免耕条件下不同有机物料还田对土壤有机碳及微生物量碳含量的影响

在定西市黄土高原半干旱丘陵沟壑区,采用尼龙网袋埋袋法,在免耕条件下将玉米秸秆、猪粪、堆肥3种有机物料以高、中、低量还田,研究对土壤有机碳及微生物量碳含量的影响。结果表明,3种有机物料均可提高土壤有机碳含量、微生物量碳,其中在加入有机物料高量条件下,有机碳含量由高到低变化依次为秸秆、堆肥、猪粪;中、低量水平下由高到低依次为堆肥、秸秆、猪粪。土壤微生物量碳含量在加入有机物料高、中量水平下增加趋势表现为堆肥、秸秆、猪粪,低量水平表现为堆肥、猪粪、秸秆。     

玉米秸秆颗粒还田对土壤有机碳含量和作物产量的影响

为改进麦玉轮作区秸秆还田方式,推进秸秆资源高效利用,快速提升土壤质量,以秸秆不还田为对照（CK）,通过连续3年田间微区试验,研究了等量玉米秸秆粉碎还田（CCSI）和颗粒化还田（GSI）对0~20 cm和20~40 cm土层土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）和作物产量的影响。结果表明：与CK相比,GSI和CCSI两种秸秆还田方式均能提高SOC和DOC含量,但主要集中在还田后1.5年内,还田后1.5~3年处理间无显著差异。在秸秆还田处理中,GSI处理能快速提高SOC和DOC含量。在还田当年,GSI处理0~20 cm土层SOC和DOC的平均含量较CCSI处理提高6.59%和3.00%,20~40 cm土层分别提高17.36%和12.65%,且两土层DOC/SOC也显著高于CCSI处理,但随着还田后时间延长,CCSI和GSI处理间差异逐渐缩小,还田后1.5年两者无显著差异。此外,GSI处理利于提高作物产量,且在还田当年增产效应更加突出。与CK和CCSI处理相比,GSI处理还田当年小麦产量分别提高9.80%和10.82%,玉米产量分别提高9.54%和3.45%。进一步分析发现,2013—2016年GSI处理虽然增加了经济投入,但由于具有更高的籽粒产量,最终获得较高的年均净利润,分别比CK和CCSI处理提高10.09%和3.24%。研究表明,秸秆颗粒还田较常规粉碎还田能快速提高SOC和DOC含量,促进当季作物增产,获得较高的经济效益。     

生物炭对土壤有机碳及微生物影响研究进展

生物炭是生物质限氧热解得到的含碳丰富的固体物质。生物炭能够影响微生物参与的与土壤有机碳 库周转相关的生物地球化学循环过程。生物炭对土壤有机碳和微生物的影响与生物炭性质、施加量、土壤环境条 件有关,各研究结论并不一致。一些研究指出施加生物炭可以增加土壤有机碳抵抗微生物降解的稳定性,降低土 壤有机碳的矿化速率,具有良好的固碳潜力。然而也有很多学者报道了施加生物炭对土壤微生物性质产生有益的 影响,如增加土壤微生物生物量和活性,从而显著提高土壤有机碳的矿化速率。在综述生物炭对土壤本身有机碳 分解、土壤有机碳活性和稳定性、土壤团聚体及其稳定性、土壤微生物生物量和活性、土壤微生物群落结构影响 的基础上,提出未来的研究需要综合考虑生物炭还田可能带来的潜在环境效益和风险。     

免耕对土壤理化性质及作物产量的影响

免耕是一项重要的农田耕作措施,为保护性耕作体系的核心内容,已在全球范围内得到大面积推广应用.在前人研究的基础上,就免耕对土壤的物理、化学、生物学性质以及作物产量的影响作用进行了归纳总结,以期为免耕的发展提供支持.     

