毛竹林土壤有机碳及微生物量碳特征研究

通过对湖南会同林区集约经营毛竹林地土壤有机碳和微生物量碳进行测定,结果表明,毛竹林地土壤(0-60 cm)有机碳和微生物量碳含量平均值分别为1.727%和551.84 mg/kg,不同土壤层次有机碳和微生物量碳含量差异极显著,其中,0-20 cm土层有机碳含量平均值为2.607%,分别是20-40 cm和40-60 cm土层有机碳含量的1.67倍和2.57倍;0-20 cm土层的微生物量碳占土壤总微生物量碳的58.9%,分别是20-40 cm和40-60 cm土层的2.69倍和3.08倍。不同季节间土壤微生物量碳有明显变化规律,即土壤微生物量碳含量1-7月份呈上升的趋势,7月达到最大值,8-12月份呈逐渐下降趋势;不同季节间有机碳含量差异不显著。毛竹林地土壤表层土壤微生物量熵为1.118 6%,与40-60 cm土壤层相当,略高于20-40 cm土壤层,说明毛竹林不同土壤层次有机碳积累强度相当。     

施肥对梁山慈竹林土壤有机碳和微生物量碳的影响

对4种施肥(条施生物有机菌肥、条施复混肥、撒施生物有机菌肥和撒施复混肥)处理后的梁山慈竹林土壤有机碳和微生物量碳进行了研究.结果表明:4种施肥处理的土壤剖面有机碳和微生物量碳含量均高于对照,分别比对照增加了17.4％～39.1％和67.9％～137.1％.施肥种类对土壤有机碳含量影响差异显著(p＜0.05),F=6.15＞F0.05(1.6),施肥方式对土壤有机碳含量影响差异不显著,F=5.72＜F0.05(1.6),二者的交互作用影响差异显著(p＜0.05),且F交互作用＞F施肥种类.施肥种类对土壤微生物量碳含量影响差异极显著(p＜0.01),施肥方式对土壤生物量碳含量影响差异显著(p＜0.05),F=23.62＞F0.01(1.6),F=10.51＞F0.05(1.6),二者的交互作用差异极显著(p＜0.01),F=38.91＞F0.01(1.6),且F交互作用＞F施肥种类.研究结果说明,适当的施肥种类配合合理的施肥方式有利于土壤有机碳和微生物量碳的提高.     

微生物肥料对铝矿废弃地复垦区土壤有机碳的影响

在山西省孝义市铝矿废弃地复垦区玉米种植地块,采用不同的生物活化剂及生物菌剂处理,研究铝矿废弃地复垦过程中微生物肥料对复垦区玉米种植地块土壤有机碳的影响,测定了土壤有机碳含量、土壤δ13C值、玉米籽粒和秸秆中δ13C值.结果显示,不同微生物肥料处理下土壤有机碳含量随着土层深度的增加而降低,而土壤δ13C值随着土层深度的增加而增加;施加微生物肥料能显著提高土壤有机碳含量;使用微生物肥料后,玉米籽粒δ13C值显著高于秸秆,说明玉米籽粒比秸秆更容易富集13C,但玉米籽粒和秸秆的δ13C值之间没有显著相关性.以上结果表明,在铝矿废弃地的复垦过程中,使用微生物肥料有利于土壤有机碳的积累.     

湘中丘陵区不同土地利用方式对土壤有机碳和微生物量碳的影响

为了解土地利用方式对土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(SMBC)的影响,研究湘中丘陵区5种不同土地利用方式(天然次生林、杉木人工林、苗圃、农用坡耕地、水田)SOC和SMBC的差异及其与土壤养分的相关性.结果表明,土地利用方式明显影响了SOC和SMBC含量,且SOC与SMBC变化趋势基本一致,SMBC含量对土地利用方式的响应比SOC、微生物商更为敏感.与青冈+石栎次生林地相比,苗圃、农用坡耕地、水田SOC含量分别下降了36.99％～55.60％,31.70％～51.23％,23.73％～41.51％,且差异极显著,杉木人工林SOC含量也下降了25.75％～27.74％,且差异显著,水田SMBC含量增加了71.63％以上,而杉木人工林、苗圃、农用坡耕地分别减少了34.06％～35.20％,46.93％～57.04％,48.46％～55.06％,水田SMBC/SOC增加了130％以上,而杉木人工林、苗圃、农用坡耕地分别减少了6.77％～10.93％,7.20％～15.04％和10.15％～13.14％.SOC和SMBC间均呈极显著的相关性,SOC、SMBC与全N、碱解性N、全P、有效P、全K、速效K的相关性也均达到显著或极显著水平,表明SMBC可作为衡量SOC变化的敏感指标,SOC和SMBC含量均可作为衡量土壤养分变化的重要指标.表明湘中丘陵区天然次生林开垦为水田降低了SOC的积累,但增加了土壤微生物活性,天然次生林转变为杉木人工林、苗圃、农用坡耕地不同程度降低了SOC的积累和微生物活性.     

