【目的】探明植硅体和植硅体碳的形成对外源氮和硅的响应，开展外源氮和硅添加对毛竹Phyllostachys edulis植硅体碳碳汇能力的影响研究，以期为竹林碳汇提供理论参考。【方法】通过氮[尿素：0(N_0)、250(N_1)、500(N_2)mg·kg~(-1)]和硅[硅酸钠：0(Si_0)、75(Si_1)、150(Si_2) mg·kg~(-1)]二因素三水平正交栽培试验，采集毛竹叶、枝、秆、篼和凋落物样品，分析不同处理不同器官植硅体碳质量分数。【结果】随着硅添加量的增加毛竹不同器官及凋落物植硅体碳质量分数均呈上升趋势。不同处理叶、枝、秆、篼及凋落物植硅体碳质量分数分别为3.15～4.68、2.10～3.47、0.30～1.18、1.09～2.15和3.21～4.63 g·kg~(-1)，均表现为N_2Si_2处理植硅体碳质量分数最高，N_0Si_0处理的植硅体碳质量分数最低。差异显著性分析结果表明：毛竹秆的植硅体碳质量分数在N_0Si_1和N_0Si_0处理分别与N_2Si_2处理间达显著差异(P<0.05)。相关性分析结果表明：植硅体碳与硅质量分数之间及植硅体碳与植硅体质量分数之间呈极显著正相关(P<0.01)，决定系数(R~2)分别为0.481 8和0.463 2。植硅体碳与碳质量分数之间存在极显著负相关(R~2=0.318 3,P<0.01)。【结论】外源氮添加有助于毛竹对硅的吸收和有机物质的积累，外源硅添加有助于毛竹植硅体和植硅体碳质量分数的增加以及植硅体碳占碳比例的提高。图1表9参36

【目的】探究施用硅肥和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis人工林土壤水溶性硅、生物可利用硅、有机结合态硅、铁锰氧化物结合态硅、无定形硅(生物成因和成土成因)、总硅质量分数的影响；分析土壤水溶性硅与土壤活性硅组分和土壤特性之间的关系。【方法】遵循析因试验设计，共4个处理，分别为对照(S_0B_0)、施用硅肥450 kg·hm~(-2)(S_1B_0)、施用生物质炭10 t·hm~(-2) (S_0B_1)、硅肥和生物质炭配施(S_1B_1)。【结果】硅肥提高毛竹林土壤中生物可利用硅和铁锰氧化物结合态硅。生物质炭增加无定形硅库(主效应)。硅肥和生物质炭配施提高了土壤水溶性硅。硅肥、生物质炭添加和土层深度均改变土壤活性硅组成，促进它们之间的相互转化。土壤有机碳质量分数与土壤活性硅组分存在极显著正相关(P=0.002)。此外，硅肥添加可直接和间接提高土壤水溶性硅，介导土壤硅组分之间转化，并提高土壤活性硅库容。生物质炭添加提高土壤水溶性硅积累，一方面增加植物源硅，另一方面提高土壤pH，提高成土成因无定形硅质量分数，调控土壤硅在各组分分布。【结论】施用硅肥和生物质炭促进了毛竹人工林土壤活性硅的积累，并改变了其相互转化，但其转化路径存在不同。图4表5参41

为了探讨外源硅添加对干旱胁迫下垂穗披碱草(Elymus nutans)苗期根系形态的影响,本研究采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,分析添加不同浓度硅对干旱胁迫下垂穗披碱草苗期根系总根长、表面积、体积、平均直径、分枝数等形态指标的影响。结果表明:15%PEG模拟干旱胁迫处理7 d后,随着硅浓度的增大幼苗的根系生物量、总根长、表面积、体积、平均直径、分枝数及根尖数呈现上升趋势;处理21 d后随着硅浓度的增大,以上指标先上升后下降,当硅浓度为0.5 mmol·L~(–1)时效果最好。同时,硅添加后的幼苗的根系指标在R1(0～0.5 mm)直径范围显著升高(P <0.05)。这些结果表明,外源硅添加缓解了干旱胁迫对垂穗披碱草幼苗根系的危害,细根分化能力明显加强;添加外源硅可使垂穗披碱草幼苗通过调整根系形态来适应干旱的环境。本研究为垂穗披碱草的抗旱性研究及其生产利用等提供了重要的参考。

