基于VIS-NIR光谱的滨海湿地土壤碳氮比预测建模分析

基于33个滨海湿地土壤样本的碳氮比(C/N)数据和原始光谱(R)反射率及其数学变换的光谱反射率,包括对数变换(LGR),倒数变换(1/R),一阶微分(R′)和二阶微分(R"),采用主成分分析(Principal component analysis,PCA)降维和Boruta特征筛选的方式分别确定主成分和敏感波段,使用偏最小二乘回归(Partial least square regression,PLSR)和随机森林回归(Random forest regression,RFR)算法基于提取的主成分和筛选的敏感波段分别建立土壤C/N预测模型。结果表明:(1)PCA确定的原始光谱R反射率主成分个数为2,Boruta特征筛选的敏感波段集中在1900~2500nm之间,LGR,1/R变换并未对主成分个数和敏感波段范围产生影响,而R′和R"提取的敏感波段范围均匀分布在整个波谱范围,R'主成分个数增加至4,R"主成分个数减少至1。(2)微分变换在两种算法中均提高了土壤C/N模型精度,最高提升42.9%。(3)PLSR模型精度比RFR模型精度更高,基于PLSR结合R′构建的最优模型R2为0.995,RMSE为0.216,MAE为0.165。

深耕加秸秆还田下施氮量对土壤碳氮比、玉米产量及氮效率的影响

为明确深耕加秸秆还田条件下的适宜施氮量,研究了深耕加秸秆还田条件下不同施氮量[0、240、270、300(当地生产平均施氮水平)、330、360 kg/hm2N]对土壤碳氮比、玉米产量及氮效率的影响。结果表明,深耕加秸秆还田下增施氮肥可以提高玉米植株干物质和氮素积累量,增加土壤有机质和全氮含量,调节土壤碳氮比,进而提高玉米籽粒产量和氮效率。深耕加秸秆还田条件下,随着施氮量的增加,土壤有机质和全氮含量增加,碳氮比降低;玉米植株干物质积累量、氮素积累量、籽粒产量及氮素农学效率、氮素表观利用率均先增加后降低,以330 kg/hm2处理最高,其籽粒产量、氮素农学效率、氮素表观利用率比当地生产平均施氮水平300 kg/hm2处理分别显著提高9.3%、23.6%、46.7%,但其产量与360 kg/hm2处理差异不显著。表明,深耕加秸秆还田条件下,玉米需适当增加氮肥施用量,试验区玉米适宜氮肥用量以330 kg/hm2(较当地平均施氮水平高10%)为宜。

半干旱区增施有机肥对全膜覆土穴播春小麦土壤碳氮比及产量的影响

探索黄土丘陵区增施有机肥对全膜覆土穴播小麦土壤碳氮含量及比值影响,为该地区小麦养分高效管理提供理论指导。于2016~2017年在甘肃省陇中半干旱区设置定位试验,设全膜覆土平作穴播(PMS)、全膜覆土平作穴播+有机肥(PMO)、裸地平作(CK)3个处理,研究各处理对春小麦生育期土壤碱解氮(SAN)含量、动态分布变化、碱解氮盈余,土壤有机碳(SOC)含量,土壤C/N(SOC/SAN),旗叶氮素含量,化肥偏生产力及水分利用效率和产量的影响。结果表明,在0~50 cm土层,PMO处理全生育期SAN含量较PMS和CK平均分别提高131.96%和64.39%;在0~30 cm土层,全生育期SOC含量较PMS和CK平均分别提高50.04%和44.23%。在挑旗-扬花阶段,PMO处理0~30 cm土层SAN含量下降幅度较PMS和CK平均增加了67.80%和201.62%;收获后PMO的SAN累积量在30~50 cm土层显著盈余。在挑旗期-成熟期,PMO在0~30 cm土层SOC/SAN较PMS平均降低22.25%,在0~10 cm土层SOC/SAN较CK处理平均降低60.22%。抽穗期-灌浆期,PMO旗叶全氮含量较PMS和CK平均提高4.44%和20.21%;化肥偏生产力平均提高5.13%和58.96%;水分利用效率提高26.49%和59.18%;产量增加了5.12%和59.00%。全膜覆土穴播条件下增施有机肥能够提升旱地春小麦耕层土壤碱解氮和有机碳含量,降低土壤C/N值,提高土壤氮素供应能力和延长肥效,显著提高产量和水分利用效率。

