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尕海湿地沼泽草甸生长季土壤碳氮组分对增温施氮的响应

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水土保持学报 2024年

作者：卢朝阳马维伟杜佳囝常文华贺万鹏李淑卓甘肃农业大学林学院

[目的]为探究高寒湿地土壤碳氮组分对气候变暖和氮沉降的响应特征。[方法]以尕海湿地沼泽草甸为研究对象,采用开顶箱增温(OTC)和外源氮素(NH4NO3)添加模拟未来气候变暖及氮沉降试验,分别设置对照(CK)、增温(W)、施氮(N)和增温施氮(WN)4... 详细信息

[目的]为探究高寒湿地土壤碳氮组分对气候变暖和氮沉降的响应特征。[方法]以尕海湿地沼泽草甸为研究对象,采用开顶箱增温(OTC)和外源氮素(NH4NO3)添加模拟未来气候变暖及氮沉降试验,分别设置对照(CK)、增温(W)、施氮(N)和增温施氮(WN)4种处理。在试验进行1.5年后对土壤碳氮组分含量进行测定。[结果](1)开顶箱增温装置提高0—15 cm土层平均温度0.53℃,显著降低0—10 cm土层土壤含水量(SMC)、pH、全氮(TN)、微生物量氮(MBN)、铵态氮(NH4+—N)、有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)含量,提高硝态氮(NO3-—N)含量。(2)施氮显著降低NH4+—N、SOC和10—20 cm土层微生物生物量碳(MBC)及DOC含量,增加土壤TN、MBN和NO3-—N含量。(3)增温施氮显著增加土壤SMC、TN、NO3-—N和MBC含量,降低MBN、NH4+—N和DOC含量。(4)相关分析显示,土壤水分与各理化因子均存在正相关性,土壤碳氮组分间均呈正相关性。[结论]模拟增温施氮缓解尕海湿地植物生长的温度和氮的限制,促进TN的积累,对土壤微生物量碳氮组分影响较大,导致土壤微生物碳氮组分及分布特征发生转换。

关键词：尕海湿地增温施氮土壤碳氮组分

长期氮沉降和地上凋落物处理对半干旱区沙质草地表层土壤碳氮组分的影响

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水土保持学报 2023年第4期37卷 227-234页

作者：詹瑾丛安琪李玉霖连杰陈佳宁王鹤松程莉宁志英杨红玲中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站兰州730000 中国科学院大学北京100049 内蒙古民族大学农学院内蒙古通辽028000

为揭示半干旱区沙质草地生态系统中表层土壤C、N组分对长期氮添加和地上凋落物处理的响应特征,以科尔沁沙地西南部国家野外科学观测研究站建立的长期(9年)氮添加和凋落物处理样地为平台,测定并分析该样地表层土壤环境因子、铵态氮、硝... 详细信息

为揭示半干旱区沙质草地生态系统中表层土壤C、N组分对长期氮添加和地上凋落物处理的响应特征,以科尔沁沙地西南部国家野外科学观测研究站建立的长期(9年)氮添加和凋落物处理样地为平台,测定并分析该样地表层土壤环境因子、铵态氮、硝态氮、总有机碳、不同碳氮组分。结果表明:(1)持续9年的氮添加和地上凋落物处理对表层土壤环境因子和不同碳氮组分无交互作用;(2)氮添加处理显著降低土壤pH(p土壤中硝态氮的含量(p土壤总有机碳(TOC)、易变缓性碳(IOC)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量(p土壤中不同碳氮组分与土壤环境因子间相关性并不密切。即长期氮添加和地上凋落物处理会改变表层土壤不同碳、氮组分的含量,但并未显著改变各碳、氮组分的比值。研究结果为揭示长期氮添加和地上凋落物处理对半干旱区沙质草地土壤C、N贮存和预测未来土壤生物地球化学元素动态研究提供参考资料。

关键词：土壤碳氮组分地上凋落物氮沉降沙质草地

烟秆与竹炭基肥对植烟土壤碳氮组分及微生物的影响

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福建农业学报 2023年第1期38卷 109-115页

作者：吴凤英童晨晓张伟婷刘东明何峥旋毛艳玲福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 土壤生态系统健康与调控福建省高校重点实验室福建福州350002 自然生物资源保育利用福建省高校工程研究中心福建福州350002

