黑土水溶性有机碳对有机物料还田的响应

【目的】探究不同有机物料还田措施下黑土水溶性有机碳含量及组成的变化特征,为黑土区土壤肥力提升提供科学依据。【方法】以黑龙江省克山县定位7年的有机物料还田小区为研究对象,采用常规测定及荧光分析方法,以单施化肥处理为对照,对配施有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料处理下土壤水溶性有机碳含量及结构进行分析。【结果】与单施化肥相比,配施有机物料使土壤水溶性有机碳含量提升9.65%—20.30%,土壤总有机碳含量提升6.63%—14.86%。各有机物料还田处理下土壤水溶性有机碳中类酪氨酸蛋白质物质、类色氨酸蛋白质物质减少。有机肥施入使水溶性有机碳中溶解性微生物代谢产物增加,使富里酸类物质、腐殖酸类物质增加并使二者结构简化;秸秆、生物炭使土壤水溶性有机碳中富里酸类物质结构简化;生物炭的添加使土壤水溶性有机碳中腐殖酸类物质复杂化。【结论】有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料不同程度上提升了土壤水溶性有机碳中各组分含量、增强土壤微生物分解代谢、使水溶性有机碳中结构相对简单的富里酸组分含量增加、结构简化,其中以有机肥效果最佳。     

黑土水溶性有机碳对有机物料还田的响应

【目的】探究不同有机物料还田措施下黑土水溶性有机碳含量及组成的变化特征,为黑土区土壤肥力提升提供科学依据。【方法】以黑龙江省克山县定位7年的有机物料还田小区为研究对象,采用常规测定及荧光分析方法,以单施化肥处理为对照,对配施有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料处理下土壤水溶性有机碳含量及结构进行分析。【结果】与单施化肥相比,配施有机物料使土壤水溶性有机碳含量提升9.65%—20.30%,土壤总有机碳含量提升6.63%—14.86%。各有机物料还田处理下土壤水溶性有机碳中类酪氨酸蛋白质物质、类色氨酸蛋白质物质减少。有机肥施入使水溶性有机碳中溶解性微生物代谢产物增加,使富里酸类物质、腐殖酸类物质增加并使二者结构简化;秸秆、生物炭使土壤水溶性有机碳中富里酸类物质结构简化;生物炭的添加使土壤水溶性有机碳中腐殖酸类物质复杂化。【结论】有机肥、生物炭、秸秆3种有机物料不同程度上提升了土壤水溶性有机碳中各组分含量、增强土壤微生物分解代谢、使水溶性有机碳中结构相对简单的富里酸组分含量增加、结构简化,其中以有机肥效果最佳。     

不同有机物料还田对东北黑土活性有机碳的影响

 【目的】阐明不同有机物料培肥对黑土总有机碳和活性有机碳组分的影响,探讨合理调控农田土壤肥力的施肥模式。【方法】以黑龙江省海伦市国家野外科学观测研究站试验区上进行了6年田间定位试验的小区土壤为研究对象,通过对土壤活性有机碳的提取以及室内作物栽培试验,对比和分析不同有机物料配施化肥处理下土壤活性有机碳与土壤生产力的变化。【结果】与试验初期相比,经过6年单施化肥处理后,土壤总有机碳（TOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（WSOC）以及轻组有机碳（LFOC）的含量显著下降;而有机无机配施则显著提高了土壤有机碳及各活性有机碳组分的含量。不同有机物料还田对土壤总有机碳和各活性有机碳组分的作用存在显著差异,作物秸秆与化肥配施更有助于TOC和LFOC的积累,其中以玉米秸秆配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为26%和136%;粪肥配施化肥对MBC和WSOC的积累效果优于作物秸秆,其中以猪粪配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为52%和85%。室内作物栽培试验表明,单施化肥处理将引起土壤生产力的下降,有机无机配施则能明显改善土壤生产力水平。不同有机物料配施化肥对土壤生产力的提升效果表现为：猪粪＞牛粪＞小麦秸秆≈玉米秸秆。【结论】在东北黑土区,不同有机物料处理之间土壤总有机碳、活性有机碳以及土壤生产力存在明显差异,玉米秸秆配施化肥能够显著提高土壤总有机碳和轻组有机碳的含量,而猪粪配施化肥则更有助于土壤微生物量碳和水溶性有机碳的积累,有利于土壤生产力的提升。     

有机物料施用量对黑土有机碳积累的影响

有机碳库是土壤有机质的重要组成部分,是植物生长所需营养的主要来源,同时可以反映土壤质量的优劣和动态变化。在农田生态系统中,植物通过光合作用固定大气中的CO2,同时土壤中的微生物活动不断的分解土壤中的有机质,     