不同施肥方式对灌漠土土壤有机碳、无机碳和微生物量碳的影响

利用武威市白云试验站18a长期定位试验资料,研究了不同施肥条件下,土壤有机碳、无机碳和微生物量碳在0-40 cm土层的变化状况.结果表明,氮肥与有机肥长期配合施用和长期施用农肥可以在0 20 cm土层增加土壤有机碳含量,减少土壤中的无机碳含量,增加土壤微生物量碳含量;单施秸秆可增加土壤有机碳,而对无机碳和微生物量碳影响无明显差异;长期施用氮肥对土壤的有机碳、无机碳和微生物量碳均无明显差异.土壤有机碳与土壤无机碳含量呈显著负相关关系,而与土壤微生物量碳呈显著正相关关系.     

从微生物角度揭示气候变暖对土壤有机碳转化影响的研究综述

土壤有机碳(SOC)是维持陆地生态系统生产力和可持续性的关键,以CO₂为主的温室气体过量排放导致全球气候持续变暖,对全球SOC转化产生关键作用。微生物是SOC周转的动力,是全球变暖影响SOC储量与化学特性的关键媒介。研究发现,气候变暖导致大部分农田和森林有机碳储量下降,但草原有机碳含量升高,这可能与微生物对有机碳的异化分解和同化固定之间的权衡有关。气温升高可直接提高微生物的呼吸活性,导致真菌在土壤微生物的比例降低,而细菌所占比例升高,对土壤碳库储存产生不利影响;在永久和半永久冻土中,冻融促进土壤活性有机碳库的释放,提高了土壤微生物的碳矿化速率,导致有机碳严重的矿化流失。然而,气温升高和与之相伴的CO₂浓度升高有利于植物生长,使得植物光合作用增强,向土壤中输入的有机碳增加;这些外源有机碳在微生物的作用下转化为稳定的SOC,有利于SOC累积。尽管已有大量研究,但气候变暖对SOC库的整体影响与微生物机制仍不明确。从多角度入手,深入认识气候－微生物-SOC之间的关系,有利于在全球变化的大背景下,充分发挥土壤碳汇效应,为“碳达峰”和“碳中和”提供理论与政策依据。     

生草对渭北旱地苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响

在渭北旱地苹果园行间播种毛苕子（Vicia villosa）、白三叶（Trifolium repens）、黑麦草（Lolium perenne）和早熟禾（Poa pratensis）,以清耕为对照,对0100 cm土层的土壤有机碳各组分及微生物群落功能多样性进行研究。结果表明,行间生草可显著增加040 cm土层土壤的总有机碳（TOC）、颗粒有机碳（POC）、轻质有机碳（LFOC）、易氧化有机碳（ROC）、可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）,豆科牧草毛苕子和白三叶的各有机碳含量总体上高于禾本科牧草黑麦草和早熟禾。其中在020 cm土层中,豆科牧草的TOC含量平均每年增加约1.2 g/kg,禾本科牧草每年增加约0.9 g/kg。生草处理的微生物群落碳源利用率（AWCD）、微生物群落Shannon 指数（H）和微生物群落丰富度指数（S）均高于清耕处理,其中豆科牧草的微生物活性更高。因此,生草可以提高土壤有机碳各组分的含量、土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,豆科牧草毛苕子和白三叶提高效应更加明显。     

追施不同量尿素下麦后复种油菜对耕层土壤有机碳及微生物量碳氮的影响

[目的]研究不同追施尿素量对麦后复种油菜生物产量和耕层土壤有机碳、土壤微生物量碳氮及碳库管理指数的影响,为麦后复种油菜尿素施用量提供依据。[方法]在古浪县进行小区试验,设置5个试验水平:追施尿素0,90,120,150,180kg/hm2。[结果]追肥可提高麦后复种油菜的生物产量;土壤有机碳、微生物量碳、微生物氮以及碳库管理指数均随追肥量的增加呈抛物线型变化的趋势;碳库指数和碳库管理指数的变化趋势同有机碳的变化趋势;有机碳、微生物量碳与碳库管理指数显著相关,有机碳与碳库管理指数极显著相关,微生物量碳与有机碳含量虽呈现正相关关系,但未达到显著相关性。[结论]综合油菜生物产量和土壤微生物量等指标,古浪县麦后复种油菜的施肥量以追施尿素120~150kg/hm2为宜。     

