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耕作年限对鄱阳湖围垦区稻田土壤有机碳组分的影响

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生态与农村环境学报 2018年第3期34卷 240-246页

作者：胡佳吴琴陈正兴崔浩胡启武江西师范大学地理与环境学院江西南昌330022 鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室江西南昌330022

在鄱阳湖围垦区选取6个不同耕作年限的稻田,分析测定了土壤总有机碳(SOC)、重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)和微生物生物量碳(MBC)含量,以阐明耕作年限对土壤有机碳组分的影响。结果表明:(1)鄱阳湖围垦区稻田0~30 cm土层土壤HFOC、L... 详细信息

在鄱阳湖围垦区选取6个不同耕作年限的稻田,分析测定了土壤总有机碳(SOC)、重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)和微生物生物量碳(MBC)含量,以阐明耕作年限对土壤有机碳组分的影响。结果表明:(1)鄱阳湖围垦区稻田0~30 cm土层土壤HFOC、LFOC和MBC含量分别为5.89~24.01 mg·g^(-1)、0.47~4.14 mg·g^(-1)和12.43~850.53 mg·kg^(-1),3种有机碳组分均与SOC含量呈显著正相关关系(P耕作年限显著影响HFOC、LFOC和MBC含量,随着耕作年限的增加,3种有机碳组分含量均呈不同程度的增加趋势,但其占SOC的比例随有机碳组分及土层呈不同的变化规律。(3)鄱阳湖区围垦稻田与垦殖前的湿地相比,HFOC占SOC的比例在耕作50 a后呈相对稳定状态,但较天然湿地小,表明围垦在一定程度上降低了土壤碳库的稳定性。

关键词：鄱阳湖围垦稻田耕作年限有机碳组分

盐分对不同耕作年限稻田土壤CH4排放的影响

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盐分对不同耕作年限稻田土壤CH4排放的影响

作者：肖锚武汉工程大学

学位级别：硕士

稻田是重要的甲烷(CH)排放源,其CH排放量约占全球农业源CH排放量的15%,对全球大气CH浓度变化及全球气候变暖的贡献不容忽视。滨海地区水稻田存在一定的盐渍化问题,不仅影响了水稻生长,还对产甲烷菌和甲烷氧化菌驱动的CH产生和氧化过程... 详细信息

稻田是重要的甲烷(CH)排放源,其CH排放量约占全球农业源CH排放量的15%,对全球大气CH浓度变化及全球气候变暖的贡献不容忽视。滨海地区水稻田存在一定的盐渍化问题,不仅影响了水稻生长,还对产甲烷菌和甲烷氧化菌驱动的CH产生和氧化过程均产生了重要影响,研究盐分对CH排放及其微生物驱动机制具有重要的理论和实践意义。本文以滨海地区水稻土为研究对象,采用微宇宙培养试验方法,探究不同含盐量(0.2%和0.6%)及其不同盐分组成(Na Cl、Mg Cl和NaSO)对不同耕作年限(3年、15年和40年)非淹水和淹水条件水稻土CH排放的影响,分析水稻土盐渍化作用下产甲烷菌和甲烷氧化菌的功能基因丰度变化,为估算盐渍化稻田CH排放通量、阐明盐渍化影响稻田土壤CH排放的驱动机制提供理论支撑。主要结论如下:(1)盐分含量增加抑制了水稻土CH排放,但影响程度取决于水分条件和水稻土耕作年限。相对于盐分含量为0.2%的水稻土,0.6%含盐量下,非淹水和淹水条件下水稻土CH排放量分别显著降低了40.0-71.3%和10.1-23.6%。相对于耕作15年和40年的水稻土,盐分增加对耕作3年水稻土CH排放量的影响程度相对较低。非淹水条件,盐分与产甲烷菌mcr A功能基因丰度呈正相关关系,与甲烷氧化菌pmo A和mxa F功能基因丰度呈负相关关系,表明盐分增加促进了水稻土产CH过程、抑制了CH氧化过程,具有增加CH产生和排放的潜力。较高盐分条件下,土壤溶解性有机碳含量较高,表明非淹水条件下盐分主要通过抑制微生物对土壤溶解性底物的利用,降低了甲烷的产生和排放。淹水条件下,盐分增加使得耕作3年水稻土甲烷氧化菌pmo A和mxa F功能基因丰度均有增加的趋势,进而降低CH排放量;对于耕作15年和40年水稻土,盐分增加使得产甲烷菌mcr A功能基因丰度显著降低,可通过抑制产甲烷过程而降低CH排放量。(2)不同盐分组成对水稻土CH排放的影响存在较大差异,NaSO显著抑制了水稻土CH产生和排放。非淹水条件下,添加Na Cl、Mg Cl和NaSO使得不同耕作年限水稻土CH排放量分别降低了25.1-55.8%、0.8-59.5%和70.4-86.7%。淹水条件下,添加Na Cl和Mg Cl使得不同耕作年限水稻土CH排放量分别增加了3.3-36.0%和12.4-31.2%;但添加NaSO使得水稻土CH排放量降低了91.0-94.3%。添加NaSO显著降低了产甲烷菌mcr A功能基因丰度和甲烷氧化菌pmo A、mmo X和mxa F功能基因丰度,表明NaSO主要通过抑制CH产生而降低CH排放量。