土壤碳氮比对平邑甜茶幼苗生长和碳氮分配的影响

为探讨土壤碳氮比(C:N)对苹果(Malus pumila)植株生长和碳氮分配特性的影响,采用碳氮双标记示踪技术,以二年生平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗为试验材料,研究了6个不同土壤C:N处理(T1–T6分别为4.70、9.78、14.70、19.96、25.60和28.83)下平邑甜茶的生长状况和氮素吸收、利用分配以及碳水化合物的运转特性。结果表明,随着土壤C:N的逐渐增大,平邑甜茶幼苗根系干重逐渐增加,而株高、茎粗、地上部干重和植株总干重呈先增加后降低的趋势,以T4处理最大。土壤C:N显著影响了平邑甜茶幼苗的15N利用率,从T1到T4处理,植株的15N利用率逐渐升高,T4处理(18.46%)是T1处理(10.65%)的1.73倍;随着土壤C:N的进一步增加,植株的15N利用率逐渐降低,T5和T6处理分别比T4处理降低了1.59%和2.58%。土壤C:N较低的T1和T2处理,平邑甜茶幼苗各器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)大小顺序为根>叶>茎,随着土壤C:N的进一步增大,叶片的Ndff均为最大,其次是根,茎最少。随着土壤C:N的增大,叶片15N分配率逐渐升高,13C分配率逐渐降低;而根系15N分配率逐渐降低,13C分配率逐渐升高。综合考虑植株生长和氮素利用状况,本试验条件下适宜平邑甜茶生长的土壤C:N为21–23。

秸秆反应堆与生物菌剂对番茄土壤碳氮比与酶活性的影响

以宁夏银川平原地区温室越冬番茄土壤为研究对象,以宁夏市场上广泛销售的5种秸秆菌剂为处理,以不添加秸秆生物反应堆不添加菌剂为CK1,以添加秸秆生物反应堆不添加菌剂为CK2,研究秸秆反应堆复配发酵菌剂对番茄土壤碳氮比及酶活性的影响,筛选出有利于提高越冬番茄土壤质量的菌剂处理。结果表明：SD（秸秆反应堆＋山东秸秸灵发酵复合菌剂,施用量为8g/m^2）、HN（秸秆反应堆＋河南沃德秸秆生物发酵菌剂,施用量为8mL/m^2）、YD（秸秆反应堆＋远东秸秆生物发酵菌剂,施用量为8mL/m^2）能有效提高土壤表层碳氮比含量,NX（秸秆反应堆＋宁夏诺德曼发酵复合菌剂,施用量为8mL/m^2）对提高20-40cm土壤碳氮比有较好的效果且持久力强;NX、SD、HN有效提高了土壤碱性磷酸酶的活性,且盛果期处理SD对提高土壤碱性磷酸酶活性效果最为显著;SD有效提高了盛果期和拉秧期0-20cm土壤纤维素酶的活性;添加秸秆和菌剂处理显著提高了土壤蔗糖酶和脲酶活性,且SD、NX、YD能够有效提高脲酶活性,HN、SD、NX能有效提高土壤蔗糖活性。总之,秸秆添加菌剂对越冬番茄土壤质量有较好的改善效果,其中NX、SD最有利于促进土壤有机碳和酶活性的增加从而改善土壤养分状况。

川中丘陵县域土壤碳氮比空间变异特征及其影响因素

以四川仁寿县为案例区,通过实地采样分析了该紫色丘陵区县域尺度上土壤碳氮比的空间变异特征及其影响因素.结果表明：研究区表层土壤碳氮比（C/N）在4.84-21.79之间,平均值为11.93,变异系数26.3%,属中等程度的空间变异.半方差分析表明,土壤C/N的块金效应为73.0%,其空间分布受结构性因素和随机因素的共同影响,但受随机性因素的影响更大;土壤C/N的空间分布特征表现为西北和东南高、中部低的趋势,大部分区域土壤C/N处于10.0-13.5之间.成土母质、土壤类型、地形和土地利用方式对土壤C/N的影响显著（P〈0.05）;地形因子中高程和坡度与土壤C/N呈显著正相关关系（P〈0.05）,成土母质可解释土壤C/N 8.7%的空间变异,土类、亚类和土属的解释能力分别为3.8%、5.0%、8.7%,地形因子的解释能力为0.8%;土地利用方式对土壤C/N空间变异影响程度最高,达到23.9%,是调控该区域土壤C/N的重要因素.

