采用^(14)C同位素标记植物的装置与方法

碳同位素(14C)示踪是研究植物残体有机碳在土壤中分解与转化较灵敏的方法,已被广泛用于土壤有机碳周转动力学研究。本文详细介绍了一种在密闭箱中采用14C同位素标记植物的装置和操作方法。该装置设备简单,操作方便可靠;该方法亦适合于采用13C1、5N等同位素对植物进行标记和示踪。

江南丘陵红壤中解磷菌株的筛选试验初报

本试验从经过贮存的红壤中分离出不同种类的优势菌株，进行纯培养，将培养液接种到土壤中，测定土壤中速效磷的变化，发现１０号菌株接种的土壤速效磷含量为７．３ｍｇ／ｋｇ，比对照Ⅱ增加了５２％，有明显的解磷作用，初步鉴定为放线菌类。

复合农林系统中地下部分相互影响的研究

以大豆和花生分别与柑桔和梨树组成不同复合栽培系统，通过测定果树及作物根系的ＶＡ菌根感染率，豆科作物的根瘤数、根重、荚产量和生物量，以及果树的生长量，以探讨果树与作物根系的相互影响及农林复合最佳模式．试验结果表明：柑桔＋大豆为最佳复合模式，其次为柑桔＋花生、梨树十大豆两个系统，最差的复合系统为梨树＋花生．

大棚菜菌复合栽培的相互作用

塑料大棚菜菌复合栽培,是近10年来发展的一种新的种植模式,该模式的优点是:能充分利用大棚土地和光热资源;莱菌互惠利,菜类生长产生的氧气可供菌类利用,菌类生长产生的二氧化碳可供菜类利用;菜下种菌为菌类提供良好的遮阳保温条件;菌渣可作为蔬菜肥料改良土壤结构及提高肥力;另外,由于菌类的生长繁殖可能会对蔬菜病原菌有一定的抑制作用.本研究旨在通过不同蔬菜对菌类生长的影响及菌类对蔬菜生长的影响,以及大棚菜地出耳与室内出耳进行了比较,以探讨适宜菜菌复合模式及相互作用和管理技术.

洞庭湖平原区土壤全磷含量地统计学和GIS分析

以洞庭湖平原区典型景观单元为试点,利用GPS定位共取得651个耕层(0～20cm)土壤样品。通过对数转化、稳健统计、域法处理和Box-Cox转化4种数据处理方法对土壤全磷进行了正态分布性检验。结果表明,Box-Cox转化成功地使数据集服从正态分布并消弱了异常值的影响,应用地统计学分析方法进行了实验变异函数的计算和最适合模型的拟合,得出土壤全磷最好的理论模型为球状模型,随后用普通克立格估值方法绘制了土壤全磷的空间分布图。在经过不同趋势阶数土壤全磷克立格(Kriging)插值误差的综合比较的基础上,结果表明趋势效应参数宜选取二阶。Kriging估值标准差(KSD)被认为是内插象素值的标准差,并为提高全磷的制图精度提供了有用的信息。应用地统计学和地理信息系统(GIS)的概率克立格法研究了洞庭湖平原典型区的土壤全磷的空间分布并进行了风险性评价。结果表明,土壤全磷不同含量水平下的概率分布图对风险性评价、合理施肥和控制磷素的面源污染的管理实践将是十分有益的。

喀斯特地区不同土地利用方式对土壤有机碳、全氮以及微生物生物量碳和氮的影响

以广西环江大才为代表,选择亚热带典型喀斯特峰林谷地样区,通过对样区土壤进行密集采样和测定分析,研究了土地利用方式对土壤有机碳(OC)和全氮(TN)含量及土壤微生物生物量碳(BC)和氮(BN)含量的影响.结果表明,3种土地利用方式下,土壤有机碳含量在稻田和林地中基本相同,而旱地显著低于稻田和林地.土壤全氮含量为稻田显著高于林地,而林地显著高于旱地.土壤微生物生物量碳含量为稻田显著高于林地,林地显著高于旱地.土壤微生物生物量氮含量在稻田和林地中基本相同,而旱地显著低于稻田和林地.旱地土壤pH值显著低于稻田和林地土壤.3种土地利用方式下,土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物生物量氮与全氮含量之间均呈显著的正相关关系.土壤微生物生物量碳和氮含量可以作为评价喀斯特地区土壤质量和肥力的指标之一,对土地利用方式响应较为敏感.

