黄河三角洲柽柳人工林对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

为探讨滨海盐碱区柽柳人工林对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,以黄河三角洲不同林龄(3 a、8 a、12 a)柽柳人工林为研究对象,采用时空互代法,以毗邻的无林地(CK)为对照,研究了林龄变化对土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(DOC、MBC、EOC)、惰性有机碳(ROC)及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明:林龄能够影响不同土层SOC及其组分含量,并随土层深度增加而逐渐降低;林龄对SOC及其组分含量的影响一致,均表现为12 a>8 a>3 a>CK,其中3种林龄SOC平均含量(0-60 cm)较CK分别增加23.95%、46.38%和111.03%,DOC、MBC和EOC平均含量则以12 a增加最多,分别增加了127.06%、68.99%和78.49%,明显高于其它林龄,而ROC分别为CK的1.22倍、1.59倍和1.87倍,增加显著;不同林龄0-20 cm表层SOC及其组分含量显著高于其它土层(P<0.05),呈现明显的表聚现象,除3 a、12 a土层20-40 cm与40-60 cm土壤MBC含量无显著差异外,其它土层间均差异显著(P<0.05);林龄的增加提高了各层土壤的CPMI,其中以12 a最高、8 a次之,且8 a与12 a提高显著;相关性分析表明,SOC及各组分间均达到显著和极显著水平。土壤EOC、DOC、MBC及ROC碳组分分别解释了SOC变化的93.50%、83.00%、53.82%和91.89%。综上,在滨海盐碱地区,林龄的延长有利于林地土壤有机碳各组分含量的积累和CPMI的提高。

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。

荒漠草原表层土壤有机碳粒径组分及碳库管理指数特征

以探讨荒漠草原表层土壤粒径分布分形、不同粒径有机碳含量、碳库管理指数特征及其关系为目的,通过野外调查选取宁夏回族自治区盐池县花马池镇荒漠草原柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、黑沙蒿(Artemisia ordosica)、短花针茅(Stipa breviflora)、蒙古冰草(Agropyron mongolicum)4种典型植被作为研究对象,采集典型植被冠下和丛间2种生境下表层(0—5 cm)土壤,分析不同植被表层土壤不同粒径有机碳含量、土壤碳库动态变化特征及其相关性。结果表明:(1)4种典型植被土壤粒径呈“单峰”型分布趋势,土壤颗粒主要集中分布于2~250μm粒径,分形维数(D)为2.56~2.63,100~500μm颗粒含量是植被间差异显著的主要原因。(2)4种典型植被冠下有机碳含量大于丛间有机碳含量,>250μm粗砂粒组分有机碳含量最高,不同粒径组分有机碳含量在灌丛和草本植被间差异显著(p<0.05)。(3)4种典型植被土壤TOC、AOC含量均表现为冠下大于丛间,TOC在不同群落间差异显著,灌木群落冠下碳库活度(A)和碳库管理指数(CPMI)相对大于丛间,各指标在不同群落间因生境不同差异较大,表明不同典型植被在碳库循环机制中扮演不同角色,不同程度增强土壤碳汇功能。(4)土壤粒径分形与碳库稳定性关系复杂,2~50μm细粉粒是土壤有机碳无机胶体,其含量增多明显提高土壤颗粒与有机碳形成有机—无机胶结体的机会,对维持土壤结构和有机碳库稳定性具有重要意义。研究结果表明适宜的植被恢复措施对维持荒漠草原土壤颗粒及土壤有机碳库稳定性具有一定的参考价值。

皮质远盲蚓体内酶对土壤有机碳形态及碳库管理指数的影响

【目的】研究皮质远盲蚓(Amynthas corticis)体内酶活性在蚯蚓发育期内的动态变化,从生物酶的角度解释蚯蚓对土壤有机碳形态及碳库管理指数的影响。【方法】通过蚯蚓-土壤培育试验,在0~100 d内共5次采样测定蚯蚓体内酶与培育土壤中的蚓粪以及未吞食土壤的碳指标。【结果】与试验初期相比,试验结束时,蚯蚓体内碱性磷酸酶(AKP)、过氧化物酶(POD)含量无显著变化,酸性磷酸酶(ACP)和脂肪酶(LPS)分别显著增加70.17%和15.14%,而胃蛋白酶(PG)和纤维素酶(CL)显著减少27.48%和53.73%,体内AKP、ACP、LPS、CL和PG对有机碳形态转化起显著性催化作用;接种蚯蚓土壤与对照组相比,轻组有机碳、腐殖质碳和可矿化碳在试验结束后显著减少,土壤微生物生物量碳和易氧化碳含量则得到显著提高;未吞食土壤和蚓粪碳库管理指数达到159.97和215.30,分别是对照组1.45和1.95倍。【结论】蚯蚓的存在在短期培育期内没有影响土壤有机碳库储量,但加速土壤有机碳库的转化效率并影响有机碳组分组成,从而提高土壤碳库活度及碳库质量。

