半干旱农田生态系统作物根系和施肥对土壤微生物体氮的影响

盆栽和大田试验表明,作物根系显著影响土壤微生物体氮的含量。在田间试验条件下,根际土壤微生物体氮比非根际土壤平均高出N54.7μg/g;盆栽试验中,根际土壤微生物体氮平均含量为N77.1±13.6μg/g,而非根际土壤为N65.2±17.0μg/g,差异达显著水平,根际微生物体氮含量为非际根际土壤的1.10～2.04倍。施肥能明显增加土壤微生物体氮含量,但影响程度因肥料种类而不同。秸秆和富含有机物质的厩肥对土壤微生物体氮的影响远大于化学肥料,而且土壤微生物体氮含量随秸秆施用量增加而增加。在红油土上进行的20年长期田间定位试验结果表明,对不施肥和施氮磷处理,0—20cm土层的微生物体氮分别是N102.2和110.4μg/g;在施氮磷的基础上,每公顷配施新鲜玉米秸秆9375kg、18750kg、37500kg和厩肥37500kg时,相应土层微生物体氮分别是N147.5、163.2、286.4和265.3μg/g。培养条件下,当有效能源物质缺乏时,微生物对NH4+-N的同化固定能力远大于NO3--N,但在加入有效能源物质葡萄糖后,微生物对2种形态氮的固定量大幅度增加,且对2种形态氮的固定量趋于一致。     

不同比例蚓粪替代化肥对设施土壤活性碳氮含量的影响

  目的  土壤微生物量碳氮（MBC、MBN）和水溶性有机碳氮（WSOC、WSON）是土壤中活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探究不同比例蚓粪替代化肥条件下,设施土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮含量变化特征,旨在为设施土壤合理施肥提升提供科学依据。  方法  依托温室内有机肥替代部分化肥长期定位试验,以黄瓜为供试材料,试验共设6个处理,分别为100%化肥（CF100）、75%化肥（CF75）、25%蚓粪替代化肥（VM25）、50%蚓粪替代化肥（VM50）、100%蚓粪替代化肥（VM100）、不施肥（CK）。  结果  0 ~ 10 cm土层土壤活性碳氮含量略高于10 ~ 20 cm土层,其在生育期内呈先增高后降低的变化趋势。其中VM50处理提升效果最显著,较CF100处理分别提高了66.46%（0 ~ 10 cm土层）、76.02%（10 ~ 20 cm土层）;在黄瓜盛果期各处理土壤WSOC含量相对较高,VM50处理土壤WSOC含量较CF100处理分别提高22.88%（0 ~ 10 cm土层）、18.84%（10 ~ 20 cm土层）;0 ~ 10 cm土层,与CF100相比,生育前期VM25处理对土壤MBN含量提升效果较好,生育后期VM50处理对土壤MBN含量提升效果较好。10 ~ 20 cm土层,在黄瓜初果期各处理土壤WSON含量相对较高,VM50处理土壤WSON含量较CF100处理分别提高50.90%（0 ~ 10 cm土层）、12.55%（10 ~ 20 cm土层）;3种比例蚓粪替代化肥显著提高0 ~ 10 cm土层 MBC、WSOC在总有机碳,MBN、WSON在全氮中的占比,VM25、VM50处理对反映土壤微生物群落的结构信息的土壤MBC/MBN降低效果较好,VM50处理对土壤WSOC/WSON降低效果较好。  结论  在设施栽培条件下,可以通过蚓粪适量施入的措施合理替代化肥,达到给作物持续供应养分的目的,为设施栽培中科学合理施肥提供科学依据。     

不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化研究

试验研究不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化结果表明,长期单施N、P肥处理对土壤有机碳和微生物生物量碳的影响不明显,施有机肥处理土壤微生物生物量碳及微生物生物量碳/有机碳值均高于其他施肥处理,轮作中引入豆科作物或豆科连作均对土壤微生物生物量碳的积累有显著作用。     

