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     

藏北高寒草地土壤有机质化学组成对土壤蛋白酶和脲酶活性的影响

土壤酶作为生态系统的生物催化剂, 是土壤有机体的代谢驱动力, 在土壤物质循环和能量转化过程中起着重要作用。该研究以藏北5种不同类型高寒草地(高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠)为研究对象, 利用热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)分析不同类型草地土壤有机质化学组成, 并建立其与土壤蛋白酶和脲酶活性之间的相互关系。结果表明, 5种高寒草地土壤(0-15 cm)的酶活性表现出一定差异性, 高寒荒漠草原土壤的脲酶活性显著高于蛋白酶活性, 而其余类型高寒草地的脲酶和蛋白酶活性之间的差异未达到显著水平; 蛋白酶活性在5种高寒草地土壤之间的差异显著, 而脲酶活性在5种草地土壤之间的差异未达到显著水平。相关分析发现, 土壤蛋白酶活性与土壤有机质烷烃、烯烃和芳香烃的相对丰度和糠醛:吡咯的值密切相关, 土壤脲酶活性与土壤有机质化学组成之间相关性未达到显著水平。综上所述, 高寒草地类型和土壤有机质化学组成是影响高寒草地土壤蛋白酶活性的重要因素, 而对土壤脲酶活性的影响均未达到显著水平, 其影响因素有待进一步深入的研究。     

东北高寒地区麦田枯枝落叶分解的生态学特征的研究

秸秆还田和农家肥的投入是防止土壤退化和维持健康生态农业的主要前提条件。因此对农田枯枝落叶分解转化的规律及影响因素进行研究是非常重要的。枯枝落叶的物质转化过程与土壤环境的生物因素和非生物因素都密切相关。土壤动物是有机质分解 -腐殖化作用机制的主要环节。一方面 ,它对损耗有机质有直接影响 ;另一方面 ,它对微生物种群起一种真正的生物和能量的过滤作用[9] 。土壤动物对有机残体的机械粉碎作用使真正的“分解者”微生物和有机残体的接触面显著增大。同时有机残体经土壤动物消化道作用变得柔软湿润。也有利于土壤酶的作用。此外…     

长江三峡库区不同土类中的微生物类群

土壤是微生物生存的良好环境,在各类土壤中生活着各种各样的微生物类群。这些类群不仅是土壤的重要组成部分,而且由于它们的生物化学活性,能动地影响着土壤。例如,在土壤肥力、植物营养和土壤净化以及维持自然界能量流动和物质循环的动态平衡等方面起着极其重要的作用。同时,土壤微生物在土壤中所处的环境极其复杂,温度、水分、空气、有机质等理化因子和动物、植物及微生物之间等生物因子,对它们都产生着直接或间接地影响。因此,研究微生物在土壤中的分布、活动和     

生源要素有效性及生物因子对湿地土壤碳矿化的影响

湿地土壤是全球碳存储的重要场所,湿地生态系统的碳循环过程对全球变化有重要指示作用。土壤碳矿化是湿地生态系统碳循环的重要环节,对于认知湿地生态系统生物地球化学循环过程具有重要的意义。综述了生源要素及生物因素对湿地土壤碳矿化的内在作用机制。土壤活性有机碳库通过调节土壤能源物质和微生物活性影响土壤碳库的有效性,是表征土壤碳矿化的敏感指标。湿地其它养分如N、P、S等元素的有效性也是影响土壤碳矿化的关键要素。电子受体(NO₃^-、SO₄^2-、Fe³⁺、Mn⁴⁺等)对湿地土壤碳矿化和有机碳转变的影响主要通过电子受体的还原过程完成,在厌氧分解过程中,湿地土壤利用难溶性电子受体可能是土壤C矿化的更重要途径。动物、植物、微生物群落和区系等则是土壤碳矿化的主要驱动因子。土壤动物区系在有机态养分矿化为无机态养分的过程有着独特的功能,能显著增加土壤碳矿化。土壤微生物的活性,决定着土壤中有机碎屑的降解速率,是土壤有机碳分解周转的主要诱导因素。湿地植物则通过影响根系、微生物呼吸底物的供应以及对小气候和土壤因子的调节而影响土壤有机质的分解。湿地生源要素和生物因子还极易与土壤理化性质如温度、水分、pH值和质地等环境因素形成交互和制约,共同影响土壤碳矿化。最后,提出了进一步研究生源要素和生物因素与湿地土壤碳矿化关系需要解决的一些重要问题。     

