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。     

有机物料对红壤几种形态碳氮及酸度的影响

 【目的】为合理施用有机物料调节土壤碳、氮以阻控土壤酸化,对有机物料施入红壤后土壤几种形态碳、氮及酸度变化进行了研究,并分析了相关关系。【方法】通过室内恒温培养试验研究了添加3种有机物料（稻草、紫云英和猪粪）后红壤中铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、可溶性有机氮（WSON）、可溶性有机碳（WSOC）、微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）和土壤pH动态变化。【结果】与对照相比,添加有机物料均提高了土壤WSOC、SMBC和pH,且有机物料添加量越大,增幅越大。猪粪处理中土壤NH4+-N、NO3--N和WSON含量显著增加;而稻草和紫云英处理中土壤NO3--N和WSON含量下降,NH4+-N含量没有显著变化。施用稻草和紫云英7～14 d左右,土壤pH达到最大值,随后逐渐下降趋于平衡;而施用猪粪后土壤pH立即升高,随后逐渐下降趋于平衡。84 d培养试验结束时,与对照相比,猪粪、稻草和紫云英处理的土壤pH分别平均增加了0.26、0.23和0.09。几种有机物料处理中,土壤pH与SMBC和WSOC均存在显著的正相关关系。稻草和紫云英处理中,土壤pH与WSON和NO3--N之间存在显著负相关性,而猪粪处理中pH与WSON和NO3--N相关性不显著。【结论】施用有机物料能够显著提高红壤WSOC、SMBC和pH,其中酸度改良效果猪粪>稻草>紫云英;土壤碳、氮动态与土壤pH变化紧密相关,且相关性与有机物料的性质有关。     

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,     

不同有机物料对新垦低丘红壤酸度的动态影响

摘 要:为了解有机物料施用对新垦低丘红壤酸度的影响,选择水稻秸秆、鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣和生物质炭等6种常用的有机物料,统一添加量为25 g·kg^-1,分别在湿润与淹水2种水分条件下(分别模拟旱地与水田2种利用方式),动态观察有机物料施用对土壤pH、NH4+-N、NO3--N和交换性酸的影响。结果表明,不同有机物料对新垦红壤酸度的影响不同。根据湿润培养条件下土壤pH、NH4+-N、NO3--N等的变化特征,可分为3类:(1)生物质炭,对酸化土壤具有明显和持续的降酸效果,培养过程中土壤NH4+-N、NO3--N的含量变化较缓;(2)鸡粪、菜籽饼、紫云英、沼渣,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N引起土壤pH的明显上升,后期因NH4+-N向NO3--N转化释放氢离子导致土壤明显复酸;(3)水稻秸秆,施用初期因有机氮分解产生NH4+-N促进土壤明显降酸,但后期复酸现象不明显。整体来看,淹水培养条件下有机物料的降酸效果大于湿润培养条件。施用有机物料可降低土壤交换性酸含量,增强土壤对酸的缓冲作用。     

施用不同有机物料对土壤团聚体结构中有机碳贮量及作物产量的影响

土壤中有机碳(soil organic carbon, SOC)的贮量与团聚体结构是人们衡量与评价土壤肥力高低的重要标准,因为土壤有机碳可以为作物整个生长周期持续提供肥力;而且土壤有机碳对大气中CO₂含量有重要影响。改善土壤团聚体结构及比例的增加是实现提升土壤固碳能力及提高土壤肥力的重要方法之一。由于近些年吉林省偏重于追求作物产量,对农田的过度开垦、耕作及大量的施用化肥使得土壤物理及化学性状相比之前发生显著变化,探讨施用不同有机物料对土壤团聚体结构及作物产量的影响,对绿色农业,化肥减量增产有着重要指导意义。因此,在长春市宽城区奋进乡开展田间试验,研究不同有机物料与化肥配施处理(单施化肥(NPK)、NPK加牛粪和NPK加秸秆处理),旨在改良土壤团聚体结构,提升土壤肥力,减少化肥施用量,提升作物产量。     

