不同熟化措施对黑土母质发育的新成土壤有机碳库的影响

基于8年田间定位试验,采用土壤团聚体分组和闭蓄态微团聚体分离技术,将土壤有机质分为总粗颗粒有机质(活性碳库)、总细颗粒有机质(慢性碳库)和总粉黏粒(惰性碳库) 3个组分,探讨不同熟化措施对黑土母质发育而成的新成土壤总有机碳库及不同活性有机碳库的影响,为黑土严重侵蚀地区母质表露后土壤肥力的快速恢复提供依据。试验设置自然恢复(NatF)、苜蓿种植(Alfa)、无肥(F0C0)、化肥(F1C0)、低量有机肥与化肥配施(F1C1)、高量有机肥与化肥配施(F1C2)等6个熟化处理。结果表明:黑土母质经过8年不同熟化处理后,土壤总有机碳和各组分有机碳含量均显著提高;与NatF相比,有机肥与化肥配施(F1C2和F1C1)对土壤总有机碳的提升作用最为明显,增幅分别为60.7%和41.2%;Alfa其次,增幅18. 2%;F0C0或F1C0处理土壤总有机碳与NatF间无显著差异;F1C2和F1C1处理土壤3个组分有机碳含量均显著高于其他熟化处理,与F1C1相比,F1C2处理对各组分有机碳提升作用更为明显;与NatF相比,Alfa处理土壤有机碳的增加主要表现为粉黏粒结合有机碳的增加;F1C0和F0C0处理土壤总细颗粒有机质和总粉黏粒中有机碳与NatF间无显著差异,总粗颗粒有机质中有机碳含量低于NatF。研究表明,在米豆轮作和传统耕作体系下,农田生态系统高量有机物料投入配施化肥能够加速黑土母质的熟化进程,快速提高土壤中活性碳库和惰性碳库的容量,是严重退化黑土有机质快速提升的有效措施。     

中亚热带不同母质发育森林土壤磷组分特征及其影响因素

本研究以福建三明砂岩和花岗岩发育的米槠林土壤和杉木林土壤为对象,分析土壤磷组分、铁铝氧化物、微生物生物量以及磷酸酶活性等指标,研究母质和森林类型对土壤磷组分的影响程度和机制。结果表明: 母质和森林类型显著影响土壤不同磷组分含量。总体上,砂岩发育土壤全磷含量、活性无机/有机磷、中等活性无机/有机磷以及惰性磷含量均显著高于花岗岩发育土壤,并且砂岩发育米槠林土壤活性有机磷含量、中等活性无机/有机磷以及惰性磷含量显著高于砂岩发育杉木林土壤,而花岗岩发育米槠林与杉木林土壤磷组分的含量差异不显著。花岗岩发育的2种森林土壤酸性磷酸酶(ACP)活性显著高于砂岩,而砂岩发育米槠林土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量磷(MBP)显著高于砂岩发育杉木林土壤。土壤不同磷组分的含量与土壤不同形态铁铝氧化物含量、MBP、MBC呈显著正相关,而与土壤pH、ACP呈显著负相关,表明土壤母质和森林类型可能主要通过土壤铁铝氧化物赋存形态、ACP、MBP等生物及非生物因子影响中亚热带森林土壤磷组分分配特征。     

中亚热带不同母质和森林类型土壤生态酶化学计量特征

土壤生态酶化学计量比作为衡量土壤微生物能量和养分资源限制状况的重要指标,是当前生态学领域研究的热点之一,然而关于土壤母质和森林类型在调控土壤生态酶化学计量比中所扮演的角色及作用机制尚不明确。分别以砂岩和花岗岩发育的米槠林和杉木林土壤为研究对象,通过测定土壤物理化学性质、微生物量碳、氮和磷及土壤酶活性,探讨不同母岩发育的米槠林和杉木林土壤生态酶化学计量特征。结果显示,花岗岩发育的土壤酸性磷酸酶活性(AP)显著高于砂岩发育的土壤,βG:AP和NAG:AP的值显著低于砂岩发育的土壤。其中,花岗岩发育的米槠林土壤βG:AP和NAG:AP的值都显著高于杉木林,砂岩发育的土壤βG:AP和NAG:AP的值在两个林分间呈相反的结果。结果表明土壤生态酶化学计量比能够反映不同森林土壤之间磷养分限制强度,花岗岩比砂岩土壤受磷养分限制更严重。相关分析表明,土壤酶活性及生态酶化学计量比与土壤生物因子和非生物因子密切相关,而冗余分析发现土壤pH、总磷(TP)和微生物量碳(MBC)分别解释土壤酶活性和生态酶化学计量比变异的56.9%、27.9%和12.3%。未来森林经营及管理应考虑土壤母质和森林类型差异对区域森林土壤养分循环的影响。     

