不同施肥方式对马铃薯农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

针对马铃薯生产实践中长期单施化肥或化肥过量施用等不合理施肥措施导致土壤碳库活性变差和土壤生物活性降低等问题.通过田间定位试验,分析不同施肥方式:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(NPKM)对旱作马铃薯农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响.结果显示,连续施肥5年后添加有机肥的M、NP...     

不同施肥措施对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

为探究不同施肥对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分及碳库管理指数(CPMI) 的影响,以及提高旱区土壤碳“汇”能力提供理论依据,研究基于中科院安塞水土保持试验站长期定位试验,采用5种不同施肥设置[种植作物不施肥(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥中配施氮磷肥(MNP)]对土壤有机碳组成及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明：不同施肥处理能增加不同土层土壤有机碳及其组分含量,且土壤有机碳及其组分含量随土层深度增加而逐渐降低；施用有机肥处理(M和MNP)下0-20cm土壤有机碳及其组分含量高于化肥(NP和NPK)和CK处理,与CK处理为对照,M和MNP处理下有机碳含量分别增加133.59%、118.52%(P<0.05),易氧化有机碳含量分别增加51.73%、48.20%(P<0.05),可溶性有机碳含量分别增加61.54%、53.21%(P<0.05),土壤微生物碳含量分别增加68.34%、113.04%(P<0.05)；除土壤微生物碳以外,20-40cm土壤有机碳及其组分含量均无显著差异；不同施肥处理显著提高0-20cm 土壤CPMI,M处理下CPMI在所有施肥处理中最高,20-40cm 土壤中M处理下CPMI在所有施肥处理中最大,但各施肥处理间差异不显著。总体来讲,施用有机肥可以提高旱区土壤水土保持能力和土壤肥力,增强土壤碳“汇”功能及其土壤有机碳的稳定性。     

施肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响

在华北夏玉米生产体系中,采用田间试验,研究了不同施肥措施下（不施肥、单施有机肥、推荐施肥、习惯施肥和单施化肥）,土壤有机碳含量、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化。结果表明:与不施肥相比,单施有机肥土壤有机碳和活性有机碳含量分别增加 11.68%,21.71%。推荐施肥和习惯施肥土壤有机碳含量分别增加 6.57%,7.58%,活性有机碳含量分别增加 8.53%,4.26%。单施化肥土壤有机碳与活性有机碳含量均没有显著增加;施有机肥和推荐施肥土壤碳库管理指数比不施肥分别高 31.79,13.01。单施化肥土壤碳库管理指数没有显著变化;土壤活性有机碳与总有机碳、碳库管理指数、玉米子粒产量均存在极显著相关关系。碳库管理指数与玉米子粒产量极显著相关,能够指示土壤生产力的变化。可见在当地土壤肥力条件下,施有机肥或有机无机适当配施能提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力。     