不同耕作方式对土壤有机碳、微生物量及酶活性的影响

【目的】依托8年长期(2005~2012)固定道定位试验,研究不同耕作方式对土壤有机碳、土壤微生物量、土壤酶活性在0—90 cm土层的分布特征,为优化中国西北干旱区的耕作方式提供理论依据。【方法】试验包括固定道垄作(PRB)、固定道平作(PFT)与传统耕作(CT)三种耕作模式下的土壤有机碳土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)、土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)、土壤微生物量磷(MBP)、蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶及小麦产量进行了测定和分析。【结果】在0—90 cm土层,不同耕作方式下的TOC、POC、MBC、MBN、MBP、蔗糖酶活性、脲酶活性均随着土层的增加呈下降趋势,过氧化氢酶活性呈先下降后增大的分布特征;在0—60 cm,固定道保护性耕作能够显著增加心土层作物生长带土壤有机碳储量,有机碳储量大小为PRBPFTCT;PRB、PFT较CT可以显著增加0—10 cm作物生长带TOC、POC、MBC、MBN、MBP含量、蔗糖酶、脲酶活性,其大小为PRBPFTCT;耕作方式对过氧化氢酶活性影响不显著;TOC、POC、MBC、MBN、MBP、蔗糖酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性之间均达到了显著或极显著相关。【结论】PRB较PFT、CT能够提高耕作层(0—10 cm)土壤有机碳含量、土壤微生物量、土壤酶活性, 增加作物产量, 增大0—60 cm土层有机碳储量,耕作方式(PRB、PFT及CT)对10 cm以下土层土壤环境改善作用不明显。     

长江口九段沙湿地土壤有机碳及微生物陆向分布

通过分析九段沙湿地土壤有机碳及微生物因子的陆向分布,研究了土壤有机碳的空间差异性及其与土壤微生物因子的相互关系。结果表明,九段沙土壤有机碳的陆向分布具有显著差异（P〈0．05）,随着高程上升,其含量整体呈现增大趋势,互花米草区／芦苇混合区最高（9．18g·kg^-1）;土壤微生物因子的陆向分布与土壤有机碳相似,且与土壤有机碳含量呈显著正相关关系（P〈0．01）,其中以土壤微生物呼吸和土壤脱氢酶最为明显;互花米草的引种及蔓延,增加了区域土壤有机碳含量,也增强了土壤微生物活性。     

生物质炭与秸秆施用对红壤有机碳组分和微生物活性的影响

采用玉米秸秆、玉米秸秆生物质炭及其两者配合施用于红壤旱地的田间试验,通过有机碳分组、微孔板荧光法及底物诱导呼吸手段,研究不施肥条件下土壤有机碳组分、土壤酶活性及微生物底物利用速率的变化。结果表明:施用9个月后,与对照(不施任何物料)相比,单施秸秆提高土壤易矿化碳含量,对pH、总有机碳含量、惰性碳含量影响较小,而生物质炭及其与秸秆配施显著提高土壤总有机碳和惰性有机碳含量。单施秸秆提高土壤β-葡萄糖苷酶活性,而生物质炭及其与秸秆配施对土壤酶活性无影响。单施秸秆提高土壤微生物对葡萄糖、天冬氨酸和丁香酸的利用速率,提高土壤基础呼吸速率,而生物质炭及其与秸秆配施对土壤呼吸和微生物底物利用速率无影响。生物质炭与秸秆配施对土壤易矿化碳组分和基础呼吸呈显著互作效应。土壤基础呼吸与易矿化碳含量、β-葡萄糖苷酶活性及葡萄糖利用速率呈显著正相关。因此,秸秆炭化相比秸秆直接施用更有利于提高土壤稳定性碳库,降低土壤碳排放。     

Organic Amendment Effects on Microbial Population and Microbial Biomass Carbon in the Rhizosphere Soil of Soybean

