添加无定形铝氧化物对雷竹林土壤有机质矿化的影响

土壤中无定形铝氧化物对有机质的存在有很大的影响,由于雷竹特殊的经营方式导致土壤中有机质快速积累,为了解无定形铝氧化物对土壤中快速积累的有机质分解产生的影响,本文通过往不同种植年限的雷竹林土壤中增加不同量的无定形铝氧化物(0、2、10、20、40 g/kg)以及室内密闭培养法测定CO2的释放量来反映有机质的分解状况,以便了解无定形铝氧化物对快速增加的雷竹林土壤有机质分解的影响,了解集约经营下的雷竹林土壤有机质的变化趋势及稳定性.结果表明,无定形铝氧化物的加入可显著抑制土壤有机质的分解,当无定形铝氧化物的加入量为40 g/kg时,对0年(水稻)、1年、5年、15年雷竹林土壤有机质分解的抑制率分别为56.97%、60.75%、58.87%、44.25%;0年(水稻)土壤加入无定形铝氧化物0、2、10、20、40 g/kg,对有机质分解的抑制效率分别为7.49%、38.04%、50.79%、56.98%.无定形铝氧化物对有机质分解的抑制效率随其加入量的增加而提高,但随土壤有机质含量的增加而下降.     

水旱轮作条件下土壤有机无机复合状况的研究

在黄棕壤和灰潮土上进行水旱轮作条件下土壤有机无机复合状况变化的研究表明:1.水改旱有利于促进土壤有机质与土壤矿质部分的复合,增加土壤有机无机复合量,旱改水则使游离态有机质增多。2.水改旱后,土壤所复合的腐殖质中紧结态的相对较多,同时松结态和紧结态腐殖质的易氧化部分增多,能促使结合态腐殖质的氧化更新;旱改水后,松结态腐殖质相对增多,以及松结态和紧结态腐殖质的难氧化部分增多。3.水改旱后可导致土壤腐殖质组分上的差异,即HA-B/FA-B的比值升高;HA-A/FA-A的比值下降。4.水改旱后土壤碳、氮含量除细粘粒复合体中有增加外,其他粒径复合体中的都减少了,而磷、硫含量在粗粘粒和细粘粒复合体中均有明显增加,说明水改旱有利于缩短土壤有机质以及氮、磷、硫养分的循环周期,促进其易矿化性。     

施肥对黄土旱塬区黑垆土土壤肥力及硝态氮累积的影响

本文以长期定位试验为依托,研究了黄土高原旱塬区黑垆土大田对比试验和长期定位施肥对土壤肥力硝态氮累积和淋溶的影响。结果表明:长期施用有机肥能够明显增加土壤养分,氮磷和有机肥配施效果显著;和1984年土壤养分状况相比,大田对比试验土壤有机质增加了27.1%,全氮和全磷提高了84.2%和34.8%,有效氮、有效磷和速效钾增加了46.9%、540.0%和10.2%,养分水平与长期定位试验中氮磷配施相近。长期定位试验中氮磷配施或与有机肥配施能够有效地减少土壤剖面中硝酸盐的累积和淋溶,氮肥单施硝态氮累积量最大,为1006.4 kg/hm2,大田对比试验土壤硝态氮总累积量较长期定位试验中施用氮肥处理的总累积量少。     

坡地土壤侵蚀与养分流失过程的研究

本文采用人工降雨室内试验,研究了坡地土壤侵蚀与有机质、全氮和有效磷养分的流失过程。坡度、雨强对其流失过程的影响;比较分析了裸露坡地及沙网覆盖两种处理的土壤侵蚀与养分流失过程。结果表明:随坡度,雨强增大,养分流失量也增加;试验小区覆盖纱网消除雨滴动能后,土壤养分流失量比裸露坡地减少60%左右;养分流失量与土壤流失量呈正相关,多数泥沙样中有效养分的含量高于土壤中养分含量,尤以有效磷更为显著。     

