮含量13.31%、11.84%、8.74%(土层由上至下),其中BN100处理下对其提升效应最显著;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),秸秆添加处理(SN0、SN50、SN100处理的均值)可提升酸解氨基糖态氮含量26.46%、26.51%...     

耕作方式对旱地麦田土壤团聚体及其碳氮组分分布的影响

为明确蓄水保墒耕作方式下旱地麦田土壤团聚体稳定性、有机碳及碳组分和全氮及氮组分在不同粒径团聚体组分中的分布特征,深入了解不同耕作方式下土壤碳氮固持机制,以连续3 a(2017—2020年)实施不同耕作方式(免耕、深松、深翻)后冬小麦收获期0～20 cm土壤为研究对象,采用湿筛法测算土壤团聚体的构成与稳定性(R_0.25,>0.25 mm团聚体含量;MWD,平均重量直径;GMD,几何平均直径),并测定各粒径团聚体有机碳(SOC)和碳组分(重组有机碳,HFOC;轻组有机碳,LFOC;易氧化有机碳,EOC;可溶性有机碳,DOC;颗粒有机碳,POC)含量、全氮(TN)和氮组分(硝态氮,NO^-₃-N;铵态氮,NH⁺₄-N;可溶性有机氮,SON)含量,分析了碳氮组分的相关关系。结果显示：(1)免耕和深松处理>2 mm团聚体土壤比例较深翻处理分别提高8.8%和22.1%,免耕有利于增加<0.053 mm粉黏粒比例,较深松和深翻处理分别提高46.4%和27.7%。深松处理较深翻...     

沟灌方式和有机肥配合对甜糯玉米产量和土壤有机碳组分及酶活性的影响

为探明有利于提高甜糯玉米鲜穗产量和土壤质量的水肥供应模式,开展了3种有机肥料(牛粪FC、生物有机肥FB和猪粪FP)和2种有机无机N比例(70%无机N+30%有机N(1),60%无机N+40%有机N(2))下,3种沟灌方式(常规沟灌CFI,交替隔沟灌AFI和隔沟灌溉FFI)配合对甜糯玉米产量和土壤有机碳组分及酶活性影响的田间试验。结果表明:FFI时,与FB相比,FC和FP甜糯玉米鲜穗产量分别提高1.6%和2.3%,且FC处理提高土壤易氧化有机碳(ROC)和微生物量碳,FP处理提高土壤可溶性有机碳(DOC)含量。各沟灌方式下,与FC1相比,FC2不同程度提高甜糯玉米鲜穗产量、土壤过氧化氢酶和脲酶活性、有机碳(SOC)、ROC和DOC含量,其中土壤ROC和DOC含量分别提高14.5%~37.9%和24.3%~78.5%。与CFI相比,FC1时,抽雄期AFI和FFI土壤ROC、灌浆期AFI和成熟期FFI土壤DOC显著提高;FC2时,抽雄期FFI土壤有机碳提高10.3%,抽雄期和灌浆期AFI和FFI土壤ROC提高19.8%~31.5%,灌浆期和成熟期FFI土壤DOC分别提高57.9%和26.1%。玉米鲜穗产量与灌浆期土壤脲酶活性、SOC、ROC和DOC,以及SOC与ROC之间呈显著相关关系,其中鲜穗产量与DOC之间相关系数为0.834。因此,60%无机N+40%牛粪N与隔沟灌溉或交替隔沟灌结合是有利于提高甜糯玉米鲜穗产量和土壤质量的水肥供应模式。     

秸秆带状覆盖对土壤有机碳及其活性组分的影响

为了探讨秸秆带状覆盖对旱地不同剖面深度土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和易氧化态碳(EOC)的影响,于2017—2020年在甘肃省布设秸秆带状覆盖试验,设玉米整秆带状覆盖(TSM)处理,以黑膜双垄沟全膜覆盖(TPM)和传统露地平作(TNM)为对照.结果表明:土壤有机碳和活性碳组分含量...     