大兴安岭林火点烧对土壤有机碳和微生物量碳的即时影响

在大兴安岭北部寒温带针叶林区,进行了严密监控下的野外林火点烧试验.通过样地网格布点和火烧前后对比监测,研究了林火对土壤表层(0～10 cm)有机碳质量分数、微生物量碳及其空间格局的即时影响.结果显示:①火后土壤有机碳、微生物量碳平均下降了4.1%、16.6%,成对数据t检验结果均达显著水平.②在几米至几十米空间尺度上,...     

稻田水旱轮作系统对土壤有机碳及产量的短期影响

[目的]探明不同水旱轮作系统对稻田不同土层土壤活性有机碳组分、碳库管理指数、土壤有机碳储量和作物产量的短期影响。[方法]2017年在荆州市江陵县三湖农场开展试验,采用随机区组设计,设置中稻-冬闲(RF)、中稻-油菜(RR)、中稻-小麦(RW)和春玉米-晚稻(MR)4种种植模式。[结果]与RF处理相比,MR处理显著降低了稻田不同层次的土壤总有机碳含量;且RW、RR和MR处理均降低了稻田土壤活性有机碳含量。MR处理有利于碳库活度和碳库活度指数的提高,RR处理则利于稳态碳和碳库指数的提高。不同土层各处理的土壤有机碳储量差异趋势一致,均为RR>RF>RW>MR,与RF处理相比,RR处理土壤有机碳储量增加了8.14%。与RF处理相比,RW、RR和MR处理产量分别增加了46.71%、35.77%和35.33%。[结论]RR模式更有利于稻田土壤有机碳的固持,是适宜在当地推广的水旱轮作模式。     

耕作方式对土壤有机碳库的影响

通过在甘肃中部干旱半干旱农业区进行6a的田间定位试验,探讨了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕 秸秆覆盖(NTS)以及传统耕作 秸秆还田(TS)等处理对土壤有机碳库的影响.结果表明,在0-30 cm土层中,NTS、TS、NT处理土壤有机碳含量分别比T处理提高了5.09%、2.64%和4.08%;与T处理相比,NTS、TS、NT处理土壤微生物量碳含量分别增加了69.67%、47.72%和33.22%.NTS、TS、NT处理有利于土壤有机碳的累积.不同处理(NTS、TS、NT、T)条件下土壤有机碳和微生物量碳在土壤剖面分布是随着土层深度的增加而呈现递减趋势.     

土地利用对亚热带红壤低山区土壤有机碳和微生物碳的影响

 【目的】研究土地利用变化对土壤有机碳（SOC）和微生物量碳（SMBC）含量的影响。【方法】采用典型样区密集取样（水田和旱地3～4个样/ha、果园2～3个样/ha、林地0.2～0.5个样/ha）和野外调查，对亚热带红壤低山肯福样区的水田、旱地、果园和林地表层（0～20 cm）SOC和SMBC含量及其变化进行了研究。【结果】本区SOC、SMBC含量和微生物碳与有机碳比率（SMBC/SOC）分别为(17.53±5.02)g·kg-1，(278±174)mg·kg-1和(1.56±0.84)%。其中，林地SOC、SMBC含量和SMBC/SOC分别为(18.20±4.53)g·kg-1、(293±111)mg·kg-1和(1.58±0.39)%。水田SOC、SMBC含量和SMBC/SOC较林地依次提高了15.5%，84.0%和73.9%（P＜0.01）；与林地相比，旱地SOC含量（17.50±4.89）g·kg-1略有降低（P＞0.05），SMBC含量和SMBC/SOC分别减少29.1%和24.2%（P＜0.01）；果园SOC、SMBC含量和SMBC/SOC比林地分别降低了26.8%，46.1% 和26.1%（P＜0.01）。除水田外，其余土地利用方式的SOC与SMBC含量之间均存在极显著的相关关系。【结论】亚热带红壤低山生态景观单元内林地开垦为水田增加了SOC的积累和土壤微生物活性，林地开垦为旱地和果园不同程度地降低了SOC的积累和微生物活性。     