三峡库区脐橙园土壤养分、酸度变化特征与施肥管理对策——以秭归县水田坝乡为例

通过对三峡库区脐橙产业分布典型区域脐橙园土壤养分含量和酸度指标的系统调查,分析了三峡库区脐橙园土壤有机质和主要大量元素、微量元素含量状况和土壤酸碱度现状,进一步采用相关性和主成份分析法,揭示了土壤有机质、主要大量养分元素变化与土壤酸化过程的相互关系.结果表明,该区域三峡库区紫色砂岩分布区脐橙园土壤有机质含量分布不均、多数处于较低水平,且具有缺N、低p、富K的特点;土壤速效态N、P、K含量差异较大,65%土壤有效态N缺乏,45%左右土壤速效P、K含量偏低;有效Zn缺乏的土壤占有较高比例;随着脐橙种植年限的增加,土壤有效态养分含量呈提高的趋势,但是,由于化学肥科的长期过量施用,土壤酸化趋势明显,如果不采取合理的对策,容易引起土壤退化.采用"增库、调流"措施,合理调整有机、无机肥的比例,结合叶片诊断补充微量元素,利用秸秆进行园地覆盖,套种饲草,施用石灰、磷矿粉、煤渣类土壤改良剂,是改普土壤结构、协调土壤养分供应、缓解土壤酸化的重要措施.     

秸秆碳的田间原位分解和微生物量碳的周转特征

应用14 C示踪技术研究了杂交狼尾草秸秆在稻麦轮作田中为期 1年的原位分解。结果表明 :秸秆用量对其分解率影响甚微 ,1年后秸秆C分解了 72 %左右 ,分解速率常数为 2 7× 1 0 - 3d- 1,但秸秆用量的多少与土壤原有碳的分解和土壤有机碳平衡密切相关。黄棕壤原有C年分解率为 5 4 5 %～ 6 0 7% ,分解速率常数在 1 0 4× 1 0 - 4～ 1 1 8× 1 0 - 4d- 1之间。随秸秆用量增加 ,黄棕壤原有C分解率和分解量均增加 ,土壤有机碳的亏缺减少。微生物量14 C占加入秸秆14 C的 3 79%～ 1 0 63% ,占土壤残留14 C的 1 2 2 7%～1 7 4 3% ,其大小变化及减少程度均较微生物量12 C显著。微生物量12 C约为微生物量14 C的 0 74～ 3 85倍 ,说明大多数情况下 ,土壤原有C仍是土壤微生物活动所需能量和养分的主要来源。微生物量14 C的周转率在 1 1 0～ 1 1 8a- 1之间 ,微生物量12 C的周转率在 0 97～ 1 0 6a- 1之间。增加秸秆用量可加快土壤微生物量C的周转速度 ,反过来微生物量C周转速度的加快又加速了秸秆C和土壤原有C的分解。土壤原有C和秸秆C的分解进程与微生物量12 C和微生物量14 C的动态变化趋势一致 ,说明有机碳分解的快慢是土壤微生物活动强弱的外在表现。     

不同豆科植物对黄土高原弃土场的改良效果

为了探究豆科植物种植初期对黄土高原地区弃土场的改良效果,本文采用野外模拟弃土场和实验室测定相结合的方法,在弃土场上种植柠条、白三叶、红豆草、草木樨和紫花苜蓿5种豆科植物,研究1年后弃土场土壤的水分和养分状况.结果表明:各小区种植植物1年后,土壤水分状况有了明显的改善;土壤养分硝态氮质量分数增加,有机质、速效钾的质量分数除了草木樨有所增加以外,其他均减少,速效磷的质量分数均减少,土壤中的速效钾由于植物生长消耗而减少,但其质量分数丰富,足以满足植物生长的需要;土壤中的铵态氮和硝态氮质量分数表现为表聚作用,且硝态氮的质量分数均大于铵态氮;植被对土壤的改良程度依次为白三叶＞柠条＞红豆草＞紫花苜蓿＞草木樨.因此,种植豆科植物可以有效的改善土壤的水分和氮素营养,为今后弃土场土壤改良提供一定的理论参考.     

