喀斯特湿地转变为农用地对土壤有机硫形态及芳基硫酸酯酶活性的影响

【目的】土壤有机硫形态及芳基硫酸酯酶活性能敏感地反映土壤硫库的变化,厘清喀斯特湿地转变为农用地后不同土地利用方式下土壤有机硫形态和芳基硫酸酯酶活性的变化特征及其影响因素,对喀斯特湿地土地合理利用和土壤质量管理具有重要意义。【方法】以典型桂林会仙喀斯特天然沼泽湿地为对照(沼泽湿地),以由其转变而来的5种土地利用方式,即水稻田、旱地、果园、养殖地和弃耕地为研究对象,采集0—10、10—20、20—30和30—40 cm共4个土层的样品,分析各形态有机硫含量及芳基硫酸酯酶活性。【结果】1)与沼泽湿地相比,5种土地利用方式的土壤全硫储量、酯键硫、碳键硫以及残渣态硫含量均呈降低趋势。5种土地利用方式土壤碳键硫、酯键硫和残渣态硫占有机硫的比例分别为39.08%~63.54%、22.91%~34.28%、13.55%~28.46%,与沼泽湿地相比,酯键硫和残渣态硫占比降低,碳键硫占比升高(P<0.05)。2)沼泽湿地土壤有机硫含量范围在158.41~442.18 mg/kg,全硫含量范围在180.22~510.83 mg/kg,全硫平均值为345.53 mg/kg,低于世界土壤全硫含量均值(700 mg/kg)。不同土地利用方式下,0—40 cm土层土壤全硫和有机硫含量均值大小整体表现为:湿地>水稻田>旱地>养殖地>果园>弃耕地,湿地与其他土地利用方式间存在显著差异(P<0.05)。3)在0—40 cm土层中,不同土地利用方式下土壤芳基硫酸酯酶活性均随土层深度的增加而降低。相较于沼泽湿地,5种土地利用方式的土壤芳基硫酸酯酶活性均降低,水稻田、旱地、果园、养殖地和弃耕地降幅分别为18.19%、27.48%、39.72%、33.81%和51.77%(P<0.05)。【结论】会仙喀斯特天然湿地转变为其他土地利用方式后,土壤全硫和有机硫含量显著下降(P<0.05),全硫含量(98.06~222.87 mg/kg)小于我国南方10省耕作层土壤全硫平均值(299 mg/kg)。土壤有机碳、全氮、含水量和芳基硫酸酯酶是土壤有机硫形态含量的主要影响因素。因此,减少湿地人为垦殖,有利于维持会仙喀斯特湿地土壤养分的平衡与生态系统的健康。

会仙喀斯特湿地三种典型植物叶片碳同位素(δ^(13)C)特征及其指示意义

为探讨会仙喀斯特湿地不同生长环境下植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、稳定碳同位素(δ^(13) C)特征及其生态学指示意义,该文以挺水植物芦苇、浮水植物水葫芦和沉水植物金鱼藻为研究对象,分析了三种典型不同生活型植物叶片的δ^(13) C特征及种间和微生境的差异,并基于植物碳同位素与碳酸酐酶显著正相关的二端元模型,估算了植物利用光合作用固定的碳酸氢根离子(HCO-3)的碳量。结果表明:(1)三种植物叶片δ^(13) C的变化范围为-28.47‰~-21.69‰,平均值为-24.83‰,不同生活型植物间δ^(13) C存在差异,金鱼藻>水葫芦>芦苇。(2)植物δ^(13) C值与叶片C、N和P元素含量间呈显著正相关,与C/N、C/P和N/P呈显著负相关关系,与底泥的有机质、速效氮、总氮、速效磷和总磷含量呈显著正相关。(3)会仙喀斯特湿地三种不同生活型植物叶片N/P平均值为10.34,表现出植物受N、P共同影响的特征。(4)δ^(13) C的变化特征,揭示了三种水生植物可能通过增加磷利用效率来促进低水分利用率环境下的碳的合成,通过提高植物水分利用效率的策略来代偿较低的氮素利用效率。(5)芦苇光合作用固定HCO-3碳量为159.60 t·a^(-1)·km^(-2),水葫芦为10.80 t·a^(-1)·km^(-2),金鱼藻为9.24 t·a^(-1)·km^(-2),平均值为59.88 t·a^(-1)·km^(-2)。会仙喀斯特湿地植物的不同生活型、光合作用途径和生长微环境,是影响叶片δ^(13) C变化的主要因素。

