施肥对板栗林土壤 CH4 吸收通量动态的影响

为了探明无机肥和有机肥施用对板栗林地土壤 CH4 吸收通量动态的影响,探讨板栗林地土壤 CH4 通量与环境因子之间的关系,在浙江省临安市典型板栗林样地布置施肥试验。于2011年6月~2012年6月期间,采用静态箱-气相色谱法测定了不施肥（CK）、 无机肥（IF）、 有机肥（OF）和有机无机混合肥（OIF）处理下土壤CH4 吸收通量的全年动态变化,并测定了土壤温度、 土壤水分、 水溶性有机碳（WSOC）和微生物量碳（MBC）含量。结果表明,板栗林土壤CH4 吸收通量呈现明显的季节性变化,最大值出现在9月,最小值出现在2~3月;施肥处理均显著抑制了土壤 CH4 的吸收,具体表现为 IF、 OF和OIF处理下土壤CH4年吸收量与CK处理［CH4 3.09 kg/(hm2a)］相比分别减少了7.0%、 1.6% 和 4.4%。此外,施肥显著增加了土壤WSOC和MBC含量（P 0.05）,且施肥使土壤碱解氮、 铵态氮、 硝态氮、 全氮和有机质含量均有不同程度的增加。相关性分析表明,土壤CH4 吸收通量与土壤表层5 cm处温度之间呈显著正相关（P 0.05）,但与土壤水分、 MBC含量之间没有显著相关性;土壤CH4 吸收与土壤WSOC含量之间（除CK处理外）均具有显著相关性（P 0.05）。因此,施肥引起土壤理化性质［如 NH+4-N、 NO-3-N、 全氮（TN）、 有机碳（SOC）等］和 WSOC 含量的改变可能是施肥显著抑制了板栗林土壤CH4排放的主要原因。     

施肥对山核桃林地土壤N2O排放的影响

【目的】N2O是重要的温室气体,其增温潜势是CO2的298倍,而且破坏臭氧层。森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,占全球陆地面积的33%,森林土壤N2O排放对全球气候变化有重大的影响。山核桃（Carya cathayensis）是非常重要的经济林,是山核桃主产区农民的主要经济来源。近年来,农民采取施用无机肥和有机肥等措施来提高山核桃产量,但施肥对山核桃林地土壤N2O排放的影响尚不清楚,本文以不施肥作为对照（CK）,研究单施有机肥(Organic fertilizer, OF)、单施化肥(Inorgnaic fertilizer, IF)、 有机无机肥配施(Organic fertilizer and Inorgnaic fertilizer, OIF)对山核桃林地土壤N2O气体排放的影响。【方法】 利用静态箱-气相色谱法对山核桃林地土壤N2O排放通量进行了为期1年的测定。采样箱为组合式,即由底座、顶箱组成,均用PVC板做成,面积为30 cm30 cm,高度为30 cm。气体样品采集频率基本为每月1次,采集气体时,将采集箱插入底座凹槽（凹槽内径和深度均为5 cm）中,用蒸馏水密封,分别于关箱后0、 10、 20、 30 min采集,用注射器抽样60 mL置于气袋,带回实验室用岛津GC-2014气相色谱仪进行测定,检测器为电子捕获检测器（ECD）,检测器温度为250℃。【结果】 山核桃林地不同施肥土壤N2O排放通量均呈现明显的季节性变化,以夏季最高、冬季最低。土壤N2O的排放通量在N -0.021~ 0.161 mg/(m2 h)之间变化,不同处理土壤N2O年累积排放量依次为单施有机肥单施化肥有机无机肥配施对照,对应值分别为N 2.17、 2.01、 1.94和0.94 kg/（hm2a）。与对照相比,施肥处理显著增加N2O的排放（P0.05）,但是各施肥处理N2O排放量之间的差异不显著。单施有机肥和有机无机肥配施处理土壤N2O排放通量与土壤水溶性有机碳含量和微生物量碳呈显著相关关系（P0.05）,而单施化肥和对照则无显著相关性。土壤N2O排放通量与地下5 cm处土壤温度均显著相关（P0.05）,而土壤N2O排放与土壤含水量间没有显著相关性。【结论】 施肥显著促进了山核桃林地土壤N2O排放,不同施肥处理之间山核桃林地土壤N2O排放无显著差异。添加有机肥引起土壤水溶性有机碳和微生物碳的增加可能是有机肥增加山核桃林地土壤N2O排放速率的主要原因之一。     

