不同施肥措施对德州市农田土壤生物学性状的影响

[目的]探讨不同施肥措施对山东省德州市农田土壤生物学性状的作用效果,为农田土壤的培肥与农作物的合理种植提供理论依据。[方法]通过连续3a的大田试验,研究CK(对照,不施肥)、CF(尿素提供100%的氮)、CM(牛粪提供100%的氮)和CM+CF(牛粪和尿素各提供50%的氮)等处理对德州市农田土壤养分、微生物数量、微生物多样性、活性有机碳及碳库管理指数的影响。[结果]与CF处理相比,CM+CF处理显著提高了农田土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量和部分微量元素的有效性,降低了pH值;明显增加了土壤微生物数量与微生物量碳、氮含量,其中细菌数分别较CK,CF和CM处理显著增加91.22%,65.47%和17.11%;同时,CM+CF处理的微生物多样性指数最高,并与微生物总量的变化趋势一致,而CF与CK处理的微生物多样性指数与微生物总量的变化趋势不一致。此外,CM+CF处理的低活性有机碳含量和碳库管理指数亦显著高于其他处理,其中碳库管理指数比CK,CF和CM处理高出69.52,67.84,38.61。与CM+CF处理相比,CM处理对农田土壤的影响效果较小。[结论]牛粪与化肥配施能显著改善德州市农田土壤的生物学性状,有利于提升土壤肥力和增强供肥性。     

管理措施及土壤因子对5种农田生境地表蜘蛛群落多样性的影响

以往的研究表明有机管理有利于生物多样性保护,但在不同农业生境类型中是否都存在这个结论呢?基于此问题,本研究在一个多生境的有机管理农场与一个相邻的多生境常规集约化管理农区,采用陷阱法进行蜘蛛取样,对比有机和常规管理措施下大棚菜地、果园、稻田田埂、露天田块及农田边界等5种生境类型的农田蜘蛛多样性的差异,并分析土壤因子对蜘蛛多样性的影响。研究发现:1)有机管理与常规管理的蜘蛛物种数没有显著差异,但有机管理的果园中蜘蛛个体数比常规管理的果园中多139%,且差异显著。同一管理措施下,仅常规管理农田区的农田边界蜘蛛个体数和物种数分别显著高于其他生境均值104%和59%。2)有机管理农场比常规管理农田的蜘蛛物种组成差异略大,且在有机管理下不同生境间的蜘蛛群落组成差异更明显。3)土壤因子中有机质、全氮、全磷含量等对蜘蛛群落结构有显著影响,但对蜘蛛个体数和物种数没有显著影响,仅土壤Cu含量和蜘蛛个体数呈显著负相关。在本研究中虽然有机管理和土壤因子对蜘蛛多样性有一定影响,但不同生境间管理强度、植被结构等差异对蜘蛛多样性的影响更大。因此,发展多种农业生境类型的有机农业可提升物种β多样性。同时,在常规集约化管理农区,保留农田边界等半自然生境、适当减少化肥和农药等投入、降低农田内部的管理强度、防止土壤重金属污染等措施均有助于保护蜘蛛多样性。     

有机种植模式土壤动物多样性的调查研究

为了明确有机种植对土壤动物的保护作用,在2013—2014年期间,对全国范围内的9个样点的有机种植和常规种植模式下土壤动物的多样性进行比较研究。在本次调查中,共发现土壤动物30目,其中大型土壤动物鉴定出20目,其中地表层19目,土壤层16目。总体而言,从数量上和类群上来看,有机种植模式下土壤动物(5.9×10~5头/m~2,7目)显著多于常规种植(4.3×10~5头/m~2,5目)。从多样性指数上来看,密度–类群指数(DG)有机显著优于常规,而香农多样性指数(H′)、均匀度指数(J)和优势度指数(C)在有机和常规之间没有显著差异。土壤动物数量与土壤肥力存在显著的相关关系。     