桂林会仙岩溶湿地土地利用方式对球囊霉素相关土壤蛋白分布的影响

土壤丛枝菌根真菌分泌的球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是土壤碳库变化的重要指标,为明确其在会仙岩溶湿地不同土地利用方式下的分布特征及影响因素,以会仙岩溶沼泽,并由其转变而来的水稻田、旱地、果园和弃耕地4种不同土地利用方式为研究对象,采集0–10 cm、10–20 cm和20–40 cm这3个层次的土样,对不同土地利用方式下球囊霉素相关土壤蛋白分布特征及其与土壤因子的关系进行了研究。结果表明,不同土层总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量为1.08~3.35 mg/g,占土壤有机碳的12.33%~19.73%,球囊霉素相关土壤蛋白是湿地土壤中的一个重要碳库。球囊霉素相关土壤蛋白在不同土地利用方式和土层之间均表现出显著差异,随土层深度的增加表现出降低趋势。沼泽土壤中总球囊霉素相关土壤蛋白、易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)含量和有机碳(SOC)的含量均高于其它4种土地利用方式(水稻田、旱地、园土和弃耕地)。GRSP分别与蛋白酶、SOC和全氮(TN)呈极显著正相关(P<0.01),分别与速效氮(AN)、速效磷(AP)、粘粒和粉粒呈显著正相关(P<0.05)。EE-GRSP与SOC和TN呈极显著正相关(P<0.01),分别与蛋白酶和粘粒呈显著正相关(P<0.05)。主成分分析表明,粉粒、SOC、AN和TN是影响球囊霉素相关蛋白分布特征和反映会仙岩溶湿地土壤营养状况的主要因子。会仙岩溶湿地土壤中的球囊霉素相关土壤蛋白对土壤碳封存有重要贡献。

湿地土壤硫组分特征及其影响因素的研究进展

硫是湿地中重要的生命元素,硫对环境变化极为敏感,在生源要素生物地球化学循环中扮演着重要角色。硫的价态多样,形式复杂,湿地垦殖使土地利用方式等发生显著改变,进而影响到土壤硫组分的变化。垦殖背景下,目前对湿地硫组分及其微生物驱动机制的研究尚不够深入。硫稳定同位素技术(δ^(34)S)逐渐地被应用到硫生物地球化学循环过程的研究中,可以探究硫素的来源。硫氧化菌(Sulfate oxidizing bacteria,SOB)和硫酸盐还原菌(Sulfate reduction bacteria,SRB)是硫组分形态转化的主要驱动者,在湿地硫循环中发挥着重要的作用。土壤芳基硫酸酯酶是参与土壤硫循环的重要酶类,是反映湿地土壤质量的一个重要生物学指标。该研究主要从湿地土壤硫组分的分布特征、影响因素、硫同位素来源示踪和微生物驱动机制4个方面,综述了湿地土壤硫组分影响因素的研究动态。最后,文章总结了当前研究中存在的问题,提出了该领域今后深入探讨的一些建议。

会仙喀斯特湿地水生植物慈姑微量元素及营养成分分析

应用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和氨基酸分析仪等仪器测定了桂林会仙喀斯特湿地野生水生植物慈姑中微量元素,氨基酸以及常规营养成分含量在其地上植株和球茎中的分布差异。结果表明,慈姑含有丰富的营养成分,粗蛋白、粗脂肪、黄酮、蔗糖、葡萄糖、总淀粉、不溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维、总膳食纤维和微生素C,均表现为球茎部位>地上植株。15种微量元素中,除Ca、K、Zn和Mn表现为地上植株>球茎部之外,Mg、Na、Fe、Cu、Cd、Li、Ni、Cr、Pb和Hg元素含量均表现为球茎部>地上植株,As元素未检测出。慈姑地上植株和球茎中含有18种丰富的游离氨基酸,蛋氨酸含量最高,除苏氨酸、缬氨酸、酪氨酸和脯氨酸含量在地上植株高于球茎部之外,其他14种游离氨基酸含量均为球茎部>地上植株。会仙喀斯特湿地野生水生植物慈姑可适合作为药食两用植物来进行引种驯化和人工繁育栽培,通过资源化利用,具有很大的潜在经济效益。

