不同有机肥配施土壤调理剂对黄瓜连作土壤碳氮及酶活性的影响

针对设施农业黄瓜连作障碍问题,2020-2023年,通过田间定位试验,设置单施化肥(CK)、化肥减量20%+生物有机肥(SB)、化肥减量20%+微生物菌肥、化肥减量40%+生物有机肥+土壤调理剂、化肥减量40%+微生物菌肥+土壤调理剂(SMC)5个处理,研究化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥和土壤调理剂对土壤理化性质、物理结构以及酶活性的改良效果,结合典型相关分析以及冗余分析结果,探讨不同施肥处理条件下土壤酶活性与土壤碳氮及物理结构之间的关系。结果表明,与单施化肥相比,化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥或增施土壤调理剂均能够提高土壤碳氮、速效养分含量、pH值、酶活性以及土壤总孔隙度,降低土壤容重。而与化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥不施土壤调理剂处理相比,增施土壤调理剂能够显著提高土壤有机碳、全氮、碱解氮以及微生物量碳含量,明显提高土壤酶活性以及土壤总孔隙度,降低土壤容重。相关分析结果表明,土壤酶活性变化与土壤碳氮变化之间密切相关,但不同酶活性变化与碳氮指标间的关系有强有弱。冗余分析结果表明,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶与土壤空隙度呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系,且空间分散处理点说明土壤酶活性对不同施肥措施条件产生不同的响应。由此可知,化肥减量配施生物有机肥/微生物菌肥和土壤调理剂能够提高土壤肥力以及酶活性,改善土壤结构。

苏州生态景观林土壤有机碳储量及活性组分的垂直分布特征

为探究生态景观林类型对土壤有机碳(SOC)固持的影响,选择苏州市香樟人工林(Cinnamomum camphora plantation)、喜树人工林(Camptotheca acuminata plantation)、水杉人工林(Metasequoia glyptostroboides plantation)、栾树人工林(Koelreuteria paniculata plantation)和池杉人工林(Taxodium distichum var.imbricatum plantation)5种生态景观林为研究对象,测定分析了各林分的0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~80 cm、80~100 cm 5个土壤层次有机碳、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)以及易氧化有机碳(EOC)的含量与储量。结果表明:(1)各土层有机碳含量及储量分别在3.34~18.91 g·kg^(-1)和12.98~66.99 t·hm^(-2)之间,并且在不同林分之间差异显著,尤其是表层土壤有机碳;并且,香樟和喜树人工林0~100 cm土壤有机碳储量要显著高于其余3种林分。(2)不同生态景观林土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳差异显著,且具有明显的表聚效应;在不同林分之间,栾树和水杉人工林0~100 cm土壤可溶性有机碳与微生物生物量碳的储量最高,喜树和香樟人工林0~100 cm土壤易氧化有机碳储量最高。(3)试验地土壤有机碳及其活性组分主要与全氮、全磷极显著正相关,与容重极显著负相关。生态景观林类型显著影响0~100 cm土壤有机碳及活性组分的含量和储量;相较于水杉、栾树和池杉人工林,香樟和喜树人工林更有利于试验区土壤有机碳固持。

去除凋落物和草毡层对寒温带典型森林土壤活性有机碳的短期影响

[目的]探究去除凋落物和草毡层对寒温带森林土壤活性有机碳的影响,为我国寒温带森林土壤碳循环的研究提供科学参考。[方法]以大兴安岭北部3种典型森林(白桦林、樟子松林和兴安落叶松林)为研究对象,在3种林型中设置对照、去除凋落物、去除草毡层以及去除凋落物和草毡层4种处理,于2021年9月对各处理不同土层(0—10 cm和10—20 cm)土壤进行取样,研究其土壤活性有机碳组分及其影响因子。[结果]在0—10 cm土层,与对照相比,去除凋落物后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中无显著变化,而在兴安落叶松林中显著降低了25.49%和39.40%;土壤微生物量碳含量在白桦林和兴安落叶松林中显著降低了19.26%和18.86%,而在樟子松林中无显著变化。去除草毡层后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中显著降低了16.08%,60.69%和17.38%,17.33%,而在兴安落叶松林中的变化不显著;土壤微生物量碳含量在3种林型中显著降低了19.47%~42.02%。同时去除凋落物和草毡层后3种林型土壤微生物量碳和易氧化有机碳含量极显著降低了22.03%~27.01%和52.22%~57.01%;土壤可溶性有机碳含量降低了11.25%~22.18%,其中白桦林和樟子松林达显著水平;在10—20 cm土层,不同去除处理对3种林型土壤可溶性有机碳和微生物量碳含量均无显著影响,白桦林和樟子松林土壤易氧化有机碳含量分别在去除草毡层以及同时去除凋落物和草毡层后显著降低,而兴安落叶松林土壤易氧化有机碳含量无明显变化。3种林型土壤活性有机碳各组分与土壤总有机碳、全氮、含水量呈显著正相关,与土壤pH则呈显著负相关。[结论]去除凋落物和草毡层降低了土壤活性有机碳含量,凋落物和草毡层的存在有利于土壤活性有机碳的形成与累积。