不同有机无机复混肥对小麦产量、氮效率和土壤微生物多样性的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与无机复混肥等价格施入对小麦产量、氮素利用率以及土壤微生物多样性的影响。结果表明,3种堆肥原料有机无机复混肥处理的小麦子粒产量（5838.8～6243.1 kg/hm2）为化肥处理（5880.4 kg/hm2）的99.3%～106.2%,差异不显著。猪粪处理和菜粕处理的小麦子粒的氮素累积量（分别为100.2 kg/hm2和95.8 kg/hm2）显著高于化肥处理（85.9 kg/hm2）和中药渣堆肥有机无机复混肥处理（84.5 kg/hm2）;3种有机无机复混肥的氮肥回收效率和氮素利用率（包括氮素生理利用效率和氮素子粒生产效率）都高于化肥处理的氮肥回收效率和氮素利用率。对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析表明,施入外源有机物质(菜粕堆肥、猪粪堆肥与中药渣堆肥)可以改变土壤的微生物细菌群落结构,而施入化肥对土壤的微生物细菌群落结构影响较小。本试验条件下,施用3种堆肥原料的有机无机复混肥可以获得与施用化肥相当的小麦子粒产量,提高小麦的氮素回收和利用效率,改变土壤微生物细菌群落结构。     

城市扩张对农田景观中非农生境的影响*——以辽宁省沈阳市沈北新区为例

农田景观因其巨大面积和更高的生产力,在全球生物多样性维持,甚至濒危物种的维持中扮演着重要角色。而农田景观中非农生境被蚕食的现象较为突出,尤其城市周边农田景观中更为普遍。本文以沈阳市沈北新区为例,采用景观紊乱度法将其划分为城市、城市边缘区和乡村3个区域,利用GIS技术分析3个区域农田景观中非农生境类型、数量与面积比例,探讨城市扩张对农田景观中非农生境影响程度。结果表明,随着与城市中心距离的增加,由城市、城市边缘区至乡村,非农生境类型呈现逐渐增加趋势,靠近城市中心的非农生境仅有林地,而在乡村区域有草地、林地、水域和农村道路4种类型。非农生境斑块数量比例呈现总体增加趋势,城市平均比例为8.63%、城市边缘区平均比例为17.08%、乡村平均比例为22.48%。非农生境面积比例呈现先增后减的倒"U"字型变化,城市边缘区的非农生境面积比例最高,值为1.93%。非农生境斑块密度呈现先增加、再减少和后增加的变化趋势,城市边缘区的非农生境斑块密度最小。最大斑块指数和聚集度指数呈现先减少后再增加的趋势,城市边缘区的非农生境最大斑块指数和聚集度指数最小。景观形状指数和多样性指数呈现先增加后减少的趋势,城市边缘区景观形状指数和多样性指数最大。总体而言,距离城市中心最近的城市区域受城市化强烈影响后,保留在城市景观之中的农田景观重新建立一种相对稳定的景观格局,残留其间的非农生境类型单一、斑块数量低,斑块较大、形状规则;正在受到城市建设切割的城市边缘区农田景观中非农生境面积比例、景观形状指数和多样性指数表现为虚高,但其斑块密度、最大斑块指数和聚集度指数均较小;距离城市中心最远的乡村区域非农生境受城市化影响较弱,类型趋于多样、斑块数量比例高、景观异质性较高。     

长期施用化肥对农田黑土有机碳和氮消长规律的影响

利用中国科学院海伦农业生态实验站黑土区的农田长期定位试验土壤(1990~2004年)为研究对象,研究了长期施用化肥对土壤有机碳和氮的消长规律的影响。结果表明,长期施用化肥,氮用量的增加对土壤有机碳含量的影响较大,使土壤有机碳含量降低,而对土壤氮素的含量影响较小;磷用量的增加对土壤有机碳含量的影响不大,但使土壤全氮含量下降较多,因而C/N比呈上升趋势;而钾用量的增加对土壤中的有机碳含量基本上没有影响,但使土壤全氮量下降明显,有效氮含量略有降低,C/N比呈现增加趋势。因此,通过调控化肥的用量可以维持土壤中的有机碳、全氮及有效氮含量,保持土壤的持续生产力,提高作物产量。     

内蒙古阴山北麓干旱区不同种植模式对农田风蚀的影响

通过野外观测和室内试验，研究阴山北麓干旱区不同的种植模式对农田风蚀的影响，结果表明：（1）研究区具有发生风硅危害的潜在气候条件；（2）土壤不合理的翻耕是造成农田风蚀的重要因素，通过实行保护性的留茬免耕措施，可以有效抑制农田土壤风蚀。（3）不同作物种植条件下，条播作物农田风蚀量小于穴播作物。为了有效防治农田土壤风蚀，对作物进行高留茬处理和通过各种措施增加地表粗糙度，可以达到最大的防风蚀作用。（4）农事操作增大了土壤风蚀的潜在危险。     

