【目的】为合理施用有机物料调节土壤碳、氮以阻控土壤酸化,对有机物料施入红壤后土壤几种形态碳、氮及酸度变化进行了研究,并分析了相关关系。【方法】通过室内恒温培养试验研究了添加3种有机物料(稻草、紫云英和猪粪)后红壤中铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、可溶性有机氮(WSON)、可溶性有机碳(WSOC)、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和土壤pH动态变化。【结果】与对照相比,添加有机物料均提高了土壤WSOC、SMBC和pH,且有机物料添加量越大,增幅越大。猪粪处理中土壤NH4+-N、NO3--N和WSON含量显著增加;而稻草和紫云英处理中土壤NO3--N和WSON含量下降...

【目的】分析生物质炭和有机物料施用对旱地红壤有机碳组分和酶活性的影响，探明微生物的碳氮磷元素限制特征，为提升红壤有机碳稳定性提供理论依据。【方法】采用田间试验，设置不施有机物料对照(ck)、玉米Zea mays秸秆单施、羊粪单施及其分别与生物质炭(玉米秸秆炭)配施等6个处理。试验开始2 a后测定土壤有机碳组分、土壤养分质量分数、碳氮磷循环相关碱解酶活性和氧化酶活性。【结果】与单施秸秆和羊粪相比，生物质炭与有机物料配施显著增加了土壤有机碳和碱解氮质量分数(P<0.05)，提高了土壤碳氮比和碳磷比及惰性碳组分质量分数，降低了有机碳活性指数。有机物料施用显著提高了纤维二糖水解酶(CB)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和过氧化物酶(PERO)活性(P<0.05)；与单施羊粪相比，生物质炭与羊粪配施处理显著降低β-葡萄糖苷酶(BG)活性50.9%、亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性32.1%、NAG活性45.3%、酸性磷酸酶(PHOS)活性40.0%(P<0.05)。与单施秸秆相比，生物质炭与秸秆配施降低了多酚氧化酶(PHOX)活性28.6%和PERO活性22.2%，但对其他酶的活性无影响。与单施秸秆相比，生物质炭配施秸秆降低了向量长度；与单施羊粪相比，生物质炭配施羊粪对酶化学计量比、向量长度及向量角度均无显著影响。PERO和PHOX与土壤惰性碳质量分数、碳氮比、碳磷比呈显著负相关(P<0.05)。冗余分析表明：土壤惰性碳质量分数、碳氮比和碳磷比是影响土壤酶活性及其化学计量特征的主要因子。【结论】与有机物料单施相比，生物质炭与有机物料配施可以更好地提高旱地红壤养分和惰性碳组分质量分数，降低有机碳分解酶活性，缓解碳磷限制，可作为改善红壤微生物养分限制和提高碳汇能力的有效措施。图2表3参44

【目的】为合理施用氮肥减缓红壤酸化,研究不同施肥措施下红壤酸度与氮矿化的关系。【方法】采用室内恒温培养试验研究不同施氮模式(不施肥(CK),20 mgN.kg-1(25%N),40 mgN.kg-1(50%N),80 mgN.kg-1(100%N,尿素,常规施氮量),160 mgN.kg-1(200%N),100%N加化学磷肥(100%N+P),100%N+P加化学钾肥(100%N+PK),100%N+PK加玉米秸秆(100%N+PKS),70%N+PK配施30%有机氮(70%N+PK+30%M),50%N+PK配施50%有机氮(50%N+PK+50%M),30%N+PK配施70%有机氮(30...

【目的】土壤团聚体不仅是土壤结构的重要单元,也是土壤有机碳和氮素固持的重要场所。探究还田秸秆和有机肥中的有机碳和氮素在土壤团聚体中的残留特征,为深刻认识团聚体对外源有机碳和氮素的固持机制及土壤的可持续管理提供依据。【方法】以中国南方典型红壤(C3植物为主的自然植被)为研究对象,设置以下5个处理:(1)对照;(2)低量玉米秸秆添加;(3)高量玉米秸秆添加;(4)低量15N标记有机肥(与处理(2)等碳量);(5)高量15N标记有机肥(与处理(3)等碳量)。采用室内模拟培养试验(恒温恒湿条件下培养300 d),运用13C和15N同位素示踪技术,研究培养后土壤大团聚体(250—2 000μm)、微团聚...

