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The Evolution of Organic Carbon in Chinese Mollisol Under Different Farming Systems: Validation and Prediction by Using Century Model

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Agricultural Sciences in China 2008年第12期7卷 1490-1496页

作者： GAO Chong-sheng WANG Jian-guo ZHANG Xing-yi sui yue-yu Hailun Agro-Ecological Experimental Station Northeast Institute of Geography and Agro-Ecology Chinese Academy of Sciences Harbin150081 P.R.China

Soil organic carbon （SOC） is an important indicator of soil degradation process. In this study, the long-term SOC evolution in Chinese mollisol farmland was simulated and predicted by validating, analyzing, processing and assorting concerning data, based on clarifying parameters of Century model need, combined with best use of recorded data of field management, observed data of long-term experiments, climate, soil, and biology, and achieved results from Hailun Agro-Ecological Experimental Station, Chinese Academy of Sciences. The results were showed as follows： Before reclamation, SOC content was around 58.00 g kg^-1, SOC content dropped quickly in early years, and then decreased slowly after reclamation. SOC content was around 34.00 g kg^-1 with a yearly average rate of 8.91‰ decrease before long-term experiments was established. After a long-term experiment, SOC would change under different farming systems. Shift farming system changed as follows： By 20-year model simulation, SOC content decreased from 34.03 to 30.19 g kg^-1, with a yearly average rate of 5.97‰; by 100-year model simulation, SOC content decreased to 24.31 g kg^-1, with a yearly average rate of 3.36‰. Organic farming system changed as follows： By 20-year model simulation, SOC content decreased slowly from 34.03 to 33.39 g kg^-1, with a yearly average rate of 0.95‰, 5‰ less than that of shift farming system; by 100-year model simulation, SOC content decreased to 32.21 g kg^-1, with a yearly average rate of 0.55‰. ＂Petroleum＂ farming system changed as follows： By 20-year model simulation, SOC content decreased from 34.03 to 32.88 g kg^-1, with a yearly average rate of 1.72‰, much more than that of organic farming system; by 100-year model simulation, SOC content decreased to 30.89 g kg^-1, with a yearly average rate of 0.96‰. Combined ＂petroleum＂-organic farming system changed as follows： By 20-year model simulation, SOC content was increased slightly; by 100-year model simulation, SOC content increa

关键词： Century model Chinese mollisol farmland soil organic carbon various farming systems prediction

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Spatial Variability of Nutrient Properties in Black Soil of Northeast China

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Pedosphere 2007年第1期17卷 19-29页

作者： ZHANG Xing-Yi sui yue-yu ZHANG Xu-Dong MENG Kai S. J. HERBERT Northeast Institute of Geography and Agroecology Chinese Academy of Sciences Harbin 150081 （China） Institute of Applied Ecology Chinese Academy of Sciences Shenyang 110016 （China） Heilongjiang University Harbin 150080 （China） Department of Plant Soil and Insect Sciences University of Massachusetts Amherst MA 01003 （USA）

A total of 1400 soil samples from the plow layer （0-20 cm） at an approximate interval of 5 km were collected in the autumn of 2002 over the entire black soil arable crops region to determine the spatial variability of seven variables, such as total organic matter content （OMC）, total N, total P, total K, alkali-dissolvable N （AN）, available P （AP） and available K （AK）, with classical statistics and geostatistical analysis across the entire black soil area in Northeast China. In nonsampled areas ordinary kriging was utilized for interpolation of estimated nutrient determinations. Classical statistics revealed highly significant （P ≤ 0.01） correlations with all seven of the soil properties, except for OMC with AP and total K with AK. In addition, using coefficients of variation, all soil properties, except for total K, were moderately variable. A geostatistical analysis indicated that structural factors, such as parent material, terrain, and water table, were the main causes of the spatial correlations. Strong spatial correlations were noted with OMC, total N, total P, AN, and AP, while they were moderate for total K and AK. The effective spatial autocorrelation of OMC, total N, total P, and AN ranged from 1 037 to 1353 km, whereas the ranges of total K, AP, and AK were only from 6 to 138 km. The fit of the experimental scmi-variograms to the theoretical models indicated that except for AN, kriging could successfully interpolate other six variables. Thns, the geostatistical method used on a large scale could accurately evaluate the spatial variability of most black soil nutrient properties in Northeast China.

