土壤活性有机质及其与土壤质量的关系

活性有机质是土壤的重要组成部分 ,主要包括溶解性有机碳、微生物生物量、轻组有机质。它在土壤中具有重要作用 :(1)可以表征土壤物质循环特征、评价土壤质量 ,可以作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标 ;(2 )在养分周转中起重要作用 ,是植物的养分库 ,可以提供植物所需要的养分如氮、磷、硫等 ;(3)能稳定土壤结构 ,对维持团粒结构稳定性有重要作用。从土壤养分、土壤物理、化学性质方面讨论了活性有机质与土壤质量的关系。土壤中的溶解性有机碳、微生物生物量碳氮含量与土壤有机碳、全氮和碱解氮等物质的含量呈正相关。活性有机质受土壤质地、含水量、温度等因素影响 ,与土壤酸碱度、阳离子交换量等也有关。土壤微生物生物量碳和微生物量 C/有机碳比与土壤粘粒、粉粒含量呈正相关。

翻压绿肥对植烟土壤活性有机质和土壤酶的影响

在化肥减量情况下研究了绿肥翻压量对土壤活性有机质和土壤酶活性的影响。结果表明,当化肥用量降到当地常规施肥量的85%时,翻压绿肥可以明显提高土壤活性有机质含量,但土壤活性有机质的提高量和绿肥翻压量之间没有明显的线性关系。当化肥用量降到常规用量的70%时,翻压绿肥对土壤活性有机质基本没有影响。化肥用量为常规用量85%时,翻压绿肥可以较大幅度提高烟叶旺长期土壤脲酶活性;适当的化肥用量(85%～100%化肥之间)和绿肥翻压量低于22 500kg/hm2时,翻压绿肥可以提高土壤磷酸酶活性。

杉木人工林土壤活性有机质变化特征

在中国科学院会同森林生态实验站对第一代、第二代杉木林和地带性阔叶林土壤活性有机质主要组分进行了研究.结果表明,土壤活性有机质各组分含量均为杉木林低于阔叶林,而第二代杉木林又低于第一代杉木.第一代杉木林活性有机质总量、微生物生物量碳、水溶性有机碳和碳水化合物含量分别为18.79g·kg-1、421.7mg·kg-1、252.2mg·kg-1和136.3mg·kg-1,上述活性有机质组分在第二代杉木林中的含量分别是第一代杉木林的73.6%、87.9%、66.3%和53.2%,地带性阔叶林则分别为22.31g·kg-1、800.5mg·kg-1、361.1mg·kg-1和220.1mg·kg-1.相关性分析结果表明,土壤活性有机质各组分之间具有不同程度的相关性,其中土壤微生物生物量碳与其它活性有机质组分的相关性相对较高.

土壤活性有机质(碳)的内涵和现代分析方法概述

土壤有机物质的活性成分是对土壤养分、植物生长乃至环境、大气和人类有影响的有效物质。在现代土壤研究中 ,出现了与之相关的繁多术语和应用指标 ,但是它们的内涵尚为混乱 ,其分析方法也缺乏系统的归纳。本文对土壤溶性有机碳 (DOC)和水溶性有机碳 (WSOC)、土壤有效碳 (AC)、土壤潜在可矿化碳 (PMC)、土壤易氧化碳 (ROC)、土壤微生物量碳 (SMBC)、土壤轻组有机碳 (LF C)几种较为普遍应用的土壤活性有机质 (碳 )从概念指标、分析意义到分析方法做了较系统的描述与理顺 ,以期对土壤有机质应用上的研究起到积极作用。

不同生物有机肥用量对土壤活性有机质和酶活性的影响

通过盆栽试验研究了不同有机质含量的土壤中,不同用量生物有机肥对棉花苗期土壤活性有机质和5种酶活性的影响。结果表明,不同土壤随着生物有机肥施用量的增加,其活性有机质及碳库管理指数(CMI)均显著增加。其中高有机质含量土壤施用生物有机肥20 g/kg效果显著,中等有机质含量土壤和低有机质含量土壤施用生物有机肥30、40 g/kg效果显著。5种土壤酶活性施肥处理均高于对照(CK),并且土壤酶活性与施用量成正比。脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶在施用生物有机肥10、20 g/kg与其它处理相比变化显著,过氧化氢酶、蛋白酶变化不显著。相关分析表明,有机质与活性有机质和CMI在棉花出苗0 d相关系数分别为0.831**、0.542*;在出苗后60 d相关系数分别为0.928**、0.635**,其中有机质与活性有机质相关性最高。而CMI与有机质和活性有机质在棉花出苗0 d相关系数分别为0.542*、0.896**,在出苗后60 d分别为0.635**、0.842**,说明活性有机质相对于有机质与CMI关系更为密切。蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶与土壤有机质和活性有机质在棉花出苗0 d和出苗后60 d存在显著相关,表明活性有机质与土壤酶活性能够较好的反映肥力水平。