不同秸秆还田模式对冬小麦土壤活性有机碳库的影响

为探寻最适宜小麦种植的秸秆还田模式,优化土壤结构、提升土壤质量,采用根箱培养,以不施肥(CK)为对照,设置不同秸秆还田方式配施化肥共6个处理,即秸秆还田(SF)、秸秆生物炭还田(BF)、秸秆配施腐熟剂还田(SDF)、秸秆配施纳米载体腐熟剂还田(SNDF)以及单施化肥(F).结果表明:所有处理在不同时期的土壤活性有机碳库组分质量分数基本表现为随土层的加深而降低,SNDF处理在小麦成熟期的表层土壤总有机碳(SOC)、土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物量碳(MBC)质量分数分别为36.40 g/kg、491.56 mg/kg、273.10 mg/kg,土壤碳库管理指数为225.7%,SDF在小麦成熟期的土壤活性有机碳(LOC)质量分数为7.79 g/kg,SOC、土壤DOC、土壤MBC、土壤LOC和碳库管理指数之间均存在极显著的正相关性(P<0.01).研究发现SNDF处理对冬小麦土壤有机碳组分及土壤碳库管理指数的改善效果最好,该结果为秸秆还田与化肥配施在农业生产上的应用提供了理论依据和研究基础.

典型黑土区坡耕地表层土壤活性有机碳变化特征

以典型黑土区3种地貌类型区(漫川漫岗区、丘陵漫岗区、平原低地区)坡耕地不同坡位表层土壤为研究对象,通过测定土壤总有机碳、高活性有机碳、中活性有机碳和低活性有机碳等指标,分析黑土区坡耕地不同坡位表层土壤活性有机碳的变化特征,探究不同地貌类型区坡耕地土壤活性有机碳变化特征的差异。结果表明,坡耕地各坡位表层土壤总有机碳含量变化范围为26.57~38.61 g/kg,土壤活性有机碳含量变化范围为1.85~5.67 g/kg。3种地貌类型区坡耕地不同坡位土壤总有机碳和活性有机碳含量变化特征不同。漫川漫岗区总有机碳、中活性有机碳和低活性有机碳含量变化特征均表现为坡上和坡中显著大于坡下、坡上和坡中无显著差异;高活性有机碳含量变化特征则以坡中最高坡下最低,且不同坡位之间高活性有机碳含量差异显著。丘陵漫岗区不同坡位土壤总有机碳和低活性有机碳含量差异显著,并表现为坡下显著大于坡上、坡上显著大于坡中;高活性有机碳和中活性有机碳含量的变化则呈现坡上和坡下显著大于坡中、坡上和坡下无显著差异。平原低地区总有机碳及3种活性有机碳组分的含量在各坡位间的差异均为未达显著水平。不同地貌间典型黑土区坡耕地表层土壤活性有机碳分布规律有所差异,漫川漫岗区和丘陵漫岗区坡耕地土壤有机碳活性最差的坡位分别是坡下和坡中,而平原低地区不同坡位间无显著变化。研究结果为黑土坡耕地生态建设与保护技术的针对性设计奠定了理论基础。

