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。     

长期不同施氮量下黑土团聚体稳定性及有机碳含量的变化

为测定不同氮肥施用量对黑土团聚体组成及稳定性、有机碳含量及团聚体有机碳分布的影响,阐明黑土有机碳稳定性对不同施氮水平的响应机制,本研究在吉林省梨树县不同施氮水平长期定位试验田进行取样,以施氮水平不同设置5个处理,分别为T1(0)、T2(160 kg·hm^-2)、T3(240 kg·hm^-2)、T4(280 kg·hm^-2)、T5(320 kg·hm^-2),分析长期不同施氮量下水稳性团聚体组成、团聚体结构特征、土壤总有机碳含量及团聚体有机碳分布的变化,探究酸化黑土有机碳含量影响特征。结果表明：随氮肥施用水平的升高,土壤碱解氮(AN)和全氮(TN)含量先增后减,T3处理含量最高,AN和TN分别比T1处理高24.90%、10.28%;土壤速效磷(AP)的含量呈下降趋势。随氮肥用量的提高,土壤团聚体呈现大粒径团聚体向小粒径团聚体转变的趋势,>2 mm粒径团聚体下降14.55%。土壤有机碳总量随施氮水平的提高呈先增后减的趋势,施氮量为280 kg·hm^-2有机碳含量最高;>2...     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

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)。     

赤红壤碳库管理的滴灌施氮模式研究

【目的】探索有利于赤红壤碳库管理的滴灌施氮模式。【方法】通过模拟滴灌系统的盆栽试验,研究了3种滴灌方式和5种施氮处理对土壤有机碳和活性有机碳含量、碳库管理指数和酶活性的影响。【结果】与N0-CDI(土壤施氮量为0结合常规滴灌)相比,N2-ADI(滴灌施氮量0.18 g·kg–1结合交替滴灌)处理土壤有机碳含量提高55.2%,土壤活性有机碳含量提高111.8%,土壤碳库管理指数提高90.5%。同时,土壤有机碳含量、活性有机碳含量和碳库管理指数与过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性之间有显著相关性。【结论】滴灌施氮量0.18 g·kg–1结合交替滴灌处理是赤红壤碳库管理的最优滴灌施氮模式。     

氮肥及硝化抑制剂配合施用对石灰性土壤二氧化碳释放的影响

为研究施用氮肥对同时含有有机碳及无机碳石灰性土壤碳释放的影响,在陕西杨凌进行田间试验,比较了不同施氮量(0、160、220 kg·hm~(-2))及其与硝化抑制剂(DCD)配合(N160、N220及N160+DCD、N220+DCD)对土壤pH值、矿质态氮含量和二氧化碳(CO_2)释放量的影响。结果表明:施用氮肥显著降低了耕层土壤pH;配施DCD后土壤pH降低幅度小于未加DCD处理;加入DCD使氮肥的硝化过程推迟了约20 d;未加DCD处理的土壤CO_2释放量随施氮量增加而增加,试验结束时(施肥37 d后)土壤CO_2累积释放量最高达到167.1 g·m~(-2)。与N0处理相比,N160和N220处理的土壤CO_2累积释放量显著增加,增幅分别为20.9%和25.7%;N160+DCD和N220+DCD处理显著降低了土壤CO_2累积释放量,比对应相同施氮量处理分别降低了13.5%和11.0%。上述结果说明施用氮肥会同时影响石灰性土壤有机碳及无机碳的释放,施用氮肥引起的土壤无机碳的释放值得关注。     

青藏高原高寒草甸土壤有机碳、氮对施肥的响应

施肥能够影响土壤有机碳和有机氮,为了探明长期施肥对高寒草甸土壤有机碳、有机氮的影响,本试验以青藏高原东缘高寒草甸为对象,研究了无机氮肥添加对土壤有机碳、有机氮的影响。结果表明:(1)适度施肥能够提高土壤中有机碳、氮的含量。同时,施肥能够激发土壤有机碳、氮的分解速率,使土壤有机碳和有机氮含量下降,激发效应随施肥量的增加而增强,存在饱和点。(2)施肥能够增加土壤有机碳、氮的空间异质性和时间异质性。(3)土壤中有机碳含量与有机氮含量极显著的线性相关(R=0.946,P0.01)。     

