不同施氮水平下玉米农田土壤呼吸及碳平衡研究

氮肥施用是影响农田碳源汇的关键因素,定量评估不同氮肥施用下农田土壤呼吸和碳平衡对于保障土壤地力和调控生态环境碳排放均具有重要意义。笔者利用野外管栽模拟和田间定位试验,研究不同施氮水平下玉米生长季农田的土壤呼吸速率动态变化,并在此基础上解析了农田生态系统的碳平衡状况。结果表明:不同氮肥水平下农田玉米生物量(地上部和根系)固定有机碳量为5660.71~8106.00 kg C/hm2;土壤呼吸释放的总碳量为9209.04~16510.40 kg C/hm2之间,裸地微生物呼吸释放的总碳量为2827.36~6951.68 kg C/hm2之间。玉米生长季中根系呼吸量对土壤总呼吸量的贡献分别为57.9%~69.3%之间。在玉米种植条件下,不同生育期的碳平衡发生了显著变化。在拔节期,不同处理下净生态系统生产力(NEP)均为负值,表现为大气CO2的源;在玉米抽雄期和成熟期,不同处理下NEP均为正值,表现为大气CO2的汇,不同施肥水平下碳汇的程度不同。从不同施氮水平来看,NEP值在不同的生育期随施氮水平增加的变化趋势不同,在拔节期提高氮肥的施用水平,NEP值显著低于不施氮处理,在抽雄期和成熟期提高氮肥的施用水平,NEP值高于不施氮处理。     

内蒙古旱作农田土壤有机碳对免耕留茬的响应

传统耕翻使农田土壤水分散失并加剧其退化趋势;免耕留茬可以在一定程度上改善土壤性质.本文通过研究不同留茬高度对土壤有机碳的影响,旨在选择适宜留茬高度和配套耕作措施。在半干旱气候条件下,研究了燕麦高茬（GC）、低茬（DC）和传统（CT）３种耕作方式对燕麦田土壤含水量、土壤温度、土壤呼吸速率和土壤有机碳含量的影响。随着留茬高度的增加土壤温度降低,GC和DC较CT土壤温度分别降低了8%、7%。GC和DC能够提高土壤含水量,GC最大,较CT提高了24.6%。GC和DC均能明显提高燕麦不同生育时期土壤呼吸速率,且GC土壤呼吸速率最高,达32.71%。GC土壤有机碳显著于CT。燕麦产量表现为：GC>DC>CT,且GC和DC比CT显著提高了40%和25%。燕麦留茬可以提高土壤呼吸速率,增加土壤有机碳含量,具有显著的增产效应。

     

秸秆还田与优化施氮对稻田土壤碳氮含量及产量的影响

针对滨海盐碱地稻田土壤有机质较低、氮肥投入过量,采用田间微区试验研究了秸秆还田与优化施氮对稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物碳氮含量及水稻生长特征的影响。设秸秆还田与氮肥两因素,3个碳(秸秆还田)水平:C0:无秸秆还田; C1:秸秆还田4 500 kg/hm~2; C2:秸秆还田9 000 kg/hm~2; 2个氮水平:N1:255 kg/hm~2(优化施氮); N2:400 kg/hm~2(农民传统施氮)。结果表明,与C0、C1处理相比,C2处理时土壤有机碳含量分别增加了100. 46%,28. 06%;分蘖期时C2N2处理土壤全氮含量最高,而成熟期C1N1处理土壤全氮含量最高;秸秆还田与优化氮肥显著增加了DOC(可溶性有机碳)含量,分蘖期与成熟期土壤铵态氮、硝态氮含量均以C1N1最高,分蘖期与成熟期时,与未秸秆还田相比,土壤微生物量碳、氮含量显著增加,且C1N1、C1N2处理含量最高;秸秆还田量4 500 kg/hm~2与氮肥施用量255 kg/hm~2处理可有效增加水稻二次枝梗数、千粒质量、结实率及水稻产量,且高于其余处理。与农民传统施肥管理(C0N2)相比,秸秆还田与优化施氮(C1N1)处理水稻产量提高19. 02%,且显著提高滨海盐碱地稻田土壤碳氮含量。     