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。     

施肥对农田温室气体排放的影响研究

肥料的类型、施用量、施肥方式以及施肥时间都会影响农田温室气体的排放。以国内外相关文献为基础,综述了施肥对农田温室气体排放影响的研究进展,提出合理的减排施肥措施。     

施用秸秆和接种蚯蚓对土壤温室气体排放的影响

通过施用秸秆并接种蚯蚓于微系统实验研究发现,在 21 天的培养期内,蚯蚓活动显著增加土壤C02和N20的排放速率,与对照处理相比,单接种蚯蚓处理与单施加秸秆的处理导致CO2排放量分别增加了60%和1.35倍,相应的N2O .排放量增加了1.06倍和3.94倍.另一方面,与单施加秸秆的处理相比,接种蚯蚓配合施加秸秆的处理导致C02和N20排放分别增加了41%和45%.施用秸秆显著提高了土壤微生物生物量C含量,而单接种蚯蚓处理的土壤相比对照处理反而降低.接种蚯蚓显著提高了土壤N03--N和NH4 -N含量,秸秆处理土壤并不显著增加土壤中的NH4 -N含量.     

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。     

施肥对稻田温室气体排放及土壤养分的影响

【目的】农业活动引起的温室气体排放对全球变暖的影响日益得到关注,本试验研究不同施肥处理对稻田温室气体排放、 产量和土壤养分的影响,以期为农田可持续利用和温室气体减排提供依据。【方法】在长江中下游地区稻麦轮作区进行田间试验,设置不施氮肥(CK)、 当地习惯施肥(FP)、 推荐N肥(OPT)、 有机无机配施(OPT+M)、 秸秆还田(OPT+S)5个处理,采用静态箱/气相色谱(GC)法测定了稻季CH4、 N2O和CO2的排放情况,调查了不同施肥措施对稻田温室气体增温潜势以及产量,测定了土壤养分,并综合产量和增温潜势对温室气体排放强度进行分析,提出该区域稻田减排增产的合理施肥措施。【结果】 1) 不同处理CH4季节排放总量为OPT+SOPT+M FP OPT CK,排放量为99.02~143.69 kg/hm2; N2O季节排放量为FPOPT+MOPT OPT+S CK,排放量范围为0.95~3.57 kg/hm2; CO2排放顺序与CH4季节排放趋势一致,排放量为7231.64~13715.24 kg/hm2。2)根据稻季CH4和N2O季节排放量以及在100年尺度上的CO2当量计算,不同处理温室气体全球增温潜势大小顺序为OPT+SOPT+M FP OPT CK。在CK、 FP、 OPT、 OPT+M和OPT+S的全球增温潜势中,N2O占的比重分别为10.31%、 26.39%、 21.51%、 22.91% 和11.58%,CH4所占比重分别为89.69%、 73.61%、 78.49%、 77.09%和88.42%。稻田N2O的排放量很少,排放以甲烷为主,因此不同施肥措施所排放的N2O对综合温室效应的贡献远低于CH4。相对于当地习惯施肥处理,OPT、 OPT+M和OPT+S 3种优化施肥措施均在减少化肥施用量的情况下增加了水稻产量,增产率分别为3.6%、 14.3%和 8.5%,其中以有OPT+M处理增产效果最明显。3)不同施肥处理下,CO2排放强度为FP(0.56)OPT+S(0.52) OPT(0.50)OPT+M(0.49),OPT和OPT+M显著低于当地习惯施肥处理,OPT+M CO2排放强度最低。4)有机碳、 全氮、 速效磷和速效钾含量均在OPT+S处理中最高。【结论】不同施肥措施影响稻季温室气体排放,施用有机肥和氮肥均增加了CO2、 CH4、 N2O的排放,秸秆还田增加了CO2和CH4排放,减少了N2O排放。稻田减排应以减少CH4排放为主,推荐氮肥量配施有机肥为碳强度评价体系下最优处理。秸秆还田对土壤养分的改善趋势明显,虽然增加了CO2排放,但考虑到其可避免因焚烧造成大量CO2的排放,总体上依然减少了CO2的排放,但对秸秆还田的适宜量需要进一步研究。     

