秸秆带状覆盖对土壤团聚体及团聚体有机碳含量的影响

利用田间定位试验研究旱区秸秆带状覆盖下土壤团聚体含量及团聚体有机碳分布。设4种覆盖措施：白膜双垄沟覆盖(TW)、黑膜双垄沟覆盖(TB)、秸秆带状覆盖(TM),以平作无覆盖为对照(TN),采用干筛法和湿筛法共同测定团聚体分布特征及团聚体总有机碳、团聚体易氧化态有机碳含量。结果表明,≥0.25 mm的机械稳定性团聚体含量在69.29%以上,水稳性团聚体含量则集中在<0.25 mm粒径;0～5、5～10、10～20 cm土层,TM处理较TN处理显著提高2～<5 mm和1～<2 mm粒径机械稳定性团聚体含量,2～<5 mm粒径分别提高54.38%、21.18%和60.91%,1～<2 mm粒径分别提高45.09%、27.04%和73.13%。TM处理促进了5～20 cm土层水稳性团聚体向≥0.25 mm粒径转化,TW处理促进了5～30 cm土层水稳定性团聚体向≥0.25 mm粒径转化。TM处理较TN处理提高了0～30 cm土层≥5 mm和0.25～<0.5 mm粒径团聚体有机碳含量和0～5 cm土层各粒径团聚体易氧化态有机碳含量;TW处理较TN处理降低了0～...     

土壤团聚体有机碳稳定性同位素组成

由于不同植物 (植被 )有机体具有不同的碳稳定性同位素特征 ,因而土壤和沉积物有机碳的碳稳定性同位素表现出植被的标示作用 (ｐｌａｎｔｓｉｇｎａｔｕｒｅ) [1 ] 。近 1 0多年来 ,运用碳稳定性同位素研究土壤有机碳的分布及其变化以及评价植物 (作物 )对土壤有机碳变化的研究日益活跃[2 ,3] 。本文简要报道了采自不同土壤的团聚体有机碳的稳定性同位素分析结果 ,借以讨论土壤团聚体粒组中碳稳定性同位素分异和评价选择我国区域发展计划中低产土壤改良与植被恢复下土壤团聚体有机碳的变异。1　样品与分析方法1 1　土壤样品　　白浆土 (漂…     

复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响

为研究不同复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响,以平朔矿区安太堡露天煤矿3 a荞麦复垦、3 a苜蓿复垦为研究对象,以3 a自然恢复地为对照,分别采集3种模式下表层0～20 cm土样,测定机械稳定性团聚体、水稳性团聚体含量及其有机碳、氮含量,并进行相关指标分析。结果表明,随着团聚体粒径的减小,荞麦复垦与自然恢复地下的土壤机械稳定性团聚体含量均呈现出先增加后减少的趋势,且主要集中在1～2、0.25～1.00、≤0.25 mm粒径内,其中,2 mm粒径中机械稳定性团聚体含量表现为苜蓿复垦显著高于荞麦复垦和自然恢复地,0.25～1.00 mm粒径中苜蓿复垦显著低于荞麦复垦和自然恢复地,≤0.25 mm粒径中各复垦模式间无显著性差异;土壤水稳性团聚体主要集中于≤0.25 mm微团聚体内,而苜蓿复垦显著提高了0.25 mm粒径的水稳性团聚体含量,其中,苜蓿复垦下2 mm粒径的水稳性团聚体含量达23.77%,比荞麦复垦与自然恢复地分别高出13.37%和14.12%;土壤团聚体稳定性从大到小表现为苜蓿复垦荞麦复垦自然恢复地。团聚体有机碳、氮含量主要集中于0.25 mm粒径内,其中,苜蓿复垦下0.25～1.00 mm粒径的团聚体有机碳、氮含量分别达到最大值7.66、1.35 g/kg,各处理团聚体碳氮储量均以0.25 mm大团聚体为主;植物复垦提高了0.25 mm土壤团聚体C/N值,降低了≤0.25 mm粒径团聚体C/N值。植物复垦能够提高0.25 mm粒径机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量,增强团聚体的稳定性,并且可提高土壤团聚体有机碳、氮含量;苜蓿效果优于荞麦,其可作为矿区复垦优选植被。     