施磷对紫花苜蓿土壤呼吸速率及活性有机碳组分的影响

探究施磷对紫花苜蓿土壤呼吸速率及活性有机碳组分含量的影响,明确不同施磷处理条件下苜蓿田土壤呼吸速率及土壤活性有机碳组分之间的关系,以期为人工草地土壤固碳和可持续发展提供数据支撑。本试验采用随机区组设计,设置0(P_(0))、50(P_(1))、100(P_(2))和150 kg·hm^(-2)(P_(3))4种施磷水平,重复3次。研究不同施磷水平下紫花苜蓿0~60 cm土层的土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)含量、土壤温湿度及呼吸速率(R_S)。结果表明,不同土层SOC、MBC、DOC、POC和EOC含量随施磷量增加而升高,在P_(3)处理下达到最大,分别为15.77 g·kg^(-1)、0.42 g·kg^(-1)、0.34 g·kg^(-1)、4.68 g·kg^(-1)和2.06 g·kg^(-1),且显著大于P_(0)处理(P<0.05)。SOC、MBC、DOC、POC及EOC在垂直分布上均以0~20 cm土层含量最高,分别占总含量的38.35%~41.58%、38.31%~39.49%、45.54%~46.65%、46.29%~47.35%和40.40%~44.17%。施磷处理使土壤R_(S)提高了0.31%~14.90%,且刈割前后差异显著(P<0.05)。随施磷量增加,不同土层MBC、DOC、POC及EOC的敏感指数均呈上升趋势。施磷处理下0~30 cm土层微生物量碳敏感指数最高,30~60 cm土层易氧化有机碳敏感指数最高。建议用微生物量碳指示表层土壤有机碳的变化,而易氧化有机碳可指示深层土壤有机碳的变化。各活性有机碳组分有效率随施磷量增加变化规律不明显。结构方程结果表明,施磷可直接影响SOC含量,也可通过改变MBC、DOC、POC和EOC含量而间接影响SOC含量。综上,施磷提高了土壤R_S,但持续磷输入整体增加了苜蓿田土层内SOC、MBC、DOC、POC和EOC含量,提高了固碳潜力及土壤质量,可为全球磷沉降背景下人工草地生态系统土壤有机碳动态变化及人工草地管理提供科学依据。

长期轮作施肥处理对植烟土壤有机碳组分和酶活性的影响

以贵州省遵义市烤烟长期(18年)定位试验为平台,研究两种种植制度(烤烟-玉米轮作和烤烟连作)下的3种不同施肥模式(不施肥、单施化肥、化肥有机肥配施)对植烟土壤有机碳组分、酶活性和碳库管理指数的影响,探究植烟土壤的碳素转化,为土壤碳素科学管理提供依据。结果显示:在相同种植模式下,化肥有机肥配施处理比单施化肥处理的土壤总有机碳(TOC)增加5.65%~12.13%,其中,轻组有机碳(LFOC)、溶解性有机碳(DOC)和易氧化有机碳(ROC)分别提高23.33%~28.71%、24.46%~25.54%、10.26%~18.99%,碳库管理指数增加12.89%~23.34%;土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著增强,且与土壤有机碳各组分含量和碳库管理指数呈显著正相关(0.59^(*)~0.97^(**),n=18)。在相同施肥条件下,轮作处理的土壤有机碳含量、酶活性和碳库管理指数分别比连作处理提高6.14%~23.51%、9.00%~37.92%和4.74%~14.44%,以烤烟-玉米轮作+化肥有机肥配施处理最优。综上,通过“轮作+化肥有机肥配施”不仅能显著提高植烟土壤有机碳含量和碳库管理指数,还能增加土壤微生物生物量和活性有机碳(LOC)组分,对于提高植烟土壤肥力和维持土地生产力具有重要意义。

养殖池塘退塘还林初期土壤有机碳及活性组分特征

海水养殖池塘退出养殖种植红树植物(退塘还林)是恢复红树林湿地及其生态系统碳汇功能的重要手段。为揭示退塘还林初期土壤有机碳库特征及其影响因素,阐明红树林湿地恢复过程中土壤碳库的动态变化,以广东省惠东县考洲洋海域退塘还林初期(红树种植2年)的池塘为研究对象,采集塘内红树种植岛、裸岛和水道3类样地0~100 cm的土壤柱状样品,比较分析了不同深度土壤有机碳(SOC)、活性有机碳[易氧化有机碳(EOC)、微生物有机碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)]含量差异及其与土壤因子间的相关性。结果表明:裸岛、红树种植岛和水道3类样地土壤0~100 cm SOC的质量分数分别为(7.92±0.43)、(7.72±0.35)和(7.48±0.69)g·kg^(-1),SOC密度分别为(84.56±3.65)、(72.01±3.20)和(70.12±1.44)Mg·hm^(-2);种植岛和裸岛土壤SOC峰值均出现在40~60 cm土层,深于水道样地(峰值出现在0~20 cm)。3类样地土壤活性有机碳组分EOC、MBC和DOC质量分数均为种植岛>水道>裸岛,种植岛土壤EOC和MBC峰值分别在40~60 cm和80~100 cm土层,深于水道和裸岛。土壤容重、总氮(TN)和总磷(TP)是活性有机碳含量及其垂直分布的关键影响因子,EOC和DOC与土壤容重和TP,以及MBC与TN间均呈极显著负相关(p<0.05)。研究表明,考洲洋退塘还林初期土壤活性有机碳组分占SOC比例较高,土壤碳库处于较活跃的状态;红树种植使土壤中下土层SOC活性组分含量增加,促进了有机碳向土壤深层迁移,随着红树植株的生长,其对土壤碳库和湿地碳汇的影响也将更加显著。

