利用方式对珠江三角洲耕层土壤团聚体分布及碳氮磷化学计量特征的影响

为探明利用方式对珠江三角洲农田耕层土壤团聚体特征和碳氮磷的影响,采集长期水田、旱地和水旱轮作的耕层土壤,对土壤团聚体组成、碳氮磷分布及其化学计量特征进行研究。结果表明,水田土壤以>2 mm团聚体为主,其含量占比显著高于旱地和水旱轮作两种利用方式,旱地和水旱轮作土壤则以<0.25 mm微团聚体为主。各粒级团聚体有机碳和全氮含量均表现为水田显著高于旱地、水旱轮作,而全磷含量变化规律不明显。水田土壤团聚体有机碳和全氮含量随粒径减小呈先升高后降低趋势,旱地、水旱轮作土壤的有机碳、全氮和全磷含量均随粒径减小呈降低趋势,三种利用方式碳氮磷主要集中在>2 mm和2~0.5 mm团聚体中。各粒级团聚体C：P和N：P表现为水田土壤显著高于旱地、水旱轮作,而C：N差异不显著（P>0.05）。水田和旱地土壤团聚体C：N、C：P和N：P随粒径变化规律与其团聚体养分表现出一致性,而水旱轮作则表现出相反规律。土壤碳氮磷与团聚体碳氮磷总体上呈显著正相关（P<0.05）,表明团聚体碳氮磷对土壤养分具有良好的指示性,且随粒径减小指示作用增强。土壤团聚体C：P对利用方式变化最敏感,可作为反映该区域耕层土壤团聚体碳氮磷含量及化学计量特征的敏感性指标。水田土壤大团聚体及其碳氮磷含量较高,土壤结构良好,有利于团聚体对土壤养分的物理保护和土壤碳氮磷的积累。     

不同种植模式下坡耕地红壤团聚体有机碳矿化特征

为探讨不同种植模式下团聚体中有机碳转化和稳定的作用机制,以坡耕地红壤为研究对象,结合土壤团聚体组成及有机碳分布,通过室内有机碳矿化培养方法,并采用一级动力学方程拟合培养过程中CO_2通量的动态变化,分析不同种植模式下团聚体有机碳矿化动态特征及其对土壤总矿化的贡献。结果表明:不同种植模式下土壤团聚体粒径均以2 mm和2～0.25 mm为主,其总量在78%以上,玉米单作显著减少2 mm团聚体的比例,但却显著增加0.25 mm团聚体的比例。不同种植模式下0.25 mm团聚体的有机碳含量显著高于全土、2 mm团聚体和2～0.25 mm团聚体。全土中玉米大豆间作处理的土壤有机碳含量显著低于大豆单作处理,各粒径团聚体中有机碳含量在单作处理与对应的间作处理之间没有显著差异。不同种植模式下全土和团聚体中有机碳矿化作用的强弱表现为单作处理比对应的间作处理更强,并且大豆单作处理有机碳累积矿化量最高。不同种植模式下2～0.25 mm团聚体有机碳矿化速率最快,有机碳矿化作用最强,而0.25 mm团聚体C_0/SOC值(土壤有机碳矿化分解作用消耗土壤中有机碳的比例)较全土及其他两个粒径团聚体显著降低,更有利于土壤有机碳固存。2 mm和2～0.25 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大。研究表明,大团聚体(0.25 mm)在坡耕地红壤有机碳矿化中起重要作用,玉米大豆间作和玉米白萝卜间作在一定程度上可降低土壤有机碳矿化作用,增强土壤固碳能力。     

