长期连作棉田不同种植模式下土壤团聚体组成及其有机碳分布特征

以新疆绿洲玛纳斯河流域连作20年棉田土壤为研究对象,采用微区控制试验,分析连作棉田（CM）、轮作玉米（YL）、轮作大豆（DL）、玉米／大豆问作（YDJ）和休闲免耕（XX）5种植模式对土壤团聚体组成及有机碳分布特征的影响,结果表明：土壤粒径在53～250um机械稳定性团聚体含量在5种植模式中均为最高,所占比列为39％-53％,而粒径53-250um的水稳性团聚体含量最少。粒径）250um机械稳定性团聚体含量为DIJ〉YL〉xx〉CM〉YDJ,水稳性团聚体为cM〉YL〉DL〉YDJ〉XX。作物收获期DLSNYDJ的团粒指数比生长前期分别减少18．7％和16．6％。土壤团聚体有机碳主要集中在粒径〉250um的大团聚体中,而（250um微团聚体中含量较少。不同模式中土壤有机碳含量为DL〉YL〉cM〉xx〉YDJ。比较4种轮作模式,大豆轮作和玉米轮作有利j=团聚体的形成和稳定,可作为轮作倒茬的种植模式。     

秸秆带状覆盖对土壤团聚体及团聚体有机碳含量的影响

利用田间定位试验研究旱区秸秆带状覆盖下土壤团聚体含量及团聚体有机碳分布。设4种覆盖措施：白膜双垄沟覆盖(TW)、黑膜双垄沟覆盖(TB)、秸秆带状覆盖(TM),以平作无覆盖为对照(TN),采用干筛法和湿筛法共同测定团聚体分布特征及团聚体总有机碳、团聚体易氧化态有机碳含量。结果表明,≥0.25 mm的机械稳定性团聚体含量在69.29%以上,水稳性团聚体含量则集中在<0.25 mm粒径;0～5、5～10、10～20 cm土层,TM处理较TN处理显著提高2～<5 mm和1～<2 mm粒径机械稳定性团聚体含量,2～<5 mm粒径分别提高54.38%、21.18%和60.91%,1～<2 mm粒径分别提高45.09%、27.04%和73.13%。TM处理促进了5～20 cm土层水稳性团聚体向≥0.25 mm粒径转化,TW处理促进了5～30 cm土层水稳定性团聚体向≥0.25 mm粒径转化。TM处理较TN处理提高了0～30 cm土层≥5 mm和0.25～<0.5 mm粒径团聚体有机碳含量和0～5 cm土层各粒径团聚体易氧化态有机碳含量;TW处理较TN处理降低了0～...     

土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响

[目的]探讨土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响。[方法]利用团聚体分组方法,选择红树林湿地和农田（由湿地开垦为农田）为研究对象,分析湿地转变为农田后土壤团聚体有机碳的变化规律。[结果]土壤团聚体主要分布在2000～250μm粒级中。质量分数为76．52％。土壤有机碳含量在团聚体中分配呈现了在2000—250μm粒级中最大,50～250μm次之,〈50μm团聚体最小的规律。土地利用变化对土壤团聚体有机碳具有明显的影响,对2000～250μm粒级团聚体的影响最为显著,50～250μm次之。土壤有机碳含量与2000～250μm和〈50μm团聚体有机碳含量达到了极显著水平,但同50～250μm粒级有机碳含量并无明显相关。[结论]湿地开垦为农田后导致土壤团聚体碳库发生了显著变化,其中2000～250μm粒级有机碳对土地利用变化的响应更为敏感。     

土壤团聚体有机碳研究现状

团聚体是土壤结构的基本单位,土壤的固碳功能主要是以团聚体为载体,有机碳不同形式的转化贯穿于团聚体形成、稳定及周转过程的始终。了解土壤团聚体的生态过程及机理对土壤固碳具有重大的理论和实践意义。目前多采用干筛法和湿晒法对团聚体进行大小分组,采用密度法将其分为游离轻组有机碳、团聚体内轻组有机碳、团聚体内颗粒有机碳。筛分后的各粒径团聚体的质量分数,有机碳含量随土地利用类型、耕作方式而异。     

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...     

