【目的】研究西北旱作区长期地膜覆盖农田添加不同量生物炭对土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响，为旱作覆膜农田地力提升、作物的可持续生产提供科学依据。【方法】在连续多年双垄沟覆膜农田基础上，采用裂区设计，主区为全膜双垄沟覆盖种植和传统平作不覆膜种植2个处理，副区为生物炭添加水平，分别为不添加（N）、低量添加（L):3 t·hm~(-2)、中量添加（M):6 t·hm~(-2)和高量添加（H):9 t·hm~(-2)。测定生物炭不同添加量对覆膜农田不同粒级土壤团聚体含量、团聚体稳定性、团聚体有机碳含量及玉米产量的影响。【结果】生物炭连续添加两年后，各覆膜处理能显著提高0—60 cm土层土壤大粒级（>0.25 mm）团聚体的机械稳定性（6.1%—8.7%）及水稳性团聚体的百分含量（15.9%—83.6%），玉米产量可显著（P0.25 mm粒级团聚体含量（MR_(0.25)）和湿筛>0.25 mm粒级团聚体含量（WR_(0.25)）分别平均提高6.8%和29.6%，且随生物炭添加量的增加增幅逐渐增大。此外，生物炭添加提高了覆膜农田土壤有机碳及团聚体有机碳含量，其中以高量添加（9 t·hm~(-2)）效果最好，分别提高13.9%和25.9%。玉米产量与生物炭添加量显著相关（λ=0.42,P

【目的】研究玉米秸秆还田对不同耕作处理下旱地土壤团聚体及其有机碳的影响,旨在探究长期传统耕作土壤添加秸秆后团聚体及其有机碳的变化规律,并确定添加秸秆提高土壤有机碳的主要原因,为旱地农田固碳技术提供理论依据。【方法】采集大田长期试验地的传统耕作和免耕小区土样进行室内培养试验,设置4个处理,分别为传统耕作土壤不加秸秆(CT)、免耕土壤不加秸秆(NT)、传统耕作土壤加秸秆(CTS)和免耕土壤加秸秆(NTS),15次重复;秸秆为传统耕作玉米植株地上部分,用量为5%烘干土质量,在25℃恒温培养箱中通气培养180 d,定期取样进行团聚体组成和有机碳含量的测定。【结果】(1)不加秸秆处理团聚体以250—53μm为主,占全部团聚体的52%—66%;添加秸秆处理以2 000—250μm团聚体为主,占全部团聚体的41%—50%,CTS较CT提高230%—302%,NTS较NT提高92%—134%。(2)添加秸秆处理平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)以及>0.25 mm团聚体百分比(R_(0.25))显著提高,培养到180 d时,CTS较CT分别提高133%、130%和235%,NTS较NT分别提高53%、75%和87%。(3)培养至180 d时,CTS较CT分别提高250—53μm和<53μm团聚体有机碳70%和54%;NTS较NT分别提高250—53μm和250μm)形成并增强其稳定性,提高大团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率,且对传统耕作处理土壤的促进效果更明显。

【目的】研究蔗渣生物质炭施用后农田土壤有机碳(SOC)矿化动态,为合理利用有机废弃物资源提供科学参考。【方法】在25℃、100%空气湿度条件下培养100 d,研究生物质炭不同添加量(0.1%、0.5%、1.0%和2.0%,以干土计)下水田和旱地土壤有机碳的矿化特征。【结果】各处理土壤有机碳矿化速率随时间的变化符合对数关系(P<0.01);土壤特性、生物质炭添加量及两者的交互作用对土壤总有机碳矿化有极显著影响(P<0.01);与对照相比,添加低量(0.1%)的生物质炭水田土壤有机碳累积矿化量降低了2.18%,旱地土壤有机碳累积矿化量降低了4.62%;添加低量生物质炭(0.1%和0.5%)对旱地S...

