UV-B辐射增强对小麦秸秆化学成分及其施用后土壤N2O排放的影响

在室外试验的基础上,研究了地表UV-B辐射增强条件下小麦秸秆成分的变化,及在室内不同培养条件下施用UV-B辐射处理后小麦秸秆对土壤N₂O排放的影响.室外试验结果表明：地表UV-B辐射增强减少了小麦地上部分生物量,显著增加了小麦秸秆木质素和全氮含量,增幅分别达94.2%和12.3%,降低了其C/N.室内培养试验结果表明：与常规小麦秸秆相比,UV-B辐射处理后的小麦秸秆显著提高了旱地和淹水条件下N₂O的排放量;施用秸秆同时伴施硝态氮条件下,经过UV-B辐射处理的小麦秸秆显著促进了旱地条件下N₂O的排放,其排放量为常规秸秆处理的3.2倍,但在淹水条件下对N₂O排放无显著影响;无论何种培养条件下,经过UV-B辐射处理的小麦秸秆对土壤呼吸都未产生显著影响.     

UV-B辐射增强对小麦秸秆化学成分及其施用后土壤N2O排放的影响

在室外试验的基础上,研究了地表UV-B辐射增强条件下小麦秸秆成分的变化,及在室内不同培养条件下施用UV-B辐射处理后小麦秸秆对土壤N₂O排放的影响.室外试验结果表明：地表UV-B辐射增强减少了小麦地上部分生物量,显著增加了小麦秸秆木质素和全氮含量,增幅分别达94.2%和12.3%,降低了其C/N.室内培养试验结果表明：与常规小麦秸秆相比,UV-B辐射处理后的小麦秸秆显著提高了旱地和淹水条件下N₂O的排放量;施用秸秆同时伴施硝态氮条件下,经过UV-B辐射处理的小麦秸秆显著促进了旱地条件下N₂O的排放,其排放量为常规秸秆处理的3.2倍,但在淹水条件下对N₂O排放无显著影响;无论何种培养条件下,经过UV-B辐射处理的小麦秸秆对土壤呼吸都未产生显著影响.     

温度、水分对湿地土壤有机碳矿化的影响

采用密闭培养法,研究了小叶章(Deyeuxia angustifolia)湿地土壤有机碳的矿化动态,探讨了温度和水分条件对有机碳矿化的影响.结果表明:湿地土壤有机碳在培养初期(0～2 d)矿化速率较高,之后矿化速率逐渐降低;33 d培养期间,表层(0～10 cm)土壤的总矿化量为1.59～2.62 mg C·g-1,为下层(10～100 cm)的4～22倍;温度升高10℃使总矿化量分别增加60%～210%(75%WHC)和30%～200%(淹水);一级动力学方程能较好地描述湿地土壤有机碳矿化动态,其C0值随土壤深度呈指数递减变化,且C0和C0/SOC值均随温度的升高而升高;不同深度土壤Q10值分别变化为1.7～3.1(75% WHC)和1.2～3.0(淹水),且与土壤深度之间存在明显的二次抛物线相关;土壤深度、培养温度对湿地土壤有机碳矿化具有显著影响,而水分处理对有机碳矿化的影响不显著.     

接种蚯蚓对秸秆还田土壤碳、氮动态和作物产量的影响

通过为期 2年的小区 (2 .8m× 1.0m)试验 ,研究了旱作水稻 小麦轮作条件下接种蚯蚓对施用玉米秸秆 (第一季用量 15 0 0g·m-2 ,以后各季为 75 0g·m-2 )农田土壤碳、氮动态和作物产量的影响 .结果表明 ,接种 10条·m-2 或 2 0条·m-2 环毛蚓 (Pheretimasp .)对土壤有机碳和全氮含量无显著影响 ,蚯蚓活动未造成土壤C库的衰减 ,土壤碳、氮基本维持平衡 .接种蚯蚓处理土壤N的矿化作用增强 ,矿质N含量提高 ,NO3 - N含量增加 ,而且稻季比麦季增加更为明显 .接种蚯蚓在稻、麦季均能提高微生物量碳、氮含量 ,蚯蚓具有扩大土壤微生物量N库和促进有机N矿化的双重作用 .这种作用在有效C源供应丰富的作物生长发育旺盛期更为明显 .接种蚯蚓对旱作水稻和小麦有一定的增产作用 ,其中水稻的增产幅度达 9.3% ,小麦为 5 .1% .接种蚯蚓后土壤容重明显降低 ,孔隙度显著增加 .蚯蚓在保持土壤C库平衡的同时 ,对于促进秸秆有机肥N素养分的再循环和作物生产力的提高具有重要的生态学意义 .     