膨润土与秸秆配施对根区土壤有机碳化学结构和酶活性的影响

为揭示膨润土与秸秆配施后土壤有机碳及其化学结构特征,选取黄土高原旱作区3年田间定位试验中的秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)、不施膨润土和秸秆不还田(CK)4个处理,研究膨润土与秸秆配施对根际土壤有机碳含量、有机碳化学结构和酶活性的影响。结果表明:施用膨润土和秸秆均能不同程度提高土壤有机碳含量,其中H处理较CK显著提高了19.65%。与CK相比,仅有H处理显著增加了烷基碳和烷氧碳的相对含量和脂族碳/芳香碳值,分别提高了25.53%、18.00%和50.98%;仅有H处理芳香性显著降低了30.93%;与CK相比,各处理增加了烷基碳/烷氧碳值,增幅为5.26%~17.54%,差异不显著;各处理降低了羧基碳和芳香碳相对含量,降幅分别为24.50%~38.19%和1.29%~21.97%,差异不显著。与CK相比,S、B和H处理蔗糖酶活性显著提高12.63%~33.16%;β-葡萄糖苷酶活性显著提高10.72%~45.56%;锰过氧化物酶活性显著提高25.10%~70.98%。相关性分析表明,土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和锰过氧化物酶活性均与有机碳含量、烷基碳含量和烷基碳/烷氧碳值呈正相关,与羧基碳和芳香性呈负相关。综上所述,膨润土与秸秆配施能够提高土壤有机碳含量,提高土壤酶活性,增加活性有机碳含量,使土壤有机碳分子活化,有利于改善黄土高原旱作区土壤状况。

酸紫泥田连续5年单施碱性物料提升土壤有机碳活性

碱性物料连续施用对土壤有机碳库活性的影响仍有较大不确定性。选取了湖南省东部双季稻传统产区典型的酸紫泥田,应用大田成对比较试验,研究了有机、无机碱性物料(商品有机肥、生石灰、硅钙镁土壤调理剂)连续单施5年后,0~15 cm表土活性有机碳组分含量、胞外酶活性及其与土壤养分的关系。与对照相比,连续单施碱性物料处理,土壤粗颗粒有机碳(cPOC)、细颗粒有机碳(fPOC)和轻组有机碳(LFOC)含量分别提高57%~136%、27%~77%和51%~60%,也提高了土壤活性有机碳组分占总有机碳的比例(P<0.05)。连续单施石灰、土壤调理剂,土壤中较稳定的钙键合态有机碳含量分别显著提高22%和34%,但连续单施有机肥,土壤β-葡萄糖苷酶(βG)、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性均显著降低约20%。土壤活性有机碳含量与总有机碳、速效养分含量显著相关。碱性物料连年施用提高了酸性水稻土有机碳水平和活性,有利于土壤碳吸存。水稻土POC和LFOC组分含量对碱性物料投入的响应敏感,可有效地指示水稻土有机碳库的早期变化。

