西湖底泥中酶活性与养分释放的关系

采用实验室厌氧恒温培育方法，分析了西湖底泥中酶的活性与有机质分解和养分释放的关系。结果表明，蛋白酶的活性与有机氮的分解和氮的释放相关性较好；磷酸酶活性与有机磷的分解有一定的关系，但磷的形态转化可能是制约磷释放的因素之一；纤维素酶的活性与有机碳的分解没有必然的联系，这可能与西湖底泥有机碳的组成中低含量的纤维素有关。     

皇甫川地区枯枝落叶的分解及其对土壤生物环境的影响

在内蒙古荒漠化草原皇甫川地区,采用网袋法比较研究了具有优势分布的禾草、松树叶和杨树叶的枯枝落叶的分解速率,建立了有机碳残留量与时间的动态模型。不同枯枝落叶在其分解中营养元素的转化并不相同,禾草和油松叶的氮、磷均较快释放,而分解快速的杨树叶中出现氮和磷的固定;枯枝落叶的快速分解会引起土壤的氮和磷元素的周期性短缺。枯枝落叶分解对相应土层的生物学活性产生刺激作用,可促进土壤生物环境的改善。     

氮肥对室内和大田条件下作物秸秆分解和养分释放的影响

【目的】明确室内和大田条件下小麦和玉米秸秆分解和养分释放的影响因素,能够为作物秸秆合理还田及其养分管理提供理论依据。【方法】采用尼龙网袋法于室内培养和大田试验相结合研究氮肥用量（0,CK;180 kg N·hm ^-2,N180和360 kg N·hm ^-2,N360）作用下作物秸秆分解特征,其中室内主要研究氮肥用量和土壤类型（砂姜黑土和潮土）对小麦和玉米秸秆分解的影响;2015年6月至2016年6月冬小麦-夏玉米大田研究氮肥用量和秸秆还田深度（地表和20 cm）对小麦和玉米秸秆分解的影响。 【结果】室内研究发现,秸秆类型和土壤类型显著影响秸秆分解常数、有机碳释放量、氮释放量和磷释放量。随氮肥用量增加,小麦秸秆分解常数在两种土壤类型上均呈增加趋势,玉米秸秆呈降低趋势;小麦和玉米秸秆氮释放量呈降低趋势（小麦秸秆在潮土上呈增加趋势）。小麦秸秆在潮土上的分解常数及其碳、氮、磷释放量均显著高于砂姜黑土,而土壤类型对玉米秸秆分解影响较小。室内相同培养条件下（180 d）,小麦秸秆碳释放量均值为370 g·kg ^-1、氮为4 g·kg ^-1、磷为3.6 g·kg ^-1;玉米秸秆碳释放量为560 g·kg ^-1、氮11 g·kg ^-1、磷3.3 g·kg ^-1。大田条件下,秸秆还田深度显著影响小麦和玉米秸秆分解常数及其碳、氮、磷释放量;其中秸秆还田20 cm处理的分解常数及其养分释放量均显著高于地表处理。随氮肥用量增加,地表处理小麦秸秆分解常数和全碳释放量逐渐降低,玉米秸秆呈增加趋势;20 cm处理小麦分解常数及其碳、氮和磷释放量均随氮肥用量呈增加趋势,而玉米秸秆呈降低趋势。地表处理小麦秸秆经过一个玉米生长季能分解40%,释放碳150 g·kg ^-1、氮2 g·kg ^-1、磷3.5 g·kg ^-1左右;翻埋到地下20 cm可以分解80%,释放碳360 g·kg ^-1、氮4 g·kg ^-1、磷3.8 g·kg ^-1。玉米秸秆还田到地表,经过一个小麦生长季只能分解40%,释放碳210 g·kg ^-1、氮5 g·kg ^-1、磷2 g·kg ^-1;而还田于土层20 cm处理可以分解60%,释放碳360 g·kg ^-1、氮6 g·kg ^-1、磷2.5 g·kg ^-1。主成分分析结果表明,室内条件下小麦秸秆分解常数与土壤无机氮、脲酶、秸秆氮含量呈显著正相关,与蔗糖酶和秸秆碳氮比呈显著负相关,而玉米秸秆分解常数与土壤无机氮呈显著负相关。大田条件下小麦秸秆分解常数与土壤脲酶、蔗糖酶、秸秆碳氮比、秸秆碳、氮含量均显著负相关;玉米秸秆分解常数与土壤硝态氮、无机氮含量、脲酶、蔗糖酶以及秸秆碳氮比均呈显著负相关,而与秸秆氮、磷含量呈显著正相关。 【结论】室内培养试验和大田试验均表明,小麦和玉米秸秆分解常数和养分释放特征存在差异,增施氮肥促进小麦秸秆分解但对玉米秸秆分解的影响较小;潮土和砂姜黑土显著影响小麦秸秆分解而对玉米秸秆分解的影响较小,秸秆还田深埋入土能够显著促进小麦和玉米秸秆的分解及其养分释放。生产上作物秸秆应该还田入土,并根据土壤类型和作物类型采取合适的肥料用量促进秸秆分解。     

