【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】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...

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】对不同有机物料施入红壤后CO2释放特征及几种形态碳、氮变化进行了观测,并分析其相互关系,以阐明添加有机物料后红壤中CO2释放量及几种碳、氮形态的变化特征。【方法】采用室内恒温培养试验,向红壤中添加5种有机物料(猪粪、牛粪、鸡粪、玉米秸秆和小麦秸秆),培养期间定期采样分析红壤CO2释放量及土壤微生物量碳、氮(SMBC、SMBN)的动态变化。【结果】添加有机物料后,各处理CO2释放速率在培养前期较高,在培养18-20 d后基本趋于稳定。整个培养期间,土壤CO2-C的累积过程符合一级反应动力学方程。添加不同有机物料后红壤CO2潜在释放量从高到低顺序为:小麦秸秆(1.51 g.kg-1)>玉米...

通过长期定位肥料试验,研究了不同施肥对红壤性水稻土微生物生态特征的影响.结果表明,有机无机肥料配合施用均能明显增加土壤中细菌和放线菌数量,减少真菌数量;N,P,K肥配合稻草还田对提高土壤微生物活度的效果显著;有机无机肥料配合施用对提高土壤微生物生物碳和生物氮量的作用显著,并可降低土壤微生物碳氮比.

【目的】作为土壤肥力的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。论文以4年定位施肥试验为依托,分析连续施用炭基肥及生物炭对土壤有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及棕壤有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验始于2011年,设置5个处理:不施肥(CK)、低量生物炭(C15)、高量生物炭(C50)、氮磷钾配施(NPK)、炭基肥(BBF)。其中C15与BBF是等碳量处理,NPK与BBF是等氮磷钾养分处理。于第4年花生收获后(2014年秋季)采集各处理耕层(0—20 cm)土壤样本,测定土壤有机碳总量、各组分含量及花生产量。【结果】施用炭基肥和生物炭均可以显著增加耕层土壤总有机碳含量,比试验起始年土壤(简称起始土)分别提高10%、8%;而在相同碳素(C15和BBF)或氮磷钾养分投入(NPK和BBF)条件下,施用炭基肥提升土壤总有机碳含量的效果最好,提升幅度为2%—15%。施入炭基肥及生物炭显著提高了游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量;在等碳量投入条件下,炭基肥处理的提升幅度分别为43%、17%;等氮磷钾养分投入条件下,炭基肥处理的提升幅度更大,分别为40%、43%。无论施入炭基肥或生物炭,对于矿物结合态有机碳含量影响均不大,但都比起始土略高。土壤可溶性有机碳含量变化规律与总有机碳相似,即施入炭基肥或生物炭均提高了其含量,但等碳量投入条件下无显著差异。各施肥处理花生产量在199.4—232.9 kg/667m~2,均显著高于不施肥处理,其中施用炭基肥产量最大,比等碳量处理(C15)高17%,比等养分处理(NPK)高10%,且差异显著。【结论】连续多年施用炭基肥或生物炭均能明显提高土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳含量;提升效果显著优于投入等量碳素或等量氮磷钾养分。连续多年施肥可以提高土壤中水溶性有机碳含量,但炭基肥与生物炭、氮磷钾配施处理间无明显差异。无论施用炭基肥还是生物炭对土壤矿物结合态有机碳含量影响不大。连续施用炭基肥对花生产量的提升效果最好,显著高于等氮磷钾养分和等碳量处理。

在生物炭与有机菌肥配施条件下,研究植烟土壤在生长期内土壤基础养分和可溶性碳(DOC)、氮(DON)含量的变化,为植烟土壤的合理施肥提供理论依据。采用田间试验的方法,在施相同化学肥料的基础上,设置CK(不施有机肥)、T1(生物炭)、T2(有机菌肥)、T3(生物炭菌肥)、T4(50%有机菌肥+50%生物炭)、T5(60%有机菌肥+40%生物炭)、T6(40%有机菌肥+60%生物炭) 7个处理。结果显示,各有机肥处理与对照相比对提高土壤养分含量作用明显,与其他处理相比,T2处理显著提高了移栽后60 d的土壤铵态氮含量; T5处理则显著提高了整个生育期的硝态氮含量;与其他处理相比T5处理显著提高了60 d速效磷含量,T2处理显著提高了60 d时土壤速效钾含量。T1和T3处理与其他处理相比显著提高了旺长期(移栽后60 d)土壤DOC含量,T3处理的DOC/SOC比值达到最高(8. 31 mg/g)。T2处理土壤DON含量在90 d达到最高(57. 09 mg/kg),T5处理的土壤DON含量则在60 d最高(97. 98 mg/kg);与其他处理相比,T3、T4、T5和T6处理降低了移裁后90 d植烟土壤成熟期的芳香化指数(AI),提高了E2/E3值。综上所述,在豫中烟区,有机菌肥及60%有机菌肥配施40%生物炭施肥措施,最有利于提高土壤氮素含量,生物炭和生物炭菌肥施肥措施有利于提高土壤可溶性碳含量。

