长期施肥对洞庭湖双季稻区水稻土有机碳、氮积累及其活性的影响

【目的】土壤有机质及其活性是评价土壤肥力的重要指标,研究洞庭湖区典型双季稻轮作水稻土总有机碳、全氮积累及其活性对长期不同施肥的响应特征,为稻田施肥管理和土壤培肥提供科学依据。【方法】依托国家稻田土壤肥力与施肥效应长期试验平台,以不施肥处理（CK）为对照,研究农户习惯施氮磷钾化肥（CF）、施氮钾化肥（NK）、均衡施氮磷钾化肥（NPK）、低量有机肥与氮磷钾化肥配施（LOM,有机肥氮比例为30%）、高量有机肥与氮磷钾化肥配施（HOM,有机肥氮比例为60%）影响下0-20和20-40 cm土层土壤总有机碳（TOC）、全氮（TN）含量及储量积累效应、有机碳氮活性组分含量及其比例的变化特征。【结果】26年不施肥0-20 cm土层土壤TOC含量基本稳定,仅较原始土壤增加0.64 g·kg^-1,持续植稻可能是其保持稳定的重要原因。两土层土壤TOC、TN含量在长期不同施肥后均有显著增加（P＜0.05）,但其储量仅仅在均衡施氮磷钾化肥特别是与有机肥配施后显著提升（P＜0.05）。0-40 cm土层土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）含量变幅分别为64.54-708.76、22.92-92.25、39.06-63.24、10.76-31.87 mg·kg^-1,均随土层加深而下降。施肥后0-20 cm土层土壤MBC、MBN、DOC、DON含量提高34.1%-81.8%、56.1%-134.4%、23.5%-42.0%、20.3%-83.2%,20-40 cm土层则分别提高-3.8%-38.1%、32.5%-78.2%、8.2%-37.5%、9.3%-56.8%,施肥对相同土层土壤MBC、MBN、DOC、DON含量的增加效应均表现出氮磷钾化肥配施有机肥明显优于化肥单施的处理效应,但不同化肥处理间0-20 cm土层土壤微生物量碳氮、溶解性有机碳氮含量差异不显著（P＞0.05）。随土层加深,土壤MBC/TOC、MBN/TN、DON/TN数值显著降低,而DOC/TOC值则有所增加。长期不同施肥有利于提升土壤总有机碳、全氮中活性组分比例,且以氮磷钾化肥配施有机肥处理效果最佳,其两土层土壤总有机碳、全氮中各活性碳氮组分的分配比例均较CK处理显著提高（P＜0.05）,且该效应随有机肥用量增加而增强。土壤MBC、MBN、DOC、DON两两之间及与土壤总有机碳、全氮、容重、pH具有显著或极显著相关性,与碳氮比、粘粒含量的相关关系不显著,但总体以土壤微生物量碳氮所获相关系数高于溶解性有机碳氮。施肥明显提高早、晚稻产量,两土层MBC、MBN、DOC、DON均与周年水稻产量呈现正相关性,但相关系数总体上随土层加深而明显降低（P＜0.05）。【结论】在洞庭湖双季稻区,长期不同施肥后,相同类型土壤活性有机质组分中活性氮组分含量增加较活性碳组分更明显,氮磷钾化肥配施有机肥能显著提高0-40 cm土层土壤有机碳、氮活性,更有利于土壤总有机碳氮积累及生产力提升,土壤微生物量碳氮可更敏感地预测长期施肥影响下土壤质量的变化。     

