焚烧秸杆对土壤有机质和微生物的影响研究

采用直接灼烧法和稀释平板法研究了焚烧秸杆对土壤有机质和微生物的影响。结果表明:焚烧秸杆使土壤有机质减少16.56%;土壤微生物中的细菌、放线菌和真菌分别减少了85.95%、78.58%和87.28%。     

培养温度和土壤类型对土壤硝化特性的影响

采用室内恒温好气培养方法,研究了温度(15℃、20℃、25℃和30℃)和土壤类型(黑土、潮土和红壤)对土壤硝化率的影响。氮素加入比率为N 200 mg kg-1土壤。结果表明:在15～30℃培养范围内,随着培养温度的升高,硝化率呈升高趋势;硝态氮累积量和培养积温(培养温度×培养天数,温度以0℃为基准)之间的关系可用单参数指数模型表示。在相同培养温度条件下,供试土壤硝化率从大到小的顺序为:高有机质含量潮土>低有机质含量潮土>高有机质含量黑土>低有机质含量黑土>低有机质含量红壤>高有机质含量红壤。硝化率(25℃恒温培养)与土壤全磷含量、全钾含量、黏粒含量及pH呈极显著相关;土壤pH和全磷含量解释了硝化率差异的98.1%。土壤pH是影响其硝化率的主要因素,并抑制土壤有机质含量及温度对硝化率的影响。     

重庆市几种主要土壤有机质化学稳定性研究

采用高锰酸钾和双氧水氧化法,研究比较重庆市6种不同类型土壤有机质的抗氧化稳定性。结果表明:(1)采用KMnO4氧化法评价土壤有机质化学稳定性应控制适宜的氧化剂浓度,KMnO4浓度<0.1mol/L时,主要氧化土壤中的易氧化有机组分,浓度为0.3mol/L的KMnO4可较好地反映土壤有机质的抗氧化能力差异,6种土壤有机质抗氧化能力高低顺序为缙云山黄壤腐殖层>紫色潮土>嘉陵江沿岸冲积土>灰棕潮土>矿质黄泥>灰棕紫泥紫色土。(2)土壤有机质的化学稳定性与pH、有机质含量、<0.001mm粘粒含量以及全氮、速效氮、速效磷含量均存在明显的相关性,其相关特性在KMnO4高、低浓度时表现不同。(3)双氧水氧化法可较好地反映不同土壤密度分级土壤有机质的抗氧化稳定性,灰棕潮土、紫色潮土和矿质黄泥均随酸度增大而提高;灰棕潮土和紫色潮土轻组有机质(LFOM)抗氧化能力明显高于重组有机质(HFOM);矿质黄泥和缙云山黄壤腐殖层LFOM和HFOM抗氧化能力无明显差异;研究发现农地土壤其有机质氧化率随酸度增加而连续提高,但林地土壤有机质氧化率变化幅度较小,均小于50%。     

海南省农用地土壤重金属含量与土壤有机质及pH的相关性

研究了海南省农用地土壤有机质含量、pH值和土壤中重金属含量,并对其相关关系进行了分析.结果表明:海南省农用地土壤有机质含量总体上处于中等水平,全省有机质平均含量为22.99 g/kg,各地区之间含量差异较大,土壤pH平均值为5.20;5种重金属元素含量的平均值均未超过<国家土壤环境质量标准>(GB156182-1995)二级标准限值.但研究区土壤中Hg、Cd、Cr 3种重金属元素含量的最大值均超过了国家土壤环境质量的二级标准,并分别达到了1.63、0.64、586.70 mg/kg:土壤重金属含量与土壤性质间的关系复杂:有机质含量与Hg、Cd、Cr含量呈极显著正相关,与Pb含量呈显著相关,而pH与Hg、Cr呈负相关,与Cd、Pb呈显著正相关.     

青海省东部山区旱作农田土壤团聚体特征研究

比较了青海省东部山区垂直梯度分布的三种旱作农田土壤(黑钙土、栗钙土、灰钙土),在0~60 cm土层的不同粒级土壤风干团聚体和水稳性团聚体含量间的差异,并结合其它土壤质量指标(有机质、粘粒)对不同土壤结构和抗侵蚀能力进行了综合评价。结果表明,>0.25mm风干团聚体、>0.25mm水稳性团聚体含量和土壤有机质含量与土壤类型间有密切关系。均表现为黑钙土>栗钙土>灰钙土。黑钙土和栗钙土的土壤有机质含量与>0.25mm水稳性团聚体间存在显著正相关关系(P<0.05),灰钙土则无明显相关性;三种土壤粘粒含量与>0.25mm风干团聚体和0.25mm水稳性团聚体含量间无明显相关性。各项指标综合比较,三种土壤抗侵蚀能力大小为:黑钙土>栗钙土>灰钙土。     