通过对北京褐潮土土壤肥力和肥料效益监测基地10年定位微区试验的调查分析表明:在土壤肥力水平较低的情况下施用氮、磷、钾化肥及氮磷钾化肥与有机物料配施,具有显著提高粮食产量的作用,并较大幅度提高土壤有机质含量;随着有机物料施用量的增加,效果更为明显。有机物料效果以有机肥最佳,其次为小麦秸秆,玉米秸秆与化肥配施效果与单一施化肥相近。

【目的】探究不同有机物料输入对土壤化学性质和土壤微生物数量的影响,筛选最佳碳源物质输入量,指导有机物料合理利用,为板结黏质土壤改良提供重要的理论参数。【方法】采用大田试验方法,设置农家肥组（N）、生物炭组（T）、生物菌肥组（J）、商品有机肥组（S）、矿源黄腐酸钾组（H）5个不同有机物料组,每组设置50%推荐量、100%推荐量和150%推荐量3个梯度处理,以不施用有机物料为对照（CK）,测定不同处理土壤化学性质和微生物数量,探讨5种不同有机物料（碳源物质）对黏质土壤化学性质和微生物数量的影响。【结果】（1）与对照相比,不同有机物料处理均能降低土壤盐分含量、p H和电导率,其中矿源黄腐酸钾和生物菌肥处理的抑盐效果较好。（2）与对照相比,不同有机物料处理均能提高土壤中有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾含量,其中生物菌肥、生物炭、农家肥处理的效果较好。（3）农家肥处理对土壤细菌和放线菌数量有较好的提升效果,生物炭处理对土壤真菌数量有较好的提升作用。【结论】综合各有机物料对土壤化学性质和微生物数量的影响,农家肥是该试验区较适宜的黏质土壤改良剂,推荐用量为36 t/hm²。

【目的】了解多重金属污染土壤在外源有机物料配施化学肥料处理后对土壤重金属形态变化以及甜高粱苗期生长和生理特性的影响,为重金属污染土壤修复提供科学依据。【方法】以甜高粱为研究对象,采用盆栽试验的方法,研究在多重金属污染土壤中施加不同添加量的秸秆、有机肥和生物质炭,并配施氮磷钾肥处理下,土壤中重金属形态、甜高粱苗期植株生长及生理指标的变化趋势。【结果】有机肥和生物质炭分别与NPK配合处理能显著降低土壤中重金属有效态含量,其随着各处理施用量的增加而减少。秸秆配合NPK处理后土壤中铅(Pb)、锌(Zn)及镉(Cd)的有效态含量先增后减。随着外源有机物料施用量不断增加,甜高粱苗期的株高和生物量呈增长趋势,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性提高。有机肥和生物质炭施用量越高,叶绿素(Chl)含量越高,丙二醛(MDA)含量越低。【结论】外源有机物料配施NPK能有效降低土壤中重金属有效态含量,进而降低对甜高粱的毒害作用,增强酶活性。处理中以有机肥配施NPK在降低多金属污染土壤效果最好。

【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。

【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]采用田间小区试验研究施用矿物调理剂对天目小香薯Ipomoea batatas产量、土壤微生物生物量、酶活性及生态化学计量特征的短期影响,探明影响土壤微生物养分限制的主要因素,为改善南方丘陵红壤肥力提供理论依据。[方法]设置空白对照(ck),以白云石、钾长石为主要原料制备的矿物调理剂3 t·hm~(-2)(W1)和6t·hm~(-2)(W2)2个处理。于香薯收获期测定产量和地上部生物量、土壤化学性质及碳、氮、磷循环相关酶活性。[结果]与ck相比,矿物调理剂显著降低了土壤交换性酸(P<0.05),且W2处理显著提高了土壤pH、碱解氮和有效磷质量分数(P<0.05),分别提高了148.2%和131.8%。相比ck,W1和W2处理均显著降低了酸性磷酸酶活性(P<0.05),分别降低了31.9%和45.4%,且W2处理显著降低了亮氨酸氨基肽酶活性(52.4%,P<0.05)。但两者对β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)无显著影响。土壤酶生态化学计量特征分析发现:W2处理显著提高了酶化学计量的向量长度(19.7%,P<0.05),显著降低了向量角度(10.5%,P<0.05),表明施用高量矿物调理剂提高了MBC限制,而缓解了MBP限制。冗余分析表明:土壤pH、碱解氮、MBC、MBN是影响土壤酶活性及其化学计量特征的主要因子。[结论]施用矿物调理剂短期内可有效降低土壤酸度,增加速效养分含量,缓解土壤微生物磷限制,从而有助于降低南方丘陵红壤磷限制对作物生长的影响。图3表2参32

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...