不同类型土壤有机碳分解速率的比较

通过室内培育实验研究了黑土、潮土和红壤有机碳的分解速率.结果表明:不同类型土壤有机碳的分解速率常数存在显著差异(P<0.05),黑土、潮土和红壤有机碳的分解速率常数分别为2.2×10-4.d-1、6.0×10-4.d-1和3.4×10-4.d-1.回归分析发现,土壤pH与有机碳分解速率常数呈极显著相关关系,pH<5.5或>8.0时,分解速率常数均大幅提高.土壤中粘粒 粉粒含量与3种类型土壤有机碳的分解速率常数呈极显著负相关,表明粘粒 粉粒含量是3类土壤有机碳分解速率存在差异的主导因子.     

植被恢复对侵蚀红壤可溶性有机质含量及光谱学特征的影响

为了解植被恢复对侵蚀红壤可溶性有机质含量及结构特征的影响, 以福建省长汀县河田镇植被恢复后的侵蚀红壤及对照裸地为研究对象, 对两试验地0-60 cm深土壤中可溶性有机质的含量及光谱学特征进行了比较研究。结果表明: 侵蚀红壤植被恢复后, 土壤可溶性有机碳含量显著提高, 在土表到60 cm深度的6个10 cm土层中, 植被恢复土壤可溶性有机碳含量分别提高为对照裸地相应土层的5.6、4.7、4.6、3.1、2.4及2.2倍。可溶性有机氮含量在两试验地之间的差异在各土层中不一致。植被恢复各土层侵蚀红壤可溶性有机质的芳香化指数显著高于对照裸地, 荧光发射光谱腐殖化指数略高于对照裸地, 植被恢复后的侵蚀红壤与对照裸地间荧光同步光谱腐殖化指数无明显差异。荧光同步光谱图中, 两试验地侵蚀红壤可溶性有机质的吸收主要为类蛋白质及芳香性脂肪族荧光基团的吸收。傅里叶红外光谱结果显示, 与对照裸地相比, 植被恢复后的侵蚀红壤土壤可溶性有机质中官能团种类更多, 且含有更多芳香碳及羧基碳。两试验地土壤可溶性有机质均表现为芳香化及腐殖化程度随土层的加深而降低。相关性分析显示, 土壤可溶性有机质的芳香化及腐殖化指数与土壤碳氮总量有极显著正相关关系。总之, 侵蚀红壤经植被恢复后, 土壤可溶性有机碳含量及可溶性有机质的芳香化指数显著提高, 可溶性有机质的腐殖化指数略有增大, 可溶性有机质结构更复杂, 更不易被分解, 因此有利于土壤肥力的恢复。     

不同退化沙地土壤碳的矿化潜力

通过实验室土壤培养试验 ,研究了科尔沁退化沙质草地不同生境 (流动沙地 ,半固定沙地 ,固定沙地和丘间低地 )下土壤碳的矿化潜力及不同凋落物在沙地土壤中的分解。经 33d的室内培养 ,不同生境土壤 CO2 - C的释放有极显著的差异 ,与生境植被盖度 ,凋落物积累 ,土壤沙化程度 ,土壤有机碳和全氮含量的分布有显著相关。流动沙地土壤有极低的土壤有机碳和氮的含量及其微弱的土壤微生物呼吸 ,表明土地沙漠化不仅导致土壤有机碳库衰竭 ,也使土壤微生物活性丧失。在有机质含量很低的流动沙地和半固定沙地土壤中 ,含氮量高的小叶锦鸡儿 (Caragana microphylla)凋落物比含氮量低、C/N比高的差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)和 1年生植物凋落物有较快的分解。在沙漠化的演变中 ,土壤的粗粒化 ,有机物质和养分及微生物活性的丧失制约着凋落物在土壤中的矿化潜力。灌木的存在使更多的有机物质和养分积聚在灌丛下 ,形成灌丛肥岛 ,因而显著贡献于碳的固存。     