林地开垦对黄土区坡面土壤养分空间分布的影响

研究黄土高原侵蚀环境下林地开垦后坡面土壤养分空间分布状况,确立林地开垦后侵蚀驱动的坡地土壤养分空间变异特征。以黄土高原丘陵区子午岭林地和开垦28年的侵蚀坡面为研究对象,分析土壤主要性质和养分含量的变化情况,运用经典统计学和地统计法分析坡面土壤基本性质和养分空间分布规律。林地开垦后坡面土壤pH增加了0.24个单位,有机质、全氮、全磷和铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾分别降低了13.77,1.14,0.10 g/kg和6.05,1.63,4.99,58.44 mg/kg。林地的土壤有机质、全氮和全磷的变异系数大于开垦地,而pH和各速效养分的变异系数小于开垦地。开垦后中坡位和下坡位养分含量减少幅度较大,上坡位减少幅度较小。林地和开垦地的土壤各指标都呈中等或强烈的空间自相关。林地开垦增强了有机质、全氮、全磷、铵态氮、速效磷和速效钾的空间异质性,但减小了pH的空间异质性,地形等结构性因子主导了土壤养分空间异质性的形成。林地开垦后,pH、有机质、全氮和全磷变程增大,铵态氮、硝态氮和速效钾变程减小,速效磷在2个坡面上的变化趋势不一致。研究结果表明林地开垦极大地减少了坡面土壤养分含量,但减少幅度与坡位和坡面形态有关。同时,开垦增大了坡面土壤有机质、全氮和全磷的空间依赖性,减小了速效养分的空间依赖性。     

养分化学计量比对稻田土壤葡萄糖矿化及其激发效应的影响

选择13C-葡萄糖作为稻田土壤典型易利用态外源有机碳,通过室内培养试验,研究不同C/N/P/S计量比条件下,葡萄糖分解矿化的动态规律及其激发效应。结果表明,稻田土壤中葡萄糖-碳(C)快速矿化,60 d培养实验后,有65.5%~74.6%的葡萄糖-C矿化。养分元素的添加使土壤中葡萄糖-C快速转化碳库的比例逐渐由58%增加至65%,从而使葡萄糖-C矿化率提高了3.9%~12.5%,养分元素的添加量与葡萄糖-C快速转化碳库的比例和矿化率均表现出显著的正相关关系(R2=0.63,p0.05;R2=0.83,p0.05)。葡萄糖-C矿化过程中,导致稻田土壤碳的累积负激发效应为-370~-570 mg kg-1,养分元素添加比例越大,其负激发效应越强,二者呈显著的负相关性(R2=0.66,p0.05)。研究表明,稻田土壤中易利用态碳的矿化受C/N/P/S元素计量比的影响,高比例养分元素的添加,促进土壤中易利用态碳的矿化,抑制土壤原有有机质的分解,增强负激发效应。本研究可为深入了解稻田生态系统碳循环、实现农田土壤肥力提升和温室气体减排提供理论依据。     

土地整理对土壤有效态微量元素的影响

以重庆丰都县三坝乡土地整理项目为研究对象,研究土地整理前后的土壤有效态微量元素铁、锰、铜、锌、硼含量及分布特征,并进一步探讨其变化的原因。结果表明:(1)土地整理后土壤有效态铁、锰、铜、锌、硼的含量均下降,其中有效铁含量下降最明显,较整理前减少72.7%;土地整理改变了土壤有效态微量元素(除有效硼外)的剖面分布规律,使离散程度降低,使各土层中微量元素的含量趋于均匀。(2)土壤有机质、pH和速效养分能影响微量元素的分布。土地整理后土壤有机质含量的下降能显著降低表层(0-20cm)土壤中有效态微量元素含量,其中土壤有效铜含量受其影响最为明显,相关系数r为0.773;随着土壤pH的增加,表层(0-20cm)和亚表层(20-40cm)中有效态微量元素含量降低,其中有效铁含量受pH影响较为显著;土壤中有效磷含量的下降是造成表层和亚表层土壤有效态微量元素含量下降的另一原因,速效钾对底层(40-60cm)土壤中有效态铁和有效态锌含量有一定的影响,相关系数分别为0.494和0.510,土壤中碱解氮含量的变化对有效态微量元素含量影响不大。     

The priming effect of organic matter: a question of microbial competition?

It is generally accepted that the low quality of soil carbon limits the amount of energy available for soil microorganisms, and in turn the rate of soil carbon mineralization. The priming effect, i.e. the increase in soil organic matter (SOM) decomposition rate after fresh organic matter input to soil, is often supposed to result from a global increase in microbial activity due to the higher availability of energy released from the decomposition of fresh organic matter. Work to date, however, suggests that supply of available energy induces no effect on SOM mineralization. The mechanisms of the priming effect are much more complex than commonly believed. The objective of this review was to build a conceptual model of the priming effect based on the contradictory results available in the literature adopting the concept of nutritional competition. After fresh organic matter input to soils, many specialized microorganisms grow quickly and only decompose the fresh organic matter. We postulated that the priming effect results from the competition for energy and nutrient acquisition between the microorganisms specialized in the decomposition of fresh organic matter and those feeding on polymerised SOM.     