农田土壤有机碳含量对作物产量影响的模拟研究

 【目的】探求土壤有机碳含量对作物产量的影响,以期为保障国家粮食安全和耕地持续利用与管理提供决策依据。【方法】利用农田生态系统生物地球化学模型DNDC,针对中国东北、华北、西北、中南、华东和西南6个典型农业区域,每个区域选择各自典型的种植模式和现行的农田管理措施,在各自特定的土壤和气候条件下,输入并运行模型,模拟考察在其它投入条件不变的情况下,改变土壤有机碳本底值对作物产量的影响。【结果】当土壤有机碳含量（SOC）增加1 g C?kg-1,东北地区玉米产量可增加176 kg?hm-2;华北地区夏玉米与冬小麦轮作,产量可增加约454 kg?hm-2;西北地区春玉米产量约可增加328 kg?hm-2;中南地区单季水稻产量可增加约185 kg?hm-2;华东地区双季稻产量可增加约266 kg?hm-2;西南地区水稻与冬小麦轮作产量可增加约229 kg?hm-2。【结论】在其它投入既定的条件下,全国各地区均存在通过提高耕地土壤有机碳含量来增加作物产量的潜力。保持较高水平的土壤有机碳含量对节本增效具有十分明显的作用。     

武夷山常绿阔叶林土壤有机碳和微生物量碳的动态特征

为了探讨常绿阔叶林关键区域土壤碳循环规律,在2010—2011年间,以武夷山常绿阔叶林不同土层土壤为对象,研究土壤微生物量碳(MBC)和土壤有机碳(SOC)的季节变化特征及剖面分布;分析森林土壤微生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物熵(qMB)的关系及其影响因素。结果表明,常绿阔叶林土壤微生物量碳含量的变化表现为:夏季、秋季较高,春季、冬季较低;而土壤有机碳含量的季节变化不明显。土壤微生物量碳和土壤有机碳在G1(0～10cm)表层土壤含量明显高于G2(10～20cm)和G3(20～30cm),差异显著;而G2、G3土层之间差异不显著,但表现为自上向下显著递减的趋势;土壤微生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物熵含量均表现出显著相关性(P<0.01)。研究表明,表层土壤有机碳的累积量较高,土壤有机碳的积累对土壤微生物量碳具有重要的影响。     

稻油轮作连续免耕直播对作物产量及土壤理化性状的影响

文章将旋耕直播作为对照,选用节水抗旱稻杂交品种3 号和中熟双低品种沪油17 号作为主要材料,展开为期4 年的田间免耕直播试验。     

农艺措施对干旱区棉田土壤有机碳及微生物量碳含量的影响

【目的】探讨干旱区绿洲棉田农艺措施对土壤有机碳（SOC）及微生物量碳含量（MBC）的影响,揭示农艺措施对农田生态系统土壤碳稳定性的影响机制,为干旱区农业资源高效利用及可持续发展提供理论依据。【方法】试验采用裂裂区设计,以膜下滴灌和常规漫灌2种灌溉方式为主区,秸秆还田与秸秆不还田2种处理为裂区,4种施肥处理：单施有机肥（为腐熟鸡粪,OM）、单施氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPK+OM）和不施肥（CK）为裂裂区。于棉花出苗后开始测定土壤异氧呼吸强度,并于每年棉花收获期采集土壤样品,测定和分析不同农艺措施下绿洲棉田土壤有机碳及微生物量碳含量。【结果】干旱区绿洲棉田不同农艺措施两两交互及3种措施交互作用下土壤有机碳、微生物量碳含量差异均不显著（P＞0.05）。土壤有机碳、微生物量碳含量表层0-20 cm含量均最高,其下层随着土壤深度的增加呈逐渐降低的趋势,至40-60 cm土层降至最低。不同农艺措施下,土壤有机碳含量变化表现为,与常规漫灌方式相比,膜下滴灌方式增加了2.5%-3.0%,秸秆还田比秸秆不还田增加了2.3%-6.3%,与CK处理相比,（NPK+OM）处理土壤有机碳含量增加了14.3%-16.8%,且（NPK+OM）/OM处理土壤有机碳含量显著大于CK/NPK处理（P＜0.05）。土壤微生物量碳含量为膜下滴灌方式比常规漫灌方式增加了21.9%-34.3%,秸秆还田比秸秆不还田增加了12.1%-29.4%,与CK处理相比,（NPK+OM）处理土壤微生物量碳含量增加了83.9%-151.0%。棉田土壤微生物熵（qMB）的大小变化在灌溉处理间表现为膜下滴灌>常规漫灌方式,秸秆处理间为秸秆还田>秸秆不还田处理,施肥处理间土壤微生物熵在0-40 cm土层显著大于40-60 cm土层,且不同土层间（NPK+OM）处理土壤微生物熵为最大,其次分别为OM、NPK、CK处理。棉田土壤微生物代谢熵（qCO₂）大小变化在不同灌溉处理间表现为膜下滴灌低于常规漫灌方式,秸秆处理间为秸秆还田低于秸秆不还田处理,施肥处理间为（NPK+OM）P＜0.05）。不同农艺措施间互作,膜下滴灌方式及秸秆还田措施下,（NPK+OM）处理棉田土壤微生物代谢熵最低。【结论】干旱区棉花生产中,采用膜下滴灌节水技术,氮磷钾化肥和有机肥配施,并实施秸秆还田等农田管理措施,可使土壤质量得到进一步改善,有利于农田土壤的可持续利用。     