配施味精废浆促进杨树生长提高土壤活性有机碳及碳库管理指数

为探讨味精废浆改良林地土壤的生物学效应以及确定化肥与味精废浆配施的合适比例,以欧美I-107杨为试材,通过连续4 a的大田试验,研究了CK(对照,不施肥)、N100(尿素提供100%的氮)、M_(10)N_(90)(味精废浆和尿素分别提供10%与90%的氮)、M_(30)N_(70)(味精废浆和尿素分别提供30%与70%的氮)与M50N50(味精废浆和尿素各提供50%的氮)等处理对杨树林地土壤总有机碳、活性有机碳组分与其有效率、碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)及林木生长的影响。结果表明:同N100处理相比,M_(10)N_(90)、M_(30)N_(70)和M_(50)N_(50)处理的总有机碳含量均显著升高,其中M50N50处理明显高于其他处理;M_(30)N_(70)处理的活性有机碳(active organic carbon,AOC)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量及其有效率均达最高值,其中AOC质量分数分别较CK、N100、M_(10)N_(90)和M50N50处理显著高出43.58%、59.35%、20.71%和9.65%,DOC质量分数分别显著高出62.71%、52.38%、28.00%和14.29%;同时,M_(30)N_(70)处理的CPMI达到192.56,分别比N100、M_(10)N_(90)和M_(50)N_(50)处理明显提高89.45、43.58和30.86。此外,M_(30)N_(70)处理的胸径、树高和材积平均生长率分别为23.40%、21.62%和45.05%,亦明显高于其他处理。与M_(30)N_(70)处理相比,M_(10)N_(90)和M50N50处理对林地土壤活性有机碳各组分、CPMI和林木生长率的作用效果较小。相关性分析表明,材积生长率与AOC、AOC有效率、DOC、MBC和CPMI存在极显著相关关系(P0.01)。可见,味精废浆与化肥以3∶7比例配施能提高杨树林地土壤活性有机碳含量和碳库管理指数,有利于改善土壤质量、提高土壤肥力,并促进林木生长,从而为味精废浆在林业上的高效利用提供理论依据。     

秸秆配施膨润土对旱作农田土壤有机碳及其活性组分的影响

为明确秸秆配施膨润土对旱作农田0～40 cm土层土壤有机碳(SOC)、活性有机碳组分及其分配比例和碳库管理指数的影响,于2019—2021年在内蒙古清水河县一间房试验基地连续3年进行田间定位试验。分别设置不施膨润土和秸秆(CK)、单施秸秆(T1)、单施膨润土(T2)和秸秆配施膨润土(T3)4个处理。结果表明:土壤SOC及活性碳组分在年际间表现为先降低后升高[除颗粒有机碳(POC)含量]的变化趋势,不同土层间表现为10～20 cm > 0～10 cm > 20～40 cm;各处理均提高了0～40 cm土层土壤有机碳及其活性组分含量,秸秆配施膨润土效果优于单施。与CK相比,在0～40 cm土层,T3处理土壤SOC、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(LOC)和POC 3年平均提高了7.16%～9.63%、12.35%～18.05%、15.55%～41.97%和100.73%～127.90%,同时提高了不同土层DOC/SOC、LOC/SOC和POC/SOC以及土壤碳库管理指数;土壤SOC及各组分之间均呈显著正相关关系,以LOC相关系数最大,表明LOC可较好地反映出SOC的变化情况。可见,在旱作区采取秸秆配施膨润土措施能够显著提高土壤SOC及其活性组分含量以及碳库管理指数,对土壤肥力提升、质量改善具有重要意义。     

味精废浆与化肥配施对杨树幼苗土壤活性有机碳与微生物活性的影响

为探讨味精废浆有机肥对林木土壤的生物学效应及确定味精废浆与化肥适宜的搭配比例,通过盆栽试验,研究了CK(对照,不施肥)、N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(味精废浆和尿素分别提供10%与90%的氮)、M30N70(味精废浆和尿素分别提供30%与70%的氮)与M50N50(味精废浆和尿素各提供50%的氮)等处理对杨树幼苗土壤活性有机碳、碳库管理指数(CPMI)与微生物呼吸、代谢熵及生长的影响。结果表明:与N100处理相比,配施味精废浆处理的土壤活性、中活性和高活性有机碳含量均明显升高。M30N70处理的活性有机碳含量与CPMI显著高于其他处理,分别较N100处理高出34.78%和42.96;其微生物量碳、氮含量也明显高于其他处理。同时,M30N70处理还能显著增强土壤微生物呼吸作用,但降低了代谢熵,其中土壤微生物呼吸分别较CK、N100、M10N90和M50N50处理提高81.13%,35.21%,17.07%和5.49%,而代谢熵分别下降9.16%,10.37%,6.98%和5.80%。此外,M30N70处理的地径、苗高亦达最高值,并与其他处理差异达显著水平。同M30N70处理相比,M10N90与M50N50处理对杨树幼苗土壤及生长的影响效果较小。相关性分析表明,地径、苗高生长与土壤不同程度的活性有机碳、碳库管理指数及微生物活性有显著或极显著的相关性,各指标之间具有紧密的内在关联。综合分析认为,味精废浆与化肥以3∶7比例配施能显著提高杨树幼苗土壤的活性有机碳含量,明显增强土壤微生物活性,并促进其生长。     

