棕色石灰土和红壤碳释放对添加矿物质(Fe(OH)_3和CaCO_3)的响应

为阐明喀斯特地区土壤演变过程(脱钙镁富铁铝化作用)中土壤特有矿物对碳释放的影响,本文以喀斯特区典型的高和低有机碳含量水平的棕色石灰土和红壤为研究对象,通过80 d室内培养试验,研究土壤碳释放(有机碳和无机碳)对添加土壤中特有矿物质(Ca14CO3和Fe(OH)3)的响应。结果表明:添加Ca14CO3和Fe(OH)3均对棕色石灰土和红壤中原有碳的释放有正激发效应,以前者(培养结束时土壤原有碳累积释放量为823.8~1367.2 mg·kg-1)显著大于后者(502.5~635.7 mg·kg-1),说明喀斯特地区土壤由富钙镁的石灰土向富铁铝的红壤演变过程可能是土壤碳库逐渐稳定的过程。添加Ca14CO3和Fe(OH)3后,土壤原有碳的累积释放量的大小与土壤有机碳本身含量水平密切相关,均以高量有机碳红壤低量有机碳红壤和石灰土高量有机碳石灰土(P0.05)。培养过程中,无论是添加Ca14CO3还是Fe(OH)3,土壤可溶性有机碳(DOC)含量与碳释放激发效应的变化趋势一致,表明DOC可用于指示棕色石灰土和红壤激发效应强弱。土壤微生物生物量碳与碳释放激发效应的变化趋势不一致,说明添加Ca14CO3或Fe(OH)3对土壤原有碳的激发效应主要源于外源物添加后改变了土壤物理和化学环境,而土壤微生物的贡献相对较少。     

成土母质和种植制度对土壤pH和交换性铝的影响

研究了我国南方 3种不同成土母质发育的酸性自然土壤的 p H与交换性铝含量状况和种植不同作物后它们的变化。研究结果表明 ,自然土壤的 p H平均值大小顺序为雷州半岛地区玄武岩发育砖红壤≤粤中花岗岩发育赤红壤 <粤北石灰岩发育红壤 ,土壤交换性铝含量的平均值的大小顺序为粤北石灰岩发育红壤 <雷州半岛地区玄武岩发育砖红壤 <粤中花岗岩发育赤红壤。种植茶树将使这 3种土壤的 p H显著降低 ,交换性铝的含量则将不同程度升高 ,最为明显的是种茶后石灰岩发育的茶园土的 p H在这 3种土壤中变为最低 ,交换性铝数量的增加幅度最大。种植水稻将提高土壤的 p H和交换性铝的含量。轮作花生后土壤的 p H也将上升 ,但受施用石灰的影响土壤交换性铝的含量将降低     

石灰土演替过程中颗粒态有机质和矿物结合态有机质的微生物群落特征

碳酸盐岩经风化作用并在地形、植被、气候、时间及生物等因素的影响下逐渐演替出黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土。【目的】研究不同演替阶段石灰土颗粒态有机质(particulate organic matter, POM)和矿物结合态有机质(mineral-associated organic matter, MAOM)的微生物群落特征,为岩溶土壤有机质稳定机制研究提供理论依据。【方法】以广西弄岗国家级自然保护区的黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土为研究对象,运用湿筛法将土壤有机质(soil organic matter, SOM)分为POM和MAOM,分析其理化性质以及微生物群落特征。【结果】石灰土演替过程中POM和MAOM的有机碳、总氮、交换性钙含量均呈下降趋势,且MAOM的C/N均大于POM,POM的C/P均大于MAOM。细菌α多样性在黑色石灰土POM和MAOM中最高,且四类石灰土MAOM的真菌多样性比POM要高。Acidobacteria、Proteobacteria、Ascomycota均为石灰土演替过程中POM和MAOM的优势菌门。总磷是影响石灰土演替过...     