添加玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、二氧化碳及交换态铵的影响

通过温室土壤培养试验,研究了不同添加量玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、CO₂及交换态铵的影响.结果表明：在接近中性的土壤中加入秸秆可使土壤pH值降低,4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤pH值均与对照差异显著（P＜0.05）,而1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理与对照差异不显著（P＞0.05）.土壤溶液中的CO₂含量随秸秆添加量的增加而增大,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为35.9％和31.9％（v/v）,与对照（25.8％）差异达显著水平（P＜0.05）,但两者间差异不显著（P＞0.05）;4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为54.2％和41.8％（v/v）,与对照差异极显著（P＜0.01）,两者间差异也达显著水平（P＜0.05）.在不施氮肥的情况下,添加秸秆可降低土壤铵态氮浓度,且铵态氮浓度随秸秆添加量的增加而降低,不同添加量处理间差异显著（P＜0.05）;在施入氮肥的情况下,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理提高了土壤铵态氮浓度,而4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理降低了土壤铵态氮浓度.无论是否施入氮肥,玉米和水稻秸秆处理的土壤铵态氮浓度差异不显著（P＞0.05）.     

不同温度条件下杉木、桤木和火力楠细根分解对土壤活性有机碳的影响

通过室内培养试验,研究了不同温度(9 ℃、14 ℃、24 ℃和28 ℃)条件下桤木、杉木和火力楠细根分解对土壤活性有机碳的影响.结果表明,不同树种细根的分解率不同,树种间差异显著,大小依次为火力楠>桤木>杉木.细根分解率随着培养温度的增加而增大,随着培养时间的延长而降低.添加细根的种类、培养温度和培养时间均对实验系统中土壤微生物碳和水溶性有机碳的含量产生影响.3个树种细根分解使土壤微生物碳和水溶性有机碳含量显著高于对照,大小依次为火力楠>桤木>杉木>对照; 培养中期以及中等培养温度条件下细根分解对应着较高的土壤微生物碳和水溶性有机碳含量.细根分解对土壤易氧化碳含量无显著影响.     

木质素和氮含量对植物残体分解的影响

 在25 ℃和水分含量为400 g·kg-1（以风干土计）条件下对19种植物残体进行培养实验,同时进行田间填埋试验,研究残体的木质素和N含量对其在土壤中分解的影响。相关分析表明,不同植物残体的分解速率与其初始全N含量呈正相关,与初始木质素含量、木质素与N含量之比呈负相关。逐步回归分析进一步表明,植物残体的C分解与全N及木质素含量的数学关系可表达成：Y=B0+B1N+B2L。式中,B0、B1和B2为回归系数,N和L分别表示植物残体的初始全N含量及木质素含量。Y可分别表示为植物残体C分解的一级动力学常数、培     

模拟氮沉降对湿地植物生物量与土壤活性碳库的影响

在两种水分条件下(W₁:非淹水,W₂:淹水)分4个氮处理(分别相当于氮沉降率0、1、3、5 g N·m^-2·a^-1)模拟了三江平原典型湿地植物湿草甸小叶章(Deyeuxia angustifolia)植株及土壤活性碳库对氮沉降的响应.结果表明：模拟氮沉降下小叶章的生物量(总生物量、地上生物量、根生物量)均高于对照,其中根生物量的增长程度最大;根中碳含量及分配比例均显著提高,而地上部位的碳含量则显著降低(P<0.05).氮沉降对土壤活性碳库具有显著影响,各活性碳库含量均以5 g N·m^-2·a^-1处理最高,氮沉降对各活性碳库的影响程度依次为CHC(碳水化合物碳)＞LBC(易氧化有机碳)＞DOC(水溶性有机碳)＞MBC(微生物量碳),氮沉降与淹水条件的耦合作用有利于活性碳的释放;回归分析表明,土壤活性碳库与小叶章相关参数间存在显著相关性.氮沉降显著提高了小叶章植株生物量及土壤的活性碳含量.     

