中亚热带主要农业土壤有机碳及其组分特征

为了解中亚热带主要粮油产区土壤肥力状况,本文通过野外采样和室内测定,对研究区主要农业土壤的有机碳及其组分含量特征展开研究.结果 表明:研究区土壤有机碳(SOC)含量在紫色土上含量最高,红壤地区则偏低,肥力水平不高.易氧化有机碳(EOC)与SOC变化趋势一致.轻组有机碳(LFOC)、粗颗粒有机碳(CPOC)、细颗粒有机碳...     

土地利用方式对岩溶山地土壤轻组和重组有机碳的影响

以重庆中梁山岩溶山地的林地、菜地、草地和弃耕地为研究对象,采用有机碳密度分组法、单因素方差分析和相关分析,研究不同土地利用方式对土壤轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量、分配及敏感性的影响。结果表明,林地、菜地和草地土壤LFOC、HFOC、有机碳(SOC)含量及LFOC/SOC均显著高于弃耕地;而土壤HFOC/SOC以弃耕地最大。不同土地利用方式下,土壤LFOC、HFOC、SOC含量均随土层深度增加而下降。土壤LFOC敏感性最高,其次为SOC,HFOC敏感性最低。LFOC能更敏感地反映土地利用方式的变化,可作为反映土壤质量变化和土壤有机碳稳定性的敏感性指标。     

土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳及其组分的影响

[目的]探讨土壤碳库的变化规律。[方法]以原生高寒草甸、人工草地和农田(油菜地)作为研究对象,利用土壤有机碳密度分组法,研究3种土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳(SOC)及轻组有机碳(LFOC)含量变化的影响。[结果]3种土壤0～40 cm土体内,SOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为113.13、111.61和93.54 t/hm2;LFOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为10.36、8.93和5.83 t/hm2。人工草地与高寒草甸相比,0～40 cm土壤SOC含量间差异不明显,但LFOC高16.01%;耕作20年的农田中,SOC和LFOC分别较高寒草甸低16.19%、34.71%。[结论]人工草地土壤中总SOC和LFOC则略高于高寒草甸,明显高于农田,人工草地和高寒草甸的植物-土壤系统的总固碳量明显高于农田。     

湘中烟稻轮作区2种水稻土团聚体稳定性及有机碳组分比较研究

选择湘中烟稻轮作区2种典型水稻土,比较分析了土壤团聚体分布及其稳定性、有机碳组分及其相关关系,旨在揭示烟稻轮作的2种土壤团聚体稳定性的差异及有机碳的影响。结果表明：红壤性水稻土(RPS)>0.25 mm大团聚体含量、团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于紫色水稻土(PPS),分形维数(D)则较小,因此烟稻轮作的红壤性水稻结构及团聚体稳定性显著好于PPS;RPS总有机碳(TOC)及颗粒有机碳(POC)含量均显著高于PPS,而易氧化有机碳(EOC)含量变化不明显;RPS和PPS的MWD及GMD均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系,D则与前者呈显著负相关;>0.25 mm团聚体含量虽均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系,但RPS有机碳对>0.25 mm团聚体影响大于PPS,且2种土壤的POC对>0.25 mm团聚体的影响均大于EOC。在培育烟稻轮作的RPS和PPS团聚体和改善其结构中,需提高土壤有机碳及活性有机碳组分含量。     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