不同肥力棕壤溶解性有机碳、氮生物降解特性

溶解性有机碳、氮在土壤全碳、全氮含量中所占的比例很小,但却是土壤有机质中最为重要和活跃的部分。研究利用土壤溶解性有机碳、氮生物降解的测定方法,分别选取沈阳农业大学试验站不同肥力及与定位试验地紧密相连的自然林地棕壤为研究对象,开展棕壤溶解性有机碳、氮的生物降解特性的研究,为了解溶解性有机碳、氮在土壤生态系统碳、氮循环中的作用,探讨棕壤溶解性有机碳、氮与土壤肥力的关系提供理论依据。研究结果表明,棕壤林地溶解性有机碳、氮的含量最高,高肥处理次之,低肥处理含量最低。棕壤溶解性有机碳、氮与全碳、全氮和微生物量碳、氮的相关性达到极显著水平,与土壤肥力紧密相关,可以作为指示土壤肥力的重要指标。不同肥力棕壤溶解性有机碳、氮的降解速率在培养初期较快,而后逐渐减慢,降解数据符合双指数衰变模型。棕壤溶解性有机碳分别由降解速率不同的两个库组成：周转时间在1d的易分解部分和周转时间大约为400d的难分解部分。棕壤溶解性有机氮是由周转速率大约为2d的易降解部分和周转速率在99～105d左右的难分解部分组成． 经过42d的培养,浸提液中剩余溶解性有机质碳氮比值较培养前有所增加。     

坝地剖面泥沙有机碳分解特征及其影响因素

黄土高原地区已建成的5.6万余座淤地坝累计拦截有机碳0.95 Pg,是陆地生态系统重要的碳汇,但是目前对其分解机制仍知之甚少,难以量化其在陆地碳循环中的作用。本研究通过模拟原始沉积条件下的泥沙环境(缺氧条件)进行矿化培养,并比较假定泥沙暴露在有氧情况下的有机碳分解速率,探究有机碳分解速率的影响因素。结果表明: 坝地泥沙在原始沉积条件和暴露在有氧条件下有机碳分解速率均值分别为(6.47±4.06)和(56.66±17.78) mg C·kg^-1·d^-1,坝地泥沙在埋藏条件下有机碳分解速率仅为被暴露在有氧条件下的11.4%,表明埋藏显著降低了有机碳分解速率。在缺氧条件下泥沙化学性质比有机碳分解相关微生物对泥沙有机碳分解速率的影响更大;在有氧条件下则表现为有机碳分解相关微生物对泥沙有机碳分解速率的影响更显著;泥沙物理性质对缺氧和有氧条件下泥沙有机碳分解速率的影响均较小。自然情况下,淤地坝表现为碳汇,但当发生溃坝时,原本在沉积缺氧条件下储存的泥沙有机碳会迅速暴露在空气中,有机碳分解速率显著提高,表现为碳源。     

人工油松林恢复过程中土壤理化性质及有机碳含量的变化特征

采用时空替代法,选取岷江上游大沟流域内不同恢复时期(12、18、25、35a)的人工油松林为研究对象,研究了植被恢复过程中土壤理化性质及有机碳含量的变化特征,同时探讨了它们之间的相互关系.研究结果表明沿恢复梯度,土壤质量得到了改善,主要表现为土壤粘粒含量、比表面积、有机质含量显著增加,土壤粉粒含量和pH值则显著下降.土壤有机质与土壤粘粒和比表面积呈显著正相关,与土壤容重呈显著负相关.此外,土壤有机碳含量沿恢复梯度显著增加,0-50 cm内土壤有机碳含量从5.59 kg/m2增加到12.64 kg/m2,土壤年平均固碳速率为0.31 kg/m2.     