不同施氮量对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响

为探究华北地区夏玉米低碳生产的氮肥管理措施,以典型夏玉米田为对象,设置了不施氮(N0)、施氮100 kg/hm²(N1)、施氮150 kg/hm² (N2)、施氮200 kg/hm² (N3)4个处理,通过土壤温室气体排放、农事投入间接碳排放和作物固碳综合评估了不同施氮水平对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响。结果表明,农田土壤CO₂、N₂O排放随施氮量升高而升高,CH₄吸收量随施氮量的升高而下降,N1、N2和N3处理土壤温室气体总排放的碳当量分别较N0提高14.91%、24.19%、29.67%;氮肥投入贡献了较高的间接排放,达到135.27~270.55 kg/hm²;施氮促进了作物固碳,N0、N1、N2、N3净初级生产力固碳量分别为1965.56、3125.68、4345.55、4663.64 kg/hm²。综合系统碳流来看,各处理均表现为碳汇,净碳效应分别为258.33、1034.99、2032.82、2192.16 kg/hm²,碳可持续指数分别为0.15、0.50、0.88、0.89。200 kg/hm²施氮量下能够以相对较低的碳耗换取较高的固碳率,表现出较高的净碳效应,可推荐为氮素适宜投入量。     

褐煤腐殖酸对旱作燕麦土壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性的影响

以燕麦坝莜一号为试验材料,设置不施褐煤腐殖酸常规处理(CK),仅2011年施用腐殖酸,连续2年、连续3年、连续4年施用腐殖酸,以研究腐殖酸对土壤微生物量及酶活性的影响,从而明确腐殖酸对土壤生物学性状的改善效果。试验结果表明,连续多年施用腐殖酸可增加燕麦苗期土壤微生物生物量碳、氮、磷含量,增强土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性,有利于培肥土壤,促进土壤中有机物质的分解和转化以及土壤碳、氮等养分的循环,达到提高土壤质量的目的。不同施用年限腐殖酸对土壤酶活性及微生物量的影响不同,连续施用腐殖酸4年的作用优于连续施用3年、2年、1年,4种处理均优于CK处理,说明土壤腐殖酸的累积效应对土壤微生态环境的改善起到积极的作用,其中多年施用腐殖酸对改善10~20cm土壤脲酶活性、微生物生物量氮含量作用显著,能为作物根系生长提供充足的氮素。试验发现土壤酶活性与土壤微生物量之间具有很好的相关性,土壤酶活性可以作为评价土壤微生物量高低的指标。     

农业措施对农田土壤碳影响研究进展

温室气体排放引起的气候变化等一系列环境问题,对人类的生存环境存在着潜在的威胁,如何减少温室气体排放成为了当前的热点问题。大量的研究表明耕地具有巨大的固碳潜力,如何通过合理的农业措施使耕地成为有效的碳汇成为农业生态学研究的焦点。本文对近年来各种农业措施,如耕作方式,施肥措施,种植制度等对于土壤碳固定的影响的研究进行了全面的综述,总结了当前的农业土壤固碳研究现状,分析了不同农业措施对于土壤固碳效应的影响及其机理,及目前研究中存在的问题,总结了未来研究中需要加强和深化的方向,并对未来的研究方向提出建议。以期能够为将来的研究及农业固碳提供一些帮助。     

秸秆深埋条件下不同施氮水平对农田黑土磷酸酶活性的影响

秸秆还田是调控土壤肥力的重要农业措施,能够影响土壤酶活性。为探讨秸秆深埋对不同氮肥水平下土壤磷酸酶活性及土壤磷素的影响,本研究以农田黑土为研究对象,采用裂区试验设计,设置无秸秆、秸秆深埋为主因素,4个氮肥水平(纯N,0、135、180、225 kg/hm²)为副因素,测定了土壤磷酸酶活性及土壤全磷、有效磷含量。结果表明：(1)土壤磷酸酶活性随玉米生育期的延长呈先升高后降低趋势,在拔节期达到最高,收获期时降至最低。与无秸秆处理相比,秸秆深埋处理显著提高土壤磷酸酶的活性(P<0.05),且磷酸酶的活性随施氮量的增加呈先增加后减小趋势,在施氮量为180 kg/hm²时磷酸酶活性最高,为344.66 mg/(g·24 h);(2)与无秸秆处理相比,秸秆深埋处理增加全磷、有效磷的含量,但差异并不显著(P>0.05)。各处理中有效磷含量的变化趋势一致,随施氮量的增加呈先增加后减小趋势。在秸秆深埋处理下在施氮量为180 kg/hm²时有效磷的含量达到最高,为102.17 mg/kg。(3)相关性分析显示,土壤磷酸酶活性与土...     

