通过对江苏省常熟市全市范围代表性水稻土采样并布置室内短期(20d)培育实验,研究土壤有机碳矿化过程动态,并分析其与微生物生物量碳和水溶性有机碳含量的关系。结果表明:研究区域水稻土有机碳含量变化为4.88～27.31g/kg,平均为18.07g/kg,全氮含量变化为0.58～2.84g/kg,平均为1.86g/kg;微生物生物量碳、氮及水溶性有机碳含量分别为294.0～1287.4,18.54～81.78和7.01～28.79mg/kg,且不同土属间存在显著差异(p

【目的】探讨好气与淹水处理间水稻土有机碳矿化量差异的变化特征。【方法】采集江苏省常熟市全市范围的代表性水稻土样品并布置室内好气与淹水处理的恒温培育试验,观测土壤有机碳矿化的动态过程及矿化量变化,比较分析不同水分状况处理的土壤有机碳矿化量差异及形成机制。【结果】培养过程中不同水分状况处理下土壤有机碳日均矿化量变化趋势有显著差异,好气处理下培养前期迅速下降,而淹水处理下则迅速升高,并均在培养10d后趋于稳定;好气与淹水处理间有机碳日均矿化量差异主要表现在培养前期,随培养时间延长而不断减小,以致培养后期差异不明显。好气处理下土壤的基础呼吸强度、有机碳日均矿化量和累计矿化量分别是淹水处理的2.26—1...

【目的】在已有团聚体碳氮分布研究的基础上,进一步研究不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征,并分析有机碳矿化的影响因素,为揭示施肥对土壤肥力的影响及土壤有机碳矿化作用机制提供理论依据。【方法】以长期定位施肥红壤性水稻土为研究对象,包括9个处理:不施肥(CK)、有机质循环(C)、氮肥(N)、氮肥+有机质循环(NC)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+有机质循环(NPKC)、氮钾肥(NK)和氮磷钾肥+1/2秸秆回田(NPKS)。运用湿筛法得到>2 mm、1—2 mm、0.25—1 mm、0.053—0.25 mm和1 mm团聚体有机碳矿化速率在培养前期快速下降,之后逐渐降低至稳定状态,而2 mm和1—2 mm团聚体中最高,在0.053—0.25 mm团聚体中最低。与对照相比,施磷肥处理(NP和NPK)各粒级团聚体有机碳累积矿化量平均提高17.0%—62.1%,施有机肥处理(C、NC和NPKC)则平均提高25.0%—80.5%。>2 mm和0.25—1 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大,分别为21.0%—42.5%和20.6%—32.7%。>0.25 mm大团聚体微生物生物量碳含量和转化酶活性均高于0.25 mm大团聚体转化酶活性,其中NC处理大团聚体转化酶活性最高,较对照提高46.0%—135.0%。团聚体有机碳累积矿化量与有机碳、全氮、微生物生物量碳含量及转化酶活性均呈极显著正相关,但与有机碳的相关性最大。【结论】大团聚体在土壤有机碳矿化中发挥主导作用;有机碳含量是影响团聚体有机碳矿化的最主要因素;磷肥和有机肥的施用促进了土壤团聚体有机碳的矿化,是提高红壤性水稻土供肥能力的有效措施。

【目的】土壤有机碳具有高度异质性,不同组分的有机碳由于化学性质和存在方式等不同,其生物有效性和肥力功能不同,并反映出不同的稳定机制,所以深入研究土壤有机碳的组分特征,对于更好地了解土壤有机碳的稳定性和肥力机制具有重要意义。本研究以黄壤性水稻土为对象,旨在研究揭示长期施肥对土壤有机碳组分特征的影响并探讨合理培肥模式。【方法】以中国黄壤性水稻土18年长期施肥定位试验为依托,通过田间取样和室内分析,采用土壤有机碳物理-化学联合分组方法,重点研究不同施肥条件下土壤有机碳组分含量及分配比例的变化,并通过定量分析组分碳含量与年均碳投入量的关系,探讨土壤有机碳饱和现象。试验处理包括不施肥对照(CK)、单施化...