膨润土对镉污染土壤团聚体结构特征及有机碳含量的影响

通过4年田间原位钝化修复定位试验,研究施用膨润土钝化修复重金属镉污染菜地过程中,膨润土对土壤团聚体结构、稳定性以及有机碳含量变化特征。结果表明,与对照相比,施加膨润土后2～5 mm和5～8 mm粒径土壤团聚体数量增加,而2 mm的粒径团聚体数量则有所降低。投加膨润土提高了土壤团聚体稳定性,其几何平均直径(Geometric mean diameter, GMD)和平均质量直径(Mean weight diameter, MWD)分别增加9.57%～33.48%和4.74%～31.39%。与对照相比,全土和各粒径团聚体中有机碳含量随膨润土投加量增加而增加,而颗粒有机碳的含量则相反,最大降低了11.64%。投加膨润土提高了2～5 mm粒级团聚体对土壤有机碳含量的贡献率,0.5 mm粒级团聚体对土壤有机碳含量贡献率降低。投加膨润土后土壤烯烃类、烷烃类和酚类官能团含量有所增加,与对照相比,增加幅度分别为1.52%～4.55%、2.60%～36.28%和2.06%～10.98%。     

我国主要农耕区土壤团聚体中有机碳含量特征

农田土壤有机碳库变化问题是当前全球变化研究的热点问题之一.选择我国主要农耕区土壤,分析有机碳、总碳和总氮等在不同粒级团聚体中的分布规律.结果表明,在东北地区,如黑龙江中TOC含量较高,土壤有机碳含量与总碳含量关系密切,且均与土壤团聚体有关,土壤团聚体中TOC含量多呈单峰分布,不同直径团聚体中有机碳含量差别明显,0.053 ～0.250 mm直径团聚体中有机碳含量最高,＜0.053 mm团聚体中含量最低.因此,可以选择最佳的农业管理措施来提高农业土壤的固碳能力.     

盐碱土团聚体的有机碳含量分布

盐碱土团聚中有机质的分布直接关系着土壤的肥力及其利用情况。本文通过干筛法从盐碱土中分离出>1mm,1~0.25mm,0.25~0.1mm,<0.1mm粒级的团聚体,研究了盐碱土中团聚体有机碳的含量分布,结果表明,盐碱土团聚体中碳含量较低,肥力差,土壤结构中1~0.25mm粒级的碳含量和腐殖质碳含量均最高,是有利于盐碱土肥力储存的粒级,该结果将为盐碱土改良及相关研究提供新的数据参考。     

土壤团聚体有机碳稳定性同位素组成

由于不同植物 (植被 )有机体具有不同的碳稳定性同位素特征 ,因而土壤和沉积物有机碳的碳稳定性同位素表现出植被的标示作用 (ｐｌａｎｔｓｉｇｎａｔｕｒｅ) [1 ] 。近 1 0多年来 ,运用碳稳定性同位素研究土壤有机碳的分布及其变化以及评价植物 (作物 )对土壤有机碳变化的研究日益活跃[2 ,3] 。本文简要报道了采自不同土壤的团聚体有机碳的稳定性同位素分析结果 ,借以讨论土壤团聚体粒组中碳稳定性同位素分异和评价选择我国区域发展计划中低产土壤改良与植被恢复下土壤团聚体有机碳的变异。1　样品与分析方法1 1　土壤样品　　白浆土 (漂…     

施用有机肥提升不同土壤团聚体有机碳含量的差异性

基于收集已发表文献数据,建立具备相同有机碳分组方法(湿筛法)、相对独立的43篇文献的319组成对数据,利用Meta整合分析法研究不同耕地类型、种植制度及土壤质地条件下施肥对各粒径团聚体(2、2~0.25、0.25~0.053、0.053 mm)有机碳含量的影响程度。结果表明:与不施肥相比,施用有机肥和化肥均显著提升了土壤总有机碳(TSOC)及2、2~0.25、0.25~0.053 mm粒径团聚体有机碳含量,有机肥对总有机碳的提升幅度(38.0%)是化肥(8.8%)的4.3倍,而对各级团聚体有机碳的提升幅度(39.7%~72.3%)是化肥(4.3%~15.8%)的4.6~9.2倍(P0.05)。对于0.053 mm团聚体有机碳而言,施用化肥无影响,但有机肥能显著提升其有机碳含量。在同一条件不同粒径下,与不施肥相比,一年两熟、旱地、砂土及黏土下施用有机肥对2~0.25 mm粒径团聚体有机碳含量的提升幅度显著高于其他粒径。在同一粒径不同条件下,与不施肥相比,施用有机肥对不同粒径团聚体有机碳含量的提升幅度(P0.05)存在显著差异,分别为2~0.25 mm:砂土壤土、黏土;旱地水田、水旱轮作;0.25~0.053 mm和0.053 mm:一年一熟一年两熟;旱地水田、水旱轮作。施用化肥与施用有机肥结果类似,但差异不显著。施用化肥显著降低了水田中0.053 mm粒径团聚体有机碳含量,降低幅度为16.4%。0.25和0.25 mm粒径团聚体有机碳含量均与TSOC呈极显著正相关关系,TSOC每增加1.00g·kg~(-1)时,0.25 mm粒径团聚体有机碳含量的增加幅度(0.61 g·kg~(-1))要高于0.25 mm粒径(0.23 g·kg~(-1))。可见,施用有机肥有利于农田土壤团聚体有机碳的累积,尤其是大团聚体(0.25 mm),而不同条件下,尤其在旱地及质地较轻的砂土中,对土壤团聚体有机碳含量的累积更应该考虑有机肥的投入。     