不同类型森林石灰土的团聚体组成及其有机碳分布特征

选取中国西南喀斯特石灰土人工林、次生林、原生林3个主要森林类型的6个代表性群落,建立18个20m×20m的样方,按梅花型5点法采集各样方的原状土壤,基于团聚体的干湿筛2种分组方法,研究不同类型森林石灰土机械性、水稳性团聚体组成及全土、各粒级团聚体的有机碳分布特征。结果显示:(1)3类森林石灰土干湿筛团聚体均以>2mm粒径为主,分别为67.93%～81.24%和30.49%～76.81%,1～10mm粒径的干湿筛优势团聚体分别高达78.18%～88.67%和43.41%～84.00%。(2)团聚体的整体稳定性很好,干湿筛平均重量直径(MWD)为4.82～5.77和0.75～2.13,平均几何直径(GMD)为2.87～4.17和1.45～2.85;>0.25mm和>2mm粒径的团聚体破坏率(PAD)分别仅为6.15～20.91和2.04～52.79。(3)石灰土的有机碳含量很高,全土和干、湿筛团聚体的有机碳含量分别为17.28～58.85、19.12～91.47、17.16～78.86g/kg,其中干筛以<2mm粒径团聚体的有机碳含量较高,湿筛反之,但干湿筛均以>2mm粒径团聚体的有机碳贮量最高。研究表明,中国西南喀斯特石灰土林区土壤沿人工林、次生林、原生林土壤扰动递减梯度,石灰土的团聚化作用越来越强,稳定性越来越好,有机碳含量也越来越丰富。     

桂西北石灰土土壤有机碳矿化对外源有机物质和碳酸钙的响应

为明确外源有机物质和无机碳酸盐对桂西北石灰土土壤有机碳矿化的影响,加深对土壤有机碳周转特征的认识,本文以广西环江县喀斯特地区的棕色石灰土、黑色石灰土和地带性红壤(对照)为研究对象,进行为期100 d的室内培养试验[对照(无外源物添加,CK)、添加14C-稻草(S)、添加Ca14CO3(C)],并对土壤呼吸释放的CO2及14C-CO2含量进行测定.结果表明:培养100 d后,外源物的添加均明显促进了红壤、棕色和黑色石灰土有机碳的矿化,外源14C-稻草和Ca14 CO3对上述土壤有机碳矿化的激发效应分别为28.7％、46.2％ 、15.5％和127.0％ 、175.3％、100.1％;土壤表观累积矿化量中外源Ca14CO3的贡献率分别为40.4％、48.4％、19.6％;土壤类型和添加物及两者间的交互作用均对土壤有机碳矿化的激发效应、土壤表观累积矿化量中外源物的贡献、土壤有机碳的矿化速率、土壤有机碳累积矿化量/率有显著影响.因此,外源有机物质和碳酸钙的添加改变了土壤有机碳的矿化特征,对于含碳酸盐的石灰土,研究土壤有机碳矿化、周转规律,评估其对大气CO2的影响必须考虑无机碳酸盐的贡献.     

桂西北喀斯特典型土壤有机碳矿化过程中微生物活性的变化

为了研究喀斯特地区典型土壤有机碳积累与转化过程,采取野外取样分析与室内培养相结合的方法,以红壤为对照,采集2种喀斯特典型土壤(即棕色石灰土和黑色石灰土),设置不添加外源物质(CK)、添加14C标记的稻草(T1)、添加碳酸钙粉末(T2)和同时添加14C标记的稻草与碳酸钙粉末(T3)4个处理,进行室内培养试验,以土壤微生物指标(微生物生物量碳、基础呼吸、微生物碳熵和代谢熵)指示土壤有机碳积累与转化过程。结果表明,土壤有机碳矿化过程中,土壤呼吸的累积量依次为黑色石灰土>棕色石灰土>红壤(P<0.05)。微生物碳熵随土壤有机碳矿化变化依次为黑色石灰土>棕色石灰土>红壤(P<0.05)。同时添加外源稻草和钙对提高土壤微生物碳稳定性的效果最强。桂西北喀斯特地区土壤微生物指标的变化因土壤类型不同而存在差异。利用微生物指标来衡量土壤有机碳稳定性较为可靠。     

施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响

依托中国科学院千烟洲生态试验站,利用1998年建立的红壤水稻田长期定位施肥试验,研究秸秆还田(ST)、化肥(NPK)、有机肥(OM)等施肥方式对红壤水稻土各粒级团聚体分布及其碳氮含量影响。结果表明:在所有施肥处理条件下红壤水稻土团聚体分布以<63μm的粉砂和粘粒为主,占41%—54%,长期施肥特别是施用OM有利于促进红壤水稻土大粒级团聚体形成;分别施用ST、NPK和OM均能提高红壤水稻土全土及各粒级团聚体中的有机碳和全氮含量,施用OM提高幅度最大。因此,在我国南方红壤稻作区的农业生产过程中应施用有机肥,从而改善土壤结构、碳贮量和养分状况。     