【目的】研究不同有机肥施用量和玉米秸秆还田量对土壤团聚体组成和有机质含量的影响。【方法】在渭北旱塬连续3年(2007-2009年)进行有机培肥定位试验,以不施肥处理为对照,研究施用不同量秸秆(9 000、13 500kg/hm2)和有机肥(鸡粪,15 000、22 500kg/hm2)后,不同土层(0～10,10～20cm)土壤团聚体组成和有机质含量的变化。【结果】9 000,13 500kg/hm2秸秆还田和15 000,22 500kg/hm2有机肥处理0～20cm土层土壤有机质含量分别较对照提高了8.92%(P<0.05),9.85%(P<0.01)和7.41%(P<0.05),12.0...

【目的】农业机械田间作业对土壤造成的碾压会显著影响土壤物理性质与结构，进而对作物产量与土壤环境产生重大影响。论文旨在探究不同黏粒添加量对有机碳含量不同的黑土土壤抗压特性的影响规律。【方法】通过人工提取黏粒的方式向有机碳（ＴＯＣ）含量不同的３种黑土（Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２）中分别添加不同量的黏粒０％、１０％、２０％、４０％（记做Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３），制备不同ＴＯＣ和黏粒含量的土壤样品（Ｍ０Ｃ０、Ｍ０Ｃ１、Ｍ０Ｃ２、Ｍ０Ｃ３、Ｍ１Ｃ０、Ｍ１Ｃ１、Ｍ１Ｃ２、Ｍ１Ｃ３、Ｍ２Ｃ０、Ｍ２Ｃ１、Ｍ２Ｃ２、Ｍ２Ｃ３）。调整土壤含水量为２０％，容重１．１ ｇ·ＣＭ－３，进行室内单轴压缩试验，测定压缩曲线并求得相应．．．

目的】探究长期不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响,为合理施氮提供理论依据。【方法】基于设置在河南省许昌市张潘镇4个不同施氮水平11年定位试验，施氮量分别为0(N0）、180 kg·hm~(-2)(N1）、240 kg·hm~(-2)(N2）及300 kg·hm~(-2)(N3），分析不同处理土壤碳氮含量、团聚体分布及其碳氮含量的变化，并探寻长期施氮对小麦产量及其构成的调控路径。【结果】随着施氮量增加，各土层土壤团聚体分布呈现大团聚体（>0.25 mm）向微团聚体（0.053—0.25 mm）和粉黏粒组分（<0.053 mm）转化的趋势，显著降低了团聚体平均重量直径（MWD）。土壤碳、氮含量在0—20cm土层随施氮量增加而逐渐上升，20—40 cm土层呈先升高后降低趋势。与N0相比，0—20 cm土层各施氮处理土壤有机碳和全氮含量的平均增幅分别为13.1%—37.2%和19.4%—29.4%;20—40 cm土层的平均增幅分别为15.3%—32.2%和6.1%—29.3%。长期施氮处理显著提高了各粒级团聚体有机碳含量，与N0相比，施氮处理大团聚体有机碳平均含量提高31.6%—62.0%，微团聚体提高8.7%—61.2%，粉黏粒提高14.0%—81.7%。在0—20 cm土层，各粒级团聚体全氮含量亦随施氮量增加而增加，各施氮处理大团聚体、微团聚体和粉黏粒中全氮含量平均增幅分别为32.6%—51.0%、25.7%—35.9%和3.2%—9.7%，且均以N3处理最高。在20—40 cm土层，各粒级团聚体全氮含量随施氮量增加呈先升高后降低趋势，各施氮处理大团聚体、微团聚体和粉黏粒全氮含量平均增幅分别为17.6%—35.2%、11.7%—24.0%和1.1%—12.9%，且均以N1处理最高。研究结果还表明，长期施氮显著增加了小麦成穗数和穗粒数，进而提高了产量。与N0相比，N1、N2和N3处理分别提高小麦产量188.1%、177.3%和173.2%。相关分析与结构方程模型分析表明，小麦产量与土壤碳、氮含量及团聚体中碳、氮含量均呈显著正相关，长期施氮通过改变土壤及团聚体中碳、氮含量进而影响小麦产量。【结论】综上，长期合理施氮提高了土壤及团聚体中碳、氮含量，提升了土壤肥力，促进小麦增产。在本试验条件下以施氮量180 kg·hm~(-2)时最优。

