Soil Fertility Index,Soil Evaluation Factor,and Microbial Indices under Different Land Uses in Acidic Soil of Humid Subtropical India

A study was conducted to examine the impact of land use on soil fertility in an Entisol in the Jalpaiguri District of humid subtropical India. The natural forest served as a control against which changes in soil properties were compared. Soil samples were collected from four different depths (0–25, 25–50, 50–75, and 75–100 cm) of soil from four land uses (viz. forest, home garden, arecanut plantation, and agriculture) and examined for pH, organic carbon (OC), electrical conductivity (EC), cation exchange capacity, available nitrogen (N), phosphorus (P), exchangeable calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K), aluminum (Al), microbial biomass carbon (MBC), microbial biomass nitrogen (MBN) and dehydrogenase activity (DHA). Soil pH (5.7), OC (2.29%), N (386 kg ha^?1), and P (22.54 kg ha^?1) were greatest in forest soil, followed by soil from arecanut plantation, agriculture, and home garden. The greatest Ca (0.892 cmol kg^?1), Mg (0.527 cmol kg^?1), and Al (1.86 cmol kg^?1) were found in the arecanut plantation, whereas K (0.211 cmol kg^?1) was greatest in forest. The greatest content of diethylenetriaminepentaacetic acid–extractable copper, zinc, manganese, and iron (2.25, 1.66, 4.86, and 7.65 ppm, respectively) were found in forest. MBC (558 mg kg^?1), MBN (26.67 mg kg^?1), and DHA (33.03 μg TPF 24 h^?1 g^?1) was greatest in forest soil. Soil fertility index varied from 13.13 in arecanut plantation to 18.49 in forest. The soil evaluation factor ranged from 5.32 in agriculture to 6.56 in forest. Pearson's correlation matrix revealed strongly significant positive correlation of soil fertility index and soil evaluation factor with soil properties.     

黄土丘陵区不同土地利用下土壤碳组分及碳库管理指数特征

采用野外和室内分析相结合的方法,研究了黄土丘陵区基于坡耕地改造或演变的7种土地利用方式的土壤碳组分及碳库各指数的变化。结果表明:与坡耕地相比,其余土地利用方式均能提高土壤碳固持能力,增加土壤碳组分含量、土壤碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI),其中有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)及非活性有机碳(NLOC)含量分别较坡耕地增加了42%~125%,36%~136%和31%~161%,总的来说天然灌木林和人工乔木林的改善作用最强。不同土地利用方式下LOC/TOC为46.00%~57.29%,活度(A)为0.87~1.44,其中果园、天然灌木林和梯田的活度最高。土壤碳组分、碳库管理指数和主要化学指标间具有显著的相关性,表明不同土地利用方式对土壤碳固持能力的影响。     

Composition and Organic Carbon Distribution of Organomineral Complex in Black Soil under Different Land Uses and Management Systems

Organomineral complexes form the basis of soil fertility and have significant effects on the soil environment. In this research, we aimed to study the composition and organic carbon (C) distribution of organomineral complexes in a black soil under different land uses and management by means of ultrasonic dispersion and particle assortment. The results showed that the fine sand–size complex (20–200 μm) was dominant under different land uses and management. Silt-size (2–20 μm) and fine sand-size content increased with nitrogen and phosphorus application (NP) and NPM (NP together with organic manure) treatment, whereas clay-size (0–2 μm) content decreased. The content of <20-μm complex in GL (grassland) was less than in BL (bareland), and >20-μm complex showed the opposite trend. The silt-size content increased with the increase of SOC (soil organic C). A negative relationship was observed between the clay-size complex content and SOC content. Land-use change resulted in different dynamics in C sequestration in soil. The content of <20-μm complex in GL was more than in NP and NPM; GL has potential to sequester more C than tilled soil because of the stability of SOC stored in the <20-μm fraction. Long-term application of organic manure and vegetation restoration increased the OC (organic carbon) content of all sizes of complexes; the OC contents of clay-size complex were in the order GL > NPM > NP > BL > NF (no fertilizer applied) and increased the proportion of OC in >20-μm complexes, indicating that OC content in sand-size fractions increased with total SOC content.     