麦豆长期轮作下秸秆还田对土壤碳氮组分及作物产量的影响

通过在陕西杨凌开展的田间长期定位试验,研究冬小麦-夏大豆长期轮作模式下秸秆还田量（不还田、半量还田、全量还田）对土壤碳氮养分及麦豆产量的影响。结果表明：土壤全氮、矿物质氮、硝态氮、微生物量氮含量随着秸秆还田量的增加而增加,与不还田相比,半量还田处理0～40 cm土壤全氮、矿物质氮、硝态氮、微生物量氮含量比不还田处理平均增加10.51%、11.58%、15.71%、35.68%,全量还田处理比不还田处理平均增加19.61%、21.84%、26.50%、40.77%。秸秆半量还田、全量还田处理土壤有机碳含量比不还田处理分别增加4.10%、14.58%,水溶性有机碳含量分别增加2.01%、6.68%,微生物量碳含量分别增加6.71%、7.67%。土壤全氮、硝态氮、矿物质氮含量表现为9—12月份较高,3—5月份较低,微生物量碳、氮变化趋势与之相反。0~20 cm土壤中碳、氮各组分含量均高于20~40 cm土层。秸秆还田处理增产显著,与不还田处理相比,半量还田处理大豆、小麦产量分别增加3.63%、5.44%,全量还田处理分别增产19.69%、10.38%。长期麦豆轮作下秸秆全量还田措施是提高作物产量、改善土壤质量的有效途径。     