长期施肥下黄壤稻田土壤有机碳和全氮的演变特征

以贵州黄壤稻田19年长期施肥定位试验为基础,选取对照(CK)、单施氮肥(N)、单施有机肥(M)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量有机无机肥配施(0.5 MNPK)和常量有机无机肥配施(MNPK)6个施肥处理,通过历史土样收集、田间取样和室内分析,结合趋势拟合,研究不同施肥下黄壤稻田有机碳(SOC)和全氮(TN)的时序变化规律,阐明长期施肥下黄壤稻田土壤碳氮含量的演变特征,揭示土壤培肥和固碳供氮的关系,为合理施肥提供理论依据。结果表明,1995—2006年各处理土壤有机碳含量和全氮含量呈下降趋势,2006—2014年呈增长趋势,其中施用有机肥的处理(M、MNPK和0.5 MNPK)对土壤有机碳含量和全氮含量的提升幅度大于单施化肥处理(N、NPK)。2006—2014年除CK处理外,其他处理土壤有机碳含量演变趋势均为显著的线性增加,年增长率依次为0.62 g/kg(M)、0.61 g/kg(MNPK)、0.59 g/kg(0.5 MNPK)、0.49 g/kg(N)和0.40 g/kg(NPK),均显著高于CK(0.17 g/kg)。与2006年对比,2014年各施肥处理土壤全氮含量均有增加,其中M增幅最高(81.9%),其次是MNPK(52.9%)、NPK(45.2%)、0.5 MNPK(34.9%)和N(18.0%)。2006—2014年各施肥处理土壤全氮含量的演变趋势与有机碳含量大体相同,除CK处理和N处理外,其他各处理土壤全氮含量均呈显著增加趋势(P0.05)。经长期施肥后,黄壤稻田各处理土壤碳氮比稳定在12.3左右。单施有机肥或者有机无机肥配施可以显著增加土壤有机碳和全氮的含量。长期有机肥化肥配合施用是土壤培肥的最佳选择。     

聚马来酸酐对设施土壤微生物生物量碳、氮及土壤呼吸速率的影响

研究聚马来酸酐对设施土壤有机碳、全氮、土壤微生物生物量碳、生物量氮及土壤呼吸速率的影响。结果表明,单施氮肥、聚马来酸酐氮肥配施均显著提高了土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤呼吸速率强度。单施聚马来酸酐显著提高土壤C/N,对土壤微生物生物量碳、氮与土壤呼吸速率无显著影响。土壤微生物生物量碳、氮及土壤呼吸速率与土壤有机碳、全氮呈极显著(P0.01)或显著相关关系(P0.05)。与聚马来酸酐氮肥配施处理相比,单施氮肥对土壤微生物生物量碳、氮以及土壤呼吸速率无显著影响。氮肥配施适量的聚马来酸酐对提高设施土壤肥力、改善设施土壤质量效果最好。土壤微生物生物碳、氮及土壤呼吸速率可反映土壤质量的变化,作为评价设施土壤肥力的指标。     

长期不同培肥处理对土壤有机氮组分及氮素矿化特性的影响

【目的】揭示长期不同培肥处理对黄土高原南部土垫旱耕人为土(土)土壤有机氮组分、氮素矿化的影响以及有机氮组分对氮素矿化潜力的贡献。【方法】采用Stanford和Smith间歇淋洗好气培养法测定了土19年长期不同施肥处理土壤矿化氮的数量,并采用Bremner法测定了培养前、后土壤有机氮各组分含量的变化。【结果】各处理土壤有机氮各组分含量高低顺序为:氨基酸氮非酸解氮酸解未知氮氨态氮氨基糖态氮。与不施肥对照相比,长期单施化肥处理土壤有机氮各组分含量有不同程度的增加,但幅度有限;化肥配施秸秆或有机肥处理显著提高了各有机氮组分含量,其中以氨基酸氮含量增加幅度最大;化肥配施秸秆或有机肥处理降低了酸解有机氮占全氮的比例。化肥长期配施有机肥或秸秆,显著提高了土壤氮素矿化势(N0)以及矿化率,其中化肥配施有机肥土壤N0大于化肥配施秸秆处理。相关分析表明,土壤氮素矿化势N0与培养前后土壤氨基酸氮变化量间呈显著负相关关系(P0.05),与土壤酸解未知态氮和非酸解氮的变化量间的负相关关系未达显著水平(P0.05)。【结论】化肥配施有机肥或秸秆,是提高土壤供氮潜力的有效手段;氨基酸氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。     