减量化肥配施紫云英对稻田土壤碳、氮的影响

以11 a(2008—2018年)长期定位试验为对象,研究了减施40%化肥下紫云英不同翻压量对双季稻产量及土壤活性有机碳、氮(DOC+MBC、DON+MBN)的影响,以探讨紫云英替代化肥的可行性和适宜翻压量。试验设置CK(不施紫云英和化肥)、GM_(22.5)(单施紫云英22.5 t·hm~(-2))、100%CF(常规施肥)和减施40%化肥(60%CF)条件下将紫云英翻压量设为15、22.5、30、37.5 t·hm~(-2)4个水平,共7个处理。于2018年晚稻收获后采集土壤样品,分析土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)。结果表明:与常规施肥相比,减施40%化肥下各紫云英不同翻压量处理早稻及全年两季稻谷产量持平或略有增加,且均随紫云英翻压量增多而提高。紫云英翻压量为15～30 t·hm~(-2)时,晚稻稻谷产量随紫云英翻压量的增多而提高,当紫云英翻压量多于30 t·hm~(-2)时,则呈下降趋势。除翻压紫云英15 t·hm~(-2)外,其他紫云英与化肥配施处理晚稻稻谷产量与常规施肥相比无显著差异;与常规施肥相比,紫云英与化肥配施均不同程度地提高了土壤MBC、MBN、DOC、DON含量。紫云英翻压量为15～22.5 t·hm~(-2)时,土壤MBC、MBN、DOC、DON均随紫云英翻压量增加而增加,当翻压量多于22.5 t·hm~(-2)时呈下降趋势;MBC/SOC和MBN/TN均随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的趋势,MBC/SOC在60%CF+GM_(22.5)处理最高,MBN/TN以60%CF+GM_(30)处理最高。DOC/SOC和DON/TN均在60%CF+GM_(15)处理最高;相关分析结果表明,土壤MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC、DON+MBN与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)呈极显著正相关(P0.01)。土壤各活性有机碳、氮与早、晚稻及全年两季稻谷产量均呈极显著正相关(P0.01)。综合考虑双季稻的产量效应及土壤培肥效果,在本试验条件下或与该试验区域气候特点和种植制度类似的南方水稻主产区,在减少40%化肥条件下,紫云英翻压22.5～30 t·hm~(-2)较为适宜。     

秸秆与地膜覆盖对旱作土娄土碳氮组分的影响

为探明不同覆盖方式对土壤有机碳氮组分的影响及其机制,为旱作农田覆盖措施的选择提供理论和实践依据。在陕西关中土娄土地区冬小麦-夏玉米轮作体系下进行田间试验,设置秸秆覆盖(SM)、半膜覆盖(HFM)、全膜覆盖(FM)和不覆盖(NM)4种处理,研究不同覆盖措施对表层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、微生物量碳氮(MBC、MBN)、可溶性有机碳氮(DOC、DON)以及0~200cm土壤剖面硝态氮和水分分布的影响。结果表明,与不覆盖处理相比,秸秆覆盖处理的土壤SOC、MBC、MBN、DOC质量分数提高3.9%、67.5%、56.2%和18.0%(P0.05),但土壤DON质量分数显著下降。全膜覆盖处理显著降低土壤DOC、DON质量分数及100~200cm土层水分储量(P0.05),但对MBC、MBN、SOC以及TN无显著影响。半膜覆盖显著降低SOC和DON的质量分数,对TN、MBN和DOC影响不显著,但显著提高MBC质量分数;半膜覆盖处理膜间的土壤MBC、MBN以及DOC质量分数均显著高于膜下,而膜间土壤DON质量分数及0~20cm、20~100cm、0~200cm土层硝态氮质量分数与累积量均低于膜下。秸秆覆盖处理与全膜覆盖处理均显著提高表层土壤(0~20cm)硝态氮质量分数和累积量,显著降低20~100cm和100~200cm土层硝态氮累积量。总体而言,秸秆覆盖提高SOC、MBC、MBN以及土壤表层硝态氮累积量,有利于提高土壤肥力,是西北土娄土区值得推广的覆盖栽培模式;薄膜覆盖降低硝态氮向深层土壤淋溶的风险,但对土壤肥力的长期影响尚不明确。     

扩蓄增容肥对塿土土壤有机碳和氮的影响

【目的】研究扩蓄增容肥对土壤有机碳、氮含量的影响,为土壤扩蓄增容肥研发和施用提供科学依据。【方法】以有机页岩、油渣和无机化肥研制的有机无机复合型土壤扩蓄增容肥为供试肥料,采用田间试验与室内分析的方法,以不施肥为对照,比较扩蓄增容肥的不同施用量、扩蓄增容材料和传统施肥(无机化肥)对塿土耕层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)等不同形态碳氮含量的影响。【结果】与不施肥处理相比,传统施肥处理和扩蓄增容肥处理均可以提高土壤有机碳(SOC)、可溶性有机氮(DON)、NO-3-N含量,而扩蓄增容肥处理还能够提高土壤易氧化有机碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)含量以及DOC/SOC。与传统施肥处理相比,扩蓄增容肥处理可明显提高土壤SOC和DOC含量。随着扩蓄增容肥施用量的提高,土壤SOC、TN含量明显升高,KMnO4-C有增加的趋势。所有施肥处理对土壤的微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)以及NH+4-N含量均没有产生显著影响。【结论】扩蓄增容肥提高土壤SOC和DOC含量的作用较传统施肥明显,更有利于土壤肥力提升,且有效减少化肥投入并降低污染环境的风险。     