重金属污染对土壤有机质积累的影响

采用田间采样分析与室内培养试验相结合的方法,研究了不同重金属污染土壤中有机质积累的差异及重金属污染强度对土壤有机质矿化动态变化的影响.结果表明：污染土壤中重金属的大量积累可减弱有机物质的矿化速率,增加土壤有机质的积累.土壤中颗粒态有机质及其占总有机碳的比例随重金属积累的增加而增加;而微生物生物量碳占总碳的比例却随土壤重金属污染水平的提高而下降.污染土壤中颗粒态有机质对重金属有显著的富集,这可能是影响土壤有机物质进一步矿化的原因之一.重金属污染可改变土壤有机质的矿化速率,影响土壤有机质的积累与分配.     

土壤活性有机质及其与土壤质量的关系

活性有机质是土壤的重要组成部分 ,主要包括溶解性有机碳、微生物生物量、轻组有机质。它在土壤中具有重要作用 :(1)可以表征土壤物质循环特征、评价土壤质量 ,可以作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标 ;(2 )在养分周转中起重要作用 ,是植物的养分库 ,可以提供植物所需要的养分如氮、磷、硫等 ;(3)能稳定土壤结构 ,对维持团粒结构稳定性有重要作用。从土壤养分、土壤物理、化学性质方面讨论了活性有机质与土壤质量的关系。土壤中的溶解性有机碳、微生物生物量碳氮含量与土壤有机碳、全氮和碱解氮等物质的含量呈正相关。活性有机质受土壤质地、含水量、温度等因素影响 ,与土壤酸碱度、阳离子交换量等也有关。土壤微生物生物量碳和微生物量 C/有机碳比与土壤粘粒、粉粒含量呈正相关、与砂粒含量呈负相关     

植被恢复对退化红壤表层土壤颗粒中有机碳和Pd、Cd分布的影响

采用原状土壤水稳性团聚体分离方法提取不同粒径的土壤颗粒,测定其有机碳及重金属元素Pb、Cd的含量,研究了退化红壤在植被恢复下表层（0-10cm和10－20cm)土壤颗粒中有机碳与重金属分而及其关系。这些土壤颗粒中有机碳和重金属元素Pb、Cd的含量范围分别于7.5-15g/kg,11-20mg/kg和20-70μg/kg,,且粒组间有显著差异。尽管所测组分的含量以＜0.002mm粒事最高,但2－0.25mm的粒组占其总量的50％左右,其次约20％存在于0.25-0.02mm粒组中,以土壤粒组中分量而言,有机碳和所测的重金属元素间有密切的依存关系。与荒地相比,植被恢复措施降低了各土层2－0.25mm粒组中Pb的含量和分量,但提高了0－10cm土层Cd的含量和分量。在所研究的几种处理中,玉米－包菜处理显著地促进了有机碳和重金属在各颗粒粒组中的均衡分布。因此,退化红壤植被恢复改变了土壤颗粒中有机碳和重金属的分布,因而可能影响着土壤环境中有机碳和重金属的形态及其活性。对于这些措施下土壤环境中有机碳和重金属的生物有效性机制尚需进一步研究。     

青藏高原灌丛土壤碳氮含量及其相关功能基因分布特征

在微生物的代谢活动下,土壤中有机态碳氮化合物矿化分解释放矿质养分和二氧化碳,深刻影响着自然生态系统土壤碳、氮等元素的循环转化、土壤的养分供应和有机质的更新,并对地上植被的演替和分布有极为重要的意义。青藏高原灌丛面积分布广泛,地形和气候条件复杂,但目前对灌丛分布地区土壤碳氮含量、矿化作用强度及其影响因素等的认识较少。研究结合土壤理化分析和高通量定量PCR(quantitative microbial element cycling, QMEC)技术研究了青藏高原喜马拉雅山-冈底斯山地区不同类型灌丛土壤碳氮含量、碳氮矿化速率和相关功能基因的分布特征及其与植被、气候和土壤因子间的耦联关系。结果表明,不同类型灌丛土壤的有机碳、全氮含量、CO₂释放速率、净氮矿化速率、碳氮矿化基因的丰度有显著差异。其中,位于青藏高原东南部的雪层杜鹃和香柏灌丛分布区土壤有机碳和全氮含量、CO₂释放速率、净氮矿化速率显著高于位于中西部的变色锦鸡儿、金露梅和砂生槐灌丛地区,并与年平均降雨量显著正相关。然而,碳、氮矿化基因丰度分布趋势与之相反,在雪层杜鹃和香柏灌丛分布区丰度显著...     

