河南省典型土壤类型及土地利用方式对土壤活性有机质及碳库管理指数的影响

基于河南省典型土壤类型和不同土地利用方式,研究其对土壤活性有机质和碳库管理指数变化影响特征,为河南省土壤的开发利用及可持续发展提供理论依据。结果表明:1)在褐土和潮土中,果园土壤有机质质量分数最高,分别比荒地高70.12%和29.04%。在砂姜黑土中,农田土壤有机质质量分数显著高于其他土地利用方式,为23.61 g/kg。2)在褐土中,果园利用方式有利于提高土壤低活性有机质(LLOM)和高活性有机质(HLOM)质量分数,但荒地土壤的总活性有机质占总有机质的比例高达67.79%;在砂姜黑土和潮土中,农田利用方式显著提高土壤各活性有机质的质量分数,其总活性有机质的比例分别为48.66%和41.08%。3)不同土壤类型下,农田土壤的碳库指数(CPI)数值均>1。在褐土中,菜地利用方式有利于LLOM和中活性有机质(MLOM)的土壤碳库管理指数(CPMI)的提高,分别为95、137。在砂姜黑土和潮土中,农田利用方式有助于土壤各活性有机质的CPMI的增高,值的范围分别为183~202和154~171。土地利用方式和土壤类型×土地利用方式互作均对土壤各活性有机质和碳库管理指数的影响达到极显著水平。综上,在褐土中,果园利用方式提高土壤LLOM和HLOM含量效果最佳;在砂姜黑土和潮土中,农田利用方式有助于提高土壤各活性有机质质量分数。土地利用方式及土壤类型×土地利用方式互作对土壤总有机质、各活性有机质和碳库管理指数均产生极显著的影响。

日光温室土壤活性有机质和腐殖质组成的研究

本文对不同种植年限日光温室的土壤活性有机质和腐殖质组成进行了研究,发现随温室种植利用年限的增加,日光温室土壤有机质、腐殖质和活性有机质质量分数均呈升高的趋势。日光温室土壤活性有机质质量分数增幅大于有机质总量的增幅,高龄日光温室0~<20 cm,20~<40 cm土层活性有机质占有机质比例均在20%以上,高于温室外粮田0~<20 cm的表层土壤。随种植利用年限的增加,日光温室土壤中松、稳、紧各级结合态腐殖质质量分数均呈增加的趋势;其中松结合态腐殖质占比大于粮田,稳结合态和紧结合态腐殖质占比小于粮田。日光温室土壤松结合态腐殖质与紧结合态腐殖质的比值(即松紧比)均大于粮田土壤。

长期施肥对我国典型土壤活性有机质及碳库管理指数的影响

对我国重点农区的6种典型土壤—红壤、灰漠土、垆土、潮土、褐土、黑土长期耕作施肥后的活性有机质及碳库管理指数（CMI）进行了研究，探讨施肥对不同土壤活性有机质和CMI的影响。土壤活性有机质用KMnO4氧化法测定，采用3种浓度KMnO4（33、167、333mmol／L）将土壤活性有机质分为高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分。结果表明，只耕作不施肥（CK）10年后土壤活性有机质含量降低，CMI下降11．1～63．6，其中垆土、褐土下降幅度最大、黑土最小。施用化肥也使土壤活性有机质下降，其中单施氮（N）的潮土活性有机质下降最大，达31．3％；化肥配合施用（NPK）的红壤活性有机质下降最大，其余土壤相对较小。施肥使土壤活性有机质和总有机质含量增加，高于初始土壤和CK。施用有机肥或有机肥配施化肥，土壤活性有机质含量和CMI均显著增加，CMI以红壤上升最大，达91．4，潮土最小，仅为4．6。土壤活性有机质的数量及CMI变幅大于土壤总有机质的变化幅度，以CMI变化为大，说明CMI是评价施肥耕作对土壤质量影响的最好指标。土壤活性有机质分组结果表明，红壤活性有机质组成以高活性有机质为主；垆土、灰漠土活性有机质以高活性和中活性两部分为主；潮土以中活性有机质为主。施肥对红壤、灰漠土活性有机质组分影响明显，对垆土、潮土影响相对较小。