扩蓄增容肥对土娄土土壤有机碳和氮的影响

【目的】研究扩蓄增容肥对土壤有机碳、氮含量的影响,为土壤扩蓄增容肥研发和施用提供科学依据。【方法】以有机页岩、油渣和无机化肥研制的有机无机复合型土壤扩蓄增容肥为供试肥料,采用田间试验与室内分析的方法,以不施肥为对照,比较扩蓄增容肥的不同施用量、扩蓄增容材料和传统施肥（无机化肥）对土娄土耕层土壤有机碳（SOC）、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮（DON）等不同形态碳氮含量的影响。【结果】与不施肥处理相比,传统施肥处理和扩蓄增容肥处理均可以提高土壤有机碳（SOC）、可溶性有机氮（DON）、NO₃^--N含量,而扩蓄增容肥处理还能够提高土壤易氧化有机碳（KMnO₄ C）、可溶性有机碳（DOC）含量以及DOC/SOC。与传统施肥处理相比,扩蓄增容肥处理可明显提高土壤SOC和DOC含量。随着扩蓄增容肥施用量的提高,土壤SOC、TN含量明显升高,KMnO₄ C有增加的趋势。所有施肥处理对土壤的微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）以及NH₄⁺-N含量均没有产生显著影响。【结论】 扩蓄增容肥提高土壤SOC和DOC含量的作用较传统施肥明显,更有利于土壤肥力提升,且有效减少化肥投入并降低污染环境的风险。     

长期定位施肥条件下土壤活性有机碳变化及其与土壤速效养分的相关性

以设施番茄栽培长期定位施肥土壤为研究对象,对1997~2013年不同施肥配比下土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)的变化规律进行研究,并探讨土壤活性有机碳与速效养分间关系。结果表明:施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量;长期单施氮肥的各个处理有机碳含量随施氮量的增加而增加,并随施用年限的增加,土壤有机碳呈增加趋势;2013年的结果显示单施氮肥、氮肥与磷肥配施、氮肥与磷钾肥配施处理较不施肥处理土壤有机碳含量提高9.9%~40.9%,这说明无机肥也有提高SOC含量的作用。施用有机肥,尤其是有机肥与无机肥配施条件下,易氧化有机碳(readily oxidized organic carbon,ROC)、水溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)的含量明显提高,其中有机肥与氮磷钾肥配施的处理DOC和MBC的含量最高。轻组有机碳(light fraction organic carbon,LFOC)与土壤速效磷呈极显著的正相关(r0.01=0.634**,n=12);ROC与碱解氮、速效钾都呈极显著正相关,其中与碱解氮的相关性最好(r0.01=0.82**,n=12)。     

桂林毛村岩溶区与非岩溶区果园土壤养分性质比较研究

研究了处于同一气候条件下岩溶区与非岩溶区果园土壤溶解有机碳的空间变化及其与土壤养分性质的关系。结果表明:岩溶区土壤pH值与土壤溶解有机碳(DOC)呈极显著负相关关系(r=-0.465,P<0.01),DOC与土壤有机碳、全氮、速效氮呈极显著正相关关系(r分别为0.347、0.574、0.444,P<0.01);非岩溶区DOC与土壤有机碳、土壤全氮含量呈正相关关系(r分别为0.187、0.191)。土壤溶解有机碳、土壤溶解有机氮(DON)与土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)的关系依土壤环境条件差异而不同。非岩溶区土壤的C/N较适宜土壤微生物的生长、繁殖。岩溶区与非岩溶区时空变化,导致土壤养分性质变化。     

元阳梯田土壤碳氮的垂直分布特性

 对元阳梯田3个海拔梯度［高海拔（1615~1682m）、中海拔（1532~1555m）和低海拔（1445~1468m）］表层土壤（0~30cm）碳氮组分的含量现状与分布特征进行了研究。结果表明：元阳梯田表层土壤有机碳（TOC）总体达到二级水平,而土壤全氮（TN）、pH值和微生物量碳氮(MBC,MBN)含量较低,土壤溶解性有机碳氮（DOC,DON）含量及其占土壤有机碳、全氮的比值较高,土壤易氧化碳（ROC）和轻组碳氮（LFC,LFN）含量处于中等水平。上述指标均呈现出随海拔的下降而降低的趋势,且元阳梯田土壤DOC,DON,ROC,LFC和LFN与梯田海拔之间呈显著正相关关系（P<005）。元阳梯田土壤TOC,TN,MBC,MBN及NH+4 N含量在3个海拔梯度之间均没有显著差异性;而土壤pH值、DON,ROC,LFC和LFN含量均在高海拔梯度显著高于低海拔梯度（P<005）     