有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮

土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮是土壤碳、氮库中最活跃的组分,是反应土壤被干扰程度的重要灵敏性指标,通过设置相同有机碳施用量下不同有机物料处理的田间试验,研究了有机物料添加下土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon,MBC）、氮（soil microbial biomass nitrogen,MBN）和可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）、氮（dissolved organic nitrogen,DON）的变化特征及相互关系。结果表明化肥和生物碳、玉米秸秆、鲜牛粪或松针配施下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮显著大于不施肥处理（no fertilization,CK）和单施化肥处理,分别比不施肥处理和单施化肥平均高23.52%和12.66%（MBC）、42.68%和24.02%（MBN）、14.70%和9.99%（DOC）、22.32%和21.79%（DON）。化肥和有机物料配施处理中,化肥+鲜牛粪处理的微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮最高,比CK高26.20%（MBC）、49.54%（MBN）、19.29%（DOC）和32.81%（DON）,其次是化肥+生物碳或化肥+玉米秸秆处理,而化肥+松针处理最低。土壤可溶性有机碳质量分数（308.87 mg/kg）小于微生物量碳（474.71 mg/kg）,而可溶性有机氮质量分数（53.07 mg/kg）要大于微生物量氮（34.79 mg/kg）。与不施肥处理相比,化肥和有机物料配施显著降低MBC/MBN和DOC/DON,降低率分别为24.57%和7.71%。MBC和DOC、MBN和DON随着土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、全氮（total nitrogen,TN）的增加呈显著线性增加。MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC和DON+MBN之间呈极显著正相关（P<0.01）。从相关程度看,DOC+MBC和DON+MBN较MBC、DOC、MBN、DON更能反映土壤中活性有机碳和氮库的变化,成为评价土壤肥力及质量的更有效指标。结果可为提高洱海流域农田土壤肥力,增强土壤固氮效果,减少土壤中氮素流失,保护洱海水质安全提供科学依据。     

黄土区不同类型土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量及其关系

研究了黄土高原南部地区不同土壤类型及不同利用方式下土壤微生物摄碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量。结果表明：不同土地利用方式下，土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量均为林地〉农田，其中林地枯枝落叶层〉林地O～20cm土层。农田土壤微生物量碳、氮的含量均为红油土〉黑垆土〉淋溶褐土；农田土壤中可溶性有机碳含量为淋溶褐土〉红油土〉黑垆土，而可溶性有机氮含量则为黑垆土〉红油土〉淋溶褐土。方差分析表明，不同土壤类型土壤微生物量氮含量之间的差异达显著水平，而不同土壤类型间土壤微生物量碳、可溶性有机碳、氯含量之间的差异未达显著水平。土壤微生物量碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例明显高于可溶性有机碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例。相关分析发现，土壤微生物量碳与可溶性有机碳之间以及土壤微生物量氮与可溶性有机氮之间的相关性达显著或极显著水平，说明土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮之间有密切联系。     

牧区土壤碳、氮的放牧反应

本研究把怀俄明州切恩附近高地４０年没有放牧的草场，采用三种管理制度，经过强度放牧（放牧６７天／ｈｍ２） １１年后，与连续轻度放牧（放牧２２天／ｈｍ２）和禁止放牧进行了比较。强度放牧时，年产草量的利用率不到５０％，与土地管理部门提出的水平相当。通过采集９１ｃｍ深的土样，来评估土壤有机碳、氮的变化，与禁牧区相比，放牧区地表下３０ｃｍ土壤的碳、氮含量比较高，而在３０ｃｍ以下土层，各种放牧条件下土壤的碳、氮含量相差不大。 ３／４的植物根部生物量存在于地表下３０ｃｍ的土层，该土层内的碳、氮活力最强。过去的１１年里，在这块混合大草原上采用各种放牧制度和放牧强度对土壤的有机碳、氮没有产生有害影响。该研究表明，用这些参数进行评估，合理放牧会全面提高土壤质量。     

土壤微生物体氮与可矿化氮关系的研究

同时应用大田试验和室内培养试验研究土壤微生物体氮与可矿化氮之间的相关性。试验结果表明,田间条件下,土壤微生物体氮与可矿化氮之间的关系不密切,但在培养试验中,微生物体氮与淹水培养法、硝化培养法和Stanford短期淋洗通气法测定的可矿化氮间有显著的线性关系,相关系数在0.767(p<0.01,n=12)以上。田间试验结果和室内培养试验结果的不一致性,与试验条件的差异有关。新形成的微生物体氮易降解,而原有土壤微生物体氮却相对稳定。     

