土壤保肥-供肥机理及其调节Ⅱ.棕壤型菜园土的腐殖质结合形态及其肥力学意义

采自辽宁省不同地区的１５对棕壤型菜园土肥、瘦地及其各粒级微团聚体的有机质储量和腐殖质结合形态的研究表明,肥地及其各粒级微团聚体的有机质和各结合形态腐殖质的含量与松结态腐殖质占有机质总量的比例均比瘦地及其各相应粒级微团聚体的高,稳结态腐殖质的比例较小,紧结态腐殖质的比例肥瘦地大体相当．无论肥地或瘦地,小粒级微团聚体的有机质和各结合形态腐殖质的含量及松、稳结态腐殖质占有机质总量的比例均较大粒级的高,而紧结态腐殖质则相反,表明大、小粒级微团聚体具有不同的肥力学意义     

土壤保肥—供肥机理及其调节Ⅲ.棕壤型菜园土的N素保持与供应

对辽宁省北部、中部及南部棕壤型菜园土１５ 对肥、瘦地Ｎ 素保持与供应性能的研究表明,绝大多数肥地及其各粒级微团聚体的全Ｎ 量、ＮＨ＋４ 吸附与解吸量均大于瘦地及其各相应粒级微团聚体的,而ＮＨ＋４ 解吸率则相反．除了大粒级微团聚体外,肥、瘦地及其小粒级微团聚体全Ｎ 储量与ＮＨ＋４ 吸附与解吸性能均有显著差异．肥、瘦地微团聚体的ＮＨ＋４ 吸附与解吸量均随粒径的增大而降低,解吸率则随之升高．ＮＨ＋４ 吸附与营养物质或酶活性等大多没有显著的线性相关关系;肥地及各粒级微团聚体ＮＨ＋４ 解吸与土壤有机质及其结合形态、全Ｎ 含量、脲酶与磷酸酶活性等呈显著线性正相关,瘦地及其各相应粒级微团聚体的与营养物质含量和酶活性均无显著线性相关关系．     

土壤保肥-供肥机理及其调节Ⅲ.棕壤型菜园土的N素保持与供应

对辽宁省北部、中部及南部棕壤型菜园土15对肥、瘦地N素保持与供应性能的研究表明,绝大多数肥地及其各粒级微团聚体的全N量、NH₄⁺吸附与解吸量均大于瘦地及其各相应粒级微团聚体的,而NH₄⁺解吸率则相反。除了大粒级微团聚体外,肥、瘦地及其小粒级微团聚体全N储量与NH₄⁺吸附与解吸性能均有显着差异。肥、瘦地微团聚体的NH₄⁺吸附与解吸量均随粒径的增大而降低,解吸率则随之升高。NH₄⁺吸附与营养物质或酶活性等大多没有显着的线性相关关系;肥地及各粒级微团聚体NH₄⁺解吸与土壤有机质及其结合形态、全N含量、脲酶与磷酸酶活性等呈显着线性正相关,瘦地及其各相应粒级微团聚体的与营养物质含量和酶活性均无显着线性相关关系。     

土壤保肥—供肥机理及其调节Ⅰ.棕壤型菜园土的P素保持与供应

对辽宁省北部、中部及南部的棕壤型菜园土１５对肥、瘦地的保Ｐ供Ｐ性能的测定表明,在绝大多数供试土样中,肥地及其各粒级微团聚体的全Ｐ量、Ｐ解吸量及Ｐ解吸率均大于瘦地及其各相应粒级微团聚体的,Ｐ吸附量则相反．不论肥地或瘦地,＜１０μｍ微团聚体均比＞１０μｍ微团聚体具有更大的Ｐ吸附能力．供试菜园土的＜１０μｍ微团聚体亦具有较大的供Ｐ潜势,其Ｐ解吸率比其他农用土壤相同粒级微团聚体的大１个数量级．     

土壤保肥-供肥机理及其调节 Ⅰ.棕壤型菜园土的P素保持与供应

对辽宁省北部、中部及南部的棕壤型菜园土15对肥、瘦地的保P-供P性能的测定表明,在绝大多数供试土样中,肥地及其各粒级微团聚体的全P量、P解吸量及P解吸率均大于瘦地及其各相应粒级微团聚体的,P吸附量则相反。不论肥地或瘦地,<10μm微团聚体均比>10μm微团聚体具有更大的P吸附能力。供试菜园土的<10μm微团聚体亦具有较大的供P潜势,其P解吸率比其他农用土壤相同粒级微团聚体的大1个数量级。     