玉米秸秆配氮还田对土壤酶活性、微生物量碳含量及土壤呼吸量的影响

采用室内培养法,设置3个玉米秸秆还田量与3个氮肥水平,共9个处理,研究玉米秸秆配氮还田对土壤酶活性、微生物量碳含量以及土壤呼吸量的影响。结果表明:玉米秸秆配氮还田可以增加土壤呼吸量与土壤微生物量碳含量,显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶(CAT)的活性;相同氮肥水平条件下,土壤微生物量碳含量与3种酶活性随着秸秆还田量的增加而升高。玉米秸秆配氮还田对土壤多酚氧化酶(PPO)活性表现出一定的抑制。微生物量碳含量,土壤脲酶、蔗糖酶、CAT活性与土壤呼吸量均呈显著正相关,土壤PPO活性与土壤呼吸量呈负相关。     

减氮条件下有机物料还田对麦田酶活性及其土壤碳氮含量的影响

为了研究不同有机物料还田对麦田土壤酶活性与土壤养分的影响,通过田间试验比较单施氮肥（CK,施纯氮270kg/hm ²）、秸秆还田（J,较CK减氮20%）、秸秆还田+牛粪（JF,较CK减氮20%）、秸秆还田+菌渣（JZ,较CK减氮20%）4种不同培肥处理,对麦田0~60cm土层脲酶、蔗糖酶活性与土壤有机碳、全氮含量变化进行研究。结果表明,在小麦季0~20cm土层各处理在拔节期脲酶活性最大,20~40cm土层JF处理在拔节期和开花期脲酶活性最大;在0~20和20~40cm土层JF处理在拔节期蔗糖酶活性显著高于CK处理。除J处理外,其他处理在0~20cm土层拔节期有机碳含量最大,且有机碳含量均表现为JF处理最大,其次是JZ处理;在0~20cm土层各生育时期JF处理的全氮含量均最大,且显著高于CK处理。减氮条件下有机物料还田能有效提高土壤脲酶、蔗糖酶活性,有机碳和全氮含量,并且土壤脲酶活性、蔗糖酶活性与有机碳和全氮含量均呈极显著正相关关系。综上,在减施氮肥条件下有机物料还田可以提高土壤质量。     

褐煤腐殖酸对旱作燕麦上壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性的影响

以燕麦坝筱一号为试验材料,设置不施揭煤腐殖酸常规处理(CK),仅2011年施用腐殖酸,连续2年、连续3年、连续4年施用腐殖酸,以研究腐殖酸对土壤微生物量及酶活性的影响,从而明确腐殖酸对土壤生物学性状的改善效果。试验结果表明,连续多年施用腐殖酸可增加燕麦苗期土壤微生物生物量碳、氮、磷含量,增强土壤蔗糖酶、服酶、过氧化氢酶活性,有利于培肥土壤,促进土壤中有机物质的分解和转化以及土壤碳、氮等养分的循环,达到提高土壤质量的目的。不同施用年限腐殖酸对土壤酶活性及微生物量的影响不同,连续施用腐殖酸4年的作用优于连续施用3年、2年、1年,4种处理均优于CK处理,说明土壤腐殖酸的累积效应对土壤微生态环境的改善起到积极的作用,其中多年施用腐殖酸对改善10~20cm土壤脉酶活性、微生物生物量氮含量作用显著,能为作物根系生长提供充足的氮素。试验发现土壤酶活性与土壤微生物量之间具有很好的相关性,土壤酶活性可以作为评价土壤微生物量高低的指标。     