【目的】了解氮输入对毛竹Phyllostachys edulis林土壤磷组分的影响及其转化机制，为实现毛竹林土壤磷的高效利用提供参考。【方法】以毛竹林为研究对象，设置4个氮添加梯度：0(对照)、30、60、90 kg·hm~(-2)·a~(-1)，利用生物有效磷分级方法测定表层土壤(0～20 cm)和深层土壤(20～40 cm)中的磷组分包括可溶性无机磷(CaCl_2-P)、活性无机磷(Citrate-P)、酶水解有机磷(Enzyme-P)和可溶性活性无机磷质子(HCl-P)质量分数，探讨氮添加对毛竹林土壤磷组分的影响及其与土壤有效磷和理化性质的关系。【结果】与对照相比，氮添加显著(P0.05)。低氮处理显著(P<0.05)增加了表层土壤中Citrate-P质量分数(43.5%)，中高氮处理显著(P<0.05)增加了表层土壤中HCl-P质量分数(101.0%～155.2%)。在对照和氮添加处理中，表层土壤中的不同磷组分质量分数均显著(P<0.05)高于深层土壤。表层土壤中不同磷组分均与有效磷呈显著正相关(P<0.05)，而深层土壤中仅Enzyme-P与有效磷呈显著正相关(P<0.01)。氮添加通过降低土壤pH，增加土壤有机碳、微生物生物量磷和酸性磷酸酶活性，促进了土壤不同磷组分向土壤有效磷的转化。【结论】氮添加提高了毛竹林土壤磷的生物有效性，为全球变化背景下毛竹林高效经营提供了科学参考。图5表3参43

在浙江省临安市青山、安吉县船坝、新昌县巧英和新昌县大市聚等4个地点选取毛竹Phyllostachys edulis竹叶及林地土壤,运用微波消解及Walkley-Black方法,研究不同岩性土壤上发育的同一竹龄毛竹竹叶和同一岩性土壤上发育的不同竹龄毛竹竹叶中植硅体的产生和分布规律,为毛竹林植硅体碳汇调控提供科学参考。结果表明:①毛竹竹叶中植硅体质量分数为50.8~99.1 g·kg-1,基本上是由上部到下部递减,在不同岩性间的差异表现为花岗岩>花岗闪长岩>玄武岩>页岩。②毛竹竹叶中植硅体的产生通量变化范围为154.9~605.9 kg·hm-2·a-1,在不同岩性间的差异表现为花岗岩>花岗闪长岩...

为了揭示竹子植硅体表面形态和结构,探究植硅体在缓冲液浸泡后形态是否稳定,以毛竹Phyllostachys edulis叶片为研究材料,采用微波消解法、湿灰化法和干灰化法,提取毛竹叶片中的植硅体。对提取的植硅体经镀金膜处理,用扫描电子显微镜(SU-8000 Hitachi)观测。结果表明:毛竹植硅体具有多种形态。微波消解法提取的毛竹植体长为12~14μm,宽为7~10μm,植硅体呈现长鞍形(竹节形),图像细节清晰,植硅体形态完整;湿灰化法和干灰化法提取的毛竹植硅体呈哑铃形,长约为12μm,连接处宽度约为4μm,两端的宽度约8μm,并且用湿灰化法提取的毛竹植硅体还可见微小突起。微波消解法是提取毛竹植硅体比较理想的方法。微波消解法提取的植硅体在p H 10的硼酸缓冲液中浸泡15 d后的微观形态可见:植硅体外表已出现溶蚀坑,表面变粗糙,可见硅质颗粒,呈现为聚集分布。说明植硅体表面已被破坏,呈现不稳定状态。

植硅体碳（ｐｈｙｔｏｌｉｔｈ－ｏｃｃｌｕｄｅｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ，ｐｈｙｔｏｃ）具有很强的抗风化能力，能存在于土壤中达数千年之久，成为陆地土壤长期固碳的重要机制。论文以中国亚热带地区苦竹（ｐｌｅｉｏｂｌａｓｔｕｓ ａｍａｒｕｓ）林生态系统为对象，探究硅、植硅体及植硅体碳在竹林生态系统中的分布特征。研究结果表明，植硅体碳广泛分布于苦竹地上部分各器官中，植硅体和植硅体碳含量均为叶＞枝＞秆。被传统植硅体研究所忽略的竹枝和竹秆中的植硅体碳储量占到地上部分植硅体碳总储量的７．２％和５１．１％。植硅体碳占总有机碳的比例在叶、枝、秆中分别为０．５９％、０．２１％和０．２８％，植硅体碳占总有机碳的．．．

