不同稻草还田方式下土壤碳库管理指数的研究(英文)

[目的]明确稻草还田方式对双季稻田土壤肥力的影响。[方法]对不同稻草还田方式对土壤总有机碳(CTOC)、活性有机碳(CA)、矿化碳(CM)的影响进行分析,并计算各处理碳库活度(A)、碳库活度指数(AI)、碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI)。[结果]与不施肥对照相比,早晚稻两季稻草还田提高了土壤总有机碳、活性有机碳和矿化碳含量及其碳素有效率。等养分条件下,稻草还田处理的土壤总有机碳、活性有机碳及其碳素有效率均高于稻草烧灰还田和稻草不还田处理,且活性有机碳含量差异显著。土壤碳库管理指数处理间差异达显著或极显著,其大小趋势为稻草全量还田>稻草烧灰还田>稻草不还田。[结论]本研究为增加土壤活性有机碳含量以及增加土壤肥力提供了量化的理论依据。     

典型干旱荒漠区枣园土壤有机碳与土壤酶活性变化及相关性研究——以新疆麦盖提县为例

以干旱荒漠区枣园土壤为对象,对土壤有机碳与土壤酶活性特征及相关性进行分析。结果表明,随着种植年限的增加,枣园土壤有机碳含量时间尺度上表现为先增长后降低,总体表现为3 a5 a15 a10a;在空间尺度上,枣园土壤有机碳含量表层化明显,随着土层厚度的增加有机碳呈现逐层降低的趋势;种植年限对枣园土壤酶活性有显著影响,枣树种植年限超过一定年限,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均随着种植年限的增加而增大;过氧化氢酶活性表现为先升高后降低再升高。同一树龄不同层次脲酶、蔗糖酶活性随土壤深度增加而递减,磷酸酶活性表现为先降低后升高。有机碳含量与过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性极显著正相关(P0.01),与碱性磷酸酶活性显著正相关(P0.05)。土壤酶活性与土壤活性有机碳的相关性总体上高于与总有机碳的相关性。回归分析表明土壤有机碳对土壤四种酶活性均表现为正效应,呈显著的线性关系。枣园土壤体系中,土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性可以作为指示土壤有机碳含量的指标,同时也是指示土壤肥力的有效指标;     

连续施用土壤改良剂对沙质潮土肥力及活性有机碳组分的影响

【目的】以河北省廊坊市小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2015—2018年田间连续定位试验,研究两种土壤改良剂对土壤活性有机碳组分含量和土壤碳库管理指数的影响,以期为沙质潮土有机碳库培育,改善土壤质量提供理论依据。【方法】试验采用单因素随机区组设计,设4个处理:(1)单施化肥(CK);(2)CK+有机改良剂15 t·hm-2(T1);(3)CK+无机改良剂2.25 t·hm-2(T2);(4)CK+有机改良剂15 t·hm-2+无机改良剂2.25t·hm-2(T3)。收获季测定土壤有机碳、全氮、pH、速效磷、速效钾,并运用修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数(IFI)。再分析活性有机碳各组分含量,并计算碳库管理指数(CPMI)。最后通过CPMI和IFI指示指标评价连续施用土壤改良剂对沙质潮土改良的应用效果。【结果】较CK处理,施用有机改良剂处理土壤总有机碳(TOC)和土壤综合肥力指数(IFI)均显著提高,尤其是有机无机改良剂配施时效果最显著;施用有机改良剂处理各活性碳组分含量均呈升高趋势,并且活性有机碳各组分含量呈现为:易氧化有机碳(LOC)可溶性有机碳(DOC)微生物量碳(MBC);施用有机改良剂各处理土壤活性碳库组分有效率均呈下降趋势,T1、T3处理土壤易氧化有机碳有效率(LOC/TOC)较CK分别显著降低了12.57%和12.02%,微生物量碳有效率(MBC/TOC)较CK分别显著降低了12.84%和12.30%,单施无机改良剂处理较CK无显著影响,说明施用有机改良剂增加活性有机碳各组分含量的同时,向土壤中输入了更多的稳定态碳,进而导致有效率的降低;施用有机改良剂各处理土壤碳库指数显著升高、碳库活度显著降低,说明施用有机土壤改良剂能够促进土壤碳库的积累;施用有机改良剂各处理土壤碳库管理指数均呈升高趋势。主成分分析结果表明,施用有机改良剂能够影响土壤中活性碳各组分含量及其有效率。【结论】连续施用有机改良剂能够显著提高沙质潮土肥力,增加土壤碳库管理指数,累积碳库库容,改善土壤质量。     