关键词： black soil China geostatistics analysis soil survey spatial variability

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红松人工纯林、人工混交林和天然林几种土壤酶活性比较

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农业系统科学与综合研究 2007年第4期23卷 486-488,493页

作者：谷思玉隋跃宇东北农业大学资源环境学院黑龙江哈尔滨150030 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150081

比较了红松天然林、人工混交林和人工纯林土壤过氧化物酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶活性状况。结果表明,红松天然林、人工混交林土壤过氧化氢酶活性明显高于红松人工纯林土壤;红松人工纯林过氧化物酶活性为最高;3种土壤转化酶活... 详细信息

比较了红松天然林、人工混交林和人工纯林土壤过氧化物酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶活性状况。结果表明,红松天然林、人工混交林土壤过氧化氢酶活性明显高于红松人工纯林土壤;红松人工纯林过氧化物酶活性为最高;3种土壤转化酶活性和酸性磷酸酶活性差异不显著。土壤转化酶活性表现出人工混交林高、天然林居中、人工纯林较低的趋势;土壤酸性磷酸酶活性则红松天然林较强、人工林土壤较弱。图4,表1,参11。

关键词：红松林过氧化氢酶过氧化物酶转化酶酸性磷酸酶

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长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性及土壤养分的影响

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土壤通报 2011年第3期42卷 698-703页

作者：焦晓光魏丹隋跃宇黑龙江大学农业资源与环境学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所黑龙江哈尔滨150086 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150081

为阐明长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性的影响、土壤酶活性与土壤养分的关系,探讨土壤持续利用的培肥模式,采集了施用不同肥料28年后的黑土和暗棕壤,对黑土和暗棕壤土壤酶活性以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,与不施肥对... 详细信息

为阐明长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性的影响、土壤酶活性与土壤养分的关系,探讨土壤持续利用的培肥模式,采集了施用不同肥料28年后的黑土和暗棕壤,对黑土和暗棕壤土壤酶活性以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,与不施肥对照相比,各施肥处理均可显著增加黑土和暗棕壤有机质和氮磷钾养分含量,提高土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,其中以化肥配施有机肥效果最为明显。土壤酶活性与土壤养分之间有很好的相关性,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量呈显著相关,黑土对施肥比暗棕壤对施肥更敏感。对不同土壤长期化肥配施有机肥均可为作物生长创造良好的土壤环境。

关键词：长期施肥土壤酶活性土壤养分黑土暗棕壤

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长期培肥对农田黑土土壤微生物量碳、氮的影响

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中国土壤与肥料 2010年第3期 1-3页

作者：焦晓光魏丹隋跃宇黑龙江大学农业资源与环境学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所黑龙江省植物营养与土壤环境重点实验室黑龙江哈尔滨150086 黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所黑龙江省植物营养与土壤环境重点实验室黑龙江哈尔滨150086 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150081

以黑龙江省农科院"黑土肥力与肥效长期定位试验"的农田黑土为研究对象,探讨了长期不同施肥处理对土壤微生物量碳、氮动态变化的影响。研究结果表明,与不施肥、单施化肥、单施有机肥处理相比,化肥配施有机肥能显著增加大豆各生育期土壤... 详细信息

以黑龙江省农科院"黑土肥力与肥效长期定位试验"的农田黑土为研究对象,探讨了长期不同施肥处理对土壤微生物量碳、氮动态变化的影响。研究结果表明,与不施肥、单施化肥、单施有机肥处理相比,化肥配施有机肥能显著增加大豆各生育期土壤微生物量C、N,促进土壤微生物量显著增长,增强了农田黑土土壤有机质、全氮含量,有利于培肥农田黑土。