色季拉山林线典型植被下土壤有机碳及其组分特征

【目的】测定色季拉山林线附近3种典型植被下土壤有机碳（SOC）及其组分含量,并分析其相关性以及与土壤理化性质的关系,探讨色季拉山典型植被类型下土壤有机碳及其组分特征,为该区域森林经营和管理提供参考。【方法】以西藏色季拉山林线3种典型植被类型（草甸、灌丛和乔木林）下0~20 cm土层土壤为研究对象,选择9个取样点采集0~10和10~20 cm土层土壤样品,测定土壤样品有机碳（SOC）及其组分（轻组有机碳（LFOC）、重组有机碳（HFOC）、可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、颗粒有机碳（POC）和易氧化有机碳（EOC））的含量,并对土壤有机碳及其组分与土壤理化性质的相关性进行分析。【结果】草甸、灌丛和乔木林3种植被下,土壤SOC、MBC和HFOC含量表现为灌丛>乔木林>草甸,在灌木、乔木林和草甸土壤的0~10 cm土层,其SOC含量分别是96.34,95.85和66.15 g/kg,MBC含量分别为1 540.96,611.02和511.40 mg/kg,HFOC含量分别为61.75,58.65和41.02 g/kg;而在10~20 cm土层,其SOC含量分别为65.76,57.43和30.97 g/kg,MBC含量分别为289.90,184.02和84.15 mg/kg,HFOC含量分别为40.77,31.26和19.57 g/kg,且均以0~10 cm土层高于10~20 cm土层。土壤EOC、POC和LFOC含量表现为乔木林>灌丛>草甸,且均随着土层的加深而降低,在乔木林、灌丛和草甸土壤的0~10 cm土层,EOC含量分别为23.97,21.84和14.26 mg/kg,POC含量分别为30.11,24.94和12.96 g/kg,LFOC含量分别为12.55,1.93和1.21 g/kg;而在10~20 cm土层,EOC含量分别为11.83,10.62和4.68 mg/kg,POC含量分别为9.79,6.29和5.32 g/kg,LFOC含量分别为5.50,0.77和0.43 g/kg。草甸、灌丛和乔木林土壤的有机碳组分中,SOC与EOC、HFOC,EOC与POC和HFOC,以及POC与LFOC之间均呈显著正相关关系（P<0.05）,且在乔木林土壤中,SOC与MBC、土壤含水率呈正相关关系,但其在灌丛林和草甸中相关性不明显。【结论】草甸、灌丛和乔木林土壤的有机碳及其组分之间存在差异性,说明色季拉山林线附近典型植被下土壤的有机碳及其组分受到植被类型的影响,且其分布具有表聚性。     

桂西北棕色石灰土和红壤有机碳矿化特征和差异

以桂西北两种典型土壤为研究对象(棕色石灰土、红壤),在25℃,100%空气湿度条件下培养80 d,测定培养期间土壤释放CO2量、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳含量(MBC),研究桂西北土壤有机碳(SOC)矿化特征和差异。结果表明:SOC矿化在培养20 d后达到稳定。80d培养结束后,棕色石灰土SOC含量高的土壤,DOC/SOC、微生物熵以及土壤呼吸熵分别为0.21%,0.94%,0.88 g/kg.h,SOC含量低的土壤分别为0.52%,0.76%,1.21 g/kg.h;红壤SOC含量高的土壤,DOC/SOC、微生物熵以及土壤呼吸熵分别为0.76%,0.22%,5.06 g/kg.h,SOC含量低的土壤分别为1.14%,0.60%,3.29 g/kg.h。在棕色石灰土上,与SOC含量低的土壤相比,SOC含量高的土壤微生物熵大(p<0.05),而土壤呼吸熵小(p<0.05);红壤的情况与之相反。总体上,棕色石灰土CO2释放速率、累积释放量、累积释放率、土壤呼吸熵以及DOC/SOC均显著小于红壤;而微生物熵显著大于红壤。从SOC矿化角度反映了棕色石灰土有机碳较红壤稳定,这对维持SOC水平,提高土壤肥力,保持土壤结构,增加碳汇等方面具有重要作用。     

秸秆深埋配施氮肥对黑土有机碳组分及养分的影响

为探究秸秆深埋配施氮肥对土壤有机碳组分及养分的影响,以东北黑土为研究对象,于2015—2020年在玉米田秸秆深埋和无秸秆深埋条件下设置4个氮肥(纯N)水平(无氮：0 kg/hm²;低氮：135kg/hm²;中氮：180 kg/hm²;高氮：225 kg/hm²),系统分析土壤养分和有机碳组分含量变化规律。结果表明,秸秆深埋对土壤全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量影响不显著(P>0.05);显著提高土壤总有机碳(SOC)、轻组有机碳(LFOC)和可溶性有机碳(DOC)含量(P<0.05),其增幅分别为2.45%～10.96%、8.76%～70.50%、47.53%～64.21%;对土壤易氧化有机碳(ROC)和颗粒有机碳(POC)均无显著影响(P>0.05)。秸秆深埋条件下,施氮对土壤DOC、POC含量影响不显著(P>0.05),但会显著提高SOC的含量(P<0.05),增幅为5.56%～11.96%;显著降低LFOC、ROC和TP的含量(P<0.05),降...     