杉木人工林土壤有机质研究

土壤有机质在养分循环、土壤理化性质等方面具有重要作用,是陆地生态系统重要的碳库,对全球碳素循环的平衡起着重要作用．本文详细阐述了杉木林地土壤有机质的性质与组成。杉木连栽对土壤有机质含量、腐殖质结合形态的影响以及林分发育过程中土壤有机质的变化,炼山、整地、施肥等经营活动对杉木林地土壤有机质的影响．杉木纯林有机质含量和质量均低于混交林,且随栽植代数的增加有机质含量和质量呈下降趋势,林地土壤肥力下降．最后提出应加强对土壤有机质周转模型、有机质组分,尤其是活性有机质以及有机质与全球碳循环关系的研究．     

南海环境微生物对聚球藻有机物质的响应

【背景】海洋浮游植物产生的有机物质与异养细菌之间的相互作用是上层海洋物质和能量循环过程中的重要组成部分。【目的】探究寡营养海域微生物群落对聚球藻有机物(Synechococcus-derived organic matter,SOM)的响应和代谢利用过程,加深对海洋微生物介导的生物地球化学循环过程的认识。【方法】利用南海海域微生物群落,添加聚球藻有机物质后黑暗培养,对培养过程中有机碳、营养盐和活性微生物群落结构的变化进行追踪。【结果】在短期的培养过程中,有60%-73%的SOM被微生物所利用。γ-变形菌(Gammaproteobacteria)在培养过程中响应最快,也是最优势微生物类群。SOM的加入改变了原位微生物群落结构,并且随着活性有机物质逐步被消耗,微生物群落结构也发生了演替。【结论】SOM中的大部分物质都属于活性有机物质,可以快速地被微生物所降解利用。不同微生物类群响应不同生物可利用性有机物质,推动了海洋物质和能量的循环。     

土壤溶解性有机质生物降解研究进展

溶解性有机质(DOM)是土壤有机质中最容易被微生物利用的一部分, 是土壤微生物代谢重要的物质和能量来源。DOM 的生物降解反映了其稳定性及在物质、能量代谢中的作用, 对土壤的碳循环和大气的温室效应有重要影响。目前, 有关DOM 生物降解的研究主要集中在降解过程的表征及其影响因素两大方面, 该文对相关问题进行了综述。表征指标可以归纳为降解率、降解速率、半衰期等矿化动力学指标和光谱指标两大类; 降解过程直接取决于DOM 分子大小、结构和微生物群落、数量和活性等直接影响因素, 而土层深度、土壤湿度、温度、土地利用和管理方式、pH等间接因素通过影响DOM 的组成结构及微生物的性质进而影响DOM 的降解过程。在此基础上, 论文指出了目前国内研究中存在的问题, 并提出了进一步研究的方向。     

湿地生物地球化学过程研究进展

1　湿地生物地球化学过程的概念及内涵营养物质在生态系统之间的输入和输出以及在生物各圈层之间进行的物质和能量交换称为生物地球化学循环 (ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ) [4 ] ,它实质上是指生物有机体及其产物与无机环境之间进行的物质交换和能量转换过程。湿地是介于陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡地带[3 ] ,它是一种特殊的生态系统 ,其独特多样的生物条件显著影响着生物地球化学过程。这些过程不仅改变了物质的化学组成 ,而且使它们在湿地内发生空间位移以及生物地球化学转化。湿地生物地球化学过程是…     