江西省耕地土壤碳氮比空间变异特征及其影响因素

以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,运用普通克里格和回归分析方法,对江西省土壤碳氮比(C/N)空间变异特征及其影响因素进行分析.结果表明江西省土壤C/N在2.98~52.67之间,平均值为11.72,变异系数为25.17%,呈中等变异性.经半方差分析,土壤C/N的块金效应为88.44%,其空间变异受结构性和随机性因素共同影响,但随机性因素的影响更大.土壤C/N空间分布较为平滑,高值区主要分布在九江市彭泽县、萍乡市上栗县和抚州市乐安县.地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型和氮肥施用量对土壤C/N空间变异影响均显著(P<0.05),但影响程度不一.地形因子可解释0.3%的土壤C/N空间变异,耕地利用方式的独立解释能力为1.4%,成土母质的独立解释能力为2.4%,土类、亚类和土属的独立解释能力分别为2.7%、3.6%、5.5%.氮肥施用量对土壤C/N空间变异的独立解释能力最高,为33.4%,是引起江西省土壤C/N空间变异最主要的因素.

近30年余干县耕地土壤碳氮比时空变异特征及其影响因素

基于1982年余干县第二次土壤普查200个样点数据和2012年测土配方施肥项目423个样点数据,运用方差分析、相关性分析、回归分析和普通克里格法,结合成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、pH、秸秆还田和氮肥施用量,探讨近30年来余干县耕地表层(0~20 cm)土壤碳氮比(C/N)时空变异特征及其影响因素.结果表明余干县1982年和2012年土壤C/N均值依次为10.05和11.18,变异系数分别为19.40%和25.04%,均呈中等程度的变异性.经半变异函数分析,块金效应值分别为15.91%和71.25%,表明土壤C/N由结构性因素和随机性因素共同作用变为更倾向于受随机性因素的主导作用.近30年来大部分区域土壤C/N增加明显,以东部区域增加最为显著.1982年土壤C/N空间变异主要受成土母质、土壤类型、地形因子和pH的影响,其影响程度依次为17.3%、14.2%、7.4%和2.3%.2012年土壤C/N空间变异受成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、秸秆还田和氮肥施用量共同作用,其影响程度依次为8.7%、23.5%、28.2%、12.2%、12.6%和42.3%.

荒漠草原土壤有机磷组分及其矿化对放牧强度的响应

荒漠草原生态系统可利用磷资源匮乏,放牧是最普遍的利用形式,但放牧强度对其土壤有机磷矿化速率的影响尚未明确。本文采用Bowman-Cole磷分级体系分析比较了不同放牧强度对短花针茅荒漠草原土壤有机磷组分及矿化速率的影响,及其与土壤理化性质的关系。主要研究结果如下:(1)不同放牧强度下土壤总磷(TP)含量保持相对稳定,但不同有机磷组分变化明显。与不放牧相比,放牧处理下活性有机磷(LOP)含量增加29.2%~40.0%,中活性有机磷(MLOP)含量减少18.6%~37.0%,稳性有机磷(NOP)含量基本稳定。放牧促进土壤有机磷组分由NOP到MLOP再到LOP的转化,进而加速有机磷的矿化。(2)除稳性有机磷(NOP)外,放牧强度对土壤有机磷矿化的影响存在季节差异。在生长季初,放牧促进活性有机磷(LOP)的矿化而抑制中活性有机磷(MLOP)的矿化;生长季末,轻度放牧处理促进中活性有机磷(MLOP)的矿化。(3)土壤理化性质是影响土壤有机磷各组分间转化以及矿化速率的主要因素,其中土壤全碳含量及碳氮比与土壤总磷含量均呈显著正相关关系。因此,在荒漠草原生态系统中,可通过提高碳底物浓度缓解放牧导致的磷资源短缺,从而维持草地生态功能的可持续利用。