半干旱半湿润农田生态系统不可忽视的土壤氮库-土壤剖面中累积的硝态氮

为了有效利用氮肥，减少残留NO3^--N在土壤剖面中的累积，在位于半干旱半湿润地区的陕西岐山、杨凌、澄城和甘肃的定西，我们连续几年对不同试验处理条件下土壤剖面中残留NO3^--N的累积强度及其影响因子进行了系统研究。研究结果表明，在半干旱半湿润农田生态系统石灰性土壤剖面中累积着大量的残留NO3^--N。在所有测定土壤剖面中，NH4^4-N含量和累积量不仅在不同土层中差异不大，而且在不同生态系统和管理条件土壤剖面中的差异也不大，其含量变化在1～3μgN／g之间，累积量相当于14～42kg／hm^2，平均28kg／hm^2，显著小于残留NO3^--N。残留NO3^--N累积量平均占总矿质氮(NO3^--N NH4^ -N)累积量的75％以上，是土壤剖面中可浸取态矿质氮的主体。在岐山测定的129个土壤剖面中，O～100cm土层残留NO2^--N累积量小于50kg／hm^2的有26个，占20％，大干70kg／hm^2的有86个，占66．7％，大于100kg／hm^2的有47个，占36％，大干140kg／hm^2的有13个，占10％，每季作物吸氮量大约是70kg／hm^2，说明在目前施肥和生产水平下，有66．7％田块O～100cm土层中的残留NO3^--N最少与1季作物吸氮量相当；在杨凌、澄城、定西等地大部分试验小区(与当地一般施肥水平相当的小区)，甚至有些不施氮肥对照小区土壤剖面中残留的．NO3^--N与1季作物的吸氮量也基本一致。这些结果充分说明，在半干旱农田生态系统石灰性土壤剖面中残留累积的NO3^--N是不可忽视的有效氮库。因此，在估计土壤供氮水平和确定施氮量，或者在制定这一地区土壤供氮指标测定方法时，必须要充分考虑在一定土层土壤剖面中的残留NO3^--N。土壤剖面中的残留NO3^--N通过对流(Convection)和扩散(Diffusion)等途径，逐渐向深层移动，脱离根区。在杨陵灌溉试验站和蔬菜试验站的测定结果表明，O～1000cm土层累积的NO3^--N分别高达1295．6kg／hm^2和710．4kg／hm^2，O～600cm土层累积的NO3^--N分别为。706．1kg／hm2和435．1kg／hm^2。在200cm土层以下累积着大量NO3^--N。在以上观测的2个剖面中，200～400cm、400～600cm、600～800cm和800～1000cm各土层累积的NO3^--N数量显著大干0～200cm土层，说明在上层(特别是在耕层)以各种途径增加的NO3^--N，通过长期淋溶，完全有可能脱离根区，淋溶到1000cm以下土层。在不同试验区进行的所有试验结果均表明，与不施氮对照小区相比，施氮小区在作物收获时，土壤剖面中残留．NO3^--N累积量呈增加趋势，并随施氮量增加，残留累积量增加。在杨凌和澄城进行的长期定位试验表明，连续施用氮肥，特别是高量氮肥田块，土壤剖面中残留NO3^--N与不施氮对照之间的差异很大：在杨凌长达25a的长期定位试验中，NP处理O～120cm土层残留NO3^--N累积量(163．4kg／hm。)比不施肥对照(51．8kg／hm^2)增加111．6kg／hm^2，如果在施NP的基础上休闲，残留NO3^--N增加效果更加突出，比对照增加156．5kg／hm^2；试验还发现，在施NP的基础上，配施玉米秸秆，一定程度上能够降低残留NO3^--N累积量，并随秸秆用量增加，残留NO3^--N累积量下降；在澄城，连续4季作物施用氮肥后，从2个灌水处理平均结果看，与不施氮对照相比，在每季作物施氮量低(＜75kg／hm^2)时，不会发生NO3^--N残留累积，而当施氮量高于112．5kg／hm^2时，在O～120cm土层中残留NO3^--N累积量显著增加。在杨凌进行的2次大田试验表明，无论是在降雨丰富年份，还是在干旱年份，休闲都能够显著增加土壤剖面中NO3^--N的累积量，并且不管在任何采样时期，休闲小区100～120cm土层的NO3^--N含量均比复种玉米小区高，复种玉米能够减少残留NO3^--N在土壤剖面中的累积。由于地膜覆盖改变了土壤水热状况和生物性质，因而也必然影响土壤氮素转化过程，从而影响NO3^--N在土壤剖面中的累积。在定西进行的2a试验结果表明，如果在春小麦播种后全生育期覆膜，能够显著增加收获时土壤剖面中残留NO3^--N的累积：1999年，不施氮时，增加9.4kg／hm^2，施氮后，增加88．9kg／hm^2；2000年，不施氮时，增加17．9kg／hm^2，施氮后，增加39．9kg／hm^2；定西试验还表明作物生育前期覆膜，后期揭膜，有利于减少残留NO3^--N在土壤剖面中的累积。在作物生长后期，地膜覆盖处理耕层土壤水分条件较好，温度较高，有利于土壤有机氮的矿化。而在这一时期，小麦对NO3^--N的吸收能力减弱，需要量减小，因而在土壤剖面中易产生残留NO3^--N的大量累积。小麦收获后，值降水较多期，累积的NNO3^--N非常容易通过淋溶和反硝化损失，从这一角度考虑，在春小麦栽培中，不宜提倡全生育期地膜覆盖。     