秸秆和生物炭还田对稻田土壤有机碳及其矿化的影响

通过对稻田土壤有机碳矿化特征及其活性组分的研究，为提高贵州黄壤稻田土壤固碳能力提供理论依据。设置4个处理：不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆配施化肥(NPKS)和生物炭配施化肥(NPKB),结合室内矿化试验对土壤碳氮比(C/N)、活性有机碳(AOC)含量、碳库管理指数(CPMI)和有机碳矿化进行研究。结果表明，与NPK处理相比，NPKB处理SOC含量和C/N分别显著提高9.10%、23.10%,NPKS处理TN含量最高，与CK处理相比显著提高19.39%。NPKS处理下，土壤易氧化有机碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量均最高，分别为5.88 g/kg、96.15 mg/kg和334.09 mg/kg。与NPK处理相比，NPKB处理显著增加了土壤稳态碳(SC)含量、碳库指数(CPI)和CPMI,对碳库活度(A)和碳库活度指数(AI)无显著影响，NPKS处理则显著增加了A、AI和CPMI。在培养期内，SOC矿化速率在第1天处于最大值，前期(第1～6天)大幅下降，后期(第6～45天)缓慢下降；第45天时，SOC累积矿化量在2.14～2.82 g/kg之间，而...     

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。     

黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变

 【目的】土壤碳库管理指数是表征土壤碳变化的重要量化指标,研究黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数的变化过程对认识该地区生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳（TOC）、活性有机碳（LOC）、非活性有机碳（NLOC）及碳库管理指数（CPMI）的演变特征,并运用相关和回归分析方法对生态恢复过程中碳库各组分和恢复年限进行拟合。【结果】营造刺槐林可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,50 a时TOC、LOC、NLOC和碳库指数（CPI）分别较坡耕地增加271%、174%、467%和271%,其中NLOC增加速率略高于LOC,表明植被恢复增加的土壤碳素绝大多数以非活性形态贮存起来,而为了满足生物生长所必须的活性物质来源,土壤碳库必须维持一定的活度状态来满足碳素的动态转化平衡,碳库管理指数在营造刺槐林初期显著降低,随后先增加后降低,与刺槐林生长特性密切相关;但与天然林相比差距仍然较大,恢复50 a时TOC、LOC和NLOC仅为侧柏林的49%、34%和61%。【结论】侵蚀环境下的坡耕地由于人为干扰,土壤碳库含量偏低,并处于高速低效率物质转化过程中,人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用增加土壤碳库各组分含量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的水平,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。     

双季稻区保护性耕作下土壤有机碳及碳库管理指数的研究

本文以双季稻区保护性耕作定位试验为研究对象,测定了保护性耕作下土壤不同层次总有机碳、活性碳的动态变化,并计算了各处理的碳库活度、活度指数、碳库指数和碳库管理指数.结果表明,土壤总有机碳和活性碳均随土层的增加而减少,0～10 cm和10～20 cm土壤总有机碳分层受耕作方式影响大,而活性碳分层受秸秆还田影响大.秸秆还田提高土壤各层总有机碳,免耕提高土壤0～10 cm总有机碳,而旋耕和翻耕提高土壤10～20 cm总有机碳;其中旋耕提高土壤0～10 cm总有机碳,以及翻耕和秸秆还田提高土壤各层总有机碳具有可持续增加的潜力.秸秆还田和少免耕提高土壤0～20 cm土层活性碳.秸秆还田提高土壤0～10 cm总有机碳、活性碳、稳态碳、碳库指数以及碳库管理指数,同时提高了10～20 cm各项碳库指数,但降低了0～10 cm碳库活度和活度指数;免耕和旋耕分别提高土壤0～10 cm和10～20 cm的各项碳库管理指标.     

岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性研究

目的植被的自然恢复和人工重建是加速岩溶生态系统修复、提高土壤质量的主要措施。研究岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性可揭示不同恢复方式对土壤质量的影响,旨在为岩溶区植被恢复模式的筛选和恢复的效果评价提供科学依据。方法以云南省建水县岩溶区自然恢复的天然次生林、人工恢复的云南松针叶林、桉树阔叶林为研究对象,分析不同土层的土壤有机碳组分、碳库管理指数和酶活性分布特征及其相关关系。结果各植被恢复方式下土壤有机碳(SOC)含量为9.076~56.855 g/kg,可溶性有机碳(DOC)含量为822.311~1 175.778 mg/kg,微生物量碳(MBC)含量为332.933~2 035.244 mg/kg,易氧化有机碳(EOC)含量为2.381~6.094 g/kg。同一植被恢复方式下,除云南松林下的EOC含量外,各有机碳组分含量均随土层的加深而降低,局部土层深度出现波动。云南松林土壤亚表层(10~20 cm)的EOC含量显著高于表层(0~10 cm)和深层(20~30 cm)。不同植被恢复方式对DOC、EOC与SOC含量的影响大致均表现为:天然次生林＞桉树林＞云南松林,云南松林各土层的MBC含量始终显著高于桉树林。各有机碳组分与SOC均表现为极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关关系;不同植被恢复方式提升土壤碳库管理指数的能力大小为:天然次生林＞桉树林＞云南松林。SOC与CPI、CPMI呈极显著(P < 0.01)和显著(P < 0.05)正相关,EOC与CPAI、CPI、CPMI呈极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关。不同植被恢复方式通过增加土壤SOC、EOC等,从而提高了土壤碳库管理指数;整体上土壤酶活性随着土层的加深呈递减趋势,局部范围内有波动。不同植被恢复方式下土壤酶活性的变化不尽相同,过氧化氢酶和淀粉酶活性表现为天然次生林＞云南松林＞桉树林。各植被恢复方式下SOC、MBC、DOC、EOC含量与4种土壤酶活性均呈正相关关系,且多为显著或极显著水平。结论3种植被恢复措施在不同程度上提高了土壤各有机碳组分含量、碳库管理指数和土壤酶活性。其中,天然次生林对土壤整体质量的提升能力最高,桉树林在提升总有机碳及活性碳组分含量方面较为显著,而云南松林对过氧化氢酶和淀粉酶活性的提升能力更为显著。因此,应该加快岩溶区宜林土地管理方式的转变,优先考虑自然恢复,选择人工造林时要注重对阔叶树的利用和优化管理。      

膜下滴灌连作棉田土壤有机碳及其活性变化分析

【目的】研究不同连作年限膜下滴灌棉田土壤有机碳变化特征,为连作棉田有机碳储量估算、固碳潜力分析提供支撑。【方法】采用田间调查、取样测定方法,分析不同连作年限下(L₅、L₁₂、L₁₇、CK)0~40 cm土层土壤有机碳含量、易氧化有机碳、有机碳密度、土壤容重及碳库活度和碳库管理指数变化。【结果】随连作年限的延长,棉田土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增后降,连作1~5a时土壤总有机碳增加,连作5~17 a时总有机碳显著下降;在空间尺度上,有机碳含量表层0~20 cm大于20~40 cm土层含量;不同连作棉田土壤易氧化有机碳和土壤有机碳密度也表现出与总有机碳相同的变化趋势。随种植年限增加各土层土壤容重变化趋势总体为逐渐增大,L₁₇＞L₁₂＞L₅＞CK在空间尺度上,土壤容重随土层深度增加逐渐增大。在时间和空间尺度上,土壤碳库活度均表现为逐渐减小。【结论】长期膜下滴灌,短期连作可以提高土壤总有机碳、易氧化有机碳含量,随着连作年限延长,土壤有机碳和活性有机碳含量均显著下降,土壤碳库管理指数下降,土壤质量降低,土壤肥力受影响。     

不同有机肥对新建蔬菜大棚土壤的不同形态有机碳含量及碳库管理指数的影响

在大田条件下研究不同种类有机物料与有机肥配施对新建蔬菜大棚土壤的不同形态有机碳含量及碳库管理指数（CPMI）的影响。试验设计6个处理:不施肥（CK）、常规施肥（CM）、施玉米秸秆+鸡粪（SM）、施草炭+鸡粪（PM）、施蘑菇渣+鸡粪（MM）和施高量鸡粪（HM）。研究结果表明：施肥的种类和数量均对土壤总有机碳（TOC）、易氧化有机碳（LOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（DOC）、碳库管理指数（CPMI）有显著的影响,高碳素投入量及有机肥与有机物料配施均有助于提高土壤不同形态活性有机碳含量,相应地也就提高了土壤CPMI。其中MM处理对土壤TOC,LOC,MBC,DOC的提高效果最显著,与空白处理相比,增幅在36%~182%;其碳库管理指数较等碳量的SM,PM,HM处理提高28%以上。土壤LOC,MBC,DOC,CPMI与TOC之间呈极显著相关关系,其中以DOC与有机碳库其他组分间相关性最好。不同形态有机碳及碳库管理指数对不同有机肥及其配施响应的变化特征表明,在有机农业生产中重视有机肥的选择和配合施用,将使土壤碳库处于良性状态,达到更好的培肥效果。     

