准噶尔盆地西缘天然梭梭林土壤有机碳及养分的分布特征

采用现场调查取样、实验室分析的方法,研究了新疆准噶尔盆地西缘天然梭梭(Haloxylon ammodendron)林下土壤有机碳和养分的分布特征,并分析了其与梭梭盖度的关系。结果表明:(1)天然梭梭林下土壤有机碳含量与梭梭盖度正相关,盖度≥70%(密盖度)时,SOC平均含量达4.17g/kg;盖度50-69%(中盖度)时,SOC平均含量达1.94g/kg;盖度30-49%(疏盖度)时,平均为1.79g/kg,表明土壤有机碳主要来源于梭梭林;(2)密盖度的土壤全N、全P、全K以及速效N、速效P和速效K均大于中、疏两种盖度;(3)土壤有机碳含量与全N、全P、速效N、速效K均呈显著或极显著正相关;(4)在土壤垂直剖面中,上层土SOC及养分含量稍大于下层土,表明梭梭体内积累的氮、磷、钾还可以归还土壤。总体上看,林下土壤中的SOC与氮、磷、钾的分布都受控于梭梭的分布与生长状况。     

吉林蛟河针阔混交林不同林分类型土壤有机碳特征及与养分相关性研究

以吉林蛟河针阔混交红松林监测样地作为研究对象,对春榆混交林、白牛槭混交林、千金榆混交林和色木槭混交林四种林分进行林分结构调查与土壤采样,并测定土壤有机碳及养分含量,分析了不同林分类型对土壤有机碳积累的影响及土壤养分与有机碳相关性的差异。结果表明:1)该研究区四种林分土壤有机碳密度千金榆混交林(18.21kg·m-2)>春榆混交林(16.16kg·m-2)>白牛槭混交林(15.75kg·m-2)>色木槭混交林(14.23kg·m-2)。2)四种林分土壤有机碳含量及密度的变异程度规律基本遵循春榆混交林>白牛槭混交林>千金榆混交林>色木槭混交林。3)四种林分的土壤有机碳与养分的相关性规律不尽相同,全磷与千金榆、春榆混交林土壤有机碳相关性显著,速效钾只与千金榆混交林土壤有机碳具有相关性,土壤全氮和碱解氮与四种林分土壤有机碳的相关性均显著。相关分析结果说明四种林分类型土壤有机碳与土壤养分状况密切相关。     

渭河平原县域农田土壤速效养分空间特征

土壤速效养分对评价土壤肥力水平具有很好的表征作用,对其充分了解是土壤养分管理和合理施肥的基础。本研究以兴平市为例,综合运用传统统计学、地统计学和GIS技术,结合“3414”田间肥效方案,研究渭河平原农田土壤速效氮、磷和钾的空间特征及其变化规律,为区域平衡施肥、农田保养和农业生产提供科学指导和理论基础。结果表明,兴平市农田土壤速效氮、磷和钾平均含量分别为38.38 mg·kg^-1,27.13 mg·kg^-1,202.07 mg·kg^-1,速效氮磷比值平均为1.99。在约400 m采样尺度下,3项土壤养分均表现出弱的空间相关性,主要受施肥管理、种植模式等人为活动影响。整体上,土壤速效钾含量丰富;速效磷整体较丰富,7.43%的农田缺乏;速效氮普遍不高,67.98%农田缺乏;速效氮磷比值偏低,92.27%农田比值小于2。30 a来,农田土壤速效氮普遍下降,降幅西高东低、北高南低;速效磷普遍增加,增速北高南低;速效钾北增南减,整体在增加;土壤氮磷比值分布格局逆转,变化上南增北减,整体在下降。盲目施肥和肥料利用率低是兴平市农业生产的主要障碍因素。今后的生产实践中应密切关注土壤氮素的有效补充,磷肥的控制及渭河阶地区土壤钾素的消耗,平衡土壤养分, 以提升区域经济和生态效益。     