不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响

以山东省临沂市四种典型土地利用方式为例,分析不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响.结果表明:不同土地利用方式对有机质(OM)含量具有显著影响,而对pH、全磷(TP)、全氮(TN)、全钾(TK)和土壤颗粒组成无显著影响.不同土地利用方式土壤OM含量由高到低顺序为:水田>未利用地>林地>旱地;TN含量由高到低顺序为:未利用地>林地>水田>旱地;TP含量由高到低顺序为:未利用地>旱地>林地>水田;TK含量由高到低顺序为:林地>水田>旱地>未利用地.相关分析表明,旱地各养分之间的相关系数要大于水田、林地和未利用地,不同土地利用方式对TP和TN之间的相关系数无影响.主成分分析表明,旱地、水田、林地和未利用地综合肥力指标F值大小顺序为:水田(0.86)>林地(0.78)>旱地(0.51)>未利用地(0.43).     

辽宁省不同土地利用对土壤微生物量碳氮的影响

通过野外调查采样和室内氯仿熏蒸提取法分析,研究了辽宁省旱地、稻田、湿地、草地、森林、果园6种不同土地利用方式共计35个样地表层土壤（0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm）对土壤微生物量碳（SMBC）和土壤微生物量氮（SMBN）的影响。结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中土壤微生物量碳依次为森林〉湿地〉稻田〉旱地〉果园〉草地;土壤微生物量氮则为森林〉旱地〉稻田〉果园〉湿地〉草地。土壤微生物量碳氮均表现为森林显著高于其他土地利用方式,湿地、稻田、旱地、果园高于草地。除旱地和稻田,土壤微生物量碳随土层加深含量递减;而土壤微生物量氮在6种土地利用类型中,均表现为随土层加深含量递减。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮之间显著相关,土壤微生物量碳、氮是可以表征土壤肥力的敏感因子。     

黄土丘陵区典型土地利用类型土壤-微生物量及其生态化学计量特征

[目的] 为探讨黄土丘陵区“上退下推”典型生态治理模式对土壤-微生物量C、N、P及其生态化学计量比的影响。[方法] 以宁夏黄土丘陵区典型土地利用类型(人工林地、梯田和川道地)为研究对象,研究土壤-微生物量C、N、P含量对土地利用变化的响应,并分析其生态化学计量比、微生物熵(qMBC、qMBN、qMBP)及化学计量不平衡性(C∶N_imb、C∶P_imb、N∶P_imb)之间的关系。[结果] (1)3种典型土地利用类型下,人工林地土壤SOC、C∶P、N∶P高于梯田和川道地,而农耕用地(梯田和川道地)土壤TP含量则高于人工林地。(2)土壤微生物量C、N、P的含量分别为51.56~133.19,7.97~21.98,4.63~12.81 mg/kg。其中,土壤微生物量C、N、P均表现为人工林地＞梯田＞川道地;微生物量C、N、P的比值及C∶N_imb、C∶P_imb、N∶P_imb在各土地利用类型间无显著差异,具有一定的内稳性特征。(3)3种典型土地利用类型对微生物熵具有显著影响,qMBC表现为梯田地＞人工林地＞川道地,而qMBN和qMBP均表现为人工林地＞梯田＞川道地。通过RDA和蒙特卡洛置换检验得出,微生物量C∶P(R²=0.75,p＜0.01)和C∶P_imb(R²=0.74,p＜0.01)是影响土壤微生物熵变化的关键因素。[结论] 综上所述,“上退下推”典型生态治理模式引起土壤C、P以及微生物量C、N、P含量的显著变化,典型土地利用类型下土壤-微生物量C、N、P及其化学计量比主要受到P元素的影响。     

Soil Aggregate and Organic Carbon Stability under Different Land Uses in the North China Plain