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。     

有机无机配施对巫溪县植烟土壤碳库的影响

【目的】研究有机无机配施对巫溪县植烟土壤有机碳组成、碳库管理指数及有机碳官能团的影响,为提高植烟土壤质量,合理施肥提供参考。【方法】采用大田试验,在等氮量投入的条件下设4个处理：纯化肥(CF)、纯化肥配施菇渣有机肥(CMO)、纯化肥配施高碳基肥(CHB)、纯化肥配施生物有机肥(CBO)。通过测定土壤总有机碳、活性碳组分含量和利用傅里叶红外光谱技术(FTIR)测定土壤有机碳官能团结构,研究有机无机配施对土壤碳库的影响。【结果】(1)与单施化肥相比,配施有机肥土壤有机碳含量略有增加,各处理间无显著差异,显著提高烤后烟产量产值。(2)配施有机肥处理的土壤活性碳库中的可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)含量均显著高于单施化肥处理。其中CMO处理土壤DOC含量提升最大,分别比CF、CHB、CBO提高67.13%、12.84%和28.54%;CBO处理土壤MBC含量提升最多,与CF相比土壤MBC含量增加42.32%;CHB处理土壤易氧化有机碳(EOC)比CF高11.43%。(3)配施有机肥的处理中,CMO处理土壤DOC分配比例最大,CBO处理土壤MBC分配比例最大,CHB处理土壤EOC...     

民勤绿洲弃耕地土壤活性有机碳和氮变化特征及影响因素

【目的】了解民勤绿洲弃耕地不同土层土壤活性有机碳、氮演变特征.【方法】以民勤绿洲区不同年限弃耕地为研究对象,以常规耕地为参照,通过野外调查取样和室内测试分析,测定土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)、易氧化碳(ROC)含量.【结果】弃耕后土壤活性有机碳、氮含量呈现明显的分层现象,短期弃耕(3a)后0~20cm土层土壤MBC、MBN、POC、PON和ROC分配比例高于常规耕地(0a),并和其他弃耕地构成显著差异(P0.05).20~40cm土层,弃耕地土壤POC、PON和ROC分配比例和常规耕地差异不显著,但是MBC和MBN的分配比例和常规耕地差异显著(P0.05).深层土壤氧化稳定系数(Kos)明显高于表层土壤,而且长期弃耕地Kos值显著高于常规耕地和短期弃耕地(3a).【结论】弃耕有利于土壤活性有机碳、氮在0~20cm土层中的形成和累积,而且该土层中活性有机质的分配比例也明显高于常规耕地,弃耕能提高土壤有机质的氧化稳定性,深层土壤表现的尤为突出.     

滨海沙地3种人工林表层土壤微生物量及其影响因素

为探究福建东南沿海不同人工林砂质土壤微生物生物量碳(MBC)和生物量氮(MBN)及其影响因子,以肯氏相思(Acaica cunninghamia)、纹荚相思(Acacia aulacocarpa)和木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林为对象,采用通径分析模型,分析土壤微生物量对土壤理化性质、凋落物和细根生物量的响应。结果显示:3种人工林土壤MBC和MBN质量分数分别为42.60~51.56和5.38~6.88 mg·kg~(-1),且木麻黄的MBC和MBN质量分数均显著高于纹荚相思和肯氏相思(P0.05)。土壤w(MBC)∶w(MBN)为7.49~7.98;微生物碳熵(w(MBC)∶w(SOC))和氮熵(w(MBN)∶w(TN))的变化范围分别为1.09%~1.17%和1.34%~1.50%。Pearson相关分析表明,MBC、MBN质量分数与DOC、SOC、TN、凋落物生物量和细根生物量呈极显著正相关(P0.01)。通径分析表明,影响土壤MBC最重要的因子是细根生物量,其次是SOC;影响土壤MBN最重要的因素是细根生物量,其次是凋落物生物量。3种人工林的MBC和MBN质量分数、微生物碳氮熵与国内多数森林土壤相比均处于较低水平。     

