【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。

为探讨砂姜黑土区养分资源高效管理和秸秆资源化利用方式，采用田间定位试验，连续2 a研究化肥减量配施生物炭和秸秆对该区域水稻产量、养分吸收和土壤碳的影响。试验设5个处理：(1)不施肥（CK）；(2)常规施肥（100%NPK）；(3)化肥减量20%(80%NPK)；(4)化肥减量20%+秸秆（80%NPK+S）；(5)化肥减量20%+生物炭（80%NPK+B），测定并分析水稻籽粒产量、地上部生物量、植株氮、磷、钾养分含量、土壤总有机碳（TOC）和微生物量碳（MBC）。结果显示，化肥减量20%配施生物炭或秸秆均有利于提高水稻产量和地上部生物量，且生物炭较秸秆的效果更为显著。化肥减量20%配施生物炭（80%NPK+B）处理的水稻产量和地上部生物量较100%NPK处理分别增加5.2%和4.7%，较80%NPK处理分别增加7.9%和7.2%；化肥减量20%配施秸秆（80%NPK+S）较100%NPK处理的水稻产量和地上部生物量分别增加3.4%和3.0%;80%NPK与100%NPK处理的籽粒和地上部生物量无显著差异；化肥减量20%配施生物炭显著提高了水稻地上部N、P2O5和K2O养分累积量，较100%NPK处理分别提高了10.4%、7.2%和20.0%；化肥减量20%配施秸秆可显著提高氮、钾养分累积量，但却同时显著降低了磷素累积量；化肥减量20%配施生物炭或者秸秆，均有利于改善土壤总有机碳的累积，并且显著提高了土壤微生物量碳的含量，其中生物炭提高土壤总有机碳含量效果优于秸秆，而秸秆提高土壤微生物量碳含量效果优于生物炭。综合来看，在沿淮砂姜黑土区，化肥减量20%配施生物炭或者氮钾减量20%配施秸秆可增加或维持水稻产量，提高水稻对养分的吸收能力，利于固碳培肥。

采用石灰性土壤无机磷分级法研究了不同肥力砂姜黑土无机磷的组成与分布。结果表明，砂姜黑土及其有机无机复合体中无机磷以磷酸＋钙盐和闭蓄态磷酸盐为主，分别占无机磷总量的２７％～４８％和２６％～３７％。土壤无机磷中的Ｃａ２－Ｐ、Ｃａ８－Ｐ、Ａｌ－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ均与速效磷存在着显著的正相关，并且随着土壤肥力水平的提高，其含量亦随之增加。土壤无机磷主要集中分布于＜５μｍ粒级的有机无机复合体中，各种形态无机磷的含量一般均随着复合体粒径的增大而减少。

【目的】探讨不同温度(10℃、20℃、30℃)、不同秸秆加入量(秸秆全量和过量)条件下,玉米秸秆还田对土壤有机碳矿化特征及其环境因子的响应机制。【方法】采用室内恒温控湿好气培养试验,对安徽淮北砂姜黑土在不同温度(10℃、20℃、30℃)条件下,设置50 g土样中加秸秆0.3 g(处理Ⅰ)、1.5 g(处理Ⅱ)、3.0 g(处理Ⅲ)及不加秸秆(CK)的处理,进行240 d的矿化培养。【结果】温度对有机碳矿化影响显著,在对照(CK)和秸秆加入量相同的处理中,有机碳的矿化累积量均随温度(10—30℃)升高而增加;温度较低(<20℃)时,CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各处理的有机碳矿化温度系数(Q10)平均值约为1...

