渭北苹果园土壤有机碳库变异特征

土壤碳库是陆地生态系统中最大且最活跃的碳库之一,是全球碳循环的核心内容.土壤有机碳的固定和矿化不仅对全球大气CO2浓度起着重要的调节作用[1],而且影响着土壤肥力及作物产量[2-3],指示着植被演替的结果和演化的趋势,倍受学术界广泛关注.     

长期施用化肥和有机肥对土壤有机碳和容重的影响

在长期定位试验的基础上,探讨了施用化肥和作物秸秆对土体土壤容重和有机碳空间变异的影响.研究结果表明,化肥的施用不仅影响耕层肥力性状,而且会使耕层以下的土壤容重降低和有机碳增加,从而立体地促进土壤肥力的提高,而施用秸秆则只能改善耕层范围的土壤肥力.不同施肥措施造成土壤肥力性状的立体差异主要是由于不同施肥对作物生长和土壤根系的影响差别造成的.化肥对土壤根系的促进作用要比作物秸秆大许多倍,从而使耕层以下有大量残根分布,这些残根促进了深层土壤容重的降低和有机碳的提高.     

渭北旱塬矮化苹果园滴灌下土壤剖面水分和

通过采集渭北旱塬矮化果园4个不同时间点（4月2日,5月1日,5月30日,8月13日）的土壤剖面样品,分析滴灌施肥下土壤剖面水分和养分时空分布的特征。结果表明：（1）前期土壤剖面水分集中分布在滴灌点附近,水平迁移距离20 cm,垂直迁移距离100 cm;后期滴灌和降雨增多,导致在60—100 cm深土层出现较高的土壤水分含量,土壤水分在水平方向上有明显的分布差异。（2）土壤硝态氮表现出明显的随水移动规律,且集中分布在水分湿润区边缘附近,垂直迁移距离大于水平距离。（3）土壤速效磷、速效钾在土壤剖面呈现出表聚现象,速效磷主要分布在水平方向0—20 cm,垂直方向0—30 cm区域,速效钾主要分布在水平方向0—40 cm,垂直方向0—40 cm;均表现滴灌点区域含量高,远离滴灌点含量相对较低,具有明显的空间分布差异。在水平方向20—40,0—40 cm深土层速效钾含量相对较低,出现较明显的低值区域,后期该区域出现水平方向远离。（4）建议减少灌溉量,水分入渗深度应控制在0—40 cm,从而减少氮素淋溶流失;合理调整滴灌点与树干的距离,保证当年新生根系能吸收到充足氮、磷、钾养分。     

生草对渭北旱地苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响

在渭北旱地苹果园行间播种毛苕子（Vicia villosa）、白三叶（Trifolium repens）、黑麦草（Lolium perenne）和早熟禾（Poa pratensis）,以清耕为对照,对0100 cm土层的土壤有机碳各组分及微生物群落功能多样性进行研究。结果表明,行间生草可显著增加040 cm土层土壤的总有机碳（TOC）、颗粒有机碳（POC）、轻质有机碳（LFOC）、易氧化有机碳（ROC）、可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）,豆科牧草毛苕子和白三叶的各有机碳含量总体上高于禾本科牧草黑麦草和早熟禾。其中在020 cm土层中,豆科牧草的TOC含量平均每年增加约1.2 g/kg,禾本科牧草每年增加约0.9 g/kg。生草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）均高于清耕处理,其中豆科牧草的微生物活性更高。因此,生草可以提高土壤有机碳各组分的含量、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,豆科牧草毛苕子和白三叶提高效应更加明显。     