计划烧除对云南松林土壤碳组分及碳库管理指数的影响

探讨计划烧除对土壤碳组分和土壤碳库的影响,为火干扰下森林生态系统可持续管理提供理论参考。以云南滇中地区多年周期性计划烧除云南松林为研究对象,以未实施计划烧除云南松林为对照,通过对比分析土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)含量在计划烧除后不同恢复时间(2021年1-12月)的动态特征,明确土壤有机碳及其组分与土壤理化性质的关系;并在此基础上通过计算碳库管理指数(CPMI),分析土壤碳库变化特征。结果表明,1)云南松林土壤有机碳及其组分含量随着土层深度增加而降低,计划烧除对表层(0~10 cm)土壤有机碳及其组分含量影响显著(P<0.05)。2)土壤有机碳及其组分平均含量在计划烧除后短期内(3月)均有所增加并高于对照,在6-12月计划烧除林地土壤有机碳及其组分平均含量均低于对照;在一个计划烧除周期内,土壤SOC、MBC、DOC、EOC、POC平均含量比对照分别低4.83%、12.95%、8.14%、11.69%和8.59%。3)在一个计划烧除周期内,计划烧除林地土壤CPMI平均值显著(P<0.05)降低7.02%。4)冗余分析结果表明,土壤粘粒、全氮、容重、pH是影响云南松林土壤有机碳及其组分含量的主要环境因子,全氮对计划烧除林地土壤有机碳及其组分含量变化解释度最高。计划烧除对土壤有机碳及其组分产生了重要影响,改变了土壤有机碳库和活性碳库,降低了土壤碳库质量以及稳定性。

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。

有机肥配施菌剂对复垦土壤有机碳和碳库管理指数的影响

为了提高矿区复垦土壤的肥力,探究不同施肥方式对复垦土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响,通过田间试验方法,采用双因素(复垦年限×施肥处理)随机区组设计,以山西省晋中市榆次区后沟村采煤矿区定位复垦试验田土壤为研究对象,分析复垦1年与2年不同施肥处理对复垦土壤总有机碳、活性有机碳组分、碳库管理指数的影响。结果表明:有机肥+菌剂(MB)处理可有效提高土壤有机碳组分、微生物量碳有效率、水溶性有机碳有效率、碳库管理指数,其中,复垦2年的MB处理土壤微生物量碳较相应年限单施有机肥(M)处理显著提高13.1%。此外,复垦土壤总有机碳与微生物量碳、水溶性有机碳之间关系密切,水溶性有机碳对土壤碳库管理指数的影响最大(P<0.001)。冗余分析表明,2个复垦年限之间有机碳库的赋存特征存在明显差异,复垦2年的有机碳库含量显著优于复垦1年的(P<0.05),复垦2年土壤碳库管理指数以有机肥+菌剂处理最高。综上所述,复垦2年MB处理对复垦土壤有机碳组分及土壤碳库管理指数的提升效果最好,该结果为有机肥与菌剂配施在农业生产上的应用提供了理论依据和研究基础。

超级稻田碳氮库管理指数在等养分不同有机物料处理下的动态变化

为比较等养分条件下不同有机物料还田对稻田土壤碳氮库管理指数的影响,揭示水稻不同生育期碳氮库管理指数动态变化及其与产量和收获指数的关系,在湖南省长沙市,选择超级稻种植系统为研究对象进行大田试验。共设置5个等养分投入处理,分别为单施化肥(F)、化肥+水稻秸秆全量还田(FS)、化肥+紫云英全量还田(FM)、化肥+秸秆、紫云英全量还田(FMS)、化肥+秸秆、紫云英全量还田+熟石灰(FMS+Ca),并在水稻5个不同生育期(移栽返青期、分蘖期、孕穗期、灌浆期、成熟期)采集土样,测定土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、总氮(TN)、可溶性总氮(TDN)含量,计算碳库管理指数(CPMI)、氮库管理指数(NPMI)。结果表明:不同处理下的CPMI整体动态变化趋势为移栽返青期降低后缓慢回升,在水稻生育末期紫云英-秸秆联合还田处理FMS(87.18)和FMS+Ca(80.59)的CPMI显著高于F处理(62.53)和FS处理(62.64)(P<0.05);NPMI在分蘖期与成熟期出现了两次急剧下降,并在水稻生育末期FMS+Ca处理(57.58)的NPMI显著高于F处理(45.64)和FS处理(42.70)(P<0.05);与F处理相比,有机无机配施(FS、FM、FMS)处理下作物产量提高了2.19%~2.94%;水稻灌浆期的CPMI与产量和收获指数均呈显著正相关关系。研究表明,紫云英还田代替部分化肥施用能在保证产量的基础上扩容稻田土壤碳氮库,紫云英-秸秆联合还田对提升水稻不同生育期CPMI、NPMI的综合效果最佳。