关键词：盐渍化甲烷微生物功能基因水稻土耕作年限

耕作年限对棉田土壤颗粒及矿物结合态有机碳的影响

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水土保持学报 2013年第3期27卷 237-241页

作者：唐光木徐万里周勃梁智葛春辉新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所新疆乌鲁木齐830091

研究耕作年限对棉田土壤颗粒及矿物结合态有机碳的影响。以相应荒地为对照,选取南北疆兰州湾、31团和普惠农场3个典型绿洲不同耕作年限土壤为研究对象,应用物理分组方法研究颗粒及矿物结合态有机碳的变化规律。结果表明:耕作有利于棉田... 详细信息

研究耕作年限对棉田土壤颗粒及矿物结合态有机碳的影响。以相应荒地为对照,选取南北疆兰州湾、31团和普惠农场3个典型绿洲不同耕作年限土壤为研究对象,应用物理分组方法研究颗粒及矿物结合态有机碳的变化规律。结果表明:耕作有利于棉田土壤总有机碳的积累,耕作(0～5年)总有机碳增加迅速,年均增加在0.65g/kg以上;颗粒有机物、有机碳和颗粒有机碳的分配比例在耕作0～10年间增加,较荒地分别增加50.12%,263.64%,79.79%,10年后下降。矿物结合态有机碳含量则随耕作年限的延长递增,矿物结合态有机物含量变化趋势与颗粒有机物相反。土壤有机碳在耕作1～10年增加,有利于土壤质量的提高,是荒漠区土壤碳汇,是合理的耕作年限。

关键词：耕作年限颗粒有机碳矿物结合态有机碳物理分组

旱地红壤线虫群落对不同耕作年限的响应及指示意义

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土壤学报 2016年第2期53卷 510-522页

作者：王明伟刘雨迪陈小云胡锋刘满强南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 上海市园林科学研究所上海200232

我国热带和亚热带地区的红壤农田肥力水平低,严重制约着农业生产力的提升。不同农业管理措施会对土壤理化性质和生物群落产生不同的影响。本文研究了不同耕作年限条件下的旱地土壤,选取耕作10 a、20 a、50 a的花生地和菜地,并以未开垦... 详细信息

我国热带和亚热带地区的红壤农田肥力水平低,严重制约着农业生产力的提升。不同农业管理措施会对土壤理化性质和生物群落产生不同的影响。本文研究了不同耕作年限条件下的旱地土壤,选取耕作10 a、20 a、50 a的花生地和菜地,并以未开垦的原始荒地作为对照。结果显示,与荒地相比,各年限花生地的土壤肥力等指标表现出下降的趋势,菜地土壤的各项性质则呈现提升的趋势。耕作20 a的花生地土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、有效磷等指标均最低,同时耕作50 a的菜地各项性质相对于10 a有显著的提升(p耕作年限延长而下降,而菜地中食细菌线虫比例伴随耕作年限延长而逐渐上升。从线虫生态指标数据显示,花生地相对于频繁施肥和耕作的菜地表现出更为稳定的土壤食物网。因此,线虫群落对不同耕作年限下旱地红壤生态系统的变化表现出一定的指示潜力。