土壤C/N比对烤烟碳氮代谢关键酶活性和烟叶品质影响的研究

2009年采用盆栽试验,在河南农业大学科教园区通过添加腐熟的小麦秸秆来调节土壤的碳氮比,进而研究土壤碳氮比对烤烟碳氮代谢关键酶活性和烟叶品质的影响。结果表明：随着土壤碳氮比的增加,硝酸还原酶、转化酶和淀粉酶的活性逐渐增加,烤后烟叶总糖和还原糖的含量、中性香气物质的总量、还原糖/烟碱有不同程度的增加,烟碱、总氮含量以及氮碱比逐渐减少。土壤碳氮比在24~28之间时,有利于促进烤烟碳氮代谢平衡,协调烤后烟叶化学成分。

北京西北部典型城市化地区不同土地利用类型土壤碳特征分析

城市化地区土壤碳库，既受到人类活动的强烈影响，同时又深刻地影响着城市化地区的碳循环过程．本文在采集北京市西北部典型城市化地区不同土地利用类型土壤样本的基础上，分析了不同土地利用类型下的土壤碳特征．分析结果表明：样本土壤总碳质量分数叫在0．918％～2．546％之间变动，城市林地、人工草地、山区林地样方的土壤总碳训较高，裸地最低，不同类型土壤差异并不十分显著．土壤有机碳w的变幅为0．196％～1．728％，不同类型土壤差异较为明显，最高为城市林地，其次为山区林地，最低为裸地；垂直方向上，自上而下土壤有机碳硼有明显减少的趋势，但裸地和园地的这种特征表现不明显．土壤有机碳密度的变幅为9．617-52．915（t·hm^-2），不同土地利用类型的土壤差异较明显，最高为林地，此次是园地，最低为裸地；同类型样方土壤有机碳密度，大致有城市内部高于城市边缘的趋势．土壤无机碳训的变化幅度为0．087％～1．275％，城市内部或城市用地样方，高于城市外围或农业用地样方．而土壤碳氮质量比的变幅在10．905％～98．953％之间，不同土地利用类型的土壤有着较为明显的差异，裸地表现出异常的高值，其次是人工草地，而耕地、园地、城市林地和山区林地都表现较低的碳氮比特征．总体而言，城市化地区不同类型的土壤，既表现出了自然状态土壤的一些特性，又有明显人为干扰的痕迹．

相同碳氮比有机物料对烤烟生长发育及碳氮代谢的影响

烤烟碳氮代谢是重要的代谢过程,有机物料是作物所需养分的重要来源,直接影响烤烟的碳氮循环。通过盆栽试验,将玉米秸秆、猪粪和生物炭调节碳氮比为25∶1,分析不同有机物料在相同碳氮比下,对烤烟和植烟土壤主要碳氮组分和酶活性的影响。结果表明:添加生物炭与猪粪,能够显著提高烤烟的农艺性状,添加玉米秸秆,则会降低烤烟的农艺性状。添加生物炭能够显著增强烟叶碳氮关键酶活性;其中,硝酸还原酶活性、淀粉酶活性和转化酶活性最大分别达到33.3μg/(g·h)、14.42 mg/(g·min)和5.08 mg/(g·h)。与对照(不施有机物料)相比,添加有机物料能够显著增加烟叶氮、磷、钾质量分数。植烟土壤添加猪粪,可以提高土壤脲酶活性(最大值1.78 mg/kg),但土壤蔗糖酶活性却基本不受有机物料种类的影响;同时,有机物料能够显著增加土壤有机质质量分数,土壤氮质量分数显著提升。特别是猪粪处理中,土壤全氮和碱解氮质量分数显著高于其他处理。有机物料的施用,促进土壤硝化作用,提高硝态氮质量分数。因此,添加生物炭能够提高烤烟碳氮代谢,协调烟叶化学成分,提高烤烟品质;添加猪粪更有利于提高土壤活性营养元素质量分数。