伊贝根际微生物

<正>土壤微生物是土壤中最活跃的因子,一方面是土壤天然有机体的转化者,另一方面是土壤养分的源和库,与植物营养和土壤肥力密切相关,在土壤物质和能量循环转化过程中起着重要作用。在植物的整个生长期间,根系进行着活跃的代谢作用,向根外不断分泌有机物质,这些分泌物是根际微生物的重要营养和能量来源,其成分和数量影响着根际微生物的种类和繁殖。根际微生物的数量、活性和群落结构及其变化直接影响到植物吸收水分和养分。因此,植物、土壤和微生物之间存在着相互依赖、相互作用的复杂的三边关系[1-2]。     

缙云山森林群落次生演替中土壤理化性质的动态变化

选择典型、有代表性的不同演替阶段群落,进行了植被调查和土壤分析.结果表明,土壤理化性质在演替方向和土壤剖面上表现出较强的规律.土壤有机质随植被从低级向高级演进逐渐积累,分别是19.5(X₁)、37.0(X²)、50.1(X₃)和71.6 g·kg^-1(X₄);土壤全N、碱解氮和速效钾等也呈上升趋势;土壤pH和盐基饱和度降低,阳离子交换量增加.在土壤剖面上,有机质、全N等指标表现出A＞B＞C层的趋势.灰色关联度分析表明,随着演替的进行,土壤肥力提高,物种丰富度和郁闭度也相应增加.不同群落土壤理化性质在不同季节有显著差异,但这种差异并不影响植物与土壤在大时间尺度下的演变方向.土壤理化性质的动态变化与植物演替相适应.     

Profile distribution of organic carbon and nitrogen in major soil types in the middle of Qilian Mountains

This paper studied the distribution patterns of organic carbon (OC), total nitrogen (TN), NH4+ -N, and NO3- -N in the profiles of brown calcic soil, grey cinnamon soil, chestnut soil, and alpine meadow soil in the middle of Qilian Mountains. In all test soils, the contents of OC, TN, NH4+ -N, and NO3- -N decreased with increasing soil depth, and the accumulation and decomposition of OC and various N forms differed with soil types. The average content of OC in different soil profiles changed from 14.01 to 41.17 g x kg(-1), and was in the order of grey cinnamon soil > alpine meadow soil > chestnut soil > brown calcic soil; the average content of TN changed from 1.28 to 2.73 g x kg(-1), with a sequence of alpine meadow soil > grey cinnamon soil > chestnut soil > brown calcic soil. The C/N ratio was from 11.33 to 19.22, with the order of grey cinnamon soil > chestnut soil > alpine meadow soil > brown calcic soil. NH4+ -N content changed from 5.80 to 8.40 mg x kg(-1), and was in the order of brown calcic soil > alpine meadow soil > chestnut soil > grey cinnamon soil; NO3- -N content changed from 6.57 to 15.11 mg x kg(-1), being in the order of chestnut soil > alpine meadow soil > brown calcic soil > grey cinnamon soil. The ratio of NO3- -N to NH4+ -N was 1.00-2.69, with the sequence of grey cinnamon soil > chestnut soil > alpine meadow soil > brown calcic soil. The OC and N contents in the same soil types differed significantly with the conditions of climate, vegetation, and topography (e. g. , slope aspect and slope position). Correlation analysis showed that there were highly significant nositive correlations between OC, TN, and NH4+ -N, but these three items had no significant positive correlations with NO3- -N. Furthermore, there were highly significant positive correlations between available K, NH4+ -N, and NO3- -N and between available P and OC, significant positive correlations between available P, TN, and NH4+ -N, but no significant correlations between pH, total K, and total P and OC and N.     