不同保水剂对土壤团聚体组成及微生物量碳、氮的影响

以济麦22为材料,研究保水剂种类对土壤团聚体组成及土壤微生物量碳、氮的影响,科学评价保水剂对土壤的改良作用及其环境效应具有重要意义。试验设置4种不同类型保水剂及2个施用水平,共9个处理,分析土壤团聚体分布、水稳性大团聚体(R0.25)、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)、土壤不稳定团粒指数(ELT)、分形维数(D)、土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)、土壤微生物量氮(microbial biomass nitrogen,MBN)、土壤微生物量碳氮比和微生物熵的变化。结果表明,各处理在拔节期和收获期土壤R0.25值均高于对照,增幅分别在46.97%～124.89%和9.35%～75.20%。不同类型保水剂及施用量处理之间存在显著差异,其中复合类型腐殖酸保水剂(FSC)和聚丙烯酰胺型保水剂(AS)处理的R0.25值随用量的增加显著增大,而有机-无机复合类型保水剂(WT2)对土壤团聚体影响较小,且用量加倍抑制了小麦的生长。在土壤性质相对稳定的收获期,AS、复合类型有机肥保水剂(OSC)和FSC处理的MWD、GMD值显著升高,而ELT、D值显著减小,表明上述3种保水剂均可增强土壤团聚体的稳定性,有利于改善土壤结构,其中T8(NPK+10 g/kg FSC)效果最为显著。与对照相比,AS、OSC和FSC保水剂处理MBC显著提高了34.38%～189.27%,MBN显著提高了48.84%～334.89%,其中FSC保水剂对MBC和MBN值的提高效果最为明显。各处理微生物熵介于0.53%～1.64%,土壤微生物量碳氮比在1.50～4.66之间,处理间差异显著。综上所述,FSC的施用更有利于提高土壤水稳性大团聚体含量及稳定性,且对土壤微生物量碳、氮的促进作用更为显著,是改善土壤团粒结构,提高土壤质量的有效措施。     

辽宁省不同土地利用对土壤微生物量碳氮的影响

通过野外调查采样和室内氯仿熏蒸提取法分析,研究了辽宁省旱地、稻田、湿地、草地、森林、果园6种不同土地利用方式共计35个样地表层土壤（0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm）对土壤微生物量碳（SMBC）和土壤微生物量氮（SMBN）的影响。结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中土壤微生物量碳依次为森林〉湿地〉稻田〉旱地〉果园〉草地;土壤微生物量氮则为森林〉旱地〉稻田〉果园〉湿地〉草地。土壤微生物量碳氮均表现为森林显著高于其他土地利用方式,湿地、稻田、旱地、果园高于草地。除旱地和稻田,土壤微生物量碳随土层加深含量递减;而土壤微生物量氮在6种土地利用类型中,均表现为随土层加深含量递减。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮之间显著相关,土壤微生物量碳、氮是可以表征土壤肥力的敏感因子。     

丹江口库区不同土地利用土壤碳氮含量的变化

应用土壤物理分馏方法和同位素技术,对丹江口库区清塘河小流域林地、灌木地和农田的土壤颗粒组成(>2 mm、0.25～2 mm、0.053～0.25 mm和<0.053 mm)和其有机碳、全氮含量以及碳氮同位素值进行了研究。结果表明:不同土地利用下土壤颗粒组成、有机碳和全氮含量,以及碳氮同位素值均有明显差异。林地和灌木地0～10 cm土层>2 mm土壤颗粒所占百分比显著高于农田(P<0.05),0.053～0.25 mm土壤颗粒则显著低于农田(P<0.05)。林地和灌木地0～10 cm土层0.25～2 mm和<0.053 mm土壤颗粒的有机碳含量显著高于农田(P<0.05)。灌木地0～10 cm土层>2 mm、0.25～2 mm和<0.053 mm土壤颗粒,以及10～30 cm土层>2 mm土壤颗粒的全氮含量显著高于林地和农田(P<0.05)。同位素分析显示,3种土地利用类型土壤的δ13C和δ15N值在各粒径中大小顺序均为:农田>灌木地>林地。研究结果表明,土地利用类型的变化会改变植物碳的输入和土壤分解速率,进而会影响到土壤颗粒组成、土壤碳氮含量及其同位素值的变化。     

长期施肥对不同农田生态系统土壤有效碳库及碳素有效率的影响

主要讨论了长期施肥对不同农田生态系统土壤有效碳库和土壤碳素有效率的影响。结果表明：长期施肥对土壤 效碳库和碳素有效率有很大影响。有机肥处理和有机无机配合施用处理的土壤有机碳,微生物量碳,易氧化碳,可矿化碳含量,土壤碳素有效率明显高于对照和无机肥处理的。     