不同演替阶段岩溶石灰土可培养细菌的群落特征

岩溶土壤是岩溶生态系统的重要组成部分,其母质碳酸盐岩在气候、地形、时间及生物等因素的综合作用下可依次演替出黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土。[目的] 了解可培养细菌群落对岩溶石灰土演替过程的响应,可为岩溶石漠化治理、生态恢复和重建等提供理论依据。[方法] 以黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土和红色石灰土为研究对象,对土壤SOC、TN和TP含量以及可培养细菌群落进行测定。[结果] 土壤SOC和TN含量表现为：黑色石灰土 > 棕色石灰土 > 黄色石灰土 > 红色石灰土,TP含量在黑色石灰土中最高,在红色石灰土中最低。本研究共分离纯化得到144株细菌,其中R2A培养基分离纯化出的细菌最多。细菌主要来自Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria门,Pseudomonas、Cupriavidus和Bacillus等是可培养菌中的优势属。在属水平上,黑色石灰土中分离得到的菌株最多并以Arenimonas、Thermomonas、Achromobacter、Brevibacillus等作为优势特有属。具有固碳、固氮和解磷功能的细菌主要分布在岩溶石灰土演替的早期。[结论] 基于母质碳酸盐岩特性,富含有机质的黑色石灰土在参与碳氮磷循环细菌的作用下形成。随着石灰土淋溶程度的增加,岩溶石灰土理化性质和可培养细菌多样性呈现降低的趋势。     

生物炭对岩溶区石灰土性质及作物生长的影响

以玉米(迪卡008)和大豆(开鲜9号)为供试材料,通过野外盆栽实验,设置5个处理,每个处理蔗渣生物炭材料分别以土壤质量百分比0(CK)、0.5%(T1)、1%(T2)、2%(T3)、5%(T4)添加,研究蔗渣生物炭对岩溶区石灰土性质及农作物生长的影响。结果表明:生物炭对石灰土p H和碱解氮均无显著影响,土壤容重显著降低,提高了土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾的含量;与对照相比,玉米组和大豆组T2、T3、T4处理的土壤有机碳含量分别显著增加了53.01%、96.77%、237.03%和32.66%、107.84%、256.46%,速效磷分别显著增加了32.26%、34.78%、85.37%和34.85%、35.60%、81.71%,速效钾分别显著增加了41.93%、82.49%、155.15%和69.77%、116.58%、206.91%;T3、T4处理土壤全氮分别显著增加了5.68%、25.57%和9.04%、19.77%,T3、T4处理玉米棒干重分别显著增加了11.51%、16.41%;T1、T2、T3、T4处理大豆豆荚干重分别显著增加了11.07%、11.24%、35.14%、24.89%。可见,蔗渣生物炭作为土壤改良剂,在一定程度上改善了石灰土的养分状况,促进了玉米和大豆生长。     

广西典型土壤上不同林分的土壤肥力分析与综合评价

通过对广西山地黄壤、棕色石灰性土、赤红壤3种类型土壤上不同林分林下0—30cm土层土壤的pH值,有机质,全量N、P、K,速效N、P、K及CEC(阳离子交换量)等肥力因子的比较和综合评价,研究了3种类型土壤不同林分下的肥力演变状况。结果表明:不同林分对土壤肥力状况影响不同,山地黄壤上松木林和成年桦林土壤有机质含量分别是自然林的2.55和3.16倍,而新植桦林土壤速效养分明显高于自然林;棕色石灰性土上任豆林的有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾和CEC含量均为较高,而枇杷林的pH值明显比另外3种林分的低;赤红壤上种植第2代的速生桉林碱解氮含量明显比马尾松针阔叶自然林低,而有机质、全氮、全钾、速效钾均略高于自然林。不同类型土壤的综合评价结果表明,山地黄壤上自然林松林西南桦林;棕色石灰性土4种林分土壤的综合评价是任豆林≈竹林枇杷林=银合欢;赤红壤上马尾松针阔叶自然林≈第2代速生桉林。     