亚热带红壤区森林土壤剖面微生物残体碳分布及影响因素

土壤剖面中20cm以下土壤有机碳(SOC)储量占土壤剖面总SOC储量50%左右,由于土壤微生物残体碳(MRC)是稳定土壤碳库的重要来源,因此研究土壤剖面中MRC对SOC的贡献对于评估土壤碳储量具有重要意义。然而,目前关于MRC含量及其对SOC贡献的研究多数集中在土壤表层,在土壤剖面和母质中尚不清楚。选取江西省千烟洲亚热带典型森林红壤剖面,通过氨基糖与磷脂脂肪酸(PLFA)微生物标志物分析方法,分析红壤剖面和母质中MRC的影响机制及其对SOC贡献的分布特征。研究结果表明：(1)MRC含量随着土壤剖面深度增加而显著降低(P<0.05),在整个土壤剖面中,细菌MRC对SOC贡献为6%—12%,真菌MRC对SOC贡献为12%—36%,MRC对SOC贡献为18%—46%。从土壤表层至母质,真菌MRC对SOC贡献高于细菌MRC。(2)结构方程模型结果表明,在土壤剖面中,MRC含量主要受到微生物-PLFA含量、容重和溶解态有机碳含量的影响。研究量化了红壤剖面中MRC对SOC的贡献,表明在20cm以下土壤及母质中,微生物残体碳对红壤地区生态系统碳库具有重要贡献。     

天山北坡不同环境条件下雪岭云杉(Picea schrenkiana)林限土壤属性

为了研究干旱区天山北坡中山带长达1000余公里的单建群种山地针叶林的空间分布原因,选择精河、玛纳斯、阜康和巴里坤中山带作为四种不同的环境条件,通过对不同环境条件雪岭云杉(Picea schrenkiana)上、下限土壤的采样与分析,探讨土壤因素对天山北坡中山带雪岭云杉分布的控制作用.雪岭云杉在天山北坡的连续分布主要是水热组合条件和土壤因素相互作用的结果,上、下限土壤属性变化与环境条件变化间存在着紧密的联系,表现为降雨量丰富的玛纳斯林区土壤肥力较高,但CaCO3含量较低,而降雨量较小的巴里坤和精河林区土壤肥力较差,但CaCO3含量较高.虽然长达1000余公里的雪岭云杉中山带环境条件差异较大,但其土壤属性变化均在雪岭云杉发育所需土壤条件的允许范围之内,这主要是受土壤成土母质、不同海拔高度的降雨量、地形、局地环流等因素的共同影响.     

关于石油母质来源的探讨

浮游微藻是海洋和湖泊中的初级生产力,生物量巨大,平均脂类含量高,是沉积岩中有机质的主要母质来源,对石油和天然气的形成贡献最大。对下辽河坳陷早第三纪的大量微体浮游藻类化石研究表明,该坳陷油气资源的形成和微体浮游藻类,特别是沟鞭藻的大量存在密切相关,浮游藻类是该坳陷盆地油气形成有机质来源的重要基础之一。在微藻热模拟成烃实验中引入成岩早期生物、地化因子的影响,使模拟实验更接近自然界的实际情况。对微藻来源的生物标志物研究表明,作为高盐环境重要标志物的2,6,10,14,18—五甲基二十烷也可能来源于藻类生物。在藻类热模拟产物中发现惹烯的存在,提示在解释油气藏的生物母质来源时必须特别谨慎。     