采用尼龙网袋法研究了几种糖业有机物料(蔗叶、蔗根、宿根蔗头、糖厂滤泥和酒精废液)对蔗田土壤微生物数量的影响,探讨不同有机物料对蔗田土壤微生物的作用效应。结果表明:8次采样蔗叶、蔗根、宿根蔗头、糖厂滤泥、酒精废液、对照(不加物料)处理的细菌数量平均值分别为5.75×106、8.01×106、11.99×106、59.55×106、14.3×106、1.09×106个/g干土,放线菌数量平均值分别为0.436×106、1.138×106、1.096×106、6.349×106、3.433×106、0.185×106个/g干土,真菌数量平均值分别为0.433×106、2.312×106、2.015×...

通过长期有机物循环的定位试验,研究了长期有机物循环利用对红壤稻田养分供应及水稻生长发育的影响,目的是了解长期有机物循环利用后土壤养分含量变化、水稻生长特性及两者的相关性。结果表明有机物循环明显提高了土壤有机质含量,并使土壤养分维持在一个相对较高的水平上。有机物循环处理的土壤有机质,全N、全P和全K及其有效部分的平均含量分别比无循环处理提高了44.5%、34.7%、17.5%、9.4%,特别是碱解N,速效P和速效K含量提高显著,有机物循环处理比无循环处理提高达46.9%、45.2%和34.7%。有机物循环利用提高了水稻分蘖数和叶面积指数,使水稻群体的透光率减少。有机物循环处理平均单叶净光合速率比...

[目的]中国亚热带红壤坡地的农业生产受水蚀与季节性干旱双重影响,水蚀与季节性干旱之间的水文联系仍然不明确。本研究探索农田常用保护措施如何影响红壤坡地的雨旱季水文过程和土壤-作物水分胁迫,为更有针对性地选择农田管理措施提供依据。[方法]2008—2010年在湖北咸宁第四纪红色黏土母质发育的红壤8°坡地上开展大田试验,设置无保护措施或对照(CK)、牧草带(GS)、地表施用聚丙烯酰胺(PAM)、地表覆盖稻草(SM)4种处理,第一年和后两年分别以花生(白沙1018)和玉米(登海3632)为供试作物,研究不同处理的地表产流和产沙、土壤储水、土壤-作物干旱、作物产量。[结果]当降雨量相近时,降雨强度越大产...