外源铅在土壤中的年际变化及对土壤有机碳矿化和速效养分的影响

以关中土为供试土样进行田间试验,向耕层土壤中添加不同浓度外源铅(Pb0:背景值,CK;Pb1:175 mg·kg~(-1)+背景值;Pb2:350 mg·kg~(-1)+背景值),进行小麦—玉米轮作试验。分别于2011—2013年小麦收获季采集耕层(0~20 cm)土壤,分析土壤中铅全量及有效态铅含量的年际变化,以及铅对小麦-玉米轮作模式下土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响。结果表明,三年中,施铅处理下土壤中铅全量及有效态铅含量分别下降13.22%和30.65%,总体呈现逐年下降趋势。与对照(CK)相比,Pb1、Pb2处理下SOC平均含量分别下降了16.30%和11.86%;DOC平均含量分别下降了4.05%和7.34%,与土壤铅含量呈现显著负相关关系;低浓度铅污染下土壤微生物商(q M)显著高于对照土壤,微生物量碳含量变化不显著。此外,土壤速效养分的分析显示,土壤碱解氮含量在外源铅加入初期下降明显,且在Pb1处理下碱解氮减少量最大;土壤速效磷含量随土壤铅含量增加而呈现下降趋势;土壤速效钾含量则随土壤铅含量的增加而增加。试验表明,外源铅的加入影响了土壤有机碳的稳定性,对土壤碳、氮循环产生了一定的影响;能够与土壤溶液中的磷酸根生成难溶性盐,与土壤胶体或土壤矿物晶格中的K+发生置换,加大土壤速效养分的流失风险。     

乌鲁木齐城市土壤有机碳空间变异研究

为揭示城市化、工业化等人为活动对乌鲁木齐市土壤有机碳的影响,采集乌鲁木齐市区及郊区表层土壤(0-10cm)样品147个,采用地统计学方法分析土壤有机碳的空间变异特征和分布格局。结果表明:乌鲁木齐市不同功能区土壤有机碳含量差异明显,具体表现为工业区>文教区>商业区>公园>居民区>郊区裸地>农田区,农田区土壤有机碳属于弱变异,其他各功能区属于中等程度变异;乌鲁木齐市不同行政区土壤有机碳含量差异不明显,具体表现为沙依巴克区>米东区>新市区>天山区>水磨沟区;米东区土壤有机碳属于强空间变异,其他各行政区为中等程度变异;土壤有机碳拟合模型为Gaussian模型和Spherical模型,C0/(C0+C)在0.1%-11.1%之间,属于强空间自相关,表明土壤有机碳的空间变异受结构性因素影响。城市土壤有机碳沿城郊剖面线呈下降式梯度变化,市区土壤有机碳含量是郊区土壤的2.22倍,表明城区土壤有机碳含量有富集的趋势。     

甘肃省土壤有机碳储量及空间分布

根据甘肃省第二次土壤普查所得的37个土壤类型、281个典型土壤剖面的理化性质和土壤各类型分布面积,以及1:300万甘肃省纸质土壤图,利用土壤类型法估算了甘肃省土壤有机碳的储量,并借助M ap-G IS软件分析了土壤碳密度的空间分布规律。结果表明:甘肃省土壤有机碳含量约为39.87×108t,占全国储量的4.47%;其中有机碳储量占前5位的土壤类型为亚高山草甸土、高山草甸土、褐土、灰褐土、亚高山草原土,五者之和占全省总储量的39.67%;另外,甘肃省土壤有机碳密度较高,土壤平均碳密度为17.62kg.m-2,高于全国平均水平9.60kg.m-2;泥炭土的有机碳密度最大,高达208.53kg.m-2;粗骨土的碳密度含量最低,为0.73kg.m-2,全省的土壤有机碳密度主要在0~15kg.m-2范围内变动。     

密度调控对华北落叶松人工林土壤有机碳及养分特征的影响

以华北落叶松人工林为对象,研究不同林分密度下(分别为740、1480、2000和2170株.hm-2)各土层的土壤有机碳含量、有机碳密度、养分特征以及它们之间的相关关系。结果表明:土壤有机碳含量及碳密度随着土壤深度增加而减少,呈明显的垂直分布特征;当林分密度增大到2170株.hm-2时,土壤有机碳含量及碳密度显著增加至最大,分别为25.45g.kg-1和15.68kg.m-2,并与740株.hm-2林地土壤有机碳含量及碳密度差异显著。当林分密度由740株.hm-2增加到2170株.hm-2时,各种养分变化规律不尽一致,但当林分密度为2170株.hm-2时,0-60cm深度的土壤全氮、全磷及速效钾含量均保持在一个相对较高的水平,而土壤全钾和有效磷含量仅在0-20cm土层较高。对于落叶松人工林地整个土壤剖面,土壤有机碳含量及碳密度与土壤全氮、全磷、速效钾含量均呈显著或极显著正相关。从林地土壤固碳的角度,建议将华北落叶松人工林的林分密度控制在2170株.hm-2。     

不同取样尺度农田土壤速效养分空间变异特征初步研究

以3种取样间距(100m、50m、25m)进行网格取样,对土壤速效养分的空间变异性进行研究。结果表明:取样间距对土壤速效养分的含量水平、变异系数影响不显著;取样间距对合理取样数目具有一定的影响,合理取样数目分别为:碱解氮(71)、速效磷(36)、速效钾(18)。土壤速效养分的空间变异性主要受结构因素影响,但碱解氮与速效磷受随机因素影响强于速效钾。利用Kriging内插法绘制了不同取样间距土壤速效养分的等值线图。     