长期不同施肥管理对稻田土壤有机碳库特征的影响

以19年的长期定位施肥土壤为材料,研究不同施肥管理:不施肥(CK),施无机肥(N、NP、NK、NPK),施有机肥(OM),有机-无机配施(F、F')下稻田耕层土壤有机碳库组分及含量变化.结果表明:不同施肥方式对土壤有机碳及其组分有显著影响,土壤总有机碳(TOC)变化趋势为有机无机配施(平均12.34g/kg)>单施有机肥(平均12.15 g/kg)>无肥(平均10.56 g/kg)>化肥(平均9.78 g/kg);有机肥和化肥配施土壤徽生物量碳(SMBC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)及SMl3(2/TOC、WSOC/TOC、LFOC/TOC均显著高于单施化肥土壤的.与不施肥相比,化肥、有机肥的施用均显著增加了土壤重组有机碳(HFOC)和HFOC/TOC,其中,化肥的施用更有利于土壤重组有机碳(LFOC)的积累.单施有机肥或有机无机配施显著增加了较大粒级(>0.25 mm)水稳性团聚体及其TOC含量,而单施化肥则显著增加了较小粒级(<0.25 mm)及其TOC含量.因此,长期施用有机肥,特别是有机肥与无机肥配施能提高土壤活性碳含量和土壤团聚体稳定性,从而保持和提高了土壤质量和持续生产力.     

长期定位试验下施肥对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响

分析了长期不同施肥制度对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响。结果表明:长期施肥不同施肥制度对土壤活性碳库、碳素有效率及碳库管理指数有很大影响,长期施用有机循环肥处理,尤其是循环肥配合均衡化肥(NPK+O)施用处理的土壤有机碳、易氧化碳(ROC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳含量(MBC)、土壤碳素有效率及土壤碳库管理指数明显高于对照处理的土壤。潮棕壤活性碳库中不同形态的碳素含量大小顺序为:CROC>CMBC>CDOC,同一施肥处理水平下,不同形态碳素有效率以ACC>ABC>AAC。相关分析表明:土壤碳素有效率和碳库管理指数与土壤的化学性质尤其是土壤养分因子呈显著或极显著相关,反应了农业生产措施对土壤碳库的影响,运用土壤碳库管理指数可以很好地反映出土壤碳库的动态变化。     

长期施肥下黑土玉米田土壤温室气体的排放特征

研究不同施肥措施下东北黑土区玉米农田温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的排放量及其增温潜势,将为制定农业温室气体减排措施提供理论依据。本研究以国家(公主岭)黑土长期定位试验为平台,采用静态箱-气相色谱法对不同施肥措施下玉米农田土壤温室气体排放通量进行了监测,并分析了不同施肥处理间玉米田的综合温室效应差异。结果表明:各施肥处理土壤温室气体CO_2和N_2O的排放高峰均出现在玉米拔节期。农家肥和化肥配施(M_2NPK)处理土壤CO_2、N_2O排放通量和CH_4吸收量均显著高于施化肥处理(P0.05);施用化肥处理土壤CO_2、N_2O排放通量高于不施肥处理;撂荒区土壤CO_2排放通量最高,而土壤N_2O排放通量显著低于施肥处理;等施氮量条件下,化肥(NPK)处理土壤N_2O排放通量明显高于秸秆还田(SNPK)处理,而土壤CH4净吸收量结果则截然相反。从土壤综合温室效应和温室气体强度可分析出,与不施肥(CK)比较,偏施化肥N和NPK处理的综合温室效应(GWP)分别增加了142%和32%,SNPK综合温室效应降低了38%;尤其是有机无机配施(M_2NPK)处理的综合温室效应为负值,为净碳汇。平衡施肥NPK和有机无机肥配施(SNPK和M_2NPK)温室气体排放强度(GHGI)较弱,显著低于不施肥(CK)和偏施化肥(N)处理,其中M2NPK为-222 kg CO_2-eq·t~(-1)。因此,为同步实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,有机无机肥配施是东北黑土区较为理想的土壤培肥方式。     