化肥减量配施有机肥对土壤有机碳及其组分的影响

为了探究化肥减量配施两种不同黄腐酸钾有机肥对土壤有机碳及其组分的影响,采取盆栽模拟大田种植,以不施肥和纯施化肥为对照,以100%化肥配施100%有机肥、75%化肥配施25%有机肥、50%化肥配施50%有机肥、25%化肥配施75%有机肥和100%有机肥为处理,探讨土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、易氧化有机碳（LOM）和惰性有机碳（ROC）在不同生育期内的含量特征。结果表明：化肥减量配施有机肥各处理有机碳及其组分含量各生育期均表现为：花针期显著高于结荚期和成熟期,其中可溶性有机碳和微生物量碳结荚期含量显著高于成熟期（P＜0.05）;各处理有机碳及其组分含量均表现为：25%化肥配施75%生化黄腐酸钾处理显著高于不施肥、单施化肥和单施有机肥处理,50%化肥配施50%矿源黄腐酸钾处理显著高于不施肥、单施化肥和单施有机肥处理;其中花针期25%化肥配施75%生化黄腐酸钾处理SOC、DOC、MBC、LOM和ROC含量分别为133.0 g·kg-1、284.4 mg·kg-1、269.7 mg·kg-1、30.76 g·kg-1和111.2 g·kg-1,50%化肥配施50%矿源黄腐酸钾处理SOC、DOC、MBC、LOM和ROC含量分别为130.9 g·kg-1、250.5 mg·kg-1、251.7 mg·kg-1、29.86 g·kg-1和110.8 g·kg-1。综上,化肥减量配施生化黄腐酸钾对土壤有机碳及其组分含量的影响整体优于配施矿源黄腐酸钾（P＞0.05）,各生育期有机碳及其组分含量均表现为：化肥减量配施黄腐酸钾花针期显著高于结荚期和成熟期（P＜0.05）,其中25%化肥配施75%生化有机肥处理对提升土壤中有机碳及其组分含量效果最佳,其SOC、DOC、MBC、LOM和ROC含量各生育期分别增加0.15%-13.50%、3.45%-122.11%、15.37%-133.54%、2.56%-60.44%和0.36%-18.80%。     

长期施用化肥对土壤有机碳含量影响的Meta分析

为评价长期化肥施用与土壤有机碳含量之间的关系,通过Review Manager 5.2软件,以加权均数差(Weighted Mean Difference,WMD)作为衡量效应尺度的统计学指标,对15篇有关长期施用化肥对土壤有机碳含量的影响文献进行了Meta分析,最终结果表明WMD=8.47(95%CI,2.94~14.01)大于0,菱形完全位于垂直线的右侧,即在土壤有机碳含量高于5.83 g kg-1的条件下,长期施用化肥能有效地提高土壤有机碳含量。     

种植年限及密度对渭北旱塬苹果园深层土壤干燥化的影响

为探究种植年限及密度对苹果园土壤干燥化变化的影响,以渭北旱塬洛川县不同种植年限和密度的果园为研究对象,采用烘干法测土样,2008年及2015年分别2次测得不同果园15 m深土层含水量,以自然条件下农田为对照,分析其干燥化变化规律。结果表明:1)2008年测定5、10、15、20、25 a果园的土壤干燥化指数分别为6.46%、32.68%、37.65%、63.33%和62.81%,2015年测定当年果园经过7 a后的12、17、22、27、32 a果园的土壤干燥化指数分别为35.98%、59.65%、42.21%、75.06%和70.09%,随着树龄增大,土壤干燥化指数整体增大,干燥化程度加剧;5 a生苹果幼园土壤干燥化轻微,程度接近自然条件下农田;树龄15 a后的果园土壤干燥化波及深度达11 m左右的古土壤蓄水层,至17 a后渭北旱塬古土壤层的缓冲作用已经丧失,果园产量及果实品质受限于当年降雨。2)研究中株行距密度从3 m×4 m变为4 m×6 m的22、25和32 a果园,干燥化进程得到控制,干燥化速率大幅下降,降低果园密度可以缓解因苹果树树龄增长造成的果园干燥化加剧,间伐措施后的果园降雨有所盈余,可以改善土壤干燥化现状;但在亏水年,间伐后的果园在充分利用降雨时,还需深层土壤水分的弥补,在树龄大的果园尤为常见,单靠间伐措施只能延迟土壤干层的形成。因此,要控制和减缓土壤干燥化的发展,应在干燥化影响波及古土壤层前采取措施,也即种植12 a左右,果园处于中度干燥化程度时采取相应对策最佳。     

