长期免耕秸秆还田对寒地土壤有机碳及大豆产量的影响

为了优化寒地免耕覆盖栽培技术,利用长期定位试验,研究免耕条件下0%、30%、60%和100%秸秆覆盖还田量对土壤有机碳及微生物生物量碳含量的影响。结果表明,免耕秸秆还田具有显著的固碳效应,有助于提高土壤总有机碳（4.1%~22.3%）、土壤活性有机碳（52.5%~75.5%）及土壤微生物生物量碳含量（14.6%~44.7%）;随秸秆覆盖还田量增加,表层土壤有机碳、土壤活性有机碳和土壤微生物生物量碳含量呈上升趋势,60%秸秆覆盖还田量处理的亚表层土壤总有机碳含量最高,60%和100%处理的亚表层土壤微生物生物量碳含量较高;30%处理的大豆产量最高,60%处理次之。在本试验寒地免耕9年条件下,60%秸秆覆盖还田量对土壤整体有机碳固持及大豆产量提升作用显著。     

凋落物分解对森林土壤碳库影响的研究进展

凋落物分解是陆地生态系统物质循环和能量转换的主要途径,是森林生态系统重要功能之一。凋落物作为外源有机物质,进入土壤后其分解不但会增加土壤中碳源,改变土壤理化性质,而且还会增加土壤中各种微生物的数量,改变土壤微生物群落结构,加速土壤有机碳矿化速率,从而对土壤有机碳库动态变化产生重要影响。土壤是陆地生态系统的核心,研究土壤碳库动态对正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用有重要意义。本文就凋落物分解过程及对土壤碳库中土壤呼吸、土壤有机碳、土壤微生物量碳、土壤碳矿化及理化性质等影响进行综述,为土壤碳库周转动态研究提供参考。     

洞庭湖湿地草地不同利用方式对土壤碳储量的影响

为研究不同利用方式对湿地草地土壤有机碳储量的影响,通过不同时段的土壤剖面有机碳含量的测定数据,分析不同利用方式下土壤碳储量的变化。结果表明：苔草地营造杨树林,对土壤有机碳储量的影响是一个骤变过程,可以引起土壤40 cm甚至以下土层有机碳的损失;造林8年后,原来储存在土壤中的有机碳损失了33.89 t/hm2;每年取走地上产品对土壤有机碳储量的影响是一个逐渐变化的过程,主要影响土壤表层尤其是0~10 cm深土壤碳的积累量,与未受人为干扰的苔草地相比,8年内土壤有机碳的积累量只少1.95 t/hm2。不论何种人为利用方式都减少了湿地草地土壤有机碳的积累量。     

油（麦）／大豆—玉米—年三熟免耕秸秆覆盖技术原理研究

本试验研究了油／（麦）大豆－玉米一年三熟免耕技术原理，结果表明免耕结合作物秸秆残茬覆盖，可以缓冲降水对地面的冲击，保持耕层表土良好孙隙状况，有利于接纳降水，减少土壤水分蒸发，有利土壤持水量增加，且雨季土壤沥水快，田内不渍水。同时有提高和降低表土温度的双重效应，还能抑制杂草。名耕不翻动土层，有机质分解缓层，有机质分解缓慢，土壤保湿，供肥能力高。秸秆覆盖还田，比翻压还田效果更好。     

油(麦)/大豆—玉米一年三熟免耕秸秆覆盖技术原理研究

本试验研究了油/(麦)大豆—玉米一年三熟免耕技术原理,结果表明免耕结合作物秸秆残茬覆盖,可以缓冲降水对地面的冲击,保持耕层表土良好孔隙状况,有利于接纳降水,减少土壤水分蒸发,有利土壤持水量增加;且雨季土壤沥水快,田内不渍水。同时有提高和降低表土温度的双重效应,还能抑制杂草。免耕不翻动土层,有机质分解缓慢,土壤保湿、供肥能力高。秸秆覆盖还田,比翻压还田效果更好。     