土壤活性有机质测定方法的比较

用 16种化学方法对红壤、黑土、垆土、褐土、灰漠土五个典型土壤活性有机质进行测定 ,结果表明 ,333mmol/LKMnO4常温振荡 1h的方法测定结果变异系数小 ,重现性好 ,且操作简便快速 ,可作为土壤活性有机质测定的基本方法。虽然不同方法测定的活性有机质数量不同 ,但它们之间表现出较好的相关性 。

土壤活性有机质组分的光谱分析方法及应用

光谱分析方法是利用光谱学的原理和实验方法,来确定所测物质的结构及其化学组成和相对含量的方法。土壤活性有机质(labile organic matter,LOM)是生态系统管理措施早期且快速的敏感指标,对土壤质量的变化研究有重要意义。近年来,土壤LOM的含量变化逐渐成为土壤科学工作者研究的焦点。土壤LOM的组分有物理、化学、生物学和联合分组所分离出来的各种不同组分。土壤LOM组分的数量测定方法具有不确定性和难比较性,而应用光谱特性的质量变化的分析方法可以补充和验证数量变化的规律,由此获得准确、详实的结果。本文对利用现代分子技术进行有机质结构表征的紫外-可见光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、三维荧光光谱(3DEEM)和固态核磁共振碳谱(13C-NMR)的光谱分析方法进行了详述,并对这些方法在LOM研究的应用进展进行了概述。提出应针对不同的研究目的,选择适合的光谱分析技术,推荐了每种土壤LOM组分所适用的光谱分析方法,为研究解析土壤LOM的数量和质量变化规律提供了技术参考。

土壤活性有机质组分的分类方法及其研究进展

土壤活性有机质对农田管理措施和气候变化的响应敏感且快速,是表征土壤质量变化的重要指标,成为土壤生态学及环境土壤学交叉领域的研究热点。本文系统归纳了土壤活性有机质的物理组分(轻组有机质、颗粒有机质、大团聚体有机质、酸碱提取有机质和溶解有机质),化学组分(酸水解有机质和易氧化有机质),生物学组分(微生物生物量碳和氮、潜在可矿化碳和氮)和联合分组组分(游离态团聚体有机质、物理保护有机质和游离活性有机质)的分类方法,分析了不同组分的来源、典型数量(占土壤总有机质的比例)、性质和意义,评述了相关组分的研究进程、作用和影响因素,探讨了土壤活性有机质分组方法的整合应用及其研究进展,提出了补充和验证土壤活性有机质数量测定的不确定性和难比较性的可能技术途径,以期为科学解析土壤活性有机质在土壤质量变化研究中的作用提供理论依据和技术参考。

土壤活性有机质的研究现状与展望

概述了国内外土壤活性有机质研究进展,包括活性有机质的概念,活性有机质与土壤养分的关系,活性有机质与土壤性质的关系,及其活性有机质在反映土壤肥力综合评价土壤质量方面的应用,提出了今后土壤活性有机质的研究重点。

种植模式对冀西北坝上土壤活性有机质和碳库管理指数的影响

冀西北坝上地区是京津冀重要的生态源保护区域,土壤碳库是反映其生态功能的重要指标,农田种植模式是影响土壤碳库的主要人为因素。为了研究冀西北坝上沙化农田土壤有机质组分特征及增碳种植模式,以草地为参照,选择有机无机配施充分灌溉保护性栽培种植模式——大棚蔬菜田(DS)、有机无机配施充分灌溉种植模式——露地蔬菜田(LS)、大量施用化肥充分灌溉种植模式——马铃薯田(MT)、少量施用化肥雨养种植模式——青贮玉米田(QY)、不施肥雨养种植模式——燕麦田(YT)和多年人工林地(RL)等多种不同种植模式,采集0—20 cm土壤,分析土壤活性有机质(ASOM)和碳库管理指数(CPMI)。结果表明:不同种植模式下土壤有机质(SOM)含量在8.97—31.97 g·kg^−1之间,ASOM在7.63—13.44 g·kg^−1之间,其中DS显著高于草地,QY、YT和RL均显著低于草地;在土壤活性有机质的组分特征中,土壤非活性有机质(NLOM)占比最高,其次为低活性有机质(L-LOM);土壤ASOM的CPMI在64.78—184.02之间,ASOM与SOM、微生物量碳(MBC)、pH均呈极显著正相关,CPMI与总氮(TN)、pH及无机磷(IP)呈显著性负相关。有机无机配施充分灌溉保护性栽培种植模式能提高沙壤土SOM和ASOM含量降低CPMI,少量施用化肥或不施肥的雨养种植模式会降低沙壤土SOM和ASOM含量增加CPMI,不利于沙壤土保水保肥。为增强冀西北坝上地区农田保水保肥能力,应增施有机肥,提高水分管理,部分农田可建造保护性栽培设施,种植归还率较高作物,以减缓土壤退化且保障土壤的有效利用。