黑土母质熟化过程微生物群落碳源代谢特征

东北黑土区由于表土丧失,母质裸露等问题,严重威胁粮食生产和生态环境,通过揭示母质肥力形成过程中微生物群落的碳源利用特征可以让人们更好的理解肥力形成过程中相关微生物过程。以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验为材料,研究母质不同熟化过程下微生物群落碳源代谢特征,结果表明:苜蓿草熟化过程(PAfl)、农田化肥配施有机物熟化过程(PCS+F+OM)可培养微生物数量最多。自然熟化过程(PNat)、苜蓿草熟化过程、农田化肥农产品全循环熟化过程(PCS+F+BM)、农田化肥加有机肥配合型熟化过程可以将微生物活性提高到常规农田黑土的水平。不同熟化过程下微生物群落对单个碳源的利用不同。主成分分析表明自然熟化过程、农田化肥投入熟化过程(PCS+F)、农田化肥农产品全循环熟化过程、农田化肥加有机肥配合型熟化过程与常规农田黑土微生物代谢特征类似。研究表明不同母质熟化过程通过影响微生物群落结构导致对各个碳源的利用发生变化,最终改变了整体碳源代谢特征。     

茶树根际土壤磷的解吸特性

为了探明茶树根际土壤磷的释放过程与供应机制,采用外源磷吸附培养方法,研究了不同母质、不同种植年限茶树根际土壤磷的解吸过程与特性,并用最小二乘法进行最优函数拟合.结果表明:茶树根际土壤与非根际土壤磷的解吸过程有明显的差异.茶树根际土壤的磷解吸能力极显著高于非根际土壤;与非根际土壤相比,根际土壤的平均有效磷含量、平均解吸率和平均β值(单位吸附量中的解吸量)分别高出5.49 mg.kg-1、1.7%和24.4%.不同成土母质发育的茶树根际土壤磷解吸能力为花岗岩风化物>第四纪红色粘土>板页岩风化物.随着种植年限的延长,3种母质茶树根际土壤的有效磷与磷解吸能力均有不同程度地提高.     

亚热带不同稻田土壤溶解性有机碳的剖面分布特征

通过选取亚热带5种不同母质发育的稻田土壤(黄泥田Ⅰ、黄泥田Ⅱ、麻砂泥、红黄泥、河沙泥),按土壤发生层次采集剖面样品,研究土壤溶解性有机碳(DOC)的剖面分布特征及其与土壤有机碳(SOC)的关系,并探讨DOC的剖面迁移规律及影响因素.结果表明:稻田土壤剖面DOC含量介于13.61 ～90.34 mg · kg-1,以耕作层(A/Aa和Ap)最高,平均达到69.40 mg·kg-1,耕作层以下相对较低.除河沙泥外,其余4种稻田土壤剖面DOC含量并未随土层深度的增加而逐渐降低,而是在渗育层(P)及以下的某些土层(如We/W2层、C层)出现DOC含量较上一层次升高的现象.这可能与稻田土壤剖面特殊的DOC淋溶和淀积、生物降解、矿物相吸附和氧化还原状况有关.DOC/SOC的比例介于0.21％～1.31％,以耕作层土壤最低,表下层土壤相对较高,反映稻田表下层土壤SOC的活性较耕作层明显增强,在人为干扰(如翻耕)下,表下层土壤SOC可能更容易损失.相关分析表明,DOC与SOC呈显著正相关,剖面SOC含量对DOC的剖面分布具有决定作用.从维持土壤质量和固碳减排的角度看,应针对不同类型稻田土壤采取不同的耕作和管理措施.     

广东省主要母质发育水稻土对磷的吸附特性

对广东省５种不同母质上发育的水稻土进行了Ｐ素等温吸附试验。结果表明,供试土壤的等温吸附数根据与Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｔｅｍｋｉｎ３个方程能很好地拟合,但以Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程拟合程度最好（相关系数从０．９９５＊＊到０．９９９＊＊）。利用Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程计算的Ｐ最大吸附量（Ｘｍ）和吸附强度因子（Ｋ）的乘积（ＫＸｍ：Ｐ吸附特性值）可以作为水稻土吸附Ｐ素的综合指标,ＫＸｍ的大小可以