【目的】探求土壤有机碳含量对作物产量的影响,以期为保障国家粮食安全和耕地持续利用与管理提供决策依据。【方法】利用农田生态系统生物地球化学模型DNDC,针对中国东北、华北、西北、中南、华东和西南6个典型农业区域,每个区域选择各自典型的种植模式和现行的农田管理措施,在各自特定的土壤和气候条件下,输入并运行模型,模拟考察在其它投入条件不变的情况下,改变土壤有机碳本底值对作物产量的影响。【结果】当土壤有机碳含量(SOC)增加1g C.kg-1,东北地区玉米产量可增加176kg·hm-2;华北地区夏玉米与冬小麦轮作,产量可增加约454kg·hm-2;西北地区春玉米产量约可增加328kg·hm-2;中南地...

【目的】为探究秸秆和秸秆生物炭在不同土壤含水量条件下还田对土壤碳稳定性和碳转化的影响。【方法】通过土壤培养实验，在土壤中分别添加等碳量的秸秆和秸秆生物炭，在土壤田间持水量的60%、100%和干湿交替条件培养，研究土壤有机碳（SOC）、溶解性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC）、易氧化有机碳（ROC）、CO₂和CH₄的变化。【结果】①培养60 天，等碳量添加秸秆和生物炭使土壤有机碳分别提高48.02%～53.91%和31.55%～42.39%，土壤微生物量碳分别提高243.20%～258.16%和85.67%～101.09%，有机碳损失率表现为秸秆处理（29.27%～34.95%）>生物炭处理（12.25%～21.79%），且秸秆处理的CO₂、CH₄累积排放量较生物炭处理分别提高75.40%～398.43%和1394.61%～3201.17%，表明秸秆虽能显著提高土壤总有机碳，但同时会激发土壤有机碳损失，提高CO₂、CH₄排放，固碳减排效果小于生物炭处理。②土壤含水量显著影响土壤有机碳损失率和碳排放。不同外源碳添加处理的土壤有机碳损失率均表现为田间持水量60%（12.25%～29.29%） ≤ 干湿交替（16.61%～29.27%） < 田间持水量100%（21.79%～34.95%）。秸秆处理在田间持水量100%和干湿交替时的CH₄累积排放量比田间持水量60%时分别提高200.96%和139.35%，增幅大于CK。而含水量对生物炭处理的CH₄累积排放量的影响相对较小，分别提高36.26%和20.31%，增幅小于CK，这是由于秸秆具有较高的易氧化有机碳含量，且田间持水量100%促进了CH₄排放。【结论】与秸秆还田相比，秸秆生物炭还田可提高土壤有机碳并降低土壤碳损失率，同时，秸秆生物炭可以减缓土壤含水量导致的氧环境差异对土壤碳形态的影响，有效减少单位质量土壤CO₂、CH₄排放。

为探究长期不同多熟复种模式对稻田土壤结构及有机碳分布的影响。以空闲-早稻-晚稻(WF-R-R)模式为对照，设置油菜-早稻-晚稻(RP-R-R)、紫云英-早稻-晚稻(MV-R-R)、马铃薯-早稻-晚稻(PO-R-R)、黑麦草-早稻-晚稻(RG-R-R)4种多熟模式。结果表明，在5～10 cm土层，多熟模式均增加了>2 mm粒级水稳性团聚体含量；其中，RG-R-R模式比对照显著高11.26百分点，平均重量直径(MWD)显著高于对照。在0～5 cm土层中，多熟模式均提高了有机碳含量；在0～20 cm土层中RG-R-R模式SOC含量最高，在各土层中的SOC含量较对照分别增加9.57%(0～5 cm),4.45%(5～10 cm),5.96%(10～20 cm)。随着土层加深以及团聚体粒级下降，多熟模式模式下土壤有机碳含量较对照增加的越明显，在<0.053mm粒级下，RG-R-R模式的土壤有机碳含量显著高于对照。土壤团聚体有机碳的贡献率主要来自>2 mm粒级(59.03%～79.33%),在5～10 cm土层中，其中RP-R-R、MV-R-R、PO-R-R、RG-R-R模式的>2 mm粒级中团聚体碳的贡献率较对照显著提高了5.48,8.50,7.18,14.65百分点。综上，在本研究中，采用黑麦草-早稻-晚稻(RG-R-R)模式有利于南方稻田土壤团聚体稳定和有机碳的固定。