香蕉茎叶生物炭对香蕉枯萎病防控效果及土壤性状的影响

对香蕉(Musa parardisiaca)茎叶废弃物进行500℃厌氧处理制备生物炭,采用大田试验,研究了不同生物炭添加量(生物炭与土壤的质量百分比:CK,0%;C1,1%;C2,2%;C3,3%)对香蕉枯萎病的防控效果及对土壤性状的影响,为香蕉茎叶废弃物的资源化利用提供理论参考。结果表明,与对照相比,生物炭处理(C1,C2,C3)使土壤容重显著降低15.4%—34.34%;土壤田间持水量、毛管孔隙度和总毛管孔隙分别增加8.07%—35.40%、14.36%—34.21%和11.96%—31.96%;土壤阳离子交换量、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量分别增加了98.17%—273.45%、50.82%—140.77%、8.33%—34.26%、36.07%—90.16%、16.74%—63.0%、36.04%—84.73%、22.57%—288.09%和33.77%—124.70%;土壤pH值增加了1.38—1.99个单位。土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性分别提高了23.94%—78.87%、7.84%—29.51%、32.95%—95.45%和36.78%—112.64%;土壤可培养细菌、固氮菌和放线菌的数量分别提高了2.45%—13.07%、14.10%—78.31%和6.64%—19.14%;可培养真菌和尖孢镰刀菌的数量分别降低了5.38%—23.19%和4.73%—28.13%,均以3%处理效果明显。Biolog-Eco分析的每孔平均吸光度值(AWCD)、丰富度、Shannon-Wiener多样性指数均有所提高。香蕉黄叶率、枯萎病发病率和病情指数随香蕉茎叶生物炭施用量的增加而降低。总之,香蕉茎叶生物炭通过对蕉园酸化土壤理化性质的改良作用,提高了土壤酶活性,优化了土壤微生物群落结构,施用量在3%时,对蕉园土壤培肥效应和防控香蕉枯萎病的作用效果较好。研究结果可为农业废弃物的资源化利用和酸化土壤的改良提供理论参考。

桂林会仙喀斯特湿地不同植物群落土壤养分分布差异与微生物活性特征

以桂林会仙喀斯特湿地8种植物群落为研究对象,分析了群落土壤含水率、pH、土壤养分(有机碳SOC、全氮TN、全钾TK、速效氮AN、速效钾AK)和微生物活性指标(微生物生物量碳MBC、微生物生物量氮MBN、土壤基础呼吸BR、土壤呼吸势PR、微生物熵qMB和代谢熵qCO_2)的变化及其相互关系,探讨水位梯度下不同植物群落类型对土壤养分和微生物活性特征的影响。结果表明:(1)会仙湿地大部分植物群落土壤pH呈弱碱性,含水量随着土层的加深而降低,且土壤pH值和含水量随着群落积水深度的增加而升高;(2)各植物群落土壤有机碳、全氮、速效氮和速效钾含量在垂直剖面上均表现出随土壤深度的增加而减少的趋势;土壤微生物生物量碳氮含量(除铺地黍群落外)、土壤基础呼吸和呼吸势均随着土壤深度的增加而降低,且各土层之间差异显著(P<0.05),而土壤微生物熵和代谢熵在垂直剖面的分布并无明显规律;(3)8个植物群落中,华克拉莎群落的土壤有机碳、全氮、速效氮、速效钾和微生物生物量碳氮含量、土壤基础呼吸速率和呼吸势均最高;田间鸭嘴草群落的土壤微生物熵显著高于其它群落(P<0.05);(4)会仙湿地土壤微生物生物量碳氮、基础呼吸、呼吸势与土壤有机碳、全氮之间均呈极显著的正相关关系(P<0.01),微生物熵和全钾、速效氮均显著正相关(P<0.05),表明在水位梯度变化的驱动下,会仙喀斯特湿地不同植物群落土壤养分和微生物活性特征存在差异,土壤微生物活性特征反映了不同植物群落的环境适应和土壤质量的状况。