长期施肥下亚热带典型农田(旱地)土壤木质素的积累特性

以广西环江(石灰土)、湖南桃源(红壤)两个亚热带典型农田(旱地)长期定位试验为平台,采用碱性氧化铜-固相萃取-气相色谱法,分析两种长期施肥制度[化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(NPKS)]下土壤中木质素V、S、C等3类单体含量及组成的变化,并阐明影响旱地土壤中木质素积累的主要因子.结果表明:长期施用化肥(NPK)对石灰土木质素总量(SumVSC)无显著影响,而红壤木质素总量显著增加(55±1)%;秸秆还田配施化肥(NPKS)均显著增加了两种土壤木质素总含量(P<0.01),增加比例分别为(328±4)%、(456±9)%.长期施肥处理增加了红壤木质素单体C的比例,石灰土则表现为单体V的比例增加,表明农田土壤中木质素的转化具有单体特异性;长期施肥后木质素单体的酸醛比(Ac/Al)V和(Ac/Al)S均有所降低,其中石灰土高于红壤,说明石灰土的木质素分解矿化程度较红壤高.有机质、全氮与木质素单体含量无显著相关,而对木质素单体V、S、C组成有显著影响;木质素V、S和C类单体含量及组成均与土壤速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)显著相关(P<0.05),由此认为土壤速效养分是木质素积累特性的关键影响因子.     

秸秆生物炭对两种典型土壤的养分特性及硅的化学形态的影响

研究选择华南地区两种典型土壤(水稻土和赤红壤),通过土壤培养试验,研究施用不同剂量(0%, 1%, 2%, 4%水稻秸秆生物炭处理对土壤养分及不同化学形态的硅含量随时间变化的动态影响。结果表明,不同剂量生物炭均能显著增加水稻土和赤红壤的pH值、总碳和速效钾含量,且随添加量的增加而增加。生物炭处理增加水稻土的碱解氮含量,但却降低赤红壤而的碱解氮含量。不同剂量生物炭添加均能显著提高两种土壤硅的不同化学形态的含量,其中4%的生物炭添加量效果最为明显。与对照相比, 4%的生物炭处理在培养第10 d时水稻土的CaCl₂-Si、Acetic-Si、H₂O₂-Si、Oxalate-Si、Na₂CO₃-Si含量分别增加300.3%、419.4%、91.9%、115.0%和82.5%,赤红壤则分别增加864.9%、1463.4%、646.4%、186.5%、80.2%。综上,秸秆生物炭对土壤养分及不同硅形态的影响与生物炭添加量以及土壤种类有关,赤红壤影响效果要优于水稻土。     

氮沉降对杉木和枫香土壤氮磷转化及碳矿化的影响

氮沉降是全球变化的重大环境问题,根际是地下生态过程研究的前沿,但目前氮沉降对亚热带地区不同树种土壤氮、磷供应和碳矿化根际过程的影响及其机制尚不清楚。选取典型红壤区15a针叶树杉木(Cunninghamia lanceolata)和阔叶树枫香(Liquidamba formosana)为对象,野外原位开展10 g N m~(-2)a~(-1)氮沉降试验3a,于2014年8月收集杉木和枫香根际土壤和非根际土壤,测定其p H值、有效氮、速效磷、水溶性有机碳及其34 d有机碳矿化动态,并计算根际效应。结果表明:氮沉降显著降低两个树种土壤p H值和杉木根际土壤速效磷(P0.05);提高枫香非根际土壤NO~-_3-N和杉木非根际土壤水溶性有机碳含量。同时,氮沉降显著提高杉木土壤有机碳矿化速率,根际和非根际的增幅分别为71.2%和41.2%,降低枫香土壤有机碳矿化速率,根际和非根际的降幅分别为10.6%和44.1%。此外,氮沉降显著降低枫香土壤NO~-_3-N和有机碳前期矿化速率的根际效应,增强后期矿化速率的根际效应,而杉木对氮沉降响应不显著。可见,氮沉降可显著改变树木土壤养分供应和有机碳稳定性,且丘陵红壤区针叶树和阔叶树根际过程对氮沉降的响应模式有别。率先报道了亚热带不同树种根际碳、氮、磷耦合过程对氮沉降的响应格局,并较好地揭示了针叶树和阔叶树对氮沉降响应的分异机制。     

