不同轮作休耕模式对稻田土壤有机碳及其组分的影响

为了优化筛选双季稻田绿色高效的复种轮作休耕模式,通过连续2 a的田间试验,研究不同轮作休耕模式对稻田土壤有机碳及其组分的影响。结果显示：“油菜-甘蔗||春大豆→紫云英-早稻-玉米||甘薯”模式2 a 的总生物量高出休耕模式以外的其他处理31.68%~65.91%。2018-2019年,“油菜-甘蔗||春大豆”和“紫云英-春大豆-秋大豆”模式更有利于土壤全碳的积累,复种轮作模式和休耕模式较连作模式更有利于土壤活性有机碳的积累,以“紫云英-早稻-玉米||甘薯”和“油菜-甘蔗||春大豆”模式表现最好。“油菜-甘蔗||春大豆”模式更有利于土壤可溶性有机碳、微生物量碳的积累。2019年“油菜-甘蔗||春大豆”的碳库活度、碳库活度指数和土壤碳库管理指数均达到最大,且分别显著高出其他处理59.46%~84.38%、59.06%~84.47%和52.81%~71.40%（P<0.05）,轮作模式更有利于提高碳库活度、碳库活度指数和土壤碳库管理指数,尤其是“紫云英-早稻-玉米||甘薯”和“油菜-甘蔗||春大豆”模式表现较好。在当地土壤肥力条件下,复种轮作模式能提高土壤有机碳及其组分的含量,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力,5种模式中“油菜-甘蔗||春大豆→紫云英-早稻-玉米||甘薯”复种轮作模式表现最佳。     

黄土高原长期保护性耕作对麦-豆轮作土壤有机碳组分的影响

通过设置在陇中黄土高原半干旱区的豌豆-小麦-豌豆(W-P-W)和小麦-豌豆-小麦(P-W-P)轮作系统的长期定位试验,探讨了土壤有机碳及活性有机碳组分对不同耕作措施的响应.结果表明:保护性耕作的3个处理均能不同程度地提高两种轮作次序下土壤SOC、ROC和MBC的含量,其中免耕和秸秆覆盖结合处理效果最佳.同时,各处理土层的含碳量均随土壤深度的增加而降低.与免耕处理相比,免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)和传统耕作秸秆还田(TS)处理能够显著增加表层(0~30cm)土壤有机碳的含量,但降低了深层(30~80cm)土壤有机碳的含量,说明与传统耕作相比,3种保护性耕作有利于表层土壤有机碳的积累,而不利于深层土壤有机碳的积累.     

甘薯不同轮作模式对土壤生物学特性及理化性质的影响

为揭示甘薯轮作栽培对土壤生物学特性及理化性质的影响机制.通过3年田间定位试验,利用磷脂脂肪酸等技术手段,设置甘薯—小麦→甘薯—小麦→甘薯轮作(甘→甘→甘)、甘薯—小麦→花生—小麦→甘薯轮作(甘→花→甘)、甘薯—小麦→玉米—小麦→甘薯轮作(甘→玉→甘)3个处理,研究甘薯不同轮作方式对土壤养分含量、土壤酶活性及土壤微生物群...     

烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤有机碳含量的影响

为探究烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤有机碳(SOC)含量的影响,通过田间小区试验,采用双因素裂区设计,测定烤烟与3个油菜品种（‘重蓉油1号’、‘德油早1号’和‘GSX-1’）轮作以及平衡施肥（减氮和增磷）下油菜季与烤烟季土壤的总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)含量。结果表明,从油菜移栽初期到收获,SOC含量均有不同程度的上升,上升幅度为7.7%～166.49%;轮作处理的TOC含量和DOC含量相较对照有所增加,且收获期（180天）的TOC含量和DOC含量以‘重蓉油1号’最高,分别为对照处理的1.26和4.78倍。在烤烟整个生育期内,除个别处理外,其他土壤DOC含量呈下降趋势,TOC含量有所增加。此外,就施肥模式而言,减氮处理效果最佳。在烤烟收获期,除‘德油早1号’外,土壤TOC含量均以减氮处理最高,分别为常规施肥处理的1.20、1.44和1.02倍。综上‘,重蓉油1号’油菜与烤烟轮作、减施氮肥时SOC含量较高,是当地较优的种植模式。     