桂林会仙岩溶湿地不同富营养化水体水葫芦营养成分研究

为了探讨典型旅游区桂林漓江流域入侵植物水葫芦的综合防治与利用。通过不同空间代替时间的取样方法,测定了桂林会仙岩溶湿地不同富营养化程度水域水葫芦茎叶和根中常规营养成分以及茎叶中微量元素的含量。结果表明:TOC、粗脂肪、木质素、纤维素、半纤维素、碳水化合物成分含量、水葫芦株高、根长、根/总干重、干物质含量、Ca、Mg、Na、Mn、Zn、Fe元素含量均表现为轻度富营养化区>中度富营养化区>重度富营养化区;而TN、TP、TK、粗蛋白、粗灰分成分含量、茎叶/总干重、Cu、Cr、Pb、As、Hg元素含量则表现为重度富营养化区>中度富营养化区>轻度富营养化区。水葫芦生长的环境不同,所含的营养成分及微量元素相差很大。水体的富营养化程度越高,入侵植物水葫芦氮、磷、钾元素含量相应也高,水葫芦株高和根系长度与水体中氮、磷浓度密切相关。水葫芦能吸收水中大量的氮、磷和钾化合物,表现了一定的净化功能。

甘蔗糖蜜总糖中提高蔗糖纯度的菌株分离鉴定及生物纯化性能

从甘蔗糖厂周边环境采集污泥、土壤及污水样品,通过甘蔗糖蜜纯化发酵试验筛选提高甘蔗糖蜜总糖中蔗糖纯度的菌株,并对菌株进行形态观察、生理生化特征比较和26SrDNA基因序列同源性分析鉴定。结果筛选获得1株提高甘蔗糖蜜总糖中蔗糖纯度的菌株m-6。菌株m-6纯化发酵10h,甘蔗糖蜜中葡萄糖、果糖的去除比例分别为96.5%、100%,蔗糖在糖蜜总糖中的纯度由初始的55.6%提高至85.7%,菌株m-6对甘蔗糖蜜有良好生物纯化作用。菌株m-6属于库德毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)。

黄土高原丘陵沟壑区不同退耕还林模式对土壤微生物的影响

[目的]探讨黄土高原丘陵沟壑区不同退耕还林模式对土壤养分和土壤微生物的影响。[方法]对甘肃省天水市秦州区退耕还林(草)工程9年后3种不同造林模式和农田对照的土壤养分和土壤微生物数量进行了比较研究。[结果]不同退耕模式下,土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量呈逐渐增加的趋势;不同退耕模式下,细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少。细菌和放线菌的平均值都是农田对照>经济林型>乔草型>乔木型,而真菌表现为乔草型>乔木型>经济林型>农田对照。土壤三大类微生物数量的垂直变化趋势是随土壤深度增加而降低。[结论]不同退耕还林模式提高了土壤养分含量,增强了微生物的活性,促进了主要微生物数量的增加;巩固退耕还林(草)后续工程可改善土壤肥力;乔草型造林模式比单一树种造林模式(乔木型和经济林型)更有利于改善土壤质量。

响应曲面优化甘蔗糖蜜酸水解工艺研究

采用响应曲面法对影响甘蔗糖蜜水解总还原糖得率的3个主要影响因素即硫酸浓度、水解温度、水解时间进行优化。利用Design Expert软件分析表明:在甘蔗糖蜜糖度65、硫酸浓度4%、水解温度94℃、水解时间66 min的工艺条件下,100 g甘蔗原糖蜜水解后获得总还原糖54.98 g,实测结果与响应面拟合所得方程的预测值相符合。

