长期施用有机物料对红壤性水稻土的物理性质的影响

本文研究了施用有机物料（连续１１年）对水稻土物理性质的影响，研究表明：有机－无机肥料配合施用，使土壤粗微团聚体（１－０．０５ｍｍ）含量增加，土壤分散系数下降，随着有机物料施用年限的增加，高水势段特片曲线上各级持水量。土壤总孔隙度和通气孔隙度都有明显的提高，而土壤的破裂系数有明显的降低，这些对改善水稻后的旱作土壤物理环境十分有利。     

水稻土物理性质空间变异性研究

本文应用时间序列分析方法和随机统计理论研究了水稻土物理性质田间实际观测值的变异特性,着重讨论了它们在二维平面上的空间变异结构。结果表明,各项性质在田间的变异和分布不是完全随机的,在一定的范围内,各测点的观测值之间存在着空间相关现象。因此,根据统计学原理,土壤观测样点的选取,除了需有合适的数目以外,还应确定观测点的合适大小以及观测点之间的合适间距。同时,本文通过土壤大团聚体含量变异原因的分析,表明了各性质的变异是相互关联、相互作用的。对以空间变异结构为基础的Kriging内插技术作了初步的尝试,取得了较好的效果,其內插精度比趋势面法有明显提高,内插值与真值之间的方差平均降低了32%。     

土壤水分对水稻土和菜园土有机碳分解的影响

采用培养法研究在不同水分条件下水稻土和菜园土有机碳的分解变化特征。结果表明,不同的土壤类型和不同的水分条件下CO2释放速率的变化趋势都是前期分解速率快,后期分解速率减慢并趋于稳定。低土壤水分含量不利于水稻土和菜园土的有机碳分解,中等土壤水分含量有利于菜园土的有机碳分解,高土壤水分含量有利于水稻土的有机碳分解。对有机碳分解累计量曲线的拟合,幂函数(y=b0*xb1)可以很好的反映这种变化趋势,并且b0和b1与土壤水分含量都有很好的相关性。     

有机物料对污染土壤上水稻重金属吸收的调控效应

采用重金属污染水稻土开展盆栽试验,研究施用有机碳源、菜籽饼和猪粪对不同水稻(汕优63,简称“SY63”;中浙优1号,简称“ZZY1”)重金属吸收的调控效应.结果表明,在重金属污染土壤上ZZY1具有一定的耐性,相同处理时ZZY1糙米、砻糠、秸秆中重金属含量均低于SY63品种,糙米中Cd含量较SY63低57.5％ ～ 83.8％,Cu含量低37.8％ ～ 69.1％,Zn含量低0.88％ ～ 31.7％,食物链风险较SY63品种低.3种有机物料中,施用菜籽饼使两水稻品种糙米中重金属含量明显低于其他处理;与对照相比,施用菜籽饼使SY63糙米中Cd、Cu和Zn含量降低73.5％、52.6％和32.1％,ZZY1糙米Cd含量降低30.5％.在供试重金属污染土壤上可选择具有一定重金属耐性的水稻品种ZZY1进行粮食生产,同时施用适量的菜籽饼以增强其抵御重金属毒害的能力,降低糙米中Cd、Cu和Zn含量及其食物链污染风险.     