深圳市森林土壤主要类型有机碳分布特征

通过对深圳市森林土壤主要类型91个调查样点土样的有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量进行测算,分析各土壤类型的有机碳分布特征。结果表明:不同土壤类型的有机碳含量差异大,表现为盐渍沼泽土黄壤红壤赤红壤滨海沙土,平均有机碳含量7. 15 g/kg;不同土壤类型有机碳密度为盐渍沼泽土红壤赤红壤黄壤滨海沙土,平均有机碳密度8. 00 kg/m2;有机碳含量和密度随土层深度的增加而降低。全市森林土壤有机碳储量为581. 01×104Mg C,其中赤红壤有机碳储量最高,占88. 77%,其后依次为红壤(11. 45%)、黄壤(0. 43%)、盐渍沼泽土(0. 33%)和滨海沙土(0. 02%);土壤表层(0～30 cm)有机碳储量占55. 95%。土壤有机碳含量与pH值呈显著负相关性(P 0. 05),与土壤容重呈极显著负相关性(P 0. 01)。     

岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性研究

目的植被的自然恢复和人工重建是加速岩溶生态系统修复、提高土壤质量的主要措施。研究岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性可揭示不同恢复方式对土壤质量的影响,旨在为岩溶区植被恢复模式的筛选和恢复的效果评价提供科学依据。方法以云南省建水县岩溶区自然恢复的天然次生林、人工恢复的云南松针叶林、桉树阔叶林为研究对象,分析不同土层的土壤有机碳组分、碳库管理指数和酶活性分布特征及其相关关系。结果各植被恢复方式下土壤有机碳(SOC)含量为9.076~56.855 g/kg,可溶性有机碳(DOC)含量为822.311~1 175.778 mg/kg,微生物量碳(MBC)含量为332.933~2 035.244 mg/kg,易氧化有机碳(EOC)含量为2.381~6.094 g/kg。同一植被恢复方式下,除云南松林下的EOC含量外,各有机碳组分含量均随土层的加深而降低,局部土层深度出现波动。云南松林土壤亚表层(10~20 cm)的EOC含量显著高于表层(0~10 cm)和深层(20~30 cm)。不同植被恢复方式对DOC、EOC与SOC含量的影响大致均表现为:天然次生林＞桉树林＞云南松林,云南松林各土层的MBC含量始终显著高于桉树林。各有机碳组分与SOC均表现为极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关关系;不同植被恢复方式提升土壤碳库管理指数的能力大小为:天然次生林＞桉树林＞云南松林。SOC与CPI、CPMI呈极显著(P < 0.01)和显著(P < 0.05)正相关,EOC与CPAI、CPI、CPMI呈极显著(P＜0.01)或显著(P＜0.05)正相关。不同植被恢复方式通过增加土壤SOC、EOC等,从而提高了土壤碳库管理指数;整体上土壤酶活性随着土层的加深呈递减趋势,局部范围内有波动。不同植被恢复方式下土壤酶活性的变化不尽相同,过氧化氢酶和淀粉酶活性表现为天然次生林＞云南松林＞桉树林。各植被恢复方式下SOC、MBC、DOC、EOC含量与4种土壤酶活性均呈正相关关系,且多为显著或极显著水平。结论3种植被恢复措施在不同程度上提高了土壤各有机碳组分含量、碳库管理指数和土壤酶活性。其中,天然次生林对土壤整体质量的提升能力最高,桉树林在提升总有机碳及活性碳组分含量方面较为显著,而云南松林对过氧化氢酶和淀粉酶活性的提升能力更为显著。因此,应该加快岩溶区宜林土地管理方式的转变,优先考虑自然恢复,选择人工造林时要注重对阔叶树的利用和优化管理。      

无害化污泥堆肥施用量对沙质潮土土壤活性有机碳组分的影响

无害化污泥堆肥是指城市生活污水处理过程中产生并经无害化处理最终符合《城镇污水处理厂污泥处理土地改良用泥质》(GB/T 24600—2009)土地利用标准的堆肥产品(以下简称为污泥堆肥)。以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2013—2016年田间连续定位试验,研究了污泥堆肥不同施用梯度对土壤活性有机碳组分含量和活性有机碳组分在土壤有机碳(SOC)中分配比例的影响,试验处理设置为不施污泥堆肥(CK)、15 t·hm~(-2)污泥堆肥(SW1)、30 t·hm~(-2)污泥堆肥(SW2)和45 t·hm~(-2)污泥堆肥(SW3)。结果表明,较CK处理,施用污泥堆肥处理土壤SOC、全氮(TN)含量和土壤综合肥力指数(IFI)均显著升高,尤其是施用量为45 t·hm~(-2)时效果最显著(P0.05),分别增加了265.83%、284.31%和55.51%。施用污泥堆肥处理各活性碳组分含量均显著提高,且与其施用量呈正比,施用污泥堆肥处理中活性碳库各组分含量呈现:颗粒态有机碳(POC)轻组有机碳(LFOC)溶解性有机碳(DOC)微生物量碳(SMBC)。施用污泥堆肥处理促进微生物量碳分配比例(SMBC/SOC),其中SW3处理促进效果最为显著,较CK增加了256.84%(P0.05)。主成分分析结果与以上结果基本一致,表明污泥堆肥主要是通过施入量的不同影响土壤中活性碳组分及其分配比例。冗余分析结果进一步发现,土壤肥力水平、速效养分、pH和土壤水分对土壤活性碳组分含量及其分配产生影响,其中土壤综合肥力IFI指数显著影响土壤活性有机碳组分含量及其分配率(P0.05),解释率达64.3%。综上可知,连续施用4年污泥堆肥能提高沙质潮土土壤肥力,改善土壤质量,施入量为45 t·hm~(-2)时效果最为显著。     