【目的】通过大田试验,研究烟秆和竹炭基肥施用对植烟土壤碳氮组分及微生物的影响,为提升植烟土壤质量提供依据。【方法】设置不施肥、烟草专用肥、烟秆炭基肥及竹炭基肥4个处理,研究烟秆与竹炭基肥施用后植烟土壤pH、碳、氮组分变化规... 详细信息

【目的】通过大田试验,研究烟秆和竹炭基肥施用对植烟土壤碳氮组分及微生物的影响,为提升植烟土壤质量提供依据。【方法】设置不施肥、烟草专用肥、烟秆炭基肥及竹炭基肥4个处理,研究烟秆与竹炭基肥施用后植烟土壤pH、碳、氮组分变化规律及其对酶活性、微生物群落的影响。【结果】与烟草专用肥处理相比,施用烟秆炭基肥和竹炭基肥,土壤pH均提高0.5个单位以上,可溶性有机碳含量分别提高21.4%和30.7%,易氧化有机碳含量分别提高32.4%和17.9%,可溶性有机氮含量分别提高50.7%和37.7%,颗粒有机氮含量分别提高28.0%和12.7%,土壤蔗糖酶活性分别提高9.4%和3.6%,微生物量碳含量均提高30%以上。烟秆炭基肥处理土壤细菌群落Chao1指数与烟草专用肥处理和竹炭基肥处理相比分别显著提高5.4%和3.2%,而三者间的土壤细菌群落Observed species和Shannon指数无显著差异。烟秆和竹炭基肥处理均影响土壤细菌群落组成结构,变形菌门与不施肥处理相比分别下降5.0%和3.4%。与烟草专用肥处理相比,竹炭基肥处理厚壁菌门丰度提高18.3%,烟秆炭基肥处理玫瑰弯菌属丰度提升64.8%。【结论】烟秆炭基肥及竹炭基肥均可提高土壤碳、氮组分含量,土壤酶活性和微生物群落丰度,进而优化土壤细菌群落结构。与竹炭基肥相比,烟秆炭基肥对改善土壤环境的效果更为明显。

关键词：炭基肥土壤碳氮组分微生物植烟土壤酶活性

土壤有机质和氮磷钾肥对土壤碳氮组分及氮肥利用率的影响

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土壤有机质和氮磷钾肥对土壤碳氮组分及氮肥利用率的影响

作者：柳添译东北农业大学

学位级别：硕士

土壤肥力是土壤生产力的核心,是农业持续发展的基础,土壤有机质对土壤肥力起决定性作用。土壤有机质中活性有机碳是重要的活性部分,能够直接供应植物养分。土壤中氮素主要以有机态形式存在,与土壤有机碳组分密切相关,土壤氮组分特性直... 详细信息