连续施用土壤改良剂对沙质潮土肥力及活性有机碳组分的影响

【目的】以河北省廊坊市小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2015—2018年田间连续定位试验,研究两种土壤改良剂对土壤活性有机碳组分含量和土壤碳库管理指数的影响,以期为沙质潮土有机碳库培育,改善土壤质量提供理论依据。【方法】试验采用单因素随机区组设计,设4个处理：（1）单施化肥（CK）;（2）CK+有机改良剂15 t·hm^-2（T1）;（3）CK+无机改良剂2.25 t·hm^-2（T2）;（4）CK+有机改良剂15 t·hm^-2+无机改良剂2.25 t·hm^-2（T3）。收获季测定土壤有机碳、全氮、pH、速效磷、速效钾,并运用修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数（IFI）。再分析活性有机碳各组分含量,并计算碳库管理指数（CPMI）。最后通过CPMI和IFI指示指标评价连续施用土壤改良剂对沙质潮土改良的应用效果。【结果】较CK处理,施用有机改良剂处理土壤总有机碳（TOC）和土壤综合肥力指数（IFI）均显著提高,尤其是有机无机改良剂配施时效果最显著;施用有机改良剂处理各活性碳组分含量均呈升高趋势,并且活性有机碳各组分含量呈现为：易氧化有机碳（LOC）>可溶性有机碳（DOC）>微生物量碳（MBC）;施用有机改良剂各处理土壤活性碳库组分有效率均呈下降趋势,T1、T3处理土壤易氧化有机碳有效率（LOC/TOC）较CK分别显著降低了12.57%和12.02%,微生物量碳有效率（MBC/TOC）较CK分别显著降低了12.84%和12.30%,单施无机改良剂处理较CK无显著影响,说明施用有机改良剂增加活性有机碳各组分含量的同时,向土壤中输入了更多的稳定态碳,进而导致有效率的降低;施用有机改良剂各处理土壤碳库指数显著升高、碳库活度显著降低,说明施用有机土壤改良剂能够促进土壤碳库的积累;施用有机改良剂各处理土壤碳库管理指数均呈升高趋势。主成分分析结果表明,施用有机改良剂能够影响土壤中活性碳各组分含量及其有效率。【结论】连续施用有机改良剂能够显著提高沙质潮土肥力,增加土壤碳库管理指数,累积碳库库容,改善土壤质量。     

基于坡改梯工程后的园地和耕地土壤碳库及其组分演变特征

以太行山低山丘陵区坡改梯土壤为研究对象,探究坡改梯后利用为耕地和园地不同年限的土壤有机碳各组分含量及其碳库质量演变特征。结果表明:坡改梯后,土壤有机碳各组分含量(有机碳TOC、可溶性有机碳DOC、易氧化有机碳ROC、微生物量碳MBC、微生物熵qSMBC、碳排放量CO2-C)和土壤碳库质量(碳库指数CPI、碳库管理指数CMI、碳库活度指数LI、有机碳储量SOCs)随时间变化特征总体为8年>坡改梯前>20年>2年。坡改梯后,利用为园地的土壤有机碳各组分整体高于耕地,且园地CMI、CPI、LI较耕地分别显著提高31.2%、19.3%、12.3%。在不同土层间,TOC、DOC和ROC随深度加深而降低,且0～20cm比20～40 cm土层对不同利用方式响应更加敏感。坡改梯造成的土壤碳损失8年左右达到坡改梯前水平,利用为园地比耕地对土壤碳库质量的提升潜力更高。     

侵蚀环境人工灌木林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、非活性有机碳(NLOC)及碳库管理指数的演变特征。结果表明,侵蚀环境下的坡耕地由于人为干扰,土壤碳库含量偏低,退耕营造柠条林可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,25 a时TOC、LOC和NLOC分别较坡耕地增加271%、144%和204%,仅为侧柏林的32%、30%和29%,碳库指数和碳库管理指数较坡耕地明显增加,增幅分别达到144%和108%,仅为侧柏林的28%和43%;不同灌木林对土壤碳库管理的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤碳库组分含量和管理指数明显高于柠条林,坡耕地营造灌木林后土壤经营和管理水平得到了显著改善,土壤系统向着良性方向转变。相关性分析表明有机碳、活性有机碳、非活性有机碳、碳库指数、碳库管理指数与土壤主要肥力因子相关性极其密切,可以作为反映生态恢复过程土壤质量演变的指标。     