生物质炭对黑土有机碳组分的影响

为了修复退化的黑土,提高黑土有机质含量,通过室外盆栽试验,在高、低两种有机质含量黑土中施用质量比为0.5%、1.5%、2.5%玉米秸秆生物质炭,测定总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(AOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)、矿物结合态有机碳(MOC)、重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)、水溶性有机碳(WSOC)和惰性有机碳(ROC)含量,研究了生物质炭对高、低两种有机质含量的黑土有机碳组分的影响及各指标之间的相关性。结果表明:(1)与对照相比,添加生物质炭明显增加土壤TOC、POC、MOC、HFOC、LFOC和ROC的含量,且浓度越高提升效果越明显;而WSOC的含量逐渐减小;(2)生物质炭对土壤AOC、MBC含量的影响与试验时间有关;高浓度的生物质炭会抑制土壤AOC与MBC含量,与对照相比,1.5%处理对AOC与MBC的提升最大。可以得出:施用不同量生物质炭对高、低两种有机质含量的黑土有机碳组分均有一定的影响;生物质炭的施入对于低有机质含量的土壤影响比高有机质含量的土壤影响更大。     

有机物料添加对黑土团聚体稳定性及有机碳影响

东北黑土区土壤质量退化主要表现为有机质质量分数逐年下降,潜在威胁区域生态环境和国家粮食安全.因此,亟需找到改善耕层黑土结构、增加有机质质量分数进而提升土地生产力的有效途径.以典型黑土区耕层土壤为研究对象,通过室内恒温恒湿培养的方法,对比分析了3种常见外源有机物料(秸秆、生物炭、猪粪肥)对土壤团聚体分布、团聚体稳定性、团聚体有机碳质量分数的影响.结果 表明:①添加秸秆、猪粪肥分别通过增加粒径(D) 2.000 mm和D＞0.250 mm团聚体质量分数,进而显著提高水稳性团聚体的平均重量直径(MWD).②3种有机物料均能不同程度提高土壤总有机碳质量分数,其中生物炭和猪粪肥效果优于秸秆,猪粪肥提高D＞0.053 mm团聚体有机碳质量分数的效果最为显著.③各处理土壤团聚体有机碳对总有机碳的贡献主要集中在0.250 mm＜D≤2.000 mm团聚体,且添加秸秆和猪粪肥效果优于生物炭.④MWD与0.053 mm＜D≤0.250 mm团聚体有机碳显著正相关,但与土壤总有机碳无相关关系.整体而言,猪粪肥对黑土结构以及土壤有机碳的改良效果最优,在评价外源有机物料添加对黑土的改良效果时,除总有机碳外,还需考虑团聚体的稳定性及敏感粒径团聚体有机碳的影响.     

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。     

覆盖作物种植对砂姜黑土团聚体稳定性及其有机碳组分的影响

为探究覆盖作物种植对淮北平原砂姜黑土团聚体稳定性和有机碳组分的影响,本研究以淮北平原砂姜黑土为研究对象,研究不压实及压实处理下不同覆盖作物类型（休闲、苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子混播）对表层土壤（0～10 cm和10～20 cm）团聚体稳定性及其有机碳组分的影响。结果表明：与休闲相比,种植不同覆盖作物（苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子）均能显著提高两种压实处理0～10 cm土层有机碳（SOC）含量,其中苜蓿处理增幅最大（14.3%）;在10～20 cm土层,仅苜蓿处理显著增加了SOC含量（9.17%～10.8%）。在0～10 cm和10～20 cm土层,各覆盖作物处理土壤水稳性团聚体平均质量直径（MWD）的变化规律与土壤有机碳完全一致,均表现为苜蓿处理显著提高了两个土层的MWD。与休闲相比,3个种植覆盖作物处理均能显著提高0～10 cm土层水稳性大团聚体（≥2 000μm）的含量;10～20 cm土层中仅苜蓿处理在两种压实处理下水稳性大团聚体（≥2 000μm）含量较休闲处理有显著提升。种植覆盖作物使不同粒级团聚体SOC含量均呈现出增加的趋势,其中苜蓿处理显著增加了0～10 cm和10～20 cm...     