Soil aggregates and organic matter are considered to be important indicators of soil quality. The objective of this study was to determine land-use effects on the distribution of soil organic carbon (SOC) associated with aggregate-size fractions. Bulk soil samples were collected from incremental soil depths (0–10, 10–20 20–40, 40–70, and 70–100 cm) under three land-use types: fruit tree orchards established in 1987, cropland, and forage field. Soil samples collected from these plots were analyzed for aggregate stability after wet sieving into four aggregate-size classes (>2000, 250–2000, 53–250, and <53 μm), and the concentration of SOC was determined in each size fraction. Cropland and forage field soils were significantly more alkaline than the fruit tree soil. Bulk densities were greater in cropland and forage field (1.40–1.52 g cm^?3) than in fruit tree orchards (1.33–1.37 g cm^?3). The total weight of soil aggregates varied in the order of forage field > cropland > fruit tree orchard. Aggregate stability was greater in cropland and forage field than under fruit tree orchards. Soil organic C decreased with increasing soil depth but was greater under fruit tree orchards than others and was mainly concentrated in the topsoil layer (0–20 cm). Sieved fraction (<53 μm) had a greater SOC concentration, regardless of soil depth or land use. Our data supported the hypothesis that perennial vegetation (fruit tree orchard) and the proportion of aggregates with diameter <53 μm are suitable indicators of SOC accumulation and may therefore have a greater potential for SOC sequestration than the cropland.     

浙北嘉兴平原土地利用变化对农林固碳生态功能的影响分析

通过对农作物干物质光合作用平衡式法以及林业碳汇测算方法,估算了嘉兴市域主要农林业碳汇及其生态价值,分析了嘉兴市过去50余年土地利用方式的变化对农林作物碳吸收量的影响。估算结果显示,嘉兴平原主要农作物年吸收CO2量达544.9万t,释放O2396.3万t。当地的农林业中,水稻吸收CO2和制氧量占到主要农林作物总量的50%以上,水稻单位面积固碳制氧效益在当地农作物中也是最大的,而且水田土壤的单位面积有机碳储存量达到50.41 t·hm-2·a -1,明显高于旱地土壤36.27 t·hm-2·a -1。过去50多年来,嘉兴平原土地利用方式发生了大幅变化,特别在近30年间耕地面积均减少了20%以上,农作物种植面积减少了1/3,水稻面积减少了60%,而城镇建设面积增加了3.3倍,虽然农作物单产在持续增长,但农作物面积缩减的影响占主导地位,导致了2011年农林植物吸持CO2量比1985年减少了21%。     

新疆艾比湖地区不同土地利用方式土壤养分、酶活性及微生物特性研究

新疆艾比湖地区在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高研究价值,通过对不同土地利用方式土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了不同土地利用方式土壤酶活性及微生物特性(土壤微生物量和微生物数量)。结果表明:新疆艾比湖不同土地利用方式土壤机械组成不尽一致,黏粒含量占主导地位,粗砂粒含量相对较低,土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反。不同土地利用方式对土壤养分具有较大影响,不同土地利用方式下土壤养分(有机碳、全氮、全磷)和有效养分(有效磷、有效氮、有效钾、有效锌、有效铁含量)均呈现出一致性规律,大致表现为林地草地耕地未利用地,土壤全磷在不同土地利用方式下差异均不显著(p0.05);与耕地相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量(细菌、真菌和放线菌),土壤酶活性(土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性)均有明显的增加,大致表现为:林地草地耕地未利用地;相关性分析表明,土壤微生物量碳和氮、细菌、放线菌和真菌数量、蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和磷酸酶活性均呈显著或者极显著的负相关(p0.05,p0.01);土壤有机质和全氮与蔗糖酶、脱氢酶、磷酸酶和细菌数量呈极显著正相关(p0.01),土壤有效养分与土壤微生物量碳、细菌数量和蔗糖酶活性呈显著或极显著正相关(p0.05,p0.01),说明土壤微生物量碳仍是有效养分的主要来源,其中土壤容重对土壤微生物量、微生物数量和酶活性贡献为负,土壤养分对土壤微生物量、微生物数量和酶活性贡献为正,这是造成不同土地利用方式土壤微生物量、微生物数量和酶活性差异的重要原因,其中有机质和全氮是土壤微生物量、微生物数量和酶活性的主要养分来源。     