土壤微生物体氮测定方法的研究

用熏蒸-0.5mol/LK2SO4 直接浸取NH4+-N法 (简称薰蒸 铵态氮法 ) ,熏蒸 淹水培养法和熏蒸 通气培养法测定了有机质、全氮和C/N比差异较大的 15种土壤的铵态氮增量 (FN)。结果表明 ,它们之间有极显著的正相关 ,在反映土壤微生物体氮上有相同趋势。两种培养方法测定的FN 近乎一致 ,由此而计算的微生物体氮也几乎相同。对红油土铵态氮法测定值仅为两种培养法的 1/ 10。把铵态氮法中的FN 校正后 ,其结果与 2种培养法测定的微生物体氮同样近乎一致。用 3种方法测定的微生物体氮均与土壤有机碳存在显著正相关性。淹水培养和铵态氮法水分条件易控制 ,又无NH3的挥发损失 ,比通气培养法更加优越。对培养试验和长期肥料定位试验的土样测定结果表明 ,土壤中易矿化新鲜有机物料也会使熏蒸 淹水培养法测定的FN 显著下降 ,由此而计算的微生物体氮也显著减少 ,但熏蒸 铵态氮法测定的FN 不受新鲜有机物质的影响。与土壤微生物数目进行比较后发现 ,土壤中含易分解有机物质少或微生物体氮含量低时 ,选用熏蒸 淹水培养法测定误差小 ;当土壤中富含新鲜有机物质时 ,熏蒸 铵态氮法测定的结果更加可靠。用这两种方法在同类土壤上测定的FN 的比值相对稳定 ,微生物体氮 (BN)的平均比值为 0.98～1.01,不受施肥的影响     

城市不同功能区绿地土壤微生物量碳氮及溶解性碳氮分布特征及影响因素

为研究城市功能分区对绿地土壤活性碳氮的影响,选择合肥市不同功能区(老商业区、老工业区、居民服务区、近郊森林公园)绿地土壤为研究对象,分析了土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)、溶解性碳氮(DOC、DON)、有机碳(SOC)、全氮(TN)以及土壤基本理化性质的差异及其相互关系。结果表明,功能区类型对土壤微生物量碳氮及溶解性碳氮影响显著(P0.05),且0~30 cm土层含量均为近郊森林公园高于城区内各功能区。土层厚度对MBC、DOC、DON含量影响显著,MBC、DON在各功能区中均随土层深度增加而递减,森林公园MBN、DOC均为10~20 cm含量最高。不同功能区MBC/MBN在6~14间波动,以此预测本研究范围内土壤微生物可能以真菌和放线菌为主,细菌较少。本研究未证实DOC与MBC、MBC与DON、DON与MBN间的相关性,MBC+DOC、MBN+DON比MBC、DOC、DON、MBN更能反应土壤活性碳氮库与土壤微生物量。总体来说,相比城区内各功能区,近郊森林公园更利于土壤生物量碳氮及溶解性有机碳氮的积累。     

中国亚热带稻田土壤碳氮含量及矿化动态

Dynamics of soil organic matter in a cultivation chronosequence of paddy fields were studied in subtropical China. Mineralization of soil organic matter was determined by measuring CO2 evolution from soil during 20 days of laboratory incubation. In the first 30 years of cultivation, soil organic C and N contents increased rapidly. After 30 years, 0-10 cm soil contained 19.6 g kg^-1 organic C and 1.62 g kg^-1 total N, with the corresponding values of 18.1 g kg^-1 and 1.50 g kg^-1 for 10-20 cm, and then remained stable even after 80 years of rice cultivation. During 20 days incubation the mineralization rates of organic C and N in surface soil （0-10 cm） ranged from 2.2% to 3.3% and from 2.8% to 6.7%, respectively, of organic C and total N contents. Biologically active C size generally increased with increasing soil organic C and N contents. Soil dissolved organic C decreased after cultivation of wasteland to 10 years paddy field and then increased. Soil microbial biomass C increased with number of years under cultivation, while soil microbial biomass N increased during the first 30 years of cultivation and then stabilized. After 30 years of cultivation surface soil （0-10 cm） contained 332.8 mg kg^-1 of microbial biomass C and 23.85 mg kg^-1 of microbial biomass N, which were 111% and 47% higher than those in soil cultivated for 3 years. It was suggested that surface soil with 30 years of rice cultivation in subtropical China would have attained a steady state of organic C content, being about 19 g kg^-1.     