砂滤管条件下不同有机物料的分解规律

采用砂滤管法研究不同有机物料中有机碳及氮、磷、钾分解规律。结果表明:不同有机物料中有机碳在埋管初期分解较快,后期分解较慢,分解趋势为玉米秸秆大豆秸秆玉米根茬大豆根茬;经过150 d的分解,氮、磷、钾有79.9%~90.2%、93.7%~99.0%、50.6%~78.4%被释放出来。与不调节C/N相比较,各有机物料调节C/N后有机碳分解速率加快,玉米秸秆、玉米根茬、大豆秸秆、大豆根茬平均提高22.8%、19.4%、13.9%、18.7%,尤其埋管后45 d,调节C/N能明显提高秸秆的分解速度。经过150 d的分解,有72.3%~78.1%的氮被释放出来,磷素有90%左右被释放,C/N的调节对钾素影响不大。     

土壤活性有机碳与养分有效性及作物产量的关系

以吉林省德惠市的典型黑土为主要研究对象，分析了2000-2002年不同耕作施肥措施下土壤活性有机碳、速效养分和作物产量的变化规律及其相互关系；探讨了土壤活性有机碳在土壤肥力中的地位及与其他养分间的关系。结果表明：从2000年起土壤活性有机碳、土壤有效养分和作物产量均呈增加的趋势。土壤活性有机碳的不同类型对土壤养分的有效性贡献不同。易氧化有机碳与碱解氮之间呈极显著的正相关(r0.01=0．403^**,n=48)，而微生物量碳与速效磷间也呈正相关(r0.05=0．312，n=16)。易氧化有机碳与土壤速效钾间呈显著的负相关(r0.05=-0．537^**，n=48)。而微生物量碳与土壤速效钾间呈正相关(r0.05=0．428,n=16)。作物产量与土壤易氧化有机碳呈显著的正相关，与土壤碱解氮、速效磷、速效钾的相关性不显著。     

氮磷湿沉降对2种林型红松林土壤活性有机碳及养分的影响

以不施用氮磷为对照,设低施用量氮磷(施用氮5 g·m-2·a-1、磷5 g·m-2·a-1)、中施用量氮磷(施用氮15 g·m-2·a-1、磷10 g·m-2·a-1)、高施用量氮磷(施用氮30 g·m-2·a-1、磷20 g·m-2·a-1)3种处理,在红松人工林和阔叶红松林2种林型的24个试验单元内,进行模拟氮磷湿沉降施肥试验,分析氮磷湿沉降对土壤活性有机碳及养分的影响。结果表明:氮磷湿沉降处理对土壤易氧化有机碳、土壤有机碳影响显著,对土壤全氮、全磷、轻组碳、颗粒有机碳影响不显著。土壤易氧化有机碳与土壤颗粒有机碳、轻组碳之间呈负相关关系,土壤易氧化有机碳、土壤轻组碳与土壤有机碳、全氮、全磷呈正相关关系;土壤颗粒有机碳与全氮、全磷呈显著负相关关系,土壤颗粒有机碳与土壤有机碳呈极显著负相关关系。     

模拟再清淤对南淝河底泥氮磷释放的影响研究

为掌握南淝河清淤效果和进一步改善南淝河水污染现状, 利用柱状采样器采集南淝河清淤后的底泥, 并在室内柱状反应器中对采集的原状底泥进行模拟再清淤后污染物释放的试验研究, 通过定期检测上覆水中氮、磷污染物浓度随时间的变化, 来反映清淤及模拟再清淤后底泥中氮、磷污染物的释放状况。结果表明, 模拟再清淤后的底泥和实际清淤后的底泥对氮、磷污染物均表现为以7 d为周期的释放与吸附的交替变化, 且一个月后污染物释放量与沉降量达到平衡。对南淝河位于合作化路桥至长丰路桥段实际清淤后的底泥进行模拟再清淤试验, 清淤深度在5.9 cm时, 短期内可有效降低底泥中氮、磷污染物的释放。     