不同有机物料对苏打盐化土有机碳和活性碳组分的影响

【目的】在大同盆地苏打盐化土上,研究不同有机物料对春玉米产量、土壤有机碳及活性碳组分的影响,明确土壤有机碳及活性碳组分与主要盐碱指标的相关关系,为苏打盐化土改良及有机物料资源化利用提供理论支撑。【方法】2016-2017年在山西省北部怀仁县开展田间定位试验,设对照(CK)、风化煤、生物炭、牛粪和秸秆5个处理,各处理有机物料施用量按照每年9000 kg/hm^2等有机碳投入量折算,收获时对春玉米进行测产。2017年春玉米收获后,采集土壤样品测定土壤有机碳总量(SOC)和水溶性有机碳(WSOC)、易氧化有机碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)含量,分析土壤活性碳组分占有机碳的比例、土壤有机碳及活性碳组分与盐碱指标之间的关系。【结果】与CK相比,生物炭和秸秆处理春玉米产量无明显差异,而风化煤和牛粪处理春玉米产量则分别显著提高30.2%和30.3%。添加有机物料促进了0-20 cm土层SOC累积,其中以风化煤和牛粪处理效果最佳,较CK分别提高47.6%和36.1%。在有机碳组分方面,风化煤和牛粪处理提高WSOC、EOC含量的效果显著高于生物炭、秸秆处理;风化煤、牛粪和秸秆处理的LFOC含量显著高于生物炭处理。四类有机物料处理的WSOC占总有机碳的比例差异不显著,牛粪处理的占比显著高于CK。EOC占总有机碳的比例以牛粪处理最高,风化煤次之,且二者均显著高于CK处理;LFOC占总有机碳的比例则表现为秸秆、牛粪>风化煤、生物炭> CK。此外,添加有机物料能有效降低0-20 cm土层土壤pH、电导率(EC)和碱化度(ESP),其中以风化煤和牛粪处理降幅最大。相关分析表明,土壤SOC与pH、EC和ESP呈显著负相关。【结论】通过有机物料改良效果比较,发现牛粪和风化煤处理能促进苏打盐化土有机碳累积,提高可溶性、易氧化态及轻组有机碳组分在总有机碳中的占比,降低土壤pH、EC和ESP,明显提高春玉米产量。因此,风化煤和牛粪是山西北部苏打盐化土良好的改良剂。     

水分状况对水稻土有机碳矿化动态的影响

水分状况影响土壤水溶性有机C(DOC)溶出,而DOC含量变化与土壤有机C矿化动态有密切关系。通过室内试验,研究了不同水土比提取条件对太湖地区水稻土(黄泥土)DOC含量的影响,观测了培育过程中土壤DOC含量及土壤有机C矿化的动态变化。结果表明,土壤DOC含量随着水土比的增大而升高,且两者之间呈显著的线性关系。长期室内恒温培育条件下,淹水处理土壤DOC含量显著高于好气处理(P<0.01),且在整个培养期内都保持这一趋势,而两处理之间的差值则表现为先增大后减小。培育过程中,土壤日均矿化量好气处理高于淹水处理,但两处理之间的差值则随着培养时间延长而不断缩小。     

长期施用有机肥料对紫色水稻土有机无机复合性状的影响

连续九年施用有机肥料，紫色水稻土壤及＜０．００２ｍｍ的有机无机复合体中无定形铁，铝和铬合态铁，铝的含量呈不同程度的增加，铬合态铁和铝间具拮抗作用（ｒ＝０．７９９８ｎ＝７）；土壤的有机质含量增加主要是由于轻组有机质含量增加，而有机无机复合度下降，土壤重组腐殖质的含量为０．２５－０．０１ｍｍ＞＜０．００２ｍｍ＞１－０．２５ｍｍ＞０．０１－０．００２ｍｍ；有机无机复合度及重组腐殖质中松结态与紧结态的比值     

水分状况对水稻土某些性质的影响

对太湖地区水稻土进行了以土壤分布的地形部位和不同水旱轮作引起的土壤水分状况，对水稻土某些性质的影响研究。初步结果表明，地下水位较高的老稻田有利于有机质和全氮的积累，但其有机氮的矿化率却比旱作历史较久的水稻土为低，而矿化产物中的硝／铵比亦明显偏低。土壤水分状况还明显地影响土壤剖面中的ｐＨ、有机质和全氮的分布。     

化肥与有机物料配施对黄褐土团聚体分布及有机碳含量的影响

通过对黄褐土小麦/玉米轮作定位试验,研究了不同施肥模式对土壤团聚体分布、稳定性及团聚体中有机碳含量、各级团聚体对有机碳的贡献率的影响。结果表明:黄褐土的水稳性团聚体组成主要以0.25 mm粒径为主,施有机物料增加了0.25 mm水稳性团聚体,同时提高团聚体的稳定性。团聚体有机碳主要存在于0.25 mm水稳性团聚体中,并随着水稳性团聚体粒径的增大而明显增加。化肥配施秸秆对黄褐土水稳性团聚体影响较大,显著增加0.053 mm各粒径水稳性团聚体含量,降低0.053 mm水稳性团聚体含量,同时显著提高团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和稳定率(R0.25),并且化肥配施秸秆对土壤中0.25 mm各粒径团聚体对有机碳的贡献率增加更为明显。而化肥配施鸡粪对土壤中0.25 mm各粒径团聚体中有机碳增加效果最好。     