【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]本文旨在研究重金属污染土壤施用生物质炭后对土壤有机碳稳定性的影响,为环境污染修复条件下土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以苏南地区长期Cd/Pb污染和邻近未污染水稻土为研究对象,采集对照无污染土壤(P0)、低污染土壤(P1)和高污染土壤(P2)3种土壤,每种土壤分别设置施用量为0(C0)、10 g·kg~(-1)(C1)和20 g·kg~(-1)(C2)的玉米秸秆生物质炭处理,进行为期60 d的恒温恒湿室内培养试验,对比分析施用生物质炭对不同程度重金属污染水稻土中CO_2-C释放动态、总有机碳和活性碳库含量和激发效应的影响。[结果]添加生物质炭能够显著增加不同程度重金属污染水稻土CO_2排放,其中未污染和低污染土壤施加生物质炭后其CO_2的释放速率及累积矿化量显著高于高污染土壤。相比于污染土壤,施加生物质炭对未污染土壤易氧化态碳含量的增加影响更显著;P1土壤低炭和高炭处理分别比原土微生物量碳含量增加23.1%和27.1%,P2土壤增加49.7%和41.7%;P1土壤低炭和高炭处理颗粒态有机碳含量分别比对照增加66.9%和200.2%,P2土壤增加22.2%和45.8%;施炭处理可显著降低土壤中的可溶性有机碳含量。施用生物质炭对各处理土壤产生负激发效应,且在低污染土壤中表现最为显著;生物质炭抑制土壤本底碳的矿化,促进土壤原有有机碳的稳定性。[结论]施用生物质炭可提高重金属污染水稻土中有机碳的累积量,增加土壤中活性碳库的组分,抑制土壤中原有有机碳的矿化分解,存在显著的负激发效应。

【目的】研究溶解性有机质(DOM)对红壤水稻土碳、氮矿化作用的影响,为正确认识红壤碳、氮循环的过程机制、制订科学的养分管理措施及有效控制温室气体排放提供参考依据。【方法】采用发育于第四纪红粘土的水稻土,以旱地红壤为对照,通过室内恒温培养试验研究了去除DOM土和原土间有机碳、氮的矿化差异。【结果】去除DOM使土壤有机碳的累积矿化量在培养前期(12d)下降了6.3%～8.9%(平均7.5%),但整个培养期内仅降低3.6%～6.1%(平均5.0%),其影响不显著。去除DOM对不同土壤有机氮矿化的影响不同。3种水稻土在去除DOM后,土壤有机氮的累积矿化量显著下降,降幅为11.2%～18.3%(平均12...

【目的】研究田间长期定位施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异及其影响因素，为揭示不同类型水稻土有机碳的循环特征及制定合理的养分管理措施等提供依据。【方法】以江苏常熟（乌栅土）、江西余江（低肥力红壤）、湖南望城（高肥力红壤）和重庆（紫色土）４个地点长期定位施肥试验的水稻土为研究对象，选择不施肥（ＣＫ）、单施化肥（ＮＰＫ）和化肥配合秸秆还田（ＮＰＫＳ）３个处理，通过室内２７ ｄ的有机碳矿化培养试验，采用室内恒温培养、碱液吸收法测定土壤有机碳的矿化量；选择ＪｏＮｅＳ一级动力学方程拟合土壤有机碳累积矿化量的动态变化，比较土壤类型和长期不同施肥处理对有机碳矿化动态的影响。【结果】长期施肥处理可以．．．

[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]通过研究添加外源有机物对不同施肥条件下水稻土有机碳矿化及形态的影响,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)2种典型水稻土为研究对象,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%化学氮肥,CMSN),采用室内培养法(培养周期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8.75%,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土壤的有机碳矿化速率、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。

为阐明长期施肥对黄壤性水稻土有机碳平衡特征的影响,探讨土壤可持续利用培肥模式,收集2006-2011年10种施肥模式下(CK,1/4M+3/4NPK,1/2M+1/2NPK,M,NPKM,NPK,NK,N,NP,PK)的黄壤性水稻土,分析了各施肥模式下土壤有机碳平衡的变化特征。结果表明:长期施用有机肥情况下,各处理土壤有机碳含量较不施肥处理(CK)均显著增加;随着有机肥施用量的增加,有机碳含量逐渐增加,其中NPKM处理最高;不同施肥模式有机碳平衡变化较大,除1/4M+3/4NPK处理外,施有机肥处理土壤有机碳表现为盈余,且各处理间存在显著差异;不施肥和施用化肥处理的有机碳表现为亏缺;黄壤性水稻...