喀斯特湿地水葫芦(Eichhornia crassipes)生长及表型可塑性特征对不同富营养化水体的响应

选择桂林会仙喀斯特湿地,以不同富营养化水体中生长时期为6月(生长旺盛期)和8月(暴发高峰期)的水葫芦(Eichhornia crassipes)为研究对象,探讨不同富营养化条件下水葫芦的生长及表型可塑性响应特征,以揭示水葫芦对不同富营养化水体的生态适应机制.结果表明:水葫芦的株高、根长和叶绿素含量均随水体富营养化程度的增加而降低,叶柄数、叶柄宽、叶片数、叶长、叶宽、匍匐茎数和分株速率随着水体富营养化程度的增加而升高;各性状参数在暴发高峰期均略高于生长旺盛期;根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量均随水体富营养化程度的加深而增加,茎生物量高于根生物量和叶生物量;水葫芦生物量的分配以及性状间的权衡关系(根生物量比、茎生物量比、叶生物量比和茎叶比等)因生长时期的不同而呈现差异性,表现出较强的表型可塑性特征;水体总有机碳、总氮、总磷、硝态氮、氨氮和叶绿素a浓度分别与水葫芦的茎生物量、叶宽、匍匐茎数和分株速率间存在显著的正相关关系,与根长、株高、叶生物量比和茎叶比间存在显著的负相关关系;水葫芦的表型可塑性指数在0.009~0.792之间,叶重比的可塑性指数最大,根冠比最小,重度富营养化水体下的可塑性指数最大.在会仙喀斯特湿地不同富营养化水体环境中,水葫芦通过外部形态结构调节和生物量的配比关系,产生了有利于其入侵和存活的较强的表型可塑性,是其生存繁殖的重要响应机制之一.

桂北不同林龄桉树人工林土壤微生物数量和酶活性特征研究

为探讨桉树不同林龄土壤微生物活性的响应特征,该研究采用时空互代法,选择广西北部低山丘陵地区1~5年生桉树人工林为研究对象,分析了土壤微生物、酶活性在不同土层和季节的变化规律。结果表明:(1)土壤微生物和酶活性在土层中有明显的垂直分布特征,均随土层加深而趋于降低,且各土层间差异显著。(2)细菌、放线菌数量随季节的大小顺序为秋季>夏季>春季>冬季,真菌的变化规律为春季>夏季>秋季>冬季,而酶活性随季节变化表现为夏季、秋季活性较高,春季、冬季活性较低。(3)细菌、真菌、脲酶、过氧化氢酶随林龄增大表现出先减小后增大的趋势,放线菌则呈现先减小后增大再减小的趋势,而蔗糖酶、酸性磷酸酶随林龄的增大趋于增大。(4)林地土壤中三大类群微生物与四种土壤酶之间存在极显著正相关关系,说明土壤微生物与土壤酶活性相互影响,两者之间关系密切,共同影响土壤的质量。综上可知,不同土层土壤微生物和酶活性的季节响应特征差异较大,总体在冬季最低,主要与气温、水分条件、凋落物养分的归还等有关。不同季节、土层、林龄之间的交互作用对土壤微生物和酶活性有显著影响。