关键词：农田黑土土壤微生物量长期施肥

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长期施肥对薄层黑土酶活性及土壤肥力的影响

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中国土壤与肥料 2011年第1期 6-9页

作者：焦晓光隋跃宇魏丹黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所黑龙江省植物营养与土壤环境重点实验室黑龙江哈尔滨150086 黑龙江大学农业资源与环境学院黑龙江哈尔滨150080 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150081

利用29年的长期定位试验,对不同的施肥方式下薄层黑土酶活性及肥力进行了研究,探讨长期施肥对土壤酶活性及与土壤肥力的影响。结果表明,化肥与有机肥配合施用能明显提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶、磷酸... 详细信息

利用29年的长期定位试验,对不同的施肥方式下薄层黑土酶活性及肥力进行了研究,探讨长期施肥对土壤酶活性及与土壤肥力的影响。结果表明,化肥与有机肥配合施用能明显提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性。相关分析结果显示,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性与有机质、全氮、全磷、有效磷、碱解氮呈显著正相关。土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶综合活性可以反映长期施肥后薄层黑土质量的变化趋势。

关键词：薄层黑土长期施肥土壤酶相关分析土壤肥力

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不同气候和土壤条件下玉米叶片叶绿素相对含量对土壤氮素供应和玉米产量的预测

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植物营养与肥料学报 2009年第2期15卷 327-335页

作者：王帘里孙波隋跃宇孔滨中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150040

叶绿素仪可以用于估测作物和土壤氮素供应状况,本研究通过野外土壤置换试验评估叶绿素仪在不同区域的适用性。在黑龙江海伦(中温带)、河南封丘(暖温带)和江西鹰潭(中亚热带)设置3种主要农田土壤(黑土、潮土、红壤)的异地置换对比试验,... 详细信息

叶绿素仪可以用于估测作物和土壤氮素供应状况,本研究通过野外土壤置换试验评估叶绿素仪在不同区域的适用性。在黑龙江海伦(中温带)、河南封丘(暖温带)和江西鹰潭(中亚热带)设置3种主要农田土壤(黑土、潮土、红壤)的异地置换对比试验,研究了不同气候和土壤条件下玉米叶绿素相对含量对土壤氮素供应的响应及其对玉米产量的预测性。研究结果表明:不同气候和土壤条件下,玉米生长旺盛期功能叶的叶绿素相对含量(叶绿素仪SPAD值)和土壤表层(0—20 cm)硝态氮、无机氮含量相关性显著,说明叶绿素仪测定值可以在玉米生长旺盛期反应土壤氮素供应情况;玉米生长旺盛期功能叶叶绿素相对含量和土壤表层硝态氮含量均与玉米子粒产量呈显著相关,说明叶绿素仪可以在玉米生长旺盛期估测玉米子粒产量,且不受地域、土壤类型的影响。

关键词：玉米叶绿素相对含量产量土壤氮素供应土壤置换试验

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黑土真菌群落互作及其与梯度有机质碳分子结构的关系

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环境科学 2020年第9期41卷 4305-4313页

作者：尚秋彤黄瑞林倪浩为隋跃宇孙波梁玉婷常州大学环境与安全工程学院常州213164 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室哈尔滨150081

真菌在土壤有机质积累、转化以及养分循环中发挥着重要功能.本文利用高通量ITS扩增子测序和固态13C核磁共振波谱技术,比较低有机质(2%~5%)和高有机质(7%~9%)条件下,土壤真菌各类群间的互作关系及其与有机碳官能团结构的联系.13C-NMR分... 详细信息