升金湖沿湖不同土地利用方式下土壤有机质和养分变化特征

为探讨升金湖沿湖不同土地利用方式土壤养分含量特征，以林地、农田、菜地和草地为研究对象，测定土壤有机质、pH值、C/N值以及氮磷钾等元素的含量。结果表明：（1）四种土地利用方式下，土壤 pH 值大小顺序为：农田>草地>林地>菜地，菜地和林地pH 值均为弱酸性；（2）土壤有机质含量顺序为：菜地>林地>农田>草地，菜地和林地有机质含量丰富，农田和草地稍欠缺。菜地C/N最高，农田C/N最低。（3）土壤全氮含量顺序为：菜地>林地>农田>草地。全磷、全钾含量没有明显差异，土地利用方式对二者影响不大。菜地中碱解氮和速效钾含量最高，农田中有效磷含量最高。本研究结果可为升金湖湖区土地资源的合理利用、保持和提高土壤肥力以及区域生态协调提供科学参考。     

基于土壤~(137)Cs监测的土壤侵蚀与有机质流失——以密云水库为例

本文运用137Cs核素示踪技术,研究北京重要的水源供应地密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀状况与有机质流失状况及其相互之间的量变关系。试验结果表明:0～20cm土层中山坡上137Cs含量低于坡中、坡下,但若山顶具有缓坡或山角下具有陡坡则137Cs含量变化规律相反。根据水利部标准与土壤137Cs监测结果,密云水库周边大部分地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀,部分地区侵蚀情况严重,达到了剧烈侵蚀的程度。不同土地利用方式对土壤有机质分布有很大影响,有机质含量分布为灌丛>林地>果园>农田;上游地区有机质含量高于水库周边地区土壤,表明人为活动加剧了土壤侵蚀和有机质的流失。对于景观单一,地域较小的采样区进行三次曲线数学模拟,其相关系数高达0.9左右,表明在监测土壤137Cs、210Pb含量变化的同时,可以利用小区域数学模型直接预报预测土壤有机质含量的变化。     

退耕还湖后不同植被群落下湿地土壤有机质及磷素含量差异分析

以菜子湖地区退耕还湖后苔草、芦苇和酸模植被群落下的湿地土壤为研究对象,分析了3种植被群落类型对湿地土壤有机质、全磷、速效磷含量及其在土壤剖面分布特征的影响。结果表明:(1)0-6cm土层土壤有机质含量表现为:酸模>苔草>芦苇,而6-13cm,13-25cm,25-40cm,40-55cm土层均表现为:芦苇>苔草>酸模,总体表现为随着土壤剖面深度增加而下降(2)土壤全磷含量均为0-6cm土层全磷含量较高,6-13cm土层含量最低,全磷含量总体表现为随着剖面深度的增加而递增,递增趋势的强弱表现为:酸模>苔草>芦苇(3)土壤速效磷含量除酸模在0-6cm土层显著大于苔草和芦苇外,其它各个层次间土壤有效磷含量无显著性差异,总体上均表现为随土层加深而下降的趋势(4)除酸模在0-6cm和6-13cm土层的土壤磷素有效率显著高于苔草和芦苇外,其它不同土壤层次间无显著差异。(5)不同植被群落凋落物和根系分布特征差异是引起退耕后湿地土壤剖面有机质和磷素分布差异的主要原因,而水产养殖农家肥投放也促进了湿地表层土壤养分积累。     

玉米茎秆汁液对黄土坡面产沙速率的影响及原因分析

利用人工模拟降雨试验研究了玉米茎秆汁液对黄土坡面产沙速率的影响及其原因。试验设计了4种不同的土样处理方式（control、添加25%浓度的汁液、添加50%浓度的汁液、添加25%浓度汁液经过一个冬季的冻融降解）在4种不同雨强（25,50,75,100 mm/h）下对产沙速率的影响,分析了4种不同处理后土样的土壤团聚体、有机质跟产沙速率的关系。结果表明:（1）添加玉米茎秆汁液对产沙速率是有明显的抑制作用的,玉米茎秆汁液通过增加土壤中 > 0.25 mm的团聚体和有机质实现减沙作用的。（2）4种处理后的土样中 > 5 mm的土壤团聚体和有机质是显著线性相关的,通过了0.01的显著性水平。在各种试验雨强（25,50,75,100 mm/h）下的产沙速率与 > 0.25 mm的土壤团聚体、有机质都具有显著线性负相关关系,通过了0.01的显著性检验。     