不同轮作模式对土壤活性碳组分及矿化的影响

为研究不同花生轮作模式下土壤活性碳库变化,在大田条件下进行定位试验。试验以春花生一年一作（CP）为对照,设置4种轮作种植模式：春花生→冬小麦-夏玉米两年三作（P→W-M）、冬小麦-夏玉米一年两作（W-M）、冬小麦-夏花生一年两作（WP）、冬小麦-夏花生→冬小麦-夏玉米两年四作（W-P→W-M）,共计5个处理,研究不同种植模式下土壤有机碳及土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳等活性碳组分含量变化和碳矿化特征。结果发现：相较于CP模式,P→W-M模式显著提高了0～40 cm土层有机碳（52.7%～53.3%）、可溶性有机碳（13.3%～344.8%）及微生物生物量碳含量（25.3%～101.4%）,W-P模式显著提高了0～40 cm土层有机碳（39.3%～46.8%）及0～20 cm土层可溶性有机碳（271.4%）、微生物生物量碳含量（44.3%）,W-P→W-M模式则显著降低了20～40 cm土层各碳组分含量。各种植模式土壤有机碳矿化速率均符合一级动力学模型。CP和W-P模式具有较低的潜在矿化有机碳库,W-M和W-P→W-M模式显著提高了潜在矿化有机碳库与土壤有机碳的比值。研究表明,P→W-...     

长期秸秆还田对稻麦轮作区土壤有机碳组分构成的影响

为研究长期秸秆还田对太湖地区稻麦轮作土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量的影响,依托10a田间定位试验,以无秸秆还田为对照(CK),设置稻秸秆不还田+麦秸秆全量还田(W)、稻秸秆全量还田+麦秸秆不还田(R)、稻麦秸秆均半量还田(HRW)、稻麦秸秆均全量还田(ARW)4个秸秆还田处理,分析5种...     

不同类型秸秆还田对土壤有机碳及酶活性的影响综述

土壤有机质的数量和质量关系着土壤肥力和粮食安全,有效提高土壤有机碳含量和稳定性已成为保证农业可持续发展的重要途径.植物残体经分解转化后成为土壤有机碳的重要组成部分,其中含有丰富的养分,还田腐解后可改善土壤结构、培肥地力、提高土壤有机碳总量;土壤中的微生物可利用秸秆还田提供的碳源,激发微生物活性,影响微生物分泌的土壤酶....     

不同轮作模式对土壤团聚体组成及有机碳分布的影响

选择干旱区玛纳斯河流域绿洲长期连作棉田土壤为研究对象,研究连作棉田、轮作玉米、轮作大豆、玉米//大豆间作和休闲免耕5种模式对土壤团聚体组成及有机碳分布特征的影响。结果表明：不同种植模式对土壤团聚体有明显的影响,土壤机械稳定性团聚体含量在粒径53～250 μm为最高,占39%～53%,水稳性团聚体含量呈最低; >250 μm机械稳定性团聚体含量在不同种植模式间差异显著,表现为大豆轮作>玉米轮作>休闲免耕>棉花连作>玉米//大豆间作; 秋季作物收获后,轮作大豆和玉米//大豆间作模式土壤团粒指数比春季分别减少18.7%和15.6%; 土壤团聚体有机碳及微生物量碳含量主要集中在>250 μm大团聚体中,而在微团聚体中含量较少; 不同模式土壤有机碳含量顺序为大豆轮作>玉米轮作>棉花连作>休闲免耕>玉米//大豆间作。比较几种种植模式,大豆轮作和玉米轮作有利于团聚体的形成和稳定,可作为长期连作棉田较为理想的短期轮作倒茬模式。     