关键词：旱地红壤耕作年限线虫群落指示作用

辽河三角洲不同耕作年限水稻田土壤水源涵养差异研究

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辽河三角洲不同耕作年限水稻田土壤水源涵养差异研究

作者：任冬雪辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

基于水稻田常年耕作使土壤主要成分流失及水稻减产和减质的原因,以及水田作为人工湿地具有的涵养水源功能,本研究以辽宁省盘锦市耕作80年(大洼区田庄台地区)、50年(大洼区三角洲地区)、20年(盘山县羊圈子地区)水田土壤为研究对象,通过... 详细信息

基于水稻田常年耕作使土壤主要成分流失及水稻减产和减质的原因,以及水田作为人工湿地具有的涵养水源功能,本研究以辽宁省盘锦市耕作80年(大洼区田庄台地区)、50年(大洼区三角洲地区)、20年(盘山县羊圈子地区)水田土壤为研究对象,通过土壤理化性质的测定和优先流特征分析,对3个试验区不同耕作年限水稻田土壤的水源涵养功能进行综合评价,为水稻田持续耕作经营提供理论参考。取得的主要研究结果如下:(1)不同水稻田土壤发生层(0～100 cm)中,分析水稻田土壤的机械组成,粗粉粒含量最高,细砂粒、中粉粒、细粉粒随后,黏粒最少。耕作80年、50年、20年的水稻田土壤容重在潜育层最大。各耕作年限的各土层中,分析机械性团聚体组成,1～2 mm的团聚体最多。对水稳性团聚体而言,耕作80年、50年、20年水稻田土壤在各发生层中,均为0.25～1 mm粒径团聚体最多,其次是耕作年限水稻田土壤均表现出表聚性,随土层深度加深而减少。土壤的毛管孔隙度和总孔隙度随着土层加深呈降低趋势,非毛管孔隙度低于毛管孔隙度。土壤含水量在耕作80年水稻田土壤中最大,耕作50年次之,耕作20年最小。随土层加深,土壤的含水量降低,各耕作年限的土壤含水量在耕作层、犁底层、底土层、潜育层之间差异显著。(2)不同耕作年限各水稻田发生层的土壤最大吸持贮水量、最大滞留贮水量和饱和贮水量,随土层加深,呈先降低后升高再降低趋势。不同土层土壤饱和导水率在耕作80年、50年水稻田土壤的耕作层最高,耕作20年在潜育层最高,土壤饱和导水率整体上随着耕作年限的增加呈下降趋势。(3)不同耕作年限水稻田土壤的染色面积比随着土层加深而降低,并且整体染色面积比为耕作20年>50年>80年。相关性分析表明,染色面积比与毛管孔隙度、总孔隙度、有机质有极显著关系,与最大贮水量呈负的极显著关系。(4)随耕作年限增加,水源涵养指数随之增大,水源涵养能力增强。从土层深度上看,水源涵养功能指数随土层深度的增加而降低。该论文有图17幅,表8个,参考文献111篇。

关键词：水稻田土壤耕作年限优先流水源涵养功能

耕作年限对水稻土有机碳分布和腐殖质结构特征的影响

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土壤学报 2008年第5期45卷 950-956页

作者：慈恩杨林章程月琴施林林殷士学中国科学院南京土壤研究所南京210008 扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225009

分析比较了浙江慈溪耕作年限为50、100、500、700、1000、2000a的水稻土剖面和不同粒级复合体中有机碳的分布特征，并利用红外光谱技术，探讨了长期耕作对水稻土腐殖质结构和功能基团的影响。结果表明，耕作年限在50-2000a范围内，稻田... 详细信息