冻融交替对水稻土水溶性有机碳含量及有机碳矿化的影响

冻融交替影响土壤水分的有效性及土壤团聚体稳定性,进而影响土壤中微生物的活性及土壤有机碳的矿化。通过室内冻融模拟(即分别在-7℃和28℃下处理土壤)及培养实验,研究了不同冻融交替循环处理下土壤水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量及土壤有机碳矿化的变化规律。结果表明,1到3次冻融交替处理会增加土壤中水溶性有机碳的含量,其中经过1次冻融交替处理的2种土壤其WSOC含量分别增加了25%,20%;但在本实验条件下如果继续增加冻融交替次数则会使土壤水溶性有机碳含量减少。冻融交替处理降低土壤微生物生物量,因此也会影响土壤有机碳的矿化。冻融交替处理对培养第1天的土壤有机碳矿化具有激发效应,激发能力:1次冻融交替>3次冻融交替>6次冻融交替,经过1次冻融交替处理后的土壤其呼吸速率与对照相比增加了17%～40%;其后,冻融交替处理土壤呼吸速率迅速下降,在培养后期甚至低于对照处理。     

有机碳含量对黑土区水稻土有机碳短期分解行为的影响

采用东北黑土区的水稻土(起源土壤为黑土),通过野外实地调查取样和室内短期淹水培养(73 d)试验,研究有机碳含量为高(H)、中(M)、低(L)的3种土壤有机碳矿化过程,并分析矿化过程中日均矿化量与水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和易氧化有机碳(ROC)含量的关系。结果表明,(1)在淹水培养73 d内,H、M和L土壤有机碳的矿化过程大致相同,在培养2周内为快速矿化阶段,在培养2~9周内为缓慢矿化阶段,在培养9周后为相对稳定矿化阶段;淹水培养73d时,H、M和L土壤有机碳的累积矿化量分别为1269.5 mg kg-1、1047.4 mg kg-1和873.0 mg kg-1,占土壤有机碳的比率分别为32.1 mg g-1、37.5 mg g-1和50.0 mg g-1。(2)在培养7~56 d内,3种土壤有机碳的日均矿化量与MBC含量之间呈显著线性正相关(P<0.01),微生物量碳组分含量是影响土壤有机碳短期分解行为的关键因素。     

有机物料对低积累水稻品种始穗期抗氧化酶活性和重金属积累的影响

采用重金属污染水稻土开展盆栽试验,研究施用有机碳源、菜籽饼和猪粪对低积累水稻品种中浙优1号始穗期重金属积累以及根、剑叶抗氧化酶活性的影响.结果表明,施用高量有机碳源不利于水稻生长,根抗氧化酶活性降低.施用菜籽饼和猪粪,水稻生物量显著增加,根和秸秆Zn、Cd浓度较对照处理显著降低.菜籽饼处理水稻抗氧化酶活性增强,而猪粪处理从始穗期开始水稻衰老进程加快.与对照处理相比,施菜籽饼水稻生物量增加14.0％～49.2％,根和剑叶丙二醛(MDA)含量分别降低15.6％ ～ 31.3％和15.3％ ～ 51.8％,过氧化氢酶(CAT)活性升高40.9％～79.8％和9.0％ ～ 143.8％,根和秸秆Zn浓度降低19.1％ ～ 26.4％和10.1％～26.1％,Cd浓度降低32.7％ ～ 58.8％和16.8％～62.1％;施用猪粪水稻生物量增加10.8％～16.7％,根和剑叶丙二醛(MDA)含量升高53.1％ ～ 59.4％和18.5％ ～ 44.9％,根和秸秆Zn浓度降低29.7％～42.6％和15.2％～52.9％,Cd浓度降低22.5％～44.0％和12.1％～ 64.5％.     