高寒山区火烧土壤对其养分含量和酶活性的影响及灰色关联分析

本文研究结果表明，在高寒山区火烧土壤可加速有机质的分解，增加速效养分含量，因而使牧草产量大幅度提高。但３－４年后，因土壤速效养分含量明显减少，牧草产量又急剧下降。火烧对土壤酶破坏严重，火烧后３－４年，脲酶和蛋白酶活性可恢复到原来水平的５０－８０％，而碱性磷酸酶、过氧化氢和蔗糖酶活性可恢复到原水平的２０－４０％。但随着时间推移，土壤有机质积累和酶活性恢复有加速的倾向。在高寒山区上，土壤酶活性与土壤有     

Negative priming effect on mineralization in a soil free of vegetation for 80 years

The priming effect (PE) is a complex process corresponding to a modification of mineralization rates of soil organic matter (SOM) following inputs of fresh organic matter (FOM). The priming effect can be either positive or negative (i.e. an acceleration or retardation of SOM decomposition) and is controlled by several factors such as microbial community composition, SOM chemical structure and nutrient availability. The first objective of our experiment was to study negative or positive PE of stabilized SOM. The second was to identify the role of FOM decomposers in the PE of stabilized SOM. We incubated, for 39 days, a fallow soil free of vegetation for 80 years amended with ¹³C‐cellulose and inoculated with a FOM‐decomposing community. The soil contained stabilized SOM. The PE of the stable organic matter was always negative and tended to be more negative when the FOM‐decomposing community was added. This suggests that for this particular soil, SOM mineralization was not limited by energy. Moreover, as the inoculation of a FOM‐decomposing community led to a more negative PE, we assume that the FOM‐decomposing community facilitated the access of FOM to the indigenous bare soil community.     

冀西北栗钙土有机质分解及土壤速效养分变化的研究

采用尼龙网袋法研究栗钙土有机质分解及土壤速效养分的变化结果表明,不同有机物(肥)料在前3个月分解较快,最初30d坡梁栗钙土和旱滩草甸栗钙土分解率分别为32.68％和30.32％。新施入有机物(肥)料可明显提高土壤有机质活性系数,平均提高16％左右,腐殖质活性顺序依次为牛粪>莜麦秸>豌豆秸。有机物(肥)料腐解周年后土壤有机碳及速效氮、速效磷、速效钾明显增加。2类土壤有机碳分别为106.67％～135.00％和53.33％～58.18％,速效氮、速效磷、速效钾分别提高34.62％～52.31％和21.10％～50.37％、18.20％～207.60％和34.20％～210.05％、64.92％～143.12％和28.75％～102.49％。     

长期减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨减量化施肥对水稻产量及土壤肥力的影响,对巢湖流域连续10年减量化施肥和秸秆还田定位试验后的水稻产量、土壤有机质、有效氮磷钾、有效铜锌铁锰含量及土壤酶活性进行了测定和分析。结果表明:长期减氮30%或减磷50%处理对水稻产量无明显降低作用,减量+秸秆还田有增产作用,但增产不显著;减氮30%或减磷50%会降低土壤中有机质含量,增加土壤中速效钾、碱解氮含量,减磷50%土壤中的有效磷含量显著降低,减量+秸秆还田会增加土壤中的有机质、速效钾、碱解氮、有效铜锌铁锰含量,对有效磷的增加效果不显著;较不施肥相比,施肥能够明显提高土壤的酶活性,减少氮磷肥会一定程度地降低土壤中的酶活性,减量+秸秆还田对脲酶的增加效果不明显,但会显著增加土壤中性磷酸酶和蔗糖酶活性;土壤酶活性与水稻产量及土壤养分含量之间呈显著或极显著正相关关系。综合考虑减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响,可提出在巢湖流域实施减量化施肥+秸秆还田处理来代替高产施肥。     