土壤肥力是土壤生产力的核心,是农业持续发展的基础,土壤有机质对土壤肥力起决定性作用。土壤有机质中活性有机碳是重要的活性部分,能够直接供应植物养分。土壤中氮素主要以有机态形式存在,与土壤有机碳组分密切相关,土壤氮组分特性直接影响到土壤的供氮能力。氮、磷、钾是作物生长中必需的三大营养元素,合理配施影响农作物产量、品质及土壤养分,过量施用会导致肥料利用率下降增加肥料成本,对环境造成不同程度的污染。因此,研究土壤有机质和氮磷钾肥对土壤碳氮组分及氮肥利用率的影响,为改善土壤碳氮循环及玉米合理施肥提供理论依据和参考。本试验于2021年在东北农业大学向阳实验实习基地进行,利用开始于2016年的连续小区定位试验进行研究,玉米采取连作种植方式。试验为裂区设计,主区为3个有机质水平的土壤,分别为高有机质土壤(SOMH)、中有机质土壤(SOMM)和低有机质土壤(SOML);副区为5个氮磷钾肥的不同组合方式,分别为:氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、氮钾(NK)、磷钾(PK)、不施肥(F0)5个施肥组合,每小区氮磷钾肥施用量分别为尿素(N:46%)90.0g(300 kg/hm),重过磷酸钙(PO:44%)45.0 g(150 kg/hm),硫酸钾(KO:50%)22.5g(75 kg/hm)。测定土壤碳氮组分、植株养分含量、氮肥利用率及玉米产量等指标,研究了土壤有机质和氮磷钾肥对土壤碳氮组分及氮肥利用率的影响。试验结果表明:(1)土壤有机质和氮磷钾肥对土壤有机碳组分有一定影响。不同土壤有机质间总有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳、易氧化有机碳表现为SOMH>SOMM>SOML;相同土壤有机质水平下,总有机碳、可溶性有机碳、轻组分有机碳含量表现为NPK>NP>NK>PK>F0。(2)土壤有机质和氮磷钾肥对土壤有机氮组分有一定影响。不同土壤有机质间土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、未知态氮、微生物氮表现为SOMH>SOMM>SOML;相同土壤有机质水平下,土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮、未知态氮、微生物氮表现为NPK>NP>NK>PK>F0。(3)土壤有机质和氮磷钾肥对土壤铵态氮和硝态氮有一定影响。不同土壤有机质间土壤硝态氮表现为SOMH>SOMM>SOML,相同土壤有机质水平下,土壤铵态氮各指标表现为NPK>NP>NK>PK>F0。(4)土壤有机质和氮磷钾肥对玉米的氮肥利用率有一定影响。不同土壤有机质间玉米的氮肥利用率表现为SOML>SOMM>SOMH;相同土壤有机质水平下,玉米的氮肥利用率表现为NK>NP>NPK,NK与NP间差异不显著、均显著高于NPK。(5)土壤有机质和氮磷钾肥对玉米植株氮积累量和产量有一定影响。不同土壤有机质间玉米整株氮积累量表现为SOMH>SOMM>SOML;相同土壤有机质水平下,玉米整株氮积累量表现为NPK>NP>NK>PK>F0。不同土壤有机质间玉米籽粒氮积累量表现为SOMH>SOMM>SOML;相同土壤有机质水平下,玉米籽粒氮积累量表现为NPK>NP>NK>PK>F0。不同土壤有机质间玉米产量表现为SOMH>SOMM>SOML;相同土壤有机质水平下,玉米产量表现为NPK>NP>NK>PK>F0。

关键词：玉米土壤有机质氮磷钾肥土壤碳氮组分氮肥利用率

不同秸秆还田与施肥方式对潮土剖面土壤碳氮组分及作物产量的影响

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不同秸秆还田与施肥方式对潮土剖面土壤碳氮组分及作物产量的影响

作者：李晓宇山西农业大学

学位级别：硕士

针对目前黄淮海平原潮土区土质偏砂,土壤呼吸强度大,秸秆碳利用低,土壤有机质提升缓慢等问题,本研究以中国科学院封丘农业生态试验站长期试验地为研究对象,选取秸秆移除、秸秆覆盖还田、秸秆深还以及秸秆深还配施8、16、24%无机有机氮素... 详细信息