湘中南土地整理后烟田土壤肥力指标评价及空间变异特征

掌握土地整理区土壤养分特征已成为烟田快速培肥和提升土壤质量的首要问题。采用GIS与地统计学相结合的方法,评价了土地整理后烟田土壤养分等肥力指标的适宜性等级状况及其空间变异特征。结果表明:研究区土壤偏酸,有机质、碱解氮含量普遍缺乏,存在较大面积的缺钾现象;各肥力指标均属于中等变异,变异系数大小顺序依次为有效磷 > 速效钾 > 碱解氮 > 有机质 > 全氮 > 全磷 > 全钾 > pH值。有机质和速效钾的变异函数比较符合指数模型,全钾、碱解氮用高斯模型拟合效果好,而pH值、全磷、全氮和有效磷则以球状模型拟合效果最佳。肥力指标的块金系数[C₀/（C₀+C）]中,土壤有机质、全钾、碱解氮分别为0.903,0.998,0.823,空间相关性较弱;而pH值、全氮、全磷和有效磷的块金系数[C₀/（C₀+C）]变化范围为0.501~0.724,具有中等空间相关性;各肥力指标空间变程为99~1 003 m,最大和最小值分别为全钾和碱解氮;各肥力指标表现出不同的空间分布特征,其中,pH值呈斑块状,碱解氮及全钾呈条带状,全磷整体上呈从北至南含量增加的梯度分布格局。     

黄土丘陵区退耕撂荒对土壤有机碳的积累及其活性的影响

土壤有机碳是陆地生态系统的重要碳库之一,增加土壤中碳的储量对于减缓全球变暖的趋势具有重要意义。通过野外样品采集及室内分析,比较了退耕1年,3年,5年,7年,10年,15年和25年7个不同年限撂荒地的土壤有机碳及其活性的变化。结果表明:耕地撂荒后,表层土壤有机碳及活性有机碳的含量随着退耕年限的增长呈增加趋势;土壤中的腐殖质以胡敏素为主,占总有机碳含量的70%～80%;深度在40cm以上的表土,腐殖酸总量及各组分含量都随着撂荒年限的增长呈递增趋势。说明耕地撂荒后,土壤中有机碳的含量明显增高,对增加土壤中有机碳的储量具有积极的意义;同时植被恢复后也减少了土壤中有机碳的流失。     

不同土地利用方式下土壤团聚体的分布及其有机碳含量的变化

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对耕地、园地、林地和撂荒地土壤团聚体及其有机碳的分布特点进行了研究.结果表明,不同土地利用方式下土壤闭聚体的分布均以＞2.00 mm团聚体为主,其它依次为0.5～1,1～2,＜0.25和0.25～0.5 mm粒径的团聚体.林地和撂荒地土壤有机碳含量随粒径的减小呈递增的变化趋势;耕地在0.25～0.5 mm和＜0.25 mm团聚体中有机碳含量较高,园地则以0.25～0.5mm粒径团聚体中有机碳含量最高.4种土地利用方式下,以＞5 mm团聚体中土壤有机碳含量差异最大,随着团聚体粒径的增加,它们之间的差异逐渐减小;各土地利用方式下表层土壤中,分布在＜0.25 mm和0.25～0.5mm团聚体粒径中有机碳占有机碳总量比例低于2～5,＞5和0.5～1 mm的团聚体.     

黄土丘陵区不同土地利用方式对土壤微生物量碳氮磷的影响

为探讨植被区与土地利用方式对土壤微生物量的影响,在陕西省延河流域森林区、森林草原区和草原区采集5种土地利用方式下的土壤剖面样品(0-10cm,10-30cm),并对其微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和微生物量磷(SMBP)及土壤理化性质进行了分析。结果表明,微生物量磷的含量在3个植被区中均是在农地、撂荒地中相对较高,微生物量碳、氮在森林区表现为:乔木林地>农地在森林草原区表现为:灌木林地>天然草地>乔木林地>农地>撂荒地在草原区表现为:天然草地>乔木林地>灌木林地>农地>撂荒地。相同土地利用方式下,土壤养分和微生物量在森林区最高,森林草原区次之,草原区最低。相关分析表明,微生物量碳、氮、磷、代谢熵、微生物量碳氮比与土壤养分相关性极为密切。因此,土壤微生物量能够作为评价土壤质量的生物学指标。不同植被区不同土地利用方式对土壤质量的改善作用不同,林地和天然草地作用效果好,对土壤微生物量的提高有明显的促进作用。     