干旱区荒漠新垦土地土壤有机碳含量特征

以克拉玛依生态农业开发区为例,研究了干旱区荒漠新垦土地不同土地利用方式下的土壤有机碳与活性有机碳含量差异及其剖面分布特征,并讨论了干旱区荒漠开垦利用对荒漠"碳汇"功能的促进作用,以及土地利用方式对土壤有机碳与活性有机碳剖面分布特征的影响。结果表明:克拉玛依生态农业开发区土壤有机碳含量普遍较低。在0~20cm深度内,速生杨林地与苜蓿地土壤有机碳含量随土层加深而降低,棉花地、打瓜-棉花地耕作类土壤有机碳垂直分布相对较均匀,但是表层0~5cm土壤有机碳略低于下层,土壤活性有机碳剖面分布特征与有机碳类似。农田与林地的土壤有机碳与活性有机碳含量均明显高于荒漠,农田对土壤有机碳的汇聚作用优于人工林地。     

焉耆盆地绿洲农田不同类型土壤有机碳空间分布特征及储量估算

土壤有机碳(SOC)是生态系统稳定性和农业生产力的基础,充分了解焉耆盆地绿洲不同土壤类型SOC分布特征,对实现农业系统可持续发展具有重要意义。以新疆焉耆盆地绿洲长期定点试验的监测数据为基础,利用生物地球化学模型(DNDC)进行模拟试验,研究在当前的田间管理和气候模式下,焉耆盆地绿洲农田土壤有机碳密度(SOCD)和土壤有机碳储量(SOCS)的空间分布特征,并探究了在不同的土壤类型下SOCD和SOCS的差异性。结果表明:(1)DNDC模型能够很好的模拟该区域下SOC及其动态变化,模型相关系数(r)92.75%,相对误差(E)介于2.98%～4.12%,5%,模型的可靠性较高。(2)2018年焉耆盆地绿洲农田0～20 cm SOCD介于12000～28000 kg·hm~(-2),SOCS为2414 Gg,不同区域之间的差异较为明显。(3)不同的土壤类型之间,SOCD和SOCS差异明显,其中沼泽土的SOCD最大,为25136 kg·hm~(-2);石质土的SOCD最小,为13335 kg·hm~(-2)。     

山西太岳山不同林分土壤有机碳储量研究

基于山西太岳山系灵空山景区侧柏林、油松林、辽东栎林、辽东栎和油松混交林4种林分调查,通过密集采样和样品分析研究不同林分土壤不同层次(0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-50cm、50-100cm)有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量及分布特征。结果如下:山西太岳山森林平均1m土层土壤的有机碳储量一般不超过30g·kg-1,调查的四种林分在16.2g·kg-1到29.6g·kg-1;所调查的四种林分的土壤有机碳储量、碳密度随着土层深度递减,其中油松林、侧柏林、辽东栎林30cm以上土壤中有机碳储量占到100cm土层中有机碳储量的85%以上,表层土壤碳储量贡献大;阔叶林碳储量高于针叶林,混交林碳储量高于纯林,辽东栎油松针阔混交林土壤有机碳含量是油松林土壤碳含量的2.4倍,辽东栎林土壤碳储量大约分别是侧柏林、油松林的1.4和1.9倍。因此为增加森林土壤固碳,建议使用混交林并减少人类活动对森林表土层的干扰和破坏。     

内蒙古西部自然植被土壤碳库及其影响因素

选取内蒙古西部的温带森林、温带草原、温带灌丛、温带荒漠和草甸共70个样地,对其土壤有机碳进行研究。结果表明,内蒙古西部不同植被类型的土壤有机碳含量不同,温带森林的固碳效果最好,其次为温带灌丛和草原,再次之为草甸和荒漠。内蒙古西部20cm土壤有机碳储量为11.034×10~8t,100cm土壤有机碳储量为22.062×10~8t,温带草原和荒漠碳储量最高。气候因素对内蒙古西部土壤有机碳含量的影响显著,偏相关分析结果表明气温是主要的影响因子。土壤全氮含量与土壤有机碳含量有明显的线性正相关关系。     