桂北不同林龄桉树人工林土壤碳库管理指数和碳组分的变化特征

采用时空互代法,以广西北部低山丘陵地区不同林龄(1、2、3、4、5和8 a)桉树人工林为研究对象,探讨林龄对桉树人工林地土壤碳库管理指数的影响及其规律。结果表明:(1)随着林龄的增加,土壤有机碳总体表现为增加的趋势,1~8 a桉树土壤有机碳范围在5.79~15.57 g·kg^-1之间,随着土层的加深而降低;0~40 cm土层土壤有机碳平均含量表现为8 a>5 a>3 a>4 a>2 a>1 a。(2)土壤非活性有机碳、碳储量随林龄和土层的变化规律与土壤有机碳基本一致。土壤活性有机碳含量大小依次表现为8 a>5 a>4 a>3 a>2 a>1 a,占土壤有机碳的比例随林龄变化无明显规律,8 a和其他林龄间均具有显著差异。(3)碳库管理指数随林龄增加整体呈上升趋势,8 a桉树人工林土壤碳组分含量及碳库管理指数均高于10 a对照马尾松林。碳库管理指数与土壤有机碳、非活性有机碳、活性有机碳、碳储量、碳库活度、全氮、容重呈极显著或显著的相关性,不同林龄和土层间碳库管理指数有差异性。适当延长桉树人工林的轮伐周期,减少人为对林地凋落物和林下植被的干扰,将有利于提高土壤的有机碳含量,进而改善土壤质量。

桂北不同林龄桉树人工林土壤生态化学计量特征

采用时空互代法,探讨不同林龄对桂北低山丘陵地区桉树林土壤SOC,TN,TP和TK养分变化及其生态化学计量学特征的影响。结果表明:1)随林龄的增加,SOC表现为先升高后降低再增加的趋势,TN无明显变化规律,TP趋于减少,TK表现为先减小后增大的趋势。不同林龄SOC,TN,TP和TK含量均随土层深度的增加而减少。2)随林龄的增加,土壤C∶N,C∶P,N∶P和C∶K表现为逐渐增大的趋势,N∶K表现为先增大后减小的趋势,P∶K无明显规律。随土层的加深,土壤C∶N逐渐增大,N∶P,N∶K逐渐减小。C∶P,C∶K和P∶K无明显变化规律。3) SOC与C∶P,N∶P,N∶K呈极显著正相关,TN与N∶P,N∶K呈极显著正相关。TP与N∶K呈极显著正相关,TK与N∶P呈极显著正相关。不同林龄、土层深度均影响土壤养分的分配,土壤养分对桉树林土壤化学计量的贡献表现出一定的差异性。

贝加尔唐松草微量元素和氨基酸含量测定

应用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)和氨基酸分析仪测定了贝加尔唐松草根和茎中的微量元素和氨基酸含量。结果表明,贝加尔唐松草根和茎中的钾、钙和镁含量非常高,铁、钠、锌和锰含量次之,铜、镍和钴含量较低,10种微量元素含量的质量分数大小依次为:钾>钙>镁>铁>钠>锌>锰>铜>镍>钴;钾元素含量根部<茎部,其他9种微量元素含量均是根部>茎部。贝加尔唐松草根和茎中含有17种丰富的游离氨基酸,含量均为根部>茎部,其中人体必需氨基酸含量较高,根和茎中7种必需氨基酸质量分数分别占氨基酸总量的44.66%、41.83%。甘肃贝加尔唐松草可作为一种具有开发前景和应用价值的野生药材。

缘毛紫菀根中微量元素和氨基酸的含量分析

应用原子吸收分光光度法和氨基酸分析仪测定了缘毛紫菀根中微量元素和氨基酸的含量。结果表明,缘毛紫菀根中7种微量元素含量分别为:钙4 036.01 mg/kg,镁2 859.02 mg/kg,铁989.37 mg/kg,锰78.85 mg/kg,锌60.04 mg/kg,铜34.81 mg/kg,硒0.000 052 mg/kg(<0.000 6 mg/kg)。缘毛紫菀根含有17种丰富的游离氨基酸,其中人体必需氨基酸含量较高,7种必需氨基酸占氨基酸总量的58.72%。缘毛紫菀作为甘肃一种野生药材,具有广泛的开发前景和应用价值。

过氧化物漂白对蔗渣木聚糖提取的影响

比较了直接浸提和预处理后再浸提对蔗渣木聚糖提取率和产物的影响。蔗渣经过碱性过氧化氢或过氧乙酸的漂白预处理,有利于促进木聚糖的溶出和提高提取率,尤其是碱性过氧化氢的促进作用更显著,可以使木聚糖提取率达到21.5%(对干料),精制后产物纯度和白度分别达到85%和83%,但对于木聚糖纯度的提高并不是很显著。不同提取方式所得到的木聚糖在糖基组成和红外光谱图均有很高的相似度。