不同土壤水分条件下酸性硫酸盐土硫形态转化特征

以4种土壤湿度、3种干湿交替周期和原状土自然风干8个处理进行酸性硫酸盐土室内模拟实验,对模拟过程内土壤6种硫形态和pH等指标的动态变化过程的跟踪测定和分析结果表明,水分条件对酸性硫酸盐土中水溶性硫、交换性硫和黄铁矿硫的形态转化制约作用显著．淹水环境和过分干燥环境都不利于黄铁矿的氧化及水溶性硫和交换性硫的形成．潮湿但含水量不饱和环境有利于黄铁矿硫向水溶性硫和交换性硫的转换．在3种周期的干湿交替处理中,单一排干期水溶性硫和交换性硫土壤含量平均上升幅度分别为0．90～1．63g·kg^-1和0．58～1．47g·kg^-1,而黄铁矿硫含量下降幅度为1．29～3．20g·kg^-1．淹水期黄铁矿硫含量相对稳定而水溶性硫和交换性硫含量明显下降,并在排水过程中造成总硫的部分流失．硫形态转化量和硫的淋失量受到干湿交替周期的显著影响．同时分析了黄钾铁钒硫、有机硫和元素硫的动态．     

温度对湿地沉积物有机碳矿化的影响

温度是湿地沉积物有机碳积累和分解的主要影响因子。培养试验研究了 5个温度梯度下东北三江平原地区 3类典型湿地(泥炭沼泽、腐殖质沼泽和沼泽化草甸 )沉积物有机 C的矿化特征 ,以及冻融过程 (7次 )对其矿化的影响。结果表明 ,温度每升高5℃ ,泥炭沼泽、腐殖质沼泽和沼泽化草甸沉积物在 2 6 0 d培养期内有机 C矿化量分别增加 3.1%、3.3%和 1.6 %。在较低温度(10、15、2 0℃ )下 3类湿地沉积物的有机 C矿化速率基本处于稳定状态 ;但在较高温度 (2 5、30℃ )下前期 (0～ 110 d)的矿化速率明显高于后期。 3类湿地沉积物有机 C矿化温度系数 (Q1 0 )在前期较大 (2 .9～ 3.6 ) ,并出现明显的波动 ,后期逐渐趋于稳定(2 .0 )。到培养结束时 ,泥炭沼泽和腐殖质沼泽沉积物的轻组 C(比重 <1.7)占总有机 C百分比 (约占起始有机 C总量 80 % )的下降幅度与温度成正相关 ;而沼泽化草甸沉积物的轻组有机 C(仅占起始有机 C总量 5 % )的下降幅度较小 (2 .5 %～ 2 .9% )。试验结果还表明 ,在 2 0℃下培养 ,3类湿地沉积物的有机 C矿化速度明显受冻融处理的抑制 ,在 10℃下培养其影响则很小     

黄土高原土壤有机碳矿化及其与土壤理化性质的关系

土壤有机碳矿化与陆地生态系统碳循环和全球气候变化密切相关。采集98个共7类黄土高原土样,通过密闭培养法对有机碳矿化动态进行分析,探讨了土壤理化性质对有机碳矿化的影响。结果表明,黄土高原地区主要土壤有机碳在培养初期日均矿化量较高,之后逐渐降低。土壤类型对黄土高原土壤有机碳矿化影响较大,不同土壤有机碳的日均矿化量、累积矿化量和矿化率具有显著或极显著的差异。褐土有机碳总矿化量最高,CO2-C达到0.252g.kg-1,风沙土最低,CO2-C仅为0.095g.kg-1。下层土壤的有机碳矿化量较上层的有所下降,但土层深度对有机碳矿化大体上无明显影响。一级动力学方程能很好模拟黄土高原土壤有机碳矿化特征。供试土壤有机碳矿化潜力(Cp)和矿化速率常数(k)值均较低,分别为0.329-0.116g.kg-1和4.55-8.57×10-5d-1。不同土壤的Cp值变异较大,而k和Cp/SOC值无明显的变异。土壤Cp与土壤总有机碳、全氮、全磷、速效钾、粘粒和粉粒含量均呈极显著的正相关,而与k、pH值和砂粒含量呈显著的负相关。研究结果对黄土高原土壤有机碳循环和土壤碳库研究具有重要的科学价值。     