渭河干流沿岸土壤有机质空间分布特征及其影响因素

通过野外实地调查,系统采集了渭河干流区域土壤表层及深层样品,利用方差分析、缓冲区分析等分析方法,研究了土地利用类型、海拔、坡度、坡向以及距离河岸的距离因素对土壤有机质空间分布的影响。结果表明,渭河流域沿岸区域土壤有机质含量总体偏低,分布不均,变异性较大,随着土层深度增加有机质含量逐渐降低。土地利用类型、海拔、坡度、坡向以及距离河流的距离因素只在20 cm以上土层具有显著影响。不同用地类型有机质含量的顺序是:农田> 林地> 果园> 荒滩草地。随着海拔升高,有机质含量逐渐增加。阴坡和半阴坡的有机质含量明显高于阳坡。离河岸越远有机质含量越高,随深度增加这种趋势逐渐减弱。     

有机物料及其配施在潮土中的残留特点

试验采用尼龙布袋埋袋法研究了5种单一物料(玉米秸、稻秸、苜蓿、鸡粪、猪粪)和2种混合物料(玉米秸-猪粪-鸡粪、苜蓿-猪粪-鸡粪)在潮土中的腐解状况,以了解土壤中有机质的积累规律,探讨有机肥料对土壤的培肥效果。研究结果表明,玉米秸、稻秸、苜蓿、鸡粪、猪粪等是增加土壤有机质的较好物料;对C/N比较高的物料,当增加N素(添加猪粪、鸡粪这些氮含量较高的物料)、调节C/N比值时,可以促进混合物料有机碳的分解和向腐殖质的转化。     

红壤旱地有机质的积累规律及其影响因素

长期(13年)定位试验表明:3种类型有机肥(厩肥、绿肥和秸秆)都能增加红壤旱地有机质的积累,但速度不同。在当地习惯用量的条件下,有机质的年增长量以厩肥最快、其次是绿肥、再次是秸秆。土壤有机质的积累和肥料用量间的关系服从规律:Y(有机质的积累量)=AebX (X为有机肥用量)。影响土壤有机质积累速度的主要因素是有机肥用量和它们的C/N。而有机肥的C/N则影响不同有机肥的有机质积累系数(单位肥料用量的有机质积累量)。 在生产实践上通过施用有机肥提高红壤(特别是红壤丘陵区)有机质水平要解决两个问题:肥源和运输,否则难以实行。本试验结果表明:本田秸秆就地还田也能增加红壤有机质的积累,但是速度较慢。秸秆就地还田不仅使作物吸收的大部分(>60%)K素重新还回土壤,而且解决了红壤旱地有机肥施用的肥源和运输问题,从而使这一措施在生产上实际可行。     

生物质炭与有机物料配施的土壤培肥效果及对玉米生长的影响

生物质炭作为一种多功能的土壤培肥材料被广泛应用,但其与传统有机物料的对比及配施研究还比较少。通过盆栽试验,研究了生物质炭与秸秆、发酵鸡粪单施及配施对壤质潮土和砂土养分含量、酶活性及玉米生长的影响,并采用主成分分析方法对3种有机物料的培肥效果进行综合评价。试验设6个处理,分别为不添加有机物料(CK)、添加生物质炭(BC)、小麦秸秆(WS)、发酵鸡粪(CM)、秸秆和生物质炭(WS+BC)、鸡粪和生物质炭(CM+BC)。研究结果表明,各处理均增加了砂土玉米生物量和株高,3种有机物料的提升幅度排序为:鸡粪生物质炭秸秆,鸡粪还可增加壤质潮土玉米生物量和株高。添加生物质炭和有机物料还可提高土壤有机质含量,其中生物质炭的提升幅度最大。此外,3种有机物料对土壤养分和酶活性的影响各异,单施鸡粪分别增加壤质潮土和砂土的碱解氮22.08%和26.67%,速效磷91.92%和53.65%,脲酶活性40.54%和36.94%;单施生物质炭分别增加壤质潮土和砂土速效磷83.52%和89.91%,速效钾79.38%和127.02%,过氧化氢酶活性3.41%和11.22%,却降低了土壤碱解氮含量,且与鸡粪配施后会抑制鸡粪中氮的有效性;单施秸秆分别增加壤质潮土和砂土速效钾49.48%和63.02%,β-葡糖苷酶活性51.86%和59.09%;生物质炭与鸡粪或秸秆配施可以更均衡地提升土壤肥力。通过主成分分析和相关分析发现,玉米生物量和株高与土壤氮、磷供应正变化的第2主成分(PC2)得分呈极显著正相关关系。因此,3种有机物料中,鸡粪对土壤氮、磷含量及相关酶活性影响最大;秸秆对土壤钾以及纤维素分解相关酶影响较大,而生物质炭对土壤肥力的提升作用更均衡,且土壤肥力综合得分最高。秸秆或鸡粪配施生物质炭可以更全面地提高土壤肥力。     