长期施肥对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

以长期定位试验为研究对象,分析了长期施肥对土壤不同层次活性碳的影响,并计算了各处理的碳库指数和碳库管理指数。结果表明,土壤活性碳均随土层的增加而减少0,～7.5 cm土层的活性有机碳平均比7.5～15 cm、15～30 cm、30～50 cm高出6.6%、23.4%、57.1%。施肥均可以提高土壤活性有机碳和碳库指数。单施有机肥培肥土壤和有机肥、化肥的配合施肥对提高土壤中活性有机碳的作用较单纯施用化肥更为显著。施肥除了绿+N、秸+N、农+绿+N处理的碳库管理指数降低外,其它各处理的碳库管理指数均有所增加。农业生产中必须重视有机肥的合理施用,使土壤碳库处于良性状态,最终才有可能维持土壤的可持续性利用。     

不同有机废弃物堆肥对土壤有机碳库及酶活性的影响

采用盆栽试验的方式,探讨了施用50 g/kg的啤酒污泥堆肥(BSC)、牛粪堆肥(DMC)和菇渣堆肥(SMC)对苹果土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(AC)、水溶性有机碳(WSOC)、可矿化碳(PMC)和碳库管理指数(CPMI)以及5种土壤酶活性的影响.结果表明:与CK相比,施用啤酒污泥、牛粪和菇渣3种堆肥化处理有机物后,土壤SOC、AC、WSOC、PMC含量明显增加,SOC含量分别是CK的2.51,2.46,2.65倍,AC含量分别是CK的5.70,5.45,5.00倍;WSOC含量分别比CK高361.21％,382.90％,312.73％;PMC含量分别比CK高349.57％,341.59％,318.11％,并且其有效率在短期呈增加趋势,土壤CPMI显著提高,分别是CK的6.86,6.49,5.66倍;BSC、DMC、SMC处理的土壤脲酶、中性磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均显著提高.啤酒污泥堆肥(BSC)因含有活性颗粒,所以对土壤有机碳库及酶活性的影响最为明显,其次是牛粪堆肥(DMC),菇渣堆肥(SMC)因有机碳趋于稳定,表现最差.     

宁南黄土丘陵区不同人工植被对土壤碳库的影响

运用碳库管理指数分析了被恢复后宁南黄土丘陵区不同人工植被对土壤碳库的影响,结果表明：植被恢复增加各个土层土壤有机碳含量,但是活性有机碳含量表现不同,草地减少,其他植被与农田土壤活性有机碳含量差异不大。随着栽植年限的延长,土壤有机碳含量在各个土层都增加,且在0～30cm土层内增加的幅度都比较大。但是年限并不能增加土壤活性有机碳含量,说明植被恢复年限增加的是土壤非活性有机碳。植被恢复提高了土壤碳库管理指数,其中天然草地增加更为明显。     