茶园与相邻林地土壤有机碳及基础呼吸的垂直分布特征

对茶园及相邻林地土壤基础呼吸的垂直分布特征进行了研究, 并试图寻求其与土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明茶园和林地土壤有机碳、土壤呼吸积累量、水溶性有机碳和微生物生物量碳均随着土壤深度的增加而减少, 且茶园均值大于林地。在0~100 cm土壤层次内, 茶园土壤质量敏感性指标(WSOC/SOC)平均值、代谢熵(qCO₂)平均值均大于林地, 微生物熵(qMBC)平均值小于林地。茶园和林地土壤基础呼吸速率与SOC、WSOC及MBC呈显着正相关, 向后筛选回归模型表明对茶园土壤基础呼吸的影响作用依次为SOC>MBC>WSOC,对林地土壤基础呼吸的影响作用则为WSOC>SOC>MBC.茶园土壤代谢作用强于林地, 但茶园有机碳库的稳定性比林地差, 不利于土壤有机碳库的积累, 为促进茶叶生产的持续健康发展, 茶园土壤需要更加科学合理的施肥和耕作措施。     

茶园红壤磷素形态组成特点及其影响因素研究

为了解茶园土壤磷素化学形态特点及磷的生物有效性,从浙江省境内采集35个代表性茶园红壤,详细鉴定土壤磷素形态,并与周围的荒地红壤进行比较。结果表明,茶园红壤磷素以无机磷为主,有机磷与无机磷占全磷的比例平均分别为27.39%和72.61%,有机磷占全磷的比例与土壤有机碳含量呈正相关。茶园红壤有机磷主要为中度活性有机磷与中度稳定性有机磷为主,高度稳定性有机磷和活性有机磷占比较低;无机磷以闭蓄态磷为主,其次为铁磷和铝磷,钙结合态磷含量较低。Ca₂-P、Al-P和Fe-P占全磷的比例随土壤磷素积累而提高,施用有机肥可促进茶园红壤有机磷、Ca₂-P和Al-P的形成。与荒坡红壤比较,茶园红壤具较高的有机磷、Ca₂-P和Al-P。土壤有效磷与Ca₂-P、Al-P的相关性最高。     

麦豆轮作体系有机肥和氮肥不同组合对复播大豆产量及土壤有机碳的影响

【目的】分析周年不同施肥组合对土壤有机碳及大豆产量的影响,筛选最佳施肥组合,为伊犁河谷地区周年施肥提供重要的理论依据。【方法】采用裂区试验设计,主区为小麦季施肥,设置4个处理分别为CK(无肥)、A(氮肥)、B(有机肥)、C(有机肥+氮肥),副区为大豆季施肥,在主区A、B、C三个处理上基础上设置不追施氮肥和追施氮肥150 kg/hm²两个施氮水平。研究不同施肥组合对土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、碳库管理指数(CPMI)及产量的影响。【结果】随着土层(0~100 cm)深度的增加各处理土壤SOC、EOC呈现出先升高后降低的趋势,对CPMI的影响无明显规律;A₁、A₂、B₁、B₂处理的土壤SOC、EOC含量在土层深度为20~30 cm处达到最高值而各处理无显著性差异,但C₁、C₂在30~40 cm达到峰值与各处理达到显著性水平(P < 0.05);就两年土壤0~100 cm 各土层CPMI均值来说均为C₁处理表现最高;(C₁)处理比周年施氮处理(A₂)和对照(CK)分别高出8.3%、50.62%;产量与土壤SOC、EOC、CPMI具有显著性相关。【结论】C₁处理不仅可以改善土壤质量,提高土壤固碳能力,还可以提高作物产量。在滴灌条件下小麦复播大豆农田筛选出最有利于固碳高产的周年施肥组合。     