土壤团聚结构上水溶性有机物的性质及其对有机肥的响应

【目的】研究有机肥和无机肥施用后水溶性有机物（DOM）的性质及与团聚体保护的关系,揭示有机碳稳定性机制。【方法】以不同有机肥施用制度（有机肥种类、数量和施用时间）的稻田长期定位试验土壤为研究对象,通过湿筛分组获得不同团聚结构位置的水溶性有机物,测定DOM中的碳水化合物（CHC）和酚类物质（PEC）浓度。【结果】与游离组分及原土微团聚体相比,大团聚体包裹的微团聚体之间的CHC和PEC浓度更高,平均值分别为163.8和38.6 mg C•kg-1,并具有高CHC/PEC比（4.27）。与单纯施用化肥相比,施用有机肥显著提高了CHC和PEC在各团聚结构位置上的浓度,增幅分别达10.3%和6.3%,且大团聚体内微团聚体之间的位置对有机肥的响应更灵敏。基于团聚体对有机碳的保护程度,有机肥作用下大团聚体保护的CHC和PEC含量和比例均最高,而降低了原土微团聚体保护的CHC和PEC的含量和比例。【结论】不同团聚结构位置上DOM空间分布差异明显,既说明大团聚体是土壤活性有机碳增加和物理保护的最重要结构,又暗示DOM可能对大团聚体及其内部微团聚体的形成具有重要影响。CHC和PEC的浓度及二者比例均在有机肥作用下显著提高。结合团聚体分组进行DOM的评价有助于了解有机碳稳定机制及农业措施对土壤有机碳稳定性的影响。     

土地利用方式对紫色丘陵区土壤团聚体的影响

[目的]了解不同土地利用方式下团聚体变化规律,旨在为合理优化紫色丘陵区土地利用方式、提高土壤有机碳储量及质量提供依据。[方法]采取野外调查与室内分析相结合方法,对丘陵地区紫色土林地、撂荒地、水田、旱地土壤剖面(0~40 cm)团聚体进行研究。[结果]MWD值均大于0.500 mm,且均随土层深度的增加而减小。林地、撂荒地、水田、旱地以大团聚体(0.250 mm)为主,其中林地以2.000 mm粒径团聚体为主,撂荒地、水田、旱地以0.250~2.000 mm粒径团聚体为主。旱地、撂荒地0.250 mm粒径团聚体明显大于水田、林地,特别是旱地表现出最大值。[结论]有机碳与MWD、2.000 mm团聚体比例存在显著正相关,2.000 mm团聚体组分有助于土壤有机碳的积累,而有机碳与0.053、0.053~0.250、0.250~2.000 mm团聚体所占比例具有负相关关系。0.053、0.053~0.250 mm粒径团聚体可能会抑制土壤有机碳的积累。     

施用有机肥提升不同土壤团聚体有机碳含量的差异性

基于收集已发表文献数据,建立具备相同有机碳分组方法(湿筛法)、相对独立的43篇文献的319组成对数据,利用Meta整合分析法研究不同耕地类型、种植制度及土壤质地条件下施肥对各粒径团聚体(2、2~0.25、0.25~0.053、0.053 mm)有机碳含量的影响程度。结果表明:与不施肥相比,施用有机肥和化肥均显著提升了土壤总有机碳(TSOC)及2、2~0.25、0.25~0.053 mm粒径团聚体有机碳含量,有机肥对总有机碳的提升幅度(38.0%)是化肥(8.8%)的4.3倍,而对各级团聚体有机碳的提升幅度(39.7%~72.3%)是化肥(4.3%~15.8%)的4.6~9.2倍(P0.05)。对于0.053 mm团聚体有机碳而言,施用化肥无影响,但有机肥能显著提升其有机碳含量。在同一条件不同粒径下,与不施肥相比,一年两熟、旱地、砂土及黏土下施用有机肥对2~0.25 mm粒径团聚体有机碳含量的提升幅度显著高于其他粒径。在同一粒径不同条件下,与不施肥相比,施用有机肥对不同粒径团聚体有机碳含量的提升幅度(P0.05)存在显著差异,分别为2~0.25 mm:砂土壤土、黏土;旱地水田、水旱轮作;0.25~0.053 mm和0.053 mm:一年一熟一年两熟;旱地水田、水旱轮作。施用化肥与施用有机肥结果类似,但差异不显著。施用化肥显著降低了水田中0.053 mm粒径团聚体有机碳含量,降低幅度为16.4%。0.25和0.25 mm粒径团聚体有机碳含量均与TSOC呈极显著正相关关系,TSOC每增加1.00g·kg~(-1)时,0.25 mm粒径团聚体有机碳含量的增加幅度(0.61 g·kg~(-1))要高于0.25 mm粒径(0.23 g·kg~(-1))。可见,施用有机肥有利于农田土壤团聚体有机碳的累积,尤其是大团聚体(0.25 mm),而不同条件下,尤其在旱地及质地较轻的砂土中,对土壤团聚体有机碳含量的累积更应该考虑有机肥的投入。     