不同土地利用方式下降雨对土壤微生物量和呼吸的影响

全球气候变化会导致陆地生态系统干旱频繁,强降雨增多,深入研究降雨对土壤微生物量和呼吸的影响,有利于理解陆地生态系统中土壤碳、氮的循环.研究以北京市延庆县上辛庄水土保持科技示范园内的标准径流小区为对象,探讨不同土地利用方式下降雨对土壤微生物量和呼吸的影响及差异.结果表明,不同土地利用方式下土壤干旱时,降雨使土壤微生物量和土壤呼吸产生激增效应.2010年8月3日降雨后经果林、裸地、农用地的土壤微生物量碳与干旱期的相比分别增加了0.40,1.51,1.95倍;土壤微生物量氯与干旱期的相比分别增加了1.77,1.83,3.7倍;土壤呼吸与干旱期的相比分别提离了12.4%,12.5%,20.5%.激增幅度依次为农用地>裸地>经果林.农用地的土壤微生物量和土壤呼吸值均低于经果林、裸地的,但是降雨使其产生的激增幅度明显大于经果林和裸地的.     

陕北中部丘陵区土壤肥力现状及提高土地生产力的途径

调查分析了延安宝塔区和安塞县7个乡镇近三年来的粮食生产,肥料投入以及各土地类型的土壤肥力状况,表明:投入的化肥中,氮肥以低浓度养分的碳铵为主,平均占肥料总量的38.3%,从施入土壤的N、P、K养分来看,K比例很小,结构不合理。土壤肥力总体水平低,且不同土地类型差异大;由于各乡镇自然和经济状况的差异,土地投入量不同,从而导致粮食产量相差悬殊,并且年际波动大。提高土地生产力的有效途径是培肥土壤和大力推广农作物高产栽培技术。     

旱地红壤不同土地利用方式对土壤酶活性及微生物多样性的影响差异

土壤是人类存在与发展的必需物质基础,土地利用的变化直接影响土壤质量。以江西红壤为例,通过野外采样和室内实验分析,研究了旱地红壤的5种土地利用方式:荒地(HD)、茶树园(CSY)、柑橘园(GJY)、花生地(HSD)、玉米地(YMD)的表层土壤(0-15 cm)土壤酶活性及微生物多样性。结果表明:与荒地相比,茶树园、柑橘园、花生地和玉米地的土壤基础呼吸强度分别提高了93.33%,79.71%,9.12%,6.45%;茶树园的土壤微生物量碳含量比荒地的增大了113.67%,而柑橘园、花生地和玉米地比荒地的分别减小了12.35%,6.84%,87.57%;茶树园、柑橘园和花生地的土壤FDA水解酶活性分别比荒地的增大了51.99%,44.04%,25.55%,而玉米地的比荒地的减小了13.62%;茶树园和花生地的土壤脱氢酶活性分别比荒地的增大了2.47%和123.63%,柑橘园的比荒地的增大了35.70%;5种土地利用类型对土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性影响较小。茶树园、柑橘园和花生地的土壤微生物总磷脂脂肪酸量分别比荒地的增大了11.11%,5.56%,2.78%,而玉米地的比荒地的减小了13.89%;茶树园、柑橘园和玉米地的土壤细菌种类分别比荒地的减少约9.09%,4.55%,22.73%;不同土地利用方式的土壤真菌种类数相同,无差异;茶树园和花生地的土壤放线菌种类均比荒地的增大约16.67%,而柑橘园的比荒地的减少约16.67%。说明相比于荒地、柑橘园、花生地和玉米地,茶树园的土壤微生物多样性更加丰富,群落结构也相对稳定,种植茶树更有利于提高土壤质量及对土壤肥力的保持。     