不同土壤团聚体及其有机碳库的分布特征

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对山西农业大学校园内的农田、灌木丛、针叶林、阁叶林和草地土壤团聚体及其有机碳库的分布特点进行了研究.结果表明：（1）不同土地利用方式下土壤团聚体的分布均以＞10 mm团聚体为主,总体随着团聚体粒径的减小呈先减小,后增加,再减小,然后增加,最后减小的变化.（2）0～20 cm土层中,不同土地利用方式的分形维数表现为：阔叶林＞针叶林＞农田＞灌木丛＞草地,草地的分形维数与灌木丛、阔叶林、农田、针叶林间差异极显著,在20～40 cm土层中,分形维数表现为：灌木丛＞草地＞阔叶林＞农田＞针叶林,针叶林的分形维数与灌木丛、草地、阔叶林、农田间差异极显著.（3）土壤团聚体有机碳含量随着粒径的减小呈先增加后降低的趋势.（4）不同土地利用方式下,随着土层深度的增加有机碳贮量降低,在0～20 cm、20～40 cm土层,有机碳贮量随着土壤粒径大小的变化趋势与不同粒级土壤团聚体质量百分比的变化趋势相同,主要以＞ 10 mm粒级团聚体最高,且与其余粒级间均呈极显著关系,＞10mm粒级的有机碳贮量表现为农田＞阔叶林＞灌木丛＞针叶林＞草地.     

土壤团聚体有机碳研究现状

团聚体是土壤结构的基本单位,土壤的固碳功能主要是以团聚体为载体,有机碳不同形式的转化贯穿于团聚体形成、稳定及周转过程的始终。了解土壤团聚体的生态过程及机理对土壤固碳具有重大的理论和实践意义。目前多采用干筛法和湿晒法对团聚体进行大小分组,采用密度法将其分为游离轻组有机碳、团聚体内轻组有机碳、团聚体内颗粒有机碳。筛分后的各粒径团聚体的质量分数,有机碳含量随土地利用类型、耕作方式而异。     

水肥调控对土壤团聚体及有机碳的影响

采用三因素三水平正交试验,在大棚番茄田研究了不同水肥调控对土壤团聚体及有机碳的影响。结果表明,2-0.25mm的团聚体所占比例最大,达43％以上,大于2mm和小于0.25mm的团聚体含量所占比例较小;正常供水＋N1P1.5K0.8＋OM63和水胁迫＋N0.6P1.5K0.8＋OM94能显著提高土壤有机碳的含量,且有机碳主要分配在2-0.25mm的团聚体上;就产量来说,正常供水＋N1P1.5K0.8＋OM63是所有处理中产量最高的,而水胁迫＋N0.6P1.5K0.8＋OM94处理,产量很低。因此,从提高经济效益和土壤质量来讲,正常供水＋N1P1.5K0.8＋OM63是最好的方案。     

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...     

免耕和秸秆覆盖对小麦、油菜水分利用效率的影响

通过田间定位试验和土壤水分的测定,探讨了免耕和秸秆覆盖还田对小麦、油菜土壤水分利用效率的影响.研究表明,稻草覆盖还田对土壤有明显的抑蒸保墒作用,其效果主要发生在土壤表层(0～10 cm),稻草覆盖对小麦的保墒效果大于油菜的保墒效果.小春阶段与对照相比,免耕和秸秆覆盖还田土壤储水量增加13 560～33 360 m3·hm-2,麦油的水分生产效率提高了5.9 %～26.9 %.     

保护性耕作下土壤团聚体组成及其有机碳分布特征

依据吉林省德惠市田间定位试验(始于2001年),对玉米-大豆轮作和玉米连作模式下秋翻(MP)、垄作(RT)和免耕( NT)3种耕作方式的机械稳定性团聚体和水稳性团聚体粒级分布、水稳性团聚体有机碳含量及团聚体稳定性进行了研究.结果表明,3种耕作方式下,＞0.25 mm机械稳定性团聚体含量均在70％以上,最高可达93.29％,各粒级含量在两个土层中表现规律性不强.水稳性团聚体含量均在20％以上,最高可达35.5％,且表层高于底层.与干筛法测定的团聚体相比,＞0.25 mm团聚体含量明显减少,最大减少幅度为58.76％.两个土层中玉米-大豆轮作和玉米连作下的机械稳定性团聚体与水稳性团聚体对耕作处理的响应表现出一定的相似性,即RT＞NT＞MP.水稳性团聚体有机碳含量随粒径的减小而增大,3种耕作方式下有机碳含量表现为NT＞RT＞MP,表层高于底层,且玉米-大豆轮作高于玉米连作.比较3种耕作方式,垄作更有利于团聚体的形成和稳定,且玉米-大豆轮作好于玉米连作.     