黄河三角洲长期人工林地对土壤有机碳库的影响

[目的]探讨黄河三角洲长期人工林对盐碱土壤有机碳库的作用效果,为充分发挥其生态功能与经济效益提供科学依据与技术参考。[方法]以刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林以及刺槐—白蜡、刺槐—白榆和刺槐—臭椿混交林等近30a的7个长期人工林为研究对象,并分别设置标准池,采用多点混合采样法,研究土壤活性有机碳、碳库管理指数的变化规律。[结果]3个混交林地土壤的微生物量碳含量较高,并显著高于其他林地,其中刺槐—白蜡混交林较未造林荒地、刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林分别提高26.16%,17.62%,88.41%,47.99%和21.64%。与未造林荒地相比,长期人工林地的水溶性有机碳含量均明显升高,而在各个不同造林措施中,刺槐—白蜡混交林的水溶性有机碳含量显著高于其他措施。各人工林地较荒地均显著提高了土壤总有机碳含量,其中3种混交林模式的土壤总有机碳含量明显高于对应纯林;同时,林地土壤不同活性有机碳含量的总体变化规律为:惰活性有机碳中活性有机碳高活性有机碳,其中刺槐—白蜡混交林更利于惰性有机碳的积累。此外,各人工林地土壤碳库指数较未造林荒地明显上升,其中刺槐—白蜡混交林的碳库管理指数达最高值,与刺槐—白榆、刺槐—臭椿混交林无显著性差异,但分别较刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林明显高出46.51,34.88,27.55,33.38。[结论]混交林模式较纯林对林地土壤有机碳库的改善效果更显著,对土壤具有较好的培肥作用,并处于良性管理状态,有利于林木的生长发育。     

化肥减施下有机物料对砂姜黑土有机碳组分和养分含量的影响

为探明氮、磷、钾化肥减施下有机物料对砂姜黑土固碳培肥的影响,于2018—2020年开展大田试验,设置常规单施化肥(F)、常规施肥+生物炭(F+B)、化肥减量20%+生物炭(80%F+B)、常规施肥+秸秆还田(F+S)、化肥减量20%+秸秆还田(80%F+S)5个处理,分析水稻季化肥减量配施生物炭或秸秆还田对土壤总有机碳和活性有机碳含量、所占比例,碳库管理指数及养分含量的影响。结果表明,相较于单施化肥,常规施肥下增施生物炭土壤总有机碳含量显著提高19.6%。化肥减量配施有机物料显著提高了土壤水溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,较F处理分别增加21.6%~28.6%、46.2%~61.1%和16.2%~36.3%,其中80%F+S处理土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量、所占比例及土壤碳库管理指数均最高。F+B处理土壤有效磷和速效钾含量最高,较F处理分别提高11.1%和30.8%,其他处理有效磷含量则降低6.5%~15.7%。主成分分析表明,活性有机碳组分和碳库管理指数在80%F+S处理中具有较高载荷,而F+B处理土壤有效磷、pH和速效钾因子得分较高。化肥减施下秸秆还田有利于提高砂姜黑土活性有机碳含量、所占比例及碳库管理指数,而常规施肥下配施生物炭能够促进土壤总有机碳积累和磷、钾有效性。本研究结果可为沿淮平原稻麦轮作区化肥减量增效、农业废弃物资源化利用提供技术支撑。     

蚯蚓粪与化肥配施对西瓜地土壤活性有机碳及酶活性的影响

[目的]探讨蚯蚓粪与化肥配施对西瓜种植的作用,为土壤培肥制度的建立及西瓜生产提供参考。[方法]以"黑彤K-8"为试材,通过大田试验研究了N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(蚯蚓粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、M30N70(蚯蚓粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(蚯蚓粪和尿素各提供50%的氮)等不同处理对土壤活性有机碳、碳库管理指数(CPMI)、酶活性和西瓜产量的影响。[结果]同N100处理相比,配施蚯蚓粪处理的高活性、中活性和活性有机碳含量均明显升高;M30N70处理的活性有机碳含量和CPMI显著高于其他处理,比N100处理分别高出30.10%和37.28%;同时,脲酶和蔗糖酶活性亦明显高于其它处理,其中蔗糖酶活性分别较CK,N100,M10N90和M50N50处理提高84.66%,62.33%,47.26%和22.46%。此外,M30N70处理的西瓜产量和肥料生产率最高,它可使西瓜产量分别比N100,M10N90和M50N50处理高出26.49%,13.34%,6.27%;M30N70处理的肥料生产率分别比N100,M10N90和M50N50处理高出166.50%,54.11%,21.37%。相关分析结果表明,运用土壤活性有机碳和碳库管理指数表征土壤酶活性、西瓜产量及肥料生产率的变化,比土壤总有机碳更具灵敏性。[结论]蚯蚓粪与化肥配施对西瓜生长具有显著的促进生长效果,其中3∶7比例配施的效果优于1∶9和5∶5比例。     