黑土旱地改稻田土壤水稳性团聚体有机碳和全氮的变化特征

【目的】分析东北黑土旱地改稻田后土壤团聚体组成及其稳定性、各粒级团聚体有机碳、全氮含量及其¹³C、¹⁵N自然丰度值的动态变化,探讨旱地改稻田后土壤团聚体有机碳、全氮的赋存能力及稳定性,揭示旱地改稻田后土壤团聚体及其有机碳、全氮的演变规律。【方法】选择东北典型黑土旱地土壤(种植大豆年限大于60年,作为对照)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,改稻田前种植作物均为大豆),利用土壤团聚体湿筛分离技术和稳定同位素分析技术,研究旱地改稻田后土壤团聚体有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】在0—60 cm土层,与对照土壤相比,改种水稻各年限土壤中2—0.25 mm团聚体组成有所减少,0.25—0.053 mm和<0.053 mm团聚体组成有所增加,>2 mm团聚体组成的变化无明显规律,但旱地改稻田不同年限均以2—0.053 mm团聚体为主;团聚体平均重量直径(MWD)与>2 mm团聚体组成之间呈显著线性正相关关系(P<0.01),与0.25—0.053 mm、<0.053 mm团聚体组成之间均呈显著线性...     

施肥对棕壤团聚体组成及团聚体中有机碳分布的影响

施用有机肥可以改进土壤的团聚体结构,增加土壤有机碳含量.采用湿筛法分离团聚体,通过测定各级团聚体中有机碳含量,分析施肥对棕壤团聚体分布和团聚体中有机碳含量的影响.结果表明：（1）耕作引起了富碳的大团聚体减少,贫碳的微团聚体增多,自然土壤＞250μm的团聚体显著高于施肥（OM和CK）处理,单位土壤团聚体的含量增加了约20%,而施肥处理微团聚体含量与自然土壤相比增加了约18%,微团聚体占绝对优势.（2）团聚体碳含量随着团聚体粒径的增加而增加,大团聚体有机碳含量比微团聚体碳含量增加9～28g·kg^-1.与不施肥处理（CK）相比,施有机肥（OM）增加了土壤中大团聚体的数量,促进了大团聚体的形成,并且显著增加了团聚体中有机碳的含量.（3）长期施用有机肥有利于表层土壤有机碳的固定,且新固定的碳主要集中在＞2000μm和2000～250 μm的团聚体中.     

水田和旱地土壤有机碳周转对水分的响应

【目的】研究土壤含水量对水田和旱地土壤中可溶性有机碳和微生物量碳含量以及有机碳矿化的影响,以探明水田和旱地有机碳周转差异的来源。【方法】在标准培养条件下（25℃,100%空气湿度）培养100 d,研究了5个水分梯度下（45%、60%、75%、90%、105%WHC,WHC为土壤饱和持水量）水田和旱地土壤有机碳的矿化特征,并测定了培养期内3个水分梯度下（45%、75%、105%WHC）土壤的可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量。【结果】土壤含水量、土地利用方式（水田和旱地）及两者的交互作用对土壤有机碳的矿化、DOC和MBC均有显著影响。水田（45%-90%WHC）和旱地（45%-75%WHC）土壤有机碳的累积矿化率（量）随含水量增高而增高,有机碳的周转半衰期随含水量的增高而缩短（水田为5.23-7.57 a,旱地为6.79-12.87 a）。100 d的培养期内,水田和旱地土壤分别有2.33%-3.94%和1.66%-3.33%的有机碳参与了矿化。淹水条件下,水田和旱地土壤的有机碳矿化速率均高于好气条件。同时,淹水条件还使水田土壤的DOC、MBC含量显著降低,对旱地则无影响。【结论】在一定水分范围内（水田：45%-90%WHC;旱地：45%-75%WHC）,提高含水量可以促进水田和旱地土壤有机碳的矿化,有利于养分的释放,但对土壤活性有机碳（DOC和MBC）无促进甚至有抑制作用。土壤有机碳的矿化速率和累积矿化率（量）,在淹水条件下和水田土壤中比在好气条件和旱地土壤中高,其原因之一可能是取样制样过程中土样经历的干湿交替过程促进了有机碳的降解。     