不同施肥措施对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

基于中科院安塞水土保持试验站长期定位试验,研究了5种不同施肥措施,包括不施肥(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥配施氮磷肥(MNP)对土壤有机碳组分及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明:不同施肥处理均能增加不同土层土壤有机碳及其组分含量,且土壤有机碳及其组分含量随土层深度增加而逐渐降低;施用有机肥处理(M和MNP)0~20 cm土壤有机碳及其组分含量显著高于化肥处理(NP和NPK)和CK处理;与CK处理相比,M和MNP处理有机碳含量分别增加133.59%、118.52%(P<0.05),易氧化有机碳含量分别增加51.73%、48.20%(P<0.05),可溶性有机碳含量分别增加61.54%、53.21%(P<0.05),土壤微生物生物量碳含量分别增加68.34%、113.04%(P<0.05);除土壤微生物生物量碳以外,不同施肥处理20~40 cm土壤有机碳及其组分含量均无显著差异;不同施肥处理显著提高0~20 cm土壤CPMI,M处理下CPMI在所有施肥处理中最高。因此,施用有机肥是有效提高旱区土壤质量,增强土壤碳“汇”功能的农田施肥措施。

滇南地区桃树种植模式对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

经果林种植可改变土壤质量、改善生态环境,同时具有较高的经济效益。合理的种植模式可通过物种间的互补性提高资源利用效率,改善土壤碳库质量并提高综合效益。为探讨桃树种植模式对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,以云南省开远市不同桃树种植模式(桃树单种-SP和桃树南瓜套种-PP)为研究对象,以毗邻的天然林地(CK)为对照,分析不同种植模式下活性碳库,即高锰酸钾氧化有机碳(POXC)、颗粒有机碳(POC),惰性有机碳库即矿物结合态有机碳(MAOC)在0—40 cm土层的分布情况,明确土壤有机碳组分与土壤理化性质的关系;计算碳库活度指数(CPAI)、碳库指数(CPI)以及碳库管理指数(CPMI),明确不同桃树种植模式的碳库变化情况。结果表明:桃树种植模式和对照的土壤有机碳组分的含量均随着土层深度的增加而减少,平均土壤有机碳(SOC)含量为:14.68 g/kg(CK)>9.57 g/kg(PP)>8.58 g/kg(SP)。平均活性有机碳组分所占比例与POC/MAOC均表现为:SP>CK>PP,PP的活性有机碳比例较低,具有较高的有机碳稳定性。两种桃树种植模式的CPMI在10—20 cm土层达到最大值;相较于PP,SP具有较高的CPAI(1.10),而PP则具有更高的CPMI(69.51),表明PP的碳库稳定性和土壤碳库质量均优于SP。桃树种植模式、土层深度以及二者的交互作用对土壤有机碳组分及其分配比例存在不同程度的影响。冗余分析结果显示砂粒、pH是影响不同桃树种植模式以及不同土层深度下土壤有机碳组分及土壤有机碳库的主要环境因子。综上,PP是较好的种植模式,有利于有机碳的固存。经果林的种植应根据土壤性质、碳库基本情况和氮磷等养分的有效性等采取适宜的管理措施,增强其固碳效率和碳汇水平。

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.

山西太岳山不同针叶纯林及混交林土壤有机碳库的变异性

为研究不同针叶林型土壤有机碳及其碳库管理指数变化特征,以山西太岳山林区油松(Pinus tabuliformis)林、华北落叶松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii)林、油松和华北落叶松混交林3种人工林为研究对象,测定了各森林群落的根系生物量、土壤理化性质,分析不同林型土壤理化性质及碳库管理指数的变化特征。结果表明:土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤含水率、β-葡萄糖苷酶活性、酸性磷酸酶活性等均在油松落叶松混交林中出现最大值。3种林型的土壤有机碳库中,稳定有机碳的质量分数最高,约占总有机碳的80%以上。在0<h≤10 cm土层中,油松林土壤碳库管理指数显著低于落叶松林和油松落叶松混交林(P<0.05),前者分别比后两者低22.32%、21.69%。相关性分析及结构方程模型(SEM)表明,林分类型的转变对土壤含水率、土壤酶活性有显著正向影响(P<0.05),根系生物量显著促进了土壤养分及土壤酶活性的增加,土壤养分及根系生物量对土壤碳库管理指数产生显著正向影响(P<0.05)。油松和华北落叶松混交可以提高土壤养分质量分数,增强土壤微生物活性,有利于土壤碳库管理指数和碳库质量的提高。