互花米草控制技术对湿地土壤有机碳保留能力与微生物活性的影响

鉴于多种技术被用于控制崇明东滩互花米草的蔓延,为了选择更好的互花米草控制技术,首先比较不同控制技术作用下湿地土壤总有机碳（SOC）含量的差异,并对土壤中的微生物活性进行研究以分析土壤中总有机碳的输出能力,进而分析土壤总有机碳的保留能力。结果表明,经过刈割／翻耕、刈割／翻耕／水位调节、刈割／生物（芦苇）替代等控制措施后,湿地土壤中土壤总有机碳含量、可培养微生物菌落数、土壤转化酶活性和土壤呼吸强度均高于对照,而通过DGGE技术对微生物种群进行分析后发现,修复后的湿地土壤多样性显著低于对照。在几种不同的控制技术中,刈割／翻耕／水位调节模式由于增加了土壤的滞水时间,其土壤微生物活性相对较低,有机碳含量较高,表明采用该修复技术后土壤的碳代谢能力相对较弱,因此该修复技术更有利于湿地土壤有机碳的保留。相对其他控制技术而言,刈割／翻耕／水位调节模式可在控制互花米草蔓延的同时有效地保留土壤有机碳。     

华北山区不同海拔台地不同土地利用方式下土壤肥力及脱盐趋势

以华北地区典型山区忻州为例,采集1 908个土壤样品,研究不同海拔及土地利用方式下,山区台地土壤肥力特征及盐分含量。结果显示,相同海拔下,耕地的碱解氮含量最高,有机质含量最低,林地土壤有效磷和速效钾含量最高,而灌草丛的有机质含量最高;中微量元素铜、锌、钼含量都以耕地最低,硫含量最高,而林地铜、锌含量都最高;海拔<1 000m不同利用类型土壤碱解氮和速效钾含量相当,都明显低于海拔>1 000m土壤,而海拔越低土壤有效磷含量越高。各土地利用类型土壤的pH和盐分都以耕地最低,灌草丛最高,随海拔上升土壤pH及盐分含量都呈降低趋势。以上分析表明,长期耕作及不同小气候影响土壤的基本理化性状,农林耕作及高海拔有利于耕地脱盐,因此实施农林布局时可结合当地小气候特点进行相应的养分优化管理和种植调整。     

不同土地利用方式下坡面土壤养分分布特征

通过土壤养分测定,研究了重庆市长寿区代家沟小流域不同土地利用方式下坡面土壤养分分布特征.结果表明:3种坡位坡耕地的有机质和全量养分含量要远低于有林地,坡耕地和果园的速效养分要远远大于疏林地、荒草地、桑园及有林地的速效养分,果园-疏林地-有林地及有林地-桑园-坡耕地.这两种土地利用结构类型坡面具有较高的土壤养分含量;相同坡位上,土壤养分含量也不同,TP含量虽然在各个坡位中有一定差异,但只在坡顶相差很大,坡中和坡脚的含量不大.坡耕地的速效K含量要远远高于果园和有林地,果园和有林地的速效K含量相差不大.坡面土壤碱解N、有效P、速效K含量与坡位表现出显著相关性.     

淮南大通矿区复垦土壤微生物量碳氮的分布特征

通过野外调查和室内分析,研究了淮南大通煤矿复垦区表层(0—10cm)土壤理化性质及微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)的分布特征。结果表明,耕地(油菜地、小麦地、蔬菜大棚)土壤有机碳、氮、磷等含量均高于林地,而土壤pH值则相反。土壤SMBC含量依次为:蔬菜大棚油菜地小麦地林地对照样,蔬菜大棚显著高于其他农业用地方式。土壤SMBN则为:蔬菜大棚小麦地油菜地林地,林地土壤微生物量氮显著低于其他农业用地方式。林地土壤微生物商最高,表明在有机质积累的同时林地更有利于土壤微生物活动。土壤微生物量碳氮之间显著相关,进一步证实土壤微生物量碳、氮可以作为表征土壤肥力的敏感因子。