土壤C/N对苹果植株生长及氮素利用的影响

土壤C/N是土壤氮素循环的重要影响因素。本研究以2年生＂富士＂/平邑甜茶为试验材料,应用15N示踪技术研究了不同土壤C/N[6.21（CK）、10、15、20、25、30、35和40]对苹果植株生长及氮素利用和损失的影响。结果表明：随着土壤C/N比值的逐渐增大,苹果新梢长度和植株鲜重均呈先升高后降低的变化趋势,C/N=15、20和25的3个处理苹果新梢长度和植株鲜重最大,三者间无显著差异,但均显著高于其他处理。不同C/N处理间植株15N利用率存在差异,土壤C/N=25时,植株15N利用率最大,为22.87%,与C/N=20的处理间无显著差异,但两者均显著高于其他处理;土壤C/N=40时,植株15N利用率最低,仅为15.43%,低于CK处理的16.65%。土壤C/N处于15~25时,植株吸收的氮素来自于肥料氮的比例较高;而土壤C/N较低（〈15）或太高（〉25）时,植株吸收的氮素来自于土壤氮的比例较高。土壤氮素残留量随土壤C/N的增大逐渐增加,C/N=40处理的土壤氮素残留量是CK的1.32倍。随着土壤C/N比值的逐渐增大,肥料氮损失量呈先减少后增加的变化趋势,以C/N=25时最少,仅为施氮量的49.87%,而对照最大,为61.54%。因此,综合土壤C/N对苹果植株生长及氮素平衡状况来看,土壤C/N为15~25时,能促进植株的生长发育,降低氮肥损失,提高肥料利用率。

杉木林地不同更新方式土壤有机碳垂直分布及储量

比较研究了湖南会同第1代杉木Cunninghamia lanceolata林采伐迹地经不同更新方式转变为第2代杉木林地、自然更新灌木林地、板栗Castanea mollissima林地、柑橘Citrus reticulata林地、芒草Andropogon chinensis地的土壤(0～75cm)有机碳质量分数的垂直分布及其储量。结果表明,林地土壤(0～75cm)有机碳质量分数随着土壤深度的增加而逐渐下降。除了板栗林地30～45cm土层土壤有机碳(SOC)质量分数显著高于芒草地同一土层(P=0.049)外,其余不同林地同一土层SOC质量分数差异不显著(P>0.05),SOC平均质量分数大小排序为:板栗林地(14.759g·kg-1)>12年生杉木林地(13.537g·kg-1)>20年生杉木林地(12.807g·kg-1)>自然更新灌木林地(11.656g·kg-1)>柑橘林地(10.727g·kg-1)>芒草地(10.088g·kg-1)。土壤碳氮比随着土壤深度的增加而趋于下降,芒草地各土层的碳氮比最低。杉木林采伐后无论是转变为杉木人工林地还是经济林地或者转变为经济林地后因管理不善再转变成芒草地,林地土壤有机碳储量均处于亏损状态,年均降幅最小的是板栗林地,其次为12年生杉木林地和20年生杉木林地。表明在杉木林采伐迹地更新过程中,选择落叶根深型植物更有利于土壤有机碳质量分数和储量的保持。

辽西北半干旱区典型人工林土壤C,N,P的垂直分布特征

辽西北半干旱区作为我国三北防护林边界防护带的重要组成部分,生态环境脆弱而敏感,但对于阻挡科尔沁沙地南缘扩大和在生态修复中起着重要作用;为明确其土壤养分、有机碳含量及其垂直分布特征,本研究在辽宁西北部的昌图县付家林场,分别选择当地典型的人工防护林--樟子松纯林、杨树纯林、樟子松-杨树混交林,并对其土壤中有机碳、全氮、全磷含量及分布特征进行研究.结果表明：表层土壤（0-10cm）有机碳和全氮含量的变化范围分别为2.86-9.04g.kg^-1和0.35-0.78g.kg^-1,均存在显著差异,且均以樟子松林最高,樟子松-杨树混交林最低;土壤全磷含量仅为1.14-4.50mg.kg^-1,樟子松-杨树混交林显著低于樟子松林和杨树林,这可能与当地的放牧行为有关.垂直方向上（0-50cm）,土壤有机碳、全氮和全磷含量均随土层深度的增加而下降,但下降幅度显著不同（p〈0.05）,其中樟子松林（土壤有机碳和全氮分别为46%和33%）显著小于杨树林（土壤有机碳和全氮分别为52%和47%）和樟子松-杨树混交林（土壤有机碳和全氮分别为62%和49%）.综上所述,3 种林分对表层土壤有机碳、全氮和全磷均有较好的积聚作用,但在垂直剖面上,樟子松林对土壤有机碳和养分的积累更加明显.