半干旱区生态过程变化中土壤硝态氮累积及其在植物氮素营养中的作用

半干旱区农田生态系统石灰性土壤施入的氮肥和有机氮矿化产物,除植物吸收、微生物固定、粘土矿物固定、挥发损失和反硝化损失外,有相当一部分最终以NO3--N形态残存在土壤中。土壤剖面中的残留NO3--N通过对流和扩散等途径,逐渐向深层移动,脱离根区。影响土壤剖面NO3--N残留累积和淋溶的主要因素包括施氮量、植物吸氮量、前作收获后的植物残留物、氮肥种类、施氮方式和降雨量等。残留NO3--N本身具有很高的生物有效性,但能否被植物吸收利用,关键在于残留NO3--N所在深度及其是否能够到达根区。在半干旱区降雨量较高的雨季,NO3--N向深层移动,而在较干旱条件下即使土壤剖面深层NO3--N,也可随水分上移供根系利用,因此土壤剖面中累积的残留NO3--N显著影响氮肥肥效果,许多地方用一定深度土层中累积的NO3--N作为土壤供氮指标,以减少NO3--N的淋溶损失和提高氮肥肥效。过去对半干旱地区土壤剖面中NO3--N的研究主要涉及3方面,一是土壤剖面中NO3--N的残留累积及其影响因素,二是与根系分布深度相适应土层中残留NO3--N对氮肥肥效的影响,三是根据土壤剖面中的残留NO3--N确定农田作物施氮量。在分析过去研究结果的基础上,提出了今后需进一步深入研究的科学问题。     

不同利用强度下草原土壤微生物的生物量和数量的动态研究

以内蒙古克什克腾旗西部的典型草原为研究对象,根据对草原利用强度的不同,将其划分三个不同区域,研究了各区域土壤中微生物数量、微生物生物量和土壤呼吸强度的季节动态以及利用强度对他们的影响.结果表明:微生物数量、微生物生物量以及土壤的呼吸作用强度均有较明显的季节性变化,且峰值都出现在8月份.三者之间具有极显著的正相关关系;轻...     

不同栽培模式下旱作春玉米产量及土壤水氮动态变化

为探讨黄土塬区玉米高产高效栽培模式及其环境效应,通过为期2 a的田间定位实验,研究了黄土塬区旱作春玉米不同栽培模式土壤水分时空变化特征、产量与水分利用效率以及硝态氮、铵态氮累积及其剖面分布的变化。试验设传统栽培模式(T1)、化肥有机肥高密度超高产模式(T2)、化肥有机肥中密度高产高效模式(T3)共3个处理,以郑单958为供试品种,测定了春玉米关键生育期土壤含水量,并于收获后测定实际产量和0～100 cm土层硝态氮、铵态氮含量。结果表明:土壤含水量变化受降雨影响较大,2017年生育期降雨量为374.2 mm,是干旱年,玉米不仅能有效吸收中上层(0～120 cm)土壤水分,又不造成下层(120～200 cm)土壤水分的亏缺;2018年生育期降雨量为490.8 mm,是丰水年,各生育期0～60 cm土层土壤含水量变化大,60～200 cm土层土壤含水量基本维持稳定。T2模式在60～80、80～100 cm土层硝态氮积累量高,淋溶现象明显,铵态氮含量无明显变化;2017年在60～80、80～100 cm土层T2模式硝态氮累积量分别比T3高8.2%、76.4%,2018年在60～80、80～100 cm土层T2模式硝态氮累积量分别比T3高50.3%、129.3%,施肥过多,随降雨入渗硝态氮淋溶到土壤深层。硝态氮积累量与春玉米产量显著相关,硝态氮是决定玉米产量的重要因素。2017年栽培模式T2和T3产量分别比T1高55.4%、64.4%,WUE分别高46.9%、55.9%,2018年栽培模式T2和T3产量分别比T1高49.7%、31.2%,WUE分别高58.9%、40.4%,均达到显著水平。化肥有机肥中密度高产高效模式(T3)既能保证高产、高WUE又能保证较少的硝态氮淋溶,减少环境污染,是该地区值得推广的旱作春玉米栽培模式。     

Response of soil N_2O emissions to precipitation pulses under different nitrogen availabilities in a semiarid temperate steppe of Inner Mongolia,China