针对目前黄淮海平原潮土区土质偏砂,土壤呼吸强度大,秸秆碳利用低,土壤有机质提升缓慢等问题,本研究以中国科学院封丘农业生态试验站长期试验地为研究对象,选取秸秆移除、秸秆覆盖还田、秸秆深还以及秸秆深还配施8、16、24%无机有机氮素,共9个处理,于试验开展第10年(2020年)秋玉米收获后,采集各处理0-10、10-20、20-30、30-40cm的土壤样品,测定土壤碳氮组分指标,分析不同秸秆还田及施肥方式对黄淮海潮土区土壤质量的影响,并对近五年产量数据进行统计分析,研究不同处理对玉米小麦产量的影响,所得结果如下:(1)不同秸秆还田方式0-40cm土层土壤碳及组分情况。经数据分析,与秸秆移除相比,秸秆覆盖还田能显著提升0-30cm SOC、DOC含量、0-20cm POC、MOC、MBC含量,秸秆深还处理显著提升0-40cm SOC、POC、MOC、DOC和MBC含量;秸秆覆盖还田较秸秆深还处理能显著降低0-40cm土壤有机碳及碳组分含量;除30-40cm DOC与MOC之间不存在显著相关关系之外,其余有机碳与有机碳组分以及各有机碳组分之间都存在显著的正相关关系。(2)不同秸秆还田方式0-40cm土层土壤氮及组分情况。经数据分析,与秸秆移除相比,秸秆覆盖还田处理显著提升0-20cm TN、PON、NO-N含量、0-40cm MON含量、0-10cm NO-N含量,秸秆深还处理显著提升0-40cm TN、MON、NO-N含量,10-40cm PON、NO-N含量;秸秆覆盖还田较秸秆深还处理能显著降低0-40cm土壤氮及氮组分含量;0-10cm TN与NO-N、NO-N,10-20cm 30-40cm TN与NO-N不存在显著相关关系之外,其余全氮与土壤氮组分之间都存在显著的正相关关系,各氮组分之间相关关系并不相同,无统一的规律。(3)不同秸秆还田方式作物产量情况。经数据分析,与秸秆移除相比,秸秆覆盖还田显著提高小麦产量4.74%,玉米产量6.33%,秸秆深还显著提高小麦产量6.02%,玉米产量5.84%。(4)不同氮素比0-40cm土层土壤碳及碳组分情况。经数据分析,与秸秆深还对比,秸秆深还配施8、16、24%有机肥能显著提升0-40cm土壤碳及其碳组分(其中秸秆深还配施16%有机肥土壤碳组分含量最高),秸秆深还配施8、16、24%无机氮肥对不同深度不同碳组分的提升不同;秸秆深还配施有机肥较无机肥能显著降低0-40cm土壤碳及碳组分含量;不同土层,土壤有机碳与有机碳组分以及各有机碳组分之间存在显著的正相关关系。(5)不同氮素比0-40cm土层土壤氮及组分情况。经数据分析,与秸秆深还对比,秸秆深还配施8、16、24%有机肥能显著提升0-40cm土壤氮组分(其中秸秆深还配施16%有机肥土壤氮及氮组分最高),秸秆深还配施8、16、24%无机氮肥对不同深度不同碳组分的提升均不同;秸秆深还配施8、16、24%有机肥较施加无机氮肥对相同处理不同深度的土壤氮组分影响跟显著;不同土层,土壤全氮与氮组分之间以及各土壤氮组分之间都存在极显著的正相关关系。(6)不同氮素比作物产量情况。经数据分析,与秸秆深还相比,秸秆深还配施8、16、24%有机肥与无机氮肥对小麦玉米产量影响不显著。(7)经过上述研究结果,结合黄淮海潮土区农业生产实际情况,秸秆深还配施16%有机肥处理下土壤碳氮组分及作物含量效果最佳。

关键词：黄淮海潮土区秸秆还田方式施肥方式土壤碳氮组分作物产量

大气CO2浓度升高对旱作玉米农田土壤碳氮组分及根系的影响

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大气CO2浓度升高对旱作玉米农田土壤碳氮组分及根系的影响

作者：冯倩西北农林科技大学

学位级别：硕士

在大气CO浓度持续升高背景下,了解农作物及农田土壤碳氮对大气CO浓度升高的响应对于评价农田土壤肥力、农田碳氮循环及农业可持续发展具有重要意义。本研究以旱作春玉米为研究对象,基于田间定位试验,通过改进的OTC系统模拟大气CO浓度升... 详细信息