甘薯轮作模式对土壤理化特性的影响

【目的】探明甘薯不同轮作模式对土壤理化性质的影响,为制定贵州省甘薯合理栽培措施提供参考依据。【方法】设置甘薯连作(对照)、甘薯-辣椒轮作、甘薯-莴苣轮作、甘薯-玉米轮作以及休耕共5种处理,研究甘薯不同轮作模式土壤养分、微生物量、土壤酶活性以及重金属含量的变化。【结果】与甘薯连作相比,轮作和休耕后的土壤pH、有机质含量及交换性镁含量降低,速效钾、有效态锰和交换性钙含量增加,其中休耕后土壤有7种养分均显著高于甘薯连作;休耕后,土壤微生物量碳较甘薯连作增加55.7%,微生物量氮增加13.8%;轮作及休耕土壤脲酶活性显著高于甘薯连作,增加40.5%～79.1%,而多酚氧化酶、酸性磷酸酶和纤维二糖水解酶活性显著降低,分别降低10.2%～58.1%、31.8%～68.5%和3.7%～38.1%;各轮作模式土壤镉和汞的含量较甘薯连作分别降低2.3%～10.9%和15.2%～16.5%,甘薯-辣椒轮作和甘薯-玉米轮作能够有效降低土壤铬和铅含量。【结论】休耕有利于改善土壤养分,提高微生物生物量碳和氮的含量,甘薯与辣椒和玉米轮作可有效降低土壤重金属污染。     

不同滴灌施肥处理对种植马铃薯土壤有机碳组分和酶活性的影响

【目的】获得种植马铃薯土壤有机碳库调控的水肥管理模式,并揭示土壤酶活性对土壤有机碳组分和碳库管理指数 （Carbon pool management index,CPMI） 的影响。【方法】在南宁市防雨棚内进行 2 种滴灌灌水量水平（高灌水量：苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期土壤含水量分别保持在田间持水量的 60%～70%、70%～80%、75%～85% 和 50%～60%;低灌水量：苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期土壤含水量保持在田间持水量的 50%～60%、60%～70%、70%～80% 和 40%～50%） 和 3 种滴灌施肥比例 (NK_100-0:N、K 肥以 100% 作基肥土施;NK_70-30:N、K 肥以 70% 作基肥土施,30% 作滴灌追肥;NK_50-50:N、K 肥以 50% 作基肥土施,50% 作滴灌追肥) 的田间试验。测定马铃薯收获后土壤总有机碳 （Total organic carbon,TOC）、可溶性有机碳 （Dissolved organic carbon,DOC）、微生物...     

秸秆还田对小麦玉米轮作田土壤有机碳质量的影响

利用小麦-玉米轮条件下不同秸秆还田方式进行定位试验,对不同秸秆还田方式下土壤有机碳和活性有机碳含量进行了6a11季的连续监测,结果表明:单施化肥和秸秆还田配施化肥均能提高土壤有机碳含量;3种还田方式均能显著提高活性有机碳和碳库管理指数,表现为玉米秸秆还田>两季秸秆还田>小麦秸秆还田;3种秸秆还田处理的土壤有机碳增长速率为玉米秸秆还田>两季秸秆还田>小麦秸秆还田。小麦季玉米秸秆还田对有机碳活性提升效果优于两季秸秆还田和玉米季小麦秸秆还田。     