春季有机肥和化肥配施对苹果园土壤氨挥发的影响

采用磷酸甘油-双层海绵通气法对旱地苹果产区不同有机肥和化肥配施下的氨挥发进行了研究。结果表明,不同有机肥和化肥配施显著影响了氨挥发速率和损失量。各处理氨挥发速率峰值大小和出现时间存在差异,纯化肥(100%N)处理峰值最高,达2.07kg N/(hm2.d),而纯有机肥(100%Y)处理峰值出现时间最早。氨挥发损失量以100%N处理为最大,达10.39kg N/hm2,占施氮量的3.46%,显著高于其它处理;50%N+50%Y处理氨挥发损失量和占施氮量的比例均为最低。有机无机肥配施可以有效减少氨挥发损失,以有机肥和化肥各半最好。     

施肥对梁山慈竹林土壤有机碳和微生物量碳的影响

对4种施肥(条施生物有机菌肥、条施复混肥、撒施生物有机菌肥和撒施复混肥)处理后的梁山慈竹林土壤有机碳和微生物量碳进行了研究.结果表明:4种施肥处理的土壤剖面有机碳和微生物量碳含量均高于对照,分别比对照增加了17.4％～39.1％和67.9％～137.1％.施肥种类对土壤有机碳含量影响差异显著(p＜0.05),F=6.15＞F0.05(1.6),施肥方式对土壤有机碳含量影响差异不显著,F=5.72＜F0.05(1.6),二者的交互作用影响差异显著(p＜0.05),且F交互作用＞F施肥种类.施肥种类对土壤微生物量碳含量影响差异极显著(p＜0.01),施肥方式对土壤生物量碳含量影响差异显著(p＜0.05),F=23.62＞F0.01(1.6),F=10.51＞F0.05(1.6),二者的交互作用差异极显著(p＜0.01),F=38.91＞F0.01(1.6),且F交互作用＞F施肥种类.研究结果说明,适当的施肥种类配合合理的施肥方式有利于土壤有机碳和微生物量碳的提高.     

施肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响

在华北夏玉米生产体系中,采用田间试验,研究了不同施肥措施下（不施肥、单施有机肥、推荐施肥、习惯施肥和单施化肥）,土壤有机碳含量、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化。结果表明:与不施肥相比,单施有机肥土壤有机碳和活性有机碳含量分别增加 11.68%,21.71%。推荐施肥和习惯施肥土壤有机碳含量分别增加 6.57%,7.58%,活性有机碳含量分别增加 8.53%,4.26%。单施化肥土壤有机碳与活性有机碳含量均没有显著增加;施有机肥和推荐施肥土壤碳库管理指数比不施肥分别高 31.79,13.01。单施化肥土壤碳库管理指数没有显著变化;土壤活性有机碳与总有机碳、碳库管理指数、玉米子粒产量均存在极显著相关关系。碳库管理指数与玉米子粒产量极显著相关,能够指示土壤生产力的变化。可见在当地土壤肥力条件下,施有机肥或有机无机适当配施能提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力。     

长期化肥施用对双季稻田土壤有机碳的影响

施用化肥是提高水稻产量的重要措施,但长期施用化肥对稻田土壤有机碳(SOC)含量影响的认识不清晰。依托中国科学院桃源农业生态试验站稻田长期施肥定位试验,系统研究了不施肥、仅施N肥、施NP肥和施NPK肥处理的水稻产量和SOC含量的变化规律。结果表明,长期施用化肥可以提高水稻土SOC含量,而且平衡施肥处理(施NPK肥)的SOC含量处于相对最高水平;SOC含量的变化与每年水稻根茬残留量显著相关。因此,长期施用化肥对SOC含量的影响主要取决于产量效益,合理施肥获得高产的同时也会增加SOC含量。     