为了解氮肥不同施用量对春麦豌豆间作、春麦单作、豌豆单作土壤特性的影响，探讨春麦豌豆间作、春麦单作、豌豆单作的最佳氮肥施用量，设置春麦豌豆间作(SI)、春麦单作(SS)、豌豆单作(PS)3种种植方式以及0(N0),90(N1),180(N2),270 kg/hm~2(N3)4个施氮量，于播后85 d测定土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶、谷氨酰胺酶、磷酸酶5个酶的活性和土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、有机碳5种土壤养分含量。结果表明，施氮(N2、N3)提高了PS土壤蔗糖酶活性(65.51%,57.88%),N2水平达到最大值，4个氮水平下，SI种植模式的蔗糖酶活性比PS显著提高31.25%～94.07%;N3处理显著提高了β-葡萄糖苷酶活性(17.81%);施氮提高了SS、SI土壤脲酶活性，且在N2水平达到最高，相同施氮水平下SI>SS>PS; N2显著提高SS、SI、PS土壤谷氨酰胺酶活性(分别提高26.95%,67.05%,55.03%);SS、SI、PS土壤磷酸酶均在N2水平达到最高，且SI显著高于SS和PS(分别提高128.35%,337.21%);施氮能提高土壤碱解氮、全磷、有效磷含量，其中碱解氮与有效磷在N2水平达到最高。土壤蔗糖酶与脲酶、磷酸酶活性均极显著相关，与有效磷含量显著相关；土壤脲酶活性与磷酸酶活性、碱解氮含量极显著正相关，与全氮、有效磷含量显著正相关；土壤磷酸酶活性与全氮、有效磷含量极显著正相关，与碱解氮显著正相关；土壤全氮含量与碱解氮极显著正相关；氮处理与种植模式对土壤脲酶、谷氨酰胺酶活性和磷酸酶存在极显著交互作用，对土壤全磷、有效磷含量存在显著交互作用。综上，180 kg/hm~2为最佳施氮量，同等施氮量水平下间作优于单作。

【目的】探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响，为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据。【方法】基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验（开始于2001年），分析传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆覆盖（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层（0—5、5—10、10—20 cm）土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）含量、β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）活性的影响。【结果】（1）保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量，其中0—5 cm土层提升效果最显著。与传统耕作相比，秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1%和39.9%，免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1%和34.3%。（2）保护性耕作措施显著提高了土壤碳转化酶活性，表现为βG>CBH>βX活性，对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH。相比传统耕作，秸秆覆盖使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加20.3%、37.6%、41.1%和-7.6%、99.9%、3.5%；免耕使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加12.5%、31.0%、26.1%和-21.1%、22.1%、-12.1%。结构方程结果表明，土壤碳转化酶活性的变化主要受粮草轮作系统内土壤全氮含量的影响。（3）秸秆覆盖可直接影响土壤碳的积累，也可通过改变土壤全氮含量而间接影响土壤碳转化酶活性；免耕措施未显著影响土壤环境，导致土壤碳含量及碳转化酶活性无显著变化。【结论】黄土高原旱作农田粮草轮作系统中，土壤碳的积累主要受到秸秆覆盖的直接效应，而碳转化酶活性主要通过对系统内土壤全氮的间接作用而变化，其中，免耕+秸秆覆盖是提高土壤碳含量和酶活性的最有效措施。β-葡萄糖苷酶是参与土壤碳转化的主要酶。