玉米秸秆不同还田方式对黑土有机碳组成和结构特征的影响

为研究玉米秸秆不同还田方式对黑土有机碳组成和结构特征的影响,以吉林农业大学微区试验田黑土为研究对象,设置CK(未施用秸秆)、C1(秸秆浅施)和C2(秸秆深还)共3种处理,通过腐殖质组成修改法提取富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM),IHSS方法提取HA样品,并测定其元素组成、红外光谱和差热性质等结构性质。结果表明:秸秆还田有利于土壤和各腐殖质组分有机碳含量提高,土壤腐殖质PQ值(HA在可提取腐殖质中所占的比例)显著增加;与CK相比,C1处理表层(0~20 cm)的SOC、HA、FA和HM有机碳含量明显增加,分别增加了21.8%、27.3%、11.5%和30%;C2处理亚表层(20~40cm)的SOC、HA、FA和HM有机碳含量显著增加,分别增加了26.3%、32%、13.4%和31.9%。C1和C2处理均使HA的氧化度、缩合度和热稳定性降低,脂族链烃和芳香碳含量增加,结构趋于简单化。这些变化在C1处理中主要体现在表层,与CK相比,C1处理表层HA的(O+S)/C比值降低了11.3%,I2920/I1620的比值增加了23.4%;C2处理主要为亚表层HA结构的变化,与CK相比,C2处理亚表层HA的(O+S)/C比值降低了9.1%,I2920/I1620的比值增加了23%。这一研究结果对阐明土壤培肥机理和指导秸秆还田实践有重要意义。     

不同还田方式下有机物料有机碳分解规律研究

利用网袋法和砂滤管法模拟田间还田方式,研究不同处理下各有机物料有机碳的腐解特征。结果表明,网袋法玉米、大豆秸秆经过150 d后,其秸秆生物量有38.9%～46.6%被分解。秸秆还田分解趋势为:土埋处理露天处理;土埋玉米秸秆土埋大豆秸秆;露天大豆秸秆和玉米秸秆分解规律一致。从组织结构上看,玉米秸秆随着还田时间的增加,组织结构模糊、松散,基本组织和维管束遭到破坏,大豆秸秆组织结构变化不明显。不同还田方式下秸秆有机碳的分解规律为:玉米秸秆大豆秸秆。在砂滤管模拟条件下玉米、大豆秸秆和根茬有机碳分解趋势基本相似,均表现为埋管初期分解较快,后期分解较慢,其有机碳分解率趋势为:玉米秸秆大豆秸秆;降低C/N后,各有机物料有机碳分解率均高于不调节C/N。     

秸秆还田方式对旱地草甸土活性有机碳组分的影响

为阐明不同秸秆还田方式下草甸土活性有机碳组分的分布特征,基于玉米田间定位试验,分析了不同耕作与秸秆还田方式下三个深度土层土壤有机碳及其活性组分的变化。结果表明：频繁的翻耕加速了表层（0~20 cm）土壤有机碳的矿化分解,使有机碳含量下降;免耕秸秆覆盖还田有利于表层土壤有机碳的增加,秸秆翻耕还田促进了中层（20~40 cm）土壤有机碳的积累;秸秆连续翻耕还田提高了中层土壤高活性和中活性有机碳的含量及土壤碳库管理指数,秸秆浅翻还田对表层和中层低活性有机碳的影响显著高于深翻还田与覆盖还田,但短期内秸秆连续浅翻还田与深翻还田对提高土壤碳库管理指数的差异不大。研究表明,土壤高活性和中活性有机碳对耕作深度的响应更加敏感,而秸秆还田主要使低活性有机碳增加,这也是玉米增产的主要原因。     

秸秆深埋配施氮肥对黑土有机碳组分及养分的影响

为探究秸秆深埋配施氮肥对土壤有机碳组分及养分的影响,以东北黑土为研究对象,于2015—2020年在玉米田秸秆深埋和无秸秆深埋条件下设置4个氮肥(纯N)水平(无氮：0 kg/hm²;低氮：135kg/hm²;中氮：180 kg/hm²;高氮：225 kg/hm²),系统分析土壤养分和有机碳组分含量变化规律。结果表明,秸秆深埋对土壤全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量影响不显著(P>0.05);显著提高土壤总有机碳(SOC)、轻组有机碳(LFOC)和可溶性有机碳(DOC)含量(P<0.05),其增幅分别为2.45%～10.96%、8.76%～70.50%、47.53%～64.21%;对土壤易氧化有机碳(ROC)和颗粒有机碳(POC)均无显著影响(P>0.05)。秸秆深埋条件下,施氮对土壤DOC、POC含量影响不显著(P>0.05),但会显著提高SOC的含量(P<0.05),增幅为5.56%～11.96%;显著降低LFOC、ROC和TP的含量(P<0.05),降...     