稻田免耕和稻草还田对土壤腐殖质和微生物活性的影响

为了阐明免耕和稻草还田土壤固碳机制,研究了无稻草还田免耕（NT）、无稻草还田常耕（CT）、稻草还田免耕（NTS）和稻草还田常耕（CTS）对水稻不同生育期不同土层（0—5,5—12,12—20cm）土壤腐殖质形态、含量及微生物活性的影响。结果表明,免耕（NT和NTS）处理显著增加0—5 cm土层土壤游离松结态、联结态和稳紧结态腐殖质含量和游离松结态腐殖质占总腐殖质的比例,且免耕对土壤各结合态腐殖质含量的影响程度有随生育期的推后而增加的趋势;5—12cm和12—20cm土层土壤各结合态腐殖质含量和0—20cm各土层微生物活性有减少趋势;在水稻分蘖期免耕对微生物活性影响很弱,在水稻拔节—灌浆期免耕处理显著降低5—12 cm土层土壤微生物活性,相反,免耕却增加水稻成熟期0—5 cm土层的微生物活性;另一方面,稻草还田（CTS和NTS）显著提高土壤各结合态腐殖质含量,尤其是0—5 cm土层、游离松结态腐殖质及水稻生育后期;CTS处理显著增加分蘖期—孕穗期0—20 cm土层的呼吸强度,而稻草还田显著增加孕穗期—成熟期0—5cm土层的纤维素分解强度。可见,通过增加土壤腐殖质含量和各结合态腐殖质含量并改变微生物活性免耕有利于表土层碳的固定作用,而免耕与稻草还田相结合更有利于土壤碳的积累。     

长期定位施肥对保护地土壤腐殖质结合形态的影响

以长期定位施肥蔬菜保护地土壤为材料,研究了不同施肥处理土壤中结合态腐殖质含量及其相关性变化.结果表明,有机肥与无机肥配施松结态腐殖质含量高于单施无机肥的相应处理,但相对含量呈现相反趋势;稳结态腐殖质相对较稳定,没有明显变化;紧结态腐殖质绝对含量及百分含量都明显高于单施无机肥处理,其中以配施有机肥与氮磷钾肥最高,为11.53 g·kg^-1;长期定位施用有机肥后保护地土壤松/紧比值呈降低趋势, 其中有机肥与氮磷钾肥配施处理的松紧比值最低,为1.10.     

若尔盖退化高寒草甸土壤团聚体结合有机碳的变化

选取若尔盖沼泽化草甸及其不同退化程度为研究对象,利用湿筛法进行团聚体分级,并测定各组分有机碳含量,研究了高寒草甸退化对土壤有机碳(SOC,Soil Organic Carbon)、团聚体以及团聚体结合有机碳(OC,Organic Carbon)的影响,旨在从土壤团聚体及其内部组成的角度去解析SOC的变化特征及机制。结果显示：1)退化使大团聚体比例降低且内部组成改变,团聚体稳定性降低。2)退化使各粒级团聚体及大团聚体内部组分结合OC含量均显著降低。3)大团聚体及其内部粗颗粒有机质中OC储量减少是退化中土壤有机碳流失的主要形式,微团聚体、闭蓄态微团聚体和闭蓄态黏粉粒中OC储量随退化增加。4)退化显著降低了高寒草甸SOC含量和储量,表层(0—10 cm)SOC含量变化主要决定于微团聚体和大团聚体OC含量,亚表层(10—20 cm)SOC含量主要受大团聚体OC含量和团聚体平均重量直径(MWD)影响;对于SOC储量,团聚体MWD是表层SOC储量的最重要影响因素,而亚表层SOC储量取决于团聚体组成、土壤理化性质和大团聚体OC含量的综合作用。研究结果表明,改善土壤团聚体组成和稳定性,增加大团聚体有机...     

土壤保肥-供肥机理及其调节Ⅳ.棕壤型菜园土肥力的调节与培育及其作用实质

棕壤型菜园土肥、瘦地盆栽试验对土壤肥力的调节培育及作用实质的研究表明,在不同的培肥措施下,肥、瘦地的营养物质含量与对照相比没有普遍提高,而土壤微团聚体的团聚度增加,不同粒级微团聚体的比例更趋合理.土壤生产力水平与土壤肥力水平的本质代表-特征微团聚体比例间没有显著的相关关系.试验证明土壤肥力培育的实质在于从根本上改变了土壤的保肥供肥能力,而基于土壤本质属性的土壤特征微团聚体的比例比土壤营养物质含量与土壤生产力水平更适于作为土壤肥力水平及培肥效果评价的指标.     