高CO2浓度对稻田CO2排放影响的初步分析

大气CO2浓度升高显著增加作物生物量,从而使进入土壤的有机碳增加,这势必会影响土壤碳的稳定和积累。此项研究主要通过高CO2浓度对作物生物量的直接影响,利用δ13C技术间接地初步分析土壤呼吸CO2排放不同来源贡献的差异。研究表明,在水稻生长季,高CO2浓度降低田间CO2的排放,但不显著;种有水稻,根系对土壤总的呼吸影响主要体现在成熟期之前,且有相互消长的现象。在种有水稻的情况下抽穗期之前分解新有机质为主;高CO2浓度促进土壤原有有机质的分解,在水稻生长的中后期分解更为明显,且高N水平对老有机质的分解有促进作用。鉴于此项研究中的不足之处,将会不断得到完善。     

冬种黑麦草对6种稻田土壤微生物量碳、氮的影响

利用氯仿熏蒸浸提法研究了南方双季稻区6种母质发育的土壤种植黑麦草(Lolium multiflroum Lam.)作为冬季覆盖作物对土壤微生物量碳、氮周年动态的影响。结果表明：土壤类型对微生物量碳、氮影响显著（P＜0.05)。其中板页岩土壤微生物量碳含量最高,为450.8mg kg-1;河沙泥微生物量最低,为60.8 mg kg-1,由大到小排列为：板页岩＞紫土＞花岗岩＞红壤＞石灰岩＞河沙泥。不同取样时期内土壤微生物性状有显著差异（P＜0.05),种植黑麦草各处理比对照（冬闲）显著提高了土壤有机质含量和微生物量碳、氮。所有处理表现出相似的微生物量周年变化趋势：水稻成熟期高于分蘖期（P＜0.05),晚稻生长季节大于早稻季节。土壤微生物量受土壤类型、土壤营养元素含量和种植制度的综合影响,微生物活动与作物生长有关。冬季种植黑麦草可显著提高土壤有机质含量和微生物量（P＜0.05),在有机质分解快、有效养分含量低的土壤中效果更显著。     

侵蚀及土地利用管理方式改变对土壤有机碳的影响

土壤侵蚀是重要的环境公害,侵蚀造成土壤有机碳的大量迁移、转化和流失,产生严重的环境问题,相关机理研究尚不清楚。本文阐述了水蚀和风蚀两种主要方式对土壤有机碳库的影响,侵蚀和二氧化碳温室气体排放的关系。介绍了林地转为农田、草地以及草地转为农田等土地利用方式的改变对土壤有机碳库的影响,免耕提高土壤固碳能力。提出了控制侵蚀,减少土壤碳流失的措施。     

有机农业在土壤固碳和生物多样性中的作用研究进展

土壤固碳在制约全球气候变暖上具有重要作用,也越来越受到人们的关注。此文综述了国内外有机农业在土壤固碳和生物多样性作用方面的研究进展。与常规农田比,有机农业管理措施（施用有机肥、免耕等保护性耕作方式、秸秆还田以及轮作等）具有促进土壤团聚、提高微生物活性和增加土壤有机质等功效,能够增加土壤中的碳贮量,增加农田生物多样性,对极端气候具有更强的适应性。中国有机农业在土壤固碳上具有更大的潜力,应该加强开展有机农业固碳效果的监测和定量评价,为碳减排补贴和全球碳汇贸易提供理论基础。     

耕作方式对潮土有机碳及碳库管理指数的影响

为了探明华北潮土区农田耕作方式对土壤有机碳库及碳库管理指数的影响,应用田间试验,研究撂荒、翻耕、免耕和旋耕4种方式下,耕层(0~20 cm)土壤总有机碳和不同态活性有机碳含量的变化,对比分析不同耕作方式对土壤碳库管理指数的影响。结果表明：免耕和旋耕均有利于土壤有机碳累积,与撂荒相比,免耕和旋耕处理土壤总有机碳含量分别增加26.42%和12.52%;土壤活性有机碳对不同耕作措施的响应不同,与撂荒相比,翻耕、免耕和旋耕处理,土壤易氧化有机碳含量分别提高23.72%,44.34%和27.84%,水溶性有机碳含量分别降低了24.11%,24.56%和43.89%。土壤微生物量碳含量仅在免耕方式下提高了109%,其他耕作方式下没有显著变化;免耕、旋耕和翻耕处理下,土壤碳库活度、碳库指数均显著增加,碳库管理指数分别比撂荒处理提高47.82%,27.18%和30.47%,可见耕作对优化土壤碳库管理具有显著促进作用。     

