土壤生物活性有机碳库及其表征指标的研究

土壤生物活性有机碳库 (C0 )的大小和周转可以指示土壤供应养分的能力以及养分的循环状况。对浙江省 11个土壤的研究表明 ,生物活性有机碳库的变化幅度为 184 87～ 30 2 2 4 1mg/kg ,占土壤总有机碳的 2 91%～ 8 94 % ,生物活性有机碳库的周转速率k为 0 0 0 70～0 0 199d- 1。C0 与土壤总有机碳、全氮、有效氮、CEC、重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳都呈显著性正相关 ,k与这些指标均无相关性。C0 与重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳占土壤总有机碳的百分比均无相关性 ,k只与水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比呈显著性正相关 (R2 =0 4 684 ,P <0 0 2 5)。水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比是表征土壤生物活性有机碳库周转的较好指标。

长期施肥对土壤生物活性有机碳库的影响

采用土壤培养实验方法,研究了25年施肥对平凉黑垆土土壤生物活性有机碳库(C0)的影响。结果表明:土壤生物活性有机碳库(C0)以施用有机肥处理显著增大,其中以S+NP处理最高,达1071.00μg/g,M+NP处理为940.85μg/g,M处理为776.90μg/g,分别比CK增加1.86倍、1.51倍和1.07倍,单施N肥处理对土壤生物活性有机碳库影响不大,为399.10μg/g,仅比CK增加6.4%,NP配合处理为621.60μg/g,比CK增加65.76%。增施有机肥料可明显增大土壤生物活性有机碳库(C0),NP化肥配合施用也有良好效果,N肥单施无明显作用。土壤生物活性有机碳库(C0)占土壤总有机碳(TOC)的百分比为2.70%～6.34%,生物活性有机碳库的周转速率(K)为0.0223～0.0301d-1,生物活性有机碳库在土壤中的半周转期(T1/2)为22.55～31.09d。土壤生物活性有机碳库(C0)与土壤全氮呈极显著性正相关,与总有机碳(TOC)呈显著性正相关。

生物炭对毛竹林土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

为探究不同生物炭施用量对毛竹林土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,本研究以广西桂林漓江上游毛竹林土壤为研究对象,以毛竹废弃物高温热解制备的生物炭为供试材料,通过一年野外施用试验,探究不同生物炭施用量下(0(CK)、10 t·hm^(-2)(BC1)、20 t·hm^(-2)(BC2)、40 t·hm^(-2)(BC4))毛竹林土壤有机碳活性组分和土壤碳库管理指数变化特征,分析环境因素对其影响。结果表明:与对照(CK)相比,高添加量生物炭(BC4)后土壤pH值、速效磷、速效钾、铵态氮、可溶性有机氮、微生物量氮等含量显著提高,但土壤全磷含量显著降低(P<0.05)。生物炭对总有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳及碳库管理指数等有显著的促进作用,均在生物炭施用量为40 t·hm^(-2)时达到最大值。相关分析表明,土壤碳库管理指数与pH、NH_(4)^(+)-N、EOC、POC均呈极显著正相关关系(P<0.01)。路径分析模型表明在生物炭添加下,土壤性质和可利用性养分直接影响活性碳组分,进而影响土壤碳库管理指数。综上所述,毛竹林中施用生物炭是提高土壤质量、促进土壤碳固存及合理利用竹林废弃物的有效手段,其中生物炭添加量为40 t·hm^(-2)的处理效果最优。

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。

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。

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。

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。

雷竹林下养鸡对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

【目的】探究雷竹林下养鸡对表层土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响,明确不同养殖密度下竹林养鸡对土壤质量和竹林生态系统碳素稳定的扰动程度,为制定可持续性、生态友好性的林下养殖策略提供科学依据。【方法】以距鸡舍的距离表征养殖密度,分析距鸡舍5 m(2.25~2.70只·m^(−2))、15 m(1.05~1.26只·m^(−2))、25 m(0.60~0.72只·m^(−2))、35 m(0.34~0.41只·m^(−2))和>60 m(雷竹纯林对照,0只·m^(−2))条件下表层土壤活性有机碳分布及碳库管理指数的差异。【结果】与雷竹纯林对照相比,竹林养鸡能够有效促进土壤有机碳(SOC)积累,但不同养殖密度下SOC无显著差异。易氧化有机碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒态有机碳(POC)等活性有机碳组分在竹林养鸡系统中分别提高43.72%~76.95%、5.55%~47.85%、19.59%~43.54%,可溶性有机碳(DOC)显著降低6.35%~19.09%。EOC、LFOC、POC均与SOC呈显著正相关,DOC与SOC不存在显著相关性。与雷竹纯林对照相比,碳库活度、碳库活度指数、碳库指数、碳库管理指数等在竹林养鸡系统中显著提高,氧化稳定系数显著下降。【结论】雷竹林下养鸡能够提高土壤碳库管理指数和土壤质量,显著改善表层土壤活性有机碳分布;较高的养殖密度可能影响凋落物输入,并通过频繁扰动破坏表层土壤结构,降低土壤水稳性,影响土壤有机碳积累;较高养殖密度下的适度休养或轮养可能是目前竹林养鸡过程中平衡经济效益和环境影响的有效途径。