秸秆还田对稻田土壤水稳性团聚体养分及其生态化学计量比的影响

以福州平原早、晚稻田为研究对象,分析了秸秆还田对早、晚稻田土壤不同粒级水稳性团聚中TC、TN、TP含量及其计量比的影响。结果表明:秸秆还田之后,早稻土壤各粒级水稳性团聚体中,TC、TN、TP含量以及TC∶TN均不同程度增加,且在1~2 mm粒级水稳性团聚体中,TC、TP含量及TC∶TN分别增加42.3%、22.2%和29.1%(P0.05);各粒级水稳性团聚体中,TN∶TP均不同程度减小,TC∶TP则无明显变化规律;秸秆还田后,晚稻土壤1~2 mm粒级水稳性团聚体中TC、TP显著降低(P0.05),而各粒级水稳性团聚体中TC∶TN基本无变化,TC∶TP和TN∶TP则在1~2 mm粒级水稳性团聚体中增大,其余粒级团聚体中减小;从团聚体粒级角度看,早、晚稻土壤中TC、TN、TP主要分布在水稳性大团聚体中(0.25~2 mm粒级),团聚体粒级越小,养分含量越少;秸秆还田后,晚稻土壤水稳性大团聚体对土壤养分贡献率增大,水稳性微团聚体(0.25 mm粒级)养分贡献率则降低;总体上,早、晚稻田中,1~2 mm粒级水稳性团聚体对秸秆还田响应显著;秸秆还田对福州稻田水稳性团聚体中养分含量有影响,对其化学计量比的影响则不明显。     

长期植稻年限序列水稻土团聚体有机碳分布特征

通过开展有机质物理分组试验,研究了杭州湾南岸不同植稻年限序列水稻土有机碳含量的粒级分布变化特征.结果表明: 各植稻年限耕层水稻土中,土壤团聚体主要分布在微团聚体(<0.25 mm)中,其中大微团聚体(0.053～0.25 mm)随着植稻年限的增加而减少;在微团聚体(0.053~0.25 mm,<0.053 mm)中,有机碳含量随着植稻年限的增加而增加,在0.053～2 mm粒径范围内,各粒级有机碳占总有机碳比例随着粒级的减小而增加,有机碳主要集中在大微团聚体(0.053～0.25 mm)中;随着种植年限的增加,颗粒有机碳含量减少.栽培年限长的水稻土比栽培年限短的水稻土碳封存量大,早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力.     

典型黑土区不同生态系统土壤团聚体有机碳分布特征

基于团聚体分组和闭蓄态微团聚体分离技术,利用典型黑土区27年长期定位试验,研究草地生态系统、农田生态系统和裸地生态系统下土壤团聚体及团聚体内部组分中有机碳的分布,以解析不同生态系统下土壤团聚体和有机碳固持间的关系,揭示黑土有机碳的物理稳定性机制。结果显示:与农田相比,草地土壤有机碳含量显著提高7.6%;裸地土壤有机碳含量显著下降14.1%。草地促进了大团聚体(250μm),尤其2000μm团聚体的形成,提高了土壤团聚体的稳定性;裸地则降低了土壤的团聚化程度及稳定性,大团聚体和微团聚体含量下降,粉粘粒含量相应增加。草地大团聚体中有机碳含量显著高于农田,且内部各组分有机碳含量均有显著提高,其中粗颗粒有机质、闭蓄态微团聚体和粉黏粒有机碳含量增幅分别为600%、54%和65%;裸地增加了粉粘粒结合有机碳含量,降低了大团聚体和微团聚体中有机碳含量,且大团聚体和微团聚体内部各组分有机碳含量均有所下降。3种生态系统类型土壤均以总粉粘粒结合有机碳为主,占土壤总有机碳52%—79%,其作为惰性碳库是黑土有机碳的重要组成部分。黑土有机碳的累积或损失主要表现为活性较强的有机碳库-团聚体中颗粒有机质的增加或减少,与农田相比,草地土壤有机碳的累积主要归因于大团聚体中粗颗粒有机质的增加,为总有机碳增量的3倍;裸地土壤有机碳的损失主要归因于微团聚体中总细颗粒有机质的减少,对总有机碳损失的贡献率为60%。     

长期施肥对土壤养分库的影响

扼要地概述了国内外近年来关于长期施肥条件下土壤养分库的动态与平衡方面的研究成果。主要介绍并讨论了土壤氮、磷、钾养分全量及有效量的动态变化 ,土壤有机碳含量的动态变化 ;铵态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解未知态氮、非水解残渣氮及微生物体氮在土壤氮库中的动态变化 ;Ca2 P、Ca8 P、Al P、Fe P、闭蓄态磷 ,活性有机磷、中度活性有机磷、中稳性有机磷、高稳性有机磷及微生物体磷在土壤磷库中的动态变化 ;土壤碳库中松结态腐殖质、稳结态腐殖质、紧结态腐殖质以及富里酸和胡敏酸的动态变化 ;长期施肥对土壤有机无机复合状况的影响 ;农田土壤养分库的养分循环与养分平衡。还指出了当前土壤养分库研究面临的一些问题 ,并提出了今后研究的几个热点内容     

