稻田保护性耕作对土壤微生物量碳的影响

通过对不同秸秆还田量以及还田后不同时期下土壤微生物量碳变化的研究结果表明,实施稻田保护性耕作,土壤微生物量碳含量与传统耕作相比有明显增加。在秸秆还田直播小麦和直播油菜处理下,秸秆中的碳将会在田中积累,随着时间推移土壤中含碳量不断上升,根据秸秆还田量的不同,土壤微生物量碳的变化为秸秆全量还田秸秆半量还田常规耕作。     

保护性耕作对旱作农田干湿交替过程中土壤呼吸速率的影响

【目的】探讨免耕及秸秆覆盖等保护性耕作措施对旱作农田干湿交替过程中土壤呼吸速率的影响。【方法】基于设在陇东黄土高原的长期草田轮作定位试验,试验开始于2001年,包括传统耕作(T,翻耕并移除秸秆)、耕作覆盖(TS,翻耕之后覆盖秸秆)、免耕移除秸秆(NT,不翻耕但除去秸秆)和免耕(NTS,不翻耕且保留秸秆)4个处理。2014年7—8月干湿交替阶段季采用LI-8150多通道土壤碳通量测量系统对农田土壤呼吸速率、土壤温度和含水量进行连续原位测定。【结果】T、TS、NT和NTS处理干旱阶段的平均土壤呼吸速率分别为2.16、3.56、2.26和2.45μmol·m~(-2)·s~(-1),湿润阶段分别为2.09、5.31、2.80和3.56μmol·m~(-2)·s~(-1)。降雨初期秸秆覆盖处理(TS和NTS)土壤呼吸速率动态变化与无秸秆覆盖处理(NT和T)具有显著差异。干湿交替过程中,干旱阶段土壤呼吸速率与土壤温度(19.1—28.2℃)呈负相关、与土壤含水量呈正相关关系;湿润阶段则相反,且土壤含水量对土壤呼吸速率的解释程度降低。土壤呼吸速率在湿润阶段日动态波动较大,其温度敏感性(Q10)在T、TS、NT和NTS处理下分别为1.37、1.24、1.31和1.25;干旱阶段土壤呼吸速率日动态平缓,Q10值低于1.0。【结论】长期保护性耕作提高了农田的土壤呼吸速率,且秸秆覆盖处理比免耕措施提高土壤呼吸速率的效应更加显著。秸秆覆盖能够有效平抑土壤水分和温度的变化,提高土壤呼吸速率,降低土壤呼吸的温度敏感性。论文明确了干湿条件下旱作农田土壤呼吸动态及其影响因素,对准确量化旱作农田碳通量具有积极意义。     

免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳库的影响

为探索免耕秸秆覆盖对土壤有机碳库的影响,通过定位试验研究内蒙古武川县旱作免耕覆盖耕作模式下农田不同形态碳素含量、碳素有效率及碳库管理指数变化。结果表明,免耕秸秆覆盖处理比传统耕作显著提高土壤总有机碳、可溶性碳、微生物量碳及易氧化碳的含量及土壤碳库各项指数,且免耕同一留茬高度不同覆盖量处理间各项指标值差异显著,随秸秆覆盖量的增加各项指标值也增加。土壤易氧化碳与碳素有效率A、B、C及土壤碳库管理指数均呈极显著正相关关系,与土壤碳库管理指数的相关系数达0.991,易氧化碳作为土壤活性碳的指标可以更灵敏更直接地反映土壤有机碳短期的变化状况,免耕秸秆覆盖对于提高土壤有机碳库中各项指标值的贡献大于传统耕作。     

玉米秸秆添加量对黄土高原旱作农田土壤固碳特征的影响

【目的】探明不同玉米秸秆添加量对农田土壤固碳特征的影响.【方法】在甘肃省定西市李家堡镇进行玉米田间定位试验,设0(无秸秆还田,CK)、40g/kg(低量秸秆,T3)、60g/kg(中量秸秆,T2)、80g/kg(高量秸秆,T1)4个玉米秸秆还田处理.采用尼龙网袋法对540d观测期内的土壤总有机碳(SOC)、活性有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)动态变化特征进行分析.【结果】从整体来看,不同秸秆添加水平下SOC含量呈连续降低趋势;ROC含量于90d达到峰值后逐渐降低;MBC含量于180d达到峰值后逐渐降低.较之CK处理,T1、T2、T3水平均可提升土壤碳素含量,且随秸秆添加量的增加而增加.T2水平下土壤碳库活度指数最大,为1.25,该水平下秸秆残留率最小.【结论】秸秆还田处理土壤碳库管理指数(CPMI)随秸秆施入量的增加而增加.因此,在0~80g/kg玉米秸秆添加范围内,60g/kg水平更有利于土壤碳素的固持及土壤质量的改善.     