不同生长模式下人参土壤微生物群落结构研究

为明确不同生长模式下人参土壤微生物群落结构组成,以野山参、林下参和农田栽参土壤作为试验材料,利用磷脂脂肪酸分析法(PLFA)测定人参土壤微生物群落结构组成。结果表明,不同生长模式下人参土壤中C、N含量不同,野山参土壤中全C和全N含量均显著高于林下参和农田栽参土壤(P<0.05),是农田栽参土壤的10.30和4.61倍;C/N比为野山参土壤>林下参土壤>农田栽参土壤,野山参和林下参土壤C/N比差异不显著,但远高于农田栽参土壤;野山参土壤微生物总量最高为1 671.05 nmol·g^(-1),农田栽参土壤最低为266.80 nmol·g^(-1)。不同人参生长模式下细菌均为优势菌群,但放线菌在野山参土壤中含量为187.18 nmol·g^(-1),林下参土壤中为26.12nmol·g^(-1),农田栽参土壤中为6.77 nmol·g^(-1)。通过挖掘功能微生物发现,代表抗逆性微生物指标蓝细菌(182ω6)及革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌比值(G+/G-)均为野山参土壤>林下参土壤>农田栽参土壤,野山参土壤中蓝细菌含量是林下参土壤的3.51倍,农田栽参土壤则未检出;野山参土壤中G+/G-分别是林下参土壤和农田栽参土壤的6.93和9.10倍。野山参土壤微生物量大、种群丰度高,生产实践中可通过添加外援微生物改变土壤微生物群落结构及组成提高农田栽参土壤肥力。

热带海岸典型森林类型土壤有机碳储量和碳氮垂直分布特征

热带海岸森林是重要的碳库,很容易受到人类活动的干扰,包括森林砍伐和气候变化。因此,迫切需要探明森林土壤有机碳储量,为热带海岸森林的保护和恢复提供理论依据。以热带海岸4种典型森林类型为研究对象,研究土壤中有机碳和全氮垂直分布特征及其与其他土壤理化性状关系。结果表明:不同林型土壤有机碳和全氮在土壤剖面中的垂直变化规律一致,表层含量较高,随着剖面深度增加含量逐渐降低,且不同土壤层次间呈现显著性差异。不同森林类型土壤有机碳和全氮含量平均值分别为1.35~7.06、0.08~0.61 g/kg,其中椰子人工林的土壤有机碳和全氮含量平均值最高,分别为7.06、0.61 g/kg,其次是香蒲桃天然次生林(6.07、0.44 g/kg)。各森林类型土壤碳氮比平均值依次为大叶相思人工林﹥木麻黄人工林﹥香蒲桃天然次生林﹥椰子人工林。各森林类型0~100 cm土层土壤有机碳储量从大到小依次为椰子人工林、香蒲桃天然次生林、大叶相思人工林和木麻黄人工林。相关分析结果表明,各个森林类型土壤有机碳与土壤容重呈显著负相关,与全氮呈显著正相关。说明椰子人工林和香蒲桃天然次生林森林生态系统达到平衡稳定状态,其碳汇效益较木麻黄人工林和大叶相思人工林显著,对热带海岸森林生态系统健康的经营与维护具有重要意义。

翻耕补播措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响

以3种翻耕补播方式(深翻耕补播、浅翻耕补播和免耕补播,播量30kg/hm^(2))及深翻补播不同播量(7.5kg/hm^(2)、15kg/hm^(2)和22.5kg/hm^(2))为研究对象,以封育未补播为对照,研究了不同翻耕补播措施对宁夏荒漠草原土壤碳氮储量的影响。结果表明:封育未补播处理可提高0~10cm土层土壤有机碳和全氮含量;深翻耕补播可显著提高10~20cm和20~40cm土层土壤有机碳含量,深翻耕补播和深翻-播量15.0kg/hm^(2)可分别提高土壤10~20cm和20~40cm土层土壤全氮含量。深翻耕补播、深翻-播量15.0kg/hm^(2)、7.5kg/hm^(2)和封育未补播措施均可提高浅层(0~10cm)土壤碳氮比;浅翻耕补播和深翻-播量7.5kg/hm^(2)可提高10~20cm土层土壤碳氮比。深翻耕且播量为30.0kg/hm^(2)的人工补播措施较其他措施更有利于土壤有机碳和全氮的固存,但从操作性和成本的角度考虑,短期内,封育未补播措施也有利于土壤有机碳和全氮的固存。为此,为兼顾当地草地生态建设与可持续发展,应加强长期监测,选择适宜的退化草地人工恢复措施。

森林土壤氧化(消耗)大气甲烷研究进展(英文)