黑土旱地改稻田土壤水稳性团聚体有机碳和全氮的变化特征

【目的】分析东北黑土旱地改稻田后土壤团聚体组成及其稳定性、各粒级团聚体有机碳、全氮含量及其~(13)C、~(15)N自然丰度值的动态变化,探讨旱地改稻田后土壤团聚体有机碳、全氮的赋存能力及稳定性,揭示旱地改稻田后土壤团聚体及其有机碳、全氮的演变规律。【方法】选择东北典型黑土旱地土壤(种植大豆年限大于60年,作为对照)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,改稻田前种植作物均为大豆),利用土壤团聚体湿筛分离技术和稳定同位素分析技术,研究旱地改稻田后土壤团聚体有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】在0—60 cm土层,与对照土壤相比,改种水稻各年限土壤中2—0.25 mm团聚体组成有所减少,0.25—0.053 mm和0.053 mm团聚体组成有所增加,2 mm团聚体组成的变化无明显规律,但旱地改稻田不同年限均以2—0.053 mm团聚体为主;团聚体平均重量直径(MWD)与2 mm团聚体组成之间呈显著线性正相关关系(P0.01),与0.25—0.053 mm、0.053 mm团聚体组成之间均呈显著线性负相关关系(P0.01或P0.05);水稳性团聚体组成变化受水稻种植年限和土层深度的显著影响,而MWD的变化则受土层深度的显著影响。与对照土壤相比,在0—40 cm土层,2—0.25 mm、0.25—0.053 mm团聚体有机碳和全氮含量在改种水稻3年时均有所下降,在改种水稻3—25年间均随水稻种植年限延长大体上呈增加趋势。总体上,2—0.25 mm、0.25—0.053 mm团聚体是赋存有机碳和全氮的主要粒级;在0—60 cm土层,2 mm团聚体有机碳、全氮含量与其团聚体组成之间呈显著正相关关系(P0.01或P0.05),在0—20 cm土层,2—0.25 mm团聚体有机碳、全氮含量与其团聚体组成之间也呈显著正相关关系(P0.01或P0.05);2 mm团聚体有机碳和全氮含量的变化受水稻种植年限影响显著,而0.25 mm团聚体有机碳和全氮含量的变化则受土层深度影响显著。与对照土壤相比,各粒级团聚体中δ~(13)C在改种水稻3年时均明显增加,在改种水稻5年时均明显下降,在改种水稻5—25年间变化不明显,各粒级团聚体中δ~(15)N在改种水稻25年间均略有下降。总体上,在改稻田3—25年间,团聚体中δ~(13)C、δ~(15)N的变化受水稻种植年限和土层深度的显著影响,其数值均随粒级的减少而增加,相同年限各粒级团聚体δ~(13)C随着土层的加深而增大,δ~(15)N无明显变化规律。【结论】东北典型黑土旱地改稻田25年间,土壤中非水稳性大团聚体遭受破坏形成了粒径较小的团聚体,2—0.053 mm水稳性团聚体是有机碳、全氮固存的主要载体,较小粒级团聚体赋存的有机碳较为稳定,其稳定性随水稻种植年限延长、土层加深而增强。     

黄土高原旱地不同种植系统对土壤水稳性团聚体及碳氮分布的影响

以黄土高原连续进行了27年的长期定位试验为对象,研究了粮-草长周期轮作、粮-豆短周期轮作、玉米连作和小麦连作系统土壤团聚体及其碳氮分布特征,并分析了土壤碳氮分布与土壤团聚体及其碳氮含量之间的关系。结果表明:黄土高原旱作农田土壤中0.053 mm团聚体含量最高,占土壤质量的35%,长周期轮作系统0~20 cm和20~40 cm土层土壤0.25~2 mm团聚体含量高于玉米连作、小麦连作和短周期轮作系统,而0.053 mm团聚体含量低于这3种轮作系统,且长周期轮作系统土壤团聚体的平均重量直径和几何平均直径也较高。种植系统对团聚体有机碳和全氮分布的影响主要体现在0~20 cm土层土壤,长周期轮作系统土壤中2 mm和0.25~2 mm团聚体有机碳含量显著高于其他种植系统,0.25 mm团聚体有机碳含量与其他种植系统差异不显著。长周期轮作系统团聚体全氮含量均显著高于其他种植系统,碳氮比则呈现出相反的趋势。土壤总有机碳、氮含量与团聚体有机碳、氮含量呈极显著正相关关系。土壤有机碳和全氮含量的变化主要取决于0.25~2 mm和0.053~0.25 mm团聚体有机碳和全氮的变化,而且有豆科植物苜蓿长期参与的长周期轮作系统可以有效改善土壤结构,提高土壤和团聚体的有机碳和全氮含量。     