采取发育于5种不同岩性类型(花岗闪长岩、花岗岩、玄武岩、凝灰岩和页岩)的毛竹Phyllostachys edulis林不同土层(0~20 cm和20~40 cm)的土样,运用逐级化学提取技术,研究不同岩性条件下发育的土壤中硅的形态以及影响硅转化的因素,为不同岩性类型土壤有效硅调控提供科学参考。结果表明:①不同岩性类型土壤中总二氧化硅质量分数从大到小顺序依次为凝灰岩>花岗闪长岩>页岩>花岗岩>玄武岩,而且不同岩性之间二氧化硅质量分数差异性较大;②不同岩性类型下发育的毛竹林土壤有效硅质量分数及相对百分比顺序为玄武岩>花岗岩>页岩>花岗闪长岩>凝灰岩,有效硅主要来源于无定形硅的转化,与土壤中总二氧化...

[目的]通过研究外源有机物添加对不同施肥条件下水稻土有机碳矿化及形态的影响，旨在探究不同施肥措施对水稻土有机碳稳定性的影响，为水稻土的合理碳管理施肥提供参考。[方法]以江苏溧阳白土（4年定位试验）和如皋高砂土（11年定位试验）两种水稻土为研究对象，每种水稻土各选取4个不同肥料处理的耕层（0～15 cm）土样，各处理分别为不施肥（CK）、农民习惯施肥（N 300 kg·hm~(-2)_(，)FFP）、优化施肥（N 240 kg·hm~(-2)_(，)OPT）和牛粪替氮（OPT施肥基础上牛粪替代20%化学氮，CMSN），采用室内培养法（培养周期为60 d），研究添加外源有机物（玉米秸秆）对土壤CO_(2)排放动态、总有机碳、活性碳库等含量及激发效应的影响。[结果]添加玉米秸秆可显著提高水稻土土壤有机碳的矿化速率，白土FFP处理土壤CO_(2)排放量较CK降低9.52%，高砂土OPT和CMSN处理土壤CO_(2)排放量较CK分别提高30.38%和13.38%。培养初期，除高砂土的CMSN处理产生负激发效应外，其他土壤均表现出正激发效应，其相对激发效应随培养时间逐渐降低。添加玉米秸秆在培养试验结束后可显著提高各处理土壤总有机碳含量，白土的FFP和OPT处理及高砂土的OPT和CMSN处理提高效果显著。相比于未施肥土壤，白土CMSN处理和高砂土FFP处理显著提高可溶性有机碳含量；白土和高砂土的FFP和OPT处理显著提高微生物量碳含量；施肥可以提高白土颗粒态有机碳含量，CMSN处理提高效果最显著，高砂土只有OPT处理提高了颗粒态有机碳含量；2种水稻土的各个施肥处理对易氧化态有机碳含量没有显著影响。[结论] 添加玉米秸秆可以提高所有处理的土壤有机碳矿化速率、土壤总有机碳和活性碳库组分含量，其中CMSN处理在2种土壤中均产生较低的正激发效应或负激发效应，更有利于土壤有机碳固存。

【目的】研究外源钙添加对有机物料改良滨海盐碱土过程中土壤CO_2排放和土壤碳库的影响，以期为滨海盐碱土的改良利用与固碳潜力提升提供理论依据。【方法】采用室内培养试验，在施用玉米秸秆生物炭+鸡粪（BM）以及水稻秸秆+鸡粪（SM）的基础上，以氢氧化钙和硅酸钙作为钙源，按照等钙量原则，分别设置了6种处理：不施用硅酸钙和氢氧化钙（CK）、施用12.4 g·kg~(-1)硅酸钙（Ca1）、施用24.8 g·kg~(-1)硅酸钙（Ca2）、施用7.9 g·kg~(-1)氢氧化钙（Ca3）、施用15.8 g·kg~(-1)氢氧化钙（Ca4）以及施用12.4 g·kg~(-1)硅酸钙+7.9 g·kg~(-1)氢氧化钙（Ca5），进行1个月的培养试验。【结果】培养期间外源钙的添加能显著降低CO_2累积排放；有机物料的施用会导致土壤有机碳（SOC）的损失，外源钙的添加不会显著影响SOC矿化但会导致土壤无机碳（SIC）含量显著增加，从而弥补SOC的损失，增加土壤的总碳量，实现土壤固碳的目的，适当增加氢氧化钙的添加量对固碳量有促进作用；外源钙添加导致的减排作用主要是通过增加吸收矿化产生的CO_2，并转化为碳酸钙的形式而固定。【结论】在改良盐碱土的过程中，有机物料配施硅酸钙和氢氧化钙的改良措施能实现土壤固碳减排。