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.     

免耕对土壤有机碳和微生物碳含量及作物产量的影响

研究了不同免耕方式对土壤有机碳和微生物碳含量及作物产量的影响,结果表明,免耕对土壤有机碳的含量影响较小,但能显著增加土壤微生物碳的含量。作物种类及种植方式不同,其免耕的增产效果不同。     

添加碳氮对大豆秸秆还田土壤酶活性及微生物量碳的影响

试验设置3因素(秸秆(S)、红糖(T)、氮素(N))、2水平(添加(1)、未添加(0)),共8个处理STN1、STN0、SN1、SN0、TN1、TN0、N1、N0,在室温下进行60d的土壤培养试验,测定各处理在培养时期内的土壤呼吸、微生物量碳、3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶)的变化特征。结果表明:各处理的土壤呼吸速率均表现为前期快速增加,达到峰值后逐渐下降随之趋于稳定;随培养时间变化,各处理土壤酶活性呈现先升高后降低的趋势,大豆秸秆还田与不还田处理相比,对3种酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶)以及微生物量碳含量有促进作用,其中秸秆+氮肥对土壤脲酶活性的提高最显著,秸秆+红糖+氮肥处理对土壤呼吸速率、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、微生物量碳含量的影响最显著。     

不同耕作方式对土壤微生物量和土壤酶活性的影响

采用大田试验,研究了不同耕作方式对土壤微生物量及酶活性的影响,结果表明:不同耕作方式对土壤微生物量和土壤酶活性有显著的影响.与常规耕作相比,免耕、沟播显著提高了土壤的微生物量碳和氮的含量,以及土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性;而套作显著降低了土壤的微生物量碳和氮的含量,以及土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性.土壤有机物质输入量少,土壤耕作是套作土壤微生物量和土壤酶活性低的主要原因.     

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。     

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.     

不同耕作方式对稻田土壤微生物的影响

通过对土壤细菌、放线菌、真菌的平板培养法计数以及土壤因子的常规方法测定,研究水稻—油菜免耕复种(NT)、传统翻耕(CT)稻田土壤可培养的微生物数量和菌相。结果表明,免耕土壤微生物总数比翻耕土壤增加7%,其中免耕土壤放线菌及真菌数量多于翻耕土壤,但对土壤微生物菌相没有明显改变,2种耕作方式3大类群微生物数量均为细菌放线菌真菌;随着土层加深,微生物数量逐渐减少;免耕土壤有机质、全氮含量均高于翻耕土壤,分别增加31.62%和13.5%。水稻—油菜免耕复种耕作方式有利于土壤微生物生长繁殖和提高土壤肥力。     

施肥处理对黄土丘陵区农田土壤酶活性和水溶性有机碳、氮的影响

为了评估长期施肥处理对黄土丘陵区川地农田土壤酶活性以及水溶性碳、氮的影响,以黄土高原安塞站川地农田定位试验样地为研究对象,分析了以土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的酶活性和单位有机碳酶活性作为评价微生物活性新途径的可行性,以及土壤水溶性有机碳、总氮和水溶性碳氮比的变化特征.试验共设九个处理,分别为N(氮肥)、P(磷肥)、M(有机肥,羊粪)、N+P、N+M、P+M、N+P+M,另加空白对照CK(不施肥)和裸地BL(无作物,不施肥).试验结果表明,除了过氧化氢酶,其他三种土壤酶活性都是表层高于下层,而且有机肥参与的处理土壤酶活性要显著高于化肥处理.初步分析发现有机质含量越高,单位有机碳酶活性值越低.长期施用有机肥,可显著提高土壤中水溶性有机碳和水溶性氮的含量,WSOC/WSTN对于不同施肥处理的响应要比C/N更为敏感.相关分析表明,水溶性有机碳、水溶性氮和有机质、全氮、碱解氮与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶三种酶都达到极显著相关关系,与过氧化氢酶未达到显著相关.总体研究发现,施化肥并不能显著影响土壤酶活性,但有机肥能显著提高土壤酶活性及水溶性碳、氮含量,施肥方式的差异影响着土壤酶活性;单位有机碳酶活性的响应规律和传统酶活性的规律并不一致,其机理还需进一步研究.     