有机物料投入对作物产量及潮土固碳的影响

通过连续2年施入不同用量有机肥、秸秆菌渣和树枝菌渣,探究有机物料投入下环境因子及土壤理化性质对作物产量及土壤碳矿化、积累的影响,为作物稳产高产及土壤培肥的最佳碳投入方案提供理论依据。采用Li-8100田间原位法监测不同生育期土壤呼吸速率,设置7个施肥处理:6 000 kg/hm~2有机肥(M1)、12 000 kg/hm~2有机肥(M2)、6 000 kg/hm~2树枝菌渣(B1)、12 000 kg/hm~2树枝菌渣(B2)、6 000 kg/hm~2秸秆菌渣(S1)、12 000 kg/hm~2秸秆菌渣(S2)和不施有机物的对照(CK)。结果显示,3种有机物料投入均提高了土壤总有机碳及活性碳氮含量,增加了玉米和小麦的产量,玉米产量增幅17.5%～45.9%,小麦产量增幅30.8%～68.6%,其中B2处理增产效果最佳。外源碳投入显著增加土壤总有机碳含量,与此同时也引发土壤碳的矿化,增强土壤呼吸,表现为:总有机碳含量树枝菌渣处理秸秆菌渣处理≥有机肥处理,呼吸总量秸秆菌渣处理有机肥处理树枝菌渣处理。相关性分析结果表明,土壤碳固存量与碳投入量和作物产量呈极显著正相关关系,与易氧化有机碳、全氮和碱解氮含量呈显著正相关关系,而与pH的相关性不显著。总之,有机物料投入可提高土壤养分含量,促进作物增产,其中12 000 kg/hm~2树枝菌渣施肥处理的培肥和增产效果最佳。     

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。     

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。     

施用有机物料对人参根际土壤微生物量碳的影响

本文研究了施用有机物料后的栽参土壤人参根际微生物量碳的变化。结果表明：施用玉米胚芽粕后土壤微生物量碳的变化呈现先增加后减小的趋势,在栽参的第90d时土壤微生物量碳出现最高峰值。施用酵素茵肥后土壤微生物量碳随时间变化呈双峰态势,在栽参的第30d出现第1个峰值,在第90ddg现第2个峰值,并且随着酵素菌肥量的增加,土壤微生物量碳的变幅增大。     

不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响

为研究施用不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响,2016—2017年在内蒙古河套灌区盐碱土壤进行田间定位试验,设置4个实验处理:习惯处理(CK)、CK+有机土壤改良剂(M)、CK+复合土壤改良剂(G)、CK+有机土壤改良剂+复合土壤改良剂(M+G)。收集2017年收获季耕层0～20 cm土壤,测定各小区土壤中的水溶性离子含量、全盐量(TS)、钠吸附比(SAR)、pH、土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤碳库管理指数(CPMI),并分析各指标间的关系。结果表明:与CK相比,施用土壤改良剂各处理土壤Ca2+含量提高了13.07%～33.33%,土壤Na+、Cl-和SO24-含量分别降低了29.83%～46.19%、12.06%～33.19%和19.90%～34.59%,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别降低了12.67%～26.91%、33.02%～47.06%和2.21%～4.56%。其中M+G处理改良效果最好,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别显著降低了26.91%、47.06%和4.56%(P0.05);施用土壤改良剂各处理SOC、LOC和MBC含量分别较CK提高了18.90%～43.87%、54.55%～82.33%和64.04%～86.85%。其中M+G处理提升效果最明显,且均达到显著水平(P0.05)。同时,施用改良剂各处理CPMI提升了95.44%～135.83%,其中M+G处理提升效果最明显,且达到显著水平(P0.05);相关性分析表明,试验土壤LOC、MBC和CPMI均与TS和SAR呈极显著负相关关系(P0.01),说明土壤LOC、MBC以及CPMI对盐碱土壤化学性质的变化较敏感。研究表明,施用有机土壤改良剂和复合土壤改良剂均降低了土壤含盐量、钠吸附比和pH,提升了土壤有机碳及其组分含量和土壤碳库管理指数,其中有机土壤改良剂和复合土壤改良剂配施对盐碱土壤质量的提升效果最明显。     

