有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮

土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮是土壤碳、氮库中最活跃的组分,是反应土壤被干扰程度的重要灵敏性指标,通过设置相同有机碳施用量下不同有机物料处理的田间试验,研究了有机物料添加下土壤微生物量碳(soil microbial biomass carbon,MBC)、氮(soil microbial biomass nitrogen,MBN)和可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、氮(dissolved organic nitrogen,DON)的变化特征及相互关系。结果表明化肥和生物碳、玉米秸秆、鲜牛粪或松针配施下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮显著大于不施肥处理(no fertilization,CK)和单施化肥处理,分别比不施肥处理和单施化肥平均高23.52%和12.66%(MBC)、42.68%和24.02%(MBN)、14.70%和9.99%(DOC)、22.32%和21.79%(DON)。化肥和有机物料配施处理中,化肥+鲜牛粪处理的微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮最高,比CK高26.20%(MBC)、49.54%(MBN)、19.29%(DOC)和32.81%(DON),其次是化肥+生物碳或化肥+玉米秸秆处理,而化肥+松针处理最低。土壤可溶性有机碳质量分数(308.87 mg/kg)小于微生物量碳(474.71 mg/kg),而可溶性有机氮质量分数(53.07 mg/kg)要大于微生物量氮(34.79 mg/kg)。与不施肥处理相比,化肥和有机物料配施显著降低MBC/MBN和DOC/DON,降低率分别为24.57%和7.71%。MBC和DOC、MBN和DON随着土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)的增加呈显著线性增加。MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC和DON+MBN之间呈极显著正相关(P<0.01)。从相关程度看,DOC+MBC和DON+MBN较MBC、DOC、MBN、DON更能反映土壤中活性有机碳和氮库的变化,成为评价土壤肥力及质量的更有效指标。结果可为提高洱海流域农田土壤肥力,增强土壤固氮效果,减少土壤中氮素流失,保护洱海水质安全提供科学依据。

生物炭配施菌肥对植烟土壤养分和可溶性有机碳氮光谱特征的影响

在生物炭与有机菌肥配施条件下,研究植烟土壤在生长期内土壤基础养分和可溶性碳(DOC)、氮(DON)含量的变化,为植烟土壤的合理施肥提供理论依据。采用田间试验的方法,在施相同化学肥料的基础上,设置CK(不施有机肥)、T1(生物炭)、T2(有机菌肥)、T3(生物炭菌肥)、T4(50%有机菌肥+50%生物炭)、T5(60%有机菌肥+40%生物炭)、T6(40%有机菌肥+60%生物炭) 7个处理。结果显示,各有机肥处理与对照相比对提高土壤养分含量作用明显,与其他处理相比,T2处理显著提高了移栽后60 d的土壤铵态氮含量; T5处理则显著提高了整个生育期的硝态氮含量;与其他处理相比T5处理显著提高了60 d速效磷含量,T2处理显著提高了60 d时土壤速效钾含量。T1和T3处理与其他处理相比显著提高了旺长期(移栽后60 d)土壤DOC含量,T3处理的DOC/SOC比值达到最高(8. 31 mg/g)。T2处理土壤DON含量在90 d达到最高(57. 09 mg/kg),T5处理的土壤DON含量则在60 d最高(97. 98 mg/kg);与其他处理相比,T3、T4、T5和T6处理降低了移裁后90 d植烟土壤成熟期的芳香化指数(AI),提高了E2/E3值。综上所述,在豫中烟区,有机菌肥及60%有机菌肥配施40%生物炭施肥措施,最有利于提高土壤氮素含量,生物炭和生物炭菌肥施肥措施有利于提高土壤可溶性碳含量。