有机农业棉田中棉蚜及其捕食性天敌的种群动态

采用定期目测棉叶上的棉蚜数量,用扫网法同步估测天敌种群数量,对有机农业棉田和常规棉田(对照)中棉蚜及其捕食性天敌的种群动态进行了比较。结果表明,有机棉田和常规棉田中棉蚜及其主要捕食性天敌种群动态差异显著。在2005年6~8月,有机棉田中棉蚜数量是常规棉田的4.17倍(P<0.05)。瓢虫成虫和幼虫的数量分别是常规棉田的3.22倍(P<0.01)和3.70倍(P>0.05);草蛉成虫和幼虫的数量分别是常规棉田的1.33倍(P>0.05)和3.00倍(P<0.05);食蚜蝇的数量是常规棉田的2.89倍(P>0.05),蜘蛛的数量是常规棉田的3.47倍(P<0.05)。因此,建议在有机农业棉花生产中,采用一些植物源杀虫剂辅助控制棉蚜。     

有机种植对农田节肢动物多样性影响的整合分析

有机农业是生态环境友好的生产方式, 对农业生物多样性保护具有重要意义。个体研究的差异不利于有机农业的生态环境效益评估。本研究利用文献整合分析, 以对农田生态环境具有良好指示作用的节肢动物为研究对象, 探讨了有机种植对农田生物多样性的保护效果及影响因素。结果表明, 相比常规种植, 有机种植可使节肢动物的丰富度、多度及均匀度显著提升34.95%、64.95%及12.09%; 天敌和害虫的物种丰富度分别显著提升了22.50%和31.03%; 同时天敌的个体数量比常规显著增加了71.80%, 害虫减少了10.46%。经过3年及以上的有机种植后, 节肢动物的丰富度和多度均显著高于常规种植。常规种植化学农药施用频率可显著影响节肢动物丰富度和均匀度指数, 施药次数每增加1次, 节肢动物丰富度相比有机种植显著降低13.54%, 均匀度显著降低2.64%。有机水田对节肢动物多度的提升效果显著优于有机旱地, 为后者的4.7倍; 但二者的丰富度和均匀度没有显著差异。蔬菜和茶叶种植体系对节肢动物多样性指数的综合提升效果优于其他作物类型, 丰富度、多度和均匀度指数分别显著提升了81.46%、74.14%、18.55%和48.86%、49.06%、30.88%。鼓励常规种植减少农药施用频次, 加大有机和生态化管理措施的应用程度, 是保护农业生物多样性、实现农业绿色高质量发展的有效途径。     

土壤有机质对农田管理措施的动态响应

土壤有机质在农田肥力、环境保护、农业可持续发展等方面具有重要意义。它不仅决定农作物产量,而且在全球碳素循环中起着重要作用。由于大气CO2浓度升高与全球气候变暖等一系列环境问题的加剧,全球碳素循环受到越来越多的关注。农田具有大气CO2源和库的双重潜力。历史上由于人类对农田的过度开垦和耕种,造成土壤有机质含量大幅度下降,降低了农田的作物产量潜力;同时导致大量的碳以CO2形式由陆地生态系统排放到大气圈,加剧了全球温室效应。大量研究结果表明,诸如耕作、种植制度、施肥等农田管理措施能够显著地影响土壤有机质动态,而免耕、提高复种指数、合理的轮作换茬、有机肥料和化肥的施用以及弃耕农田还林还草等保护性管理措施则能够提高农田土壤有机质含量,使农田起到大气CO2汇的作用。综述了近年来农田管理对土壤有机质动态影响研究方面的进展。     