Short-term nitrous oxide（N2O） pulse emissions caused by precipitation account for a considerable portion of the annual N2O emissions and are greatly influenced by soil nitrogen（N） dynamics. However, in Chinese semiarid temperate steppes, the response of N2O emissions to the coupling changes of precipitation and soil N availability is not yet fully understood. In this study, we conducted two 7-day field experiments in a semiarid temperate typical steppe of Inner Mongolia, China, to investigate the N2O emission pulses resulting from artificial precipitation events（approximately equivalent to 10.0 mm rainfall） under four N addition levels（0, 5, 10 and 20 g N/（m2·a）） using the static opaque chamber technique. The results show that the simulated rainfall during the dry period in 2010 caused greater short-term emission bursts than that during the relatively rainy observation period in 2011（P〈0.05）. No significant increase was observed for either the N2O peak effluxes or the weekly cumulative emissions（P〉0.05） with single water addition. The peak values of N2O efflux increased with the increasing N input. Only the treatments with water and medium（WN10） or high N addition（WN20） significantly increased the cumulative N2O emissions（P〈0.01） in both experimental periods. Under drought condition, the variations in soil N2O effluxes were positively correlated with the soil NH4-N concentrations in the three N input treatments（WN5, WN10, and WN20）. Besides, the soil moisture and temperature also greatly influenced the N2O pulse emissions, particularly the N2O pulse under the relatively rainy soil condition or in the treatments without N addition（ZN and ZWN）. The responses of the plant metabolism to the varying precipitation distribution and the length of drought period prior to rainfall could greatly affect the soil N dynamics and N2O emission pulses in semiarid grasslands.     

生物质炭与不同形态氮肥配施对黄绵土氮素矿化的影响

通过室内培养试验将生物质炭施用于西北黄土高原旱地土壤,旨在探讨不同形态化学氮肥施用下施用生物质炭对土壤氮素矿化速率及无机氮库的影响。结果表明:(1)施用化学氮肥会提高土壤无机氮累积量,但会在无机氮释放高峰过后显著降低氮素矿化速率;其中,施用酰胺态氮肥和铵态氮肥对土壤氮素的矿化抑制作用强于施用硝态氮肥。(2)在无机氮释放高峰过后,生物质炭的施用会显著降低施用酰胺态氮肥处理下的氨化速率、硝化速率及净氮矿化速率,降低幅度分别为64.9%,44.6%和47.7%,且其降低程度在较低土壤含水量水平大于较高土壤含水量,而对施用硝态氮肥和铵态氮肥无显著影响。(3)生物质炭的施用一定程度上降低了施用酰胺态氮肥和铵态氮肥处理下的无机氮累积量,且在较低土壤含水量下无机氮累积低于较高土壤含水量处理。综合考虑,旱地施用酰胺态氮肥或铵态氮肥配合施用生物质炭可以有效降低土壤无机氮累积量,从而降低氮素损失的风险。     

Characteristics of soil organic carbon and total nitrogen under various grassland types along a transect in a mountain-basin system in Xinjiang,China

Soil organic carbon(SOC) and soil total nitrogen(STN) in arid regions are important components of global C and the N cycles, and their response to climate change will have important implications for both ecosystem processes and global climate feedbacks. Grassland ecosystems of Funyun County in the southern foot of the Altay Mountains are characterized by complex topography, suggesting large variability in the spatial distribution of SOC and STN. However, there has been little investigation of SOC and STN on grasslands in arid regions with a mountain-basin structure. Therefore, we investigated the characteristics of SOC and STN in different grassland types in a mountain-basin system at the southern foot of the Altai Mountains, north of the Junggar Basin in China, and explored their potential influencing factors and relationships with meteorological factors and soil properties. We found that the concentrations and storages of SOC and STN varied significantly with grassland type, and showed a decreasing trend along a decreasing elevation gradient in alpine meadow, mountain meadow, temperate typical steppe, temperate steppe desert, and temperate steppe desert. In addition, the SOC and STN concentrations decreased with depth, except in the temperate desert steppe. According to Pearson's correlation values and redundancy analysis, the mean annual precipitation, soil moisture content and soil available N concentration were significantly positively correlated with the SOC and STN concentrations. In contrast, the mean annual temperature, p H, and soil bulk density were significantly and negatively correlated with the SOC and STN concentrations. The mean annual precipitation and mean annual temperature were the primary factors related to the SOC and STN concentrations. The distributions of the SOC and STN concentrations were highly regulated by the elevation-induced differences in meteorological factors. Mean annual precipitation and mean annual temperature together explained 97.85% and 98.38% of the overall variations in the SOC and STN concentrations, respectively, at soil depth of 0–40 cm, with precipitation making the greatest contribution. Our results provide a basis for estimating and predicting SOC and STN concentrations in grasslands in arid regions with a mountain-basin structure.     