长期植稻年限序列水稻土团聚体有机碳分布特征

通过开展有机质物理分组试验,研究了杭州湾南岸不同植稻年限序列水稻土有机碳含量的粒级分布变化特征.结果表明: 各植稻年限耕层水稻土中,土壤团聚体主要分布在微团聚体(<0.25 mm)中,其中大微团聚体(0.053～0.25 mm)随着植稻年限的增加而减少;在微团聚体(0.053~0.25 mm,<0.053 mm)中,有机碳含量随着植稻年限的增加而增加,在0.053～2 mm粒径范围内,各粒级有机碳占总有机碳比例随着粒级的减小而增加,有机碳主要集中在大微团聚体(0.053～0.25 mm)中;随着种植年限的增加,颗粒有机碳含量减少.栽培年限长的水稻土比栽培年限短的水稻土碳封存量大,早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力.     

北京地区栓皮栎和油松人工林土壤团聚体稳定性及有机碳特征

通过野外调查与室内分析,研究了北京地区栓皮栎和油松人工林土壤水稳性团聚体稳定性及有机碳分布特征.结果表明:在两种人工林内,大团聚体含量均随土层加深呈减少的趋势.其中,油松人工林中大团聚体(>0.25mm)含量占总团聚体的71%～77%;栓皮栎人工林中大团聚体含量(51%～58%)与微团聚体(≤0.25mm)含量(42%～49%)差异不明显.油松人工林土壤平均质量直径和几何平均直径均显著高于栓皮栎人工林,分形维数D值小于栓皮栎人工林.在两种林分中,土壤各粒级团聚体有机碳含量均随土壤层次的加深呈现逐渐降低的趋势.油松人工林中水稳性大团聚体的有机碳对土壤有机碳的贡献率为58%～83%,高于栓皮栎人工林水稳性大团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率(49%～66%).油松人工林比栓皮栎人工林更利于土壤水稳性团聚体的稳定和土壤有机碳的保护.     

天山高寒草原土壤团聚体结构与养分含量对模拟氮磷沉降的响应

为更好地理解高寒草原土壤团聚体结构及其养分含量对氮(N)、磷(P)沉降增加的响应,于2018年开始依托全球营养网络(Nutrient Network)在巴音布鲁克草原生态系统研究站开展模拟氮磷沉降的短期(<5年)氮磷添加控制实验,设置对照(CK)、N添加、P添加、NP交互添加4个处理。N、P添加量均为10 g m^-2 a^-1。于2021年8月采集植物与土壤样品,采用湿筛法分析土壤水稳定性团聚体组成,测定全土和各粒级团聚体有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量。研究结果表明：(1)巴音布鲁克高寒草原各粒级土壤团聚体比例从低到高依次为：0.053—0.25 mm、<0.053 mm、0.25—2 mm、和>2 mm,以>2 mm团聚体占主导,其比例在45.48%—71.81%之间。(2)N添加显著降低了0—10 cm土壤层>2 mm团聚体比例和团聚体稳定性,而P添加则显著降低了10—20 cm土壤层>2 mm团聚体比例和团聚体稳定性。(3)0—10 cm土壤层各粒级团聚...     

长期退耕对红壤团聚体碳氮磷生态化学计量特征的影响

目前,长期退耕恢复如何影响红壤团聚体组成及其碳氮磷生态化学计量特征还不十分清楚。本研究基于湖南红壤试验站连续27年的长期定位试验,选取常规施肥耕作和退耕恢复两个处理,采集0～15 cm耕层土样,利用湿筛法探讨了土壤团聚体粒级组成及其碳氮磷含量与生态化学计量特征对长期退耕的响应规律。结果显示:相比于常规施肥耕作方式,退耕恢复处理下:①土壤水稳性大团聚体( 0.25 mm)总量显著增加,微团聚体(0.053～0.25 mm)和矿质颗粒(0.053 mm)含量显著降低;②土壤有机碳和全氮含量显著增加,全磷含量显著降低,其中有机碳含量在各个粒级团聚体中均显著增加,全氮含量则在大团聚体(2和0.25～2 mm)与微团聚体(0.053～0.25 mm)中显著增加,而全磷含量在各粒级团聚体中均显著降低。另外,0.25～2 mm粒级大团聚体对土壤碳氮磷养分贡献率最高;③土壤C∶N、C∶P和N∶P显著升高,但C∶N在各粒级团聚体中表现较为稳定,而C∶P和N∶P变异性较大,在各粒级土壤团聚体中均有显著升高。综上,退耕恢复增强了耕层土壤的团聚作用,使碳、氮、磷更集中赋存于大团聚体中,对土壤结构、团聚体质量有改善作用,但对于磷素限制作用的增强值得今后注意。     