有机物料对淹水植稻过程中有机—无机复肥肥料氮有效性的…

通过淹水植稻试验，研究了几种有机－无机复混肥肥料氮的有效性及影响因素，结果表明：含不同有机物料（木薯渣，人粪渣，泥炭和花生麸）的有机－无机复混肥肥料氮的有效性不同，有机物料能够延缓前期肥料氮的释放，促进中后期水稻氮素的供应，不同有机物料对水稻稻素供应的影响亦有不同；有机物料的组分是影响有机－无机复混肥料氮有效性的主要因素之一。     

紫色水稻土有机无机复合与土粒团聚的关系

紫色水稻土的原土复合量（重组腐殖质）为中性土〉钙质土〉酸性土，同一土壤剖面中其含量是随土层深度下降；而有机无机复合度为钙质土〉中性、酸性土，在土壤剖面中是随土层深度增加。〈０．０１ｍｍ土粒团聚量和〈０．０１ｍｍ土粒团聚度为钙质土〉中性土〉酸性土。原土复合量和有机质含量，物理性粘粒含量、铁氧化物含量与〈０．０１ｍｍ土粒团聚量呈显著正相关；而有机无机复合度与有机质含量呈显著负相关，与腐殖质结合状态，物     

耕作方式对紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响

为研究耕作方式对西南地区紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响,以1989年设立的位于西南大学农场的农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内的长期免耕试验田为对象,研究在冬水田平作（DP）、水旱轮作（SH）、垄作免耕（LM）、厢作免耕（XM）和垄作翻耕（LF）5种不同耕作方式下,土壤中总有机碳（TOC）含量、颗粒态有机碳（POC）含量、颗粒态土壤质量分数和颗粒态有机碳分配比在土壤中的分布特点。结果表明,不同的耕作方式主要对表层土壤的TOC、POC分布产生显著影响,其中LM对提高积累TOC和POC贡献最大;0-60 cm土层TOC含量变化范围为7.10～34.45 g/kg,颗粒态土壤质量分数所占比例为30.38%～45.65%,POC含量为1.31～19.39 g/kg,各数值基本变化趋势都是随土壤深度的增加而减小。TOC与POC都可作为评价耕作方式影响紫色水稻土土壤质量变化与固碳能力的有效指标,但相同耕作制度下POC变化幅度更大,对其响应也更为敏感。从TOC和POC的关系来看,不同耕作制度下有机碳的增加与土壤物理保护能力的提高有关,免耕方式有利于有机碳以及颗粒态有机碳的保护和稳定。     

不同有机物料对苏打碱化土有机碳库和化学性质的影响

以内蒙古河套灌区苏打碱化土为研究对象开展田间试验,设置常规施肥(CK)、生物炭+常规施肥(BC)、牛粪+常规施肥(CD)、玉米秸秆+常规施肥(SW)和羊粪+常规施肥(GM)5个处理,研究不同有机物料添加对碱化土壤有机碳(SOC)库和化学性质的影响。分别于2019年和2020年收获季采集0—30 cm耕层土壤,分析不同有机物料添加下SOC及其活性碳组分和主要盐碱指标的变化特征及其相关关系。结果表明:与CK相比,2019年和2020年各有机物料添加处理下SOC平均增幅分别为22.7%和17.2%,土壤有机碳储量(SOCs)平均增幅分别为22.9%和18.2%;4种有机物料均提高了碱化土壤活性有机碳组分含量,其中,CD和GM处理下各活性碳组分含量增幅较其他处理更高;2019年各有机物料添加处理下碳库管理指数(CPMI)较CK提高53.8%~108.3%,2020年提高71.3%~144.1%(P＜0.05),CD和GM对CPMI的提升作用更明显。土壤化学性质方面,2020年各有机物添加处理下pH均显著下降,BC和CD处理下碱化度(ESP)分别显著下降36.9%和29.3%,CD处理下蔗糖酶活性提高36.7%(P＜0.05)。主成分分析(PCA)表明,影响苏打碱化土SOC含量变化的主要因素为活性有机碳组分和ESP。牛粪和羊粪施用对苏打碱化土有机碳库质量提升作用较好,生物炭施用对盐碱化指标改良效果最明显。     