生草提高山核桃林土壤有机碳含量及微生物功能多样性

山核桃(Carya cathayensis)是中国特有的高档干果和木本油料树种,但高强度经营导致林地土壤性质的改变,为了解生草对土壤的修复效果,在山核桃主产区设置了紫云英(Astragalus sinicus)、油菜(Brassica campestris)、黑麦草(Lolium perenne)和免耕4种处理,对土壤有机碳及微生物功能多样性进行分析。结果表明,不同生草栽培后,山核桃林地土壤总有机碳(total organic carbon,TOC)质量分数显著增加,与免耕相比,种植油菜、黑麦草、紫云英4 a后土壤TOC分别提高了23.12%,26.61%和24.74%,增加的组分以羰基碳为主,但并未改变土壤碳库的稳定性;同时也显著提高了林地土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)和水溶性有机碳(water-soluble organic carbon,WSOC)的质量分数,MBC增加了138.61%～159.68,WSOC提高了56.24%～69.47%%。3种生草的土壤微生物活性(average well color development,AWCD)显著高于免耕,微生物多样性指数(Shannon index, H)和均匀度指数(evenness index, E)则表现为油菜、紫云英处理显著高于免耕。研究表明,生草栽培能有效提高林地土壤TOC质量分数和微生物功能多样性,为山核桃林地土壤修复和科学管理提供参考。     

不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳、氮的影响

【目的】 本文利用天津日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳、氮含量的影响,为设施蔬菜高效施肥和菜田土壤可持续利用提供依据。 【方法】 调查在第 9 茬蔬菜 (秋冬茬芹菜) 和第 10 茬蔬菜 (春茬番茄) 进行。定位试验设 8 个处理,分别为:1) 不施氮;2) 全部施用化肥氮 (4/4CN);3) 3/4 化肥氮 + 1/4 猪粪氮 (3/4CN + 1/4PN);4) 2/4 化肥氮 + 2/4 猪粪氮 (2/4CN + 2/4PN);5) 1/4 化肥氮 + 3/4 猪粪氮( 1/4CN + 3/4PN);6) 2/4 化肥氮 + 1/4 猪粪氮 + 1/4 秸秆氮 (2/4CN + 1/4PN + 1/4SN);7) 2/4 化肥氮 + 2/4 秸秆氮 (2/4CN + 2/4SN);8) 农民习惯施肥 (CF),除不施氮肥和农民习惯施肥外,其余处理为等氮磷钾处理。在不同生育时期,采 0—20 cm 土壤样品,测定土壤微生物量碳、氮含量,并分析其与蔬菜产量之间的关系。 【结果】 两茬蔬菜不同施肥模式土壤微生物量碳、氮含量总体上均随生育期的推进呈先增后降的趋势。芹菜季较高土壤微生物量碳含量出现在定植后 90 d,土壤微生物量氮较高含量出现在定植后 60 d;番茄季分别出现在定植后 20～80 d 和 60 d。芹菜季 5 个有机无机肥料配施模式土壤微生物量碳、氮含量分别在 185.0～514.6 和 34.3～79.1 mg/kg 之间,较化肥(4/4CN)模式平均分别增加 15.1%～81.7% 和 24.5%～100.0%,其中以配施秸秆模式土壤微生物量碳、氮含量相对较高,平均分别增加 62.0%～81.7% 和 81.1%～100.0%;番茄季 5 个有机无机肥料配施模式土壤微生物量碳、氮含量分别在 120.7～338.0 和 25.5～68.8 mg/kg 之间,较 4/4CN 模式平均分别增加 16.9%～86.9% 和 12.2%～109.3%,又以配施秸秆模式土壤微生物量碳、氮含量最高,平均分别增加 61.4%～86.9% 和 78.2%～109.3%。两季蔬菜不同生育期土壤微生物量碳、氮含量与当季蔬菜产量和定位试验开始以来蔬菜总产量之间均呈极显著正相关关系。 【结论】 同等养分投入量下,有机无机肥料配合施用提高土壤微生物量碳、氮的效果显著好于单施化肥,又以化肥配施秸秆效果更佳;土壤微生物量碳、氮含量与设施蔬菜产量之间呈极显著正相关关系。证明有机无机肥配施,特别是配施一定量的秸秆可有效提高土壤微生物量碳、氮含量,维持较高的菜田土壤肥力,有利于设施蔬菜的可持续和高效生产。      

不同轮作制度下土壤中不稳定有机碳组分的变化

Taking Kenli County in the Yellow River Delta, China, as the study area and using digital satellite remote sensing techniques, cultivated land use changes and their corresponding driving forces were explored in this study. An interactive interpretation and a manual modification procedure were carried out to acquire cultivated land information. An overlay method based on classification results and a visual change detection method which was supported by land use maps were employed to detect the cultivated land changes. Based on the changes that were revealed and a spatial analysis between cultivated land use and related natural and socio-economic factors, the driving forces for cultivated land use changes in the study area were determined. The results showed a decrease in cultivated land in Kenli County of 5321.8 ha from 1987 to 1998, i.e., an average annual decrement of 483.8 ha, which occurred mainly in the central paddy field region and the northeast dry land region. Adverse human activities, soil salinization and water deficiencies were the driving forces that caused these cultivated land use changes.     