城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化和酶活性变化

采用室内恒温培养法观测了城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化的过程动态和酶活性变化。结果表明：不同功能区土壤酶活性差异显著,脲酶：公园＞学校＞居民区＞工厂＞道路;磷酸酶：公园＞工厂＞校园＞居民区＞道路;转化酶：居民区＞公园＞工厂＞道路＞学校;但不同功能区土壤有机碳矿化过程动态表现出相同规律,在培养前期有机碳矿化速率迅速下降,培养中期缓慢下降,培养后期保持相对稳定的趋势,有机碳矿化与培养时间符合对数关系;整个培养期内,土壤有机碳矿化速率及累计矿化量公园＞工厂＞道路＞学校＞居民区。统计分析表明,土壤有机碳矿化速率与土壤有机碳,水溶性有机碳以及微生物生物量碳含量显著相关,相关系数分别为0.850、0.689、0.485;土壤酶与土壤有机碳矿化没有直接的相关性,但脲酶、转化酶与土壤微生物生物量碳之间相关系数分别为0.606和0.642,间接影响土壤有机碳的矿化。     

生物硅肥对白浆土型水稻土土壤微生物和酶活性的影响

采用田间试验。研究了白浆土型水稻土不同生物硅肥施用量对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明。生物硅肥可以提高土壤微生物的数量,细菌、真菌和放线菌总数拔节期分别比对照提高64．2％、88．2％和51．7％。抽穗期分别比对照提高68．9％、75．6％和81．8％。土壤过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性也有了明显的提高,不同处理各时期也是表现不同。从分蘖期到成熟期,土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的变化呈现先升高．后降低,再升高的趋势,转化酶活性的变化呈现先下降后上升的趋势。各处理过氧化氢酶、脲酶分别在抽穗期和拔节期出现了两个活性高峰,而转化酶在拔节期出现了低谷。因此,生物硅肥的施入营造了良好的土壤生物化学环境。为作物的高产稳产提供有利保障。     

有机肥施用对烟田土壤酶活性的影响

为明确有机肥施用后对烟田土壤酶活的影响。本试验选用5种有机肥处理,并以单施化肥为对照,测定了烟草团棵期、旺长期、现蕾期、采烤前期和采烤后期烟田土壤的8种酶活性。施用有机肥后,5个时期的土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性均得到提高,发酵牛粪对烟田土壤的蔗糖酶的影响最大,复合有机肥B处理对过氧化氢酶影响较大;施用有机肥可提高烟草采烤后期土壤的多酚氧化酶活性,发酵牛粪和发酵豆饼的效果较为显著;有机肥处理可提高从团棵期至采烤前期的土壤脱氢酶的活性;可提高从旺长期开始的土壤酸性磷酸酶和中性磷酸酶的活性,秸秆有机肥和复合有机肥A对土壤酸性磷酸酶活性影响较大;可提高现蕾期和采烤前期的土壤碱性磷酸酶活性,以两种复合有机肥和发酵牛粪影响较大;除此之外,有机肥施用后相较于单施化肥降低了烟田土壤的脲酶活性。总之,烟田施用有机肥改变了土壤酶活性,对土壤保育有良好意义。     

竹炭与有机肥配施对葡萄根区土壤养分及酶活性的影响

旨在研究竹炭与有机肥配施对葡萄地土壤养分及其酶活性的影响,对土壤改良提供思路。以‘夏黑’葡萄为试材,采用田间试验方法,设置不同梯度竹炭和有机肥配施,对‘夏黑’葡萄园土壤性质和酶活性进行测试分析。结果表明：表层(0~20 cm)土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量高于底层(20~40 cm)土壤。与单施有机肥相比,竹炭与低量有机肥配施提高了表层土壤总磷和速效磷含量;竹炭与中量有机肥配施提高了表层土壤有机质、总氮、总磷和速效磷含量;竹炭与高量有机肥配施提高了表层土壤有机质和速效钾含量。竹炭与低、中量有机肥配施提高了土壤过氧化氢酶活性,抑制了土壤蔗糖酶活性;竹炭与高量有机肥配施抑制了土壤过氧化氢酶活性,而对土壤脲酶活性无显著影响。系统聚类分析划分为5个类群,分别是B0M类;B3L、B3M和B6M类;B6L类;B0H和B6H类;B0L和B3H类。总体看来,短期内6%竹炭与中量有机肥配施对土壤肥力提升效果最佳,是较为理想的施肥方式,但其长期效应还有待进一步研究。     

农田土壤有机碳演变模型的研究进展

土壤碳库是陆地生态系统的最大碳库。以Century、RothC和DNDC模型为例,对这3大模型的模拟原理和应用现状进行了概述,总结了其存在的问题,并指出未来的发展方向一方面应加强模型的验证以提高模拟精度,另一方面应与3S技术相结合建立大尺度数据库以扩大模拟范围。     

几种有机肥对玉米光合特性及土壤酶活性的影响

为了比较研究有机肥、化肥对玉米生产能力的影响,为北方黑土地区有机肥与化肥的施用提供科学依据.大田条件下对玉米施用4种有机肥和传统化肥,测定玉米产量、叶片光合特性、土壤酶活性以及丛枝菌根真菌(AMF)侵染情况等指标.结果表明:超效有机肥(T4)处理下的玉米产量为9800kg/hm2,相比于传统化肥(CK)增产11.53％...     