黑土有机培肥对土地生产力及土壤肥力影响研究

20年定位监测结果表明,有机肥与化肥配施处理,可显著提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量。其中,高量有机肥与氮、磷、钾化肥配施处理耕层有机质与全氮含量比试验前分别增加39.0%和30.7%。化肥与有机肥长期配施对土地生产力贡献优于相应化肥单施。N素化肥生产力贡献率72.9%,与有机肥配施对土地生产力贡献率92.2%,增产贡献率86.0%,比氮、磷、钾化肥处理增产贡献率高1.8%。有机肥对土地生产力贡献为80.3%,无肥处理贡献率为39.6%。高量有机肥与氮、磷、钾化肥配施对土地生产力贡献居首,能有效增加土壤养分含量,是提高生产力水平和培肥地力的最佳施肥结构。     

水田和旱地土壤有机碳周转对水分的响应

【目的】研究土壤含水量对水田和旱地土壤中可溶性有机碳和微生物量碳含量以及有机碳矿化的影响,以探明水田和旱地有机碳周转差异的来源。【方法】在标准培养条件下（25℃,100%空气湿度）培养100 d,研究了5个水分梯度下（45%、60%、75%、90%、105%WHC,WHC为土壤饱和持水量）水田和旱地土壤有机碳的矿化特征,并测定了培养期内3个水分梯度下（45%、75%、105%WHC）土壤的可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量。【结果】土壤含水量、土地利用方式（水田和旱地）及两者的交互作用对土壤有机碳的矿化、DOC和MBC均有显著影响。水田（45%-90%WHC）和旱地（45%-75%WHC）土壤有机碳的累积矿化率（量）随含水量增高而增高,有机碳的周转半衰期随含水量的增高而缩短（水田为5.23-7.57 a,旱地为6.79-12.87 a）。100 d的培养期内,水田和旱地土壤分别有2.33%-3.94%和1.66%-3.33%的有机碳参与了矿化。淹水条件下,水田和旱地土壤的有机碳矿化速率均高于好气条件。同时,淹水条件还使水田土壤的DOC、MBC含量显著降低,对旱地则无影响。【结论】在一定水分范围内（水田：45%-90%WHC;旱地：45%-75%WHC）,提高含水量可以促进水田和旱地土壤有机碳的矿化,有利于养分的释放,但对土壤活性有机碳（DOC和MBC）无促进甚至有抑制作用。土壤有机碳的矿化速率和累积矿化率（量）,在淹水条件下和水田土壤中比在好气条件和旱地土壤中高,其原因之一可能是取样制样过程中土样经历的干湿交替过程促进了有机碳的降解。     

土壤含水率和盐分对土壤电导率的影响

基于电流－电压四端法的“polar-dipole array”形式,以壤土作为研究对象,对土壤含水率和土壤盐分与土壤电导率之间的相互关系进行了试验研究,结果表明,在土壤盐分和含水率2个相关因素中,土盐分对土壤电导率的影响较土壤含水率要大得多。     

不同肥力红壤旱地玉米产量和土壤基础地力的变化特征

试验选择红壤旱地上不同培肥措施的土壤,分别代表不同肥力水平的土壤:即荒地土(低肥力)、茶园土(中肥力1)、花生地(中肥力2)和菜园土(高肥力),通过设置施肥与不施肥盆栽试验,研究不同肥力水平红壤旱地的基础地力贡献率和肥料贡献率。结果表明:施肥可以显著提高玉米产量,各肥力水平的玉米产量的变化趋势为菜园土花生地茶园土荒地土,在红壤旱地上,有机培肥措施不仅可以提高作物产量,而且可以提高土壤肥力和基础地力对产量的贡献率。     

昆明市石灰岩红壤与玄武岩红壤土壤含水量对比研究

选取昆明白龙潭和花联两地的石灰岩红壤和玄武岩红壤进行土壤水分研究,结果表明:石灰岩红壤和玄武岩红壤的天然含水量、田间持水量差异很小;但石灰岩红壤的有效含水量比玄武岩红壤低5.856个百分点,初始凋萎湿度比玄武岩红壤高4.023 5个百分点,永久凋萎湿度比玄武岩红壤高4.406 5个百分点,最大吸湿水比玄武岩红壤低4.572 5个百分点。因此,昆明地区石灰岩红壤与玄武岩红壤土壤有效含水量的差异是造成这2种土壤上植被生长状况存在明显差异的重要原因。     