模拟酸雨对不同土壤有机碳和作物秸秆分解的影响

为研究酸雨对不同pH值水稻土中有机碳分解的影响,选择酸性（pH 5.48）、碱性（pH 8.18）和中性（pH 6.70）水稻土（分别设置施用秸秆0、15 g·kg^-1土处理）在20 ℃条件下进行40 d的培养试验,各土壤组分别用pH值为6.0、4.5、3.0的模拟雨水将土壤含水量调为400 g·kg^-1(以风干土计).结果表明：秸秆、酸雨和土壤共同对土壤系统CO₂释放产生影响,秸秆的添加可显著提高土壤CO₂释放速率.培养期间,酸雨未显著影响土壤有机碳分解,但对土壤中作物秸秆的分解影响显著. pH 3.0酸雨处理下酸性和碱性土壤中秸秆40 d总分解量比pH 6.0处理高8%;酸雨抑制了中性水稻土中秸秆的分解,pH 3.0酸雨处理下秸秆40 d总分解量比pH 6.0处理低15%.pH 3.0酸雨处理下,酸性水稻土有机碳分解速率分别比中性和碱性水稻土高43%和50%（P<0.05）,秸秆在中性水稻土中分解量分别比其在酸性和碱性水稻土中低17%和16%（P<0.05）.     

好气与淹水条件下水稻土各粒级团聚体有机碳矿化量

采用室内恒温培养法观测了好气和淹水处理下水稻土不同粒级团聚体中有机碳矿化的动态变化.结果表明：两种处理下,各粒级团聚体中有机碳矿化量都表现为培养前期快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势.不同粒级团聚体之间有机碳矿化速率存在明显差异,在整个培养过程中,均以1～2 mm粒级团聚体最高,以＜0.053 mm粒级团聚体最低.统计分析表明,不同粒级团聚体中有机碳矿化量变化与有机碳和微生物生物量碳含量呈显著线性相关.好气和淹水处理下对土壤总有机碳累计矿化量贡献最大的是0.25～1 mm粒级团聚体,分别达41.77%和34.11%;好气处理下贡献最小的是0.053 mm粒级团聚体,淹水处理下贡献最小的是1~2 mm粒级团聚体,分别仅为7.8%和6.6%.     

长期施肥对水稻土土壤有机碳矿化的影响

以湖南省3个国家级稻田肥力变化长期定位监测点的土壤为材料,通过室内分析和培养试验,研究了不同施肥处理下土壤有机碳矿化特征及土壤总有机碳、微生物量碳和水溶性有机碳对土壤有机碳矿化的影响.结果表明：3个监测点各施肥处理的土壤CO₂累积排放量为448.64～1 516.77 μg·g^-1,CH₄累积排放量为15.60～33.34 μg·g^-1,在58 d的培养期内土壤有机碳矿化量占总有机碳的3.59%～5.57%;不同处理CO₂的产生速率均在前期保持较高水平,之后迅速下降,后期较慢并趋于平稳,CH₄的产生速率表现为先缓慢升高后迅速降低的变化趋势;化肥配施有机肥处理显著增加了CO₂和CH₄的累积排放量;不同施肥处理土壤有机碳矿化量与总有机碳、微生物量碳和水溶性有机碳含量之间的相关性达到了极显著水平,而与矿化量所占土壤总有机碳的比例无明显相关关系.     

添加氧化铁对水稻土中H2、CO2和CH4形成的影响

水稻土是甲烷产生的重要源地．厌氧条件下甲烷的形成与有机质厌氧降解产生的乙酸、H2和CO2有关．氧化铁作为电子受体可有效地竞争有机质向甲烷的转化,其抑制作用机理可能与乙酸、H2和CO2的有效消耗有关．通过向水稻土泥浆中添加无定形氧化铁和纤铁矿．分别测定了25℃厌氧恒温培养105d过程中的H2、CO2和CH4的浓度变化．结果表明,添加无定形氧化铁及纤铁矿可导致H2浓度显著降低;无定形氧化铁对H2消耗的影响明显大于纤铁矿;添加不同氧化铁对CO2浓度的影响与H2浓度的变化有相同的趋势;添加氧化铁能显著抑制水稻土中甲烷形成,并导致有机碳的转移发生变化,使得CH4—C显著降低,气相中CO2—C量减少,而由土壤泥浆固定的CO3^2-—C量显著增加．     