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。

不同有机无机肥配合施用对土壤活性有机质含量及pH值的影响

通过连续3年在大田进行的不同有机无机肥配合施用试验,研究不同有机无机肥配合比例对土壤活性有机质含量及土壤酸化状况的影响,并探讨了土壤活性有机质及总有机质与作物产量及土壤性质之间的相关性。结果表明:①适量无机肥施用增加了土壤活性有机质含量,提高了土壤碳库管理指数;有机无机肥配合施用对提高土壤活性有机碳含量的作用大于单独施用无机肥,在75%有机肥的处理中活性有机质含量和碳库管理指数最大,分别为无机肥处理的1.37和1.39倍,不施肥对照的1.68和1.84倍。②不同施肥处理土壤pH值、阳离子代换量及交换性盐基离子含量随无机肥比例的上升而显著下降,交换性A l3+含量随无机肥比例的上升而增加,交换性H+含量变化趋势则不明显;配合施用有机肥处理的pH均高于不施肥对照,各处理pH值随着无机肥施用比例的提高显著下降,降幅与无机肥比例呈极显著线性相关,R2=0.998(P<0.01)。③水稻产量仅与中活性有机质、活性有机质、碳库管理指数显著相关,相关系数分别为0.902、0.811、0.820,而与水稻土总有机质含量无显著相关;总有机质含量与各盐基离子含量、阳离子代换量、pH值都显著相关,而活性有机质含量和碳库管理指数仅与交换性K+、Na+含量及pH值相关。

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.

平菇栽培废料等有机肥对土壤活性有机质和土壤酶活性的影响

通过大田试验研究了不施有机肥（CK）、施用平菇栽培废料（T1）、施用干腐熟牛粪（T2）和烘干鸡粪（T3）在种植黄瓜01-50 d内土壤中活性有机质和4种土壤酶活性的变化。结果表明：施入不同有机肥对土壤总有机质含量的影响为烘干鸡粪〉平菇栽培废料〉干腐熟牛粪〉对照;对活性有机质含量的影响为平菇栽培废料〉烘干鸡粪〉干腐熟牛粪〉对照;施用平菇栽培废料的土壤中脲酶、转化酶和脱氢酶活性最高,施用干腐熟牛粪的土壤中过氧化氢酶活性最高。相关性分析显示,脲酶、转化酶和脱氢酶活性与土壤活性有机质显著相关。用平菇栽培废料做有机肥能有效提高土壤活性有机质含量和土壤酶活性。

不同灌溉方式对有机肥碳矿化及土壤活性有机质含量影响

用测定有机碳矿化速率及土壤活性有机质含量变化的方法,探讨有机质含量与活性有机质含量的相关性,研究不同灌溉方法对保护地土壤有机质积累-矿化的影响。结果表明:在有机肥施入保护地土壤的90d内,有机碳矿化率沟灌为42.94%～47.19%,滴灌为48.51%～53.54%,渗灌为42.04%～45.77%,其大小顺序为滴灌>沟灌>渗灌;而同一灌溉处理有机肥有机碳矿化率为:2g·kg-1土>4g·kg-1土>6g·kg-1土>8g·kg-1土。活性有机质含量变化也因灌溉方式及有机肥用量而异,滴灌与渗灌处理的活性有机质含量变化趋势相似,沟灌则与滴灌、渗灌有较大差异;就有机肥用量而言,某一时间的活性有机质含量为:8g·kg-1土>6g·kg-1土>4g·kg-1土>2g·kg-1土。灌溉方式与有机肥用量对活性有机质含量的影响差异极显著,且灌溉方法与有机肥用量之间存在交互作用。

长期不同施肥下红壤活性有机质与碳库管理指数变化

对长期不同施肥5 a和10 a后红壤活性有机质进行了测定,结果表明,耕作10 a不施肥或仅施化肥(CK、N、NP、NK、PK、NPK)的土壤活性有机质(LOM)及碳库管理指数(CMI)都明显下降,最大下降(CK)分别为40.5%和48.1;而有机肥或有机肥化肥配合施用(M、MNPK、1.5MNPK),LOM和CMI则显著升高,最大升高(1.5MNPK)分别为183%和195;秸秆还田(SNPK)处理LOM和CMI先下降后增加,5 a分别下降25.2%和31,10 a又分别上升17.9%和13。说明化肥主要提高非活性有机质,有机肥则显著改善土壤有机质质量,秸秆还田对提高红壤有机质质量比有机肥慢。用33 mmol L-1、167 mmol L-13、33 mmol L-1KMnO4测定的三种活性有机质(本文分别称其为高活性有机质HLOM、中活性有机质MLOM和活性有机质LOM)的含量依次增加,分别占总有机质的5.6%、9.6%和14.5%。三种活性有机质之间呈显著或极显著相关,HLOM与MLOM相关系数为0.478*,HLOM与LOM为0.592**,MLOM与LOM为0.716**。作物产量只与MLOM和LOM极显著相关,相关系数分别为0.821**和0.602**,而和总有机质没有显著的相关性。同时,LOM及CMI与土壤阳离子交换量、交换性钾、交换性钙、盐基总量、微量元素等呈显著或极显著正相关,但总有机质与上述土壤化学指标相关性差。这些结果暗示LOM和CMI比总有机质更能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况,应该成为描述土壤质量和评价土壤管理的良好指标。