添加作物秸秆对土壤有机碳组分和酶活性的影响

【目的】研究小麦和玉米秸秆以不同方式还田对土壤有机碳及其组分和酶活性的影响,为寻求最佳秸秆还田方式提供依据。【方法】采用室内恒温培养法,以连续7季秸秆均还田土及不还田土为供试土壤,研究培养60d后,小麦、玉米秸秆与土壤混匀还田和覆盖于表层还田对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)含量,LOC/TOC、MBC/TOC和土壤蛋白酶(PROT)、脱氢酶(DHA)活性的影响。【结果】与不添加作物秸秆相比,无论以何种方式还田,添加小麦或玉米秸秆均明显增加了还田土与不还田土的TOC、LOC、MBC含量,LOC/TOC、MBC/TOC和PROT、DHA活性。还田土的TOC、LOC、MBC含量和PROT、DHA活性均明显高于不还田土;添加小麦秸秆处理土壤的TOC、LOC含量明显高于添加玉米秸秆处理;秸秆与土壤混匀还田处理的TOC、LOC含量和PROT、DHA活性均明显高于秸秆覆盖于表层还田处理;秸秆类型和还田方式对MBC含量、MBC/TOC无显著影响。作物秸秆腐解过程中LOC含量和PROT活性可较为敏感地反映土壤有机碳和微生物活性的变化。【结论】无论是在还田土还是不还田土中,作物秸秆与土壤混匀还田均有利于提高土壤有机碳各组分含量和土壤酶活性。     

凤阳山不同植被恢复方式对土壤有机碳及其组分的影响

以凤阳山自然保护区典型常绿阔叶林与杉木林、柳杉林与针阔混交林为研究对象,研究同一采样点不同植被恢复方式下土壤总有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳的变化特征。结果表明:总体上,常绿阔叶林土壤总有机碳质量分数高于杉木林,柳杉林高于针阔混交林;常绿阔叶林0h≤60 cm层单位面积土壤总有机碳储量比杉木林高出10.76%,柳杉林比针阔混交林高出4.05%。常绿阔叶林0h≤20 cm、20 cmh≤40 cm层土壤易氧化有机碳质量分数分别为1 518.47和786.63 mg/kg,显著高于杉木林同层的1 302.94和655.74 mg/kg(p0.05);柳杉林0h≤20 cm、20 cmh≤40 cm层易氧化有机碳质量分数分别为1 342.36和540.35 mg/kg,显著低于针阔混交林同层的1 618.92和586.63 mg/kg(p0.05)。常绿阔叶林0h≤20 cm、20 cmh≤40 cm层土壤稳定态有机碳质量分数分别为2.23和1.60 g/kg,显著高于杉木林同层的1.52和1.10 g/kg(p0.05);柳杉林0h≤20 cm、40 cmh≤60cm层稳定态有机碳质量分数分别为2.36和1.31 g/kg,显著高于针阔混交林同层的1.84和1.02 g/kg(p0.05)。随着土层加深,土壤总有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳质量分数整体呈逐渐降低趋势。     

昆明松华坝水源区不同土地利用方式对土壤有机碳及活性有机碳组分的影响

以松华坝水源区3种主要的土地利用方式为研究对象,分析了不同土地利用方式0~20 cm的土壤有机碳和碳储量、活性有机碳组分(水溶性有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳)质量分数及其月动态变化。研究结果表明:(1)不同土地利用方式下土壤有机碳差异显著(p0.05),灌木林地的有机碳质量分数为(17.21±0.04)~(22.00±0.15)g·kg~(-1),坡耕地的有机碳质量分数为(12.26±0.03)~(14.84±0.36)g·kg~(-1),荒地的有机碳质量分数为(6.13±0.04)~(7.54±0.25)g·kg~(-1)。灌木林地的土壤有机碳明显高于其他样地,荒地的质量分数最低,土壤碳储量、水溶性有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳的质量分数变化也呈现同样的规律。(2)灌木林地和坡耕地各项指标质量分数的月动态变化显著(p0.05),而荒地的则表现的较为平缓(p0.05)。(3)土壤有机碳质量分数与活性有机碳组分之间及活性有机碳组分两两之间的相关性均达到极显著水平(p0.01)。     

不同利用方式土壤有机碳及其组分研究进展

概述了湿地、林地、草地、耕地等不同利用方式下土壤有机碳及其组分的研究进展,指出了不同土地利用方式下有机碳含量随深度增加而降低,原生植被有利于土壤有机碳的保持;热量充足、湿度适宜、物种丰富地区的土壤有机碳含量最高,高寒草地的有机碳库最为稳定。人类活动对有机碳组分变动的贡献率远大于自然因素。耕地土壤有机碳及其组分的研究对解释土壤有机碳的周转机理有重要意义,未来应重视长期施肥管理措施改变对土壤有机碳及组分的影响研究。     