稻秸的不同组分对水稻土微生物量碳氮及可溶性有机碳氮的影响

为探明稻秸(稻草)及其不同组分(腐解稻秸、可溶性有机物和去活稻秸)对红黄泥水稻土微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)含量的影响。通过室内恒温培养试验,研究了长期淹水条件下,添加稻秸及其组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响。结果表明,与对照(S处理)相比,添加稻秸(RS+S处理)、腐解稻秸(DRS+S处理)和去活稻秸(NARS+S处理)均提高了MBC,提高幅度分别为11.17%(p<0.01),1.83%和6.25%(p<0.05),添加可溶性有机物(DOM+S处理)处理降低了MBC,降低幅度为2.67%;RS+S处理提高了MBN,提高幅度为15.29%,DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均降低了MBN,降低幅度分别为15.19%,3.09%和15.92%。与S处理相比,RS+S、DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均极显著提高了红黄泥DOC(p<0.01),提高幅度依次分别为13.33%,10.88%,6.81%和11.41%;RS+S、DRS+S和DOM+S处理均显著提高了红黄泥DON(p<0.05),NARS+S处理极显著提高了红黄泥DON(p<0.01),提高幅度依次分别为6.96%,10.84%,10.12%和13.41%。与S处理相比,DRS+S和NARS+S处理极显著提高了MBC/MBN,RS+S处理显著降低了MBC/MBN,DOM+S处理对MBC/MBN几乎没有影响;各处理对DOC/DON没有显著影响。稻秸及其不同组分对红黄泥水稻土MBC、MBN、DOC和DON含量的影响基本一致,但影响程度存在差异,稻秸和去活稻秸影响较大。结果可为稻秸及其不同组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响机理提供基础数据,进一步揭示稻田土壤速效养分的来源与转化关系,为农业生产中秸秆的科学利用和稻田土壤肥力定向培育提供科学依据。

不同有机物料对土壤基本化学性质及可溶性有机碳氮的影响

通过研究不同有机物料替代对河南潮土化学性质及可溶性有机碳/氮(DOC/N)分布的影响,探讨潮土适宜有机物料替代比例。结果表明:不同有机物料替代较对照明显提高了土壤基本养分的含量。其中,秸秆替代化肥40%处理土壤有机质和土壤碱解氮的含量提高最明显分别达到13.4 g/kg、93.99 mg/kg;牛粪秸秆共同替代化肥30%~40%显著提升了土壤全氮、速效磷、速效钾含量,分别达到0.90 g/kg、2.94 mg/kg、224.97 mg/kg。秸秆单独替代较牛粪秸秆共同替代对土壤DOC提升效果好,其中秸秆替代化肥40%处理DOC含量最高达到15.45 mg/kg;而牛粪秸秆共同替代则提高了DON,其中牛粪秸秆共同替代化肥30%处理的DON含量最大,为12.88 mg/kg。牛粪秸秆共同替代化肥30%处理的可溶性有机质的SUVA254 nm最高[16.24 L/(g·cm)],说明此处理有利于富含芳香环结构的有机质物质的积累。综上所述,其中秸秆替代40%和秸秆牛粪共同替代30%~40%对土壤基本肥力提升相对更明显。

转Bt水稻对土壤可溶性有机碳氮及微生物学性质的影响

研究了3种转Bt水稻[克螟稻(KMD)、华恢1号(HH1)和Bt汕优63(BtSY63)]及对应亲本在2年大田条件下对土壤可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)及微生物学性质的影响.结果表明:测定指标均随采样时间发生显著变化.与对应亲本相比,转Bt水稻对土壤DOC、DON和微生物生物量氮(MBN)的影响不显著,而对土壤微生物生物量碳(MBC)、基础呼吸(BR)和微生物代谢熵(qCO2)的影响在大田种植第1年某些时段达到显著水平(P<0.05),但这种影响没有持续到第2年;3种亲本水稻土壤DOC、DON及微生物学性质差异均不显著,但相应转Bt水稻土壤MBC、BR、qCO2差异显著,BtSY63土壤MBC和BR显著高于KMD及HH1,而qCO2显著低于KMD及HH1.转Bt水稻2年的大田种植对土壤DOC和DON及微生物学性质的影响较小,但3种转Bt水稻之间微生物学性质的差异比亲本之间的差异大,表明长期监测可能有助于发现转Bt水稻对土壤生态系统结构和功能的影响.

栽培和施肥模式对黄土区旱地土壤微生物量及可溶性有机碳、氮的影响

以黄土高原南部地区的两个定位试验为基础,研究了旱地不同栽培和施肥模式对土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响。结果表明,秸秆覆盖显著提高土壤微生物量氮(SMBN)含量,地膜覆盖使SMBN含量显著降低;秸秆和地膜覆盖显著降低小麦拔节期和灌浆期土壤可溶性有机氮(SON)含量。适量施用化学氮肥(120kg/hm2)有利于小麦生长后期SMBN含量的升高,而过量施用(240 kg/hm2)显著降低SMBN含量。与不施肥处理相比,土地经长期撂荒后0-10 cm土层SMBC,SMBN,SOC和SON含量显著提高;氮磷钾配施有机肥显著提高小麦各生育期0-10,10-20 cm土层SMBC,SMBN,SOC和SON的含量;单施氮磷钾肥对土壤SMBC,SMBN含量无明显影响,提高土壤SOC,SON的平均含量。土壤SMBC,SMBN,SOC和SON含量两两之间呈极显著正相关关系,四者含量与土壤有机碳、全氮含量间的正相关关系也达显著或极显著水平。