土地利用对亚热带红壤低山区土壤有机碳和微生物碳的影响

目的研究土地利用变化对土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(SMBC)含量的影响。方法采用典型样区密集取样(水田和旱地3～4个样/ha、果园2～3个样/ha、林地0.2～0.5个样/ha)和野外调查,对亚热带红壤低山肯福样区的水田、旱地、果园和林地表层(0～20cm)SOC和SMBC含量及其变化进行了研究。结果本区SOC、SMBC含量和微生物碳与有机碳比率(SMBC/SOC)分别为(17.53±5.02)g·kg-1,(278±174)mg·kg-1和(1.56±0.84)%。其中,林地SOC、SMBC含量和SMBC/SOC分别为(18.20±4.53)g·kg-1、(293±111)mg·kg-1和(1.58±0.39)%。水田SOC、SMBC含量和SMBC/SOC较林地依次提高了15.5%,84.0%和73.9%(P<0.01);与林地相比,旱地SOC含量(17.50±4.89)g·kg-1略有降低(P>0.05),SMBC含量和SMBC/SOC分别减少29.1%和24.2%(P<0.01);果园SOC、SMBC含量和SMBC/SOC比林地分别降低了26.8%,46.1%和26.1%(P<0.01)。除水田外,其余土地利用方式的SOC与SMBC含量之间均存在极显著的相关关系。结论亚热带红壤低山生态景观单元内林地开垦为水田增加了SOC的积累和土壤微生物活性,林地开垦为旱地和果园不同程度地降低了SOC的积累和微生物活性。

固体发酵生产香菇菌丝体及其应用研究

在食用菌生产中,产生子实体需烦杂的工艺和较长的时间,尤其是香菇有时要几个月。当人们发现菌丝体所含的各种营养成分与子实体相似后,就期望通过培养菌丝体代替子实体。目前对于菌丝体培养的研究大多集中在液体发酵方面,尽管液体发酵有较多的优点,但也存在一些不足之处,如设备投资大,产品风味差,工艺复杂,一旦污染损失严重等,因此液体发酵还未能普遍应用于食用菌菌丝体生产。

微生物商对亚热带地区土地利用及施肥制度的响应

【目的】土壤微生物商对于土壤质量的变化具有重要的指示意义,本文探讨其在中国亚热带土壤中应用的可靠性与灵敏性。【方法】利用2个典型小区域和6个长期定位试验结果,分析了土壤微生物商对于土地利用方式(水田、旱地、果园、林地)和稻田施肥制度的响应。【结果】盘塘样区中稻田土壤微生物商平均为(5.07±1.26)%,旱地土壤微生物商为(2.96±1.60)%,高于林地的(2.40±0.34)%,果园土壤微生物商仅为(1.98±0.89)%。肯福样区情况略有不同,其各土地利用方式下土壤微生物商均明显低于盘塘样区,稻田(3.01±1.51)%>林地(1.57±0.40)%>旱地(1.29±0.56)%>果园(1.14±0.42)%。施肥方式的变化,尤其是有机肥的施用也对土壤微生物商产生了明显的影响。长期定位试验中化肥在半数稻田监测点上提高了土壤微生物商;中量和高量有机肥平均使稻田土壤微生物商提高了17.94%和19.91%,作用优于化肥单施;秸秆处理作用与中量有机肥接近,土壤微生物商提高17.51%。但无论是小区域还是长期定位试验中土壤微生物碳与有机碳相关分析结果均表明,尽管二者具有显著的相关关系,但土壤微生物商与期望值的差异变化很大。【结论】结合区域调查和长期施肥试验,可以认为土壤微生物商基本可以反映土地利用和施肥尤其是有机肥投入变化对土壤质量影响的趋势,但由于不同情况下其变化趋势与有机碳的反应不完全一致,因此在使用时应谨慎。此外,中国亚热带地区稻田土壤微生物商较高,说明稻田具有较高的微生物生物量维持能力。

温度对不同粘粒含量稻田土壤有机碳矿化的影响

模拟了亚热带地区3种不同粘粒含量的水稻土(砂壤土、壤粘土、粉粘土)在5种温度(10、15、20、25和30℃)下的有机碳(SOC)矿化特征,分析SOC矿化对温度变化的响应.结果表明:在160d的培养期内,温度对3种水稻土SOC矿化量的影响有一定差异,30℃时砂壤土、壤粘土和粉粘土SOC矿化量分别是10℃时的3.5、5.2和4.7倍.在较低温度(≤20℃)下,SOC矿化速度较低且相对稳定;在较高温度(≥25℃)下,前期SOC矿化速度较高,随着培养时间的延长逐渐降低,并趋于稳定.3种水稻土SOC矿化的温度系数(Q10)随培养时间出现波动,砂壤土的Q10平均值最低,为1.92,壤粘土和粉粘土的Q10平均值较接近,分别为2.37和2.32;3种土壤矿化速率常数(k)与温度呈极显著的指数相关(P<0.01).3种水稻土有机碳矿化对温度变化的响应敏感度依次为壤粘土>粉粘土>砂壤土.