The aim of the study was to determine microbial populations and microbial biomass carbon in the rhizosphere soil of soybean cultivated under different organic treatments: plant compost (PC), vermicompost (VER), farmyard manure (FYM), and integrated plant compost (IPC). The serial dilution plate method was employed to enumerate the rhizosphere soil fungi and bacteria. Results showed that microbial populations and biomass carbon were affected by the application of organic amendments. Fungal population was the greatest in the VER plot for two crop cycles, whereas bacterial population was the greatest in the VER in the first crop cycle and FYM for the second crop cycle. Tukey's test at P ≤ 0.05 showed that change in microbial biomass carbon in the sites studied over time was significant, with the greatest in FYM. In our study, addition of organic amendments affected the soil physicochemical properties, which in return affected the rhizosphere microbial characteristics.     

互花米草入侵对潮滩土壤活性有机碳组分的影响

对外来种互花米草替代本土植物盐蒿后生长8、12、14年的湿地土壤以及盐蒿湿地表层土壤(0～10 cm)的活性有机碳(微生物量碳、可溶性有机碳)特征进行了研究,分析了不同湿地的土壤活性有机碳与土壤总有机碳之间的关系。结果表明:不同类型湿地的土壤活性有机碳组分含量存在显著差异,土壤活性有机碳、土壤总有机碳的变化趋势一致,表现为互花米草湿地>盐蒿湿地,且随着互花米草生长时间增长而明显增加;土壤活性有机碳与土壤总有机碳存在显著正相关关系;土壤活性有机碳与土壤总有机碳的比值则随着互花米草生长时间增长而逐渐减小,表明入侵年限长的互花米草湿地活性有机碳库周转率降低,生物可利用性减小,有利于土壤有机碳的累积。这可能是互花米草生长导致土壤总有机碳含量显著增加的主要原因。     

基于文献计量的土壤有机碳与土壤微生物多样性研究前沿态势分析

为了系统了解国际上土壤有机碳与微生物多样性的研究进展,基于Web of Science数据源,利用Web of Science数据库分析工具和Thomson Data Analysis(TDA)、社会网络分析与可视化工具Netdraw和Ucinet,从论文年度变化趋势、全球研究实力国家、机构分布和力量比较、基金资助机构和主题分布、机构合作和研究内容等方面,对1992~2015年的相关论文,尤其是近10年来土壤有机碳及其影响因素的相关文章进行计量分析。结果表明:(1)论文数量呈逐年增长态势,土壤有机碳与土壤微生物多样性研究主要集中在欧美发达国家(地区);美国和德国综合影响力最高,英国、瑞典、瑞士、荷兰论文篇均被引较高,以中国科学院为代表的中国机构在该领域研究增长较快,研究论文最多,但论文整体质量有待提高。(2)中国国家自然基金资助机构产出论文最多;美国国家科学基金会资助论文篇均被引最高,其次是德国研究基金会,中国科学院科学基金名列第3,各国在共同资助的研究主题基础上,各有其特色主题;美国的一些研究机构是全球该领域研究合作交流的中心,其次是德国和中国中科院。(3)土壤有机质、土壤有机碳、凋落物分解、氮、磷、微生物生物量、土壤性质、气候变化、碳固定是该领域10年来的热点研究主题。未来应加强国际合作研究,关注土壤重金属、凋落物分解和微生物呼吸等相关主题,以提高我国研究水平,将相关研究成果及时应用于解决相应的实际问题。     

长期不同轮作模式对黄壤团聚体组成及有机碳的影响

依托23年的黄壤长期定位田间试验,对比研究玉米单作(MM)、小麦||绿肥–玉米轮作(WMR)和油菜–玉米轮作(RMR)对土壤团聚体组成及有机碳的影响。结果表明:各处理机械稳定性团聚体和水稳性团聚体均以大团聚体(>0.25 mm的团聚体)为优势团聚体,占比高达93.04%和74.59%以上;WMR和RMR处理较MM处理显著提高了5~2 mm和2~1 mm机械稳定性团聚体含量及>5 mm和5~2 mm水稳性团聚体含量;WMR处理的水稳性团聚体MWD(平均重量直径)较MM处理显著增加了50%;WMR、RMR处理的PAD(团聚体破坏率)和ELT(土壤团聚体不稳定团粒指数)较MM处理分别显著降低了31.32%、25.97%和35.90%、30.65%;不同粒级水稳性团聚体中均以WMR处理的有机碳含量最高,>5、1~0.5、0.5~0.25 mm粒级团聚体的有机碳含量比MM处理显著增加了17.60%、34.41%、45.67%;土壤团聚体有机碳主要集中在>0.25 mm的大团聚体中,而在微团聚体中含量较少,轮作主要提高了>5 mm水稳性团聚体中有机碳的贡献率,WMR、RMR处理较MM处理分别提高了23.18和9.16个百分点。小麦||绿肥–玉米轮作能有效改善土壤团聚体组成,提高团聚体稳定性和有机碳含量,可作为贵州黄壤旱地较佳的轮作模式。     