坡耕地黑土活性有机碳空间分布及生物有效性

以一东北黑土区典型漫岗坡耕地为研究对象，测定不同侵蚀程度地形部位的活性碳组分，以分析土壤侵蚀对活性碳组分的影响以及沉积区侵蚀碳的归宿。研究结果表明：各地形部位表层黑土（0～20cm）水溶性有机碳（WSOC）含量介于14．6～20．0mg／kg之间，低于总SOC含量的0．15％WSOC在沿坡迁移的同时，向下淋溶也很显著。MBC含量为121．5～583．6mg／kg，占总SOC的1．0%～4．7％。Min—C变化范围为52．8～115．3mg／kg，土壤Min-C差异主要集中在表层。土壤侵蚀显著降低侵蚀部位表层土壤Min-C、WSOC和MBC含量，沉积区土壤MBC、Min—C含量及其商值较高，而WSOC却无显著累积。相关关系表明，表层土壤Min—C、WSOC和MBC均于总SOC含量呈显著正相关。初步的研究结果认为侵蚀物质的输入增加沉积区表层土壤微生物活性和土壤碳的矿化潜力，常年处于氧化环境中的侵蚀碳可能被矿化而难以累积。     

长期施肥对红壤旱地土壤活性有机碳和酶活性的影响

以江西进贤长期肥料定位试验为平台,研究了红壤旱地不同施肥措施对土壤微生物生物量、活性有机C、C库管理指数以及土壤酶活性的影响。研究结果表明:与不施肥和单施化肥土壤相比,施有机肥处理土壤的pH、CEC、有机C、全N、全P、无机N、速效P、速效K及土壤微生物生物量均显著增加,土壤活性有机C和C库管理指数也较试前土壤和其他处理土壤明显提高,此外,土壤的转化酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性也较其他处理显著增加。土壤微生物生物量、活性有机C以及4种土壤酶活性之间的相关关系显著,且它们均与土壤有机C、全N、全P、无机N、速效P等土壤养分呈显著正相关。因此,红壤旱地通过长期施用有机肥或与无机肥配施,不仅能显著提高土壤有机质的数量和质量,而且能增加土壤微生物生物量和酶活性,从而显著提高土壤肥力和土壤持续生产力。     

长期施肥与地膜覆盖对土壤微生物量碳氮的影响

通过田间定位试验研究长期施肥与地膜覆盖对土壤微生物量C、N的影响。结果表明，长期施肥与地膜覆盖提高了土壤微生物量C、N含量，长期施有机肥和有机无机肥配施，土壤微生物量C、N显著高于单施化肥和不施肥。相关分析表明，土壤微生物量C、N与土壤有机C、全N均呈极显著的正相关。土壤微生物量C、N可作为指示土壤肥力的重要指标。本试验土壤微生物量C占有机C的比例平均为9．95％，微生物量N占全N的比例平均为10．78％。     