甲烷(CH4)是大气中仅次于CO2对全球变暖贡献第二大的温室气体,全球大气CH4的收支取决于CH4的源与汇。水分未饱和土壤是陆地生态系统唯一已知的CH4汇。对比研究发现,在各种土壤类型中了森林土壤具有最大的消耗CH4的能力。到目前为止,还没有文献对森林土壤氧化(消耗)甲烷进行过全面的综述。本文概述分析了大气CH4在森林土壤中氧化的机制与影响这一生物学过程的自然因素(土壤理化性质、土壤温湿度、环境主要温室气体浓度、树种和林火)和人为因素(森林皆伐与择伐、施肥、外源铝盐与大气酸沉降、杀生剂的使用和森林土地利用改变)。结果表明:森林土壤消耗CH4的速率受气体扩散的限制,对土壤水分状况和温度变化敏感。土壤C/N、环境主要温室气体(CO2,CH4与N2O)浓度、树种和火状况对CH4氧化有显著影响。在大多数情况下,人类活动的干扰使CH4氧化速率下降,促进大气CH4浓度升高。作者最后指出,准确估算森林土壤氧化(消耗)大气CH4的能力对全面认识森林在全球环境变化过程中所起的作用与预测全球变化的趋势具有重要意义,但现有的知识还远远不够,需要在不同地区的各种不同类型的森林中开展进一步的研究。图1参90。

水稻秸秆炭施用对水稻土团聚体稳定性及其碳氮分布的影响

[目的]水稻长期种植过程中大量化肥施用导致土壤结构变差,研究不同用量水稻秸秆生物炭和化肥配施对水稻土结构和碳、氮分布的影响,探索稻田优化施肥管理方式。[方法]水稻田间试验在浙江衢州进行,试验设不施肥对照(CK)、常规施肥处理(NPK)以及常规施肥基础上添加22.5 t/hm^(2)(NPK+1%B)、45 t/hm(NPK+2%B)和90 t/hm^(2)(NPK+4%B)水稻秸秆炭处理,共5个处理。水稻收获后采集0-20 cm土层样品,测定土壤及不同粒级团聚体(>2、0.25~2、0.053~0.25和<0.053 mm)的有机碳和全氮含量,评价团聚体的稳定性。[结果]与NPK处理相比,施用水稻秸秆炭4年后,土壤>0.25 mm粒级团聚体含量提高了2.43%~7.99%,<0.25 mm粒级团聚体含量降低了2.93%~9.63%,土壤有机碳和全氮含量分别提高了16.40%~45.16%和14.67%~36.69%,各指标的变幅均以NPK+4%B处理最大。与NPK处理相比,秸秆炭处理土壤中>2 mm粒级团聚体中的有机碳和全氮含量分别提高了23.96%~70.87%和19.44%~47.56%,0.25~2 mm粒级团聚体中分别提高了21.87%~49.27%和17.18%~37.47%,增幅均以NPK+4%B处理最高,而0.053~0.25和<0.053 mm粒级团聚体中的有机碳和全氮含量无显著差异(P>0.05),说明施用水稻秸秆炭4年后,增加的土壤有机碳和全氮主要积累在>0.25 mm粒级团聚体中。与NPK处理相比,秸秆炭处理水稻土C/N值提高了2.40%~5.69%,但各处理间差异不显著,而4个粒级团聚体的土壤C/N值均显著提升,且均以NPK+4%B处理提高效果最好。此外,施用水稻秸秆炭提高了>2和0.25~2 mm粒级团聚体的碳、氮贡献率6.54%~17.43%、3.67%~7.28%和5.16%~11.55%、0.57%~1.83%,降低了0.053~0.25和<0.053 mm粒级团聚体的碳、氮贡献率7.25%~29.27%、15.93%~33.68%和10.26%~26.80%、12.61%~30.78%(P<0.05)。[结论]施用水稻秸秆炭能够迅速显著提高水稻土有机碳和全氮含量,增加>0.25 mm粒级团聚体质量占比,提高>2 mm粒级团聚体中有机碳的贡献率,降低<0.25 mm粒级团聚体中有机碳和全氮贡献率,且其影响幅度与水稻秸秆炭施用量呈正比。由此可见,施用水稻秸秆炭能在一定程度上改善水稻土结构,提高水稻土碳、氮固持潜力,对保证水稻土结构稳定性和维持水稻持续高产具有重要意义。