长期施肥对水稻土颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的影响

在23a的田间定位试验区,研究了长期施肥对水稻土颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的影响.结果表明,在不施肥(CK)、无机肥(NPK)、有机肥(猪粪 紫云英绿肥)(OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,A层游离态和闭蓄态颗粒有机物含量比P层高,随着土层的加深呈下降的趋势;而矿物态有机物呈相反的趋势.增施有机肥(NPKM,OM处理)有利于提高土壤中游离态和闭蓄态颗粒有机物及其有机碳的含量以及占土壤有机碳的比例.团聚体中颗粒有机物占土壤团聚体重量的比例及颗粒有机物的有机碳含量均随着团聚体粒径的减小而明显增加.增施有机肥显著提高了团聚体特别是微团聚体(<0.25mm)中颗粒有机物及其有机碳的含量.团聚体中颗粒有机物的有机碳含量显著高于容积土壤中颗粒有机物的有机碳含量.这些结果表明微团聚体对颗粒有机物具有富集和保护作用. 和闭蓄态颗粒有机物含量比P层高,随着土层的加深呈下降的趋势;而矿物态有机物呈相反的趋势.增施有机肥(NPKM,OM处理)有利于提高土壤中游离态和闭蓄态颗粒有机物及其有机碳的含量以及占土壤有机碳的比例.团聚体中颗粒有机物占土壤团聚体重量的比例及颗粒有机物的有机碳含量均随着团聚体粒径的减小而明显增加. 施有机肥显著提高了团聚体特别是微团聚体(<0.25mm)中颗粒有机物及其有机碳的含量.团聚体中颗粒有机物的有机碳含量显著高于容积土壤中颗粒有机物的有机碳含量.这些结果表明微团聚体对颗粒有机物具有富集和保护作用. 和闭蓄态颗粒有机物含量比P层高,随着土层的加深呈下降的趋势;而矿物态有机物呈相反的趋势.增施有机肥     

有机肥对石灰性土壤肥力属性的长期影响

用常规化学分析和差热分析方法研究了长期不同施肥模式下有机肥对土壤生态肥力的影响。结果表明,长期施用有机肥(厩肥、高秸处理)可显著提高土壤有机碳含量,其水散性G0复合体减少;水稳性G1、G2复合体增加,3种胶散复合体的有机碳含量提高,重组复合体中活性强的松结合态腐殖质较多。施入有机肥不仅可提高土壤有机无机复合体的总能量水平,而且也能提高复合体中松结态、稳结态、紧结态腐殖质的能态。高秸、厩肥处理的原土、重组、稳紧态复合体、紧结态复合体和3种胶散复合体焓变值较高,具有较高能态。施用有机肥的土壤全氮、全磷、重组磷及C/N比均呈提高趋势,pH值降低,其原土和重组复合体的阳离子交换量较高。     

长期施肥对黄土高原旱地黑垆土水稳性团聚体的影响

通过27年的长期定位试验,研究了长期施肥对黄土高原旱地黑垆土水稳性团聚体的影响.结果表明：与自然土壤相比,黑垆土开垦后,0～10 cm和10～20 cm土层＞0.25 mm的水稳性团聚体含量分别下降了21.35%和38.82%;0.5 mm以上各粒级的水稳性团聚体含量均呈下降趋势,其中>5 mm和5～2 mm大粒径团聚体的下降幅度最大;而0.5～0.25 mm的水稳性团聚体含量却增加了104.75%和23.13%.0～10 cm土层各粒级水稳性团聚体含量均高于10～20 cm土层.单施有机肥和有机无机肥配施处理5～2 mm粒级的水稳性团聚体含量增加最多,>5 mm粒级次之;增施有机肥、有机无机肥配合施用和秸秆还田处理能显著增加大粒径水稳性团聚体含量,改善土壤团聚体的结构.各处理0～10 cm土壤水稳性团聚体平均质量直径（MMD）均大于10～20 cm土层;自然土壤的团聚体MMD显著高于同层次耕作土壤,长期施肥处理MMD大于无肥对照,有机物质培肥处理明显高于化肥处理.土壤团聚体MMD与＞0,25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关.