喀斯特山地石灰土施用生物炭对刺槐幼苗生长和土壤特性的影响

生物炭是生物质在缺氧或低氧环境中经热裂解后产生的富炭固体产物,近年来作为土壤改良剂、肥料缓释载体及碳封存剂等备受关注。本研究采用盆栽试验方法,在喀斯特山地石灰土中施用4种不同比例(生物炭/土壤质量比:1%、2.5%、5%和10%)的3种生物炭(稻壳炭RHB、棉花秸秆炭CSB和木炭WCB),研究了生物炭对喀斯特山地石灰土p H值、毛管持水量、有机质和有效养分含量以及刺槐(Robinia pseudoacacia L.)出苗期(45 d)生长性状和根系参数的影响。结果表明:生物炭处理可促进刺槐苗期根系发育和生长。与对照(CK)相比,RHB2.5处理刺槐幼苗总根长、总表面积、0~0.6、0.6~1.2、1.2~1.8 mm直径范围内的根长分别显著增加了198%、125%、287%、209%、146%;RHB5和WCB2.5处理刺槐幼苗根系活力分别显著提高了36%和32%;CSB10处理刺槐幼苗株高、地径、地上生物量、总生物量分别显著增加了30%、6%、147%、118%;CSB5处理刺槐幼苗根冠比显著降低了57%。同时,生物炭处理有利于改善石灰土水分与养分供应状况,且随着施用量增加,改良效果不断加强。与CK相比,RHB10、CSB10和WCB10能分别使土壤有机质含量增加25%、195%和68%;碱解氮含量增加49%、105%和45%;有效磷含量增加114%、766%和115%;速效钾含量增加170%、27%和89%;RHB1和WCB10分别使土壤p H值提高1.22%和1.48%。因此,施用生物炭可改善喀斯特山地石灰土土壤质量,促进刺槐苗期根系发育和生长,对改良喀斯特石灰土和恢复植被具有重要意义。     

贵州喀斯特地区典型土壤有机碳垂直分布特征及其同位素组成

以贵州喀斯特地区两种主要土壤类型(石灰土和黄壤)为研究对象,通过测定土壤pH值、土壤有机碳(SOC)含量和植物优势种、枯枝落叶、土壤有机质的稳定同位素(δ13Csoc值)组成,探讨了该地区石灰土和黄壤剖面SOC垂直分布特征和δ13Csoc值组成差异。结果表明,与黄壤相比,石灰土剖面的SOC含量较高,石灰土剖面和黄壤剖面SOC含量变化范围分别在3.6～69.8和2.4～51.2g·kg-1。黄壤和黄色石灰土剖面SOC主要集中在0～20cm深度内,而黑色石灰土剖面从0～60cm逐步减少。黑色石灰土和黄壤剖面δ13Csoc值变化范围分别在-22.9‰～-21.5‰和-25.6‰～-22.4‰,前者较后者变化小。从剖面表土向下,黄壤剖面δ13Csoc值均出现逐步增加的趋势,而石灰土剖面δ13Csoc值从剖面表土向下出现上升-降低-不变的变化趋势。黄色石灰土剖面δ13Csoc值变幅较大,变化范围为-23.7‰～-18.2‰。在枯枝落叶转化为表层土壤有机质的过程中,石灰土剖面δ13Csoc值变幅高于黄壤。其中,黄壤剖面δ13Csoc值升高了2.6‰～3.0‰,石灰土剖面δ13Csoc值升高了5.5‰～6.3‰。上述结果揭示了SOC含量及其δ13C值随深度变化的差异,反映植物残体的输入及其在土壤中分解累积特征,有助于揭示SOC循环过程及规律和了解剖面土壤成土过程。     