不同腐秆剂施用对安徽沿淮稻田土壤养分及活性有机碳库的影响

为探明安徽沿淮地区麦秆粉碎还稻田时配施不同的腐秆剂对土壤养分以及活性有机碳的影响,遴选出适合该区域使用的腐秆剂,通过安徽省霍邱县的秸秆促腐还田定位试验,比较了秸秆还田+优化平衡施肥+不施腐秆剂(SF)、秸秆还田+优化平衡施肥+腐秆剂1号(SFD1)、秸秆还田+优化平衡施肥+腐秆剂2号(SFD2)和秸秆还田+优化平衡施肥+腐秆剂3号(SFD3)4个处理在耕层土壤养分、总有机碳、活性有机碳、微生物生物量碳、不同形态碳素有效率和碳库管理指数等方面的差异。结果表明,配施腐秆剂处理中SFD1和SFD2的土壤碱解氮含量显著高于不施腐秆剂处理SF(P<0.05),分别增加了14.3%和15.6%;SFD1和SFD2处理较SF处理活性有机碳、微生物生物量碳、活性有机碳有效率和微生物生物量碳有效率分别显著提高了18.8%、48.0%、6.5%、33.3%和18.0%、51.0%、5.2%、37.5%(P<0.05),SFD3较SF处理微生物生物量碳及有效率显著降低了52.2%和41.7%(P<0.05);配施腐秆剂SFD1和SFD2处理的土壤碳库管理指数(CPMI)值整体显著高于不施腐秆剂处理SF,均增加了22.4%(P<0.05);土壤总有机碳能够表征土壤养分及碳素动态变化。综上可知,安徽沿淮稻田秸秆还田配施1号或2号腐秆剂均有利于提高土壤养分,提升土壤碳库管理指数。

菇渣有机肥配施脱硫石膏对黄河三角洲盐碱土活性有机碳及其敏感性的影响

[目的]为探讨菇渣有机肥与脱硫石膏对盐碱土有机碳组分及碳库管理指数的影响。[方法]以黄河三角洲新垦殖小麦-玉米轮作地为研究对象,采用随机区组试验方法,设置不施肥(CK)、农民常用施肥(CN)、菇渣有机肥(MCOF)、菇渣有机肥+脱硫石膏(MCOG)4个处理,通过3年田间施肥处理。[结果]菇渣有机肥与脱硫石膏配施显著降低0-20 cm土壤盐碱度,提高土壤氮磷钾养分含量和阳离子交换量(p<0.05);各处理0-20 cm土层总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物量碳(MBC)含量高于20-40 cm土层,而水溶性有机碳(WSOC)含量则相反;与CN处理相比,MCOG处理0-20 cm土层TOC、EOC、WSOC、MBC分别显著提高15.48%,23.50%,18.98%,51.40%,EOC和MBC有效率分别提高13.94%,30.49%,且MCOG处理较CN和CK处理的土壤碳库管理指数(CPMI)显著提高15.38%和20.00%;MBC的敏感性指数均高于其他有机碳组分,MCOG处理MBC值最高。相关性分析表明,土壤TOC含量取决于其活性组分,而影响盐碱土有机碳活性组分含量及其有效率、碳库管理指数的主要因素为pH、CEC和EC。[结论]菇渣有机肥与脱硫石膏配施能显著降低土壤盐碱含量,提高土壤肥力并增强固碳效率,研究结果为拓展盐碱地土壤有机改良方法提供理论依据和数据支撑。