基于Meta-Analysis研究施肥对中国农田土壤有机碳及其组分的影响

【目的】施肥是影响农田土壤有机碳至关重要的因素之一。探讨施肥对不同利用类型与种植制度下土壤有机碳的影响程度,对于深刻认识农田土壤有机碳及其可持续管理均具有重要意义。【方法】收集已公开发表文献数据,建立具备相同有机碳分组方法但相对独立的286组数据库。采用数据整合分析方法（Meta-analysis）,定量分析种植制度、利用类型等人为管理及土壤属性（质地）等因素下施肥（化肥和有机肥）对土壤总有机碳及矿物结合态组分含量的影响程度。【结果】与不施肥相比,施肥均能显著提高土壤总有机碳和矿物结合态组分的含量,其提高的幅度分别为39.4%和27.7%;且施用（增施或配施）有机肥对土壤总有机碳及矿物结合态组分的提高幅度（58.4%和41.9%）是化肥（13.4%和8.0%）的3.4倍和5.2倍。不同种植制度、利用类型和土壤质地条件下,施用化肥和有机肥对土壤总有机碳和矿物结合态组分的影响程度存在显著差异。一年一熟下,施用有机肥对土壤总有机碳的提高幅度（58.5%）显著高于一年两熟制（55.6%）,施用化肥对矿物结合态组分含量的提高幅度（10.7%）也显著高于一年两熟（7.3%）;但两种种植制度下施用有机肥对矿物结合态组分含量的提高幅度基本相当（42.6%-43.5%）。不同利用类型下,施肥能显著提高旱地土壤总有机碳及矿物结合态组分,且提高的幅度均高于水田;但施用化肥并没有显著提高水田中土壤总有机碳和矿物结合态含量。不同土壤质地条件下,施用有机肥能使土壤总有机碳水平较低的砂土提高64.4%,显著高于土壤有机碳水平较高的壤土和黏土（48.7%和50.3%）;施用化肥使矿物结合态组分含量较低的砂土提高15.6%,其提高的幅度均显著高于矿物结合态组分含量较高的壤土和黏土（7.8%和8.1%）。【结论】有机肥的施用（增施或配施）,尤其在一年一熟及有机碳水平较低的砂土上,对于农田土壤有机碳积累及肥力维持与提升均具有重要意义。     

Effects of Long-Term Organic Amendments on Soil Organic Carbon in a Paddy Field: A Case Study on Red Soil

Soil organic carbon (SOC) is one of the main carbon reservoirs in the terrestrial ecosystem. It is important to study SOC dynamics and effects of organic carbon amendments in paddy fields because of their vest expansion in south China. A study was carried out to evaluate the relationship between the SOC content and organic carbon input under various organic amendments at a long-term fertilization experiment that was established on a red soil under a double rice cropping system in 1981. The treatments included non-fertilization (CK), nitrogen-phosphorus-potassium fertilization in early rice only (NPK), green manure (Astragalus sinicus L.) in early rice only (OM1), high rate of green manure in early rice only (OM2), combined green manure in early rice and farmyard manure in late rice (OM3), combined green manure in early rice, farmyard manure in late rice and rice straw mulching in winter (OM4), combined green manure in early rice and rice straw mulching in winter (OM5). Our data showed that the SOC content was the highest under OM3 and OM4, followed by OM1, OM2 and OM5, then NPK fertilization, and the lowest under non-fertilization. However, our analyses in SOC stock indicated a significant difference between OM3 (33.9 t ha-1) and OM4 (31.8 t ha-1), but no difference between NPK fertilization (27 t ha-1) and nonfertilization (28.1 t ha-1). There was a significant linear increase in SOC over time for all treatments, and the slop of linear equation was greater in organic manure treatments (0.276-0.344 g kg-1 yr-1) than in chemical fertilizer (0.216 g kg-1 yr-1) and no fertilizer (0.127 g kg-1 yr-1).     