光照与黑暗培养对亚热带区稻田及旱地土壤有机碳及其活性组分的影响

农田土壤的固碳潜力对于理解陆地生态系统碳循环和气候变化至关重要.分别选取亚热带区4种典型稻田和旱地土壤,设置裸土光照和裸土黑暗处理,探讨土壤有机碳(SOC)及其活性组分(可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC))对光照和黑暗条件的响应。结果表明,与培养前相比,培养80 d后,光照和黑暗培养下稻田及旱地土壤SOC含量差异不显著,这可能与土壤SOC含量变化是一个缓慢的过程有关.光照和黑暗培养均显著提高了土壤DOC含量(与培养前相比,光照和遮光培养平均分别提高73.37%和80.58%),而MBC显著降低(与培养前相比,光照和遮光培养平均分别降低35.58%和32.32%)。相关分析表明,培养后的土壤DOC含量与土壤粘粒含量呈极显著正相关性(P<0.01),而与土壤原有碳氮水平呈极显著负相关;土壤MBC则恰好相反,MBC与土壤粘粒含量呈极显著负相关,而与土壤原有碳氮水平呈极显著正相关.本研究表明,短期(80d)的光照和黑暗培养对稻田及旱地土壤SOC含量变化影响不大,而显著改变了有机碳活性组分(DOC和MBC)含量,进一步说明了土壤活性有机碳是土壤中活性化学组分,随环境条件变化表现出强烈的变化趋势。     

土地利用方式对土壤活性有机碳含量影响的初步研究

以我国川中丘陵区紫色土为背景,研究了5种不同土地利用方式对土壤活性有机碳(可溶性有机碳和微生物量碳)含量的影响,分析了可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、总有机碳(TOC)的关系。结果表明,土地利用方式对土壤活性有机碳有显著影响。DOC含量呈现菜地>果园>水田>林地>旱地的趋势;MBC含量为水田>果园>菜地>林地>旱地。有机物质的输入量、种植制度和土壤管理措施是差异存在的重要原因。菜地、旱地、林地、果园和水田的DOC/TOC均值分别为0.58%、0.28%、0.19%、0.57%和0.28%,其相应的MBC/TOC均值分别为3.57%、3.09%、2.38%、2.67%和3.42%。经相关性分析,5种土地利用方式DOC、MBC含量与TOC之间的差异性达到了显著或极显著水平。     

长期定位施肥对棕壤有机碳的影响

通过对棕壤有机肥和化肥长期定位施肥的研究表明,长期施肥对耕层土壤有机碳含量和有机碳储量有显著性影响(P<0.05)。与试验前土壤相比,施用有机肥能显著增加土壤有机碳含量和储量;当有机肥和无机肥配合施用时,其促进作用明显大于单施化肥。单施化肥能够提高土壤有机碳含量和储量,但增加幅度不大。经过26年施肥,不同层次土壤有机碳含量有一定程度的升高,随着土层的加深,有机碳含量迅速下降,各处理之间无明显差异。     

栓皮栎林与油松林土壤有机碳及其组分的研究

土壤有机碳在可持续森林生产力的维持中起重要作用。本文以北京鹫峰地区栓皮栎林和油松林为研究对象,对土壤有机碳及其组分的含量与密度进行了研究。结果表明,在0~20 cm土层中,栓皮栎林土壤总有机碳、轻组有机碳和易氧化碳的含量分别达到14.05 g kg-1、2.97 g kg-1和0.38 g kg-1,显著高于油松林。栓皮栎林0~20 cm土层内土壤颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化碳密度分别较油松林高39.68%、77.77%、145.45%,两植被类型间的的差异均达到了显著水平。在土壤总有机碳中,颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化碳的分配比例分别为23.60%~41.40%、9.10%~33.33%和1.39%~2.80%。因此,栓皮栎林较油松林更有利于土壤总有机碳和活性有机碳的积累。