玉米秸秆还田对土壤有机碳、微生物功能多样性及甘蓝产量的影响

在甘蓝蔬菜地采用随机区组设计,共设4个秸秆还田试验处理,即JG1（低用量,秸秆7 500 kg·hm-2）,JG2（中用量,秸秆11 250 kg·hm-2）,JG3（高用量,秸秆22 500 kg·hm-2）和CK（秸秆不还田）,采集分析不同处理土壤有机碳及微生物功能多样性。结果表明：秸秆还田后显著提高土壤微生物量碳（MBC）和水溶性有机碳（WSOC）含量,MBC增加了127.0%～147.7%,WSOC提高了54.1%～69.4%。中、高用量玉米秸秆还田后,土壤微生物活性（AWCD）、微生物Shannon指数（H）和均匀度指数（E）均显著高于对照,甘蓝产量分别提高16.6%和11.1%。研究结果表明,秸秆还田是一种有效提高土壤有机碳及微生物功能多样性的土壤管理方法。     

免耕与秸秆还田对中国农田固碳和作物产量的影响

为明确免耕与秸秆还田对中国农田固碳和作物产量的影响,基于1995—2019年公开发表文献中的1 162对研究数据,综合分析免耕和秸秆还田的农田生态及生产效应。结果表明,在全国(不包括香港和澳门特别行政区、台湾省)范围内,仅考虑耕作影响,以翻耕为对照,免耕试验中,占比75.00%的试验研究表现出固碳速率提高,占比42.70%的试验研究表现出增产;仅考虑秸秆影响,以秸秆不还田为对照,秸秆还田试验中占比88.23%的试验表现出固碳速率提高,占比79.80%的试验表现出增产。与传统方式相比,免耕与秸秆还田技术充分推广后,其固碳潜力可分别增至2.22×10~(10)和7.00×10~(10) kg/年,增幅分别为63.90%和7.00%;全国主要粮食作物总产量分别增加-1.16%和3.72%。回归分析表明,免耕对作物产量和有机碳的影响分别与平均气温极显著相关,与土壤粘粒含量显著相关;秸秆还田对作物产量的影响与试验年限显著相关,与土壤pH极显著相关,而对有机碳的影响则与粘粒含量和土壤pH显著相关。总体上,免耕和秸秆还田可明显提高土壤的固碳能力,但存在地域上的差异,免耕和秸秆还田相对传统耕作在区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅳ等区域表现为固碳速率提高。未来应进一步挖掘免耕与秸秆还田的互作效应,进一步增强农田生态效益,提高作物产量。     

旱作条件下免耕对土壤微生物量碳、氮、磷的影响

在干旱半干旱的定西市安定区李家堡镇设计田间定位试验,运用氯仿熏蒸浸提法测定土壤微生物量碳、氮和磷,研究免耕对土壤微生物量的影响.结果表明:免耕能提高表层土壤微生物生物量,免耕配合秸秆覆盖相比传统耕作在表层土壤中土壤微生物量碳增加了78.4%,土壤微生物量氮增加了89.6%,土壤微生物量磷增加了29.6%,免耕的生物活性主要表现在耕层.     