有机类肥料对土壤养分含量的影响

绿色、可持续是我国发展现代农业的必然要求,肥料投入是关键之一。基于有机肥培肥土壤、生态友好的优势,发展和推广有机肥已经成为我国农业生产的一项基本国策。我国有机肥来源广泛、种类繁多,农业生产条件千差万别。本文分析了我国有机肥产品种类及标准现状、理化性质差异、碳氮矿化特性差异及影响因素,评述了施用有机肥对提高耕地基础地力的作用。因来源、制作工艺不同,不同有机肥的有机碳组分含量、全氮和活性氮含量、碳氮比等基本性质差异明显,这四者是影响有机肥碳氮矿化率、碳氮矿化量、碱解氮释放量等碳氮供应特性的主要内在因素;加之土壤环境等外界因素的影响,不同有机肥表现出不同的养分供应特性。总体上,有机肥一方面对提高土壤有机质含量,尤其是活性有机质含量和碳库管理指数效果明显,另一方面可增加土壤氮磷钾养分容量,减少作物生长消耗带来的土壤养分亏损,促进土壤质量良性发展。今后,应加强有机肥在耕地培肥中的应用,并加强有机肥肥效理论的基础研究和安全高效有机肥新产品的开发,促进有机肥资源的高效循环利用,使其成为重要的农业资源。     

农产品质量安全的生态观认识

可持续农业概念提出30多年,世界各地区都有不同的认识.我国类似的概念被称作生态农业,历经几十年的实践,在理论、模式及配套技术上都有了认识总结,但迄今仍然缺乏明确界定的应用指导.欧盟提出的有机农业模式现在被广为接受,但其受益群体和承担的社会责任、生态责任均有一定的局限性.针对以上问题,本文从生态学角度出发,分析了生态失衡弊端对农产品质量安全的负面影响,提出了可持续安全农产品概念.支持该概念的农业生产模式追求两方面的价值,一是拥有一个健康的生态圈环境作为农业产业平台,二是能从这个产业平台可持续地获取安全农产品.围绕该概念的核心价值,设计了生产可持续安全农产品的农业构建模式,同时提出了对不可逆、不可控、难修复的农艺措施在改良之前放弃使用的原则.最后通过与有机农业在承担责任、受益群体、农艺措施选用以及对转基因技术的认识等方面进行对比,反证可持续安全农业模式下生产的农产品在数量安全、质量安全上的先进性.     

Reduced Medication in Organic Farming with Emphasis on Organic Dairy Production

Medication is an important focus area in organic animal husbandry. The combination of goals relating to improved animal welfare and reduced use of chemicals in general creates a common wish to reduce medication. Based on data from current Danish research projects in organic dairy farming, one specific organic medication pattern or policy cannot be described. The disease treatment pattern is influenced by many factors, e.g. the interaction with colleagues, veterinarians and agricultural advisors. No significant difference could be found with regard to incidence of mastitis treatments or somatic cell counts in 27 organic and 57 conventional herds. A marked tendency to shorter treatment periods in relation to mastitis treatments was described for organic farms in comparison with conventional farms (1.9 days versus 3.2 days (5 organic and 7 conventional herds)). In a study of development of health advisory service in organic herds, the dialogue between farmer, veterinarian and agricultural cattle advisor changed the treatment pattern markedly during a period of 6 months. Among important future challenges for veterinarians in organic farming is pointed at the constructive, open, and critical interaction with the single organic farmer as well as the organic animal husbandry system in general.     