黄土丘陵区不同农田类型土壤碳库管理指数分异研究

以纸坊沟流域不同农田类型土壤为研究对象,分析土壤有机碳、活性有机碳、非活性有机碳及碳库管理指数的演变特征。结果表明,黄土丘陵区不同农田类型土壤碳库各组分含量差异较大,其中活性有机碳是总有机碳的主要部分,占总有机碳的58.0%～79.6%,是碳库变化的主要因素。不同农田类型土壤有机碳、活性有机碳、非活性有机碳含量变化规律一致,大棚菜地最高,其次是川地、梯田和坝地、沟台地,坡耕地最小。不同农田类型土壤碳库活度、活度指数、碳库指数和碳库管理指数差异明显,变化规律相似,相对于坡耕地,各指数增加明显,其中大棚菜地增幅最大,其后从大到小依次是川地、梯田、坝地、沟台地,表明其他几种农田类型经营管理较坡耕地更为科学。相关分析表明,有机碳、活性有机碳、非活性有机碳、碳库指数、碳库管理指数与土壤主要肥力因子相关性密切,可以作为该地区农田类型土壤肥力的监测指标因子。     

短期免耕对稻田土壤活性有机碳库的影响

采用量化的方法研究了短期免耕对土壤有机碳库数量和质量的影响.结果表明,与翻耕相比.短期免耕处理没有引起土壤总有机碳和可矿化态碳的显著变化;但在水稻孕穗期免耕极显著地增加了土壤可溶性有机碳的含量,提高了可溶性碳库效率;在水稻收获时,免耕处理的易氧化态碳及其效率、微生物量碳、碳库活度、碳库管理指数是翻耕处理的1.21、1.19、1.14、1.30、1.33倍;水稻孕穗期及收获时.免耕处理土壤微生物代谢熵(qC02)显著比翻耕处理降低了0.11倍.可见短期免耕能引起土壤活性有机碳的显著变化,且微生物代谢熵(qCO2)和碳库管理指数更能灵敏地指示土壤有机碳库的变化.因而可作为评价土壤质量的重要指标.     

黄土丘陵区封禁对土壤活性有机碳与碳库管理指数的影响

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域不同封禁年限的狼牙刺群落和杂灌群落为研究对象,选取放牧地和天然次生林为参照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、非活性有机碳(NLOC)及碳库管理指数的演变特征.结果表明,封禁后土壤碳库各组分含量和管理指数随封禁年限的延长变化显著,阳坡随封禁年限增加TOC、LOC和NLOC逐渐增加,25 a时较对照放牧地增加到110%、336%和120%,仅为侧柏林的39 %、37 %、57%和24%,显著高于天然狼牙刺群落;阴坡封禁5 a后各组分较封禁前显著增加,随后逐渐增加,15 a后增幅减缓,封禁25 a后TOC、LOC和NLOC较封禁前分别增加为200%、326%和105 %,但明显低于天然杂灌丛群落和辽东栎林.相同封禁年限阴坡土壤碳库各组分含量要显著高于阳坡.不论阳坡还是阴坡,碳库指数和碳库管理指数随封禁年限逐渐增加,25 a阳坡较放牧地增加5.87倍,是天然狼牙刺群落的2.73倍,为侧柏林的93%;阴坡较放牧地增长6.25倍,高出天然杂灌丛和辽东栎林63%和48%.表明放牧地封禁后,土壤管理经营更趋于健康科学,阴坡因为水分条件改善作用更加明显.相关性分析说明有机碳、活性有机碳、非活性有机碳、碳库指数、碳库管理指数与土壤主要肥力因子相关性显著,可以作为反映生态恢复过程土壤质量演变的指标.     