分析比较了浙江慈溪耕作年限为50、100、500、700、1000、2000a的水稻土剖面和不同粒级复合体中有机碳的分布特征，并利用红外光谱技术，探讨了长期耕作对水稻土腐殖质结构和功能基团的影响。结果表明，耕作年限在50-2000a范围内，稻田耕作表层有机碳含量受耕作年限影响不大，随着耕作年限的增加，约30—60cm深度土层中有机碳含量有升高趋势。稻田土壤0-40cm土层和40-80cm土层有机碳储量变化幅度（△）随着耕作年限的增加逐渐下降，表明早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力。100、500、1000a水稻土耕作表层中，〈2μm复合体的有机碳含量受耕作年限影响不大；随着耕作年限延长，〈2μm复合体有机碳分配系数不断增大，10-50μm复合体有机碳分配系数则呈下降趋势。100、500、700a水稻土胡敏酸的芳化度随耕作年限增加有所提高，500和700a水稻土胡敏酸的脂肪族-CH2-、-CH3基团含量要高于100a水稻土，胡敏酸的聚合程度基本上不受耕作年限影响。

关键词：耕作年限水稻土有机碳有机无机复合体红外光谱

耕作年限对延安新造耕地土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

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陕西农业科学 2017年第10期63卷 1-5页

作者：贾凤安刘晨吕睿常帆陕西省微生物研究所微生物代谢产物研究中心陕西西安710043

采集传统耕作方式下,陕西延安市安塞县南沟村不同耕作年限新造耕地土壤样本,分析耕作年限对土壤理化性质、酶活性、微生物多样性的影响。结果表明,新造耕地土壤极为贫瘠、养分含量低。传统耕作、施肥方式在耕作初期对土壤速效养分含量... 详细信息

采集传统耕作方式下,陕西延安市安塞县南沟村不同耕作年限新造耕地土壤样本,分析耕作年限对土壤理化性质、酶活性、微生物多样性的影响。结果表明,新造耕地土壤极为贫瘠、养分含量低。传统耕作、施肥方式在耕作初期对土壤速效养分含量、酶活性、微生物量及微生物多样性等指标方面表现出良好的提升作用,其中速效磷、速效钾含量,蔗糖酶、脱氢酶活性出现了显著性提高,功能性细菌大量出现。至耕作8年时,各指标均呈下降趋势,其中全钾、速效钾含量呈现出了显著性下降,功能性微生物减少。上述结果足以证实,传统耕作方式无法从根本上解决新造耕地养分含量低、土壤肥力不足的问题,也无法长时间的维持土壤微生物结构平衡。

关键词：新造耕地耕作年限土壤养分酶活性微生物多样性

不同耕作年限水稻土土壤颗粒的体积分形特征研究

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土壤 2009年第3期41卷 396-401页

作者：慈恩杨林章程月琴马力中国科学院南京土壤研究所南京210008 西南大学资源环境学院重庆400716

应用基于土壤颗粒体积分布确定土壤颗粒大小分布分形维数的方法,对浙江慈溪耕作年限分别为50、100、500、700、1000和2000年的水稻土土壤颗粒体积分形特征进行了研究。结果表明:同基于土壤颗粒质量分布的分形维数相比,基于土壤颗粒体积... 详细信息

应用基于土壤颗粒体积分布确定土壤颗粒大小分布分形维数的方法,对浙江慈溪耕作年限分别为50、100、500、700、1000和2000年的水稻土土壤颗粒体积分形特征进行了研究。结果表明:同基于土壤颗粒质量分布的分形维数相比,基于土壤颗粒体积分布的分形维数计算不需要密度假设,更具有合理性。不同年限水稻土的土壤颗粒大小分布能被体积分形模型显著拟合(p耕作年限对水稻土土壤颗粒的体积分形维数和分形模型的拟合度均有一定影响。与50～500年水稻土相比,700～2000年水稻土剖面中土壤颗粒体积分形维数的变异性和均值较高,但其拟合决定系数则较低;耕作年限会对水稻土剖面中黏粒的含量和分布产生影响,进而影响到剖面土壤的颗粒体积分形特征;对于同一质地类型的土壤,耕作年限越长,分形维数越高。

关键词：耕作年限水稻土分形维数颗粒体积

红壤地区农田土壤线虫群落对耕作年限和施肥措施的响应及指示价值分析

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红壤地区农田土壤线虫群落对耕作年限和施肥措施的响应及指示价值...