为促进农业有机废弃物料的循环利用,选用来自5个涉农系统的有机物料(酒渣、沼渣、菌渣、猪粪和农田秸秆)进行还田,以单施化肥为对照研究其对土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、微生物量碳(Microbial carbon,MBC)以及微生物商(Microbial quotient,Qmb)的影响。2011—2013年的数据结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田显著促进土壤SOC的积累,3年平均提高43%;其中沼渣和菌渣的效果好于猪粪、酒渣与秸秆,农田系统外的有机物料优于秸秆,更有利于SOC的积累。2)有机物料促进MBC的增加,较对照平均增加34%,其中酒渣、秸秆和猪粪...

【目的】土壤微生物在陆地生态系统中对土壤健康有重要的生物指示功能。比较东北不同有机质含量农田黑土间土壤微生物的生态特征,为维持或提高东北农田黑土的生态功能提供理论依据。【方法】于中国科学院海伦农业生态实验站,利用Biolog法与常规分析方法相结合测定空间移位(嫩江、北安、海伦、德惠、梨树)5年后5种不同有机质含量农田黑土在相同的气候条件下微生物生物量、微生物活性、群落结构及其代谢特性。【结果】土壤微生物量碳、基础呼吸、细菌数量随有机质含量的增加而增加,而真菌数量则随土壤有机质含量的增加而降低;且有机质含量最高的北安土壤与其它土壤之间的差异达到显著水平。平均色度变化表明,有机质含量最高的北安土壤...

【目的】阐明东北黑土区禾本科与豆科作物多样化种植模式下土壤团聚体组成及其碳氮分布特征，为促进黑土地用养结合型种植制度优化提供理论依据与技术指导。【方法】田间试验于2016—2020年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站进行，设置玉米大豆间作（M/S）、玉米大豆轮作（M-S）、玉米花生间作（M/P）和玉米花生轮作（M-P）等多样化种植模式，以玉米连作（CM）常规种植模式为对照。2020年作物收获后采集0—20和20—40 cm土层土壤样品，分析多样化种植模式对土壤团聚体及其有机碳、全氮含量的影响。【结果】多样化种植有利于增加0—20和20—40 cm土层水稳性大团聚体（>0.25 mm）含量，降低黏粉粒（0.25 mm土壤团聚体比例分别比CM处理高17.6%和13.4%,M/S、M-S和M-P处理20—40 cm土层>0.25 mm土壤团聚体比例则分别比CM处理高10.4%、8.3%和10.5%。多样化种植增加了土壤大团聚体中有机碳和全氮含量，0—20 cm土层，M/S、M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体有机碳含量分别比CM处理高20.7%、24.3%、18.8%和17.8%;0—20 cm土层，M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体全氮含量分别比CM处理高13.0%、16.8%和14.8%。M-S和M/P处理0—20 cm土层>2 mm土壤团聚体有机碳和全氮对土壤总有机碳和全氮贡献率高于CM处理，而M/S和M-S处理

【目的】探讨农田转变为果园后土壤有机碳含量和组成的变化,为了解不同利用方式下土壤有机碳变化和长武地区土壤碳库的演变提供参考。【方法】以位于黄土高原南部沟壑区陕西长武地区塬面上的农田和不同树龄(≤5年、>5年~≤15年、>15年)的果园为研究对象,对其0~200cm土层土壤有机碳的组成、剖面分布、储量等进行分析。【结果】农田转变为果园后,土壤总有机碳和易氧化有机碳的含量在树龄>15年果园中分别下降了22.55%和25.79%,差异均达到显著水平(P15年果园土壤紧结合态有机碳含量与农田相比下降了25.08%(P<0.05)。土壤总有机碳、稳结合态有机碳及紧结合态有机碳含量在0...