不同土地管理方式对黑土土壤微生物量碳和酶活性的影响

在中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验区,对比研究了黑土自然恢复、休闲裸地和种植作物3种管理方式对0～10、20～30和40～50cm深度土壤的微生物量碳和脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶活性的影响.结果表明:0～10cm表层土壤的微生物量碳和土壤酶活性均表现为自然恢复>种植作物>休闲裸地处理,而20～30cm和40～50cm深度土壤的微生物量碳和土壤酶活性虽也存在差异,但不如表层土壤变化显著.自然恢复和种植作物处理的土壤微生物量碳和土壤酶活性均随土层深度增加而降低,而休闲裸地处理的土壤微生物量碳和脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性却以20～30cm土层为高.相关分析表明,土壤全碳和全氮、土壤全碳和微生物量碳、土壤微生物量碳和4种土壤酶活性之间都存在极显著的正相关关系.土壤酶活性和土壤微生物量碳两项指标表明在自然恢复条件下黑土土壤质量较好.

土地利用方式对黑土酶活性的影响

基于中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验,研究不同土地利用方式下4月份和7月份黑土脲酶、转化酶、磷酸酶活性的变化。结果表明:土地利用方式不同,黑土酶活性有较大差异。草地与裸地相比,4月份脲酶、转化酶、磷酸酶活性分别增加24.66%、29.56%、34.67%,7月份分别增加56.12%、128.40%和30.42%,表明经过自然植被恢复,土壤生物活性增强,土壤肥力提高;农田3种施肥方式相比,脲酶、转化酶、磷酸酶活性大小均为化肥+有机肥处理>化肥处理>无肥处理。3种不同生态系统相比,转化酶、磷酸酶活性大小依次为草地生态系统>农田生态系统>裸地生态系统,脲酶活性大小依次为农田化肥+有机肥处理>草地生态系统>农田化肥处理>农田无肥处理>裸地生态系统。表明采取一定的施肥措施和草地自然植被恢复可增加黑土酶活性,提高土壤肥力。土壤脲酶、磷酸酶和转化酶活性与土壤有机质含量和全氮含量均有显著相关关系,能较好地反映土壤肥力水平。

不同土地利用和管理方式对黑土肥力的影响

基于中国科学院海伦农业生态试验站22 a长期定位实验,研究了不同土地利用和管理方式对黑土肥力的影响。结果表明,不同土地利用方式促使土壤肥力发生不同的变化,裸地生态系统由于无有机质输入和无植被保护,土壤肥力逐年下降;草地植被覆盖使黑土全碳、全氮、碱解氮含量逐年提高;农田生态系统施肥管理能减缓土壤肥力降低,化肥配施有机肥增加土壤养分库,提高土壤肥力。不同覆盖特定的因子影响特殊的土壤酶活性。自然植被恢复对土壤转化酶和磷酸酶活性的影响大于增加土壤养分含量(碳、氮、磷含量)的影响。黑土自然植被恢复和农田土壤有机-无机肥配施是保持和增加黑土有机C,N库稳定性以及提高土壤肥力的重要途径。

减量施氮与秸秆添加对设施菜田N_2O的减排效应

采用静态箱–气相色谱法,在宁夏灌区设施菜田研究了不施肥(CK)、单施有机肥(M)、常规施肥(CON)、减量优化化肥(OPT)、优化化肥+调节土壤碳氮比(OPT+C/N) 5种施肥方式对春茬黄瓜和夏休闲期土壤N_2O排放通量、累积排放量和排放系数的影响。结果表明:各施肥处理土壤N_2O排放通量高峰一般出现在黄瓜滴灌施肥或夏休闲期漫灌后第1天或第3天。春茬黄瓜基肥、追肥和夏休闲期,OPT、OPT+C/N处理土壤N_2O排放通量较CON处理分别降低了3.6%～47.2%、5.9%～49.9%和14.7%～46.6%。春茬黄瓜季和夏休闲期各施肥处理的N_2O累积排放量分别为2.05～9.98kg/hm^2和3.55～7.23 kg/hm^2,OPT、OPT+C/N处理较CON处理分别降低了26.2%～34.3%和29.6%～33.7%。春茬黄瓜当季肥料的N_2O排放系数为0.43%～0.71%,而春茬黄瓜–夏休闲期总排放系数为0.54%～1.04%。N_2O总排放量与施氮量呈显著正相关(R^2=0.778);N_2O排放通量与5cm表层地温呈显著或极显著相关(R^2=0.47～0.68),与0～20cm土壤含水量呈极显著相关(R^2=0.63～0.88)。因此,相对于农民常规施氮方式,减施50%化肥氮量或减氮配合添加7.5 t/hm^2的小麦秸秆来调节土壤碳氮比都能达到设施菜田土壤N_2O的减排目标。

不同管理方式对土壤无机磷及其组分的影响

采用蒋柏藩等的无机磷分级体系，研究了20年不同土地利用管理措施对耕层（0．20cm）无机磷组分的影响。试验包括4个处理，分别为小麦-玉米轮作体系不施肥（CK）以及氮磷配合（NP）、裸地休闲（Fallow）以及农田撂荒（Setaside）。结果表明：土壤无机磷总量变化范围为448．37mgkg-，752．5lmgkg-，长期配合施用氮磷肥显著提高土壤无机磷总量以及无机磷各组分的含量，其中以Ca2-P和Ca8-P增加幅度最大；长期不施肥土壤无机磷总量显著下降，主要体现在Ca2-P、Al-P以及0-P的含量的显著降低。尽管20年裸地休闲和撂荒无机磷总量均没有明显变化，但是无机磷各组分的含量发生了显著改变，其中Ca2～P、Al-P和Fe—P含量明显降低。壤土长期施用NP肥显著降低Ca10-P和AI—P占无机磷总量的比例，显著增加Ca2-P和ca，P的比例；长期不施肥显著增加Ca10-P比例，显著降低Ca2-P、Al-P和0-P的比僦。休闲和撂荒均显著降低Ca2-P和Al-P的比例。长期种植作物不施肥土壤无机磷组分中O—P与Al-P对作物的营养贡献率较大。而农田撂荒后植物生长的磷营养主要依赖于Ca2-P、Al-P和Fe—P。填土长期不同管理显著影响土壤无机磷总量、各形态磷的含量、各形态磷之间的相互转化以及各形态磷对植物磷营养的贡献。