不同生态条件下长期施钾对土壤钾素固定影响的机理

采用X射线衍射分析技术和室内模拟法,研究了长期施钾对不同生态条件和不同轮作制度下黑土、塿土和灰漠土钾素固定的影响机理.结果表明,长期施钾对水云母含量较低土壤的钾素固定能力影响较大.与不施钾土壤相比,水云母含量较低的黑土和含量较丰富的塿土在外源钾加入浓度在400～4000 mg·kg^-1范围内,对外源钾的固定量分别降低了75～747mg·kg^-1和16～238 mg·kg^-1,而水云母含量丰富的灰漠土的固钾能力无明显变化.长期施钾主要通过影响土壤含钾矿物组成对土壤固钾能力产生影响,即延缓或阻止水云母向云母-蒙脱石混层层间矿物的转化,使土壤对外源钾的固定能力降低;另外,长期施钾使土壤缓效钾含量和K⁺饱和度增加,土壤固钾能力降低.     

中亚热带4种森林类型土壤活性有机碳的季节动态特征

2011年12月至2012年9月, 在湘中丘陵区杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、马尾松(Pinus massoniana)-石栎(Lithocarpus glaber)针阔混交林、南酸枣(Choerospondias axillaries)落叶阔叶林、石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林1 hm²的长期定位观测样地, 采集0-15 cm、15-30 cm土层土壤样品, 测定土壤微生物生物量碳(MBC)、可矿化有机碳(MOC)、易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)含量, 分析4种森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量的季节变化特征, 为揭示天然林保护与恢复对土壤有机碳(SOC)库的影响机理过程提供基础数据。结果表明: 森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量具有明显的季节动态, 且不同森林同一土壤活性有机碳组分的季节变化节律基本一致, MBC、MOC、ROC含量表现为夏、秋季较高, 春、冬季较低; DOC含量表现为春、夏、冬季较高, 秋季最低; 同一森林不同土壤活性有机碳组分含量的季节变化节律不同; 土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量与土壤自然含水率、SOC、全N、水解N、全P (除杉木人工林土壤MBC、MOC、ROC外)、速效P含量显著或极显著正相关, 与土壤pH值、全K、速效K含量相关性不显著, 表明不同森林类型外源碳库投入和土壤理化性质的差异是导致不同森林类型土壤活性有机碳含量差异显著的主要原因, 该区域森林土壤活性有机碳各组分含量的季节变化与各森林类型组成树种生长节律及其土壤水分含量和SOC、N、P的可利用性, 以及土壤活性有机碳各组分的来源有关, 森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量可作为衡量森林土壤C、N、P动态变化的敏感性指标。     

Seasonal dynamics of active soil organic carbon in four subtropical forests in Southern China

Aims The objective of this paper was to quantify the seasonal variation of active soil organic carbon in the subtropical forests for better understanding of the underline mechanisms in controlling soil organic carbon storage and dynamics in natural and restored forests in the region. Methods The study was conducted in a one-hectare permanent plot at Dashanchong Forest Park in Changsha County, Hunan Province, China. Four types of subtropical forests were selected as our study sites: (1) Cunninghamia lanceolata plantation, (2) Pinus massoniana-Lithocarpus glaber mixed forest, (3) Choerospondias axillaries deciduous broad-leaved forest, and (4) L. glaber-Cyclobalanopsis glauca evergreen broad-leaved forest. The soil samples were taken from 0-15 cm and 15-30 cm depths within each of the forests from December 2011 to September 2012. Soil microbial biomass carbon (MBC), mineralized organic carbon (MOC), readily oxidized carbon (ROC), and dissolved organic carbon (DOC) were analyzed for their seasonal changes. Important findings There existed a considerable seasonal variations of soil MBC, MOC, ROC, DOC among the forests, with a similar patterns of active organic carbon fraction. Soil MBC, MOC and ROC were significantly higher in the summer and the autumn than those in the spring and winter, while soil DOC was higher in the spring, summer and winter than that in the autumn. The seasonal variations of different active organic carbon fractions appeared different within the same forest type. Significantly-positive correlations were found between soil MBC, MOC, ROC, DOC and soil moisture content, soil organic carbon (SOC), total N, hydrolysis N, total P (except for MBC, MOC and ROC in Cunninghamia lanceolata plantation), available P, but not between soil MBC, MOC, ROC, DOC concentrations and soil pH, total K and available K. The results indicated that the differences of exogenous carbon devotion, physicochemical properties were responsible for the significant differences of soil active organic carbon, and the growth rhythm of tree species, soil moisture content, the availability of nutrient (SOC, N and P), and the sources of soil active organic carbon fractions made a major contribution to seasonal variations of soil active organic carbon. Soil MBC, MOC, ROC, and DOC could be used as sensitivity indexes to assess the dynamics of soil C, N and P.     