石羊河中下游不同生境柽柳群落物种多样性及土壤水分、盐分关系

为了给石羊河流域柽柳群落植被恢复与保护提供参考依据,以石羊河流域4种类生境型柽柳群落为研究对象,测定了群落物种组成、数量特征及土壤水分、盐分,分析了不同生境群落特征及其与土壤水分之间的关系。结果表明:(1)柽柳群落中共有植物22种,分属9科20属,其中灌木植物最多,为8种(5科6属),其次是多年生草本,为7种(4科7属),一年生草本为7种(3科7属),分别占总物种数的36.36%,31.82%,31.82%。(2)柽柳群落中,固定盐碱沙地密度最大,盐碱地和退耕湿地次之,丘间低地最低; 平均密度差异不显著(p>0.05); 盖度差异显著(p<0.05),以固定盐碱沙地最大,为73.33%,盐碱地和丘间低地次之,均为61.67%,退耕湿地最小,为47.00%。(3)不同生境类型柽柳群落在物种组成及多样性方面存在差异,从Margalef丰富度指数、Shanon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Alatulo均匀度指数看,丘间低地>盐碱地>固定盐碱沙地>退耕湿地(p<0.05),丘间低地群落优势度指数低于盐碱地和固定盐碱沙地、退耕湿地,群落结构相对稳定; 丘间低地Pielou均匀度指数明显高于其他3种类型。(4)在0—10 cm,10—20 cm,20—30 cm,30—40 cm,40—60 cm,60—80 cm土层范围内,盐减地和固定盐碱沙地土壤含水率最高,其次是退耕湿地和丘间低地,总体呈现出先升高然后逐渐下降的趋势。物种多样性与土壤水分均呈正相关关系,但均未达到显著水平(p<0.05),综上所述,不同生境柽柳群落组成物种稀少,结构简单,种群物种平均密度差异不显著。群落组成物种中,灌木种类最多,多年生和一年生草本种类相同。丘间低地多样性指数高于其他生境类型,退耕地最低,而生态优势度指数则相反,物种多样性与土壤水分表现出非显著的正相关关系。     

敌百虫对南方农田土壤动物多样性的影响

应用敌百虫杀虫剂对南方农田土壤动物进行染毒模拟实验,共获得土壤动物679只,隶属1门20目1亚目,其中前气门亚目(Prostigmata)和弹尾目(Collembola)为优势类群,共占土壤动物全捕获量的54.93%,其余为常见类群和稀有类群。实验结果表明,随敌百虫处理浓度的增加,土壤动物的个体数量和类群数减少,Shannon-Wiener多样性指数(H’)和Pielou均匀度指数(E)均表现出递减趋势,而Simpson优势度指数(C)则递增。在一定的染毒历时(24~72 h)内,随着染毒时间的增加,所获得的土壤动物的类群数和个体数量呈下降趋势。     

作物多样性种植对农田害虫及天敌的影响

作物多样性种植在中国有着古老而悠久的历史,在现代农业生产中仍发挥着重要作用。近几年,利用多样性种植控制虫害成为全世界农业研究的热点之一。作物多样性种植直接影响农田害虫的发生、危害、行为。许多研究表明,农作物多样性种植,害虫数量和危害程度都有不同程度的减轻。但也有一些研究表明,作物多样性种植不仅不能减轻害虫的危害程度,甚至还会加重其危害程度。多样性种植不仅影响天敌昆虫数量,而且影响其寄生率或捕食率,并通过影响其定向行为、搜索行为、转移行为等影响其活动能力。本文总结了近年来作物多样性种植对农田害虫及天敌的影响方面的研究结果,并讨论了该领域研究的前景及目前存在的问题。本文还介绍了作物多样性种植对昆虫影响机制的7种假说(物理阻隔假说、视动反应假说、寄主植物气味掩盖假说、驱避性化学物质假说、植物气味组成改变假说、天敌假说、资源密度假说)和1种理论(适宜性/非适宜性降落理论),这些假说和理论在一定程度上能够阐明多样性种植对昆虫的影响机理,但是没有一种假说或理论能够全面阐明多样性种植控制害虫的生态机制。     