【目的】在等氮施用的条件下,研究几种农业有机物料与化肥配合施用对蔬菜连作种植模式的菜地土壤氮形态及温室气体的动态变化的影响,为菜地化肥减量施用及绿色环保提供科学依据。并从温室气体减排角度,为旱地土壤的培肥提供理论参考。【方法】通过田间原位试验,设置了对照即不添加化肥和物料(CK)、常规化肥(F)、秸秆+化肥(SF)、菌渣+化肥(MF)、生物质炭+化肥(BF)、牛粪+化肥(CF)等处理,分析土壤铵态氮、硝态氮、碱解氮和全氮分布特征。同时采用静态箱-气相色谱法,对比分析在化肥减量的基础上,添加物料处理的紫色土(莴笋-卷心菜-辣椒轮作)CO_2、CH_4、N_2O动态变化和温室效应。【结果】等养分投入的条件下,有机物料的添加改变土壤氮形态分布,SF和MF处理主要在料还田前期能增加土壤铵态氮含量,CF处理能提高莴笋和卷心菜季的土壤铵态氮含量,BF处理则提高了辣椒季硝态氮和碱解氮含量。在整个试验观测期内,N_2O、CO_2、CH_(4 )3种气体的排放具有一定的季节变化规律,各气体均在夏季出现了排放高峰,且在施肥灌水后也会出现气体的排放峰。与F处理相比,试验期内BF处理的N_2O平均排放量降低了7.5%,而CF处理则显著增加了233.5%。有机物料与化肥配施较CK和F处理增加了CO_2排放,其中MF和CF处理最为明显,平均排放通量较F处理分别提高了35.6%和31.3%,BF处理则推迟CO_2排放峰,且在高温多雨的夏季增加CO_2排放量。各处理的CH_4排放多为负值,表现为大气中CH_4汇,且在辣椒季波动较为明显,其中BF处理在高温多水的短期内可达到CH_4排放峰值(668.7μg·m~(-2)·h~(-1));SF、MF和BF较F处理的CH_4平均排放通量分别显著下降了104.85%、175.2%和77.5%,其中SF和MF处理分别为-0.1和-1.3 kg·hm~(-2),较其他处理能促进CH_4吸收,减少CH_4产生和排放。但有机物料与化肥配施处理的温室气体的增温潜势较CK和F处理分别增加了26.7%—52.4%和18.1%—42.0%,其中SF处理的增温潜势最低,其次为BF处理。【结论】不同的有机物料对土壤氮形态分布及N_2O、CO_2、CH_4排放的影响各不相同。几种有机物料中,生物质炭、秸秆与化肥配施还田相较于其他处理能增加有效氮含量,减少温室气体的排放,而牛粪与化肥配施则会增加温室气体排放。

为探讨施用有机物料对宁夏沙化土壤的改良效果,以当地易得的杨树(Populus alba var.pyramidalis)枝条、玉米(Zea mays)秸秆、牛粪为原料,通过桶栽方法研究了有机物料单施和配施对宁夏沙化土壤碳氮含量、酶活性及紫花苜蓿生物量的影响。结果表明,与无添加对照相比,单施和配施有机物料(除牛粪外)均使土壤的碳、氮组分含量(除无机氮外)有不同程度的增加;单施牛粪处理增加了土壤的无机氮,土壤有机碳、易氧化有机碳、全氮和水解氮含量均最高,但是土壤C/N(有机碳/全氮)及微生物C/N(土壤微生物

【目的】研究长期施用化肥以及化肥与稻草配合施用对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响。【方法】试验土壤采自湖南省望城无机有机肥长期定位试验田小区,各施肥处理为:CK(不施肥)、NP(施氮磷肥)、NPK(施氮磷钾肥)、NP+RS(施氮磷肥和稻草)和NPK+RS(施氮磷钾肥和稻草)。【结果】氮磷钾长期平衡施用和化肥与稻草长期配合施用有利于2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体含量增加。与CK处理相比,化肥与稻草长期配合施用处理能提高2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体内的有机碳含量和全氮、可矿化氮含量,同时也显著提高了二者在较大粒径(2～5mm,0.5～2mm)水稳性团聚体内有机碳、...

【目的】研究不同施肥处理对红壤水稻土水稳性团聚体组成、不同粒级团聚体中有机碳、氮含量与分布及土壤微生物生物量碳氮含量的影响,为揭示施肥对土壤肥力形成演变的影响机制提供重要理论依据。【方法】依托鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站已进行了20年的长期定位试验,试验包括9个处理:对照(不施肥,CK)、有机质循环(C)、化学氮肥(N)、氮肥+有机质循环(NC)、化学氮磷肥(NP)、化学氮磷钾肥(NPK)、化学氮磷钾肥+有机质循环(NPKC)、化学氮磷肥(NK)和化学氮磷钾肥+1/2秸秆回田(NPKS)。采集各小区耕层土壤,利用湿筛法得到不同粒级水稳性团聚体,测定团聚体中有机碳、氮含量及土壤微生物量...