鸡粪与化肥配施对杨树根际土壤生物学特征及养分吸收的影响

通过盆栽试验研究鸡粪有机肥(M)与化肥(N)配施对杨树根际土壤的微生物数量、酶活性及养分吸收的影响。结果表明:与单施化肥相比,鸡粪有机肥与化肥配施可不同程度提高根际土壤中的微生物数量,以30%M+70%N处理效果最显著,其中细菌数量比CK,100%N,10%M+90%N和50%M+50%N处理分别提高了108.21%,32.36%,22.09%和10.44%;配施鸡粪有机肥可不同程度增强土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性。30%M+70%N处理的酶活性显著高于其他4个处理;此外,鸡粪有机肥与化肥配施可显著提高根系的总吸收面积、活跃吸收面积和氮素利用率。其中30%M+70%N处理的氮素利用率为61.38%,分别比100%N,10%M+90%N和50%M+50%N处理提高了53.52%,26.53%和23.33%。与30%M+70%N处理相比,10%M+90%N和50%M+50%N处理对杨树根际土壤特征改善和养分吸收促进作用有所降低。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3∶7比例配施对杨树的根际区域生态环境改善和养分吸收作用效果最佳。     

鸡粪与化肥配施对饲用小黑麦/玉米轮作土壤团聚体分形特征与碳库管理指数的影响

为探讨鸡粪与化肥配施对饲用小黑麦/玉米轮作土壤水稳性团聚体分形特征及碳库管理指数的影响,通过2010-2017年连续8年大田试验,研究了C_0N_0(不施肥,CK)、C_0N_(10)(鸡粪氮∶尿素氮=0∶10)、C_2N_8(鸡粪氮∶尿素氮=2∶8)、C_4N_6(鸡粪氮∶尿素氮=4∶6)和C_5N_5(鸡粪氮∶尿素氮=5∶5)5种不同处理对小黑麦/玉米轮作土壤水稳性团聚体组成及对土壤有机碳(SOC)、总有机碳(TOC)、活性有机碳(AOC)、土壤质量分形维数(D_m)和碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明:不同施肥处理对小黑麦/玉米轮作土壤水稳性团聚体组成具有显著影响。0-40cm土层水稳性团聚体组成均以0.25mm粒径为主,其含量表现为C_0N_0处理最高,C_0N_(10)、C_2N_8和C_5N_5处理次之,C_4N_6处理最低;与CK相比,各处理的团聚体SOC含量均显著增加(p0.05),增加幅度由大到小依次为C_4N_6C_5N_5C_2N_8C_0N_(10),且C_4N_6处理明显高于其他处理(p0.05);不同施肥处理下土壤水稳性团聚体D_m大小排序为C_0N_0C_0N_(10)C_2N_8C_5N_5C_4N_6;不同施肥处理下TOC、AOC和CPMI含量大小顺序为C_4N_6C_5N_5C_2N_8C_0N_(10)C_0N_0,且同一处理下TOC、AOC和CPMI含量均随着土层的加深而逐渐降低;Pearson相关性分析表明,D_m与TOC、AOC和CPMI和团聚体SOC基本呈极显著负相关(p0.01),而CPMI与TOC、AOC和团聚体SOC则基本呈极显著正相关(p0.01)。综合分析认为,在小黑麦/玉米轮作体系中鸡粪配施化肥不仅有利于提高土壤团聚体稳定性,还增强了土壤肥力,其中C_4N_6施肥处理效果最佳。     