太行山区不同农业景观生境的蜘蛛群落结构特征及其影响因子

为探索太行山区农业景观中不同生境类型对蜘蛛多样性的影响,采用陷阱法对河北省武安市西部太行山区5种类型生境(核桃林、玉米地、苹果-芍药套作园、次生林、绿海花廊景观带)的地表蜘蛛多样性进行调查。通过分析5种类型生境中蜘蛛多样性分布及其与局部生境因子的相关关系,探讨半自然生境对蜘蛛的保护作用。结果表明:人为干扰会显著降低生境中蜘蛛丰富度和多度;增加植被群落结构的复杂程度会使生境中蜘蛛丰富度显著增加,而蜘蛛的多度显著降低;蜘蛛的多度随生境中枯落物厚度的增加而增加。其中核桃林的蜘蛛Shannon-Wiener多样性显著高于其他4种类型生境,核桃林、次生林和绿海花廊的蜘蛛丰富度显著高于苹果-芍药套作园和玉米地,苹果-芍药套作园和绿海花廊的蜘蛛多度显著高于其他3种生境。玉米地、苹果园-芍药套作和绿海花廊中蜘蛛的群落组成具有较高相似性,而核桃林与次生林中蜘蛛群落结构具有较高异质性。地表枯落物厚度是影响当地蜘蛛群落结构的最主要因素。研究区在农业景观与自然景观的过渡区种植核桃林、苹果-芍药套作园和绿海花廊间作板栗,对蜘蛛多样性的保护都有积极作用;不同的生境因子与不同蜘蛛群落的关系不同,如狼蛛偏向人为干扰较大的苹果-芍药套作园和绿海花廊景观带,所以生产管理时要结合特有的生境条件,对相应的蜘蛛进行合理的保护和高效的利用。研究结果对当地的农业景观生境管理和生物多样性保护具有指导意义。     

不同施肥方式对马铃薯农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

针对马铃薯生产实践中长期单施化肥或化肥过量施用等不合理施肥措施导致土壤碳库活性变差和土壤生物活性降低等问题.通过田间定位试验,分析不同施肥方式:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(NPKM)对旱作马铃薯农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响.结果显示,连续施肥5年后添加有机肥的M、NP...     

不同农田生境对通俗腔蚓肠道菌群结构的影响

【目的】蚯蚓肠道微生物种类繁多,其中细菌群落对蚯蚓适应不同的生境具有重要作用,而关于蚯蚓肠道菌群的研究多集中于养殖型蚯蚓,野生蚯蚓的研究相对缺乏。【方法】为解析不同生境野生蚯蚓肠道的菌群差异,本研究采集河北省沧州市农林科学院试验田中的黄瓜地和辣椒地的通俗腔蚓（Metaphire vulgaris）,并通过高通量测序对其肠道细菌群落进行了分析。提取蚯蚓肠道微生物总DNA,特异性扩增16S rRNA基因的V3-V4区,利用Illumina Hiseq 2500测序平台进行双端测序,然后对OTU(operational taxonomic unit)归类,并进行物种组成分析、Alpha和Beta多样性分析、样品组间统计分析。【结果】蚯蚓肠道分离土样中CZM（采自辣椒地的蚯蚓）和CZH（采自黄瓜地的蚯蚓）相对丰度大于1%的优势菌属分别为12和13个,肠道细菌中门水平相对丰度最高的是变形菌（Proteobacteria）。同时,还发现一些未分类的细菌,CZH肠道菌群中未分类的细菌较多,且CZH肠道细菌多样性指数也高于CZM。此外,CZH和CZM肠道细菌中丰富度位于前30且有属类分析的OTU代表性...     

耕作措施对旱作农田土壤颗粒态有机碳的影响

为了探明耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳的影响,以连续进行17年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象,利用碘化钠重液分组法,探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的影响。结果表明:土壤总有机碳含量随土层加深而降低,游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳含量和占土壤总有机碳比例则随土层加深而增加。在0~40 cm各土层,各处理土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例(54.02%~76.78%)均高于矿质结合态有机碳占总有机碳的比例(31.78%~46.11%)。较之T处理,TS和NTS处理均不同程度提升土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例,其中NTS处理的提升效果最显著,TS处理次之。虽然NT、TS、NTS处理可提升土壤矿质结合态有机碳含量,但T处理下的矿质结合态有机碳占总有机碳的比例高于NT、TS和NTS处理。耕作模式和秸秆添加模式均对土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的提升具有显著效应,但秸秆添加模式的效应高于耕作模式。同时,免耕模式仅对0~10 cm各土层土壤总有机碳的提升效应达到显著水平,对0~20 cm各土层土壤碳组分的提升效应均达显著水平,而添加秸秆对0~40 cm各土层土壤总有机碳和各组分均发挥着显著提升效应。综合来看,免耕配合秸秆还田可以提升土壤活力,促进土壤固碳,有利于该区构建环境友好型和可持续发展型农业生产模式。     