黄土区不同类型土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量及其关系

研究了黄土高原南部地区不同土壤类型及不同利用方式下土壤微生物摄碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量。结果表明：不同土地利用方式下，土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量均为林地〉农田，其中林地枯枝落叶层〉林地O～20cm土层。农田土壤微生物量碳、氮的含量均为红油土〉黑垆土〉淋溶褐土；农田土壤中可溶性有机碳含量为淋溶褐土〉红油土〉黑垆土，而可溶性有机氮含量则为黑垆土〉红油土〉淋溶褐土。方差分析表明，不同土壤类型土壤微生物量氮含量之间的差异达显著水平，而不同土壤类型间土壤微生物量碳、可溶性有机碳、氯含量之间的差异未达显著水平。土壤微生物量碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例明显高于可溶性有机碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例。相关分析发现，土壤微生物量碳与可溶性有机碳之间以及土壤微生物量氮与可溶性有机氮之间的相关性达显著或极显著水平，说明土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮之间有密切联系。

生物质炭对双季稻水稻土微生物生物量碳、氮及可溶性有机碳氮的影响

生物质炭可影响土壤微生物量,但生物质炭对双季稻田土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)及可溶性有机碳、氮(DOC、DON)的影响还不清楚.基于此,本研究选取亚热带2种典型双季稻田土壤(花岗岩母质发育的水稻土S1和第四纪红壤发育的水稻土S2)作为研究对象,开展室内培养试验来研究不施氮肥条件下生物质炭添加对土壤微生物生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮的影响.每种土壤设置3个小麦秸秆生物质炭添加量,即土重的0%、1%和2%,分别用CK、LB和HB表示.培养70 d后,2种水稻土的MBC均值:S1为877. 03、832. 11和849. 30 mg·kg^-1,S2为902. 94、874. 19和883. 22mg·kg^-1. S1+LB、S1+HB和S2+LB均显著降低了土壤MBC均值(P <0. 05),这可能是由生物质炭吸附土壤有机碳及其他有机物,阻碍了微生物的生长而造成的. S1土壤中低生物质炭添加量较对照显著降低了土壤MBN均值(P <0. 05),降幅达9. 45%.生物质炭对S1土壤MBC/MBN均值影响不明显,但LB降低了S2土壤MBC/MBN均值(P <0. 05).由于生物质炭本身含有部分可溶性有机碳及其高p H值,添加到2种水稻土中均增加了土壤DOC均值,增幅分别达4. 42%~22. 20%和10. 57%~35. 47%.但生物质炭(除S2+HB处理)显著降低了土壤DON均值,这可能归因于生物质炭对土壤有机氮的吸附作用及生物质炭本身有机碳分解过程中对N的消耗作用.生物质炭显著增加了2种水稻土的DOC/DON均值,且随着生物质炭添加量的增加而增加.综上所述,在双季稻田土壤中单施生物质炭虽然可增加土壤可溶性有机碳,但对土壤微生物量有一定的降低作用,且会加重土壤氮亏缺状况.因此,在亚热带双季稻田中生物质炭应与化肥等配合施用.