Organic carbon dynamics in soil particle-size separates of sandy Spodosols when forest is cleared for maize cropping

In southwest France, much of the forest lands on sandy Spodosols has been converted to continuous maize cropping in the last few decades. To evaluate the impacts of such change on the content and properties of the soil organic matter, we compared the amount of organic carbon and ¹³C natural abundance in soil and particle-size separates at three locations, selected on the basis of different contents of 0–50 μm particles (clay + silt). After three decades of cultivation, the amount of carbon from the forest pools ( C _f) decreased by about 60%, attributable mainly to easily degradable material in sand-sized fractions (−70%). However, a recalcitrant residue remained in soil at a constant proportion, showing that organic matter in these fractions is heterogeneous. Organic matter in the clay + silt fraction was relatively resistant, decreasing by only 20% after 30 years of cultivation. Intensive agricultural management has homogenized the characteristics of the soil and the mineralization of the organic matter, which has resulted in a long-term convergence of organic carbon from the three locations. However, small natural variations in fine particle content were associated with significant differences in the accumulation of carbon in soil. The protective capacity of the soil depended on the proportion of clay + silt fraction, which stabilized the organic matter. Furthermore, the degree of saturation of this fraction with original carbon from forest and its rate of decomposition determined the soil's capacity to accumulate newly added carbon derived from maize.     

Charcoal does not change the decomposition rate of mixed litters in a mineral cambisol: a controlled conditions study

It has been recently shown that the presence of charcoal might promote humus decomposition in the soil. We investigated the decomposition rate of charcoal and litters of different biochemical quality mixed together in a soil incubation under controlled conditions. Despite the large range of organic substrate quality used in this study, we did not find any difference in the decomposition between the average of two individual substrates decomposing separately and the same substrates mixed together. We concluded that charcoal does not always promote other organic matter decomposition and that its particular effect might depend on various factors, for example, soil properties.     

梨园秸秆还田腐解特征及对土壤性状的影响研究

为探究梨园秸秆还田腐解特征及对土壤理化性状和生物性状的影响,在梨园布置覆膜对照(CK)、秸秆覆盖(S)、秸秆覆盖+腐解菌肥(S-BM)、双倍秸秆覆盖+腐解菌肥(2S-BM)田间试验。结果表明:秸秆覆盖150天后,S-BM处理的腐解率为62.4%,S和2S-BM处理的腐解率均为50%,氮、钾释放率以S-BM处理最高;秸秆覆盖提高了土壤最低温,降低了土壤最高温,减小了土壤温度振幅;2S-BM处理显著降低了土壤体积质量,提高了土壤水溶性有机碳含量;秸秆覆盖显著增加了0~5 cm土层有机碳含量,2S-BM处理对0~15 cm土层速效养分含量的提升效果显著,S和S-BM处理显著提高了0~5 cm土层速效钾含量;2S-BM处理的土壤细菌、真菌数量以及微生物生物量碳、氮含量在梨树生育后期明显提高;2S-BM、S-BM和S处理分别能增产86.9%、17.8%和28.7%。秸秆覆盖对土壤的改善是由上到下的,当梨园秸秆还田量为45 000 kg/hm2时,土壤的改良效果非常明显。     

基于固态13C核磁共振波谱研究植物残体分解和转化机制的进展

植物残体在土壤中的分解和转化影响了其养分归还和有机质形成过程。由于缺乏高分辨率的分析方法,对不同气候、植被和土壤类型条件下植物残体在分解过程中化学结构组成的演变特征和机制仍不清楚。核磁共振波谱技术在解析自然有机物化学组成方面具有独特的优势,本文综述了基于固态~(13)C核磁共振波谱(solid-state ~(13)C-NMR spectroscopy)技术评价植物残体的基质质量、解析植物残体的分解速率及其官能团组成的变化特征、揭示土壤腐殖质特性等方面的主要进展。未来针对植物残体分解和有机质形成机制的研究,应该结合稳定性同位素质谱和扫描电镜分析方法,综合分析植物残体中的有机化合物组成和物理结构;从多时空尺度揭示不同类型植物残体中有机碳官能团的降解路径;结合高通量测序和基因芯片分析方法,深入研究土壤微生物群落与植物残体化学结构的协同演变机制,提出不同气候–土壤–植被类型区促进土壤有机质形成的调控措施。