缙云山土地利用方式对土壤活性有机质及其碳库管理指数的影响

通过选取缙云山向阳坡同一海拔高度处的亚热带常绿阔叶林（简称林地）、坡耕地、果园和撂荒地,测定分析0~60 cm深度土壤样品有机质及3种活性有机质组分含量,从而揭示了西南地区缙云山不同土地利用方式对土壤有机质、3种活性有机质及其有效率（ER）以及碳库管理指数（CMI）的影响.结果表明,4种土地利用方式下,土壤有机质、活性有机质含量以及ER和CMI均随土壤深度的增加而降低,其中土壤有机质、活性有机质及其CMI的剖面分布趋势相似,林地土壤有机质、活性有机质及其CMI主要富集在0~10 cm土层,果园主要富集在0~20 cm土层,而坡耕地和撂荒地从上而下的降低则比较均匀.在0~60 cm土壤深度内的土壤有机质以及3种活性有机质平均含量均为撂荒地〉林地〉果园〉坡耕地,将林地转变为果园和坡耕地后,有机质含量分别降低了21.56%（P〉0.05）和55.90%（P〈0.05）,将坡耕地闲置撂荒后,有机质、低、中、高活性有机质含量分别升高了238.86%（P〈0.05）、144.2%（P〈0.05）、153.3%（P〈0.05）和242.7%（P〈0.05）.方差分析发现3种土壤ER在不同土地利用方式之间并无明显差异,表明土壤ER对土地利用变化并不敏感.不同土地利用方式下3种活性有机质CMI均为撂荒地最高,林地次之,果园和坡耕地最低,表明林地开垦导致土壤碳截存降低,土壤向着质量退化的方向发展,而坡耕地撂荒则增强了土壤的碳汇功能,土壤质量向着良性方向发展.3种活性有机质与全氮、速效磷和速效钾呈极显著正相关关系,与土壤容重呈极显著负相关关系,表明活性有机质与土壤理化性质关系密切,是反映土壤养分和衡量土壤质量的重要指标.

湖南典型烟区土壤有机质与活性组分的分布特征及相关性

为探明湖南省湘西自治州烟区与湘南永州烟区土壤有机质的数量和质量状况,运用野外调查与室内分析相结合、Arc GIS空间插值与统计分析相结合的方法,研究了典型烟区植烟土壤有机质与活性组分的分布特征及相关性。结果表明,湘西自治州烟区与湘南永州烟区植烟土壤有机质含量总体偏高,空间变异较大。湘西自治州烟区土壤有机质平均含量为28.55 g/kg,土壤活性有机质平均含量为6.25 g/kg,植烟县土壤有机质含量主要处于适宜、高范围(占66.18%);湘南永州烟区土壤有机质平均含量为42.3 g/kg,土壤活性有机质平均含量为7.80 g/kg,植烟县土壤有机质主要处于高、极高范围(占70.1%)。两大典型生态烟区土壤有机质与活性有机质含量均呈线性正相关关系,土壤有机质与土壤全氮、碱解氮的相关性最大,表明土壤氮素与土壤有机质的关系最为密切。研究区应根据土壤有机质的分布特征合理调控有机肥和氮肥的施用。