【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理:不施肥处理(CK),施氮磷钾化肥处理(NPK),施70%化肥+30%有机肥处理(70F+30M),施50%化肥+50%有机肥处理(50F+50M),施30%化肥+70%有机肥处理(30F+70M),于2017年早稻种植前采集耕层(0—20 cm)土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放CO2-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1)和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)土壤有机碳显著高于NPK处理(P30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为:30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量(P>0.05),70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理(P<0.05),分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率(累积矿化量占有机碳总量的比率)变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理(P<0.05);土壤有机碳的周转速率常数(k)与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。

为探究不同有机物料还田对土壤氮素转化与利用的影响，通过田间定位试验，在夏玉米季不同生育时期以无机肥（CF）为对照，测定秸秆（ST）、猪粪（PM）和沼渣（BR）3种有机物料等氮量还田处理的土壤全氮、硝态氮、铵态氮以及微生物量氮以及玉米产量等指标，并通过室内培养测定不同物料还田的土壤净氮矿化速率。结果表明：从对土壤总量影响来看，添加3种有机物料均能不同程度地增加土壤全氮含量，成熟期PM、BR和ST处理分别比CF提高16.62%、9.14%和8.60%。从氮素形态来看，PM处理可以提高土壤硝态氮含量，在玉米扬花期和成熟期分别提高37.05%和75.86%;BR处理可以提高土壤铵态氮含量，在整个玉米生育期土壤铵态氮提高16.83%。3种有机物料还田均可提高土壤微生物量氮，ST、PM和BR分别比CF高出15.76%、14.84%和17.85%。从不同有机物料还田的土壤氮矿化速率来看，PM和BR处理可显著提高土壤氮矿化速率，分别比CF高出33.53%和12.93%,ST处理的土壤氮矿化速率最低（0.03～1.06mg/（kg·d））。就产量与氮肥吸收而言，PM处理玉米产量比ST处理提高8.10%,PM和BR处理氮肥吸收效率均显著高于CF和ST处理。3种有机物料还田均可提高土壤全氮水平，但在土壤氮素形态和氮矿化速率上有差异。在3种有机物料处理中，沼渣处理最有利于增加土壤无机氮含量，猪粪处理对于促进土壤氮矿化效果最佳，秸秆则显著减弱了土壤中氮的矿化速率。综上，猪粪和沼渣还田在提高土壤供氮能力、促进氮矿化与促进氮肥吸收上均显著优于秸秆，猪粪还田有利于提高玉米产量。

研究了白三叶草(豆科)和黑麦草(禾本科)轮作、自三叶草连作以及鸡脚草(禾本科)连作三种不同种植方式对红壤碳、氮的影响。结果表明:三种方式都较大幅度地增加土壤耕层的全碳和全氮;提高腐殖质的H/F 比、降低胡敏酸的 E_4/E_6比、改善了土壤腐殖质品质;同时提高了土壤有机无机复合量,松结态碳占结合态碳的比例和酸解性氮占全氮的比例,降低有机质氧化稳定性,有利于土壤对养分的保蓄和释放。其影响程度以禾本科、豆科牧草轮作>豆科牧草连作>禾本科牧草连作。种植不同牧草对亚耕层红壤的养分没有明显的影响。

【目的】为揭示土壤磷素肥力的变化机制,对16年长期不同施肥模式处理后红壤稻田0～20cm和20～40cm土层的土壤磷吸附-解吸特性进行了研究。【方法】将4种施肥处理土样置于恒温摇床中连续振荡培养,定期测定不同处理土壤磷的各种吸附参数、累积解吸量和解吸率。【结果】长期不同施肥模式处理显著改变了土壤磷的吸附—解吸特性,其中对0～20cm土壤的影响尤为突出。长期有机物循环利用显著降低了0～20cm土壤磷吸附亲和力常数(k)、最大吸附量(Q)和吸附缓冲容量(MBC),同时也明显提高了该层土壤磷的累积解吸量和累积解吸率;与不施化肥基础上的有机物循环利用相比,NPK化肥配施基础上的有机物循环利用在降低0～...