秸秆和生物炭还田对稻田土壤有机碳及其矿化的影响

通过对稻田土壤有机碳矿化特征及其活性组分的研究,为提高贵州黄壤稻田土壤固碳能力提供理论依据。设置4个处理:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆配施化肥(NPKS)和生物炭配施化肥(NPKB),结合室内矿化试验对土壤碳氮比(C/N)、活性有机碳(AOC)含量、碳库管理指数(CPMI)和有机碳矿化进行研究。结果表明,与NPK处理相比,NPKB处理SOC含量和C/N分别显著提高9.10%、23.10%,NPKS处理TN含量最高,与CK处理相比显著提高19.39%。NPKS处理下,土壤易氧化有机碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量均最高,分别为5.88 g/kg、96.15 mg/kg和334.09 mg/kg。与NPK处理相比,NPKB处理显著增加了土壤稳态碳(SC)含量、碳库指数(CPI)和CPMI,对碳库活度(A)和碳库活度指数(AI)无显著影响,NPKS处理则显著增加了A、AI和CPMI。在培养期内,SOC矿化速率在第1天处于最大值,前期(第1~6天)大幅下降,后期(第6~45天)缓慢下降;第45天时,SOC累积矿化量在2.14~2.82 g/kg之间,而SOC累积矿化率在11.01%~15.51%之间,均以NPKB处理最低。SOC累积矿化量与MBC含量、ROC/SOC、A和AI呈显著正相关关系,与TN含量、DOC/SOC和MBC/SOC呈极显著正相关关系,与C/N呈极显著负相关关系。综上所述,秸秆与化肥配施,显著提高了土壤有机碳含量及其矿化程度,有机碳的稳定性下降;生物炭与化肥配施则对土壤的有机碳矿化具有显著的抑制作用,对土壤的固碳培肥起到积极作用。

若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳及碳库管理指数变化

研究退化林草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳和碳库管理指数变化,可为评价生态恢复措施提升土壤质量的效果,以及优化生态恢复模式的选择提供重要参考。结合野外调查和室内分析法,研究了若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤有机碳组分及碳库管理指数变化。若尔盖沙化草地的生态恢复模式有:灌草间作模式Ⅰ(条带状红柳间植草本植物,SGⅠ)、灌草间作模式Ⅱ(环状红柳间植草本植物,SGⅡ)、沙障+灌草模式(红柳沙障+红柳间植草本植物,SBSG)。结果表明,与沙化草地(DG)相比,3种恢复模式都能提高土壤有机碳及其活性组分含量。SGⅠ模式的全剖面土壤微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)含量分别增加36.6%、139.0%、89.4%、130.9%;SGⅡ模式的分别增加2.7%、-43.9%、15.0%、49.7%;SBSG模式的分别增加82.4%、21.8%、56.2%、170.3%。表明SGⅠ与SBSG提高土壤有机碳的效应相近,而且二者都远大于SGⅡ。3种生态恢复模式土壤活性有机碳分配比例与DG的差异表现不一致,显著体现是SGⅠ模式土壤DOC分配比例的垂直变化出现分馏现象。3种生态恢复模式土壤碳库管理指数(CPMI)均大于100%,能不同程度地提升土壤质量,其效应大小为SGⅠ>SGⅡ>SBSG。易氧化有机碳可作为反映沙化草地生态修复模式土壤质量变化的优选指标,CPMI也可用于表征生态恢复措施提升沙化草地土壤质量的效果。

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。

关中平原地区果园和农田土壤有机碳组分及碳库特征

由于果树经济效益高,关中平原地区广泛推广农田转为果园。为明确关中平原地区农田转变为果园后土壤有机碳(SOC)组分含量及土壤碳库指数的差异,采用了野外调查和室内分析的方法,探究了关中平原地区农田生态系统中果园和农田的土壤碳组分及碳库管理指数的变化。结果表明,在0~20、20~60、60~100 cm土层中,果园土壤活性有机碳(LOC)含量较农田分别增加了33.91%、49.95%和35.37%;与农田相比,果园显著增加了20~60和60~100 cm土层LOC/SOC值,提高了深层土壤碳库活性,促进了土壤有机碳的利用;在0~100 cm土层的垂直梯度上果园和农田LOC含量均随土层深度增加而减少,土壤总有机碳含量无显著差异;果园的碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI)均大于农田,增幅分别达6.12%和72.72%。相关分析表明,土壤有机碳组分、碳库活度、碳库管理指数与土壤主要肥力因子如有效磷、速效钾相关性密切,可以作为该地区农田生态系统土壤肥力的主要监测因子。研究表明,关中平原土地利用方式从农田转变为果园,将有效活化深层土壤的固有碳库,促进有机碳的分解与利用,土壤性能向良性发展。