【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。

施用有机肥可以改进土壤的团聚体结构,增加土壤有机碳含量。采用湿筛法分离团聚体,通过测定各级团聚体中有机碳含量,分析施肥对棕壤团聚体分布和团聚体中有机碳含量的影响。结果表明:(1)耕作引起了富碳的大团聚体减少,贫碳的微团聚体增多,自然土壤>250μm的团聚体显著高于施肥(OM和CK)处理,单位土壤团聚体的含量增加了约20%,而施肥处理微团聚体含量与自然土壤相比增加了约18%,微团聚体占绝对优势。(2)团聚体碳含量随着团聚体粒径的增加而增加,大团聚体有机碳含量比微团聚体碳含量增加9～28g.kg-1。与不施肥处理(CK)相比,施有机肥(OM)增加了土壤中大团聚体的数量,促进了大团聚体的形成,并且显...

【目的】基于黑土长期定位试验平台,研究不同施肥方式下土壤水稳性团聚体和有机碳分布特征,以期揭示化肥和有机肥长期施用对土壤肥力的影响,为实现黑土合理培肥提供理论指导。【方法】依托37年黑土长期定位试验,采集CK(不施肥)、NPK(化肥)、M_2(常量有机肥)、M_2NPK(常量有机肥配施化肥)、M_4(高量有机肥)、M_4NPK(高量有机肥配施化肥)处理0—20 cm土层的土壤样品,利用湿筛法分析水稳性团聚体稳定性及有机碳在不同粒级团聚体中的分配特征。【结果】长期有机无机配施以及施高量有机肥显著降低大团聚体比例,提高微团聚体比例。长期施用化肥及常量有机肥并未明显改变团聚体的分布。M_2NPK、M_4NPK、M_4处理的大团聚体比例较CK处理分别降低32.7%、45.8%和55.4%,而微团聚体的比例较CK处理分别提高73.2%、102.5%和123.9%。长期有机无机配施及高量有机肥的施用显著降低表层土壤水稳性团聚体的稳定性。长期施肥显著增加土壤有机碳含量,增加量为CK的1.12—2.06倍,施用有机肥及有机无机配施处理有机碳含量增加更为显著。长期施用有机肥可以增加各粒级水稳性团聚体中有机碳的含量,且随着粒径的变小,各处理有机碳含量的增加幅度逐渐减小。各处理水稳性大团聚体中有机碳含量显著高于微团聚体,这表明有机碳主要分布在大团聚体中。长期施高量有机肥及配施化肥显著降低了大团聚体对有机碳的贡献率,增大了微团聚体的贡献率,即微团聚体有机碳贡献率高于大团聚体,而其他处理大团聚体有机碳贡献率高于微团聚体。【结论】黑土长期施用化肥对团聚体的分布及团聚体有机碳含量没有显著影响。高量有机肥以及有机无机配施显著降低了大团聚体的比例,进而降低土壤团聚体的稳定性。长期施用有机肥显著增加土壤及各粒级团聚体中有机碳含量。高量有机肥及配施化肥显著降低了大团聚体有机碳贡献率,有机碳贡献率的优势粒级为微团聚体。

【目的】为了解林地转化为农地对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响。【方法】本文采用物理与化学相结合的方法比较研究了自然林地、桔园和蔬菜地等3种利用方式下砂质土壤不同粒径团聚体中有机碳(C)、氮(N)和磷(P)的分布和化学形态。【结果】林地开垦种植柑桔和蔬菜,表土有机碳平均分别减少了79%和67%,全氮平均分别下降了64%和31%,而土壤磷却成倍的增加。农业土壤(桔园和蔬菜地土壤)的C/N比(11～19)低于林地土壤(25～37)。土壤颗粒态有机质对土地利用变化极为敏感,在林地开垦为桔园和蔬菜地后,颗粒态有机质形式的碳(POM-C)的下降幅度明显高于非颗粒态有机碳,林地...