秸秆全量还田对稻田土壤溶解有机碳含量和水稻产量的影响

以南粳44为供试材料,在粘土和砂土土壤中,设置麦秸秆不还田和全量还田(6000 kg·hm^-2)及3种施氮量(0、225、300 kg·hm^-2)试验,研究了麦秸秆全量还田的腐解率和有机碳释放量动态变化,及其对稻田0～45 cm土壤溶解有机碳(DOC)含量和水稻产量的影响.结果表明： 麦秸秆还田的前期(0～30 d)其腐解率和有机碳释放量最高,腐解率为35.0%(粘土)和31.7%(砂土),有机碳释放率为34.1%(粘土)和33.1%(砂土);30 d后两者均减小.施用氮肥可显著促进秸秆腐解和有机碳释放量,粘土中麦秸秆腐解率和有机碳释放量明显大于砂土.麦秸秆还田后土壤DOC含量逐渐增加,至25 d达最大值,粘土和砂土分别为60.18和56.62 mg·L^-1,此后逐渐减小并趋于稳定.麦秸秆还田处理15 cm处土壤DOC含量显著高于未还田处理,但两者在30和45 cm处土壤DOC含量差异不显著,说明秸秆还田主要增加了稻田0～15 cm土层DOC含量.与不施氮处理相比,施氮处理土壤DOC含量降低,2种施氮处理间差异不显著.秸秆还田减少了水稻前期分蘖发生量,显著降低了有效穗数,增加了穗粒数、结实率和千粒重,显著提高了水稻产量.     

Effect of temperature on submerged macrophyte litter decomposition within sediments from a large shallow and subtropical freshwater lake

In shallow aquatic systems, the majority of organic matter mineralization occurs in the sediments. Several factors including temperature control mineralization rates, however, the underlying causes of the effects are not well understood in subtropical lakes. In this study, we determined the influence of temperature on organic matter degradation by taking sediments from four sites in a subtropical large shallow freshwater lake, and monitoring organic matter composition and enzymes in microcosm experiments at five temperatures from 5 to 40°C. Following a three-month incubation, it was found that the mineralization of submerged plants in sediments was strongly influenced by temperature. Removal efficiency of total organic carbon in sediments ranged from 4.3 to 22.6% at 5°C, and reached 46.7–55.5% at 40°C. In addition, the removal efficiency of organic matter and the relative recalcitrant carbon decomposition depended on sediment type. For sediments in the site located in the lake center, recalcitrant and labile carbon decomposition had equivalent responses to the different temperatures. For sediments with dominance of submerged macrophytes, the humic acids were low even at high temperature. Thus, the annual deposition of plant litter in sediments favored organic carbon decomposition rather than humification.     

有机物料在维持土壤微生物体氮库中的作用

采用室内和田间培养试验,研究了有机物料矿化过程中土壤微生物体氮的变化,测定结果表明,有机物料对矿化过程和微生物体氮的影响,既与有机物料本身性质和组成有关,也与土壤肥力水平和施氮与否有关。加入Ｃ／Ｎ比高的有机物料后,微生物对矿质氮的净固定持续时间长,而加入Ｃ／Ｎ比小的则固定时间短;高肥力土壤上的固定时间比低肥力土壤短。不同有机物料对土壤微生物体氮的影响不同。从加绿豆茎叶、小麦茎叶、未腐解马粪、腐熟马粪、腐熟猪粪到厩肥,土壤微生物体氮依次减小,提供的有效能源物质丰富（如绿豆茎叶）或Ｃ／Ｎ比较高（如小麦茎叶）时影响效果突出。土壤肥力不同,有机物料对微生物体的影响效果不同,在低肥力土壤的效果突出,约为高肥力土壤的４倍,因此,在评价有机物料对土壤微生物体氮的影响时,既考虑有有机物料的性质和组成,也考虑土壤力水平、矿质氮含量和培养时期。     

Use of biochemical indices in the mediterranean environment: comparison among soils under different forest vegetation.

In the present study, soil biomass activity, organic carbon storage, and turnover times were compared in adjacent mediterranean biotopes with different forest vegetation, to analyze the effects of litter diversity and soil management protocols on microbial decomposition rates. Samples of forest soil from four vegetation types were collected at depths of 0-20 and 20-40 cm in the 'Tenuta Presidenziale di Castelporziano' Reserve on the Tyrrhenian coast, near Rome (Italy). The samples were incubated under standard laboratory conditions (-33 kPa water tension, and 30 degrees C), in order to compare the microbial activity independently of temperature and humidity. The CO2-C accumulation curves over a 28-d incubation period showed substantially different kinetics between the samples; in particular, soils with above-ground diversity were characterised by high mineralization activity when compared with those sampled under monospecific vegetation. For all the sites, statistically significant linear correlation was observed between nitrogen concentration and potentially mineralizable carbon (r = 0.97), and microbial biomass carbon (Cmic) to total organic carbon (Corg) ratio and the microbial metabolic quotient q(CO2) (r = -0.96). The q(CO2), indicator of the stability of ecosystems, was enhanced by plant diversity, while the Cmic:Corg ratio was reduced.