【目的】研究生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成、稳定性以及不同粒级团聚体有机碳分布的影响,为砂姜黑土黏板障碍因子改良和合理培肥制度建立提供科学依据。【方法】在光照培养室内用砂姜黑土进行的培养试验,试验设置4个处理:对照(不施有机物料,CK)、单施生物炭(5%生物炭,B)、单施秸秆(1.5%玉米秸秆,S)和生物炭与秸秆配施(5%生物炭+1.5%的玉米秸秆,BS)。培养6个月后采集土壤样品,利用湿筛法得到不同粒级的土壤水稳性团聚体,测定各粒级土壤团聚体有机碳含量。【结果】不同有机物料处理对>2 mm团聚体含量影响较大,其中施用秸秆显著提高了该粒级团聚体含量。单施生物炭有利于0.053—0.25 ...

【目的】探明添加水稻秸秆对潮土团聚体及有机碳分布和稳定性的影响,为外源秸秆降解过程中在不同粒级团聚体中的分配规律提供参考。【方法】在恒温培养箱内用潮土进行对比培养试验,试验设置2个处理:不添加秸秆处理(对照组,CK)和土壤添加1%13C秸秆处理(试验组,Str),培养周期为120 d,通过室内对比培养试验,运用湿筛法得出不同粒级水稳性团聚体含量,然后测定各粒级水稳性团聚体有机碳含量。【结果】对照组中>2000μm粒级水稳性团聚体含量最少,水稳性团聚体稳定性差,不同粒级团聚体有机碳含量比较低。与对照组相比,试验组显著促进了>2000μm粒级水稳性大团聚体的团聚(P2000μm水稳性团聚体比对照组增加了595.8%,水稳性大团聚体(>250μm)含量达到70.4%,成为优势粒级。添加水稻秸秆显著提高了潮土水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值,降低了土壤不稳定团粒指数(ELT)和分形维数(D)值,土壤团聚体结构稳定性明显增强,MWD、GMD与R0.25之间均呈极显著的正相关关系(P<0.001)。不同培养时期试验组各粒级团聚体有机碳含量均显著增加,其中水稳性微团聚体有机碳增加幅度明显大于大团聚体有机碳的增加幅度。【结论】采取秸秆添加的方式对耕地进行保育,显著提高了水稳性大团聚体有机碳的贡献率,增强了潮土的有机碳稳定性和固持能力,改善了潮土肥力和土壤性状。

【目的】通过研究氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响,探讨荒漠生态系统中不同功能群植物对环境变化的适应策略,为预测未来环境变化背景下荒漠植物群落的响应提供理论参考。【方法】以宁夏盐池毛乌素沙地典型植被群落油蒿群落为研究对象,通过连续2年(2015—2016)0 kg N ha~(-1) yr~(-1)(N0)60 kgN·ha~(-1) yr~(-1)(N60)氮添加;自然降水(W0),增加20%降水(W20)、增加40%降水(W40)水添加的野外控制试验,测定优势植物种油蒿和赖草叶片的比叶面积(SLA)、碳、氮、磷(C、N、P)含量。【结果】1)氮添加显著增加土壤中的无机氮含量;水添加显著增加土壤含水量;水氮交互作用对土壤无机氮含量、土壤含水量都没有显著影响。而土壤速效磷含量比较稳定,在各处理下均没有表现出显著差异。2)油蒿SLA在氮素和水分添加下显著增加,而交互作用效应不明显;赖草SLA在氮素和水分单独添加下均没有发生显著变化,而水氮交互作用对其存在显著影响。3)氮添加对油蒿和赖草叶片C含量没有显著影响,显著增加了N含量、C∶P、N∶P,降低了P含量和C∶N。水添加对赖草的C、N、P及其化学计量比无显著影响,而显著增加了油蒿叶片N和P含量,降低了C含量、C∶N、C∶P和N∶P。水氮交互作用对油蒿叶片N含量和C∶N有显著影响。【结论】氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物油蒿和赖草叶片性状均有明显影响,氮素对叶片性状的影响比水分添加的影响更为显著。2种不同功能群植物,对氮素和水分添加的响应不同,呈现出不同的适应策略,油蒿的叶片性状对氮素和水分添加的响应较为敏感,趋向于资源快速获取与利用的策略,而赖草表现出较强的稳定性,从而体现出保守的资源利用策略。在未来可能增加的氮沉降和降水情景下,油蒿群落的物种组成可能会由于2种植物不同的资源利用策略变化而发生变化。