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。

不同耕作制度对紫色水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

以长期定位试验点的紫色水稻土为研究对象，研究了耕作制度对紫色水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。结果表明：稻田长期垄作免耕0～10cm土层有机质含量比常规平作高，10～60cm土层有机质含量则比常规平作低；表明稻田长期垄作免耕土壤有机质具有表层富集现象；水旱轮作各土层有机质含量均比常规平作低。垄作免耕各土层活性有机质含量普遍增加，水旱轮作表层（0～10cm）活性有机质含量减少，其余土层变化不大。对活性有机质组分含量的研究表明：与常规平作相比，垄作免耕增加了土壤表层活性有机质各个组分的含量，在其余土层增加了低活性有机质含量，而减少了高活性有机质含量；水旱轮作增加了各土层低活性有机质含量而减少了中活性和高活性有机质含量。垄作免耕所有土层的碳库管理指数都在100以上，水旱轮作除表层（0～10cm）小于100以外，其余土层都在100以上。由此可见，农业管理措施对土壤有机质、活性有机质及碳库管理指数有较大影响。

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。

长期施肥下黑土活性有机质和碳库管理指数研究

基于东北黑土长期定位试验,研究不同施肥措施对黑土活性有机质及其碳库管理指数的影响。结果表明：在不同施肥措施的影响下土壤有机质得到了不同程度的提高。撂荒处理（CK0）土壤有机质较初始值提高了35.62%;单施化肥处理有机质提高最小,为10%~15%;其次为秸秆还田处理提高了20%;有机肥和化肥配施处理土壤有机质提高效果最显著,为66.38%~92.13%。黑土活性有机质分布规律为高活性有机质、中活性有机质、低活性有机质分别占有机质含量的3.80%~10.28%、1.59%~12.32%、8.71%~27.45%。以撂荒处理为参考土壤,有机肥和化肥配施处理高活性有机质、中活性有机质碳库管理指数高于参考土壤;氮磷钾肥配施处理（NPK）高活性有机质及其高活性有机质碳库管理指数与参考土壤较为接近;单施氮肥处理（N）、施用氮肥和磷肥处理（NP）、施用氮肥和钾肥处理（NK）、施用磷肥和钾肥处理（PK）高活性有机质、中活性有机质及总活性有机质碳库管理指数均低于参考土壤。采用有机肥无机肥配施对提高黑土活性有机质含量,提高土壤碳库管理指数具有比较好的效果。

长期施肥和秸秆覆盖土壤活性有机质及碳库管理指数变化

【目的】研究长期施肥和秸秆覆盖对土壤活性有机质和碳库管理指数的影响,为渭北旱塬区秸秆覆盖模式的完善提供理论依据。【方法】长期定位试验于1981年开始,布设于陕西省合阳县,设空白对照(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷有机肥配施(NPM)、氮磷肥配施+秸秆覆盖(NP+FG)、氮磷有机肥配施+秸秆覆盖(NPM+FG)5个处理,测定28年后土壤有机质、不同活性组分有机质含量及土壤养分含量、酶活性,研究长期施肥和秸秆覆盖对土壤活性有机质、碳库管理指数的影响及其与土壤酶活性、养分含量的相关关系。【结果】1)NP处理较CK处理显著提高了土壤高活性有机质含量48.7%,对其他活性组分影响不显著;NPM处理土壤总有机质含量提高了120.0%,高、中、低活性有机质含量分别提高了137.4%、136.3%和93.4%。2)以CK为参考土壤,NP处理土壤高活性、中活性和活性碳库管理指数分别提高了54.66、17.93和2.65;NPM处理分别提高了139.28、140.92和83.59。NP+FG处理土壤高、中、低活性碳库管理指数较NP处理分别提高75.01、191.43和122.90;NPM+FG处理较NPM处理分别提高了58.93、121.35和93.43。3)高活性有机质、高活性碳库管理指数与转化酶呈极显著相关,中、低活性碳库管理指数与转化酶呈显著相关。【结论】NPM处理显著提高了土壤高、中、活性碳库管理指数;施肥基础上秸秆覆盖进一步提高了土壤的碳库管理指数,在氮磷肥配施基础上进行秸秆覆盖对碳库管理指数的提升作用大于氮磷有机肥配施基础上秸秆覆盖的作用;活性有机质与总有机质相比,更能反映土壤酶活性的变化,有机质的活性越高,对指示酶活性和土壤质量的变化越敏感。在渭北旱塬区,氮磷肥基础上秸秆覆盖表现出显著提高土壤碳库管理指数和培肥的优势。