土地利用方式对川西低山区土壤腐殖质组成以及结合形态的影响

对比分析了川西低山区不同土地利用方式土壤中有机碳(SOC)、腐殖质组成及其结合形态特点,结果表明:SOC平均含量为17.05g/kg。其中水田土壤SOC含量最高,平均值为21.44 g/kg,其次是林地SOC平均值为16.71 g/kg,两种土地利用方式的SOC与其他土地利用方式差异均达到极显著水平;竹林、旱地和茶园SOC依次降低,但差异不显著。土壤腐殖酸碳占SOC总量的比例为竹林最高,依次为茶园、林地、水田,旱地最低。不同土地利用方式胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳和H/F比值均存在不同的差异。土壤中的腐殖质以紧结态和松结态方式为主,稳结态所占比例较小。除旱地外,其他几种土地利用方式的松结态腐殖质碳均高于稳结态腐殖质碳含量。耕地的稳结态腐殖质碳比例小于其他几种土地利用方式,而紧结态腐殖质碳比例大于其他几种土地利用方式。不同土地利用方式土壤SOC含量以及组成的差异与土壤环境特点、输入土壤的有机质性质以及人为耕作管理活动等有关。     

长期秸秆还田对稻麦轮作区土壤有机碳组分构成的影响

为研究长期秸秆还田对太湖地区稻麦轮作土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量的影响,依托10a田间定位试验,以无秸秆还田为对照(CK),设置稻秸秆不还田+麦秸秆全量还田(W)、稻秸秆全量还田+麦秸秆不还田(R)、稻麦秸秆均半量还田(HRW)、稻麦秸秆均全量还田(ARW)4个秸秆还田处理,分析5种...     

免耕覆盖下土壤水分、团聚体稳定性及其有机碳分布对小麦产量的协同效应

【目的】基于山西运城8年（2008—2015）长期定位试验,研究免耕覆盖下土壤团聚体稳定性、团聚体活性有机碳分布特征、冬小麦水分利用效率和产量变化特征,分析土壤水分、土壤团聚体稳定性及其有机碳组分对小麦籽粒产量的协同关系,为选择适宜黄土高原旱作农业区最佳耕作模式提供理论依据。【方法】选取传统耕作秸秆翻耕还田（CT-SP）和免耕秸秆覆盖还田（NT-SM）两种耕作措施,在冬小麦收获期,利用干筛法测定土壤团聚体各粒级质量分数;测定各粒级土壤团聚体有机碳（SOC）及活性有机碳（可溶性有机碳,DOC;易氧化有机碳,EOC;微生物量碳,MBC）含量;测定土壤水分（土壤体积含水量,θ_v;播种前贮水量,SB;收获后贮水量,SA;生育期耗水量,ET;降水利用效率,PUE;水分利用效率,WUE）和作物产量等关键指标。【结果】（1）与CT-SP处理相比,NT-SM处理显著提高0.25—2 mm团聚体含量、>0.25 mm 团聚体含量（R_0.25）和几何平均直径（GMD）,分别提升13.9%、8.8%和9.6%。（2）与CT-SP处理相比,NT-SM处理中全土SOC、>2 mm和0.25—2 mm粒级团聚体SOC与MBC含量分别提升17.7%与23.6%、18.4%与18.2%和22.4%与39.2%。0.25—2 mm粒级团聚体对SOC和MBC的贡献率,分别提升18.4%和28.4%。（3）与CT-SP处理相比,NT-SM处理提高了SA、PUE、WUE和小麦产量,分别提升17.7%、8.92%、14.98%和8.92%,并且SOC、WUE、R_0.25、MWD和GMD等指标与小麦产量相关系数均达到0.9以上。（4）通过结构方程模型分析发现,土壤团聚体DOC和EOC通过协同效应影响MBC的变化,MBC含量对SOC的总效应为0.88,是影响SOC变化的主导因子。（5）土壤贮水量、土壤团聚体稳定性及其有机碳分布协同影响小麦产量,并且土壤团聚体稳定性对小麦产量表现为极显著正效应。【结论】在黄土高原旱作农业区,免耕秸秆覆盖还田可改善土壤团聚体结构,增加土壤水分含量,提高小麦水分利用效率,显著增加耕层土壤有机碳和活性有机碳组分含量,从而实现土壤固碳保墒和作物增产的协同效应。