保护性耕作对南方稻麦两熟高产农田土壤碳库特性的影响

在江苏省苏州市稻麦两熟高产农田进行了5年的田间定位试验,分析了保护性耕作对土壤不同层次总有机碳、活性有机碳含量的短期影响,计算了各处理的土壤碳库管理指数。结果表明:与常规耕作相比,少免耕、常规耕作+秸秆还田、少免耕+秸秆还田处理显著提高0~5、5~10 cm土层土壤总有机碳、活性有机碳含量及土壤碳库管理指数,常规耕作+秸秆还田处理还有利于提高10~20 cm土层土壤总有机碳、活性有机碳含量及土壤碳库管理指数,但保护性耕作对20~30 cm土层土壤碳库特性无显著影响。相关分析显示,短期内少免耕主要是通过增加土壤总有机碳含量提高土壤碳库管理指数,而常规耕作+秸秆还田、少免耕+秸秆还田主要是通过增加土壤总有机碳含量以及改善土壤有机碳活度来增加土壤碳库管理指数。     

黑土活性有机碳库与土壤酶活性对玉米秸秆还田的响应

秸秆还田是培肥地力、控制焚烧导致大气污染的重要途径,探讨东北春玉米秸秆不同还田量对黑土活性有机碳库和酶活性的影响,为农业生产中实施秸秆还田措施提供理论基础。本研究设置了对照不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、化肥配施1/3秸秆还田(NPKS1)、化肥配施1/2秸秆还田(NPKS2)和化肥配施全量秸秆还田(NPKS3)5种处理,主要分析了不同处理对土壤活性有机碳组分、土壤碳库管理指数、土壤酶活性及春玉米产量的影响。结果表明,秸秆还田可以明显提高可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)和易氧化有机碳(ROC)的含量,且提升效果随着还田量增加而增加。不同秸秆还田量下碳库管理指数差异明显,NPKS1、NPKS2和NPKS3处理相对NPK处理分别增加了52.83%、86.92%和114.76%。秸秆还田后土壤木聚糖酶(BXYL)、纤维素酶(CBH)、乙酰基β-葡萄糖胺酶(NAG)和β-葡萄糖苷酶(BG)的活性均有不同程度提高,以NPKS3处理对BXYL酶活性提升效果最显著(P0.05)。秸秆还田明显提高春玉米产量,但是不同还田量之间差异不显著。相对NPK处理,NPKS2和NPKS3处理显著提高了活性碳组分DOC和POC含量、碳库活度、碳库活度指数及碳库管理指数、土壤CBH、BG和BXYL酶活性(P0.05)。综合来看,在本试验地区,玉米秸秆为4500~9000 kg·hm~(-2)是比较适宜的还田量。     

稻田水旱轮作系统对土壤有机碳及产量的短期影响

[目的]探明不同水旱轮作系统对稻田不同土层土壤活性有机碳组分、碳库管理指数、土壤有机碳储量和作物产量的短期影响。[方法]2017年在荆州市江陵县三湖农场开展试验,采用随机区组设计,设置中稻-冬闲(RF)、中稻-油菜(RR)、中稻-小麦(RW)和春玉米-晚稻(MR)4种种植模式。[结果]与RF处理相比,MR处理显著降低了稻田不同层次的土壤总有机碳含量;且RW、RR和MR处理均降低了稻田土壤活性有机碳含量。MR处理有利于碳库活度和碳库活度指数的提高,RR处理则利于稳态碳和碳库指数的提高。不同土层各处理的土壤有机碳储量差异趋势一致,均为RR>RF>RW>MR,与RF处理相比,RR处理土壤有机碳储量增加了8.14%。与RF处理相比,RW、RR和MR处理产量分别增加了46.71%、35.77%和35.33%。[结论]RR模式更有利于稻田土壤有机碳的固持,是适宜在当地推广的水旱轮作模式。     

农艺措施与土地利用方式转变对土壤碳库管理指数的影响

土壤碳库管理指数是一项表征农田土壤有机碳积累与质量的综合指标,可有效地反映人类活动对土壤质量的影响。试验共采集了90组不同管理方式或利用方式的成对农田表层土壤样本,研究了农艺措施(施肥、耕作、土地平整、土壤改良)和土地利用方式转变等对土壤碳库管理指数的影响。结果表明,施用有机肥、推行秸秆还田及种植绿肥可显著提高土壤碳库管理指数;单施化肥对有机碳水平为中下的土壤碳库管理指数有一定的提高作用,但对有机碳水平较高的土壤影响不明显。深耕和平整土地及施用石灰可引起土壤碳库管理指数的下降。水田改旱种植蔬菜可导致土壤碳库管理指数的显著下降,其中以大棚蔬菜地的下降更为明显;水田改旱种植经济林(苗木、果树、茶叶)在初期(3~5年)可引起土壤碳库管理指数的明显下降,但随种植时间增加(10~20年),其土壤碳库管理指数可逐渐反弹;林地开垦种植旱作可引起土壤碳库管理指数的明显下降;滨海盐土围垦后随种植农作物年限的增加其土壤碳库管理指数逐渐增加。