有机肥料施用后潮土中活性有机质组分的动态变化

研究了潮土中加入稻草秸秆或猪粪后,土壤微生物生物量碳、水溶性有机碳和溶解性酚等活性有机质组分的动态变化。有机肥施用后,微生物生物量碳、水溶性有机碳都迅速上升并达到最大值,随着时间的推移都有所下降;而溶解性酚从实验开始时就逐渐下降,最后基本保持稳定。相关性分析表明,微生物生物量碳、水溶性有机碳和溶解性酚相互之间都呈显著性正相关。

秸秆覆盖对宁南旱作农田活性有机质及碳库管理指数的影响

在宁南半干旱区旱作农田连续进行了4 a不同秸秆覆盖量的冬小麦栽培试验,对不同秸秆覆盖量下的土壤碳库活度（A）、碳库活度指数（AI）、碳库指数（CPI）和土壤碳库管理指数（CMPI）进行了分析。结果表明：与不覆盖（CK）相比,0.9~0.6万kg/hm2覆盖量下0~20 cm土层土壤总有机碳含量显著提高1.46~1.01 g/kg（P〈0.05）,0.6~0.3万kg/hm2覆盖量下0~20 cm土层土壤活性有机碳提高0.60~0.43 g/kg,差异显著（P〈0.05）;各覆盖处理均有助于提高0~20 cm和20~40 cm土层土壤活性有机碳比重,尤以0.6~0.3万kg/hm2处理的效果最为明显,且碳库指数和土壤碳库管理指数表现最高。分析结果说明,0.6万kg/hm2左右秸秆（玉米）覆盖量能更有效地改善土壤碳状况。

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

【研究目的】以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,探讨长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。【方法】采用3种浓度的KMnO4(33、167、333mmol/L)氧化法测定土壤高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分含量。【结果】研究表明:红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主。连续种植25a水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。各施肥处理的土壤有机质、活性有机质组分含量和碳库管理指数均有所增加,CMI以NPK+RS处理上升最大,NK处理最小。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。【结论】长期化肥与有机肥、稻草配合施用能明显增加红壤水稻土活性有机质组分和水稻产量。CMI可以作为评价土壤质量的指标。

有机物替代部分化肥对土壤活性有机质及碳库管理指数的影响

为探索生物有机肥替代化肥对土壤肥力的影响,采用大田模拟试验,分析了秸秆、秸秆掺混牛粪替代不同比例化肥后土壤有机质、活性有机质、碳库管理指数等的动态变化。结果表明:不同有机物替代处理均能提高土壤总有机质含量,秸秆替代40%化肥(S3)处理效果最好,提高14.25%。秸秆替代、秸秆牛粪共同替代处理在提高土壤中活性、低活性有机质含量方面效果较好。不同活性有机质的碳库管理指数总体上以牛粪秸秆共同替代处理较高,其中高活性有机质的碳库管理指数以MS3(秸秆和牛粪共同替代40%化肥)处理最高,为175.7,中活性有机质以MS4(秸秆牛粪配施全量化肥)处理最高,为407.7,低活性有机质以MS2(秸秆牛粪共同替代30%化肥)处理最高,为533.7。总之,不同有机物替代部分化肥能有效提升土壤总有机质、不同活性有机质含量及碳库管理指数,其中秸秆牛粪共同替代30%~40%化肥效果最优。

长期施肥对潮土不同层次活性有机质及碳库管理指数的影响

为探索长期不同施肥下潮土不同土层活性有机质和碳库管理指数变化特征,选取不施肥对照(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、NPK配施有机肥(NPKM)和NPK配施秸秆还田(NPKS)4个典型施肥处理,测定并分析土壤高、中、低活性有机质含量以及碳库管理指数(CMI)变化特征。结果表明:各处理土壤有机质含量均随土层加深而降低,且处理间差异随土层深度缩小。施肥处理相对不施肥对照(CK)均明显提升了不同土层的有机质含量,以NPKM处理最高,达到13.91~33.55 g/kg。各处理以非活性和低活性有机质为主,且其比例随着土层加深而增加,其中CK处理比例最高,分别为35.6%~56.6%和17.7%~50.7%。施肥处理对土壤CMI均有提高,在0-40 cm土层,NPKS的高活性CMI最高,分别为149.54,147.01,237.65;而在40-60 cm土层,以NPKM处理的高、中活性CMI最高,达到237.65,537.67。综上所述,各处理土壤有机质和活性有机质含量均随土层加深而降低,且处理间差异随土层深度缩小;氮磷钾配施有机肥提升总有机质及活性有机质处理效果最佳。在上层土层(0-40 cm)氮磷钾配施秸秆有助于提升高、中活性有机质的碳库管理指数;而在下层土层(40-60 cm)则以氮磷钾配施有机肥最优。整体来看,NPK配施有机肥(NPKM)对土壤的肥力提升效果最好,NPK配施秸秆还田(NPKS)次之。