熏蒸剂威百亩对土壤微生物数量和酶活性的影响

威百亩是一种甲胺衍生物,在黄瓜、番茄、烟草等作物田采用熏蒸处理防治土传病害。为了探明其对土壤生态环境造成的影响,采用室内模拟试验方法研究了威百亩不同剂量、不同处理时间对土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明,威百亩对土壤细菌和放线菌均表现出抑制—激活—恢复的趋势,但对放线菌的影响程度小于细菌,恢复培养40天对放线菌的激活率达最大,为180.77%,恢复培养30天对细菌的激活率达293.61%;而对土壤真菌则表现出强烈的抑制作用,抑制程度与处理剂量呈正相关,高剂量处理(90.28 mg/kg、180.56 mg/kg)对真菌的抑制率均为100%,到恢复培养60天各处理组真菌数量与对照组之间仍存在显著性差异(P<0.05)。威百亩处理后,中低剂量处理对土壤蔗糖酶活性表现激活—抑制—激活—恢复的趋势,高剂量处理表现抑制—激活—恢复的趋势,最高激活率达213.62%;对土壤脲酶活性表现出抑制作用,处理剂量越高,抑制率越大,且这种抑制作用是不可恢复的;对磷酸酶和过氧化氢酶均表现出先抑制后激活的趋势。由此可知,威百亩对土壤真菌种群和脲酶活性的影响较大,而对土壤细菌、放线菌及蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的影响是暂时性的,随着培养时间的延长,微生物种群及酶活性可恢复,不会对农作物生长及土壤环境造成潜在危害。     

不同耕作方式下旱作农田土壤酶活性与有机碳的关系研究

为了明确不同耕作方式对土壤酶活性与有机碳的关系,研究了以传统翻耕为对照,3种耕作方式浅松、浅旋和深松下两者的变化趋势及相关性。结果表明:随着土壤有机碳含量的增加土壤酶活性也随之增加,土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和有机碳为不同耕作方式大于传统耕作,不同耕作方式产量较传统耕作显著提高,最高提高92.18%;在燕麦生育旺盛期过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性呈极显著的正相关关系。因此,浅松、浅旋和深松在旱作农田条件下有利于土壤有机碳含量的积累、产量和土壤酶活性的提高。     

生物质炭配施有机肥对旱地红壤酶活性及其微生物群落组成的影响

研究生物质炭配施有机肥对旱地的土壤养分的影响,可为旱地农作物的土壤改良提供理论依据.针对中亚热带第四纪红黏土发育的旱地红壤,本研究通过室内培养试验,向土壤中施用生物质炭配施有机肥,探索土壤微生物生物量碳和氮(MBC、MBN)、酶活性(脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)和微生物群落组成的变化.试验共设置5种处理,分别为对照(CK...     

BTH处理对杏果有机酸代谢关键酶活性的影响

采后的杏果实经0.05 g/L苯丙噻重氮（BTH）处理,置于4 ℃和90%~95%相对湿度（RH）下,通过测定贮藏过程中杏果实苹果酸、柠檬酸含量、柠檬酸合成酶（CS）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、NAD-苹果酸脱氢酶（NAD-MDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）、NADP-异柠檬酸脱氢酶（NADP-IDH）、细胞质乌头酸酶（Cyt-ACO）、线粒体乌头酸酶（Mit-ACO）的活性,研究BTH处理对杏果实有机酸代谢影响。结果表明：贮藏期间,BTH处理可以提高杏果NAD-MDH、PEPC、CS、NADP-IDH、Mit-ACO活性,抑制NADP-ME、Cyt-ACO活性,延缓苹果酸和柠檬酸的降解速度,进而提高杏果实中苹果酸和柠檬酸含量。