有机物料输入对关中塿土碳氮影响的后效作用

土壤有机碳氮是土壤肥力的关键因素,有机物料施用是提高土壤有机碳氮的有效措施。研究和比较了不同有机物料输入对塿土耕层(0—20cm)土壤有机碳、全氮、可溶性有碳氮及0—200cm剖面土壤硝态氮和含水量分布变化的后效作用。结果表明,停止施入有机物料两年后,与对照(CK)相比,秸秆与氮磷肥配施(SNP)和生物炭与氮磷肥配施(BNP)的表层(0—20cm)土壤有机碳(SOC)分别提高了29.5%和29.8%(p<0.05);氮磷肥(NP)、有机肥与氮磷肥配施(MNP)、秸秆与氮磷肥配施(SNP)和生物炭与氮磷肥配施(BNP)的表层土壤全氮含量较CK分别提高了22.0%,14.3%,24.2%和26.4%(p<0.05)。BNP处理的土壤可溶性有机碳(DOC)显著高于其他处理(p<0.05),分别比CK,NP,MNP和SNP提高了23.4%,10.9%,21.3%,20.5%;所有施肥处理的土壤可溶性有机氮(DON)均显著高于CK(p<0.05),分别提高了39.3%,29.3%,34.5%和52.3%。与CK相比,各施肥处理显著提高了表层土壤硝态氮含量(p<0.05),增加了0—100cm土层的硝态氮累积量。与NP处理相比,MNP和SNP显著提高了0—200cm土层的硝态氮累积量(p<0.05),而BNP则差异不显著。相比CK,施肥处理(NP,MNP,SNP,BNP)可显著提高0—20cm土层的含水量,增加0—40cm土层的储水量,且BNP处理显著高于SNP和MNP。总体而言,生物炭在提高和维持表层土壤肥力以及降低剖面硝态氮淋溶风险等方面的后效作用显著优于秸秆和有机肥,是陕西关中地区旱地塿土上一种较好的有机物料施用方式。

秸秆还田与水分管理对稻田土壤微生物量碳、氮及溶解性有机碳、氮的影响

采用田间小区试验,于2011年晚稻季在湖南省长沙县金井镇研究水分管理方式(间歇灌溉和长期淹水)和秸秆还田量(无秸秆还田,低量秸秆还田和高量秸秆还田)对稻田土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量的影响。结果表明,在长期淹水的条件下,高量秸秆还田较无秸秆还田可提高土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮的含量;间歇灌溉条件下,低量秸秆还田较高量秸秆还田可提高土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮的含量。无秸秆还田条件下,间歇灌溉处理比长期淹水处理土壤微生物量碳、氮和可溶性有机氮含量高,可溶性有机碳含量低;高量秸秆还田下,长期淹水处理比间歇灌溉处理土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量高。不同水分管理方式对不同秸秆还田量下稻田土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量影响不同。

落叶松林土壤可溶性碳、氮和官能团特征的时空变化及与土壤理化性质的关系

土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)及其官能团特征在土壤碳、氮循环中作用非常重要。对25个不同年龄落叶松林样地、4个深度(0—20、20—40、40—60和60—80 cm)土壤DOC、DON、有机物官能团(芳香性、分子量和疏水性)特征指标(254、260、272 nm和280 nm的单位吸光度值SUVA:吸光度值/DOC含量)和土壤理化指标(土壤全碳SOC、全氮SON、pH值、电导率、容重)进行测定,旨在探究它们的时、空变化特征及与土壤理化指标相关关系。在空间尺度上,与SOC、SON一致,表层土壤DOC、DON多显著高于深层(P<0.05),但是4个单位吸光度值SUVA254、SUVA260、SUVA272和SUVA280均不存在差异(P>0.05);在时间尺度上,仅表层土壤DOC、SOC和SON随落叶松年龄显著线性增长(P<0.05),而深层DOC、SOC、SON、不同层土壤DON及各官能团指标均没有显著变化(P>0.05)。可见,土壤可溶性有机物内碳的累积(7 mg kg-1a-1)是SOC累积的一部分(762 mg kg-1a-1),但其DON及可溶性有机物芳香性比例、分子量大小及疏水性容量等官能团特征并未受落叶松生长时间以及土壤深度的显著影响。进一步回归分析表明这些官能团指标随土壤DOC含量增加而指数下降,深层土壤同时受DON显著影响。表层土壤DOC、DON与土壤SOC、SON、土壤电导率显著正相关(P<0.05),深层相关不显著(P>0.05),而官能团指标与土壤理化性质的相关性在各个土层均不显著,显示出表层土壤可溶性有机物的量,而不是官能团组成对土壤理化性质影响显著,而深层土壤可溶性有机物量对土壤理化性质不构成显著影响。对于从可溶性组分、官能团角度,分析落叶松人工林成长过程中土壤碳、氮时空变化具有科学意义。