免耕不同秸秆覆盖量对土壤酶活性及土壤有机碳含量的影响

免耕秸秆覆盖的耕作模式能够影响土壤微生物生物量和活性,增加土壤有机质含量,是提高土壤综合生态效益的保护性耕作核心措施之一。为探究免耕结合不同秸秆覆盖量下土壤酶活性变化及调控机制,本研究依托中国科学院沈阳应用生态研究所保护性耕作研发基地进行田间试验,以传统耕作(翻耕+无秸秆覆盖,CT)为对照,研究免耕结合无(免耕+无秸秆覆盖,NT0)、低量(免耕+1/3秸秆覆盖,NT1/3)、中量(免耕+2/3秸秆覆盖,NT2/3)、高量(免耕+全量秸秆覆盖,NT3/3)秸秆覆盖处理下不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)的土壤酶活性、微生物生物量和有机碳含量变化。结果表明,免耕结合秸秆覆盖主要影响了表层0~5 cm土壤酶活性。与CT相比,免耕结合秸秆覆盖显著影响纤维二糖酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(PER)活性。免耕结合低量(NT1/3)和高量(NT3/3)秸秆覆盖处理下的CB活性显著高于CT处理1.24倍和1.53倍。所有免耕处理下NAG活性显著高于CT处理78.1%~124.4%,且NAG活性有随不同秸秆覆盖量由低到高呈上升趋势(NT1/3NT2/3>NT3/3)。免耕结合秸秆覆盖对5~10 cm和10~20 cm土壤酶活性影响很小。研究还发现,土壤酶活性受土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)~--N)、pH以及含水量等理化因素的影响,同时还受微生物生物量以及微生物群落组成的显著影响。与CT相比,NT3/3能够使0~5 cm土层中总体酶活性、SOC含量和微生物熵分别提高了60.5%、35.6%和21.6%。土壤总体酶活性与SOC和微生物熵均呈显著正相关关系,说明微生物酶活性的增加更有利于SOC积累。免耕结合高量秸秆覆盖(NT3/3)处理下微生物可利用性碳源更充足,更有利于土壤微生物活性增加,进而促进SOC固存。

土壤有机质和全氮水平与土壤碳排放的相关性及估算模型

【目的】探明土壤有机质和全氮对土壤碳排放的影响及分析估算碳排放模型的可行性,为土壤固碳减排和创建简单易行、普适性高的土壤碳排放评估方法提供参考。【方法】采用田间试验和模型拟合相结合的方法,以土壤有机质9 g/kg、全氮0.4 g/kg(5~6级肥力)为CK,研究不同土壤肥力水平有机质和全氮含量[OL:有机质41.0 g/kg、全氮2.1 g/kg(1级肥力);SL:有机质31.0 g/kg、全氮1.6 g/kg(2级肥力);TL:有机质21.0 g/kg、全氮1.1 g/kg(3级肥力);FOL:有机质11.0 g/kg、全氮0.8 g/kg(4级肥力);FIL:有机质9.0 g/kg、全氮0.6 g/kg(5级肥力)]对土壤碳排放的影响,并分析以有机质和全氮含量为因子拟合模型用于土壤碳排放量估算的准确性和适用性。【结果】土壤肥力水平为1级时,土壤碳排放量与有机质和全氮含量呈负相关关系;土壤肥力水平为2级时,土壤碳排放量达峰值,为4320.22 kg/hm^(2),较CK显著提高88.81%;当土壤肥力水平为3~6级时,土壤碳排放量与有机质和全氮含量呈正相关关系。【结论】土壤碳排放量与有机质和全氮水平有一定的相关性,土壤有机质含量(x)、全氮含量(y)与土壤碳排放量(CE)的拟合公式为CE=2221.37-263.15x+6174.45y,该模型的预测性和准确性良好,可根据土壤肥力水平分级用于区域土壤的碳排放量估算。

长期施肥对设施土壤活性有机碳含量及碳库管理指数的影响

以连续8年设施定位施肥田间试验为依托,选择不施肥(CK)、4个单施化肥(N0PK、N1PK、N2PK、N3PK)、有机肥(M)和4个化肥与有机肥配施(MN0PK、MN1PK、MN2PK、MN3PK)共10个处理,研究长期定位施肥对设施土壤总有机碳、活性有机碳及其组分(高、中和低活性有机碳)含量和碳库管理指数及其剖面分布的影响。研究结果表明,在0~50 cm土层,各施肥措施土壤总有机碳、活性有机碳含量均随土层深度加深呈逐渐下降趋势。与CK相比,单施化肥对土壤总有机碳含量影响不显著,单施有机肥和化肥与有机肥配施均可显著提高0~20 cm土层土壤总有机碳含量(P<0.05),增幅分别为104.9%~135.3%和97.6%~139.6%,也可显著提高0~50 cm土层土壤活性有机碳含量(P<0.05),增幅分别为33.8%~235.5%和33.8%~251.3%。在0~20 cm土层,与施用相同化肥相比,化肥与有机肥配施显著提升了土壤总有机碳含量(P<0.05),增幅分别为76.8%~174.7%;有机肥与中量化肥配施(MN2PK)处理施入有机肥中有机碳固定率为最大,平均为26.6%。在0~20 cm土层,与施用相同化肥相比,化肥与有机肥配施显著提升了土壤活性有机碳和高活性有机碳含量(P<0.05),增幅分别为99.6%~259.4%和122.2%~330.7%;土壤活性有机碳及其组分与总有机碳含量之间呈显著线性正相关(P<0.05),其中高活性有机碳与总有机碳含量的相关系数最大(r=0.953)。与施用相同化肥相比,化肥与有机肥配施可显著提高0~20 cm土层土壤活性有机碳及其高和中活性组分的碳库管理指数(P<0.05),土壤活性及其高和中活性组分的碳库管理指数随施氮量的增加而增加。综上,在设施番茄栽培条件下,连续8年化肥与有机肥配施可显著提高0~20 cm土层土壤总有机碳、活性有机碳及其高活性组分含量,进而显著提高了0~20 cm土层土壤活性有机碳及其高活性组分的碳库管理指数,提高了设施土壤肥力,改善了设施土壤质量;有机肥与中量化肥配施(MN2PK)是设施番茄可持续生产较为合理的管理措施。