配施味精废浆促进杨树生长提高土壤活性有机碳及碳库管理指数

为探讨味精废浆改良林地土壤的生物学效应以及确定化肥与味精废浆配施的合适比例,以欧美I-107杨为试材,通过连续4 a的大田试验,研究了CK(对照,不施肥)、N100(尿素提供100%的氮)、M_(10)N_(90)(味精废浆和尿素分别提供10%与90%的氮)、M_(30)N_(70)(味精废浆和尿素分别提供30%与70%的氮)与M50N50(味精废浆和尿素各提供50%的氮)等处理对杨树林地土壤总有机碳、活性有机碳组分与其有效率、碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)及林木生长的影响。结果表明:同N100处理相比,M_(10)N_(90)、M_(30)N_(70)和M_(50)N_(50)处理的总有机碳含量均显著升高,其中M50N50处理明显高于其他处理;M_(30)N_(70)处理的活性有机碳(active organic carbon,AOC)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量及其有效率均达最高值,其中AOC质量分数分别较CK、N100、M_(10)N_(90)和M50N50处理显著高出43.58%、59.35%、20.71%和9.65%,DOC质量分数分别显著高出62.71%、52.38%、28.00%和14.29%;同时,M_(30)N_(70)处理的CPMI达到192.56,分别比N100、M_(10)N_(90)和M_(50)N_(50)处理明显提高89.45、43.58和30.86。此外,M_(30)N_(70)处理的胸径、树高和材积平均生长率分别为23.40%、21.62%和45.05%,亦明显高于其他处理。与M_(30)N_(70)处理相比,M_(10)N_(90)和M50N50处理对林地土壤活性有机碳各组分、CPMI和林木生长率的作用效果较小。相关性分析表明,材积生长率与AOC、AOC有效率、DOC、MBC和CPMI存在极显著相关关系(P<0.01)。可见,味精废浆与化肥以3∶7比例配施能提高杨树林地土壤活性有机碳含量和碳库管理指数,有利于改善土壤质量、提高土壤肥力,并促进林木生长,从而为味精废浆在林业上的高效利用提供理论依据。

黄土高原4种典型植被对土壤活性有机碳及土壤碳库的影响

对黄土高原丘陵沟壑区4种典型植被(荒草地、文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地)进行了活性有机碳(MBC,Microbial Biomass Carbon;EOC,Easily Oxidated Carbon;POC,Particle Organic Carbon)及有机碳的测定,结果表明:4种植被土壤活性有机碳含量随着土层深度的增加呈逐渐降低的趋势,土壤有机碳为文冠果林地>荒草地>沙棘林地>柠条灌丛,且差异显著(P<0.05)。荒草地0—40 cm范围内土壤MBC含量分别比文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地显著降低了8.61%、23.84%、41.42%(P<0.05);荒草地土壤POC含量分别比文冠果林地、沙棘林地降低了14.47%、16.67%,比柠条灌丛POC高出了25.00%;但荒草地土壤EOC含量、碳库活度及碳库管理指数均显著高于其他3种植被类型(P<0.05)。4中植被类型中沙棘林地土壤微生物熵(SME,Soil Microbial Entropy)最大,而柠条灌丛土壤有机碳储量最小。土壤SOC与土壤EOC、有机碳储量(SOCS,Soil Organic Carbon Storage)显著相关(P<0.05),而土壤SOC与POC呈极显著的相关(P<0.01);土壤EOC与土壤POC显著相关(P<0.05),但土壤MBC与SOC、POC、EOC、SOCS均呈现出不同程度的负相关性。因此土壤活性有机碳能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况,是描述土壤质量和评价土壤管理的重要指标。

不同有机物料对烤烟根际土壤碳库、酶活性及根系活力的影响

为分析不同有机物料对植烟土壤的改良效应,优化农业废弃资源循环利用,采用盆栽试验,以单施化肥为对照,研究草炭、生物炭、汽爆玉米秸秆对烤烟根际土壤碳库、酶活性和根系活力的影响。结果表明,与对照相比,各处理土壤总有机碳和活性有机碳含量在烤烟不同生育期都有显著提高,移栽后90 d时总有机碳含量最多增加45.24%,活性有机碳含量最多增加238.70%,草炭和汽爆玉米秸秆提高了根际土壤碳库活度和AOC/TOC比例,生物炭降低了碳库活度和AOC/TOC比例;汽爆玉米秸秆提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性,在烤烟不同生育期最多分别比对照提高了66.03%和210.32%,草炭和生物炭对土壤酶活性影响不显著,但延缓了成熟期根系衰老,汽爆玉米秸秆对烟株根系活力有一定抑制作用。因此,施用有机物料均可提高烤烟根际土壤总有机碳和活性有机碳含量,但对酶活性和根系活力效果不一致,尚需开展大田及长期定位试验进一步研究。