通过土培试验,研究了外源硅对土壤镉形态组成的影响,以及与玉米吸镉量的关系。结果表明,经0.1和1.0mmol·kg-1(以CdSO4·8/3H2O加入)镉处理的土壤加入2.0g·kg-1硅酸钠(以Na2SiO3·9H2O加入,pH调至6.0)后可显著减轻镉对玉米的毒害,降低玉米吸镉量。加硅处理显著降低土壤中的交换态和铁锰结合态镉量,但显著提高碳酸盐结合态和残渣态镉的量。硅降低镉对玉米毒害的机制之一是硅改变了根外土壤中镉的形态,降低了镉的活性和生物有效性。

【目的】解析土壤pH值与土壤氮以及CH_4排放速率与土壤碳氮含量间的相互关系，为明确碳氮转化及温室气体排放规律、优化温带森林暗棕壤的水分管理提供依据。【方法】以温带森林暗棕壤为研究对象，采用室内培养法，设置水分条件为土壤饱和持水量（WHC）的40%、60%、90%，通过向温带暗棕壤中添加两种不同性质的氨基酸，探讨其对土壤碳氮含量及CH_4排放的潜在影响，运用Pearson相关分析法分析土壤碳氮含量、pH值及CH_4排放速率间的相关性。【结果】（1）氨基酸处理显著增加了土壤可溶性有机碳（DOC）含量、铵态氮（NH_4~+-N）含量及CH_4排放速率。亮氨酸处理使DOC、NH_4~+-N含量分别升高21.39%、45.10%,CH_4排放速率较CK升高3.20倍，甲硫氨基酸使DOC、NH_4~+-N含量分别升高21.39%、72.71%,CH_4排放速率较CK升高7.00倍；（2）不同氨基酸对土壤硝态氮（NO_3~--N）含量的影响存在差异。亮氨酸处理使土壤NO_3~--N含量升高了8.41%，但其对于土壤硝化作用的影响可能存在滞后性，而甲硫氨基酸能够显著抑制土壤硝化作用，NO_3~--N含量显著降低了37.90%;(3）土壤不同水分条件对土壤DOC、NH_4~+-N、NO_3~--N含量及CH_4排放速率均存在显著影响。90%WHC使DOC含量升高11.95%～19.91%，使NH_4~+-N升高19.83%～35.46%，使NO_3~--N降低10.05%～23.79%，使CH4排放速率升高至另外两种水分条件的1.48～2.06倍。60%WHC条件使NH_4~+-N升高13.05%，使NO_3~--N含量升高24.62%。60%WHC可能是温带暗棕壤硝化作用的最适含水量，90%WHC条件有利于DOC积累，同时对NO_3~--N的产生存在明显抑制作用；（4）土壤pH与N H_4~+-N含量呈极显著正相关，与NO_3~--N含量呈正相关。CH_4排放速率与NO_3~--N含量呈极显著负相关，与NH_4~+-N含量呈负相关，与DOC含量呈极显著正相关。【结论】不同性质氨基酸添加在温带森林暗棕壤碳氮含量及CH_4排放中发挥的作用不尽相同。一定范围内，土壤水分含量的升高有利于土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、DOC的积累及CH_4的排放，但土壤高含水量条件对NO_3~--N的产生具有抑制作用。因此，在研究温带森林暗棕壤碳含量、CH_4排放及氮转化机制时，建议关注不同氨基酸的差异性作用，同时考虑水分的变化。