不同施肥措施对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

为探究不同施肥对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分及碳库管理指数(CPMI) 的影响,以及提高旱区土壤碳“汇”能力提供理论依据,研究基于中科院安塞水土保持试验站长期定位试验,采用5种不同施肥设置[种植作物不施肥(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥中配施氮磷肥(MNP)]对土壤有机碳组成及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明：不同施肥处理能增加不同土层土壤有机碳及其组分含量,且土壤有机碳及其组分含量随土层深度增加而逐渐降低；施用有机肥处理(M和MNP)下0-20cm土壤有机碳及其组分含量高于化肥(NP和NPK)和CK处理,与CK处理为对照,M和MNP处理下有机碳含量分别增加133.59%、118.52%(P<0.05),易氧化有机碳含量分别增加51.73%、48.20%(P<0.05),可溶性有机碳含量分别增加61.54%、53.21%(P<0.05),土壤微生物碳含量分别增加68.34%、113.04%(P<0.05)；除土壤微生物碳以外,20-40cm土壤有机碳及其组分含量均无显著差异；不同施肥处理显著提高0-20cm 土壤CPMI,M处理下CPMI在所有施肥处理中最高,20-40cm 土壤中M处理下CPMI在所有施肥处理中最大,但各施肥处理间差异不显著。总体来讲,施用有机肥可以提高旱区土壤水土保持能力和土壤肥力,增强土壤碳“汇”功能及其土壤有机碳的稳定性。     

有机物料对农田土壤肥力及镉有效性的影响

明确有机物料对土壤肥力及Cd有效性的影响,对南方中轻度Cd污染农田的安全利用具有重要意义。本研究以我国南方两种不同程度Cd污染农田土壤为研究对象,通过不同有机物料（猪粪、商品有机肥、水稻秸秆和生物炭）施肥处理来探究土壤肥力水平及Cd有效性的变化,并对施用有机物料情况下土壤Cd有效性与土壤养分进行了关联分析。结果表明,施用有机物料显著提高了土壤氮磷钾含量及其有效性,商品有机肥提高了土壤全N含量,施用猪粪处理土壤的全P和有效P含量显著升高,商品有机肥和生物炭明显提高了土壤全K和速效K含量。水稻秸秆和生物炭处理轻污染土壤SOM均达土壤肥力1级（> 40 g/kg）。与CK相比,施加有机物料对轻污染土壤有效态Cd含量的影响不大,但中污染土壤有效态Cd含量显著下降,最高降幅达20.00%。土壤有效态Cd含量与全N、全P和全K和有效P均成显著负相关关系。轻污染土壤施加猪粪和生物炭处理上海青地上部Cd含量均低于0.20 mg/kg。施加商品有机肥处理两种土壤肥力综合指数（SNI）最高,是其他处理的1.50~3.18倍,但其上海青地上部Cd含量存在较高风险。因此,针对南方Cd污染农田土壤的培肥及安全利用可考虑施用猪粪。     

不同施氮水平下秸秆还田对农田黑土养分及活性有机碳的影响

为揭示不同施氮水平下秸秆深埋还田配施菌剂对农田黑土养分与活性有机碳的影响及调控机制,以农田黑土为研究对象,采用裂区试验设计,设置无秸秆还田、秸秆深埋还田配施菌剂为主因素,4个施氮水平(N):0、135、180、225 kg/hm²为副因素,测定农田黑土有机碳、全氮、全磷及可溶性有机碳、易氧化有机碳、轻组有机碳、颗粒有机碳含量的变化。研究表明,在不同施氮水平下,秸秆深埋还田配施菌剂增加了土壤有机碳、全磷、轻组有机碳、易氧化有机碳和可溶性有机碳含量,增幅分别为0.61%～1.55%、2.39%～4.55%、2.85%～45.31%、2.23%～4.08%和46.42%～88.63%,降低了全氮含量,降幅为3.74%～9.55%。在无秸秆还田中,施氮处理与不施氮处理相比,土壤有机碳、全氮、全磷、可溶性有机碳含量增幅分别为2.26%～8.77%、1.65%～3.30%、14.09%～25.00%、4.84%～21.88%;土壤易氧化有机碳含量降低幅度为5.26%～8.83%。在秸秆深埋还田配施菌剂条件下,施氮处理与不施氮处理相比土壤总碳和全磷含量幅度分别为1.32%～3....     