化肥与有机肥配施对设施土壤团聚体稳定性及其有机碳、全氮含量的影响

为探究设施栽培条件下化肥与有机肥配施对0～20 cm土层土壤团聚体稳定性及其有机碳、全氮含量的影响。以设施栽培连续7年定位施肥田间试验为依托,选择4个施用化肥处理(N₀PK、N₁PK、N₂PK和N₃PK)和4个化肥与有机肥配施处理(N₀PKM、N₁PKM、N₂PKM和N₃PKM),其中,N₀、N₁、N₂和N₃氮用量分别为0、187.5、375.0和562.5 kg·hm^-2,磷(P₂O₅)和钾(K₂O)用量分别为225.0和450.0 kg·hm^-2,有机肥(M)为75000kg·hm^-2,研究单施化肥及化肥与有机肥配施土壤团聚体稳定性及其有机碳、全氮含量。结果显示,与单施化肥相比,化肥与有机肥配...     

有机肥与无机肥在提高土壤肥力中的作用

以在山东禹城试验区持续近20年的定位试验为依据，对长期施用有机肥、无机肥、有机无机结合等不同施肥条件下的土壤养分演变进行了系统总结。结果表明，在同等施肥情况下，有机肥不但在增加土壤有机营养，改善土壤有机质质量等方面具有极其显著的作用，而且随着年限的增长，在增加土壤速效养分方面，有机肥的效果也逐渐超过无机肥。     

长期有机无机肥配施下红壤性稻田水稻产量及土壤有机碳变化特征

利用中国农业科学院红壤实验站红壤稻田长期定位试验,研究了长期有机无机肥配施下双季稻增产潜力和土壤有机碳变化特征。31年的试验结果表明,1）施肥能促进水稻早晚稻稻谷和地上部产量增加,其中,有机肥配施均衡的NPK处理促进作用最大,NPKM处理下稻谷年均产量比NPM、 NKM、 PKM、 M和NPK分别高 5.8%、 10.9%、 16.2%、 15.9%和20.4%。2）施肥能促进水稻土有机碳含量增加,其中,有机肥配施均衡的NPK处理提升效果最为明显, NPKM处理下所测年度土壤有机碳平均含量比NPM、 NKM、 PKM、 M和NPK分别高出2.5%、 3.5%、 2.0%、 0.6%和 32.8%。3）随着试验的进行,单施有机肥对早、 晚稻稻谷和地上部产量的促进效果逐步优于单施化肥氮、 磷、 钾处理（NPK）,对土壤有机碳的提升效果也明显优于单施化肥氮、 磷、 钾。红壤性稻田双季稻生产实践中,有机无机肥配施模式值得推荐,但需均衡配施化肥氮、 磷、 钾。     

长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其 水分利用效率和土壤有机碳的影响

以国家土壤质量安定观测试验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究对象,研究长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和有机碳的影响。结果表明,连续种植7年春小麦,施肥显著影响小麦产量及其水分利用效率,以化肥与有机肥配施（NPKM）处理效果最好,较单施化肥（NPK）、单施有机肥（OM）处理春小麦产量和水分利用效率分别增加了7.18%和7.82%、5.91%和3.83%;在定位施肥初期（前3年）,NPKM和NPK处理的效果优于OM,在第4年三者无差异,而第5年及之后,NPKM和OM处理的效果明显好于NPK处理。长期NPKM和OM处理较NPK处理0～20 cm土层土壤有机碳含量分别显著增加了36.88%和31.98%,有机碳储量分别显著增加了31.17%～41.94%和27.80%～35.81%,表层0～10 cm的增加效果显著好于10～20 cm土层。不同施肥处理对0～20 cm土层土壤微生物生物量碳（MBC）的影响表现为NPKM>OM>NPK>CK,且差异显著,长期NPKM和OM处理较NPK处理土壤MBC分别显著增加了46.4%和28.7%,长期单施NPK处理可显著...     