不同品种小麦下土壤微生物量和可溶性有机物对不同施氮量的响应

【目的】辽春10号和辽春18号小麦是常见的两个小麦品种,但是关于这两个小麦品种在不同施氮量下对维持土壤肥力的差异性方面还未知,因此探讨土壤中活性有机库(微生物量碳氮和土壤可溶性有机碳氮)在各生育期的动态变化,以此来评价土壤活性有机库对不同施氮量的响应以及转化。【方法】以不同品种盆栽小麦为研究对象,在不同施氮量(N0:0 kg·hm^(-2)、N1:45 kg·hm^(-2)、N2:90 kg·hm^(-2)、N3:135 kg·hm^(-2)、N4:180 kg·hm^(-2)、N5:225kg·hm^(-2))的设定下,探究土壤活性有机库在小麦生育期内的动态变化及相互关系。【结果】小麦生育期以及氮水平对土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量有显著影响(P<0.01);除可溶性有机碳和有机碳外(P>0.05),小麦品种对土壤微生物量碳氮和可溶性有机氮均有显著影响(P<0.01)。施用氮肥能够显著提高土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量(P<0.05),并且随施氮量的增加,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在N3处理达到最大,然后随施氮量的增加而降低,特别是在N5处理下,土壤可溶性有机碳氮的含量均低于不施氮肥处理(N0);与微生物量氮和可溶性有机碳相比,施用氮肥对土壤微生物量碳和土壤可溶性有机氮含量的增幅更大;土壤微生物量碳/土壤微生物量氮在N5处理下最大(平均值分别为13.28和11.45),而在N3处理下最低(平均值分别为7.94和7.83)。在小麦整个生育期内,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮含量均在开花期最大,其次为收获期、拔节期和分蘖期,苗期最小,总的来说,在各个时期土壤可溶性有机碳与微生物量碳以及土壤可溶性有机氮与微生物量氮之间均有着显著的正相关关系(P<0.01);两个不同品种小麦之间,其地上生物量均没有显著差异(P>0.05),但随施氮量的增加,呈先增加后降低的趋势,并且随小麦生育期而增加;而土壤有机碳和土壤全氮也在N3处理达到最大,并且随生育期而增加,在收获期达到最大。【结论】适宜氮量(N3)能够更好地协调土壤中微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在小麦生育期内的转化及维持土壤生产力。

去除根系和凋落物对滨海沙地3种防护林土壤碳氮库的短期影响

以福建长乐滨海沙地上3种人工林(尾巨桉、纹荚相思、木麻黄)土壤为研究对象,设置去除凋落物、去除根系和对照3种处理,观测1年后分析改变地上、地下有机质输入对沙地土壤碳氮储量、可溶性有机碳(DOC)氮(DON)和微生物量碳(MBC)氮(MBN)的影响。结果表明:不同树种人工林间土壤碳氮储量无显著差异;不同树种人工林间土壤活性碳氮组分差异显著,木麻黄土壤DOC含量显著高于纹荚相思,纹荚相思土壤DON显著高于木麻黄和尾巨桉,尾巨桉土壤MBN显著高于木麻黄和纹荚相思。改变地上地下有机质输入对滨海沙地土壤碳氮库有显著影响且这种影响随树种而异。去除凋落物后纹荚相思、木麻黄土壤碳储量分别下降38.0%、25.1%,氮储量分别下降12.9%、12.5%;去除凋落物后尾巨桉、纹荚相思、木麻黄土壤DOC分别下降37.5%、30.6%、52.9%,MBC分别下降31.0%、56.9%、29.7%,MBN分别下降50.7%、34.9%、42.2%;去除根系后尾巨桉、纹荚相思土壤MBC分别下降57.7%、15.4%。回归分析显示,滨海沙地土壤DOC、MBC与土壤碳储量呈显著正相关,土壤DOC和MBC分别能够解释土壤碳储量变化的47.7%和57.7%。研究表明:树种通过调控地上、地下输入影响可溶性有机碳氮和微生物量碳氮,进而影响土壤碳氮库。