耕作和有机物料还田对黑土区坡耕地田间杂草群落和生物量的影响

农田管理对杂草群落变化影响是现代生态农业关注的热点问题,但耕作和有机物料还田作为最常见的农田管理方式对杂草群落和生物量的交互影响尚未探明.以黑龙江省海伦市一块连续3年施行不同耕作方式[免耕(NT)、旋耕(RT)、旋耕+深松(RTS)、翻耕(PT)、翻耕+深松(PTS)、深翻耕(DPT)]和不同有机物料还田方式[无物料还田(0)、秸秆还田(1)、牛粪还田(2)]的玉米轮作农田为研究样地,调查并比较了不同耕作与有机物料还田管理模式下农田春季杂草群落特征.研究发现,经过3年耕作配施有机物料还田,玉米地的田间杂草群落结构基本稳定,常见杂草有稗草、灰菜、节骨草、蓼吊子和鸭拓草,且这5种常见杂草占杂草群落总量的72.2％～81.9％,田间偶发杂草仅占杂草群落总量的18.1％～27.8％.但耕作配施有机物料还田后,玉米地常见杂草的出现频次和种类在不同的年际间有一定的差异,耕作方式明显影响稗草、灰菜和蓼吊子在杂草群落中的占比.无物料还田条件下,翻耕相较于免耕(NT),明显降低农田杂草的生物量;且这一降低效益随着翻耕措施的加强而加剧,即翻耕(PT)<翻耕+深松(PTS)<深翻耕(DPT).在秸秆还田的条件下,旋耕+深松(RTS)相较于免耕,在一定程度上增加了田间杂草的生物量;而在牛粪还田的条件下,旋耕(RT)及旋耕+深松(RTS)相较于免耕,显著地增加了田间杂草的生物量(P<0.05).在不同的耕作配施有机物料还田条件下,土壤的容重和含水量是造成杂草群落组成年际差异的主要农田环境因素.     

有机物料对土壤有机碳含量的影响

[目的]为了探讨在实际的生产中,有机物料归还量、归还时间对土壤有机碳含量的影响。[方法]采用盆栽试验,研究有机物料施用量对低、中、高有机碳含量土壤的影响。[结果]有机碳含量随着有机物料施用量和培养年限的增加而增加,有机物料转化率随着培育年限的增加而增加,并且低、中有机碳含量土壤的有机物料转化率高于高有机碳含量土壤。[结论]该研究可以为秸秆等有机物料施入土壤培肥提供依据。     

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。     

猪厩肥和秸秆还田对紫色土有机碳组分及稳定性的影响

[目的]明晰有机肥和秸秆还田调控紫色土有机碳组分的效应,揭示有机肥和秸秆还田增强土壤固碳的机制.[方法]以川中石灰性紫色土为对象,采用田间试验和室内分析研究不同施肥处理对土壤有机碳组分及稳定性的影响,施肥处理包括不施肥(CK)、NPK化肥配施(NPK)、单施猪厩肥(OM)、猪厩肥配施NPK化肥(OMNPK)和秸秆还田配...     

有机物料腐熟剂对玉米秸秆还田的影响

为研究有机物料腐熟剂对秸秆还田土壤养分和玉米产量的影响,设置3个试验处理,分别为:对照,常规施肥,无秸秆还田;不加腐熟剂秸秆还田,常规施肥+秸秆还田;有机物料腐熟剂,常规施肥+有机物料腐熟剂+秸秆还田。结果表明,秸秆还田+常规施肥+腐熟剂对提高玉米产量有显著的影响,增加产量6.9 kg/667 m~2,每667 m~2增产效益14.49元。秸秆直接还田和与腐熟剂配施对提高土壤有机质,积累改善土壤结构,培肥土壤有显著的效果。秸秆还田与腐熟剂配施能够显著提高土壤中酶的活性。     

玉米秸秆对不同有机碳含量的黑土有机碳库的影响

【目的】研究玉米秸秆不同添加量对不同有机碳含量的黑土土壤有机碳库的影响,为提高退化的黑土质量以及利用秸秆修复退化黑土提供重要参考。【方法】通过室外培养法,在2种不同有机碳含量的黑土中添加不同量(w)的玉米秸秆(0.5%、1.5%和2.5%),研究黑土有机碳库中总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)、矿物结合态有机碳(MOC)、重组有机碳(HFOC)和惰性碳(IOC)的含量变化及各组分之间的相关关系。【结果】不同添加量的玉米秸秆均可增加2种有机碳含量黑土的TOC、ROC、MBC、DOC、POC、LFOC、MOC和IOC含量,且对低有机碳含量的黑土提高效果更明显,但却降低了2种黑土的HFOC含量。土壤有机碳库各组分除LFOC和HFOC之外均与TOC具有极显著正相关关系,ROC、MBC、DOC和POC含量之间具有极显著相关性。【结论】添加不同量玉米秸秆对2种有机碳含量的黑土均有一定的影响,高添加量秸秆施入可以有效提升高、低有机碳含量黑土的有机碳库组分,对低有机碳含量的黑土效果更好。在本试验玉米秸秆添加范围内,最佳添加质量分数为2.5%。