【目的】团聚体是土壤重要的物理属性,也是土壤有机碳的主要固存场所。研究长期不同施肥对洞庭湖平原红壤性水稻土团聚体数量、稳定性、分形特征及其有机碳含量及分布的影响,为区域双季稻田施肥管理提供理论依据。【方法】以国家稻田土壤肥力与施肥效应长期试验为平台(1986—2013),运用湿筛法获得不同粒级水稳性团聚体,分析对照(不施肥,CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、低量有机肥与氮磷钾肥配施(LOM,有机肥氮比例为30%)和高量有机肥与氮磷钾肥配施(HOM,有机肥氮比例为60%)4种处理影响下耕作层(0—20 cm)土壤粒径>0.25 mm的水稳性团聚体数量(WR0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平...

【目的】探讨稻草还田和易地还土对红壤丘陵水田和旱地土壤有机碳及活性有机碳的影响。【方法】以红壤丘陵区长期定位点坡旱地和水旱轮作地为研究对象,选取3个处理:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和稻草配施氮磷肥(S+NP),对试验6年来的数据进行分析。【结果】与初始值相比,坡旱地NPK和S+NP处理在前4年内土壤有机碳(SOC)明显增加,平均增幅分别为14.6%和36.2%,此后波动较小;微生物量碳(MBC)总体保持增加趋势,NPK和S+NP处理显著高于CK,平均增幅分别为16.1%和33.5%;溶解有机碳(DOC)保持逐年增加,处理间差异不显著。水旱轮作地各处理土壤有机碳6年内基本保持稳定,但NP...

【目的】土壤有机质及其活性是评价土壤肥力的重要指标,研究洞庭湖区典型双季稻轮作水稻土总有机碳、全氮积累及其活性对长期不同施肥的响应特征,为稻田施肥管理和土壤培肥提供科学依据。【方法】依托国家稻田土壤肥力与施肥效应长期试验平台,以不施肥处理(CK)为对照,研究农户习惯施氮磷钾化肥(CF)、施氮钾化肥(NK)、均衡施氮磷钾化肥(NPK)、低量有机肥与氮磷钾化肥配施(LOM,有机肥氮比例为30%)、高量有机肥与氮磷钾化肥配施(HOM,有机肥氮比例为60%)影响下0—20和20—40 cm土层土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)含量及储量积累效应、有机碳氮活性组分含量及其比例的变化特征。【结果】26年...

选取玉米和马铃薯2种种植模式下的复配土为研究对象，设计砒砂岩与风沙土体积比为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)的4种复配农田(复配土)，采用碱液吸收法对复配土有机碳的矿化过程进行研究。结果表明：相同复配比的2种种植模式间的土壤有机碳含量差异无统计学意义，种植玉米和马铃薯的复配土有机碳含量较CK的分别提升了27.27%～46.59%和42.47%～70.57%，除种植玉米的C1外，差异均有统计学意义(P<0.05)；有机碳矿化速率呈现急剧下降、缓慢下降、平稳的3个阶段，在培养结束时，均以C3的降幅最大；有机碳累积矿化量呈指数形式上升，种植模式和复配比及互作效应均对其显著影响，玉米种植模式下C1的较大，马铃薯种植模式下则C3的较大；累积矿化率在2种种植模式间差异较大，与CK相比，玉米和马铃薯种植模式下分别以C2和C1的较低；矿化速率常数与半周转期变化趋势相反，玉米和马铃薯种植模式下有机碳矿化的半周转期分别以C2和C1的较大。可见，种植模式和复配比均对有机碳矿化产生了影响，种植马铃薯和玉米的分别以砒砂岩与风沙土体积比1∶5和1∶2的复配土更能促进有机碳的积累，可作为一种生产实践助推毛乌素沙地的生态化发展。