不同覆盖方式对黄土高原地区苹果园土壤 有机碳组分及微生物的影响

【目的】研究不同覆盖方式对黄土高原地区苹果园土壤有机碳各组分及微生物群落活性的影响。【方法】通过野外果园定位试验,分层采集0—100 cm土层的土样,对麦草覆盖、起垄黑地膜覆盖及清耕3个不同处理方式下,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】麦草覆盖可显著增加0—60 cm土壤总有机碳（TOC）、颗粒有机碳（POC）、轻质有机碳（LFOC）、易氧化有机碳（ROC）和可溶性有机碳（DOC）含量,在1—3年内随着覆盖年限的增加而增加,其中在0—20 cm土层中TOC含量每年约增加1.9 g•kg-1,而微生物量碳（MBC）的含量表现出逐年降低的趋势。起垄黑地膜覆盖的土壤TOC含量低于对照,而POC、LFOC、ROC、DOC、MBC的含量高于对照,但均随着覆盖年限的增加而降低,3年后0—20 cm土层中TOC含量降低0.91 g•kg-1。麦草覆盖和黑地膜覆盖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）均高于对照处理,同样也表现出逐年降低的趋势,其中覆膜处理下降更加剧烈。【结论】麦草覆盖提高了土壤有机碳各组分的含量,而起垄黑地膜覆盖逐年降低有机碳各组分含量。两处理开始均可提高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,但同样出现了逐年降低的趋势,而覆膜处理降低得更加迅速。     

保护性耕作对农田碳效应影响研究进展

 土壤碳循环在全球气候变暖上具有重要的作用,也越来越受到人们的关注。保护性耕作具有减少土壤侵蚀、提高秸秆利用效率和增加土壤有机质等特点,对土壤碳汇效应具有重要的影响。国内外在保护性耕作上对土壤碳循环等方面取得了丰硕的成果。随着保护性耕作碳循环方面研究的深入,人们对保护性耕作的农田碳效应及其机制的认识也越来越深入。本文对国内外保护性耕作对农田碳效应的影响进行了比较客观详尽的阐述,并再此基础上提出了未来本领域的研究重点,以期对中国开展相关的研究提供借鉴。     

保护性耕作对潮土碳、氮含量的影响

为了探明保护性耕作条件下有机碳循环与农田地力提升机制,为保护性耕作技术的推广应用提供科学理论支撑,笔者以保护性耕作长期试验地为平台,研究不同耕作处理对总有机碳、全氮及其不同组分在潮土中含量的影响.笔者通过研究不同耕作处理下土壤总有机碳、全氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生生物量碳、易氧化有机碳在不同土层深度中的分布情况,揭示保护性耕作措施对潮土碳、氮含量的影响.结果表明:相比于常规翻耕,2年或4年翻耕1次的间歇性翻耕和全免耕处理0～5 cm土层土壤总有机碳含量分别提高了1.81％、6.43％、14.04％,全氮含量分别提高了0.80％、10.04％ 、7.93％,免耕处理下10～20cm土层中总有机碳、全氮含量显著低于其它处理;秸秆还田条件下,实施间歇性翻耕和免耕能显著提升0～5、5～10 cm土层中土壤溶解性有机碳、氮含量;相比于常规翻耕,间歇性翻耕、免耕处理下0～5 cm土层土壤微生物量碳与易氧化有机碳含量均有不同程度地升高,免耕处理下10～20 cm土层中微生物量碳含量显著低于其它处理;秸秆还田对0～10 cm土层土壤总有机碳、全氮、溶解性有机氮及其它活性有机碳组分含量均有不同程度的提升作用.总体来看,保护性耕作措施有利于表层0～5 cm土层中碳、氮储量的增加,免耕条件下“养分表聚”的负面效应可通过间歇性翻耕得到改善.     

夏大豆土壤微生物有机碳及颗粒有机碳对不同耕作措施的响应

【目的】研究周年土壤不同层次碳对耕作措施的响应,为复播条件下进行有利大豆土壤固碳的合理耕作措施提供参考依据。【方法】在2017年大田滴灌条件下,设置翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、深松(ST)、免耕(NT)4种土壤耕作处理,研究不同耕作处理对不同土壤层次土壤总有机碳(SOC)、微生物有机碳(MBC)、土壤颗粒有机碳(POC)含量的影响。【结果】相对于T与TP处理,NT与ST处理均有利于增加0~10 cm表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,但两者间无显著性差异。在10~30 cm耕作层,TP处理较比于其余三种处理,能保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。但在土层深度30 cm以下,ST处理的MBC、POC质量分数逐渐与其余三种处理的差异性逐渐增大并呈显著性差异。在0~60 cm土层深度,微生物有机碳与颗粒有机碳占总有机碳的比例范围分别为1.29%~2.35%与17.81%~31.99%,并均在深度至60 cm的土层达到最高点,其占在总有机碳的比率为ST>TP>T>NT。【结论】深松和免耕均能够有效增加表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,其中深松对土层深度30 cm以下的MBC、POC质量分数与比率具有显著提升,而在土层20~30 cm翻耕覆膜能够更好保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。     

