杉木凋落物及其生物质炭对土壤原有有机碳矿化的影响

利用~(13)C同位素技术和培养实验,研究不同添加量(0、10、20、30、40、50 g·kg~(-1))杉木凋落物和生物质炭(Biochar,BC,350℃热解)对土壤原有有机碳(原SOC)矿化及外源碳自身分解的影响。实验进行28 d,培养温度为25℃,水分保持为60%土壤持水量(Water holding capacity,WHC)。结果表明:凋落物及BC添加显著提高了土壤总CO_2累积排放量(P0.05),且凋落物的影响更为明显;来源于外源碳及原SOC的CO_2累积排放量均随添加量的增加而增加。培养结束时,凋落物碳(LR-C)分解率为5.71%～13.68%,生物质炭碳(BC-C)分解率仅0.34%～0.50%,凋落物和BC处理下原SOC分解率分别为对照土壤的6.42倍～13.58倍与2.06倍～3.94倍。回归分析发现,2种外源碳处理下原SOC分解率与添加量均呈极显著的线性关系(P0.01);LR-C分解率亦随添加量的增加而增加;但BC-C分解率则与添加量呈显著的开口向上的抛物线关系(P0.05),并在10 g·kg~(-1)添加量时达到最大。相关分析表明,短期内BC分解受微生物活动的影响较小,在土壤中更加稳定。因此,将凋落物制备为BC后施入更有利于杉木人工林土壤有机碳固存。     

三氯异氰尿酸对马铃薯连作障碍土壤微生物群落组成的影响

采用盆栽试验,选择三氯异氰尿酸(TCCA)为土壤消毒剂,研究不同施用量TCCA对马铃薯连作障碍土壤微生物群落组成的影响。TCCA施用量设置分别为：0(CK),30 kg/hm²(S₃₀),60 kg/hm²(S₆₀)和120 kg/hm²(S₁₂₀)。结果表明：与CK处理相比,S₆₀和S₁₂₀处理显著提高土壤p H(P<0.05),分别提高0.15个和0.26个单位;显著增加土壤可溶性有机碳含量(P<0.05),增幅分别为30.4%和83.5%;显著提高土壤铵态氮含量(P<0.05),分别提高3.3倍和9.7倍。同时,S₆₀和S₁₂₀处理显著影响了土壤微生物优势菌属的相对丰度(P<0.05)。与CK处理相比,在门水平上,S₆₀和S₁₂₀处理下土壤变形菌门(Proteobacteria)的增幅达55.3%...     

植物富集~(13)C标记技术的初步研究

<正>稳定同位素13C技术已被广泛用于研究土壤有机碳的周转[1-3]。13C技术可分为自然标记和人工标记两种[4-5]。13C自然标记方法研究土壤碳周转一般用于田间原位试验,要求有C3和C4植物的更替,且要有准确的更替时间。而室内培育实验利用这一方法则需加入较高的外源碳才能使δ13C值有较明     

不同氮水平下CO2浓度升高对小麦土壤可溶性C、N和P的影响

采用FACE(Freeaircarbondioxideenrichment)技术,研究了不同N施肥水平下,大气CO2浓度升高对稻/麦轮作小麦季土壤可溶性C、N、P的影响。结果表明,高CO2使土壤可溶性C在小麦前期和0~5cm土层降低,成熟期增加,对水稻和小麦不同轮作季土壤可溶性C的影响不同。在低N和常规N处理下,高CO2使小麦分蘖期土壤可溶性N含量分别增加17.2%和18.9%,在其他生长期,土壤可溶性N含量降低9.8%~63.0%,拔节期降低幅度最大分别为63.0%和50.4%,土层0~5cm降低幅度>5~15cm土层;小麦季和水稻季一样需要增加N肥施用量。CO2浓度升高增加了土壤可溶性P的含量,其中低N处理增加幅度高于常规N处理,研究表明小麦生长不会受到P养分的限制。     

生物炭与强还原处理对设施蔬菜土壤可溶性有机质的影响

利用田间试验,探讨生物炭与强还原处理(RSD)对退化设施蔬菜土壤可溶性有机质(DOM)的影响.处理为对照(CK)、生物炭修复(BC)、淹水(SF)、淹水覆膜(SFF)、强还原修复(RSD)、RSD与生物炭联合修复(RSD+BC),对比研究不同处理对0-20,20-40 cm 土壤DOM含量及光谱特征的影响.结果表明:0...     