为了在淮北砂姜黑土区推广小麦玉米秸秆全量还田技术,采用大田定位试验,设置小麦玉米秸秆不还田、小麦玉米秸秆单季还田和小麦玉米秸秆两季还田4种秸秆还田方式,研究了小麦、玉米秸秆全量粉碎还田对机播夏玉米出苗、生育、产量和水分利用效率的影响。结果表明:小麦玉米秸秆两季还田处理2008和2009年玉米出苗数分别比对照高3.25%和11.98%;出苗均匀度、株高整齐度、幼苗素质和耕层土壤含水率均高于对照,最终2008和2009年玉米产量分别较对照提高了7.92%、9.51%,土壤水分利用效率分别提高了8.15%、9.48%。可见,砂姜黑土区小麦玉米秸秆两季全量还田有利于玉米生长发育,提高籽粒产量。

【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】作物秸秆和根茬是农田土壤有机质的重要来源之一，经微生物作用以微生物残体形式累积在土壤中，是稳定土壤有机质的重要组成部分。明确不同肥力土壤作物秸秆和根茬还田后微生物残体在土壤中的累积及其对土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）的贡献，以期为增加土壤碳氮的库容和稳定性提供依据。【方法】基于黑土长期定位试验站不同肥力水平土壤，利用~(13)C~(15)N双标记方法和氨基糖生物标识物技术，土壤中分别添加玉米秸秆和根茬后进行室内培养，在培养第30天和第180天采样，分析土壤中外源碳（秸秆碳和根茬碳）的残留率、外源氮（秸秆氮和根茬氮）的残留率、微生物残体碳氮的含量及其对土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）的贡献率。【结果】培养第180天，秸秆碳和根茬碳在土壤中的平均残留率分别为36.3%和31.7%，秸秆氮和根茬氮的残留率平均分别为95.8%和79.3%。添加秸秆和根茬处理SOC中外源碳含量与TN中外源氮含量的比值（~(13)C-SOC/~(15)N-TN）在培养第180天平均分别为17.6和28.5，与培养第30天相比平均分别下降了47.9%和28.2%。培养期间，高肥土壤真菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.17倍左右，细菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.31倍。第180天，添加秸秆处理土壤微生物残体（真菌和细菌）碳和氮含量平均比添加根茬处理增加了8.5%左右。培养结束后（第180天），真菌残体碳对高肥和低肥土壤SOC的贡献率平均分别为37.0%和33.8%，细菌残体碳的贡献率平均分别为11.2%和9.2%；添加秸秆和根茬的处理真菌残体碳对SOC的贡献率平均分别为36.0%和34.7%，细菌残体碳的贡献率平均分别为10.8%和9.6%。第30天，真菌残体氮和细菌残体氮对TN的贡献率平均分别为55.2%和16.3%；培养第180天，真菌残体氮对低肥和高肥土壤TN的贡献率平均分别为63.5%和60.5%，细菌残体氮的贡献率平均分别为16.4%和17.5%。培养180天与初始土壤相比，细菌残体碳和氮对高肥土壤SOC和TN的贡献率平均分别增加了4.8%和7.4%，对低肥土壤平均分别增加了20.3%和32.5%。【结论】真菌残体对土壤有机碳库的稳定和氮库的扩容起着重要的作用。添加玉米秸秆较根茬更有利于微生物残体碳氮在土壤中的累积。低肥土壤添加秸秆和根茬有利于细菌残体碳和氮向土壤有机碳库和氮库的转化。

采集安排在半湿润农田生态系统土垫旱耕人为土(中等肥力红油土)上长达25年的肥料定位试验小区耕层的土样(0～20cm土层),采用干筛法将供试土样分为5～2、2～1、1～0.25mm等3个等级团聚体,研究长期施肥对有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮在不同粒级土壤团聚体中分布的影响。研究表明:①长期施肥对耕层土壤5～2mm团聚体含量影响最大。长期施肥,特别是化肥与有机肥配合施用有利于该粒径团聚体的形成。②长期施肥处理能使土壤有机质、全氮以及硝态氮含量有较大幅度增加,但对铵态氮的影响较小。③与不施肥对照相比,经过长期施肥耕层土壤中有机质、全氮在不同粒级的团聚体中的含量差异较大,并且呈现出较强的规律性,均表现...