耕作年限对水稻土有机碳分布和腐殖质结构特征的影响

分析比较了浙江慈溪耕作年限为50、100、500、700、1 000、2 000 a的水稻土剖面和不同粒级复合体中有机碳的分布特征,并利用红外光谱技术,探讨了长期耕作对水稻土腐殖质结构和功能基团的影响。结果表明,耕作年限在50~2 000 a范围内,稻田耕作表层有机碳含量受耕作年限影响不大,随着耕作年限的增加,约30~60 cm深度土层中有机碳含量有升高趋势。稻田土壤0~40 cm土层和40~80 cm土层有机碳储量变化幅度(Δ)随着耕作年限的增加逐渐下降,表明早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力。100、500、1 000a水稻土耕作表层中,<2μm复合体的有机碳含量受耕作年限影响不大;随着耕作年限延长,<2μm复合体有机碳分配系数不断增大,10~50μm复合体有机碳分配系数则呈下降趋势。100、500、700 a水稻土胡敏酸的芳化度随耕作年限增加有所提高,500和700 a水稻土胡敏酸的脂肪族-CH2-、-CH3基团含量要高于100 a水稻土,胡敏酸的聚合程度基本上不受耕作年限影响。     

有机物料对盆栽苹果土壤酶活性的影响

有机物料的施用普遍提高了土壤酶活性,秸秆类对转化酶活性影响大,粪类对脲酶活性作用大,羊粪降低土壤中的磷酸酶活性,鸡粪对各种酶活性都有良好的作用。有机物料施用后第二年秸秆的效果下降,粪类则有良好的持续作用。     

有机物料输入对关中土碳氮影响的后效作用

土壤有机碳氮是土壤肥力的关键因素,有机物料施用是提高土壤有机碳氮的有效措施。研究和比较了不同有机物料输入对土耕层（0—20 cm）土壤有机碳、全氮、可溶性有碳氮及0—200 cm剖面土壤硝态氮和含水量分布变化的后效作用。结果表明,停止施入有机物料两年后,与对照（CK）相比,秸秆与氮磷肥配施（SNP）和生物炭与氮磷肥配施（BNP）的表层（0—20 cm）土壤有机碳（SOC）分别提高了29.5%和29.8%（p<0.05）;氮磷肥（NP）、有机肥与氮磷肥配施（MNP）、秸秆与氮磷肥配施（SNP）和生物炭与氮磷肥配施（BNP）的表层土壤全氮含量较CK分别提高了22.0%,14.3%,24.2%和26.4%（p<0.05）。BNP处理的土壤可溶性有机碳（DOC）显著高于其他处理（p<0.05）,分别比CK,NP,MNP和SNP提高了23.4%,10.9%,21.3%,20.5%;所有施肥处理的土壤可溶性有机氮（DON）均显著高于CK（p<0.05）,分别提高了39.3%,29.3%,34.5%和52.3%。与CK相比,各施肥处理显著提高了表层土壤硝态氮含量（p<0.05）,增加了0—100 cm土层的硝态氮累积量。与NP处理相比,MNP和SNP显著提高了0—200 cm土层的硝态氮累积量（p<0.05）,而BNP则差异不显著。相比CK,施肥处理（NP,MNP,SNP,BNP）可显著提高0—20 cm土层的含水量,增加0—40 cm土层的储水量,且BNP处理显著高于SNP和MNP。总体而言,生物炭在提高和维持表层土壤肥力以及降低剖面硝态氮淋溶风险等方面的后效作用显著优于秸秆和有机肥,是陕西关中地区旱地土上一种较好的有机物料施用方式。     

耕作制度对紫色水稻土有机碳累积及矿化动态的影响

以稻田长期定位试验为平台,研究常规平作（中稻-冬水田）、垄作免耕（中稻-冬水田）、垄作免耕（中稻-油菜）和水旱轮作（中稻-油菜）4种耕作制度对紫色水稻土有机碳累积及矿化动态的影响。结果表明：实行不同耕作制度均能提高土壤有机碳密度,以垄作免耕（中稻-油菜）最佳。不同耕作制度实施20年后,农田0-10 cm表层土壤有机碳密度已趋于稳定,垄作免耕会提高10-20 cm和20-40 cm土层有机碳密度,而水旱轮作各土层有机碳密度均低于其他耕作处理。不同耕作制度下水稻土中易氧化有机碳数量和有机碳氧化稳定系数差异较大,其中,垄作免耕（中稻-油菜）下水稻土有机碳氧化稳定系数最大。各耕作处理中,土壤有机碳的最大矿化速率差异显著,有机碳矿化率和pH呈显著正相关;在培养期间,垄作免耕（中稻-油菜）的累积矿化量始终显著低于其他处理;常规平作（中稻-冬水田）的总矿化强度最大,垄作免耕（中稻-油菜）最小。