在大气CO浓度持续升高背景下,了解农作物及农田土壤碳氮对大气CO浓度升高的响应对于评价农田土壤肥力、农田碳氮循环及农业可持续发展具有重要意义。本研究以旱作春玉米为研究对象,基于田间定位试验,通过改进的OTC系统模拟大气CO浓度升高(700μmol·mol)的环境,开展了玉米农田土壤有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳、全氮、水溶性氮及玉米根系对大气CO浓度升高的响应研究,旨在为科学的农田养分管理及土壤可持续利用提供理论依据与基础数据。本研究所获得的主要结果如下:(1)两年春玉米田间定位试验结果表明,农田土壤有机碳及组分对大气CO浓度升高、OTC气室与CO浓度升高共同作用的响应程度不一。总体而言,与OTC气室相比,大气CO浓度升高(OTC+CO)对玉米农田土壤有机碳在2017和2018年大部分生育期均无显著差异;对水溶性有机碳因覆膜与生育期而异,其中在不覆膜条件下无显著变化而在覆膜条件下个别生育期显著增加;对易氧化有机碳在各个水肥模式下均无显著影响。与自然大气对照(CK)相比,OTC气室与CO浓度升高交互作用(OTC+CO)使农田土壤有机碳、易氧化有机碳在大多数生育期显著降低,且对试验年2017年的影响更为显著;使水溶性有机碳在不覆膜条件下于2018年无明显变化,2017年因生育期不同而异,在覆膜条件下于营养生长阶段升高,生殖生长阶段降低。(2)2017和2018两年试验数据表明,大气CO浓度升高、OTC气室与CO浓度升高交互作用对春玉米农田土壤全氮、水溶性氮的影响因年份、生育期、覆盖方式不同而异。总体来看,在大气CO浓度升高的单一条件下,玉米农田土壤全氮仅在2018年各水肥模式下(MN225条件下非根际土除外)R6期显著升高,而对其他年份各水肥模式下不同生育期均无显著影响;水溶性氮的变化则与生育期有关,于营养生长时期显著降低,生殖生长时期显著升高。而在OTC气室与CO浓度升高的复合条件下,土壤全氮含量在多数生育期显著降低,降幅为3.77%～12.48%;水溶性氮的变化因覆膜而异,其中在不覆膜条件下于营养生长阶段降低,生殖生长阶段无明显变化,而在覆膜条件下于大多数生育期升高,增幅为8.96%～288.70%,这也表明覆膜对OTC气室与CO浓度升高复合效应下水溶性氮有促进作用,在一定程度上了增加了土壤有效氮素含量。(3)在2016、2017和2018三季春玉米生长过程中,不同水肥模式下CO浓度升高、OTC与CO浓度交互作用对玉米根系产生明显影响。与OTC相比,大气CO浓度升高对两种条件下(覆膜和不覆膜)根系生物量均有促进作用,增幅为0.07%～348.43%;对0-20 cm根系碳含量有升高趋势但未达显著差异,对20-30 cm根系碳含量产生明显影响;对根系氮含量和根系碳氮比因覆膜而异,其中OTC+CO处理降低不覆膜条件下根系氮含量,降幅为23.5%～40.10%,增加覆膜条件下根系氮含量、不覆膜条件下根系碳氮比,增幅分别为0.91%～19.99%、7.78%～49.29%。与CK相比,OTC气室与CO浓度交互作用(OTC+CO)对覆膜和不覆膜条件下根系生物量、根系碳含量及覆膜条件下根系氮含量的影响与仅升高CO浓度处理大体一致,但对不覆膜条件下根系氮含量和根系碳氮比则无一致规律。此外,三年试验数据还表明,玉米根系大部分分布于0-40 cm土层,且根系生物量随土层加深而逐渐减少;玉米根系氮含量在土层间大体上表现为0-10 cm土壤碳氮的影响因年份、作物生育期、覆膜等不同而异,且土壤碳氮的具体指标对大气CO浓度升高、OTC与CO浓度升高共同作用的响应程度不一。该研究结果可为气候变化条件下土壤碳氮循环及玉米的生长发育提供一定的理论依据。

关键词：大气CO2浓度升高 OTC气室土壤碳氮组分玉米根系

不同水旱轮作模式秸秆还田对土壤碳氮组分及作物产量的影响

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不同水旱轮作模式秸秆还田对土壤碳氮组分及作物产量的影响

作者：唐岚岚华中农业大学

学位级别：硕士

水旱轮作是长江中游稻田主要种植模式,对该区域农田生态系统碳、氮循环有重要影响。水旱轮作下,前茬作物类型不同,作物根系分泌物及输入的秸秆的数量、化学组成性质不同,势必引起土壤碳、氮组分发生改变,继而会影响土壤肥力及后茬水稻... 详细信息