大气CO2浓度升高条件下移栽水稻与不同出苗时间稗草竞争的响应差异

通过田间试验,研究了FACE（开放式空气CO2浓度升高）条件下,移栽稻田水稻（Oryza sativa）与不同发生时期稗草（Echinochloa crusgalli）生长和竞争的响应差异。结果显示,FACE条件下水稻与稗草比例为1∶1时,水稻分蘖、生物量和产量均增加,而稗草则减少。水稻与移栽稻田本田萌生稗草的生物量比率增加181.7%、产量比率增加259.7%、茎蘖比率增加24.2%、有效分蘖比率增加186.3%,水稻竞争优势增加,而移栽稻田本田萌生稗草竞争能力下降。水稻与秧田萌生稗草的竞争关系变化趋势在营养生长期与上述情况相同,但进入生殖生长后水稻竞争优势不再显著,FACE条件下与秧田萌生稗草竞争的水稻最终生物量和产量分别增加22.7%和8.2%,但秧田萌生稗草的最终生物量和产量也增加了11.9%和9.5%。水稻与秧田萌生稗草的生物量比率、茎蘖比率和产量比率增加均不显著。 可见,田间大气CO2浓度升高条件下水稻与稗草的竞争关系发生的变化与稗草发生时期有重要关系。     

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。     

模拟N/S沉降对米槠天然林土壤N净转化速率和N_2O排放的影响

[目的]研究N/S沉降对中亚热带米槠天然林土壤硝化作用和N2O排放的影响。[方法]室内用NH4NO3/K2SO4模拟N/S沉降,在30℃和60%WHC水分条件下,恒温培养15 d。在培养的第1、5、10和15天测定土壤NH+4-N、NO-3-N和pH,在培养的第3、4、5和10天采集气体样品测定N2O浓度。[结果]N沉降和NS复合沉降在0.05水平显著促进土壤的矿化和硝化,且促进效果随沉降强度或NS复合沉降中N的比例增大而增大,但S沉降的促进作用不显著;土壤净矿化速率和净硝化速率与土壤pH具有极显著的负相关性。土壤在自然状态和N/S沉降的影响下,有机氮净矿化速率与净硝化速率之间均存在显著相关性,且矿化速率大于硝化速率。N沉降和NS复合沉降显著提高土壤的硝化率在N/S沉降下,该区土壤中的无机氮仍以NH+4-N为主,硝化作用弱,铵态氮的供给不成为土壤硝化作用的限制因素。NS复合沉降促进土壤N2O的排放,具体机理有待进一步揭示。[结论]N沉降和NS复合沉降明显促进土壤的矿化和硝化作用,S沉降对土壤的矿化和硝化作用的影响不大;NS复合沉降影响土壤的N2O排放,且其影响效应与沉降中N、S的比例相关,在有关酸沉降对土壤N2O排放的影响方面,S沉降应受到关注。     

高氮和NO2-对中亚热带森林土壤N2O和NO产生的影响

利用15N同位素标记方法,研究在两种水分条件即60%和90% WHC下,添加硝酸盐(NH4NO3, 300mgN kg-1)和亚硝酸盐(NaNO2, 1mgN kg-1)对中亚热带天然森林土壤N2O和NO产生过程及途径的影响。结果表明,在含水量为60% WHC的情况下,高氮输入显著抑制了N2O和NO的产生(p<0.01);但当含水量增为90% WHC后,实验9h内抑制N2O产生,之后转为促进。所有未灭菌处理在添加NO2-后高氮抑制均立即解除并大量产生N2O和NO,与对照成显著差异(p<0.01)。在60% WHC条件下,这种情况维持时间较短(21h),但如果含水量高(90% WHC)这种情况会持续很长时间(2wk以上),说明水分有效性的提高和外源NO2-在高氮抑制解除中起到重要作用。本实验中N2O主要来源于土壤反硝化过程,而且加入未标记NO2-后导致杂合的N2O(14N15NO)分子在实验21h内迅速增加,表明这种森林土壤的反硝化过程可能主要是通过真菌的“共脱氮”来实现,其贡献率可多达80%以上。Spearman等级相关分析表明未灭菌土壤NO的产生速率与N2O产生速率成显著正相关性(p<0.05),土壤含水量越低二者相关性越高。灭菌土壤添加NO2-能比未灭菌土壤产生更多的NO,但却几乎不产生N2O,表明酸性土壤的化学反硝化对NO的贡献要大于N2O。