真菌在土壤有机质积累、转化以及养分循环中发挥着重要功能.本文利用高通量ITS扩增子测序和固态13C核磁共振波谱技术,比较低有机质(2%~5%)和高有机质(7%~9%)条件下,土壤真菌各类群间的互作关系及其与有机碳官能团结构的联系.13C-NMR分析结果表明,O-Alkyl C占总有机碳的比例随着有机质含量的升高而增大(25.8%~35.9%).有机质含量越高,A/A-O(Alkyl C/O-Alkyl C)越小,有机质分解程度越低.真菌群落中粪壳菌纲(Sordariomycetes,14.33%~28.17%)和被孢毛霉菌纲(Mortierellomycotina,7.32%~23.14%)为优势类群,其相对丰度均随着土壤有机质含量的升高而显著增加(P<0.05).网络分析结果表明,相比高有机质土壤,低有机质土壤中真菌生态网络的节点数、连接数和平均聚类系数较小,真菌互作关系更简单,且真菌与有机碳官能团联系更紧密,尤其与LOC联系更紧密.随机森林模型显示LOC对低有机质土壤真菌互作关系的解释量最高(10%),其次是难分解碳组分(ROC).相比LOC对高有机质土壤真菌互作关系的贡献相对较小(7.4%).在全球土壤碳损失日益严重的背景下,碳资源的限制,特别是LOC的减少,可能会降低土壤真菌群落的稳定性和多功能性.

关键词：黑土有机碳官能团核磁共振波谱土壤真菌网络分析

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海伦黑土有机碳和速效养分空间异质性分析

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土壤通报 2005年第4期36卷 487-492页

作者：赵军孟凯隋跃宇韩秉进张玥李宏伟中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 黑龙江大学电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

应用地统计学的方法结合GIS空间分析技术,对海伦市黑土农田区域采集的65个耕层(0～20cm)土壤样本进行了数据处理,并对其全碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量的空间分异特征进行了研究和探讨.结果表明,海伦黑土全碳、碱解氮和速效钾半变量... 详细信息

应用地统计学的方法结合GIS空间分析技术,对海伦市黑土农田区域采集的65个耕层(0～20cm)土壤样本进行了数据处理,并对其全碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量的空间分异特征进行了研究和探讨.结果表明,海伦黑土全碳、碱解氮和速效钾半变量函数曲线的理论模型符合高斯模型,速效磷的理论最佳模型为球状模型.全碳、碱解氮和速效磷表现为中度空间相关,其空间变异受结构性因子和随机因子的影响各占一半.速效钾属于高度空间相关,其变化主要受结构性因子的影响.土壤全碳与碱解氮具有显著的正相关,二者在空间分布上吻合度较高. 全碳和碱解氮都与速效钾呈显著负相关.地统计学分析土壤养分的空间变异特征和1978年海伦县自然资源综合考察对黑土农田土壤肥力调查的结果具有相同的异质性.利用地统计学分析的方法,对区域农业生产合理布局、综合治理水土流失都具有重要的意义.

关键词：黑土土壤速效养分空间变异地统计学 CIS

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薄层农田黑土速效氮磷钾含量的空间异质性

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水土保持学报 2004年第4期18卷 85-88页

作者：张兴义隋跃宇于莉中国科学院东北地理与农业生态研究所哈尔滨150040

利用地统计学对黑龙江省双城市薄层农田黑土的全碳和速效氮、磷、钾的空间异质性进行了分析,结果表明四者均具有空间异质性。土壤全碳含量的空间异质性最高,主要受黑土层厚度的影响,土壤速效氮磷钾的空间异质性较差,主要受随机因子的影... 详细信息

利用地统计学对黑龙江省双城市薄层农田黑土的全碳和速效氮、磷、钾的空间异质性进行了分析,结果表明四者均具有空间异质性。土壤全碳含量的空间异质性最高,主要受黑土层厚度的影响,土壤速效氮磷钾的空间异质性较差,主要受随机因子的影响,占80%以上。全碳和速效氮、磷、钾的空间有效最大相关距离分别为15.7km,4.6km,11.2km,7.1km。土壤全碳与碱解氮存在极显著正相关。

关键词：薄层农田黑土速效氮磷钾含量空间异质性

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