不同利用方式土壤有机碳及其组分研究进展

概述了湿地、林地、草地、耕地等不同利用方式下土壤有机碳及其组分的研究进展,指出了不同土地利用方式下有机碳含量随深度增加而降低,原生植被有利于土壤有机碳的保持;热量充足、湿度适宜、物种丰富地区的土壤有机碳含量最高,高寒草地的有机碳库最为稳定。人类活动对有机碳组分变动的贡献率远大于自然因素。耕地土壤有机碳及其组分的研究对解释土壤有机碳的周转机理有重要意义,未来应重视长期施肥管理措施改变对土壤有机碳及组分的影响研究。     

秸秆还田对麦玉系统土壤有机碳稳定性的影响

为揭示不同秸秆还田量对华北小麦-玉米轮作系统土壤有机碳官能团结构及稳定性的影响,研究了秸秆还田5 a后土壤有机碳官能团结构、团聚体组成及有机碳含量、活性有机碳含量、土壤铁离子的变化。田间实验设置4个处理:秸秆不还田作为对照(CK)、秸秆1/3还田(S1)、秸秆2/3还田(S2)、秸秆全部还田(S3)。采用常规方法测定土壤理化性质、粒径、铁离子及土壤微生物量碳含量,13C核磁共振波谱技术(NMR)检测分析土壤有机碳官能团结构。结果表明:秸秆还田5 a后,土壤总有机碳(TOC)、2mm与2.00～0.25 mm团聚体有机碳、可溶性有机碳(DOC)、易氧化态碳(EOC)和微生物量碳(MBC)含量,均随还田量增加而逐渐增加,且不同处理增加量不同,与CK相比,S3处理显著增加了这些有机碳的含量(P0.05)。各处理土壤有机碳以烷基碳与烷氧基碳为主,其次是芳香碳与羰基碳,秸秆还田增加了烷氧基碳、羰基碳(易分解碳组分)含量,降低了烷基碳和芳香碳(难分解碳组分)含量,与CK相比,S3处理显著增加烷氧基碳含量(P0.05)而显著降低了芳香碳含量(P0.05)。与CK相比,S2、S3处理也显著降低了有机碳的芳香度、疏水碳/亲水碳、烷基碳/烷氧基碳比值(P0.05),而对脂族碳/芳香碳影响不明显。与CK相比,S3处理显著增加了2.00 mm团聚体组分,增加了2.00～0.25 mm组分,而降低了0.25～0.053 mm组分和显著降低了0.053 mm组分(P0.05)。秸秆还田对土壤游离铁、活性铁、螯合铁含量的影响不明显。有机碳官能团组成与土壤因子间的冗余分析表明土壤TOC、MBC含量、团聚体组分、铁离子的改变是导致不同处理间有机碳官能团结构存在差异的重要原因。综上所述,由于短期秸秆还田增加了活性有机碳含量、易分解有机碳组分,减少了难分解有机碳组分,降低了微团聚体物理保护作用,改变了微生物活性和铁离子络合作用,在一定程度上降低了土壤有机碳稳定性,可能导致麦玉复种系统土壤碳排放水平的增加。     

长期秸秆还田对双季稻土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

【目的】以我国南方典型红壤水稻土为研究对象,研究双季稻田土壤肥力和有机碳组分的变化特征。【方法】以2005年布置的定位试验为研究平台,设计3个处理：不施肥处理(CK)、化肥处理(NPK)和秸秆还田配施化肥处理(M)。于2020年晚稻收获后,采集耕作层土壤样本,测定土壤有机碳组分和微生物量碳氮等肥力指数。【结果】长期秸秆还田配施化肥处理显著改善了双季稻田土壤肥力。长期秸秆还田配施化肥改变了土壤有机碳组分,M处理较CK处理显著提高有机碳(SOC)、游离态颗粒碳(FPOC)、可溶性颗粒碳(DOC)含量(P<0.05)。同时,M处理有机碳各组分含量均高于NPK处理,其中颗粒态有机碳含量M处理(2.32 g·kg^-1)显著高于NPK处理(1.94 g·kg^-1)。NPK处理和M处理土壤微生物量碳(SMBC)较CK相比分别提高了21.94%和25.98%。此外,秸秆还田配施化肥提高了碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等养分指标。【结论】秸秆还田配施化肥可以增加土壤碳库,提高碳库管理指数,调控土壤有机碳组分。土壤速效磷(AP)是影响有机碳...     