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。

秸秆还田和免耕对土壤养分及碳库管理指数的影响研究

在四川盆地两种不同母质的土壤上,通过4年7季作物的田间试验研究了作物秸秆还田对稻田土壤NPK、土壤活性碳（CA）、微生物碳（CMB）、矿化碳（CM）和碳库管理指数（CPMI）的影响。结果表明,与对照相比,秸秆还田免耕和旋耕均可提高土壤全氮、全钾、碱解氮和速效钾,但各个处理间土壤磷素变化没有明显规律性。秸秆还田免耕、旋耕提高了土壤不同形态碳素含量和碳库管理指数;秸秆还田旋耕比秸秆还田免耕更能改善土壤有效碳库质量,CA、CMB、CM和CPMI分别提高4.33%-52.88%、8.69%-86.62%、20.64%-60.79%和18.41%-57.12%。相关性分析表明,运用土壤碳库管理指数表征土壤养份及碳素动态变化比土壤有机碳更具灵敏性。

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。

不同配肥方案对黑土有机碳含量及碳库管理指数的影响

【目的】研究减施化学氮肥而相应增施有机肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响,寻找最佳的有机无机配比施肥方案。【方法】以黑龙江双城黑土为研究对象,共设5个施肥处理,分别为单施化肥(T1)、施5/6(N)+1/6有机肥(T2)、施4/6(N)+2/6有机肥(T3)、施3/6(N)+3/6有机肥(T4)、施2/6(N)+4/6有机肥(T5)。选用经典测定方法对各处理进行有机碳、活性有机碳的测定,进而算出碳库管理指数。【结果】施2/6(N)+4/6有机肥与施3/6(N)+3/6有机肥土壤有机碳含量和活性有机碳含量分别比单施无机肥高15.7%、6.4%和8.2%、10.9%;施3/6(N)+3/6有机肥与施5/6(N)+1/6有机肥碳库管理指数(CPMI)最高,其平均值比施2/6(N)+4/6有机肥和单施无机肥处理均高13.0%;单施无机肥、施5/6(N)+1/6有机肥与施3/6(N)+3/6有机肥粮食产量平均值高于其它处理9.1%。【结论】有机肥无机肥的不同配比对土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数及粮食产量均有显著影响,施3/6(N)+3/6有机肥的处理能显著提高土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数及粮食产量,是双城有机无机配肥的最佳方式。

施肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响

在华北夏玉米生产体系中,采用田间试验,研究了不同施肥措施下(不施肥、单施有机肥、推荐施肥、习惯施肥和单施化肥),土壤有机碳含量、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化。结果表明:与不施肥相比,单施有机肥土壤有机碳和活性有机碳含量分别增加11.68%和21.71%;推荐施肥和习惯施肥土壤有机碳含量分别增加6.57%和7.58%,活性有机碳含量分别增加8.53%和4.26%;单施化肥土壤有机碳与活性有机碳含量均没有显著增加。施有机肥和推荐施肥土壤碳库管理指数比不施肥分别高31.79和13.01;单施化肥土壤碳库管理指数没有显著变化。土壤活性有机碳与总有机碳、碳库管理指数、玉米子粒产量均存在极显著相关关系。碳库管理指数与玉米子粒产量极显著相关,能够指示土壤生产力的变化。可见在当地土壤肥力条件下,施有机肥或有机无机适当配施能提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力。

不同植被覆盖与施肥管理对黑土活性有机碳及碳库管理指数的影响

通过长期定位试验,研究不同植被覆盖与施肥管理对黑土活性有机碳库形成及碳库管理指数ICM的影响。采用33、167、333mmol·L-13种浓度KMnO4氧化法测定土壤高活性有机碳、中等活性有机碳和活性有机碳含量。结果表明,在相同时段、相同母质和地形气候条件下,不同植被覆盖与施肥管理措施对黑土的活性有机碳库形成及ICM均有显著影响。人工模拟自然生态系统草地处理,22a间0—20cm表层土壤有机碳比耕地施用化肥处理增加13.2%,活性有机碳增加39.9%,ICM增加51.4;农田生态系统化肥配施有机肥处理,14a间0—20cm表层土壤有机碳比耕地施用化肥处理增加25.48%,活性有机碳增加30.71%,ICM增加33.0。ICM与各活性有机碳的相关系数为活性有机碳(0.982)>高活性有机碳(0.955)>中等活性有机碳(0.652)。总有机碳、总有机氮与3种活性有机碳在α=0.01或α=0.05水平上相关显著。