不同耕作措施对(土娄)土土壤有机碳形态及活性的影响

为了探明不同耕作措施对土壤有机碳形态和活性的影响,以关中地区小麦、玉米轮作条件下,历时7 a不同耕作方式(深松、旋耕、免耕、传统耕作)的定位试验为研究对象,测定了不同土层土壤的总有机碳,高、中活性有机碳含量以及松结态、稳结态、紧接态有机碳含量,并计算了松结态有机碳与紧结态有机碳的比值(松/紧)。结果表明,与传统耕作比较,在小麦秸秆高留茬情况下,无论玉米秸秆是否还田,旋耕、深松和免耕处理均既能提高土壤有机碳含量,又能提高土壤的活性有机碳和松结态有机碳含量,并提高松结态有机碳与紧结态有机碳的比值,而深松和旋耕的效果比免耕明显,是关中地区比较理想的耕作模式。     

灌淤土农田土壤有机碳及碳库管理指数对施肥措施的响应

为了探讨施肥对灌淤土水旱轮作农田土壤有机碳和碳库管理指数的影响特征,寻求合适的土壤增碳措施,在宁夏引黄灌区水稻-春小麦-春玉米轮作体系中,通过3 a田间定位试验研究了不施肥(CK)、平衡施用化肥(NPK)、单施有机肥(M)、化肥+有机肥配施(NPK+M)、化肥+玉米秸秆(NPK+S)和农民习惯施肥(CON)6个不同施肥措施对0~20 cm耕层土壤总有机碳、活性有机碳含量及碳库管理指数的影响。结果表明,在同等氮素供应水平下,无论水田或旱地,NPK、M、NPK+M和NPK+S处理都能达到土壤增碳效果,3年的土壤培肥后,其土壤总有机碳和活性有机碳含量分别达10.03~10.60 g·kg~(-1)和3.00~4.35 g·kg~(-1),与试验前(9.92 g·kg~(-1)和2.48g·kg~(-1))相比分别提高了1.2%~6.8%和20.8%~75.2%,M处理显著高于CK。施用有机肥3 a以上,才能显著提高土壤碳库、碳库活度、活度指数和碳库管理指数。因此,从土壤总有机碳及其活性组分提升的角度考虑,应在平衡施用NPK的基础上,提倡水旱轮作农田长期增施有机肥来提高土壤碳库管理指数。     

川西北草地沙化对土壤可溶性有机氮及酶活性的影响

为探究草地沙化对川西北高寒草地土壤可溶性有机氮及酶活性的影响,采用样地调查方法,研究了不同沙化程度草地可溶性有机氮、脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶的变化特征。结果表明:随草地沙化程度加剧,土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性显著降低。与未沙化草地相比,重度沙化草地0~20cm土层脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶及精氨酸脱氨酶活性分别降低了40.54%、30.68%、39.85%和44.00%;土壤可溶性有机氮随沙化程度增加呈下降趋势,相较于未沙化,轻度沙化、中度沙化和重度沙化草地土壤可溶性有机氮含量分别下降了22.36%、48.72%和67.77%,且0~20 cm土层变化最为显著。相关分析结果表明,酶活性与土壤氮素呈极显著正相关;硝酸还原酶与铵态氮、硝态氮、微生物量氮和可溶性有机氮的相关系数最高,分别达到0.868、0.850、0.789和0.701。     

不同配料颗粒秸秆施用对土壤速效养分及小麦生长的影响

我国西北地区气温较低,秸秆直接还田腐解慢、养分循环慢、当季利用率低、影响作物出苗,导致秸秆还田率不高。针对以上问题,本研究以小麦秸秆为原料,以硫磺粉（养分活化剂）和麦秸生物炭（养分吸附剂）为外源添加材料,制成秸秆颗粒。硫磺粉的添加质量比为3%（WS3）、5%（WS5）、10%（WS10）,生物质炭的添加质量比为5%（WC5）、10%（WC10）、15%（WC15）,以秸秆颗粒（WK）、剪碎秸秆（W,W6）及无秸秆（CK）为对照,通过盆栽试验探究了秸秆颗粒对土壤速效养分及小麦生长的影响。结果表明：秸秆颗粒较剪碎秸秆处理相比,能显著提高土壤速效养分及小麦生物量和植株全量氮、磷、钾含量,添加硫磺或生物炭的秸秆颗粒提升效果更明显。各处理土壤硝态氮含量以WS3处理最高,较W处理提高14.44%;铵态氮含量以WC5处理最高,较W处理提高40.93%;速效磷含量以WS10处理最高,较W处理提高23.42%;速效钾含量以WC5处理最高,较W处理提高9.05%;差异均达显著水平（P<0.05）。小麦生物量以WS5处理最高,较WK处理提高29.61%;全氮含量以WS10最高,较WK处理提高11.44%;全磷含量以WS10处理最高,较WK处理提高21.82%;全钾含量以WC15最高,较WK处理提高12.53%;差异均达显著水平（P<0.05）。综上可知,秸秆颗粒在西北地区实现秸秆还田和养分循环,维持土壤肥力等方面具有很大应用前景。