侵蚀红壤区植被恢复对表层与深层土壤有机碳矿化的影响

试验研究了典型红壤侵蚀区不同植被恢复年限(0,11,31a)的表层(0—10cm)和深层(60—80cm)土壤有机碳矿化特征。结果表明:深层土壤有机碳84d累积矿化量或潜在矿化量显著低于表层土壤,植被恢复则显著增加了表层和深层土壤累积矿化量或潜在矿化量(P<0.05),相关分析显示土壤有机碳累积矿化量或潜在矿化量与WSOC、MBC和SOC显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,表明碳矿化底物数量是决定土壤碳累积矿化量或潜在矿化量的主导因子;对照表层土壤的矿化速率常数(k)高于深层土壤的,植被恢复降低了表层土壤的k值(P<0.05),对深层土壤的k值却没有显著影响;而深层土壤矿化率显著高于表层土壤,且植被恢复后均显著降低(P<0.05),相关分析显示土壤有机碳矿化率与微生物代谢熵呈极显著的正相关(P<0.01),表明微生物碳利用效率是影响土壤碳矿化率的重要因素,而深层土壤微生物碳利用效率显著低于表层土壤,但植被恢复可以改善侵蚀红壤的环境条件,提高土壤微生物的碳利用效率,从而增强土壤固碳能力。

温度对太谷县农田土壤有机碳矿化的影响

土壤是个巨大的有机碳库,研究土壤有机碳矿化的影响因素以揭示其稳定性,可为区域土壤有机碳储量的估算提供依据。通过室内培养、碱液吸收法研究了温度变化对太谷县农田土壤有机碳矿化的影响。结果显示,土壤有机碳矿化量在同一温度下随土层加深呈下降趋势,在同一土层中随温度的升高呈上升趋势,当温度由10℃升高至30℃时,0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层土壤有机碳矿化量的增幅分别为130.7%,164.6%,136.7%,98.1%,86.7%;各土层平均温度系数(Q_(10))变化在1.428~1.604,并无明显差异;各土层的矿化率随温度的升高呈上升趋势,同温度下,各土层间的矿化率均基本一致,无显著差异。研究结果反映了各土层土壤有机碳均参与了土壤碳循环,且当外界温度变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均会受到影响,因此,估算该区域农田碳库时应充分考虑各土层土壤有机碳的变化。

间作和施肥对黄壤有机碳矿化的影响

通过大田裂区试验,研究间作及施肥对土壤有机碳矿化的影响,种植方式为玉米单作(MM)、大豆单作(SM)和玉米/大豆间作(IN),施肥处理为不施肥对照(ck)、化肥+有机肥配施(0.5 NPM)、单施化肥(NP)、单施有机肥(M)。结果表明,间作及施肥下土壤有机碳(SOC)、土壤微生物生物量碳(SMBC)、微生物熵(qMB)、SOC累积矿化量、SOC累积矿化率均显著相关。SOC矿化速率符合对数函数。矿化前,施肥显著提高SOC含量;IN、0.5 NPM及M处理均显著增加SMBC与qMB;M处理SOC累积矿化率最低。矿化后,M处理SOC、SMBC降幅最大;SOC累积矿化量与SOC累积矿化率、SOC,SMBC变化值与qMB变化值均呈极显著正相关。本研究条件下,间作、有机肥处理显著增加SMBC含量,降低SOC矿化率、增强SOC稳定性。“间作+有机肥”有利于土壤固碳培肥。

典型设施环境条件对土壤活性有机碳及腐殖物质碳的影响

为明确设施环境对土壤有机碳形态变化的影响,选取武汉城郊设施土壤为研究对象,分别设置环境温度(4、10和25℃)、土壤酸化(土壤pH分别为6.89、6.11和5.30)和土壤盐渍化[土壤w(可溶性盐分)分别为1.90、3.05和5.01 g/kg]3种典型设施环境条件,通过为期90 d的室内模拟强化试验,研究以上3种典型设施环境条件对土壤活性有机碳动态变化、腐殖物质碳组成及有机碳矿化率的影响.结果表明:与4℃的对照处理相比,随着设施环境温度升高,土壤w(MBC)(MBC为微生物生物量碳)和w(ROOC)(ROOC为易氧化有机碳)呈上升趋势,25℃时的最大增幅分别达19.43%和55.56%;而土壤w(DOC)(DOC为可溶性有机碳)总体呈先升后降的趋势,10℃下最大增幅为17.23%,25℃下最大减幅为60.89%.与对照土壤[pH为6.89,w(可溶性盐分)为1.90 g/kg]相比,土壤pH为5.30的酸化处理下w(MBC)和w(ROOC)平均降幅分别为29.80%和5.93%,土壤w(可溶性盐分)为5.01 g/kg的盐化处理下的平均降幅分别为35.64%和6.26%,而酸化和盐化使土壤w(DOC)较对照的平均增幅分别达58.19%和119.73%.此外,设施环境温度提高会降低土壤有机碳矿化率和HU(胡敏素碳)所占比例,其HA/FA(胡敏酸碳富里酸碳含量之比)较对照增加了1.05倍;而土壤酸化和盐化会使有机碳矿化率较对照分别增加3.78和7.80倍,其HA/FA较对照分别降低了65.72%和73.21%.可见,提升设施环境温度、减缓或改善设施土壤的酸化及盐化问题,均有利于设施土壤的固碳减排.

黄土丘陵区刺槐林深层土壤有机碳矿化特征初探

土壤剖面100 cm以下的深层土壤有机碳储量在土壤碳储量中占有很大比例,研究深层土壤有机碳矿化特征以揭示其稳定性,可为深层土壤碳汇认证提供依据.本文以浅层土壤(0～100 cm)为对照,模拟深层土壤温度和水分条件(温度15℃、土壤含水量8%),研究了黄土丘陵区刺槐林深层土壤(100～400 cm)有机碳矿化特征.结果表明:①土壤有机碳总矿化量随着土壤深度增加呈下降趋势,亚深层(100～200 cm)、深层(200～400 cm)有机碳总矿化量分别占浅层(0～100 cm)土壤总矿化量的88.1%和67.8%;②亚深层、深层与浅层土壤有机碳矿化过程相似,分为3个阶段.快速分解阶段:亚深层、深层(0～10 d)的矿化量占总矿化量的比值约为浅层(0～17 d)的50%;缓慢分解阶段:亚深层、深层(11～45 d)的矿化量占总矿化量的比值约为浅层(18～45 d)的150%;相对稳定阶段:3个层次(46～62 d)矿化量占总矿化量的比值无明显差异.③浅层、亚深层、深层土壤有机碳矿化率差异不显著(P>0.05),有机碳稳定性基本一致.研究结果反映了深层土壤有机碳也参与土壤碳循环,在评估黄土丘陵区土壤固碳效应时应充分考虑深层土壤有机碳的变化.

畜禽有机肥料当季速效氮磷钾养分释放规律

采用室内培养法研究了鸡粪、牛粪和猪粪等畜禽有机肥料的矿化率和速效氮磷钾养分释放规律。结果表明 ,在一个农业生产季节中 (12 0天 ) ,鸡粪、牛粪和猪粪的有机碳矿化率分别为 87 5 %、71 9%和5 5 4 % ;碱解氮释放量分别为 39 9%、2 0 6 %和 35 3% ;速效磷释放量分别为 2 4 6 %、6 1 3%和 34 8% ;速效钾释放量分别为 78 8%、36 8%和 4 1 5 %。