亚热带红壤丘陵典型区土壤全氮的空间变异特征

在GIS支持下,运用地统计学方法分析了耕层土壤全氮的空间变异特征,并在此基础上利用Kriging插值方法绘制了土壤全氮的空间分布图。结果表明,在步长间隔60m下,土壤全氮具有较强的空间相关性,其相关距离为208m。在NE30°、NE120°两个方向上具有典型的几何异向性结构特点;在NE60°、NE150°两个方向上具有典型的带状异向性结构特点。Kriging插值结果表明,研究区土壤全氮的空间分布表现为条带状和斑块状分布。土壤全氮高值斑块区的分布与地势相对低洼的地形部位相吻合。地形是影响土壤全氮空间变化的主要因素。

长期施肥和秸秆还田对红壤水稻土氮素分布和矿化特性的影响

为明确长期施肥和秸秆还田对稻田土壤生态系统氮素循环过程的影响,探索维持稻田土壤长期供氮潜力的途径,利用始于1990年的湖南红壤水稻土长期定位试验,研究了长期施肥和秸秆还田对水稻土剖面氮素迁移分布和C/N的影响,比较了不同温度下土壤氮素矿化曲线变化和不同施肥方式氮素矿化动态的差异,分析了氮素累积矿化量与有效积温的关系。结果表明,长期施肥或秸秆可以促进红壤水稻土氮素的积累,其主要影响0—20 cm土层,而化肥和秸秆配合施用作用更明显;长期施氮、磷、钾化肥使土壤C/N降低,而秸秆还田使土壤C/N明显升高。在两种温度下的土壤矿质氮含量和累积矿化量曲线比较相似,10℃下土壤矿化速率达到稳定所需的时间要比30℃下长;30℃下不同施肥处理之间的矿化过程存在显著差异,而10℃下的差异较小,其在56 d内矿化出来的矿质氮是10℃下的近两倍。NP(仅施化肥氮、磷)及NP+C(施化肥氮、磷+秸秆还田)处理均有较高氮素矿化量,秸秆还田对土壤氮素矿化的促进作用比仅施化肥明显。在30℃下,土壤积累矿化量与有效积温的关系较好地符合有效积温方程式(EATM)(p<0.01)。仅施化肥处理和对照方程中的矿化特征常数k值相差不大,而秸秆还田与化肥配施处理方程的k值则有增大趋势,NPK+C(施化肥氮、磷、钾+秸秆还田)处理的矿化潜力较大,且养分供应能力较强;秸秆配施化肥处理方程中n值的绝对值有减小趋势。随着培养时间延长,秸秆还田配施化肥处理土壤的累积矿化量保持在一个较稳定范围。

亚热带稻田土壤微生物生物量碳、氮、磷状况及其对施肥的反应特点

以湖南省6个稻田长期定位监测点为对象,研究了亚热带地区稻田土壤微生物生物量碳氮磷(C、N、P)状况及其对施肥(包括化肥、秸秆还田和有机肥)的反应状况。结果表明,在相同施肥条件下,稻田土壤微生物生物量C、N、P含量(分别为310—1270、33.0—193、5.9—28mg/kg土)明显高于报道的旱作土壤的含量,说明稻田有较好的土壤微生物生物量维持能力。各监测点土壤微生物生物量C、N、P含量及其对施肥的反应存在很大的差异。施化肥(NPK)对半数监测点的土壤微生物生物量C、N、P含量影响不大,秸秆还田或施用有机肥则均有明显提高,但各监测点的提高幅度差别很大。尽管如此,增加新鲜有机物的投入(如秸秆还田和施有机肥)是提高稻田土壤微生物生物量及其对养分的固持能力的主要途径。土壤微生物生物量C、N、P平均占土壤有机C、全N和全P的2.9%、3.6%和2.1%,且受施肥的影响较小。