Effects of different tillage and straw retention practices on soil aggregates and carbon and nitrogen sequestration in soils of the northwestern China

Soil tillage and straw retention in dryland areas may affect the soil aggregates and the distribution of total organic carbon. The aims of this study were to establish how different tillage and straw retention practices affect the soil aggregates and soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) contents in the aggregate fractions based on a long-term (approximately 15 years) field experimentin the semi-arid western Loess Plateau, northwestern China. The experiment included four soil treatments, i.e., conventional tillage with straw removed (T), conventional tillage with straw incorporated (TS), no tillage with straw removed (NT) and no tillage with straw retention (NTS), which were arranged in a complete randomized block design. The wet-sieving method was used to separate four size fractions of aggregates, namely, large macroaggregates (LA, >2000 μm), small macroaggregates (SA, 250-2000 μm), microaggregates (MA, 53-250 μm), and silt and clay (SC, <53 μm). Compared to the conventional tillage practices (including T and TS treatments), the percentages of the macroaggregate fractions (LA and SA) under the conservation tillage practices (including NT and NTS treatments) were increased by 41.2%-56.6%, with the NTS treatment having the greatest effect. For soil layers of 0-5, 5-10 and 10-30 cm, values of the mean weight diameter (MWD) under the TS and NTS treatments were 10.68%, 13.83% and 17.65%, respectively. They were 18.45%, 19.15% and 14.12% higher than those under the T treatment, respectively. The maximum contents of the aggregate-associated SOC and TN were detected in the SA fraction, with the greatest effect being observed for the NTS treatment. The SOC and TN contents were significantly higher under the NTS and TS treatments than under the T treatment. Also, the increases in SOC and TN levels were much higher in the straw-retention plots than in the straw-removed plots. The macroaggregates (including LA and SA fractions) were the major pools for SOC and TN, regardless of tillage practices, storing 3.25-6.81 g C/kg soil and 0.34-0.62 g N/kg soil. Based on the above results, we recommend the NTS treatment as the best option to boost soil aggregates and to reinforce carbon and nitrogen sequestration in soils in the semi-arid western Loess Plateau of northwestern China.     

不同改良材料对灌漠土微生物量磷及生物有效性的影响

通过培养和盆栽试验,向灌漠土土壤中加入等量磷和不同添加比例的硫磺S(0.05%、0.15%、0.45%)、生物菌肥B(0.25%、0.50%、1.00%)、有机肥OM(0.50%、1.00%、2.00%)和小麦秸秆WS(1.00%、2.00%、4.00%),研究不同改良材料配施磷肥土壤微生物量磷的变化特征,及其与Olsen P、小麦吸磷量之间的关系。结果表明,添加不同改良材料处理的土壤微生物量磷含量均显著高于对照(不添加改良材料),且随着添加比例的增大而增加。在第16天时,各处理土壤微生物量磷含量达到最大值,OM_2.00、B_1.00、WS_4.00和S_0.45处理分别较对照显著增加了34.66%、34.52%、28.19%和23.89%;经过30 d的培养,硫磺、生物菌肥、有机肥和小麦秸秆处理的土壤微生物量磷含量较对照分别增加了19.51%、43.08%、47.92%和41.68%。在一定范围内(Olsen P约90 mg·kg^-1),土壤微生物量磷随土壤Olsen P提高而增加...