秸秆不同还田方式对土壤团聚体及有机碳含量的影响

为提高玉米秸秆综合利用率,本文采用小区试验方法,研究连续5年不同秸秆还田方式对土壤化学性质、土壤团聚体比例及有机碳含量和玉米产量的影响。结果表明:秸秆连续还田后较对照明显增加土壤有机质含量和土壤pH。秸秆还田处理较对照增加土壤2.00 mm和0.25～2.00 mm团聚体粒级含量,其中秸秆全量还田处理的2.00 mm粒级团聚体比例较对照提高38.0%;秸秆全量还田除0.053 mm土壤团聚体有机碳含量均较对照降低,其余均增加;秸秆1/2还田可以有效增加土壤大团聚体粒级含量(0.25 mm),提高0.053 mm粒级团聚体中有机碳含量,明显提高玉米产量。由此可知,秸秆还田后有效改善土壤结构,增强通气与保水能力,提高土壤团聚体的稳定性,并增加土壤有机碳含量和改善土壤团聚体结构,并提高作物产量。     

长期免耕和深松提高了土壤团聚体颗粒态有机碳及全氮含量

【目的】耕作措施对土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)具有重要影响。本研究利用团聚体和密度联合分级方法,旨在揭示长期耕作对表层土壤团聚体内密度颗粒组分SOC及TN的影响,为深入理解黄土高原农田土壤碳氮提升机理提供依据。【方法】长期试验位于黄土高原东部边缘地区,开始于1999年,共设4个处理:少耕无覆盖(RT)、免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和传统翻耕(CT)。于2013年7月采集0—10 cm土层样品,首先通过干筛法筛分>2、1—2、0.25—1和<0.25 mm粒级团聚体,之后利用颗粒密度分组,将团聚体有机质分为轻组有机质(LF)、粗颗粒有机质(cPOM)、细颗粒有机质(fPOM)和矿质结合有机质(m-SOM)。【结果】(1)15年保护性耕作(包括NT和SM处理)显著提高了0—10 cm土层的SOC和TN含量,与CT相比,NT和SM处理的SOC含量分别提高了22.9%和21.8%,TN含量分别提高了35.2%和42.3%。不进行秸秆覆盖的少耕处理(RT)对SOC和TN无显著影响。(2)不同耕作措施改变了团聚体质量组成及其内部SOC和TN含量。NT和SM处理显著提高了1—...     

水肥调控对土壤团聚体及有机碳的影响

采用三因素三水平正交试验,在大棚番茄田研究了不同水肥调控对土壤团聚体及有机碳的影响。结果表明,2-0.25mm的团聚体所占比例最大,达43％以上,大于2mm和小于0.25mm的团聚体含量所占比例较小;正常供水＋N1P1.5K0.8＋OM63和水胁迫＋N0.6P1.5K0.8＋OM94能显著提高土壤有机碳的含量,且有机碳主要分配在2-0.25mm的团聚体上;就产量来说,正常供水＋N1P1.5K0.8＋OM63是所有处理中产量最高的,而水胁迫＋N0.6P1.5K0.8＋OM94处理,产量很低。因此,从提高经济效益和土壤质量来讲,正常供水＋N1P1.5K0.8＋OM63是最好的方案。     

种植模式对土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响

【目的】玉米大豆间作是我国多地区常见的耕作制度,研究间作后土壤团聚体的变化,旨在为以玉米大豆为主的间作体系改善土壤结构提供科学依据。【方法】通过设置裸地、大豆单作和玉米大豆间作3个处理,分析不同种植模式对土壤水稳性团聚体含量、水稳性团聚体稳定性及团聚体有机碳含量的影响。【结果】在0～20 cm土层,间作和单作的R_(0.25)(0.25 mm水稳性团聚体含量)、MWD(平均重量直径)和GMD(几何平均直径)均显著高于裸地,其大小关系表现为单作间作裸地,间作的D(分形维数)相比裸地显著降低2.33%;在20～40 cm土层,间作比单作的R_(0.25)增加10.05%,MWD增加22.45%,GMD增加16.13%,D降低0.40%。不同种植模式团聚体有机碳含量存在显著差异,在0～20 cm土层,间作2 mm和2～1 mm粒级的团聚体有机碳含量相比单作显著提高15.15%和14.82%;在20～40 cm土层,间作2 mm粒级团聚体有机碳含量比单作显著提高31%。【结论】间作改变了土壤团聚体的特征,提高了团聚体有机碳含量。     