作者：刘雨迪南京农业大学

学位级别：硕士

我国热带和亚热带地区的红壤农田肥力水平低,严重制约着农业生产力的提升。不同农业管理措施会对土壤理化性质和生物群落产生不同的影响。虽然土壤线虫群落分析具有指示土壤健康或质量的潜力,但是在红壤地区的研究相对缺乏,并且很少有... 详细信息

我国热带和亚热带地区的红壤农田肥力水平低,严重制约着农业生产力的提升。不同农业管理措施会对土壤理化性质和生物群落产生不同的影响。虽然土壤线虫群落分析具有指示土壤健康或质量的潜力,但是在红壤地区的研究相对缺乏,并且很少有研究涉及水田和旱地两种典型农业利用方式的综合比较。本研究选取了不同耕作年限以及不同长期施肥条件下的水田和旱地土壤,研究土壤线虫群落对不同农业管理措施的响应,并进一步分析了线虫群落与其它常用土壤质量指标之间的关系,以探究土壤线虫群落分析对于土壤质量或健康的指示价值,研究结果将对该地区农业管理措施具有一定的指导意义。主要结果如下： 1)旱地改为水田后随稻作年限的增加土壤非生物和生物性质发生改变。基于旱改水后1a、10a、20a、50a和100a五个时序的土壤性质的调查分析,结果表明,随着稻作年限的延长,土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳氮、基础呼吸、矿质氮、速效磷、线虫数量及线虫属数均随稻作时间增长而逐渐上升,在50a达到最高,在100a后变化渐缓或有所下降。随着稻作年限的延长,线虫群落中植食者的比例显著上升(P年限的增加而发生显著变化(P年限的继续延长呈现稳定趋势。同时从冗余分析(RDA)排序图可以看出,土壤微生物生物量碳和矿质氮对线虫群落种属组成影响最大。 2)旱地红壤不同利用年限的农田分别选择了耕作10a、20a、50a的花生地和菜地,并以未开垦的荒地作为对照。结果显示,与荒地相比,各年限花生地的土壤肥力等指标表现出下降的趋势,菜地土壤的各项性质则呈现提升的趋势。耕作20a的花生地土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、速效磷等指标均最低,同时耕作50a的菜地各项性质相对于10a有显著的提升(P耕作年限延长而逐渐上升。线虫生态指标方面,花生地相对于频繁施肥和耕作的菜地表现出更为稳定的土壤食物网。从RDA排序图可以看出,食真菌线虫茎属线虫(Ditylenchus)且与微生物代谢熵(qCO2)具有显著的正相关关系,与速效磷呈负相关关系;食细菌线虫中的头叶属(Cephalobus)与土壤微生物量氮(MBN)呈正相关。 3)长期不同施肥措施下的水田和旱地均选择了始于1981年的五个施肥处理：不施肥(CK),施用无机肥(NPK),双倍施用无机肥(2NPK),单施有机肥(OM)和有机无机配施(NPK+OM).水田土壤中,有机肥的施用显著提高了土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳氮、速效磷、矿质氮和线虫数量(P耕作年限下农田土壤生态系统的变化表现出一定的指示潜力,线虫属与特定指标有显著的相关关系;但在长期不同施肥措施下虽然线虫群落发生分异,却未能发现线虫群落组成关系和土壤环境因子之间的相关性,这可能是由于线虫群落在长期不同施肥措施下发

关键词：线虫群落耕作年限施肥措施土壤质量指示价值