羊草草原土壤微生物的分布及其与土壤因子间的关系

 本文较系统地研究了东北羊草草原土壤微生物的分布规律和环境因子对微生物分布的制约作用。结果表明：微生物的数量、生理群的数量及微生物总生物量在羊草和杂草群落土壤生境中均最高,而碱茅和碱蓬群落生境中最低,隐子草群落生境居中。土壤全磷、全氮、全钾、pH和活性有机质对微生物有较大的直接作用,通径系数为6.15—2.02。全氮—全磷、活性有机质-全磷、pH-全磷、pH-全钾、全钾—全磷、活性有机质—全氮、活性有机质—全钾和有机质—全氮之间的间接作用对微生物影响最明显,作用系数为5.94—2.90,其余因素的作用相对不显著。     

小麦残茬落叶的分解与土壤生物化学动态关系的研究

对高寒地区小麦残茬落叶在农田土壤的分解与土壤生物化学的动态关系进行了较系统的研究。结果表明：小麦残茬落叶分解的最大速率在7月(12.14×10-3g·g-1·d-1),呈单峰曲线变化。14种土壤生物化学因素对小麦残茬落叶的分解和有机物质的转化既表现出明显的季节变化规律,又具有明显的阶段性作用特征。对小麦残茬落叶分解的灰色关联序为：x1(0.914)>x4(0.880)>x3(0.855)>x12(0.852)>x14(0.802)>x2(0.799)=x11(0.799)>x8(0.788)>x10(0.775)>x9(0.760)>x13(0.709)>x5(0.700)>x7(0.694)>x6(0.657),并选择性地建立了小麦残茬落叶分解的GM(0,6)灰色预测模型：y(k)＝13.5x1(k)+23.75x4(k)-15.0x3(k)-16.5x12(k)-0.5x14(k)+5.0x2(k)-1.6     

农田土壤动物和微生物与生物化学动态关系的研究

研究了农田土壤动物和微生物的季节动态与土壤生物化学特征之间的关系 ,并利用灰色理论与方法进行分析。结果表明 ,土壤生物和土壤生物化学特征均有明显的季节性变化。而土壤动物和微生物的季节动态与土壤生物化学特征之间也具有明显的相关性。其中关系最大的生物化学特征是过氧化氢酶、脱氢酶、无机磷转化作用和枯枝落叶分解速率。并建立了 5个灰色数学模型 [GM(1,5 ) ]。     

有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响

研究了不同有机肥施用(鸡粪、猪粪、牛粪)对夏玉米田土壤CO2和CH4通量的影响.结果表明,不同处理的CO2通量具有相同的季节变化趋势,受土壤温度和湿度的共同影响,土壤CO ₂通量和大气温度、地表温度、地下温度呈显著正相关,当温度不是限制因子的时候,CO₂通量和土壤水分含量呈显著正相关(P<0.05).玉米整个生长季大部分时间土壤为CH₄的吸收汇,源汇的变化受环境因子的影响,但是相关分析并不显著.不同处理的土壤CO₂季节平均排放通量为0.5124～0.8518 g·m^-2·h^-1,和CK₂相比,玉米种植促进了CO₂的排放,施用有机肥也增加了CO₂的排放,所有有机肥处理的平均排放通量和CK₂差异显著,但只有S₂和P₂和CK₁的差异显著.不同处理农田土壤CH4的季节平均通量为-0.0068～-0.0484 mg·m^-2·h^-1,有机肥施用抑制了土壤对CH₄的吸收,施肥量高抑制作用强,但是统计分析差异并不显著.