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%。     

生物炭对棕壤团聚体空间分布及有机碳的影响

为研究一次性施入玉米秸秆生物炭对棕壤团聚体的空间分布和有机碳含量的影响,于2013年在辽宁沈阳棕壤区建立长期定位试验,试验共设置4个处理,分别为C0 （不施炭）,C1 （一次性施入玉米秸秆生物炭15.75 t·hm^-2）,C2 （一次性施入玉米秸秆生物炭31.50 t·hm^-2）,C3（一次性施入玉米秸秆生物炭47.25 t·hm^-2）,分析土壤团聚体的空间分布及有机碳含量变化情况。结果表明：与C0相比,生物炭显著提高了耕层（0~20 cm）土壤有机碳含量,随着生物炭施用量的增加,C1、C2和C3处理耕层有机碳含量分别提高了6.81%、11.06%和41.62%。耕层土壤团聚体稳定性随着生物炭施用量的增加,呈现出先增加后降低的趋势,但C3处理仍然显著高于C0处理。20~40 cm土层的土壤有机碳含量随生物炭施用的增加而显著提高,与C0相比较,C1、C2和C3处理分别提高了92.36%、111.63%和123.25%,该土层微团聚体含量随着生物炭施用量的增加而显著降低,C3处理的粉黏粒含量也显著降低,大团聚体含量随着生物炭施用量的增加而显著提高。C3处理平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）均显著高于其他处理。40~60 cm土层中仅C3处理显著提高了土壤有机碳含量,与C0相比较,其提高幅度为4.67%,C3处理也相应地提高了大团聚体含量和GMD。研究表明,一次性施用生物炭不仅提高了耕层土壤有机碳含量、大团聚体含量和团聚体稳定性,也会相应地提高耕层以下土层有机碳含量和团聚体稳定性。对土壤耕层而言,生物炭作为土壤改良剂有其最适宜施用量,在本研究中,最适宜的施用量为31.50 t·hm^-2（C2处理）。生物炭对耕层以下土壤有机碳含量和团聚体稳定性的提高受生物炭施用量的影响,生物炭施用量越高,其对耕层以下土层的影响越大。     

有机物料添加后滨海盐渍土壤溶解性有机碳变化 及其紫外-可见光谱特征

利用紫外-可见光谱技术研究不同盐分水平(低盐、高盐)土壤中添加不同有机物料后土壤DOC的紫外-可见光(UV-Vis)光谱特征变化,探究盐渍土壤碳库的稳定性.结果显示,添加有机物料能显著增加DOC含量,与生物炭和有机肥相比,秸秆处理后的土壤DOC含量更高.在200～800 nm波长范围内,两种盐分土壤DOC溶液的吸光值随着波长增加均呈降低趋势,在230～280 nm内出现吸收平台.低盐土壤,DOC含量和紫外-可见光谱特征区域面积积分比值均对应地高于高盐土壤的值,而A250/A365及A240/A420比值则低于高盐.相关性分析表明,土壤DOC含量与254 nm处吸光值呈显著线性相关(R2＞0.9,P＜0.05),用于表征DOC特征的紫外光谱特征参数之间的相关性在高盐、低盐土壤上并不完全一致.由此说明,有机物料处理后,低盐土壤的DOC腐殖化程度、芳香性、相对分子量和团聚化程度都对应的比高盐土壤的更高.在高盐土壤上,添加不同物料的土壤DOC各项紫外特征参数之间无显著差异;在低盐土壤上,秸秆处理后土壤DOC的芳香性及疏水性与其他处理有显著差异.DOC结构复杂且受环境影响较大,需要结合多种参数判断其结构特征.     

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。     

玉米秸秆添加畜禽粪便田间条带堆腐对黑土活性有机碳的影响

为明确秸秆田间条带堆腐在农业生产中推广应用的可能性,以吉林省范家屯农业科技示范园黑土为研究对象,探讨秸秆添加不同畜禽粪便田间条带堆腐还田对土壤活性有机碳的影响。以玉米秸秆为供试材料,进行田间堆腐试验,设置本地秸秆覆盖还田(即对照,CK)、秸秆条带堆腐无畜禽粪便(ST)、秸秆条带堆腐+腐熟猪粪(STP)、秸秆条带堆腐+腐熟鸡粪(STC)4个处理。通过测定土壤有机碳(SOC)、土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤溶解性有机碳(DOC)、土壤易氧化有机碳(EOC),综合分析土壤活性有机碳的含量和碳库管理指数(CPMI)。结果表明:秸秆条带堆腐还田各处理土壤SOC、MBC、EOC、DOC含量均高于CK处理,其中秸秆条带还田添加畜禽粪便处理更为显著,各活性碳组分含量较CK处理呈升高趋势。相关性分析表明田间条带堆腐土壤SOC、DOC、EOC、CPMI间呈现显著或极显著正相关,与氧化稳定系数(Kos)显著或极显著负相关。玉米秸秆条带堆腐还田有效增加土壤SOC、MBC、DOC、EOC含量,秸秆添加不同畜禽粪便处理中鸡粪更显著增加土壤有机碳和土壤活性有机碳含量,增加CPMI,降低Kos,对改善黑土碳库质量有着积极的作用。     