Effects of Carbon and Nitrogen Additions on Soil Microbial Biomass Carbon and Enzyme Activities Under Rice Straw Returning

The effects of different amounts of carbon and nitrogen sources on the soil microbial biomass carbon, dissolved organic carbon and related enzyme activities were studied by the simulation experiment of rice straw returning to the field, and the mechanism of the decomposition of rice straw returning to the field was discussed. Completely randomized experiment of the two factors of the three levels was designed, and a total of nine treatments of indoor soil incubation tests were conducted. Full amount of rice straw was applied to the soil in this simulation experiment and different amounts of brown sugar and urea were added in the three levels of 0(no carbon source and nitrogen source), 1(low levels of carbon and nitrogen sources) and 2(high levels of carbon and nitrogen sources), respectively. The results showed that the addition of different amounts of carbon and nitrogen sources to the rice straw could increase the soil carbon content. Compared with T0 N0, the microbial biomass carbon of T2 N2 was increased significantly by 170.48%; the dissolved organic carbon content of T1 N2 was significantly increased by 58.14% and the free humic acid carbon contents of T0 N2, T1 N1 and T2 N0 were significantly increased by 56.16% and 45.55% and 47.80%, respectively; however, there were no significant differences among those of treatments at later incubation periods. The addition of different carbon and nitrogen sources could promote the soil enzyme activities. During the incubation period, all of the soil enzyme activities of adding sugar and urea were higher than those of T0 N0 treatment. Therefore, the addition of different amounts of carbon and nitrogen sources to rice straw returning could improve soil microbial biomass carbon content, dissolved organic carbon and soil enzyme activities.     

少免耕栽培晚稻对土壤微生物区系及活度的动态影响

为探明农业技术措施对土壤生物学特征的影响，以制定合理的耕作制度，保障土壤的可持续利用，进行了1／3稻草覆盖少免耕对晚稻土壤微生物区系及活度的动态影响研究．结果表明，土壤中几类微生物的数量在晚稻不同生育期都表现为先升后降的趋势，并且在晚稻分蘖盛期最高．好气性细菌、放线菌、真菌及微生物活度从高到低为少耕土壤、翻耕土壤、免耕土壤，而厌气性细菌数量从高到低为翻耕土壤、少耕土壤、免耕土壤．通过对土壤微生物分析评价发现，在提高土壤质量和利于作物生长方面，少量秸秆还田少耕要优于少壤特秆还田翻耕和免耕。     

长期免耕和深松提高了土壤团聚体颗粒态有机碳及全氮含量

【目的】耕作措施对土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)具有重要影响。本研究利用团聚体和密度联合分级方法,旨在揭示长期耕作对表层土壤团聚体内密度颗粒组分SOC及TN的影响,为深入理解黄土高原农田土壤碳氮提升机理提供依据。【方法】长期试验位于黄土高原东部边缘地区,开始于1999年,共设4个处理:少耕无覆盖(RT)、免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和传统翻耕(CT)。于2013年7月采集0—10 cm土层样品,首先通过干筛法筛分>2、1—2、0.25—1和<0.25 mm粒级团聚体,之后利用颗粒密度分组,将团聚体有机质分为轻组有机质(LF)、粗颗粒有机质(cPOM)、细颗粒有机质(fPOM)和矿质结合有机质(m-SOM)。【结果】(1)15年保护性耕作(包括NT和SM处理)显著提高了0—10 cm土层的SOC和TN含量,与CT相比,NT和SM处理的SOC含量分别提高了22.9%和21.8%,TN含量分别提高了35.2%和42.3%。不进行秸秆覆盖的少耕处理(RT)对SOC和TN无显著影响。(2)不同耕作措施改变了团聚体质量组成及其内部SOC和TN含量。NT和SM处理显著提高了1—...     

不同耕作措施下添加秸秆对土壤有机碳及其相关因素的影响

[目的]探究添加秸秆对不同耕作措施下土壤有机碳及其相关因素的影响,为北方旱作农田固碳增产管理提供理论依据.[方法]采集长期进行传统耕作(CT)和免耕(NT)的大田土壤样品进行室内培养试验,共设置4个处理,分别为传统耕作土壤不加秸秆(CT)、免耕土壤不加秸秆(NT)、传统耕作土壤加秸秆(CTS)和免耕土壤加秸秆(NTS)...