红壤丘陵景观单元土壤有机碳和微生物生物量碳含量特征

为了探讨我国亚热带红壤丘陵区不同利用方式下土壤有机碳（SOC）和土壤微生物生物量碳（MB-C）含量的特征，在湖南省桃源县选取典型样区。通过密集取样，分析了红壤丘陵景观单元内水田、旱地、林地、果园4种典型利用方式下表层土壤（0～20cm）SOC和MB—C含量．结果表明，典型红壤丘陵景观单元中SOC含量高低的顺序为水田（16．0g·kg^-1）〉旱地（11．2g·kg^-1）〉果园（9．5g·kg^-1）〉林地（8．4g·kg^-1），MB—C含量则为水田（830mg·kg^-1）〉旱地（361mg·kg^-1）〉林地（200mg·kg^-1）〉果园（186mg·kg^-1），且在不同利用方式下SOC与MB—C均呈极显著正相关（P〈0．01），说明本研究区内各土地利用类型的土壤MB-C含量变化可以敏感地指示SOC的动态．研究结果还表明，将我国亚热带红壤丘陵林地开垦为果园或耕地后，表层土壤SOC含量不可能降低．

稻田土壤微生物磷变化对土壤有机碳和磷素的响应

研究了湖南省5个典型稻田长期定位监测点的土壤微生物磷(MB-P)对土壤有机碳和磷素变化的响应。结果表明,各监测点土壤MB-P含量对施肥的反应存在较大差异。大多数监测点的土壤MB-P对化肥的反应不敏感,而施有机肥(物)有利于土壤MB-P的增加。土壤MB-P对土壤有机碳和全磷的变化虽有响应,而其关系并不确定,但土壤MB-P与土壤微生物碳和Olsen法提取磷(Olsen-P)的关系却极为密切。土壤MB-P占土壤全磷的1.16%～3.19%,与Olsen-P占全磷的比例较为接近。在土壤Olsen-P含量低于8 mg穔g-1 的较低水平下,不论施肥与否,土壤MB-P含量均高于Olsen-P,较高的土壤MB-P有利于补充土壤Olsen-P。在不同形态的无机磷中,土壤MB-P与Al-P和Fe-P的相关性最好,Ca-P次之,但与闭蓄态磷(O-P)无显著相关性。微生物对土壤Al-P、Fe-P和Ca-P的利用可能是促进其向Olsen-P方向转化的关键途径。

土地利用对亚热带红壤区典型景观单元土壤溶解有机碳含量的影响

【目的】在亚热带典型景观尺度上系统分析土地利用方式对土壤溶解有机碳(DOC)含量的影响。【方法】分别以广西肯福和湖南盘塘作为亚热带红壤低山与红壤丘陵典型景观单元,对两个景观单元进行密集采样(0～20cm)分析。【结果】红壤低山和红壤丘陵景观单元土壤DOC的平均含量分别为(159.2±75.8)mg·kg-1和(90.0±35.4)mg·kg-1,其中低含量样本均以稻田土壤为主,其平均值分别为(46.7±14.9)mg·kg-1和(68.0±23.1)mg·kg-1。高含量样本以旱地、果园和林地土壤为主,红壤低山景观单元旱地、果园和林地土壤DOC含量分别比稻田土壤高271%、278%和315%,红壤丘陵景观单元比稻田土壤高37%、69%和77%。土壤溶解有机碳与土壤总有机碳的比值(DOC/TOC)显示,两个景观单元稻田土壤DOC/TOC值(0.24%和0.44%)亦明显低于其它利用方式土壤(0.90%～1.50%)。【结论】土地利用方式影响土壤DOC含量,同一景观单元长期处于淹水条件下的稻田土壤DOC含量明显低于旱作土壤(如旱地和果园),林地开垦为旱地或果园后土壤DOC含量降低。同时土壤DOC含量存在区域差异,位于亚热带南部的红壤低山景观单元土壤DOC的含量明显高于北部的红壤丘陵景观单元。