种植苹果树对渭北果园土壤胶结物质分布的影响

本研究通过系统研究种植果树对土壤胶结性物质的演化规律及其与土壤团聚体稳定性之间关系的影响,探索影响果园土壤团聚体状态的因素,以期为果园科学管理提供理论依据。在渭北旱塬苹果主产区分别选取10 a、20 a的苹果园和农田(冬小麦-夏玉米轮作,对照)各4个,在果树冠层投影范围内距树干2/3处逐层采集0~100 cm土层土壤样品和0~50 cm土层原状土壤样品,研究不同植果年限果园及农田土壤剖面黏粒、有机质、CaCO_3等团聚体胶结物质的分布及其与团聚体稳定性之间的关系。结果发现:在0~100 cm土层范围内,各果园土壤黏粒含量基本随土层深度的增加而递增,且在0~40 cm土层表现为农田10 a果园20 a果园,40 cm以下土层则呈现相反的态势;种植果树相比农田可显著增加0~100 cm土层土壤有机质总储量,但随着种植果树年限的增加,土壤有机质总储量呈递减趋势;在0~100 cm土层土壤CaCO_3总储量表现为10 a果园农田20a果园,但在0~40 cm土层CaCO_3含量及储量表现为10 a果园农田20 a果园,而40~100 cm土层则为20 a果园10 a农田。皮尔森相关分析发现(29)0.25 mm土壤团聚体的数量和平均重量直径(MWD)与土壤黏粒、有机质和CaCO_3含量密切相关,其中机械稳定性团聚体的数量和稳定性主要受土壤中CaCO_3、有机质含量的影响,水稳性团聚体的数量和稳定性主要受土壤中黏粒和CaCO_3的影响。总之,植果显著改变了土壤中黏粒、有机质、CaCO_3的演化过程和趋势,随植果年限增加,果园土壤黏粒和CaCO_3在土壤较深土层淋溶淀积明显;各果园土壤有机质总储量虽然高于农田,但随植果年限增加,有逐渐减少的趋势。可见植果明显加速了渭北黄土塬地土壤的残积黏化和钙化过程,影响着表层土壤团聚作用和底层土壤的紧实化和坚硬化程度。     

Effects of organic manure and chemical fertilizer on soil fertility and productivity of plant and ratoon crops of sugarcane

A long-term field experiment was initiated in November, 1967 at Research Area of Department of Soil Science to study the response of nitrogen to pearl millet-wheat cropping system at various doses and modes of farmyard manure application. The soil organic carbon increased with farmyard manure application and ranged from 0.68% in control to 1.82% in the plot receiving the highest annual dose (90 Mg ha^?1) of farmyard manure. To study the contribution of farmyard manure on the productivity of pearl millet and wheat crops, the constants (intercept and slope) were determined between the grain yield of pearl millet and wheat crops with increasing dose of fertilizer nitrogen. Another linear regression was fitted between the intercept of the linear model and the soil organic carbon content. It has been observed that with each unit increase in the soil organic carbon, the productivity of pearl millet increased by 273 kg ha^?1 and that of wheat by 1591 kg ha^?1. The regression between the slope and soil organic carbon was linear in case of pearl millet (R² 0.49) but in case of wheat there was no relationship.     

有机肥和化肥配施对黑土有机氮形态组成及分布的影响

研究了长期定位施用有机肥和化肥对黑土中有机氮各组分含量及其在土壤各层次中分布的影响。结果表明,在耕层土壤中,常量氮磷钾和倍量有机肥配施,有机氮中铵态氮、氨基酸态氮和氨基糖态氮含量最高,各组分含量在不同肥料处理中的顺序是酸不溶氮>氨基酸态氮>铵态氮>酸解未知氮>氨基糖态氮。不同施肥处理有机氮各组分含量随着土层的加深而下降,与有机质的变化规律一致;不同土层的C/N比值在9.03～12.49之间变动。