长期定位施肥对设施土壤团聚体内颗粒有机碳含量的影响

以长期定位施肥的设施土壤为材料,采用土壤有机碳物理分组方法,研究了长期定位施肥对团聚体内颗粒有机碳(POMC)含量的影响.结果表明,有机肥和有机无机肥配施处理下的土壤大团聚体内微团聚体之间的粗POM和单施无机肥处理的粗POM平均碳含量要比不施肥高6.97倍和4.85倍.施肥对细POM C浓度的影响没有明显规律.长期施用有机肥料或配施无机肥(除AN处理外)还提高了大团聚体包襄的徽团聚体内(intra-mM)的和游离微团聚体内的(free intra-m)POM C含量,而无机肥的施用却导致了intra-mM和free intra-mPOM C含量下降22.5%～21.1%.     

不同土地利用下黑土土壤团聚体有机碳贮量的变化

[目的]为了解土地利用方式变化对黑土土壤有机碳及贮量的影响。[方法]以黑土区草地、耕地、樟子松人工林和天然次生林土壤为研究对象,对土壤团聚体有机碳与碳储量的分布和积累进行研究。[结果]在不同土地利用方式下,土壤团聚体的组成比例存在一定差异,但均以〉2mm团聚体为主。土壤不同团聚体有机碳含量的分配并不相同。相较于林地土壤,草地和耕地均降低有机碳在小粒级团聚体中的含量,而增大大粒级团聚体有机碳的含量。在不同土地利用方式下．土壤团聚体有机碳贮量变化规律与团聚体组成比例相吻合。[结论]土壤团聚体有机碳贮量的变化中,占主导地位的是团聚体组成比例。土地利用方式的改变影响黑土有机碳在不同大小团聚体中的分布和贮量。     

秸秆还田对长期连作棉田土壤腐殖质组分含量的影响

【目的】以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析秸秆还田条件下长期连作棉田土壤腐殖质组分含量变化特征,为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。【方法】试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行。设秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30 a棉田连作小区,无秸秆还田模式下1、5、10和15 a连作小区,共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为“新陆早46号”,按“30+60+30”宽窄行距配置,种植密度为每公顷19.8万株/hm²。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m³·hm^-2,采用膜下滴灌。共施纯氮495 kg·hm^-2,30%基施,其余随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。【结果】秸秆还田可以显著提高3个土层土壤胡敏酸含量,随着连作年限增加, 胡敏酸含量逐渐升高,20-40 cm土层土壤胡敏酸积累幅度最大,连作30 a棉田土壤胡敏酸含量比连作5、10、15、20和25 a分别增加139.90%、86.68%、93.33%、58.60%和22.86%;秸秆还田长期连作棉田0-20、20-40和40-60 cm土层土壤富里酸含量随着连作年限的增加而保持稳定不变, 分别维持在（2.79±0.19）、（2.56±0.10）和（1.77±0.15）g·kg^-1的水平上,而且0-20 cm和20-40 cm土层富里酸含量明显大于40-60 cm土层。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田各个土层胡敏素含量,胡敏素含量0-20＞20-40＞40-60 cm土层。秸秆还田不同连作年限C_HA/C_FA值均大于1,PQ值均大于0.5,且随着年限增加而增大,连作5 a最小,连作30 a最大,0-20、20-40和40-60cm土层连作30年C_HA/C_FA比连作5 a分别增加120.04%、116.39%和112.91%,PQ值连作30 a比连作5 a分别增加37.15%、36.44%和36.81%。【结论】秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤胡敏酸和胡敏素的含量,增加富里酸含量并使之处于稳定水平上,还能够显著地提高 C_HA/C_FA和PQ值,使土壤腐殖质品质朝好的方向转化。     