不同植茶年限土壤团聚体有机碳的分布特征

【目的】探索和了解茶园土壤有机碳的稳定性及碳固持能力。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,开展植茶年限为15 a、22 a、30 a和50 a土壤团聚体有机碳分布特征研究。【结果】随着土壤团聚体粒径的减小,团聚体总有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳和可矿化碳含量增加,最大值主要集中于＜0.25 mm、0.5—0.25 mm团聚体中,而团聚体微生物量碳含量则随粒径减小而先增加再减小,最大值分布于5—2 mm团聚体中,团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例随团聚体粒径减小而减小;随植茶年限的延长,团聚体中总有机碳含量增加,活性有机碳和颗粒有机碳先降低再增加,植茶22 a时含量最低,而水溶性有机碳、可矿化碳和微生物量碳则呈现先增加再降低的趋势,植茶30 a时含量最高,且团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例均随着植茶年限的延长呈现下降的趋势;土壤团聚体总有机碳以及各个碳组分含量均为0—20 cm土层大于20—40 cm土层,而土壤团聚体各组分有机碳占总有机碳的比例均为20—40 cm土层大于0—20 cm土层。【结论】较小粒径团聚体有机碳稳定性较强,土壤有机碳固持能力存在临界植茶年限;0—20 cm土层碳汇效应较20—40 cm土层强。     

免耕条件下施用有机肥对冬小麦土壤酶及活性有机碳的影响

【目的】探讨免耕条件下施用有机肥对冬小麦土壤酶活性及活性有机碳含量的影响,明确免耕条件下的科学施肥方法,为提升土壤生物学活性和改善土壤质量提供理论依据。【方法】基于山西运城长期定位试验,选取免耕(NT)和免耕增施有机肥(NTM)两个处理,在冬小麦不同生育时期测定与碳转化相关土壤酶的活性(β葡萄糖苷酶、β木聚糖酶、纤维二糖苷酶、α葡萄糖苷酶)、土壤温度、土壤含水量和土壤呼吸速率以及成熟期土壤总有机碳(TOC)和活性有机碳组分(可溶性有机碳,DOC;易氧化有机碳,EOC;微生物量碳,MBC)等关键指标。【结果】(1)在冬小麦生育期,两个处理不同土壤酶活性具有明显的季节性变化特征。其中β木聚糖酶与α葡萄糖苷酶的活性在拔节期和灌浆期表现出升高趋势;但β-葡萄糖苷酶与纤维二糖苷酶的活性随季节变化波动较小。不同生育时期β木聚糖酶和α葡萄糖苷酶的活性的变化趋势与土壤呼吸速率变化趋势基本一致。此外,主成分分析结果表明,不同生育时期土壤酶活性主要受土壤含水量和土壤呼吸速率的影响。(2)与NT相比,NTM显著提高不同生育时期土壤β木聚糖酶的活性(越冬期:17.6%;抽穗期:8.5%;灌浆期:14.1%和成...     

种植模式对土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响

【目的】玉米大豆间作是我国多地区常见的耕作制度,研究间作后土壤团聚体的变化,旨在为以玉米大豆为主的间作体系改善土壤结构提供科学依据。【方法】通过设置裸地、大豆单作和玉米大豆间作3个处理,分析不同种植模式对土壤水稳性团聚体含量、水稳性团聚体稳定性及团聚体有机碳含量的影响。【结果】在0～20 cm土层,间作和单作的R_(0.25)(0.25 mm水稳性团聚体含量)、MWD(平均重量直径)和GMD(几何平均直径)均显著高于裸地,其大小关系表现为单作间作裸地,间作的D(分形维数)相比裸地显著降低2.33%;在20～40 cm土层,间作比单作的R_(0.25)增加10.05%,MWD增加22.45%,GMD增加16.13%,D降低0.40%。不同种植模式团聚体有机碳含量存在显著差异,在0～20 cm土层,间作2 mm和2～1 mm粒级的团聚体有机碳含量相比单作显著提高15.15%和14.82%;在20～40 cm土层,间作2 mm粒级团聚体有机碳含量比单作显著提高31%。【结论】间作改变了土壤团聚体的特征,提高了团聚体有机碳含量。     