冬季种养结合对稻田土壤微生物量及有效碳氮库的影响

以双季稻冬闲田种植绿肥与养鸡结合的新型种养制度为平台,通过冬季绿肥和鸡粪还田,减少水稻生育期化肥用量,探讨"冬季绿肥-双季稻"轮作种植制度和"冬季种养结合-双季稻"种养制度下对稻田土壤微生物碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响。试验包括5个处理,分别为冬闲(F)、冬季种植黑麦草(R)、冬季种植紫云英(M)、冬季种植黑麦草与养鸡结合(RC)以及冬季种植紫云英与养鸡结合(MC)。结果表明,在整个试验的动态过程中,微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮含量高低总体趋势表现为绿肥养鸡>绿肥>冬闲,各处理间差异显著(P<0.05);"冬季种养结合-双季稻"种养制度能显著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮。各处理微生物量碳、氮和可溶性有机氮在3月24日达到最大值,RC、MC、R和M处理微生物量碳最大值分别为492.22,464.91,432.34和435.48mg/kg;微生物量氮的最大值分别为118.20,101.03,70.13和85.46mg/kg;可溶性有机氮的最大值分别为1001.47,926.21,832.80和870.75mg/kg;可溶性有机碳在早稻苗期达到最大值,RC、MC、R和M最大值分别为278.95,266.40,246.13和249.84mg/kg。微生物量碳含量的高峰在早稻移栽初期、晚稻孕穗期和灌浆期,微生物量氮的高峰出现在早稻分蘖期、齐穗灌浆期和晚稻孕穗期,可溶性有机碳在稻田养鸡及成鸡出栏后较高。与冬闲田种植绿肥和休闲相比,冬闲稻田种植绿肥结合养鸡对增加微生物生物量的贡献更大,并显著提高土壤的可溶性有机碳氮,间接反映了种养制度能提高土壤有机碳、氮的矿化速率和土壤的活性有机碳氮以及满足水稻生长期间自身养分需求。

不同栽培模式对烟草耕层土壤碳氮组分含量及其比值的影响

为探讨贵州省烟叶主产区植烟土壤碳氮变化规律及其培肥途径,采用盆栽方式研究了有机和常规栽培(以不施肥作对照)模式下烟草耕层土壤中可溶性有机碳氮、总有机碳氮及其比值的变化规律。结果表明:1不同栽培模式对土壤中可溶性有机碳氮及总有机碳氮的影响规律明显不同,CG模式土壤中的DOC、DON、TOC、TON含量均随生育期的推进呈降低趋势;而YJ模式土壤中的DOC、TOC含量呈先增加后降低(以旺长期含量最高)趋势,DON、TON含量呈先降低后增加趋势(以旺长期含量最低)。2YJ模式显著提高了烟草生长各期土壤中TOC含量及生长中后期(旺长期和采收期)土壤中DOC含量,在团棵期和旺长期CG模式土壤中的DON、TON含量显著高于YJ模式和对照,在采收期,CG、YJ两种模式土壤中的DOC、DON、TOC、TON含量均显著高于对照。3CG模式土壤中DOC/DON、TOC/TON的比值随生育期的推进呈逐渐增加趋势,而YJ模式和对照则均呈先增加后降低的趋势(旺长期碳氮比达最大值)。在团棵期、旺长期和采收期,土壤中DOC/DON、TOC/TON的比值均表现为YJ>CK>CG。本试验结果揭示,有机栽培模式显著提高了烟株生长中后期土壤中活性碳氮、总有机碳氮含量和土壤的碳氮比,有助于烟株生长中后期营养的均衡持续供应和培肥地力。

南方种养结合模式对冬季稻田净碳交换和不同土层活性碳氮转化的影响

为探讨不同利用模式下的冬季稻田土壤活性碳氮变化和系统净碳交换变化特征。本研究对冬闲(F)、单种黑麦草(R)、单种紫云英(M)、种黑麦草养鸡(RC)以及种紫云英养鸡(MC)的冬季稻田土壤微生物量碳氮、可溶性碳氮及系统净碳交换量进行了定量分析。结果表明,1)RC和MC短期内增加了系统净碳排放,在早稻播种前,白天总体表现为碳汇(RC为817.38g/m2,MC为472.90g/m2);且所有处理对CH4表现为弱汇(3.06~22.88mg/m2)。2)R和M固碳量显著高于F和RC、MC处理。3)RC,MC,R和M与F相比显著提高了土壤活性碳氮含量。4)虽然RC和MC土壤微生物量碳平均值低于R和M,但其土壤可溶性碳含量平均值更高。5)R,M,RC,MC提高了土壤有机碳含量,增加了土壤碳汇。综上所述,种养结合既提高了土壤活性碳氮,同时增加了冬季稻田系统固碳量。