生物炭施用5 a后对桂北桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮的影响

研究施用不同量生物炭5 a后桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮特征,探讨土壤有机氮组分和活性氮之间的关系,明确生物炭不同施用量下土壤的供氮潜力,为桉树林业废弃物生物炭的实践应用提供科学依据.利用开始于2017年的桉树人工林生物炭中长期定位试验,选取CK(0%)、T1(0.5%)、T2(1.0%)、T3(2%)、T4(4%)和T5(6%)这6个处理,一次性施用生物炭5 a后测定不同处理下有机氮组分、微生物生物量氮和溶解性有机氮含量.结果表明:(1)与对照相比,随着生物炭施用量的增加,不同土层全氮、酸解总氮、酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮、微生物生物量氮、溶解性有机氮和氮储量含量均呈递增趋势,增幅分别为45.48%~156.32%、44.31%~171.31%、38.06%~223.37%、39.42%~163.32%、36.72%~109%、23.27%~113.51%和29.45%~62.37%,在T5处理最大;未知态氮和非酸解态氮含量总体亦呈增加的趋势,增幅分别为88.41%~158.71%和50.24%~139.01%;酸解氨基糖态氮含量趋于降低,降幅为7.72%~32.73%.不同处理下有机氮各形态的分布趋势大小为:酸解铵态氮>酸解氨基酸态氮>非酸解态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖态氮,生物炭施用处理增加了酸解总氮含量及其占全氮的比例.(2)除了酸解未知态氮之外,土壤有机氮其它组分和活性氮含量均随着土层的加深而递减.(3)土壤全氮、微生物生物量氮和溶解性有机氮均与酸解总氮、非酸解态氮和氮储量之间存在显著的正相关关系.主成分分析表明:容重与酸解氨基糖态氮;全氮与酸解未知态氮;酸解氨基酸态氮与酸解总氮间的关系均较为密切.综上,林业废弃物生物炭施用5 a后,显著增加了桉树林土壤有机氮组分和活性氮含量,有利于提高土壤氮素的供应能力;酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸态氮对土壤活性氮有重要贡献.

生物炭施用5a后对桂北桉树人工林土壤有机碳组分的影响

研究生物炭不同施用量施用5 a后桉树人工林土壤有机碳组分的变化特征,明确生物炭施用下土壤的固碳潜力,为桉树林业废弃物生物炭的土壤改良效应提供科学依据.基于2017年建立的桉树人工林生物炭中长期定位试验,以桉树人工林废弃枝条为原料,在500℃条件下厌氧制备生物炭,选取CK(0%)、T1(0.5%)、T2(1.0%)、T3(2%)、T4(4%)和T5(6%)这6个处理,一次性施用生物炭5 a后测定不同处理下有机碳组分含量特征.结果表明:(1)与对照相比,土壤有机碳及其组分随生物炭施用量的增加而增大,且在T4或T5达到最大值,土壤有机碳、可溶性有机碳、易氧化态有机碳、颗粒有机碳、微生物生物量碳和碳储量分别增加了101.62%、67.46%、143.03%、164.78%、110.88%和41.73%.(2)随着生物炭施用量的增加,各生物炭处理土壤轻组有机碳和重组有机碳含量在0~10、10~20、20~30 cm土层的增幅分别为41.41%~140.63%、9.26%~87.04%、-19.54%~106.90%和15.32%~78.99%、15.72%~75.25%、89.49%~148.64%.0~30 cm土层土壤轻组有机碳和重组有机碳含量的平均值亦呈现增大的趋势,土壤碳库中以较稳定的重组有机碳为主.(3)土壤有机碳、碳储量和有机碳组分含量均随着土层的加深而减小.总体上,生物炭施用5 a显著增加了土壤有机碳和碳组分含量,有利于提高土壤固碳能力和土壤稳定性碳库,生物炭施用是提升桉树林土壤质量的有效措施.研究结果可为林业废弃物资源化利用和桉树人工林土壤肥力提升提供参考依据.