采煤塌陷区复垦土壤团聚体碳氮分布对施肥的响应

为了揭示长期不同培肥措施下采煤塌陷区复垦土壤团聚体有机碳氮含量的变化规律,通过干筛法研究了不施肥(CK)、单施有机肥(M)、单施化肥(CF)、有机肥与化肥配施(MCF)、生物有机肥与化肥配施(MCFB)5种培肥措施下复垦4年和8年土壤各粒级团聚体分布组成特征以及各团聚体有机碳氮含量的变化规律。结果表明,复垦土壤团聚体含量随粒级减小呈先减小后增大的变化趋势,其中以3~2mm粒级团聚体含量最低,占团聚体总量2%~3%,以2~1mm粒级团聚体含量最高,占团聚体总量25%~31%。不同培肥措施下复垦4年和8年土壤团聚体分布特征无明显差异,但较未复垦生土明显降低了7mm和7~5mm团聚体含量。复垦8年土壤的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)高于复垦4年土壤,分形维数(D)值低于复垦4年土壤。各培肥处理间以单施有机肥MWD、GMD值最高,D值最低。各培肥处理土壤团聚体有机碳氮含量随粒径减小递增,以0.5~0.25mm粒径团聚体最高,而有机碳储量以2~1mm粒级团聚体最高,分别占24.2%~33.8%和17.0%~33.1%。各处理间有机碳氮含量以单施有机肥处理最高,但不同处理间有机碳氮储量无显著差异。总体表明,采煤塌陷区复垦4年和8年土壤团聚体分布特征及碳氮储量无明显变化,单施有机肥可提高复垦土壤团聚体有机碳氮含量及团聚体稳定性。     

常规与有机农田土壤团聚体组成及碳氮储量研究

长期施用化肥或连作农田管理模式导致土壤质量退化及碳氮损失加剧。以常规农作大豆和转换后的有机农作大豆田土壤为研究对象,利用土壤物理分组技术,分析了土壤团聚体组成及碳氮储量变化。结果表明,常规农作大豆田转换为有机农作大豆田后,<0.053mm粉粒加黏粒比重显著降低,0.053~0.25mm较小团聚体显著增加,土壤稳定性增大,土壤及团聚体中有机碳和全氮含量都显著增加。有机农作大豆田土壤包被于较小的大团聚体(0.25~2mm)中的<0.053mm细颗粒有机质百分比显著降低,0.053~2mm粗颗粒有机质显著增加。有机农作大豆田土壤及团聚体中碳氮储量都显著高于常规农作大豆田,土壤碳汇和氮汇效应增大。有机农作大豆田土壤稳定性增加,团聚体中碳氮含量显著增加,土壤碳汇效应增强,有机农作方式可能比常规农作方式更有利于土壤碳氮资源持续利用。     

洞庭湖典型湿地土壤碳、氮和微生物碳、氮及其垂直分布

以洞庭湖3类湿地的典型剖面为代表,研究了土壤碳、氮和微生物C、N状况及其垂直分布.结果表明不同类型湿地土壤碳、氮和微生物C、N有明显差异,而且均随深度的增加而降低.湖草滩地表层有机碳、全氮含量明显高于芦苇滩地和垦殖水田.湖草滩地表层微生物碳,湖草滩地与垦殖水田接近,而远大于芦苇湿地.湖草滩地表层土壤微生物N,高于芦苇滩地和垦殖水田.土壤表层微生物C占有机碳的比例,垦殖水田高于湖草滩地,高于芦苇滩地.土壤微生物C与有机碳之间存在极显著的正相关关系(p<0.01);土壤全氮、微生物N与土壤有机碳之间存在极显著的线性相关关系(p<0.01);土壤容重与有机碳、土壤全氮和微生物生物量C、N之间呈现极显著的指数负相关关系(p<0.01);土壤<0.001 mm粘粒与有机碳、土壤全氮和微生物C、N之间呈现极显著的指数或对数正相关关系(p<0.01).     

不同节水稻作模式对土壤微生物数量和微生物量碳氮的影响

针对南方丘陵区季节性干旱这一区域问题,以节水稻作模式为研究对象,以常规稻作模式为对照,通过田间定位试验,研究了稻基农田土壤微生物数量和土壤微生物量碳氮的变化规律.结果表明,与该区常规稻作模式相比,节水稻作模式的土壤微生物数量和土壤微生物量碳氮差异显著;节水稻作模式有利于土壤细菌和放线菌的增殖,但抑制了真菌的增殖;土壤微生物量碳和微生物量氮的显著增加,以水旱轮作双季稻模式最佳,说明采用节水稻作模式可有效提升土壤细菌数量、放线菌数量、微生物量碳和微生物量氮含量.因此,在南方丘陵季节性干旱区,采用节水稻作模式,可促进稻田生态系统健康持续发展.