3种有机物料对土壤镉有效性及水稻镉吸收转运的影响

种植绿肥、秸秆还田和施用有机肥是稻田土壤有机质提升的主要途径,明确其对土壤镉（Cd）有效性及水稻吸收积累Cd的影响,对于我国南方Cd污染稻田的安全利用具有重要指导意义。采用田间小区试验,设置等量（2 250 kg·hm^-2,干质量）紫云英、油菜秆和有机肥施用处理,通过测定二乙烯三胺五乙酸提取态Cd （DTPA-Cd）、根表铁膜Cd含量和水稻各部位Cd含量,结合土壤理化指标和酶活性变化,对比分析3种有机物料对Cd在土壤-水稻系统迁移转运的影响并探讨其机理。结果表明： 3种有机物料提高了土壤溶解性有机碳（DOC）、有机质含量和水稻产量,增强了土壤过氧化氢酶和纤维素酶活性,在一定程度上增加了根表铁膜量及其Cd吸附量。与CK相比,紫云英、油菜秆和有机肥处理水稻根对Cd的吸收分别增加4.22%、16.99%和38.27%（P<0.05）,Cd由水稻根向稻谷的转运系数和叶向稻谷的转运系数均明显提高,水稻稻谷Cd含量分别显著增加32.67%、39.60%和54.46%（P<0.05）。在Cd污染土壤上施用有机物料虽能提升土壤肥力,但会促进水稻根系对Cd的吸收和向稻谷的转运。因此在南方Cd污染稻田应谨慎施用有机物料,防止由此导致的稻米Cd积累风险。     

红壤旱地以玉米为主体的不同种植模式对土壤碳库管理指数的影响

为揭示红壤旱地种植模式对土壤有机碳库组分及碳库管理指数的影响差异,以有效反映种植模式与土壤质量的关系,以紫云英-玉米为对照（CK）,设置马铃薯-玉米||大豆、“三花”混播（紫云英×油菜×肥田萝卜）-玉米||花生（TMP）、蚕豆-玉米||甘薯（BMS）、油菜-玉米||大豆（RMS）5种以玉米为主体的种植模式,分析了第1、2季收获后土壤有机碳及碳库管理指数的变化。结果显示：第2季间作玉米收获后,与CM处理（CK）相比,PMS、TMP、BMS、RMS的活性有机碳分别提高53.67%、67.89%、11.01%、57.80%;PMS、TMP、RMS处理的碳库活度、碳库活度指数与对照相比分别显著提高了52.63%~89.47%和53.49%~93.80%（P<0.05）,土壤碳库管理指数显著高于对照59.24%、60.71%、80.91%（P<0.05）。土壤碳库管理指数与活性有机碳含量呈极显著正相关（P<0.01）。玉米间作产量均高于单作,且不同种植模式经济产量都高于对照。综合分析认为,红壤旱地以玉米为主体的不同种植模式有利于提高活性有机碳含量及碳素有效率、土壤碳库管理指数,也有利于提高玉米产量;马铃薯-玉米||大豆处理经济产量最高,三花-玉米||花生处理最有利于提高碳库管理指数,油菜-玉米||大豆处理次之。     

模拟酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响研究

酸雨污染已成为威胁土壤和植物健康的全球性环境问题。为探究酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响,选取南京紫金山区域酸碱性不同的森林土壤,通过室内培养试验,以仅添加纯水(CK)和纯水+凋落叶(T0)为对照,模拟凋落叶添加后,pH分别为1.65(T1)、3.67(T2)、5.55(T3)的酸雨对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,碱性土壤条件下,各处理CO₂累积排放量为1.67～3.35 g·kg^-1,表现为T3>T2>T1>T0>CK;而在酸性土壤中,CO₂累积排放量为0.99～3.90 g·kg^-1,表现为T3>T0>T2>CK>T1。与CK相比,添加凋落叶(T0)后,酸性、碱性土壤CO₂累积排放量分别增加了41.20%和71.72%。轻度酸雨(T3)能促进CO₂排放,加快凋落叶的分解;重度酸雨(T1)会显著抑制酸性土壤有机碳和凋落叶的矿化(P<0.05),但加速了碱性土壤有机碳和凋落叶的矿化;而中度酸雨...