膜下滴灌连作棉田土壤有机碳及其活性变化分析

【目的】研究不同连作年限膜下滴灌棉田土壤有机碳变化特征,为连作棉田有机碳储量估算、固碳潜力分析提供支撑。【方法】采用田间调查、取样测定方法,分析不同连作年限下(L₅、L₁₂、L₁₇、CK)0~40 cm土层土壤有机碳含量、易氧化有机碳、有机碳密度、土壤容重及碳库活度和碳库管理指数变化。【结果】随连作年限的延长,棉田土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增后降,连作1~5a时土壤总有机碳增加,连作5~17 a时总有机碳显著下降;在空间尺度上,有机碳含量表层0~20 cm大于20~40 cm土层含量;不同连作棉田土壤易氧化有机碳和土壤有机碳密度也表现出与总有机碳相同的变化趋势。随种植年限增加各土层土壤容重变化趋势总体为逐渐增大,L₁₇＞L₁₂＞L₅＞CK在空间尺度上,土壤容重随土层深度增加逐渐增大。在时间和空间尺度上,土壤碳库活度均表现为逐渐减小。【结论】长期膜下滴灌,短期连作可以提高土壤总有机碳、易氧化有机碳含量,随着连作年限延长,土壤有机碳和活性有机碳含量均显著下降,土壤碳库管理指数下降,土壤质量降低,土壤肥力受影响。     

双季稻田冬种对土壤肥力的影响及相关性分析

通过大田试验,对比研究了"冬闲-双季稻"和不同的"冬种-双季稻"种植模式对土壤肥力的影响。结果表明:与冬闲-双季稻种植模式相比,冬种-双季稻种植模式的土壤容重均有一定程度的下降,其中冬种大麦模式的降低幅度最大;所有冬种-双季稻种植模式的土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效钾含量都有一定的增加,但冬种豌豆模式的土壤速效氮和有效磷含量降低了。综合全部指标来看,稻田冬季种植蚕豆模式增加土壤养分含量最明显。     

长期施肥对红壤性水稻土有机碳矿化的影响

【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理：不施肥处理（CK）,施氮磷钾化肥处理（NPK）,施70%化肥+30%有机肥处理（70F+30M）,施50%化肥+50%有机肥处理（50F+50M）,施30%化肥+70%有机肥处理（30F+70M）,于 2017 年早稻种植前采集耕层 （0—20 cm） 土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放 CO₂-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理（70F+30M、50F+50M 和30F+70M）土壤有机碳显著高于NPK处理（P<0.05）,平均较NPK处理提高了31.31%,以50F+50M和30F+70M处理较为显著。各处理有机碳矿化速率均在培养后的第1天达到峰值且差异显著,排序为50F+50M>30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为：30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量（P>0.05）,70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理（P<0.05）,分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率（累积矿化量占有机碳总量的比率）变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理（P<0.05）。施肥处理均不同程度地提高了土壤潜在可矿化有机碳量,以30F+70M处理最高,较NPK提高了1.19倍。不同施肥处理较不施肥均未明显改变土壤有机碳周转速率及半周转期。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）、累积矿化量及累积矿化率均显著受土壤有机碳含量及投入碳量的影响,且呈现正相关关系。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）/土壤有机碳比值与所投入碳量呈现显著正相关（P<0.05）;土壤有机碳的周转速率常数（k）与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。     

茶园与相邻林地土壤有机碳及基础呼吸的垂直分布特征

对茶园及相邻林地土壤基础呼吸的垂直分布特征进行了研究, 并试图寻求其与土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明茶园和林地土壤有机碳、土壤呼吸积累量、水溶性有机碳和微生物生物量碳均随着土壤深度的增加而减少, 且茶园均值大于林地。在0~100 cm土壤层次内, 茶园土壤质量敏感性指标(WSOC/SOC)平均值、代谢熵(qCO₂)平均值均大于林地, 微生物熵(qMBC)平均值小于林地。茶园和林地土壤基础呼吸速率与SOC、WSOC及MBC呈显着正相关, 向后筛选回归模型表明对茶园土壤基础呼吸的影响作用依次为SOC>MBC>WSOC,对林地土壤基础呼吸的影响作用则为WSOC>SOC>MBC.茶园土壤代谢作用强于林地, 但茶园有机碳库的稳定性比林地差, 不利于土壤有机碳库的积累, 为促进茶叶生产的持续健康发展, 茶园土壤需要更加科学合理的施肥和耕作措施。     

覆草旱作对稻田土壤活性有机碳的影响

[目的]研究覆草旱作和免耕覆草旱作稻田土壤总有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数的特征.[方法]在江西省余江县水稻原种场的双季稻田,设置常规水作、裸地旱作、覆草旱作、免耕裸地旱作和免耕覆草旱作5个处理.于第5年晚稻收获期,采集以上处理的耕层土壤样品,测定了土壤总有机碳和活性有机碳含量.[结果]与常规水作相比,覆草旱作和...     