湖泊底泥氮营养释放特征研究

通过模拟培养,研究了底泥氮营养的释放及上覆水体中氮营养的浓度变化特征。结果表明,在扰动下,底泥向上覆水体明显地释放氮营养,而消亡的水华更可以激发底泥中有机氮的释放,底泥中有机氮的矿化释放与沉积到底泥表层的水华量密切相关。释放进入上覆水体中氮首先以铵氮存在,并快速向亚硝氮转化,此后才向硝氮转化。水中铵氮浓度高,存在时间长,是比较主要的氮形态。     

土壤活性有机碳·养分有效性与作物产量的关系

以吉林省德惠市的典型黑土为主要研究对象,分析了2001～2003年不同耕作施肥措施下,土壤活性有机碳、速效养分和作物产量的变化规律及其相互关系,探讨了土壤活性有机碳在土壤肥力中的地位及与其他养分间的关系。结果表明:从2001年起土壤活性有机碳、土壤有效养分和作物产量均呈增加的趋势;土壤活性有机碳的不同类型对土壤养分的有效性贡献不同,易氧化有机碳与碱解氮之间呈极显著的正相关(r0.01=0.403**),而微生物量碳与速效磷间也呈正相关(r0.05=0.312);易氧化有机碳与土壤速效钾间呈显著的负相关(r0.05=-0.537**);而微生物量碳与土壤速效钾间呈正相关(r0.05=0.428);作物产量与土壤易氧化有机碳呈显著的正相关,与土壤碱解氮、速效磷、速效钾的相关性不显著。     

不同林龄杉木人工林根际效应及养分特征

以10、25、45年生杉木纯林为研究对象,分析了不同林分根际与非根际土壤养分因子(有机碳、活性有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效磷)及其与酶活性(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶)的关系.结果表明:随着林龄的增加,根际与非根际土壤养分质量分数、酶活性均呈现增加趋势,而pH值呈现下降趋势;土壤有机碳和活性有机碳的根际效应随林龄增加呈现先增加后减少的趋势,二者均与蔗糖酶活性显著相关,根际土壤惰性有机碳比例大于非根际;全氮和速效氮的根际效应25 a最大,与脲酶活性变化规律一致,造成45年生杉木根际对土壤氮的富集效应减弱;全磷和速效磷的根际效应随林龄增加而增加,但全磷的根际效应远大于速效磷,酸性磷酸酶活性与速效磷根际效应显著相关.因此,在杉木人工林经营管理中应考虑外源磷的添加,提高土壤微生物酶活性,缓解杉木人工林生态系统的磷限制.     

3种腐熟剂促进玉米秸秆快速腐解特征

为筛选出适宜东北寒冷区快速腐解秸秆的腐熟剂,通过网袋腐解试验明确施入3种秸秆腐熟剂对玉米秸秆生物量及养分释放的影响。结果显示:经过100 d的腐解,玉米秸秆生物量失重率随着时间的延长逐渐增加,玉米秸秆失重率为57.1%-64.1%,其中以施用3号秸秆腐熟剂的玉米秸秆生物量失重率最高,为64.1%。施入不同秸秆腐熟剂后玉米秸秆氮、磷、钾释放率分别为35.1%-57.2%、44.2%-59.6%、77.4%-89.7%,其中以3号腐熟剂的秸秆磷、钾素释放率最高。各处理有机碳矿化率呈相同的趋势,均随时间的延长逐渐增加,取样末期有机碳矿化率在65.3%-69.1%之间,且各处理间差异不明显。综上,以3号秸秆腐熟剂腐解秸秆的效果最好。     

不同菌渣肥施用量对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

为阐明不同菌渣肥施用量对柑橘果园有机碳矿化的影响,对定位试验柑橘果园单施化肥、单施有机肥、有机无机肥配施、不施肥处理的土样进行室内培养,定期测定土壤CO2释放量。结果表明,整个培养过程,土壤有机碳矿化速率前期迅速下降,培养中期缓慢下降,培养后期趋于稳定状态。相关分析表明有机碳矿化速率与土壤C／N具有显著相关性。与不施肥和单纯施用化肥相比,施人有机肥的土壤具有更高的微生物活性,从而引起土壤平均有机碳矿化速率提高5．2％～104．6％;但随着有机肥施用量的增加,土壤潜在可矿化C量占总有机碳的比例并没有显著增加,说明通过施用有机肥可以增加果园土壤有机碳的积累。     