稻麦轮作下紫色土有机碳活性及其对长期不同施肥的响应

【目的】研究稻麦轮作系统中紫色土总有机碳、活性有机碳和活性有机碳不同组分的变化特征及其对长期不同施肥措施的响应,揭示稻麦轮作系统长期不同施肥管理下有机碳质量和内在组成的变化。【方法】采集22年长期定位试验不施肥(CK)、单施化学氮肥(N)、化肥氮磷钾配施(NPK)、化肥氮磷钾+秸秆还田(NPKS)、高量化肥氮磷钾+等量秸秆还田(1.5NPKS)和化肥氮磷钾+厩肥(NPKM)处理0—20、20—40、40—60 cm土层的土壤,测定了总有机碳、活性有机碳及其不同活性组分的含量,计算土壤碳库管理指数和不同活性组分的分配比例,分析了活性有机碳及其各组分与总有机碳的关系。【结果】长期不同施肥显著影响了各土层总有机碳和活性有机碳含量,与不施肥相比,所有施肥处理均维持或提高了土壤总有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数,其中化肥氮磷钾+秸秆还田(NPKS)处理0—20、20—40和40—60 cm土层总有机碳含量分别提高32.5%、25.7%和5.3%,活性有机碳含量提高37.0%、44.7%和9.3%,碳库管理指数提高38%、49%和9%,其提升幅度高于其他施肥处理。长期不同施肥显著提高了各土层高、中、低活性有机碳含量,有机无机肥配施处理(NPKS、1.5NPKS、NPKM)提升效果高于单施化肥处理(NPK、N);但施肥对各活性组分占活性有机碳比例的影响较小,并没有改变各活性组分的分布格局。土壤活性有机碳及其高、中、低活性组分的含量与土壤深度有关,0—20 cm耕层土壤活性有机碳及高、中、低活性组分的含量均高于20—40和40—60 cm土层。不同土层高、中、低组分占活性有机碳的比例也存在较大差异,0—20 cm土层高、中、低活性组分占活性有机碳的比例平均为23.6%、35.6%和40.7%;下层土壤各活性组分的含量均下降,其中20—40 cm土层低活性组分下降程度较大,导致其占活性有机碳的比例下降至24.7%,而高活性和中活性组分的比例增加至30.5%和44.8%。土壤活性有机碳及其各组分与总有机碳含量呈显著线性正相关,表明土壤活性有机碳可以较好地反映总有机碳变化。【结论】稻麦轮作条件下,长期不同施肥可维持或提高土壤总有机碳、活性有机碳及其不同组分的含量,提高土壤碳库管理指数,氮磷钾肥配合秸秆还田总体提升效果较好,是促进土壤总有机碳和活性有机碳累积、改善土壤有机碳质量的推荐施肥措施。     

栽培管理措施对稻麦轮作系统土壤有机碳和氮素积累及作物产量的影响

栽培管理措施会影响稻麦轮作系统中土壤有机碳和氮素养分的积累,进而影响稻麦产量。综述了本领域最新的研究成果,详细解析了稻麦轮作系统中土壤的耕作方式、稻麦的种植方式以及水分和氮肥的管理方式影响土壤中有机碳和氮素积累以及稻麦产量的机制,并提出了保持稻麦轮作系统土壤肥力和提高稻麦产量的相关建议,以期为中国的稻麦生产提供一定的理论指导。