牛粪与化肥配施比例对苹果园土壤有机碳库和酶活性的影响

【目的】研究牛粪化肥配施比例对苹果园土壤活性有机碳组分和酶活性的影响,揭示不同配施比例对土壤碳库的影响,为苹果园牛粪与化肥的科学配施及土壤质量改善提供理论支撑。【方法】选取中国农业科学院果树研究所砬山施肥试验平台中不施肥(CK)、100%化肥(CF100)、25%牛粪配施75%化肥(CM25CF75)、50%牛粪配施50%化肥(CM50CF50)、75%牛粪配施25%化肥(CM75CF25)、100%牛粪(CM100)6个处理,分别测定施肥区(F)与非施肥区(NF)土壤活性有机碳组分(颗粒有机碳,POC;微生物量碳,MBC;易氧化有机碳,ROC)和酶活性(α-D-葡萄糖苷酶,AG;β-D-葡萄糖苷酶,BG;纤维素酶,CBH;过氧化物酶,PER;脲酶,UR)等相关指标。【结果】(1)牛粪化肥配施后施肥区土壤SOC、POC和ROC的含量随着牛粪施入比例的增加而增加;CM50CF50处理的MBC含量最高,比CK提高了139.7%。非施肥区,CF100、CM25CF75、CM50CF50、CM75CF25处理与CK相比土壤POC含量分别下降了32.8%、28.4%、21.6%、14.7%,CM50CF50和CM75CF25处理ROC含量分别下降了31.5%和17.4%。同一处理施肥区活性有机碳组分含量明显高于非施肥区。(2)CM25CF75、CM50CF50、CM75CF25、CM100处理施肥区土壤α-D-葡萄糖苷酶活性较CK分别提高了87.7%、68.4%、278.1%、331.6%;CM25CF75处理β-D-葡萄糖苷酶活性最高(39.00μg·g^(-1)·h^(-1));脲酶活性随牛粪施入比例的增加先升高后降低。牛粪化肥配施非施肥区土壤α-D-葡萄糖苷酶和脲酶活性也显著提高。(3)牛粪化肥配施显著提高了施肥区土壤POC/SOC和碳库管理指数(CPMI),CM25CF75、CM50CF50、CM75CF25、CM100处理的碳库管理指数分别提高了19.7%、38.3%、56.2%、103.5%。非施肥区牛粪化肥配施碳库管理指数显著下降。同一处理施肥区土壤碳库管理指数明显高于非施肥区。(4)相关分析和主成分分析表明,施肥区土壤中活性有机碳组分与α-D-葡萄糖苷酶活性呈显著正相关,牛粪比例的提高对土壤活性有机碳的提高贡献较大。【结论】牛粪化肥配施对于苹果园施肥区土壤的改善效果大于非施肥区。高比例的牛粪(配施比例在50%以上)能够提高土壤有机碳各组分含量和促进土壤酶活性增强,是苹果园科学施肥的较好的配施比例。