马尾松林采伐迹地火烧黑炭对土壤活性碳氮库的影响

黑炭是火烧过程中不完全燃烧的产物,在火烧迹地的分布具有异质性。为了解黑炭输入量对土壤活性碳氮库的影响,选取中亚热带33年生马尾松人工林采伐迹地为研究对象,对比炼山1年后移除(B0)、单倍(B1)和双倍黑炭输入(B2)处理和未火烧对照土壤可溶性有机碳氮含量(DOC和DON)、矿质氮、土壤微生物量碳氮含量(MBC和MBN)之间的差异。结果表明:炼山对土壤DOC和DON含量的影响因土层而异,在0—10 cm土层,火烧土壤DOC和DON含量与对照土壤没有显著差异,而在10—20 cm土壤要显著低于对照土壤(P<0.05)。火烧土壤矿质氮、土壤MBC和MBN含量均低于对照土壤,但差异未达到显著性水平(P>0.05)。火烧土壤含水率、pH、全碳和全氮、铵态氮、土壤MBN含量均与黑炭输入量成正比,特别是在10—20 cm土层,B2处理土壤铵态氮含量显著高于B0和B1处理(P<0.05)。对于土壤MBN,黑炭输入处理(B1和B2)火烧土壤MBN含量与对照土壤没有显著差异,而去除黑炭处理(B0)火烧土壤MBN含量则显著低于对照土壤(P<0.05)。结果说明黑炭输入对火烧土壤的微生物群落恢复和N素保持具有积极意义,因此亚热带人工林管理过程中应重视黑炭的利用。

施用生物炭对杉木人工林土壤碳氮的影响

为探讨不同类型的生物炭对杉木人工林土壤碳氮的影响,选择3种发育阶段(成熟林、中龄林、幼龄林)的杉木人工林设立样地,设计施生物炭(木炭、竹炭)及不施炭3种处理,比较不同施炭处理对杉木人工林土壤微生物量碳氮及可溶性有机碳氮的影响。结果表明:由于生物炭的性质以及杉木人工林发育阶段的不同,施用生物炭4 a后,木炭处理下,成熟林、中龄林微生物量碳氮及可溶性有机碳氮含量以及幼龄林微生物量碳氮含量均低于对照组,幼龄林可溶性有机碳氮含量高于对照组;竹炭处理下,成熟林、幼龄林土壤微生物量碳氮含量以及中龄林可溶性有机碳氮含量低于对照组,中龄林土壤微生物量碳氮含量以及成熟林和幼龄林可溶性有机碳氮含量高于对照组。

去除根系或枯落物对湿地松和尾巨桉人工林土壤碳氮库的影响

【目的】研究地上枯落物和地下根系在土壤碳氮循环中的作用,为提高滨海沙地人工林土壤碳氮保留能力提供科学依据,为促进沿海地区人工林可持续经营提供启示。【方法】以福建长乐滨海沙地2种典型人工林(湿地松和尾巨桉)为研究对象,设置去除根系、去除枯落物以及对照3种处理,1 a后采集土壤样品,测定土壤碳氮及其组分。【结果】滨海沙地湿地松林和尾巨桉林碳氮储量差异不明显,去除地上枯落物使尾巨桉林土壤可溶性有机碳含量显著下降,去除地下根系使湿地松林土壤可溶性有机氮含量显著上升,去除根系或枯落物处理均降低了2种人工林土壤微生物有机碳和微生物有机氮含量,湿地松人工林去除根系或枯落物后土壤矿质氮含量均有所升高,尾巨桉人工林则与之相反。回归分析表明不同碳输入下土壤DOC与DON、MBC、MBN之间存在极显著正相关关系,与土壤NO_(3)^(-)-N之间存在显著正相关关系,土壤MBC与土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N之间存在显著正相关关系。【结论】去除根系或枯落物处理对不同树种人工林土壤碳氮库的影响存在显著差异,调控地上、地下有机物输入会影响土壤碳氮及其组分,进而影响土壤碳氮库,表明根系和枯落物是土壤碳氮库的重要影响因素,其影响作用会因树种类型而异。

不同作物根系对黑土碳组分及其含量的影响

以黑龙江省寒地黑土为研究对象,通过室内培养试验研究了大豆、玉米、甜菜根系对土壤呼吸释放CO2量、水溶性有机碳、微生物量碳和土壤有机碳含量变化的影响。结果表明:大豆、玉米、甜菜根系普遍提高土壤有机碳含量,但是不同作物根系及根系施用量之间还存在一定的差异,大豆根系要好于玉米根系,而玉米根系明显好于甜菜根系。玉米、大豆、甜菜根系提高了土壤呼吸,增加了土壤CO2排放量,提高了土壤微生物量碳含量;而普遍降低了土壤可溶性有机碳含量。