保护性耕作对潮土碳、氮含量的影响

为了探明保护性耕作条件下有机碳循环与农田地力提升机制,为保护性耕作技术的推广应用提供科学理论支撑,笔者以保护性耕作长期试验地为平台,研究不同耕作处理对总有机碳、全氮及其不同组分在潮土中含量的影响。笔者通过研究不同耕作处理下土壤总有机碳、全氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量碳、易氧化有机碳在不同土层深度中的分布情况,揭示保护性耕作措施对潮土碳、氮含量的影响。结果表明：相比于常规翻耕,2年或4年翻耕1次的间歇性翻耕和全免耕处理0~5cm土层土壤总有机碳含量分别提高了2.40%、2.80%、16.00%,全氮含量分别提高了-1.23%、1.32%、11.11%,免耕处理下10~20cm土层中总有机碳、全氮含量显著低于其它处理;秸秆还田条件下,实施间歇性翻耕和免耕能显著提升0~5cm、5~10cm土层中土壤溶解性有机碳、氮含量;相比于常规翻耕,间歇性翻耕、免耕处理下0~5cm土层土壤微生物量碳与易氧化有机碳含量均有不同程度地升高,免耕处理下10~20cm土层中微生物量碳含量显著低于其它处理;秸秆还田对0~10cm土层土壤总有机碳、全氮、溶解性有机氮及其它活性有机碳组分含量均有不同程度的提升作用。总体来看,保护性耕作措施有利于表层0~5cm土层中碳、氮储量的增加,免耕条件下“养分表聚”的负面效应可通过间歇性翻耕得到改善。     

耕作方式对燕麦田土壤微生物群落多样性的影响

为探究不同耕作方式对燕麦田土壤微生物群落多样性的影响,丰富土壤微生物的种类与数量,设置机械免耕和传统翻耕2种耕作方式,分别于燕麦拔节期和灌浆期取0~20cm土壤样品,用16S rRNA测序技术和ITS测序技术分别对土壤细菌和真菌进行测序,分析微生物群落多样性与差异性。结果表明,在免耕处理下,土壤微生物的种类更多,丰度更高。优势度分析显示,真菌优势菌门为子囊菌门和担子菌门;细菌优势菌门为放线菌门、变形菌门和酸杆菌门。因此,免耕处理较传统翻耕处理提高了土壤微生物多样性,为燕麦田耕作方式的选择提供理论依据。     

宁夏中部干旱带几类土壤可蚀性对比研究

对比分析了旱作免耕农田、传统翻耕农田、冬小麦地、退耕草地(苜蓿地)和柠条林地地表粗糙度、风蚀量及其与地表附着物相关性等土壤可蚀性差异。结果表明:旱作传统翻耕农田就地起沙量最大,土壤可蚀性最小,是当地沙尘的主要来源之一;免耕、退耕草地和柠条林地都能有效减少地表风蚀,土壤可蚀性明显较强;传统翻耕农田、冬小麦地风蚀颗粒主要集中在近地表,为就地起沙;提高"杂草频度"即植被覆盖率,对有效防治就地起沙、提高土壤可蚀性效果明显。     