亚热带地区阔叶林与杉木林土壤活性有机质比较

通过对亚热带3个地区地带性阔叶林和杉木林土壤活性有机质的比较,分析森林类型变化及杉木连栽对土壤有机碳和养分含量的影响.结果表明:地带性阔叶林转变为杉木林后,土壤总有机碳含量下降27.8%～52.1%、腐殖酸碳下降32.2%～52.8%、胡敏酸下降36.4%～59.0%、富里酸下降29.7%～50.0%;杉木连栽也使土壤总有机碳和腐殖质含量下降.森林类型改变和杉木连栽对土壤活性有机质的影响更明显.杉木林取代阔叶林后,土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有机碳和可溶性有机氮含量的最大降幅分别为61.8%、38.2%、43.3%和69.0%;与第1代杉木林相比,第2代杉木林土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有机碳和可溶性有机氮含量的最大降幅分别为34.7%、29.3%、30.4%、18.4%.经相关性分析,除冷水浸提有机氮外,土壤活性有机质与养分含量之间具有密切的相关关系.

长期双季稻绿肥轮作对水稻产量及稻田土壤有机质的影响

以中国农业科学院红壤实验站1982年布置的长期定位试验为研究对象,分析了长期双季稻绿肥轮作体系下水稻产量变化趋势、稻田土壤有机质变化特征及土壤活性有机质组成。结果表明,绿肥作物与双季稻轮作种植后,水稻产量显著高于冬闲对照,绿肥作物紫云英、油菜和黑麦草处理年平均水稻产量(1982—2008年)分别为10.8 t.hm-.2a-1,10.2 t.hm-.2a-1和10.0t.hm-.2a-1,较冬闲对照分别提高27.2%,20.5%和18.1%。试验前期(1982—1993年)种植绿肥作物各处理之间水稻产量无显著差异,试验开展11a后(1994—2008年)种植紫云英处理水稻产量显著高于油菜和黑麦草处理。长期双季稻绿肥轮作土壤有机质随年份显著增加,双季稻紫云英轮作土壤有机质积累速度最快,年增加0.31 g/kg,双季稻黑麦草次之,土壤有机质年增加0.28g/kg,双季稻油菜轮作土壤有机质年增加0.26g/kg。种植绿肥作物紫云英稻田土壤活性有机质显著高于其它处理。种植绿肥作物各处理土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳和土壤微生物量氮含量均显著高于冬闲对照。其中黑麦草和紫云英处理土壤微生物量碳含量及微生物熵显著高于油菜和冬闲对照处理。在湘南红壤丘陵双季稻区,种植绿肥作物对提高水稻产量、增加土壤有机质、提高土壤有机质活性具有重要意义,绿肥选择上以紫云英对水稻产量和稻田土壤培肥综合效果最好。

土地利用方式对土壤有机质及其碳库管理指数的影响

采用野外调查和室内分析的方式对子午岭不同土地利用方式下，土壤有机质、3种活性有机质及其碳库管理指数（CMI）进行了研究，结果表明，土壤有机质、3种活性土壤有机质含量均随土层的加深逐渐降低，在土壤剖面基本表现为林地、撂荒未翻耕地〉撂荒翻耕地〉农用地.同一土层，3种土壤活性有机质含量及其有效率表现为低活性有机质〉中活性有机质〉高活性有机质.不同利用方式下，活性有机质有效率随有机质活性增强，呈现撂荒未翻耕地〉林地〉撂荒翻耕地〉农用地的趋势.不同利用方式之间的CMI的差异随有机质活性的增强而增大，且影响深度也逐渐加深.在0-30cm土层内，林地3种活性有机质的CMI高于撂荒翻耕地和农用地；而在30cm之下土层，3种利用方式低活性有机质的CMI相差不大，但中活性有机质和高活性有机质的CMI表现为林地〉撂荒翻耕地〉农用地.3种活性土壤有机质与其他生物化学性质之间均表现为显著或极显著相关关系，表明活性有机质可以指示土地利用方式对土壤有机质和CMI的影响.

森林生态系统土壤可溶性有机质(碳)影响因素研究进展

土壤活性有机质在土壤碳、氮、磷等养分元素的生物地球化学循环方面起着十分重要的作用.森林土壤活性有机碳(SAOC)库是极易变动的,其组分动态与周转速率主要受森林植被类型、演替过程以及由此造成的凋落物输入类型、数量、质量和季节与温湿度、pH等变化的控制.尽管在过去几十年中,关于土壤可溶性有机碳(DOC)已开展了大量的研究,但关于其形成、转移与转化速率,以及对环境变化的反应等结论仍然零散,甚至相互矛盾,因此,研究土壤DOC动态及持续管理,必需从探讨其影响因子出发,找出其关键限制因子进行调控.在将来的研究中,主要应集中在:(i)各种可溶性有机质(DOM)源和汇的大小与DOC定量变化关系,如何进行调控?(ii)在高度人为化管理的森林生态系统中,土壤DOC如何改变?(iii)DOC动态及周转速率的现代研究方法探索等.