不同栽培模式对中小型土壤动物多样性的影响

土壤动物是土壤中重要的生物群落,在分解凋落物、土壤有机质以及维护生态系统平衡等方面中扮演重要角色。为了研究不同栽培模式下中小型土壤动物多样性特征,探究有利于中小型土壤动物的种植方式,本文研究了有机与常规栽培、大棚与露天、茄果与叶菜等不同栽培模式对中小型土壤动物种群数量、组成和多样性等特征的影响。结果表明：1）利用Tullgren法在18个样地共获得中小型土壤动物3 869只,隶属于2门14目30科（亚目）。辐螨亚目、甲螨亚目以及等节跳科构成了研究区土壤动物的主要部分。2）露天条件下,有机栽培使5~10 cm和10~15 cm土层中小型土壤动物数量显著高于常规栽培;但大棚条件下,有机栽培使0~5 cm和5~10 cm土层中小型土壤动物数量显著低于常规栽培。3）有机栽培下,大棚内0~5 cm和10~15 cm土层中小型土壤动物数量显著低于露天,且棚内10~15 cm层中小型土壤动物丰富度显著高于常规栽培;而常规栽培下,大棚内5~10 cm土层中小型土壤动物数量著高于露天。无论有机和常规栽培,棚内0~5 cm层中小型土壤动物Shannon-Weiner多样性高于露天。4）有机栽培使叶菜作物10~15 cm土层中小型土壤动物数量显著低于常规栽培,且0~5 cm土层中小型土壤动物均匀度指数显著高于常规栽培;常规栽培使叶菜作物0~5 cm和5~10 cm土层中小型土壤动物数量显著高于茄果作物。因此,在设施条件下采用有机栽培和管理,且利用作物轮作可能更有利于土壤动物群落数量和多样性的增加。     

臭氧污染对麦田土壤不同活性有机碳库的影响

近年来大气臭氧危害加剧,臭氧浓度升高影响植物—土壤系统进而影响土壤有机碳库周转。本研究在开放条件下,采用Chan修订的Walkley-Black方法,研究了连续5年增加稻—麦轮作系统大气臭氧浓度(较周围大气高50%)对麦季农田土壤不同活性有机碳库的影响。结果表明,大气臭氧浓度升高致使0~3 cm、10~20 cm土层土壤有机碳含量显著降低,累积导致耕层(0~20 cm)土壤有机碳含量下降18.4%(p0.05)。臭氧浓度升高显著降低了0~3、3~10、10~20 cm 3个土层中的活性有机碳含量;臭氧升高使0~3 cm土层的受保护缓性有机碳含量增加了10.8%(p0.05),并使未受保护缓性有机碳含量降低了59.7%(p0.05);臭氧升高条件下10~20 cm土层的受保护缓性有机碳含量降低了59.6%(p0.05)。臭氧升高对不同活性碳占总有机碳比例的影响受活性碳类型和土壤层次的制约,显著降低了3~10 cm土层活性有机碳所占比例(p0.05),未对耕层各层次上的稳定有机碳含量及其分配产生显著影响。臭氧升高导致土壤中占土壤有机碳比重59.3%~69.8%的活性碳库的库容变小,应是土壤有机碳库下降的直接原因。本研究表明长期大气臭氧浓度增加具有降低土壤有机碳含量并改变不同活性有机碳库分配与周转的态势。     

草地和农田生态系统中黑土活性有机碳的特征

为阐明植被覆盖与施肥管理综合作用下黑土活性有机碳的数量特征,探讨合理调控农田土壤质量的施肥模式。本试验以中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验为平台,对比和研究了草地与农田生态系统中不同施肥处理下土壤总有机碳、颗粒有机碳、微生物生物量碳、冷水提取有机碳以及热水提取有机碳数量上的差异及相互关系。结果表明:经过25年的自然恢复,草地生态系统中土壤有机碳及各活性有机碳的数量显著高于农田生态系统中的无肥处理(P<0.05)。农田生态系统中,化肥处理对农田土壤有机碳和活性有机碳的提高作用并不明显;经过长期化肥+有机肥处理后,农田土壤总有机碳与各活性组分的数量较无肥和化肥处理显著提高(P<0.05),除微生物生物量碳外,总有机碳与其他活性有机碳组分的数量均达到草地植被下的碳水平,土壤总有机碳及冷水和热水提取有机碳的含量与草地生态系统的差异不显著,颗粒有机碳含量比草地生态系统坛加43.7%。相关性分析表明,土壤有机碳总量、微生物生物量碳、冷水提取有机碳以及热水提取有机碳两两之间的相关性均达到显著或极显著水平。长期化肥与有机肥配施是提高黑土有机碳及其活性有机碳数量的有效措施。