河西边缘绿洲荒漠沙地开垦后土壤性状演变及土壤碳积累研究

【目的】土壤养分变化及碳积累过程是评价绿洲农田生态系统结构、功能和生产力演化的重要指标。本研究的目的是通过了解西北干旱区自然荒漠开垦为灌溉农田后该指标的变化,揭示干旱区新垦农田土壤发育及演变规律,为新垦沙地持续利用提供指导。【方法】选择河西走廊中段临泽边缘绿洲0—46年开垦时间序列的沙地农田,取样分析0—60 cm土壤剖面的物理、化学性状变化及碳积累特征,通过比较2008年与2014年的耕层土壤(0—20 cm)测定结果,分析近几年土壤性状的变化。【结果】耕层土壤砂粒含量随开垦利用年限的增加而逐渐降低,但显著的变化发生在开垦16年后的农田,且最近10年土壤粒级组成变化不明显;在沙地开垦后的最初20年,耕层土壤有机碳(SOC)及全氮含量呈线性增加,20年后增加趋势减缓。开垦46年后,SOC、全氮、碱解氮、速效磷含量分别增加了9.0倍、6.3倍、6.3倍和13.5倍,耕层土壤无机碳(SIC)含量增加了77.1%;速效钾随开垦年限的增加呈先降低而后增加的趋势。20—40 cm和40—60 cm土层SOC及氮、磷、钾养分含量随开垦年限延长而逐渐增加,但变化幅度小于耕层土壤。2008—2014年的6年间,不同开垦年限的同一地块耕层土壤粒级组成未发生变化,但SOC及氮、磷、钾养分有明显的积累。沙地开垦46年后0—60 cm土层SOC、SIC和全碳的年平均固存量分别为0.75、0.79和1.47 kg·hm-2·a-1;SOC的积累主要发生在0—20 cm耕作层,而SIC的积累在40—60 cm土层。荒漠沙地转变为灌溉农田后有巨大的碳固存潜力;土壤黏粉粒增加对SOC及养分的积累和保持起重要作用。【结论】沙地开垦为灌溉农田后,随利用年限的增加,土壤肥力显著改善,但开垦46年后土壤肥力仍处于较低水平。对新垦沙地农田,要实现土地可持续利用和生产力持续提高,须采取提升土壤肥力水平的农田管理措施。     

高产玉米田土壤呼吸强度及其与碳、氮营养的关系

以松辽平原玉米带高产培育土壤与平产土壤(常规耕作土壤)为研究对象,研究了土壤呼吸强度的变化特征及其与土壤碳、氮营养的关系。结果表明:高产培育土壤基础呼吸强度增加;底物诱导呼吸强度则在高产、平产土壤上变化规律不明显,当葡萄糖浓度低于50 mg/kg时,随着葡萄糖浓度的增加,高产及平产土壤呼吸强度均迅速提高;呼吸商在不同地区高产、平产土壤的变化差异不同,呼吸商与土壤有机碳、全氮、碱解氮及碳氮比呈极显著负相关(P0.01)。反映了土壤呼吸强度与土壤碳氮营养的相互调节作用。因此在农业生产中适量施用有机物质既可以补充一定的营养物质,又可以提高土壤呼吸强度,提高微生物活性及其功能,改善土壤碳氮营养结构。     

集约农作条件下土壤有机碳动态模拟及其在黄淮海平原区的应用

 集约农田土壤有机碳动态对作物可持续生产有重要意义。本研究基于碳固持CQESTR模型，在国内短期、中长期物料填埋试验资料基础上进行修正，将CQESTR模型按照物料降解与累积积温关系划分4个阶段，确定了不同降解阶段的物料类型因子。通过对黄淮海平原集约化农区7个独立肥料长期定位点1 151组耕层土壤有机质观测值与模拟值进行验证，模型模拟95％置信区间为1.91 g·kg-1，r2＝0.91。修正的CQESTR模型可以预测不同种植和管理措施下作物残体、外源有机物料及土壤有机质的矿化，从而对集约耕作条件下土壤有机碳矿化和固持进行评价。