松嫩平原农田土壤有机碳变化及固碳潜力估算

基于1979—1985年全国第二次土壤普查和2015年实地采样数据,利用土壤类型法计算了近35年来松嫩平原及其各县农田表层土壤有机碳密度和土壤碳库储量;并分析了松嫩平原农田土壤有机碳密度的空间分布及变化特征;利用饱和值法对松嫩平原及其各县市农田土壤有机碳量的变化趋势进行拟合,估算其农田土壤的固碳潜力。结果表明:(1)2015年松嫩平原农田表层土壤有机碳密度平均值为1.61 kg/m~2,近35年来约有81.59%的农田土壤有机碳密度呈下降趋势,集中分布在松嫩平原北部、东部和东南部地区,以富裕县东部、依安县中部、肇东县西部、扶余县西部等地区土壤有机碳密度下降幅度最大;(2)2015年松嫩平原农田表层土壤有机碳库总储量为233.63 Tg,比全国第二次土壤普查减少了32.62 Tg;(3)2015年松嫩平原农田表层土壤总固碳潜力为-32.7 TgC,呈现出"碳源"趋势,农田土壤单位面积固碳潜力平均值为-1.793×10~(-3)Tg/km~2。     

土壤有机碳分组方法及其在农田生态系统研究中的应用

农田土壤有机碳成分复杂,活性有机碳对管理措施具有敏感性,而惰性有机碳具有固碳作用.碳分组技术主要包括物理技术、化学技术和生物学技术.物理分组的依据是密度、粒径大小和空间分布,可分离出有机碳的活性组分和惰性组分.化学分组基于土壤有机碳在各种提取剂中的溶解性、水解性和化学反应性从而分离出各种组分:溶解性有机碳是生物可代谢有机碳,包括有机酸、酚类和糖类等;酸水解方法可将有机碳分成活性和惰性成分;利用KMnO4模拟酶氧化可分离出活性碳和非活性碳.利用生物技术可测定出微生物生物量碳和潜在可矿化碳.在不同农田管理措施下,有机碳组分的化学组成和库容会发生不同变化,对土壤有机碳沉积速率产生不同影响.为了探明土壤有机碳组分与碳沉积之间的定性或定量关系,今后应该加强对各种分组方法的标准化研究,探索不同分组方法的整合应用,针对不同农田管理措施,总结出适合的有机碳分组方法或联合分组方法.     

Screening LCA of French organic amendments and fertilisers

The International Journal of Life Cycle Assessment - In France, agricultural recycling of organic waste is widespread, but LCIs of organic waste treatments are scarce. This work presents LCIs of...     

秸秆管理和施肥方式对绿洲棉田土壤有机碳库的影响

通过监测绿洲滴灌棉田不同秸秆管理和施肥方式下土壤有机碳库及碳库组分的变化,可揭示农田管理措施对棉田土壤有机碳库的调节机制,为干旱区提高农田土壤生产力以及农业固碳减排措施的制定提供科学依据.试验采用裂区设计,以秸秆还田(S)和秸秆不还田(NS)2种秸秆管理方式为主区,4种施肥处理为副区:包括不施肥(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(OM)和氮磷钾化肥与有机肥混施(NPK+OM).结果表明: 施肥和秸秆还田均显著增加了土壤有机碳库,提高了有机碳(C_T)、易氧化有机碳(C_L)、微生物生物量碳(C_MB)、水溶性有机碳(C_WS)、热水溶性有机碳(C_HWS)的含量和有机碳累计矿化量(C_TM)及碳库管理指数(CMI).秸秆还田较秸秆不还田土壤有机碳库提高了20.6%;处理NPK、OM、NPK+OM分别较CK提高了7.8%、29.5%、37.7%.不同施肥处理下C_T、C_L、C_MB、C_WS、C_HWS均表现为NPK+OM>OM>NPK>CK.秸秆还田较秸秆不还田C_TM提高了5.9%;NPK、OM、NPK+OM处理较CK分别提高了32.7%、59.5%、97.3%.对CMI与SOC及其组分间的相关性分析表明,CMI与C_T、C_MB、C_L、C_WS、C_HWS、C_TM、C库、固碳潜力均呈极显著相关关系,因此, CMI是评价绿洲棉田管理措施对土壤质量影响的重要指标.在干旱区建设高标准绿洲农田,发展棉花生产,采用秸秆还田和有机无机肥配施等农业技术措施,不仅能增加土壤有机碳及活性组分的含量,培肥地力,而且能促进土壤固碳,有利于农业资源高效利用和可持续发展.