长期保护性耕作对黄土高原旱作农田土壤碳含量及转化酶活性的影响

【目的】探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响,为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据。【方法】基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验（开始于2001年）,分析传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆覆盖（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层（0—5、5—10、10—20 cm）土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）含量、β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）活性的影响。【结果】（1）保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量,其中0—5 cm土层提升效果最显著。与传统耕作相比,秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1%和39.9%,免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1%和34.3%。（2）保护性耕作措施显著提高了土壤碳转化酶活性,表现为βG>CBH>βX活性,对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH。相比传统耕作,秸秆覆盖使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加20.3%、37.6...     

不同有机物料还田对农田土壤有机碳以及微生物量碳的影响

为促进农业有机废弃物料的循环利用,选用来自5个涉农系统的有机物料(酒渣、沼渣、菌渣、猪粪和农田秸秆)进行还田,以单施化肥为对照研究其对土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、微生物量碳(Microbial carbon,MBC)以及微生物商(Microbial quotient,Qmb)的影响。2011—2013年的数据结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田显著促进土壤SOC的积累,3年平均提高43%;其中沼渣和菌渣的效果好于猪粪、酒渣与秸秆,农田系统外的有机物料优于秸秆,更有利于SOC的积累。2)有机物料促进MBC的增加,较对照平均增加34%,其中酒渣、秸秆和猪粪对MBC的影响大于沼渣与菌渣。3)5种物料中,酒渣和秸秆还田提高土壤Qmb值;沼渣和菌渣还田降低土壤Qmb值,提高SOC的稳定性。     

免耕稻草覆盖种植红薯对稻田土壤碳库及微生物数量的影响

以传统栽培为对照,探讨免耕稻草覆盖种植红薯对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库以及微生物数量的影响。结果表明,免耕稻草覆盖能提高0～10cm耕层土壤的总有机碳、活性有机碳含量及各项碳库指数,而对10-20cm土层的影响不明显;免耕稻草覆盖0～10cm、10—20em土层的细菌、真菌、放线菌数量均明显高于传统栽培,说明免耕稻草覆盖可以提高土壤微生物的数量。生产上长期采用免耕稻草覆盖栽培措施,将更有利于提高土壤活性有机碳含量,改善土壤微生物生存环境,培肥土壤。     

湿地土壤有机碳稳定性的微生物学影响机制

湿地是陆地生态系统的重要碳库,其土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分。土壤微生物活性因子直接参与土壤物质循环,是湿地土壤有机碳分解周转的主要内在驱动因子,是反映土壤有机碳早期变化的敏感性指标。从微生物区系组成、微生物群落功能多样性、微生物量、酶活性和微生物呼吸等方面综述了影响湿地土壤碳周转的微生物学机制,对深入解析湿地土壤有机碳的迁移转换,阐明湿地土壤碳动态变化具有重要意义。最后分析了当前研究中存在的不足并对今后的研究方向提出建议。     

微生物肥料对松花菜产量及土壤微生物量碳氮的影响

以松花菜为研究对象,研究了微生物肥料对松花菜产量及土壤微生物量碳、氮的影响。结果表明,增施微生物肥料对松花菜产量无显著影响,但显著提高了土壤微生物量碳、氮含量。施N 342 kg/hm~2、P2O5144 kg/hm~2、K2O 213 kg/hm~2、微生物肥600 kg/hm~2时,土壤微生物量碳、氮含量分别为154、11.7 mg/kg,较施N 360 kg/hm~2、P2O5150 kg/hm~2、K2O 225 kg/hm~2分别增加35、3.8 mg/kg。说明施用微生物肥料对改善土壤微生物性状,增强土壤活性有显著效果。