土壤分类研究回顾与中国土壤分类系统的修编

中国在第二次土壤普查（二普）中,由百余名土壤科学家共同制定了中国土壤分类系统,作为二普用规范性文档,二普后作为国标在全国推荐使用。对二普分县调查资料的首次汇总显示,从分县资料提取出的土壤分类名与国家标准发布的分类名存在一定差异。为对与国标不符的土壤类型名进行审核和修编,同时弄清中国现有两套土壤分类系统之间,以及这两套系统与世界土壤资源参比基础（WRB）之间的关联,对土壤分类研究进展及存在问题进行了回顾与分析。本研究显示,土壤发生学是各国进行土壤分类的共同基础,虽然理论基础相同,由于不同国家和地区所处气候带不同,拥有的土壤资源类型和人均资源量不同,经济与科技发展水平不同,采用的分类原则、命名规则、地面调查方法和采样量各有差异,最终形成的分类系统各不相同。受各国语言习惯和已有分类系统影响,也受近年来在土壤调查中对了解成土过程需求在弱化的影响,对各国土壤分类系统的整合进展并不顺利。对不同语言土壤分类系统的比较显示：中国国标分类系统更符合汉语语言特征,特别是高层级分类中的60个土类命名,能较好表达中国主要土壤类型的典型特征,易于专业及非专业人员对土壤类型及成土过程的认知,且推广应用时间已有30多年,在全国影响较大,应继续采用。国标分类系统不便进行国际交流的问题应通过建立其高层级分类,特别是国标中60个土类与世界参比基础的关联加以解决。研究表明,将土壤分类名限定于对成土过程的描述,有利于分类系统的稳定和对主要土壤类型成土过程的认知,在层级结构上对分类系统的不断调整,或将成土过程以外的土壤质量评价引入分类系统,将导致繁冗的土壤分类名,弱化对成土过程认知。由于土壤发生分类信息是进行土壤功能性状调查、评价和分类的重要辅助信息,将土壤分类限定于描述发生分类还有利于将其用于阐明土壤肥力、土壤环境和土壤健康功能性状。根据上述观点,对分县资料中土壤类型名进行了编审,土类按照国标发布的60个土类进行了归并,亚类进行了适度归并,在土属和土种名编审中,则对名称中源于现场调查的土壤分类信息尽量予以保留。     

Analysis of Soil Variability Measured With a Soil Strength Sensor

In the context of precision agriculture, the knowledge of soil strength variability at the field scale may be useful for improving site-specific tillage. Moreover, rapid and accurate sensing methods for soil physical properties determination would favourably replace labour-intensive, time-consuming and expensive soil sampling and analysis. This study aims at validating conclusions of a previous study which was conducted to develop and test a soil strength sensor in field conditions. The coupled acquisition of the sensor's signals and the corresponding DGPS positions allowed establishment of maps for the three measured outputs, namely the horizontal force (F _x ), the vertical force (F _z ) and the moment (M _y ). In order to study the relationships between measured forces and soil physical parameters, a series of soil properties were measured on soil cores collected in 10 reference plots. Significant correlations were found between F _x and the average resistance to cone penetration at 25 cm depth (r = 0.95) and between F _x and average soil moisture at 30 cm depth (r = –0.95). These relationships were similar to those found in the first study. This sensing method proved its capability to characterise within-field soil variability.     

不同土壤改良剂对番茄苗期土壤微生物及理化性状的影响

运用盆栽试验,对连作5年的番茄土壤施用不同浓度的磷石膏、醋酸及禾康3种土壤改良剂,研究其对番茄苗期土壤微生物、土壤理化性状及生长发育的影响。结果表明,施用磷石膏及禾康土壤改良剂后,土壤有效微生物菌群数量显著增加(P0.05),土壤有机质和营养物质含量也显著增加(P0.05),对番茄生长发育有一定的促进作用。施加醋酸处理后,土壤微生物主要类群数量显著减少,土壤pH及其他营养物质显著降低,对番茄生长发育无明显促进作用。综合来看,禾康土壤改良剂的改良效果最好,磷石膏其次。