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。     

应用PLFA方法分析长期不同施肥处理对玉米地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物群落被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,指示土壤质量变化,决定着土壤的生态功能.为了探讨长期施肥处理(1987～2004年)对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定了沈阳农业大学棕壤长期定位试验站玉米地不同施肥土壤微生物生物量的活性部分及群落结构的变化情况.结论:长期施肥处理都能提高土壤微生物总生物量、细菌生物量及真菌生物量,特别是有机肥和有机无机肥配施在整个生育期对微生物总生物量的增加作用比较明显.真菌的生长与季节变化和玉米生育的关系较为密切,各施肥处理土壤真菌含量在抽雄期都明显降低.长期不同施肥处理可以改变土壤微生物群落结构,单施氮肥处理土壤微生物群落结构与长期不施肥处理较为相似,没有明显的优势种群.施用有机肥和有机无机配施的土壤微生物群落均以含a15:0, i15:0, cy17:0, i16:0, 16:1w7t,10Me18:0和15:0的微生物为优势种群.土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾是微生物生长和活性的主要能源和营养因子.     

施用有机肥对黑土团聚体有机碳的影响

采用湿筛法对不同处理下的黑土进行分离, 得到4种不同大小（>2 000、2 000～250、250～53、<53 μm）的团聚体,利用密度分组法分离出游离的轻组（free LF）和团聚体内的颗粒有机质（iPOM）,以评价有机肥对黑土团聚体有机碳的影响.结果表明：与对照相比,施用有机肥显著增加了土壤的团聚化作用,可在一定程度上抵消耕作对团聚体的破坏作用,减缓团聚体的周转.团聚体内细颗粒有机碳（fine iPOM-C）含量显著高于粗颗粒有机碳(coarse iPOM-C)含量,说明施用有机肥有利于团聚体内细颗粒有机碳的积累,是施用有机肥条件下黑土团聚体内碳固定的主要形式.     

不同施肥处理黑土覆膜后秸秆碳氮在团聚体中的固存特征

地膜覆盖是提高作物产量的重要措施,理解覆膜条件下黑土团聚体中外源碳和氮的固存特征,为深刻认识地膜覆盖措施的可持续应用提供理论依据。选取长期定位试验站(29年)不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥配施化肥(MNPK)3个典型施肥处理,表层土壤(0—20 cm)添加¹³C¹⁵N双标记玉米秸秆后设置裸地和覆膜的田间原位微区培养试验,探讨不同施肥处理结合覆膜黑土团聚体中有机碳和全氮对秸秆来源碳和氮的响应。结果表明,与裸地相比,所有处理覆膜后微团聚体(<0.25 mm)中秸秆来源碳和氮的含量平均降低了26.49%和32.05%。覆膜MNPK与裸地处理相比大团聚体(>0.25 mm)中秸秆来源碳和氮的含量显著降低了35.58%和15.97%,但大团聚体中原土壤有机碳的含量提高了9.16%。在CK和NPK处理微团聚体中,秸秆来源碳占该粒级团聚体有机碳的比例表现为覆膜>裸地,而在MNPK处理各粒级团聚体中则表现为裸地>覆膜。无论覆膜与否,秸秆来源碳对团聚体有机碳和秸秆来源氮对团聚体全氮的贡献率受施肥处理的影响表现为CK>N...     

长期施肥对黑土团聚体分布和碳储量变化的影响

用干筛与湿筛2种方法测定了22年长期田间定位试验地土壤风干及水稳性团聚体含量,研究了施肥对黑土团聚体组成、有机碳含量及有机碳库储量的影响。试验设不施肥（CK）、无机肥（NP、NPK）和无机-有机肥配施（NPK+OM）4个处理。结果表明,黑土团聚体以0.25～1 mm团聚体为主。经过湿筛法土壤各粒级水稳性团聚体含量重新分配,表现为以0.25～1 mm粒级为中心,大团聚体含量减少,微团聚体含量增加。与长期不施肥比较,长期施用化肥及有机-无机肥配施显著增加了>2 mm大团聚体含量和0.05～0.25 mm微团聚体含量,各级团聚体有机碳含量显著增加,总有机碳及各级团聚体储量增加,有机质积累,土壤结构得到改善,固碳潜力增加,有机-无机配施效果更加明显。     

不同肥力棕壤全氮和微生物量氮对外源玉米残体氮的响应

以棕壤玉米长期连作定位试验(27a)形成的高低两种肥力水平土壤为研究对象,采用~(15)N标记的玉米植株为试验试材,分别向两种土壤中加入玉米根、茎、叶(共8个处理),采用室内模拟培养与~(15)N同位素示踪技术,旨在弄清玉米根、茎、叶添加后不同肥力土壤全氮含量及微生物量氮的变化规律。结果表明:(1)添加玉米根、茎、叶后低肥力棕壤全氮含量提升幅度分别比高肥力棕壤高5.75%、4.77%和3.75%,外源新氮的贡献率分别比高肥力棕壤高3.54%、3.28%和2.49%,说明不同肥力土壤对玉米残体添加的响应程度不同,低肥力棕壤对外源新氮施入后的响应更敏感,固定能力更强。(2)在添加玉米残体的56d培养时间内,低肥力棕壤中微生物量氮平均增加0.83—0.98倍,高肥力棕壤中微生物量氮平均增加0.87—1.56倍,可以看出不同部位玉米植株添加后均能显著促进土壤微生物量氮的积累,说明外源有机物输入是刺激土壤微生物数量和活性的重要因素,并且在高肥力土壤中刺激作用更加显著。此外,高肥力土壤添加茎和叶处理微生物量氮显著高于根添加处理,但低肥力土壤中根、茎和叶添加处理土壤中微生物量氮之间无显著差异。外源有机氮输入对土壤氮库的贡献与土壤的肥力水平及不同残体部位自身的物质组成特性密切相关。     

基于结构方程模型的东北地区主要旱田土壤有机碳平衡关系研究

土壤有机碳平衡是一个复杂的过程,是潜变量与潜变量,潜变量与可测变量及可测变量之间相互作用的结果。结构方程模型的建立很好地描述了这一复杂关系。应用2011年东北地区敦化、榆树、公主岭、昌图和阜新5个典型县(市)农田表层土壤有机碳(0—20 cm)数据,建立了东北地区主要旱田土壤有机碳平衡关系结构方程模型,探讨了影响有机碳平衡关系的各潜变量和可测变量的相互影响关系。结果表明:在土壤有机碳的平衡过程中,潜变量之间(气候环境、土壤性质和人为管理)具有两两相关性,土壤性质对有机碳平衡具有直接正向作用,其路径系数为1.01;气候环境和人为管理通过土壤性质传递并影响土壤有机碳平衡,且气候环境的影响力大于人为管理的影响力,其路径系数分别为1和0.87。因此,针对有机碳平衡关系计算出的路径系数,需要强化人为管理在土壤有机碳平衡过程中的作用,特别要在耕作方式上加强管理,促使有机碳平衡向更优化方向发展。