福建典型冷浸田土壤活性有机C、N 组分特征

基于福建典型冷浸田与邻近景观单元内的非冷浸田7对14个土壤样品数据,利用配对 t检验等统计方法研究冷浸田土壤活性有机C、N组分特征。结果表明,冷浸田土壤有机C含量与C/N较非冷浸田分别提高22.1％与0.56个单位,差异显著,但冷浸田土壤微生物生物量C与水溶性C组分含量及二者占有机C比重均显著低于非冷浸田,同样,冷浸田土壤微生物生物量N含量及其占全N比重也显著低于非冷浸田。冷浸田土壤有机质含量丰富,但组分品质差。冷浸田土壤微生物生物量C或水溶性C或可作为冷浸田改良效果评价的参考指标之一。     

间伐对杨树人工林土壤微生物量和氮含量的影响

针对生产中杨树大径材培育存在的问题,设计了4种间伐处理(对照、30％下层伐、50％下层伐和50％机械伐),研究了不同间伐处理对杨树人工林土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤无机氮和土壤溶解性有机氮含量的影响及其时间和空间格局。结果表明,由于间伐处理改变了林地土壤的温度和水分条件,导致在生长季高强度间伐处理(50％下层伐和50％机械伐)显著提高了土壤微生物量碳和微生物量氮含量,表现为50％机械伐>50％下层伐>30％下层伐>不间伐,而在非生长季则表现相反的趋势。高强度间伐显著提高了土壤无机氮含量,但50％下层伐和50％机械伐的土壤无机氮含量差异不显著;土壤无机氮( NH4＋－N和NO3－－N)主要以硝态氮的形式存在,并表现出明显的季节动态。高强度间伐提高了土壤溶解性有机氮含量,特别在夏季和秋季这种差异达到显著水平。从不同土壤层次看,土壤微生物量、土壤无机氮和溶解性有机氮均表现出明显的表聚性。研究结果可为杨树人工林的可持续经营提供理论依据和技术支撑。     

有机物料还田土壤碳、氮及微生物量动态影响研究

为探究长期覆膜滴灌条件下不同来源有机物料还田对土壤有机碳、全氮、微生物量碳和氮及微生物熵的影响,在玉米生育期,设置空白(CK)及施加秸秆(MS)、牧草(FG)和羊粪(SM)共4个处理,分析比较不同处理土壤中碳、氮含量的变化.结果表明,在玉米生育期内,物料的施用使土壤有机碳(soil organic carbon,SOC...     

旱地土壤有机碳氮和供氮能力对长期不同氮肥用量的响应

【目的】揭示旱地土壤有机碳氮、氮素矿化对长期不同氮肥用量的响应及有机碳氮与氮素矿化的关系,进而评价土壤供氮能力,为旱地土壤氮素管理提供参考。【方法】在陕西杨凌2004年开始的旱地小麦氮肥长期定位试验基础上,采集不同氮肥用量(0(N0)、160(N160)、320(N320)kg N·hm~(-2))试验的土壤样品,测定土壤有机碳、有机氮,微生物量碳、氮含量,并采用间歇淋洗好气培养法测定土壤的氮素矿化。【结果】与对照N0相比,施用氮肥(N160、N320)增加了0—10、10—20、20—40、0—40 cm土层有机碳含量,且在小麦播前期和收获期表现不一致;施氮(N160和N320)处理均显著提高了0—10 cm土层有机氮含量,但仅N320处理显著提高了0—40 cm土层土壤有机氮含量;施用氮肥(N160、N320)未改变0—10、10—20 cm土层土壤微生物量氮和微生物量碳含量,仅N320处理显著提高了20—40、0—40 cm土层微生物量氮和微生物量碳含量。0—10 cm土层,土壤氮素矿化量、矿化势(N_0)与施氮量、有机氮含量呈显著正相关,氮素矿化速率常数(k)则与其呈显著负相关。10—20 cm土层,施氮处理(N160、N320)土壤的氮素矿化量均显著高于不施氮处理(N0),增幅分别为27.3%和35.2%,且与施氮量、有机碳、有机氮含量呈显著正相关;氮素矿化势(N_0)随着有机碳增加而显著增加,矿化速率常数(k)则降低。20—40 cm土层,N320能提高氮素矿化量,并与有机氮、微生物量碳呈显著正相关。【结论】合理施氮肥能明显促进旱地0—10和10—20 cm土壤有机碳、有机氮积累,提高土壤氮素矿化能力,降低氮素矿化速率,是提高旱地土壤有机氮、有机碳含量和土壤供氮能力的有效途径。