红松阔叶林内凋落物表层与底层红松枝叶的分解动态

该文研究了原始红松阔叶林当年形成的凋落物层中表层和底层红松枝叶分解速率和C、N、P、K等养分元素的释放方式.结果表明, 凋落物底层的微环境可以加速凋落物的分解和养分元素的释放.枝的失重率和养分元素释放率要显著低于叶. 随着分解试验时间延长, 分解速率(k值)逐渐降低, 在所有分解阶段内表层枝叶的分解速率均小于底层枝叶.红松枝叶失重率与木质素、纤维素、C/N 和木质素/N有关, 同一时间段内影响凋落物表层和底层枝叶失重率的化学成分有所区别. 但在分解后期失重率主要与木质素浓度相关.表层枝叶N和P的净固化率高于底层枝叶而净矿化率则低于底层枝叶.K在红松枝叶的分解过程中一直进行矿化作用, 并且表层枝叶K元素的剩余百分率大于底层枝叶, 枝中K元素剩余百分率大于叶.结果说明在红松阔叶林凋落物分解研究中如果忽视凋落物层微环境效应将会低估红松针叶分解速率和N、P、K的释放率.      

不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征

【目的】在已有团聚体碳氮分布研究的基础上,进一步研究不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征,并分析有机碳矿化的影响因素,为揭示施肥对土壤肥力的影响及土壤有机碳矿化作用机制提供理论依据。【方法】以长期定位施肥红壤性水稻土为研究对象,包括9个处理:不施肥(CK)、有机质循环(C)、氮肥(N)、氮肥+有机质循环(NC)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+有机质循环(NPKC)、氮钾肥(NK)和氮磷钾肥+1/2秸秆回田(NPKS)。运用湿筛法得到2 mm、1—2 mm、0.25—1 mm、0.053—0.25 mm和0.053 mm 5个粒级团聚体,观测团聚体和全土有机碳矿化动态变化,测定团聚体中微生物生物量碳含量和转化酶活性。【结果】全土和1 mm团聚体有机碳矿化速率在培养前期快速下降,之后逐渐降低至稳定状态,而1 mm粒级尤其是0.053—0.25 mm团聚体,有机碳矿化速率在培养前期降低幅度减小并更早达到稳定状态。有机碳累积矿化量在2 mm和1—2 mm团聚体中最高,在0.053—0.25 mm团聚体中最低。与对照相比,施磷肥处理(NP和NPK)各粒级团聚体有机碳累积矿化量平均提高17.0%—62.1%,施有机肥处理(C、NC和NPKC)则平均提高25.0%—80.5%。2 mm和0.25—1 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大,分别为21.0%—42.5%和20.6%—32.7%。0.25 mm大团聚体微生物生物量碳含量和转化酶活性均高于0.25 mm微团聚体。施磷肥处理各粒级团聚体微生物生物量碳含量较对照平均高73.4%—92.0%,施有机肥处理平均高60.8%—99.6%。磷肥和有机肥的施用显著提高0.25 mm大团聚体转化酶活性,其中NC处理大团聚体转化酶活性最高,较对照提高46.0%—135.0%。团聚体有机碳累积矿化量与有机碳、全氮、微生物生物量碳含量及转化酶活性均呈极显著正相关,但与有机碳的相关性最大。【结论】大团聚体在土壤有机碳矿化中发挥主导作用;有机碳含量是影响团聚体有机碳矿化的最主要因素;磷肥和有机肥的施用促进了土壤团聚体有机碳的矿化,是提高红壤性水稻土供肥能力的有效措施。     

茶园多植物覆盖种植对土壤酶活性和有机碳矿化特征的影响

为量化不同覆盖作物种植模式对茶园土壤酶活性及有机碳矿化特征的影响,以湖北省十堰市郧阳区谭家湾茶园为研究对象开展覆盖作物多样性试验,设置四种覆盖作物种植模式：无覆盖作物（A0）、2种覆盖作物（A1）、4种覆盖作物（A2）、8种覆盖作物（A3）,测定茶园0~20 cm和20~40 cm土层的土壤酶活性、有机碳矿化速率以及累积矿化量,并对其进行一级动力学方程拟合,得出有机碳潜在矿化势（C_p）和矿化常数（k）。结果发现,覆盖作物种植小区的土壤酶活性均高于对照小区,0~20 cm土层的酶活性均高于20~40 cm,不同覆盖作物类型对土壤过氧化氢酶和脲酶活性的影响具有显著差异（P<0.05）,但对土壤磷酸酶没有显著影响。与过氧化氢酶相比,土壤脲酶、磷酸酶是更重要的土壤碳循环参与者,其活性与有机碳矿化作用之间呈极显著正相关关系（P<0.01）,在土壤有机碳分解转化过程中具有重要作用。各处理的土壤有机碳矿化速率均呈现先升高后降低最后趋于平稳的趋势,0~20 cm土层的土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均高于20~40 cm土层。0~20 cm土层C_p/k表现为A1 > A2 > A3 > A0,20~40 cm土层C_p/k表现为A1 > A2 > A0 > A3,两土层均以A1的土壤有机碳矿化作用最强。A1的微生物量碳和可溶性有机碳均高于其他处理,为作物生长发育提供了充足的养分,pH值也最高,有利于阻抗土壤酸化。     