Effects of Subsoiling on Soil Moisture Under No-Tillage for Two Years

In order to improve the water use efficiency under conservation tillage, the effects of subsoiling on soil moisture under notillage were studied. An experiment of 40 cm subsoiling in a field kept under no-tillage for 2 years was operated from 2005 to 2006. Based on the data of the soil moisture and crop yield, the physical basis of subsoiling for water conservation and yield increase was analyzed. The results showed that the soil water storage under subsoiling, from the soil surface to a depth of 100 cm was more than that under no-tillage for the growth season. In the 0-100 cm soil depth, the soil moisture in 50-100 cm depth under subsoiling was more compared with no-tillage, which increased when it＇s drought and decreased when it＇s rainy with the increase in soil depth. Compared with no-tillage, subsoiling could reduce the water consumption of oats in the 0-50 cm depth and increase the water consumption in the 50-100 cm depth. Also, subsoiling increased the yield by 18.29% and the water use efficiency by 16.8% in a two-year average. The effects of subsoiling on water conservation and yield increase were affected by precipitation, and a well-proportioned rainfall was better to increase yield and water use efficiency. Meanwhile, subsoiling decreased bulk density, which increased with the available precipitation. Subsoiling under no-tillage is the effective rotation tillage to contain more soil moisture and improve water use efficiency in ecotone of North China.     

不同降水年型黄土旱塬冬小麦免耕与深松轮耕蓄墒增收效应

目的 为旱区不同降水年型冬小麦蓄墒增产耕作方式的选择提供科学依据。方法 于2007—2018年在陕西黄土旱塬实施免耕与深松轮耕长期定位试验,设置免耕/免耕/深松（NNS）、免耕/深松（NS）和连续免耕（N）3种耕作处理,分析不同降水年型轮耕模式下冬小麦休闲期和生育期蓄墒效果及ET、WUE、产量和经济效益。结果 降水年型对冬小麦休闲期及生育期土壤蓄墒、ET、WUE、产量和经济效益影响显著。丰水年型较干旱和平水年型分别提高冬小麦休闲期（23.9%和31.9%）和生育期（6.5%和16.6%）0—200 cm土层土壤蓄墒量,并在冬小麦水分急剧消耗的拔节期至灌浆期,分别增加耗水量1倍和3倍以上,且较干旱和平水年型WUE分别提高21.1%和16.3%,增产70.0%和25.8%,增效2倍和1/2倍以上。干旱、丰水和平水年型分别以免耕/深松（NS）（106.1 mm）、连续免耕（N）（192.0 mm）和连续免耕（N）（91.5 mm）处理休闲期0—200 cm土壤蓄墒量最高;生育期0—100 cm土壤蓄墒效果受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但120—200 cm深层土壤蓄水量基本呈“先增后减”的稳定变化趋势,并以免耕和深松轮耕措施蓄墒效果较好;免耕/免耕/深松（NNS）处理在干旱和丰水年型WUE及增产增效优势显著,在平水年型,连续免耕（N）处理产量和经济效益最高,分别为4 297 kg·hm ^-2和4 773元/hm ²。受深松作业及其频次影响,免耕/免耕/深松（NNS）和免耕/深松（NS）轮耕处理分别增加生产成本172和227元/hm ²,但生产投入的高低并非是影响经济效益的关键因素。较免耕/深松（NS）处理,免耕/免耕/深松（NNS）能以较少的深松频次节省生产成本,以较高的籽粒产量实现经济效益的最大化,具有减耗节水、提高冬小麦WUE和节本增效的优势,并在多数试验年份下保持节水减耗、经济高效的生产正效应,更具生产普适性。结论 从可持续农业生产及绿色低耗高效的发展目标综合分析,推荐免耕/免耕/深松（NNS）轮耕措施为黄土旱区冬小麦蓄墒增产增收的最适耕作方式。     