含水量对^(14)C标记秸秆和土壤原有有机碳矿化的影响

【目的】研究土壤含水量与土壤有机碳矿化的关系。【方法】标准培养条件(25℃,100%空气湿度)下,应用14C示踪技术研究了6个水分梯度下(30%、45%、60%、75%、90%和105%WHC,WHC为最大田间持水量)添加物料和旱地土壤有机碳的矿化特征。【结果】在100d的培养期内,添加物料和土壤原有有机碳的累积矿化量随含水量的提高而增加,且与含水量呈极显著正线性相关关系。在105%WHC的处理中,添加物料和土壤有机碳的累积矿化量均最大,为146μg·g-1和0.76mg·g-1,是其它处理中添加物料和土壤有机碳矿化量的1.24～1.68和1.33～3.01倍。100d内,添加物料的矿化率约20%～33%,土壤有机碳的矿化率约1.0%～3.1%。【结论】在30%～105%WHC的范围内,含水量对土壤原有有机碳矿化量的影响更明显,且渍水促进添加物料和旱地土壤有机碳的矿化。

施肥和秸秆还田对红壤水稻土有机碳分布变异及其矿化特性的影响

利用始于1990年的湖南桃园红壤水稻土长期定位试验，研究了长期施肥和秸秆还田对红壤水稻土剖面有机碳含量和δ^13C值分布，有机碳密度和变异幅度，以及有机碳矿化特性的影响。结果表明，长期施肥和秸秆还田使红壤稻田土壤表层有机碳含量显著升高，秸秆还田对有机质的累秋作用明显优于仅施化肥处理。施肥或秸和：还田使0～25cm和0—50cm土层的有机碳密度均明显提高，且有机碳变异幅度也明显增大。0-10cm表层土壤δ^13C值与对照的差异最大，而施化肥或秸秆还田处理之间的差异不大。各施肥处理土壤有机碳在培养初期的矿化速率较大，并在1-3周内迅速降低且逐渐达到稳定状态。秸秆还田使各处理有机碳矿化速率的提高较明显，各处理的平均矿化速率为CO2 47．75—31．16ml/（kg·d），稳定矿化速率为CO2 40～60ml／（kg·d），12周培养期内累积矿化量大小为CK＋C〉NP＋C〉N＋C〉NPK＋C〉NP〉NPK〉N〉NK〉CK。长期施化肥和秸秆还田，均使土壤柯机碳的累积矿化量提高，而秸秆还田作用更明显。因此，长期施肥和秸秆还田作为土壤有机碳累秋的途径，有利于提高红壤水稻土的养分供应能力，并且能够维持稻田生态系统有机碳库的缓冲性和长期稳定性。

稻草覆盖对坡地红壤培肥及作物增产的效果

研究了坡地红壤连续5年采用稻草覆盖措施对土壤肥力和作物产量的影响。结果表明,“稻草+化肥氮磷”(“S traw+NP”)处理的土壤有机碳和全氮、磷分别比不施肥(CK)的提高42.9%和17.4%、44.2%,有机碳和全氮的增幅约是纯化肥(NPK)处理的2倍。与CK和NPK处理的相比,“S traw+NP”处理能明显提高微生物生物量碳、氮、磷和溶解性有机碳、氮以及O lsen-P含量,差异达到显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平。在等养分施用量的条件下,“S traw+NP”处理能显著提高油菜和甘薯的产量。因此,稻草易地覆盖是一种有效培肥坡地红壤和增加作物产量的途径。

有机物料对水旱轮作红壤磷素微生物转化的影响

室内培养研究了添加有机物料后水旱轮作红壤的微生物生物量变化和磷素转化状况。结果显示 ,加 5gkg-1葡萄糖 (G5 )、5和 10gkg-1稻草 (S5、S10 )处理的土壤微生物生物量碳 (MB C)在前 3d大幅度增加 (2 15 %、74 %、16 3% ) ;此后G5和S10处理的MB C经过一个下降阶段 (3～ 14d和 3～ 7d)后转为稳定 ;而S5处理的MB C基本保持稳定。G5和S10处理的土壤微生物生物量磷 (MB P)分别在前 3d或 7d大幅度提高 ,此后基本稳定 ;S5处理的MB P一直保持稳定 ,但到培养结束时 (4 3d)比对照约高 1倍。G5处理的土壤提取磷 (鲜土 ;Olsen法 )在前 3d内显著下降 ,此后基本稳定 ;S5和S10处理的提取磷基本稳定 (略低于对照 )。在第 4 3天 ,G5处理土壤的Al、Fe结合态磷含量和固定态无机磷总量显著减少 ,说明添加有机物料在提高土壤微生物生物量和磷素吸收的同时 ,促进了固定态无机磷特别是Al、Fe结合态磷的活化。进一步分析发现经过微生物利用的磷约有 30