水稻-小麦轮作系统中土壤活性有机碳库对长期施用化肥，秸秆和粪便的敏感度

Labile soil organic carbon(SOC) pools, estimated through chemical fractionation techniques, are considered sensitive indicators of management-induced changes in quality and composition of soil organic matter. Although the impacts of organic manure and crop residue applications on C sequestration in rice-wheat system are fairly well documented, their influence on labile SOC pools is relatively less known. Impacts of organic manure, rice straw, and inorganic fertilizer nitrogen(N) applications on soil total organic carbon(TOC)and SOC pools including water-extractable organic C(WEOC), hot water-soluble organic C(HWOC), potassium permanganateoxidizable organic C(KMnO 4-C), microbial biomass C(MBC), mineralizable organic C(Cmin), and the oxidizable fractions of decreasing oxidizability(easily-oxidizable, oxidizable, and weakly-oxidizable) were investigated in an 11-year field experiment under rice-wheat system. The field experiment included treatments of different combinations of farmyard manure, rice straw, and fertilizer N application rates, with C inputs estimated to be in the range from 23 to 127 Mg ha-1. After 11 years of experiment, WEOC,HWOC, and KMnO 4-C were 0.32%–0.50%, 2.2%–3.3%, and 15.0%–20.6% of TOC, respectively. The easily-oxidizable, oxidizable,and weakly-oxidizable fractions were 43%–57%, 22%–27%, and 10%–19% of TOC, respectively. The applications of farmyard manure and rice straw improved WEOC, HWOC, KMnO 4-C, easily-oxidizable fraction, Cmin, and MBC, though the rates of change varied considerably from-14% to 145% and-11% to 83% of TOC, respectively. At the C input levels between 29 and 78 Mg C ha-1during the 11-year period, the greatest increase was observed in WEOC and the minimum in KMnO 4-C. Water-extractable organic C exhibited a relatively greater sensitivity to management than TOC, suggesting that it may be used as a sensitive indicator of management-induced changes in soil organic matter under rice-wheat system. All the other labile SOC pools exhibited almost the same sensitivity to management as TOC. Most of the SOC pools investigated were positively correlated to each other though their amounts differed considerably. Long-term applications of farmyard manure and rice straw resulted in build-up of not only the labile but also the recalcitrant pool of SOC, emphasizing the need for continued application of organic amendments for permanence of the accrued C under the experimental conditions.     

Long-term fertilization and residue return affect soil stoichiometry characteristics and labile soil organic matter fractions

Ecological stoichiometry provides the possibility for linking microbial dynamics with soil carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) metabolisms in response to agricultural nutrient management. To determine the roles of fertilization and residue return with respect to ecological stoichiometry, we collected soil samples from a 30-year field experiment on residue return (maize straw) at rates of 0, 2.5, and 5.0 Mg ha^-1 in combination with 8 fertilization treatments:no fertilizer (F0), N fertilizer, P fertilizer, potassium (K) fertilizer, N and P (NP) fertilizers, N and K (NK) fertilizers, P and K (PK) fertilizers, and N, P, and K (NPK) fertilizers. We measured soil organic C (SOC), total N and P, microbial biomass C, N, and P, water-soluble organic C and N, KMnO₄-oxidizable C (KMnO₄-C), and carbon management index (CMI). Compared with the control (F0 treatment without residue return), fertilization and residue return significantly increased the KMnO₄-C content and CMI. Furthermore, compared with the control, residue return significantly increased the SOC content. Moreover, the NPK treatment with residue return at 5.0 Mg ha^-1 significantly enhanced the C:N, C:P, and N:P ratios in the soil, whereas it significantly decreased the C:N and C:P ratios in soil microbial biomass. Therefore, NPK fertilizer application combined with residue return at 5.0 Mg ha^-1 could enhance the SOC content through the stoichiometric plasticity of microorganisms. Residue return and fertilization increased the soil C pools by directly modifying the microbial stoichiometry of the biomass that was C limited.     

不同植被恢复对侵蚀型红壤活性碳库的影响

为了解侵蚀型红壤不同植被恢复后,土壤有机碳的演变状况,采集了持续时间为17年和9年的2个定位试验点土壤样品,分析了土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和矿化态碳含量.结果表明侵蚀型红壤植被恢复后,土壤总有机碳和各类活性碳含量均明显增加,并随着恢复时间的延长,土壤各类碳含量显著上升.同样是杉木林,恢复17年的土壤(0～20 cm)总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和矿化态碳的含量分别是恢复9年土壤的2.18倍、2.95倍、2.25倍和2.01倍.不同处理比较来看,木荷林土壤各类碳含量明显高于杉木林土壤,黑麦草处理矿化态碳含量明显高于恢复时间相同的杉木和胡柚处理.分析了各处理活性碳占总有机碳的比例发现,植被恢复17年的2个处理,土壤微生物量占总有机碳比例明显高于恢复9年的3个处理;恢复时间分别为17年和9年的2个杉木处理,土壤水溶性碳占总有机碳比例明显较高,而矿化态碳占总有机碳比例明显偏低;黑麦草处理矿化态碳占总有机碳比例明显高于恢复时间相同的杉木和胡柚处理.从相关分析来看,土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳及矿化态碳两两之间相关性均达极显著水平(P＜0.01);土壤各类碳与土壤全氮、水解氮、有效磷含量之间也具有极显著相关性.