生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成和有机碳分布的影响

【目的】研究生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成、稳定性以及不同粒级团聚体有机碳分布的影响,为砂姜黑土黏板障碍因子改良和合理培肥制度建立提供科学依据。【方法】在光照培养室内用砂姜黑土进行的培养试验,试验设置4个处理：对照（不施有机物料,CK）、单施生物炭（5%生物炭,B）、单施秸秆（1.5%玉米秸秆,S）和生物炭与秸秆配施（5%生物炭+1.5%的玉米秸秆,BS）。培养6个月后采集土壤样品,利用湿筛法得到不同粒级的土壤水稳性团聚体,测定各粒级土壤团聚体有机碳含量。【结果】不同有机物料处理对＞2 mm团聚体含量影响较大,其中施用秸秆显著提高了该粒级团聚体含量。单施生物炭有利于0.053-0.25 mm粒级团聚体含量的增加;施用秸秆有利于0.5-2 mm团聚体含量的增加,较对照显著增加14%-68%。单施生物炭对平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和大于0.25 mm团聚体含量（R_0.25）无显著影响,单施秸秆和生物炭与秸秆配施则显著提高了MWD、GMD和R_0.25。同时,各有机物料施用都显著降低了团聚体分形维数（D）。与对照相比,各有机物料处理土壤有机碳含量都显著提高,其中生物炭与秸秆配施处理含量最高,较对照提高了160%。各有机物料处理不同粒级团聚体中有机碳含量也显著提高,与对照相比,各粒级有机碳含量提高了54%-353%。随土壤粒径的增大,添加生物炭处理不同粒级团聚体有机碳含量分布呈现“V”型趋势,单施秸秆处理呈逐渐增加趋势。大团聚体有机碳的贡献率为S处理＞BS处理＞CK处理＞B处理,微团聚体则表现出相反的规律。0.5-1 mm粒级团聚体对土壤有机碳的贡献率最大,为6%-33%。【结论】单施生物炭对土壤水稳性大团聚体含量和团聚体稳定性的影响不显著,而生物炭与秸秆配施不仅能提高土壤大团聚体含量,增加土壤团聚体的稳定性,而且提高土壤及不同粒级团聚体的有机碳含量,改善了土壤性状。相比之下,生物炭与秸秆配施是改善砂姜黑土结构和提升碳水平的最佳培肥措施。     

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...     

免耕条件下不同秸秆覆盖量的土壤有机碳红外光谱特征

【目的】研究不同秸秆覆盖量免耕条件下不同剖面深度土壤的红外光谱特征,探讨免耕对土壤有机碳组成的影响及秸秆来源土壤有机碳在不同土层的分布特征。【方法】以吉林省梨树县黑土秸秆覆盖免耕长期定位试验区不同层次土壤为研究对象,对比分析无秸秆覆盖（CK）、33%秸秆覆盖、67%秸秆覆盖、100%秸秆覆盖4种处理土壤红外光谱特征。【结果】连续5年秸秆覆盖免耕种植后的土壤,红外光谱吸光值随着剖面层次的加深而降低;差减土壤矿物光谱后的谱图表明：0—5 cm土层土壤红外基团吸收明显增加,芳香碳、脂肪碳、烷基碳较之下层土壤具有明显的吸收峰。【结论】秸秆覆盖有利于有机碳在表层的累积,显著增加秸秆来源的芳香碳、脂肪碳及烷基碳含量。     

厢沟免耕秸秆还田对作物及土壤的影响

以常规翻耕为对照,通过2 a的双季稻田厢沟免耕秸秆还田试验发现,厢沟免耕水稻的前期生长较快,分蘖期缩短,而灌浆结实期较长,全生育期免耕比翻耕多1~2 d;油菜两年产量增加,水稻第1年产量变化不大,第2年产量增加。厢沟免耕土壤容重先增后减,有机质先减后增,土壤自调期不足1 a;在土壤各土层分布上,与传统免耕不同,厢沟免耕各土层差异不明显,0~5 cm土层土壤养分富集不明显,15~25 cm土层土壤容重显著降低,有机质比对照增加55.23%。秸秆还田能降低翻耕土壤容重,增加土壤有机质,而对免耕土壤影响不明显。     

长期施肥对黑土水稳性团聚体稳定性及有机碳分布的影响

【目的】基于黑土长期定位试验平台,研究不同施肥方式下土壤水稳性团聚体和有机碳分布特征,以期揭示化肥和有机肥长期施用对土壤肥力的影响,为实现黑土合理培肥提供理论指导。【方法】依托37年黑土长期定位试验,采集CK(不施肥)、NPK(化肥)、M₂(常量有机肥)、M₂NPK(常量有机肥配施化肥)、M₄(高量有机肥)、M₄NPK(高量有机肥配施化肥)处理0—20 cm土层的土壤样品,利用湿筛法分析水稳性团聚体稳定性及有机碳在不同粒级团聚体中的分配特征。【结果】长期有机无机配施以及施高量有机肥显著降低大团聚体比例,提高微团聚体比例。长期施用化肥及常量有机肥并未明显改变团聚体的分布。M₂NPK、M₄NPK、M₄处理的大团聚体比例较CK处理分别降低32.7%、45.8%和55.4%,而微团聚体的比例较CK处理分别提高73.2%、102.5%和123.9%。长期有机无机配施及高量有机肥的施用显著降低表层土壤水稳性团聚体的稳定性。长期施肥显著增加土壤有机...