水旱轮作是长江中游稻田主要种植模式,对该区域农田生态系统碳、氮循环有重要影响。水旱轮作下,前茬作物类型不同,作物根系分泌物及输入的秸秆的数量、化学组成性质不同,势必引起土壤碳、氮组分发生改变,继而会影响土壤肥力及后茬水稻对土壤养分的吸收利用,而不同水旱轮作模式碳、氮循环的差异及对水稻生产的影响尚需深入探讨。因此,本试验以江汉平原小麦-水稻轮作模式(WR)和油菜-水稻轮作模式(RR)为研究对象,通过2年大田试验研究了两种轮作模式下秸秆还田对作物产量、土壤活性碳氮组分及土壤不同颗粒有机质含量的影响;此外,通过盆栽试验,研究了小麦与油菜根系分泌碳的差异;通过秸秆降解试验分析了不同作物秸秆降解与养分释放规律。研究结果如下:(1)秸秆不还田下两种轮作模式水稻产量差异不显著,但2020年RR模式水稻生物量较WR模式显著高12.17%。秸秆还田显著提高了WR模式水稻产量,但降低了小麦产量;秸秆还田对RR模式作物产量影响不显著。(2)油菜、小麦的秸秆与根系在水稻生长季的降解率差异明显,至水稻成熟期,小麦秸秆与根系的降解率较油菜分别显著高12.22%、12.02%;小麦秸秆碳、磷释放率较油菜分别显著高18.86%、31.90%;小麦与油菜秸秆氮、钾释放率差异不显著。在旱作物生长季,两种轮作模式下水稻秸秆与根系降解率及养分释放率差异不显著。WR模式周年秸秆碳、氮释放量分别较RR模式显著高10.16%、9.96%,周年秸秆磷、钾释放量差异不显著。(3)RR模式秸秆不还田处理(RR0)土壤易氧化有机碳含量(EOC)较WR模式秸秆不还田处理(WR0)显著高21.40%,其它指标差异不显著。与秸秆不还田相比,秸秆还田均显著提高了RR模式与WR模式土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、EOC及其占土壤总有机碳(TOC)的比例。RR模式秸秆还田处理(RRS)土壤EOC、EOC/TOC、土壤碳库管理指数(CPMI)较WR模式秸秆还田处理(WRS)分别显著高16.26%、11.00%、18.43%,但DOC、DOC/TOC显著低24.61%、26.42%。(4)RR0处理土壤可溶性有机氮(DON)较WR0平均低17.93%。与秸秆不还田相比,秸秆还田均显著提高了RR模式与WR模式土壤DON、微生物量氮(MBN)、硝态氮(NO)、氨态氮(NH)含量。RRS处理土壤MBN较WRS处理平均高17.55%,但DON平均低16.48%。(5)RR0处理土壤物理-化学保护态有机质(i POM)组分所占比重及碳储量较WR0分别显著高6.87%、9.84%。RR0处理土壤轻组颗粒有机质(f POM)组分所占比重、碳含量、碳储量及其氮含量较WR0处理分别显著高16.67%、9.64%、41.66%、18.57%。秸秆还田明显提高了RRS处理土壤i POM组分碳、氮含量及储量,分别显著提高21.23%、21.24%、23.64%、19.73%;WRS处理土壤i POM组分碳含量及储量也分别显著提高了9.66%、16.48%,且显著低于RRS处理。(6)盆栽试验结果表明,单株油菜根系碳分泌强度(EI)在生育期内的变化趋势与小麦相似,但油菜的EI明显高于小麦;在整个生长期中,油菜的根系碳累积分泌量为14.09 g/plant,几乎是小麦植株的2倍。油菜的单位根生物量碳分泌强度(EI)高于小麦,但在作物生育后期,油菜的EI低于小麦。两种作物的EI与作物比根长(SRL)、比根表面积(SRSA)、比根体积(SRV)、根C/N、根氮含量和根可溶性糖含量具有显著的指数关系。两种作物的EI与RL(根长),RSA(根表面积),RV(根体积)和根生物量呈现明显的二次函数关系,该定量回归模型可为估算油菜和小麦田间根分泌碳提供参考依据。综上,小麦与油菜根系碳分泌与秸秆降解差异较大,导致其土壤各碳氮组分差异明显,尤其是秸秆还田下,RR模式土壤易氧化有机碳、微生物量氮、土壤物理-化学保护态有机质均显著高于WR模式,可见,在稻-油轮作下土壤具有较高的碳、氮固持潜力。

关键词：油菜-水稻轮作小麦-水稻轮作土壤碳氮组分根系分泌物秸秆降解

大气CO2浓度升高对旱作玉米不同生育期土壤碳氮及组分的影响

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水土保持学报 2019年第3期33卷 221-227页

作者：冯倩周娅张晓媛王丽梅王玉李世清李海增西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 盛炎电子科技有限公司河北邯郸056001

为探明大气CO2浓度升高对旱作玉米不同生育期土壤碳氮及其组分的影响,以旱作春玉米为研究对象,基于田间定位试验,利用改进的开顶式气室(OTC)模拟大气CO2浓度升高的环境,设置当前自然大气CO2浓度(CK)、CO2浓度升高(700μmol/mol,OTC+CO2)... 详细信息