添加玉米秸秆对旱作土壤团聚体及其有机碳含量的影响

【目的】研究玉米秸秆还田对不同耕作处理下旱地土壤团聚体及其有机碳的影响,旨在探究长期传统耕作土壤添加秸秆后团聚体及其有机碳的变化规律,并确定添加秸秆提高土壤有机碳的主要原因,为旱地农田固碳技术提供理论依据。【方法】采集大田长期试验地的传统耕作和免耕小区土样进行室内培养试验,设置4个处理,分别为传统耕作土壤不加秸秆（CT）、免耕土壤不加秸秆（NT）、传统耕作土壤加秸秆（CTS）和免耕土壤加秸秆（NTS）,15次重复;秸秆为传统耕作玉米植株地上部分,用量为5%烘干土质量,在25℃恒温培养箱中通气培养180 d,定期取样进行团聚体组成和有机碳含量的测定。【结果】（1）不加秸秆处理团聚体以250—53 μm为主,占全部团聚体的52%—66%;添加秸秆处理以2 000—250 μm团聚体为主,占全部团聚体的41%—50%,CTS较CT提高230%—302%,NTS较NT提高92%—134%。（2）添加秸秆处理平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）以及>0.25 mm团聚体百分比（R_0.25）显著提高,培养到180 d时,CTS较CT分别提高133%、130%和235%,NTS较NT分别提高53%、75%和87%。（3）培养至180 d时,CTS较CT分别提高250—53 μm和<53 μm团聚体有机碳70%和54%;NTS较NT分别提高250—53 μm和<53 μm团聚体有机碳30%和25%。（4）添加秸秆显著提高2 000—250 μm团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率,CTS和NTS分别为49%—61%和50%—60%,且受团聚体组成影响较大。【结论】添加秸秆能够有效提高旱作土壤大团聚体（>250 μm）形成并增强其稳定性,提高大团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率,且对传统耕作处理土壤的促进效果更明显。     

秸秆还田对长期连作棉田土壤微生物量碳氮磷的影响

通过棉花长期连作定点微区试验, 研究了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤微生物量碳、氮、磷(SMBC、SMBN、SMBP)含量的变化规律, 为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。研究结果表明:秸秆还田可以显著提高不同土层SMBC、SMBN、SMBP含量, 且随着连作年限增加, SMBC、SMBN、SMBP含量逐渐升高;秸秆不还田条件下, 随着连作年限增加SMBC、SMBN、SMBP含量下降, 0~20 cm土层秸秆还田条件下连作5、10、15年SMBC比无秸秆还田条件下分别增加 20.8%、67.2%、70.4%, SMBN比无秸秆还田条件下分别增加22.2%、81.2%、85.4%, SMBP比无秸秆还田条件下分别增加22.3%、81.2%、85.3%;秸秆还田条件下, 0~20 cm土层连作30年棉田SMBC比连作5、10、15、20年和25年分别增加了116.6%、86.2%、101.6%、28.9%和7.99%;0~20 cm土层连作30年的SMBN含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了114.1%、82.1%、99.65%、27.8%和7.15%;0~20 cm土层连作30年的SMBP含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了65.7%、6.9%、34.2%、1.4%和2.22%。不同土层间微生物量差异表现为0~20 cm> 20~40 cm> 40~60 cm。秸秆还田可以显著提高连作棉田微生物量碳、氮、磷的含量, 且可以缓解棉花连作的不利影响, 有利于提高土壤质量和土壤肥力。     

生草栽培对刺梨园土壤团聚体分布及有机碳含量的影响

为探究生草栽培对刺梨园土壤团聚体稳定性及有机碳含量的影响,以贵州省龙里县谷脚镇刺梨园为研究对象,设置人工草(AG)、自然草(NG)和清耕(CK)三种处理,测定三种模式下土壤各粒级水稳性团聚体含量和团聚体内有机碳含量。结果表明:(1)AG和NG模式下水稳性团聚体主要集中在2 mm粒径中,CK模式下水稳性团聚体主要集中在0.25 mm粒径中;生草栽培显著提高土壤水稳性大团聚数量和平均重量直径,增加了土壤结构的稳定性;(2)0～20 cm层,NG和AG处理下,6个粒级团聚体的有机碳比CK分别高236.99%、188.52%、295.76%、267.51%、290.14%、242.10%,和122.44%、84.46%、157.05%、91.19%、127.83%、110.46%;(3)生草栽培模式下团聚体有机碳贡献率主要集中在0.25 mm粒径大团聚体中,比例为86%～95%;CK处理下,其贡献率则主要来自于0.25 mm的微团聚体。综上所述,生草栽培能显著提高刺梨园土壤团聚体稳定性及有机碳含量,自然生长杂草对土壤有机碳的增加效果优于人工种植黑麦草,研究结果可为刺梨园的科学管理和施肥提供科学依据。