栗钙土有机物料的腐解特征及土壤有机质调控

采用砂滤管田间模拟方法,对不同有机物料在冀西北高寒半干旱区栗钙土中的转化特点及控制因素进行了研究。结果表明：（１）有机物（肥）料在栗钙土中初期前３个月分解较快,矿化碳累积量大,此后逐渐变慢,至腐解２年时所有有机物（肥）料渐趋稳定状态．不同有机物（肥）料的分解速率表现为：猪粪＞羊粪＞牛粪＞马粪＞农家肥（土圈粪）．秸秆类有机物料以小麦秸分解最慢,其它则无明显差异．至腐解２年时所有物（肥）料渐趋稳定状态．（２）栗钙土中有机物（肥）料的腐殖化系数变动在０．２５～０．７２之间,并表现为农家肥＞马粪＞牛粪＞羊粪＞猪粪;小麦秸＞莜麦秸＞披碱草;豆科秸秆十分相近．土壤有机质矿化率在ｌ．１０％～４．５３％范围内,坡梁栗钙土为２．８６～４．５３％,旱滩草甸栗钙土为ｌ．１０～３．７３％．（３）应用土壤有机质平衡定量施肥模式,计算了栗钙土为维持中低产和高产土壤有机质平衡所需的平均临界有机肥年施用量．     

Long-term effects of mineral and organic fertilization on soil organic matter fractions and sorghum yield under Sudano-Sahelian conditions

Abstract. Knowledge of changes in soil organic matter (SOM) fractions resulting from agricultural practice is important for decision‐making at farm level because of the contrasting effects of different SOM fractions on soils. A long‐term trial sited under Sudano‐Sahelian conditions was used to assess the effect of organic and inorganic fertilization on SOM fractions and sorghum performance. Sorghum straw and kraal manure were applied annually at 10 t ha^?1, with and without urea at 60 kg N ha^?1. The other treatments included fallowing, a control (no fertilization), and inorganic fertilization only (urea, 60 kg N ha^?1). Fallowing gave significantly larger soil organic carbon and nitrogen (N) levels than any other treatment. Total soil SOM and N concentrations increased in the following order: urea only < straw < control < straw+urea < manure with or without urea < fallow. Farming had an adverse effect on SOM and N status; however, this mostly affected the fraction of SOM >0.053 mm (particulate organic matter, POM). The POM concentrations in the control, straw and urea‐only treatments were about one‐half of the POM concentrations in the fallow treatment. POM concentrations increased in the following order: urea only < control < straw with or without urea < manure with or without urea < fallow. The fraction of SOM <0.053 mm (fine organic matter, FOM) was greater than POM in all plots except in fallow and manure+urea plots. Total N concentration followed the same trend as SOM, but cultivation led to a decline in both POM‐N and FOM‐N. Crop yield was greatest in the manure plots and lowest in the straw, control and urea‐only plots. Results indicate that under Sudano‐Sahelian conditions, SOM, POM and FOM fractions and crop performance were better maintained using organic materials with a low C/N ratio (manure) than with organic material with a high C/N ratio (straw). Urea improved the effect of straw on crop yield and SOM concentration.     

不同土壤培肥措施下农田有机物麦秸分解的数学模型研究

利用网袋法研究不同培肥措施和不同土壤生物对麦秸分解率的影响,并依据试验所得数据,采用DUD非线性数学模型的数据拟合方法,确立农田有机物分解的非线性数学模型。由拟合模型的回归平方和以及残差平方和可以看出,模型拟合精度很高,表明采用本研究中的非线性数学模型,可很好地描述农田有机物的分解情况。     

Influence of inorganic fertilizers and organic amendments on soil organic matter and soil microbial properties under tropical conditions