耕作方式对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

基于在黄土高原半干旱地区的典型代表—定西市安定区连续进行6 a的保护性耕作试验,研究了不同耕作方式对土壤总有机碳和活性有机碳的影响,并对各处理的碳库活度(A)、碳库活度指数(AI)、碳库指数(CPI)和土壤碳库管理指数(CMPI)进行了计算。结果表明:与传统耕作不覆盖(T)相比,免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作结合秸秆还田(TS)和免耕不覆盖(NT)有利于土壤总有机碳含量和活性有机碳含量的提高,并且有随着土层深度的增加而递减的趋势;NT、NTS和TS有助于提高0～5 cm土层土壤活性有机碳占土壤总有机碳的百分率,尤以NTS处理的效果最为明显,说明NTS处理的土壤碳素活性大、易转化;对碳库各项管理指数来说,总体上秸秆覆盖或还田的贡献大于耕作措施,说明对土壤进行秸秆覆盖或还田有利于土壤碳库管理指数提高。

蚯蚓粪对豇豆土壤活性有机碳及微生物活性的影响

为探讨施用蚯蚓粪对豇豆土壤活性有机碳与微生物活性的作用效果,通过大田试验,研究CK(对照,不施肥)、CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)和VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)等处理对豇豆土壤活性有机碳、碳库管理指数(CPMI)、微生物量碳氮及微生物呼吸、代谢熵的影响。结果表明,与CF相比,施用蚯蚓粪处理的活性、中活性和高活性有机碳含量均显著升高。VC+CF的活性有机碳含量与CPMI明显高于其它处理,较CF分别高出30.38%和36.69;同时,微生物量碳、氮含量亦显著高于其它处理。此外,VC+CF还明显增强了土壤微生物呼吸作用,但降低了代谢熵,其中土壤微生物呼吸分别比CK、CF和VC提高64.91%、36.23%和16.05%,而代谢熵分别下降10.85%、9.06%和5.32%。与VC+CF相比,VC对豇豆土壤的影响作用较小。相关性分析表明,土壤不同程度的活性有机碳、CPMI与微生物活性之间呈显著或极显著的相关性,各指标之间具有密切的内在联系。综上所述,蚯蚓粪与化肥配施能明显提高豇豆土壤的活性有机碳含量,且能显著增强土壤微生物活性。该研究为豇豆的合理施肥提供了理论依据。

湘中丘陵区不同演替阶段森林土壤活性有机碳库特征

为了解天然次生林保护对土壤活性有机碳库的影响,采用空间替代时间研究方法,对湘中丘陵区不同演替阶段4种林分类型(杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林)土壤活性有机碳及其与土壤养分相关性进行研究。结果表明:1)各土层总有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)含量均表现为:青冈+石栎常绿阔叶林>南酸枣落叶阔叶林>马尾松+石栎针阔混交林>杉木人工林,在0—30cm土层,马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林TOC含量比杉木人工林分别高出13.40%、19.40%和29.91%,MBC含量分别高出15.62%、32.89%和53.33%,DOC含量分别高出8.52%、8.75%和13.76%,EOC含量分别高出32.79%、38.48%和78.30%;2)天然次生林各土层MBC占TOC的比率以南酸枣落叶阔叶林最高,青冈+石栎常绿阔叶林为其次,马尾松+石栎混交林最低,均高于同一土层杉木人工林(除马尾松+石栎混交林15—30cm土层外),天然次生林各土层DOC占TOC的比率随着演替进展而下降,均低于同一土层杉木人工林(除马尾松+石栎混交林0—15cm土层外),天然次生林各土层EOC占TOC的比率随着演替进展而增加,且均高于同一土层杉木人工林;3)土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关性均达到极显著水平,且天然次生林土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关系数随着演替进展而增高,均高于杉木人工林;4)4种林分土壤TOC、MBC、DOC、EOC含量与土壤全N、碱解N、全P、有效P、全K、速效K含量之间的相关性均达到显著或极显著水平。