福建典型茶园土壤真菌群落特征对不同活性有机碳组分的影响

选择福鼎市白琳镇、磻溪镇、管阳镇、太姥山镇和点头镇5个乡镇典型茶园土壤作为研究对象,分析茶园土壤中真菌群落特征及其对不同活性有机碳组分的影响。结果表明:①茶园土壤中易氧化态有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)含量均值分别为6.11 mg/g、200.85 mg/kg和68.27 mg/kg,EOC/SOC、MBC/SOC、DOC/SOC占比均值分别为34.05%、1.14%、0.42%;②茶园土壤真菌群落OTU数为点头镇>白琳镇>管阳镇>太姥山镇>磻溪镇,其中优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),优势菌属为原隐球菌属(Saitozyma)、被孢霉属(Mortierella)和Pleuroascus,不同茶园土壤中的真菌群落组成结构相似,但真菌多样性指数差异显著(P<0.05);③真菌群落多样性特征方面,EOC、DOC含量与真菌群落多样性存在显著相关性(P<0.05);在真菌群落组成结构方面,Pleuroascus、Cpronia、Chloridum、Cladophialophora相对丰度与DOC、MBC含量呈显著正相关(P<0.05),Moritierella、Westerdykella相对丰度与DOC、MBC含量呈显著负相关(P<0.05);在真菌群落功能预测方面,腐生营养型真菌对土壤不同活性有机碳组分的积累影响显著。

山黧豆还田与氮肥减施对稻田土壤活性有机碳组分及酶活性的影响

为探明绿肥山黧豆(Lathyrus sativus)还田配施氮肥在改良土壤方面的效应,明确合适的绿肥配施氮肥比例,设置2×4双因素试验,研究绿肥的不同翻压量[15000(M_(1))、22500(M_(2))、30000(M_(3))、37500(M_(4))kg·hm^(−2)]和氮肥的不同施氮量[常规施氮量的60%(N_(1))和80%(N_(2))配比]对土壤活性有机碳库各组分、碳库管理指数和酶活性等指标的影响。结果表明:与常规施肥(CF)处理相比,翻压一定量的绿肥并配施减量氮肥能有效提升稻田总有机碳、活性有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳含量及碳库管理指数,提升效果随配施比例的不同存在差异,其中M_(4)N_(1)、M_(4)N_(2)处理提升效果最佳。在相同施氮水平下,有机碳各组分含量、碳库管理指数及总体酶活性均呈现出随翻压量增加而增加的趋势。与CF处理相比,翻压绿肥并配施氮肥对稻田土壤过氧化氢酶无显著影响(P>0.05),对纤维素酶、蔗糖酶和β-葡萄糖甘酶活性均具有显著影响(P<0.05)。总体酶活性均表现为M_(4)N_(2)>M_(4)N_(1)>M_(3)N_(1)>M_(3)N_(2)>M_(2)N_(1)>M_(2)N_(2)>M_(1)N_(1)>M_(1)N_(2)>CF>CK处理。各有机碳组分之间具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关性,β-葡萄糖甘酶、纤维素酶与土壤活性有机碳各组分均呈正相关关系(P<0.05)。对土壤活性有机碳组分含量及土壤酶活性影响因素的灰色关联度综合分析结果表明,60%氮肥+37500 kg·hm^(−2)绿肥模式的综合评价效果最好。

坡位对杉木人工林土壤有机碳及其活性组分特征的影响

以江西省吉安市青原区的杉木人工林地为研究对象,对不同坡位(上坡、中坡、下坡)0~20和>20~40 cm土层有机碳(SOC)、高锰酸钾氧化碳(POXC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)含量进行分析。结果表明,坡位对土壤有机碳及其活性组分有显著影响(P<0.05),总体上呈下坡>中坡>上坡的变化趋势。SOC、POXC和MBC具有表聚特征。土壤有机碳及其活性组分与环境因子密切相关,有效营养元素与SOC、POXC和MBC含量呈极显著正相关(P<0.01),pH值与DOC含量呈正相关。冗余分析(RDA)结果表明,全氮和pH值是影响不同坡位土壤有机碳组分差异性的关键因子。坡位显著影响杉木人工林土壤有机碳及其活性组分的分布,上坡的土壤碳活跃程度较大,更容易分解和流失;下坡的土壤有机碳库更稳定,更有利于土壤有机碳和营养元素的积累。研究结果可为该区域土壤退化林地有机碳库的重建和杉木人工林的合理恢复提供参考。