鸡肥与化肥配施对杨树苗根系形态和根际土壤微环境特征的影响

通过盆栽试验,研究了N100(尿素提供100%的氮),M10N90(鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮),M30N70(鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(鸡粪和尿素各提供50%的氮)等处理对1年生鲁林1号杨树苗根系形态及根际微环境特征的影响。结果表明,与N100处理相比,M30N70处理显著增加了杨树苗的根表面积、比根表面积、总根长和根体积;明显提高了根系分泌物中氨基酸总量、有机酸总量和总糖含量;同时,还显著提高了根际土壤中氮、磷、钾及部分微量元素的有效性,但降低了pH值。此外,不同施肥处理对腐殖质组成亦产生了较大影响,M30N70处理降低了胡敏素/腐殖酸的比率,而明显提高了胡敏酸含量和胡敏酸/富里酸的比率。同M30N70处理相比,M10N90和M50N50处理对杨树苗的影响较小。因此,鸡粪与化肥以3∶7比例搭配对杨树苗根系形态特征和根际生态环境的作用效果最佳,从而更有利于提高杨树苗的移栽成活率。     

配施鸡粪有机肥对杨树苗光合特性和养分吸收的影响

为了探讨鸡粪有机肥(M)与化肥(N)配施对杨树苗光合性能和养分吸收特性的作用效果,通过盆栽试验,研究了N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、M30N70(鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(鸡粪和尿素各提供50%的氮)等处理对一年生杨树苗光合作用、叶绿素含量、根系活力和构造以及养分吸收的影响。结果表明,同N100处理相比,M30N70处理明显提高了杨树苗叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度;叶片的叶绿素含量和根系活力分别提高了45.80%和36.39%。配施鸡粪有机肥有利于杨树苗根系的生长,尤其是增加了毛细根的重量和其在根系体系中的比例。此外,M30N70处理还明显提高了杨树苗根、茎和叶干物质的积累量,并显著增加了氮、磷和钾的养分吸收量,相比N100处理分别增加了44.99%,65.11%和65.04%。与M30N70处理相比,M10N90和M50N50处理对杨树苗光合作用和养分吸收特性的影响较小。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3:7比例配施对杨树苗光合性能和养分吸收的作用效果最佳。     

菇渣有机肥配施脱硫石膏对黄河三角洲盐碱土

[目的] 为探讨菇渣有机肥与脱硫石膏对盐碱土有机碳组分及碳库管理指数的影响。[方法] 以黄河三角洲新垦殖小麦—玉米轮作地为研究对象,采用随机区组试验方法,设置不施肥(CK)、农民常用施肥(CN)、菇渣有机肥(MCOF)、菇渣有机肥+脱硫石膏(MCOG)4个处理,通过3年田间施肥处理。[结果] 菇渣有机肥与脱硫石膏配施显著降低0—20 cm土壤盐碱度,提高土壤氮磷钾养分含量和阳离子交换量(p＜0.05);各处理0—20 cm土层总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物量碳(MBC)含量高于20—40 cm土层,而水溶性有机碳(WSOC)含量则相反;与CN处理相比,MCOG处理0—20 cm土层TOC、EOC、WSOC、MBC分别显著提高15.48%,23.50%,18.98%,51.40%,EOC和MBC有效率分别提高13.94%,30.49%,且MCOG处理较CN和CK处理的土壤碳库管理指数(CPMI)显著提高15.38%和20.00%;MBC的敏感性指数均高于其他有机碳组分,MCOG处理MBC值最高。相关性分析表明,土壤TOC含量取决于其活性组分,而影响盐碱土有机碳活性组分含量及其有效率、碳库管理指数的主要因素为pH、CEC和EC。[结论] 菇渣有机肥与脱硫石膏配施能显著降低土壤盐碱含量,提高土壤肥力并增强固碳效率,研究结果为拓展盐碱地土壤有机改良方法提供理论依据和数据支撑。