玉米秸秆腐解对石灰性褐土酶活性和有机质质量分数动态变化的影响

通过室内培养,研究玉米秸秆腐解量与腐解时间的关系,以及不同秸秆添加量对石灰性褐土酶活性和有机质质量分数动态变化的影响。结果表明,玉米秸秆的腐解量随培养时间延长而增加,在培养的第45天,腐解量可达45%左右,而45天后腐解速度明显下降。在腐解的前60d,常规秸秆添加处理的腐解速率小于加倍量秸秆添加量处理,而在培养后期处理间腐解速率无差异,且腐解速率均随腐解时间延长而减小。土壤过氧化氢酶活性随培养时间的延长呈先增加后降低再增加的趋势,但不同秸秆量处理土壤过氧化氢酶活性差异不显著;碱性磷酸酶活性随秸秆添加量增加而增大,且均随培养时间延长而提高。土壤有机质和活性有机质质量分数均随培养时间延长而增加,且随秸秆添加量的增加而显著增加。

不同放牧强度下土壤有机质特性变化的研究

本文针对中国海北定位站高山草甸土壤不同放牧强度下土壤有机质组分变化进行了分析。实验结果表明 ,藏羊的放牧强度分别为 8,4,2 ,0只 hm2 的情况下 ,从 1998— 2 0 0 1年连续放牧 4年间 ,土壤有机质各组分不论是重量还是各组分有机质含量上都有明显变化。最大放牧强度于对照相比 ,G0 组的重量百分比和有机碳含量分别下降 1 2 4% ,1 0 12 % ;而G1 组则下降 0 4% ,1 42 2 % ;G2 组下降 1 4% ,0 5 0 0 %。轻度放牧组有机质组分的重量百分比和有机质含量分别下降 4 0 4% ,0 3 3 %。强度放牧导致土壤肥力下降 ,草场退化 。

不同护坡植物对岸坡土壤性质的影响及效应分析

植物影响边坡的稳定,植物通过根系的加筋作用提高土体的抗剪强度,增加边坡稳定、减少水土流失,植物通过茎叶对地表的覆盖,起到蓄水保墒作用。以天然草本、人工草本、苜蓿、金丝柳、榆树作为研究对象,其中天然草本的根系是多种草本植物根系混合。从根系-土体复合土体抗剪强度、土壤活性有机质、地表温度三个方面比较不同植物对岸坡土壤性质的影响,同时与无植物覆盖的土壤对比,比较其三方面性质的差异。采用室内直剪仪直剪的方法测定土体复合体剪切力,在植物根系处位置取土测定土壤活性有机质含量,利用温度计测定岸坡地表温度。结果表明,草本植物可以增加土体的内摩擦角,进而增加土体抗剪强度,灌木在生长初期与草本植物增加土体抗剪强度的机理相同,多年生灌木根系增加土体粘滞力。榆树根系的抗剪强度强于金丝柳根系的抗剪强度。天然草本的抗剪效果大于人工草本的抗剪强度。草本植物对于增加土壤活性有机质的作用弱于灌木。金丝柳、榆树改良土壤效果相对较好。草本、灌木具有良好的降低地表温度、保持水分的作用。此外,通过研究以期为植物护坡中植物品种的选择及植物搭配方式的设计提供建议与参考。

电厂煤粉尘沉降特征及其对周边土壤主要性质的影响

通过室外定期观测及室内分析,研究了太原市某电厂储煤场周围下风向900 m范围的总降尘和煤粉尘的沉降规律,及其对该范围内土壤的主要化学性质和微生物数量的影响。结果表明,在此距离内,降尘总量和煤粉尘量随着离储煤场距离的增加而显著减少,离储煤场300 m的最近观测点在3月份降尘总量和煤粉尘量最高,分别为84.38和34.48 t.30 d-1.km-2。距污染中心越近的地方,土壤表层0～10 cm的有机碳及土壤活性有机质含量均显著增加,土壤微生物也随着煤粉尘降落量的增加有活跃的趋势。但是除土壤速效钾外,全氮及速效磷含量尚未有规律性变化。总之,煤粉尘的降落明显增加了土壤表层有机碳及土壤活性有机质的含量,同时也促进了土壤微生物的活跃。