为探明大气CO2浓度升高对旱作玉米不同生育期土壤碳氮及其组分的影响,以旱作春玉米为研究对象,基于田间定位试验,利用改进的开顶式气室(OTC)模拟大气CO2浓度升高的环境,设置当前自然大气CO2浓度(CK)、CO2浓度升高(700μmol/mol,OTC+CO2)与OTC气室对照(OTC)3种处理,研究大气CO2浓度升高对玉米各生育期土壤有机碳、全氮、水溶性有机碳、水溶性氮、易氧化有机碳的影响。结果表明:与OTC相比,大气CO2浓度升高(OTC+CO2)对土壤有机碳及组分、土壤全氮均无显著影响,使水溶性氮在12叶期(V12)降低18.17%,灌浆期(R3)升高108.56%(P土壤有机碳(收获期R6除外)和全氮(V12除外)含量,降幅分别为4.47%~14.42%和6.78%~12.48%(P土壤有机碳及组分、土壤全氮均无显著影响,对水溶性氮的影响因生育期而异。在利用OTC系统模拟大气CO2浓度升高进行相关研究时,OTC对试验结果的影响不可忽视。

关键词：大气CO2浓度升高 OTC气室土壤碳氮组分玉米

耕作方式对旱地麦田土壤团聚体及其碳氮组分分布的影响

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干旱地区农业研究 2023年第2期41卷 193-200,220页

作者：吴林甲祁琛闫秋艳闫双堆董飞张敏敏山西农业大学资源环境学院山西太谷030801 山西农业大学小麦研究所山西临汾041000 山西省土壤环境与养分资源重点实验室山西太原030001

为明确蓄水保墒耕作方式下旱地麦田土壤团聚体稳定性、有机碳及碳组分和全氮及氮组分在不同粒径团聚体组分中的分布特征,深入了解不同耕作方式下土壤碳氮固持机制,以连续3 a(2017—2020年)实施不同耕作方式(免耕、深松、深翻)后冬小麦... 详细信息

为明确蓄水保墒耕作方式下旱地麦田土壤团聚体稳定性、有机碳及碳组分和全氮及氮组分在不同粒径团聚体组分中的分布特征,深入了解不同耕作方式下土壤碳氮固持机制,以连续3 a(2017—2020年)实施不同耕作方式(免耕、深松、深翻)后冬小麦收获期0~20 cm土壤为研究对象,采用湿筛法测算土壤团聚体的构成与稳定性(R_(0.25),>0.25 mm团聚体含量;MWD,平均重量直径;GMD,几何平均直径),并测定各粒径团聚体有机碳(SOC)和碳组分(重组有机碳,HFOC;轻组有机碳,LFOC;易氧化有机碳,EOC;可溶性有机碳,DOC;颗粒有机碳,POC)含量、全氮(TN)和氮组分(硝态氮,NO^(-)_(3)-N;铵态氮,NH^(+)_(4)-N;可溶性有机氮,SON)含量,分析了碳氮组分的相关关系。结果显示:(1)免耕和深松处理>2 mm团聚体土壤比例较深翻处理分别提高8.8%和22.1%,免耕有利于增加土壤各粒径团聚体SOC、LFOC、EOC、DOC和POC含量。深松处理各粒径团聚体HFOC含量均高于深翻处理,免耕处理仅2 mm、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm土壤团聚体TN、NO^(-)_(3)-N和NH^(+)_(4)-N含量;深松处理有利于增加土壤各粒径团聚体TN含量以及>2 mm和0.25~2 mm团聚体NO^(-)_(3)-N含量,各粒径团聚体NH^(+)_(4)-N含量低于深翻处理。免耕和深松处理各粒径团聚体SON含量均高于深翻处理。碳氮比(C/N)在不同粒径团聚体均表现为深松>免耕>深翻;(4)免耕和深松处理的0~20 cm土壤碳储量分别比深翻高85.4%和86.3%,土壤氮储量分别比深翻高48.1%和32.5%,而秸秆碳还田量分别比深翻低30.9%和16.4%;(5)通过结构方程模型分析发现,DOC和POC通过协同EOC变化,是影响SOC变化的主导因子。SON是协同TN提升的主导因子。因此,黄土高原旱地麦田实施深松技术可改善土壤团聚体结构,实现土壤固碳保氮的协同效应。

关键词：耕作方式旱地小麦土壤团聚体土壤碳氮组分