不同土壤耕作方式下稻田土壤微生物多样性研究进展

土壤耕作方式是影响土壤环境和质量重要的因素；土壤微生物是土壤重要的组成部分,是有机质分解营养转化中最活跃的部分。目前,前人开展了不同土壤耕作方式对稻田耕层土壤微生物影响的研究,但是因为土壤类型、气候、田间管理措施等因素的影响,其研究结论各异。为深入了解不同土壤耕作方式下土壤微生物的变化情况,本文系统分析了前人在免耕、旋耕、翻耕等不同耕作方式对土壤微生物影响的研究进展。结果表明：(1)免耕处理下土壤微生物生物量碳、氮含量高于翻耕和旋耕,土壤微生物生物量随着土壤深度的增加而减少。(2)不同耕作处理间微生物数量及酶活性均存在着显著差异,微生物数量及酶活性均随土壤深度、季节变化、耕作年限等变化而改变,微生物数量总体趋势呈现细菌>放线菌>真菌数量。(3)保护性耕作下土壤微生物多样性高于翻耕、旋耕等耕作处理且土壤微生物多样性随着土壤深度增加呈下降的变化趋势。总的来说,本文总结了目前不同土壤耕作方式下土壤微生物的研究进展,并深入分析了对所出现差异的原因,其结果对今后进一步研究我国南方双季稻田根际土壤微生物的变化规律提供参考依据,为完善我国南方双季稻田土壤耕作方式、保护稻田生态环境提供理论依据。     

免耕对玉米秸秆分解率的影响

为了探讨深耕和免耕2种模式对玉米秸秆分解的影响,于2008年11月在胶州和平村大田进行了网袋法分解模拟试验,同时测定土壤不同深度的温度和水分含量。结果表明：秸秆还田后0~60天,2种耕作模式下的秸秆干物质均急剧下降,深翻和免耕分解率分别为71.72%和84.17%;60天后免耕模式下秸秆分解趋于平缓,而传统模式分解速度快于免耕模式,至120天后分解率分别为23.07%和4.73%,至小麦收获时（240天）深翻和免耕秸秆分解剩余率分别为19.37%和39.45%。两者分解的差异主要是由所处环境的温度和水分导致,在试验期间深翻模式下玉米秸秆所处的温度和湿度明显高于免耕模式。探讨秸秆分解动态有助于科学管理农田和进行肥料运筹,提高肥料利用率,增加农田产量。     

耕作方式对农田土壤微生物功能多样性的影响

通过种植前对土壤进行不同耕作处理试验,探讨不同耕作方式对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响。采用Biolog-ECO微平板检测法,研究了撂荒、翻耕、免耕和旋耕4种不同耕作方式下土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征。结果表明：在168 h培养期内,撂荒和免耕处理下AWCD值明显高于翻耕和旋耕处理;免耕条件下微生物功能多样性指数、优势度指数和丰富度指数与撂荒条件相似,而进行翻耕和旋耕后,三指标均显著下降。土壤微生物群落主成分分析和聚类分析结果显示,免耕条件下,土壤微生物具有接近于撂荒处理的碳源代谢模式和代谢能力,翻耕和旋耕则差异较大。分析试验结果,不同耕作方式对土壤微生物群落代谢和功能多样性产生较显著影响,免耕对其具有较好的保护作用。     

保护性耕作对土壤结构体有机碳氧化稳定性的影响

以7年不同耕作的定位试验为研究对象,研究了深松、旋耕、免耕等保护性耕作措施对关中塿土小麦-玉米轮作条件下结构体有机碳氧化稳定性的影响。结果表明,与传统耕作相比,深松、旋耕、免耕及秸秆还田+传统耕作均提高了各粒级结构体的有机碳和易氧化有机碳含量,且深松和旋耕效果达到显著水平,免耕作用不显著;深松、旋耕、免耕对难氧化有机碳含量的影响均不明显。由此可见,各保护性耕作对土壤结构体总有机碳含量的提高主要是通过结构体中易氧化有机碳含量的提高来实现。各保护性耕作降低了结构体有机碳的氧化稳定系数（Kos）,但未达到显著水平。土壤较小粒级（0.5～0.25mm和<0.25mm）结构体中的总有机碳,易氧化、难氧化有机碳含量均比大粒级结构体中（>0.5mm）的高,且其氧化稳定系数（Kos）较低。相关分析表明,除5～2 mm粒级结构体外,各粒级结构体的总有机碳之间、易氧化有机碳之间、总有机碳和易氧化有机碳之间均相关极显著,且以<0.25mm结构体的总有机碳、易氧化有机碳和各粒级结构体的总有机碳、易氧化有机碳之间的相关系数较大。关键词：保护性耕作,结构体,有机碳,氧化稳定性