冷浸田改种泥炭藓显著增加土壤有机碳含量且降低胞外酶活性

[目的]研究冷浸田改种泥炭藓(Sphagnum)不同年限后土壤的固碳潜力和胞外酶活性的变化,为合理利用冷浸田提供依据。[方法]选取贵州省黔南州独山县紫林山村为研究区,以种植水稻的冷浸田为对照,对比分析冷浸田改种泥炭藓1、3、10和20年后表层(0-10 cm)土壤理化性质、胞外酶活性及土壤有机碳含量变化,探究泥炭藓种植对冷浸田土壤固碳潜力的影响。[结果](1)种植泥炭藓改变了冷浸田土壤理化性质,种植10年后,土壤容重、团聚体平均重量直径及总酚含量相比对照分别提高了16.9%、33.8%和88.1%。(2)随着泥炭藓种植年限增加,土壤纤维素二糖水解酶、酸性磷酸酶、β-1,4-乙酰-葡萄糖胺糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性以及多酚氧化酶含量均显著降低。(3)冷浸田改种泥炭藓10年后,土壤总有机碳和惰性有机碳含量显著增加,而改种泥炭藓20年后,土壤可溶性有机碳和活性有机碳含量显著降低,土壤纤维素二糖水解酶、酸性磷酸酶、β-1,4-乙酰-葡萄糖胺糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性以及多酚氧化酶含量均显著降低。(4)结构方程模型显示,对于总有机碳和惰性有机碳,泥炭藓种植年限的直接正效应最大。对于可溶性有机碳和活性有机碳,胞外酶活性的直接影响最大。土壤理化性质普遍通过影响胞外酶活性对4种碳产生间接影响,泥炭藓种植年限则通过影响土壤理化性质对4种碳产生间接影响。[结论]种植泥炭藓改变了土壤环境,显著增加冷浸田土壤有机碳含量且降低土壤胞外酶活性,促进碳积累,且长期种植泥炭藓使碳积累更加明显。

资源型城市采煤沉陷区不同人工植被对土壤养分、酶活性及有机碳库组分的影响——以安徽省淮南市为例

【目的】探讨淮南采煤沉陷区种植不同人工植被下土壤养分、酶活性及有机碳库组分的含量,为该地区选择适宜的人工植被类型、改善矿区复垦土壤质量提供参考。【方法】选取未改造地、人工草地、石楠林地、水杉林地、刺槐林地、刺槐-侧柏混交林地6种人工类型样地为研究对象,研究土壤养分、酶活性及有机碳库组分含量差异及相关性。【结果】种植人工植被有效降低了土壤pH值;人工植被地的土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量均显著高于未改造地,而全钾及速效钾含量低于未改造地。除过氧化氢酶以外,其余4种酶活性在未改造地中均处于最低水平。刺槐-侧柏混交林土壤脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶含量均高于其他人工植被。不同类型人工植被土壤酶活性之间也存在着显著差异。除过氧化氢酶以外,其余4种酶活性与土壤养分之间相关性显著。各人工植被均不同程度提高了土壤有机碳库各组分含量,刺槐-侧柏混交林的总有机碳量与可溶性有机碳量均高于其余5种类型样地,刺槐林土壤易氧化有机碳的含量在所有类型样地中达到最高水平,水杉林土壤微生物量碳的含量在在所有类型样地中达到最高水平。相关性分析结果表明,土壤有机碳库组分含量与土壤酶活性之间存在显著相关性。冗余分析结果表明,土壤有机质、全氮、全钾、速效钾是土壤酶活性重要的影响因子,能解释酶活性变异的66.04%。【结论】种植人工植被改善了复垦矿区土壤质量,提高了土壤有机碳库组分的含量。土壤酶活性显著影响土壤养分及有机碳库,可以用来表征淮南采煤沉陷区土壤肥力质量及有机碳固持能力。刺槐-侧柏人工混交林模式对土壤肥力、固碳能力提升效果更显著,对矿区土壤整体质量和生态环境有明显的改良作用。

人工草地建植对三江源区土壤有机碳组分及酶活性的影响

为揭示中国青藏高原三江源区建植人工草地对土壤活性有机碳组分含量和酶活性的影响,本研究以三江源区黑土滩为对照,选择利用黑土滩建植10年的燕麦(Avena sativa)、12年的垂穗披碱草(Elymus nutans)和13年的青海草地早熟禾(Poa pratensis‘Qinghai’)三种草地为对象,系统分析各人工草地对土壤表层(0~20 cm)有机碳组分含量、酶活性的影响以及它们之间的相关关系。结果表明,相比于对照,建植人工草地均能增加土壤有机碳和颗粒有机碳的含量;3类草地中,燕麦草地中的土壤碳库管理指数最高,且蔗糖酶和纤维素酶活性显著高于对照;碱性磷酸酶活性在垂穗披碱草草地中最高;冗余分析结果显示,碱性磷酸酶和过氧化物酶是影响土壤有机碳组分及碳库管理指数的重要驱动因素。综上,为降低三江源区退化草地对土壤有机碳储量的负面影响,种植燕麦(10年)或可成为提高土壤固碳能力的有效措施之一。