钠添加对亚热带森林凋落物分解及其微生物活性的影响

以南京紫金山针叶林优势种马尾松(Pinus massoniana Lamb.)和阔叶林优势种栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)凋落物为材料,通过室外连续6个月不同钠水平处理(0、0.005%、0.050%和0.500%的NaCl水溶液),研究了钠元素对亚热带森林凋落物分解系数、土壤微生物活性和土壤胞外酶活性的影响。结果表明:0.005%NaCl水溶液能够正向调节土壤微生物的呼吸活性,加快土壤中凋落物的分解过程。而0.500%NaCl水溶液处理显著降低了2种林型中土壤微生物活性和凋落物的分解系数,减弱了凋落物分解系数与碳、氮、磷矿化相关的土壤微生物胞外酶活性之间的相关性。0.500%NaCl水溶液长期处理有可能减缓森林土壤有机质养分的释放,增加陆地森林生态系统碳的储存。     

有机酸对温带典型森林土壤有机磷含量与矿化的影响

采用室内120 d 培养方法,研究了不同浓度(10、25、50 和100 mmol/L)的草酸、柠檬酸和乙酸对温带典型森林 类型(白桦天然次生林、红松人工林、落叶松人工林和枫桦红松原始林)土壤有机磷含量和矿化的影响。结果表明: 红松人工林A 层土壤以无机磷为主,白桦天然次生林、落叶松人工林和枫桦红松原始林以有机磷为主,占全磷50% 以上,3 种酸显著改变了落叶松人工林土壤中有机磷所占的比例。培养0 ~30 d 有机磷矿化速率最大,有机酸处理 下有机磷矿化量(AM)和矿化速率(MR)显著提高(P 0.05),有机酸浓度10 mmol/L 时,白桦天然次生林中,柠檬 酸处理下AM 和MR 最大;红松人工林土壤中,草酸处理下AM 和MR 最大;落叶松人工林和枫桦红松原始林中,乙 酸处理下AM 和MR 最大。有机酸浓度高于10 mmol/L,乙酸处理下4 种林型下土壤AM 和MR 最大,尤其是红松人 工林土壤有机磷含量变化和矿化激发效应最强,使其MR 提高60.84%。随酸浓度的增加,有机磷AM 和MR 增加, 然而有机磷含量却减小。培养30 ~120 d AM 和MR 随有机酸浓度增加而减小,随酸种类和酸浓度之间的差异而减 小,累积矿化率(CMR)在整个培养周期内一直增加,酸的浓度不再是限制土壤有机磷含量变化的主要因素,有机酸 的酸化作用、羟基和羧基数量对有机磷矿化影响微弱。      

塿土中有机质的累积和分解

用田间定位试验和砂泸管模拟试验,研究不同有机物料、灌水条件和有机肥用量对土壤有机质累积和分解系数的影响。结果表明:不同有机物料,第一年矿化率毛苕秸秆、玉米秸秆>厩肥,第二年趋于一致,达到相对稳定。当年累积系数,根茬>厩肥>玉米秸秆,受施用量的影响较小。稳定有机质分解系数,旱地>水浇地。土壤有机质消长,不施肥有下降趋势,施化肥能维持土壤原有机质水平。在化肥基础上增施有机肥,土壤有机质提高程度与施有机肥量呈极显著正相关。     

生物质炭对关中水稻土有机碳矿化及CO_2释放的影响

通过模拟淹水土壤环境,向水稻土中施加质量分数为0、2%、5%、8%的生物质炭,分析生物质炭的输入及其不同施炭量对淹水土壤有机碳矿化和CO2释放的影响,以期为全面评价中国农田生态系统碳排放和促进温室气体减排提供科学依据。结果表明:生物质炭的输入提高土壤的稳定性碳库,并显著降低土壤有机碳的矿化速率,施炭量为5%、8%的土壤有机碳矿化量相比对照分别降低10%和6%,不同施炭量对土壤有机碳矿化速率的抑制效果各异;淹水土壤CO2的释放明显受到生物质炭的抑制,随着淹水时间的延长,土壤CO2的释放量呈缓慢增长趋势,然而由于受土壤温度、有机质变化的影响,2%、5%、8%不同施炭量处理之间并无显著性差异(P0.05)。