 Soil organic matter level, mineralizable C and N, microbial biomass C and dehydrogenase, urease and alkaline phosphatase activities were studied in soils from a field experiment under a pearl millet-wheat cropping sequence receiving inorganic fertilizers and a combination of inorganic fertilizers and organic amendments for the last 11 years. The amounts of soil organic matter and mineralizable C and N increased with the application of inorganic fertilizers. However, there were greater increases of these parameters when farmyard manure, wheat straw or Sesbania bispinosa green manure was applied along with inorganic fertilizers. Microbial biomass C increased from 147 mg kg^–1 soil in unfertilized soil to 423 mg kg^–1 soil in soil amended with wheat straw and inorganic fertilizers. The urease and alkaline phosphatase activities of soils increased significantly with a combination of inorganic fertilizers and organic amendments. The results indicate that soil organic matter level and soil microbial activities, vital for the nutrient turnover and long-term productivity of the soil, are enhanced by use of organic amendments along with inorganic fertilizers. Received: 6 May 1998     

不同施肥及秸秆还田对潮土有机质及其组分的影响

基于长期田间定位试验样地,研究了裸地(CK1)、不施肥秸秆移除(CK2)、不施肥秸秆还田(CK3)、施无机肥秸秆移除(NPK)、有机无机肥混施秸秆移除(1/2NPK+1/2OM)、有机肥秸秆移除(OM)、无机肥秸秆还田(NPK+S)、有机肥秸秆还田(OM+S)8种处理对土壤有机质及其组分含量的影响。结果表明,CK1土壤有机质及有机质各组分含量最低,但有机质稳定性较CK2、CK3高。与CK2相比,施肥处理(NPK、1/2NPK+1/2OM、OM)、秸秆还田处理(CK3)以及秸秆与肥料混施处理(NPK+S、OM+S)均能不同程度地增加土壤有机质及其各组分的含量,提高土壤有机质稳定性。其中OM处理效果最为显著,有机质含量比CK2高155.1%;有机质各组分中可溶性有机质DOM、富里酸FA、胡敏酸HA、胡敏素HM比CK2分别高39.1%、133.7%、540.0%、152.5%;HA/FA值为0.43,比CK2高173.9%。在CK3的基础上施用肥料(NPK+S、OM+S),土壤有机质含量以及有机质稳定性均有所增加,并且有机肥(OM+S)效果好于无机肥(NPK+S)。可见秸秆还田及有机肥施用对潮土有机质及其各组分含量均有提升作用,促进有机质积累并提高其稳定性。     

有机辅料对猪粪堆肥中氨气挥发的抑制效应及其影响因素分析

选取稻草、油菜秸秆和食用菌渣作为猪粪堆肥的有机辅料,研究三种堆肥体系中氨气挥发释放规律及其影响因素。结果表明,经过65 d的堆腐,稻草－猪粪、油菜秸秆－猪粪和菌渣－猪粪堆肥氨气挥发量分别为5.084、6.483和3.013 g/kg,是对照（纯猪粪）处理（7.836g/kg）的64.88%、82.74%和38.45%。从氨气的释放量和释放速率看,菌渣是一种较好的有机辅料。从氨气释放的时间变化特征看,稻草对猪粪堆肥氨气排放高峰期影响最为明显,主要表现为氨气前期猛烈释放且持续时间短,是猪粪快速腐熟技术优选的高效有机辅料。堆腐完成后,三种有机辅料均能减少水溶性NH4+-N的累积,增加水溶性NO3--N的含量,引起pH和EC值下降,提高堆肥全氮含量,促进堆肥有机物和粗纤维的降解,且以稻草和菌渣处理效果最为显著。     

秸秆覆盖和有机质输入对紫色土土壤可蚀性的影响

以紫色土坡耕地为研究对象开展野外径流小区定位监测试验,设置有机质(OM)、秸秆覆盖(SW)、有机质+秸秆覆盖(OM+SW)和对照(无秸秆覆盖,不增施有机质,CK)4个处理,对2014年侵蚀性降雨条件下不同处理小区径流及产沙特征进行分析,以单位径流冲刷侵蚀量(K_w)作为土壤可蚀性指标,研究四川省中江县紫色土区秸秆覆盖和有机质输入对坡耕地土壤可蚀性的影响。结果表明:秸秆和有机质输入能显著降低紫色土区坡耕地产流量,4个处理减小径流的效果表现为OM+SWSWOMCK;有机质、秸秆覆盖均显著降低单位径流侵蚀量,从而减小土壤可蚀性,OM、SW、OM+SW处理对土壤可蚀性的平均消减率分别为22.30%、29.76%、35.04%,秸秆覆盖处理(SW)对土壤可蚀性的减小效应略高于有机质处理(OM),但二者差异不显著。综合分析得出,增施有机质的同时进行秸秆覆盖可作为紫色土区坡耕地减小土壤可蚀性的有效措施。