祁连山中段土壤有机碳和氮素的剖面分布

以祁连山中段地区主要土壤类型(棕钙土、灰褐土、栗钙土、高山草甸土)为对象,研究了不同土壤剖面上有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮含量的分布规律.结果表明:在祁连山中段地区,随剖面深度增加,不同土壤类型的有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮含量均逐渐降低,且其有机碳、氮素的累积和分解存在差异.其中,有机碳含量的全剖面平均值在14.01～41.17g·kg-1,大小顺序为灰褐土＞高山草甸土＞栗钙土＞棕钙土;全氮含量在1.28～2.73 g·kg-1,为高山草甸土＞灰褐土＞栗钙土＞棕钙土;铵态氮含量在5.80～8.40 mg·kg-1,为棕钙土＞高山草甸土＞栗钙土＞灰褐土;硝态氮含量在6.57～15.11 mg·kg-1,为栗钙土＞高山草甸土＞棕钙土＞灰褐土;土壤C/N在11.33～19.22,为灰褐土＞栗钙土＞高山草甸土＞棕钙土;硝铵比在1.00～2.69,为灰褐土＞栗钙土＞高山草甸土＞棕钙土.在不同的气候、植被和地形(坡位、坡向等)条件下,同一土壤类型的有机碳和氮素含量有很大差别.土壤有机碳、全氮和铵态氮含量之间存在极显著正相关,而这三者与硝态氮之间相关性不显著.土壤速效钾含量与铵态氮、硝态氮呈极显著正相关,速效磷含量与土壤有机碳、全氮和铵态氮呈极显著、显著正相关,而pH值、全钾、全磷含量与有机碳和氮素之间无明显相关性.     

土地利用方式对黑土剖面有机碳分布及碳储量的影响

以典型黑土区29年长期定位试验处理下的土壤为对象,研究了农田、裸地、自然草地和落叶松林地4种土地利用方式下土壤剖面(0~200 cm)有机碳及碳储量的分布特征.结果表明:不同土地利用方式下表层(0~10 cm)土壤有机碳含量差异最大,表现为草地>农田>林地>裸地.农田10~120 cm各土层有机碳含量均低于草地、林地和裸地.与农田相比,自然草地对土壤有机碳提升作用明显,其0~60 cm各层土壤有机碳含量均显著高于农田;裸地表层(0~10 cm)土壤有机碳含量显著低于农田;落叶松林地0~20 cm有机碳含量与农田相比无明显变化,但其20~140 cm土层有机碳含量均高于农田.土壤剖面有机碳含量与p H值、容重、粉粒和粘粒含量呈显著负相关,与全氮和砂粒含量呈显著正相关.农田0~200 cm剖面有机碳储量显著低于其他3种利用方式,分别比草地、裸地和林地低13.6%、11.4%和10.9%.农田黑土在增加碳储量及改善环境方面具有很大潜力.     

神农架自然保护区土壤微生物生物量碳、氮沿海拔梯度的变化及其影响因素

于2011年8月底对神农架自然保护区沿海拔变化的4种林型的土壤微生物生物量碳、氮进行研究,探讨土壤微生物生物量的变化规律和主要的环境影响因子。结果表明:表层土壤(0~10 cm)微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量大小顺序均为:亚高山灌丛寒温带针叶林针叶落叶阔叶混交林落叶阔叶林。土壤微生物生物量碳、氮均随海拔的升高而显著增加,与土壤有机碳和全氮的变化趋势一致,而微生物商(q MB)随海拔表现出先减小后增加的趋势。Pearson相关分析表明,土壤微生物生物量碳、氮随海拔的变化趋势与土壤有机碳和土壤全氮呈显著正相关(P0.05),但与土壤湿度、土壤温度和土壤p H呈显著负相关(P0.05)。因此,土壤湿度、温度、p H、有机碳和全氮可能是影响土壤微生物生物量碳、氮沿海拔梯度变化的重要因子。     

麦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(6000kg·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.     

高温下两种不同pH水稻土甲烷产生及古菌群落的比较

水稻土甲烷产生及相关古菌群落受到环境因子和土壤理化性质的影响。为比较高温下2种不同p H水稻土的甲烷产生及古菌群落结构的差异,本研究在50℃下将2种不同p H水稻土S1(p H 7.88)和S2(p H 4.67)进行了为期100 d的厌氧培养,测定了培养过程中甲烷气体的产生和土壤p H、有机碳以及铵氮等土壤理化性质的变化,并运用基于16S rRNA基因的T-RFLP(末端限制性片段多态性分析)技术分析了产甲烷过程中古菌群落结构随时间的变化情况。结果表明,2种水稻土在厌氧培养过程中土壤有机碳含量下降,铵氮浓度变化趋势相似,且甲烷累积总量无差异,但两者p H的变化趋势和甲烷产生速率显著不同。土壤p H的升高会加快甲烷产生的速率,且甲烷八叠球菌(Methanosarcinaceae)和Methanocellaceae是50℃高温下2种水稻土中主要的产甲烷菌群,随着培养时间推移,不同水稻土有不同的群落发展方向,酸性水稻土更有利于Methanocellaceae的生长。