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1.
【目的】作物秸秆和根茬是农田土壤有机质的重要来源之一,经微生物作用以微生物残体形式累积在土壤中,是稳定土壤有机质的重要组成部分。明确不同肥力土壤作物秸秆和根茬还田后微生物残体在土壤中的累积及其对土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）的贡献,以期为增加土壤碳氮的库容和稳定性提供依据。【方法】基于黑土长期定位试验站不同肥力水平土壤,利用13C15N双标记方法和氨基糖生物标识物技术,土壤中分别添加玉米秸秆和根茬后进行室内培养,在培养第30天和第180天采样,分析土壤中外源碳（秸秆碳和根茬碳）的残留率、外源氮（秸秆氮和根茬氮）的残留率、微生物残体碳氮的含量及其对土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）的贡献率。【结果】培养第180天,秸秆碳和根茬碳在土壤中的平均残留率分别为36.3%和31.7%,秸秆氮和根茬氮的残留率平均分别为95.8%和79.3%。添加秸秆和根茬处理SOC中外源碳含量与TN中外源氮含量的比值（13C-SOC/15N-TN）在培养第180天平均分别为17.6和28.5,与培养第30天相比平均分别下降了47.9%和28.2%。培养期间,高肥土壤真菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.17倍左右,细菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.31倍。第180天,添加秸秆处理土壤微生物残体（真菌和细菌）碳和氮含量平均比添加根茬处理增加了8.5%左右。培养结束后（第180天）,真菌残体碳对高肥和低肥土壤SOC的贡献率平均分别为37.0%和33.8%,细菌残体碳的贡献率平均分别为11.2%和9.2%;添加秸秆和根茬的处理真菌残体碳对SOC的贡献率平均分别为36.0%和34.7%,细菌残体碳的贡献率平均分别为10.8%和9.6%。第30天,真菌残体氮和细菌残体氮对TN的贡献率平均分别为55.2%和16.3%;培养第180天,真菌残体氮对低肥和高肥土壤TN的贡献率平均分别为63.5%和60.5%,细菌残体氮的贡献率平均分别为16.4%和17.5%。培养180天与初始土壤相比,细菌残体碳和氮对高肥土壤SOC和TN的贡献率平均分别增加了4.8%和7.4%,对低肥土壤平均分别增加了20.3%和32.5%。【结论】真菌残体对土壤有机碳库的稳定和氮库的扩容起着重要的作用。添加玉米秸秆较根茬更有利于微生物残体碳氮在土壤中的累积。低肥土壤添加秸秆和根茬有利于细菌残体碳和氮向土壤有机碳库和氮库的转化。 相似文献
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外源有机物料碳氮在红壤团聚体中的残留特征 总被引：6，自引：2，他引：4
【目的】土壤团聚体不仅是土壤结构的重要单元,也是土壤有机碳和氮素固持的重要场所。探究还田秸秆和有机肥中的有机碳和氮素在土壤团聚体中的残留特征,为深刻认识团聚体对外源有机碳和氮素的固持机制及土壤的可持续管理提供依据。【方法】以中国南方典型红壤（C3植物为主的自然植被）为研究对象,设置以下5个处理：（1）对照;（2）低量玉米秸秆添加;（3）高量玉米秸秆添加;（4）低量15N标记有机肥（与处理（2）等碳量）;（5）高量15N标记有机肥（与处理（3）等碳量）。采用室内模拟培养试验（恒温恒湿条件下培养300 d）,运用13C和15N同位素示踪技术,研究培养后土壤大团聚体（250-2 000 µm）、微团聚体（53-250 µm）、粉黏粒组分（＜53 µm）中有机碳和氮含量及其同位素丰度（13C和15N）,分析外源碳氮在土壤各团聚体组分的分配比例及残留特征。【结果】培养300 d后,与对照相比,添加秸秆或有机肥显著提高土壤总有机碳和全氮含量（P＜0.05）,提高幅度随物料添加量增加而增加。低量或高量有机肥添加后土壤及各级团聚体有机碳和氮素含量显著高于等碳量的秸秆处理。与对照相比,秸秆处理显著提高大团聚体（250-2000 µm）有机碳和氮的分配比例,其中,高量处理分别提高19.5和22.4个百分点;但该处理显著降低粉黏粒组分（＜53 µm）有机碳和氮素分配比例,平均降低11.4和12.6个百分点。与对照相比,有机肥处理显著提高微团聚体（53-250 µm）有机碳和氮素的分配比例,其中,低量有机肥处理分别提高11.6和8.3个百分点;而显著降粉黏粒组分（＜53 µm）的有机碳和氮的分配比例,平均降低6.0和9.4个百分点。同位素结果显示,高量或低量秸秆处理各粒级团聚体之间,大团聚体（250-2 000 µm）有机碳的δ13C值最高,其次为粉黏粒组分（＜53 µm）,微团聚体（53-250 µm）最低。而不同处理之间,高量秸秆处理总土及各粒级团聚体δ13C值明显高于低量秸秆和对照处理,而后两者没有明显差异。高量秸秆处理下,秸秆有机碳残留率为57.6%,其中,大团聚体的秸秆有机碳残留率（25.9%）相当于粉黏粒组分（＜53 µm）残留率（13.3%）的2倍。添加15N标记的有机肥处理后,来源于有机肥的氮素在土壤中总残留率为77.3%,其中,微团聚体中有机肥氮素残留率为45.2%,相当于大团聚体（10.4%）的4倍以上。【结论】等碳量条件下,有机肥相对于秸秆更有利于土壤碳氮的积累。还田后50%的残留秸秆有机碳在大团聚体内固持,而58%残留的有机肥氮被固定在微团聚体中。 相似文献
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施氮量对不同肥力土壤氮素转化及其利用率的影响 总被引：10，自引：2，他引：10
【目的】评价不同施氮量下不同肥力土壤在小麦孕穗期的土壤活性氮组分（土壤矿质氮、可溶性有机氮和微生物量氮）的转化与氮肥利用率的变化。【方法】以长期（37年）定位试验下不同施肥处理土壤（贫瘠土壤-NF：长期不施肥;低肥力土壤-LF：长期施用化肥;中肥力土壤-MF:长期施用低量有机肥配施无机肥;高肥力土壤-HF：长期施用高量有机肥配施无机肥）为研究对象,通过盆栽试验,利用15N示踪法,研究添加外源硫酸铵氮肥（N0：0、N1：135 kg·hm-2、N2：180 kg·hm-2）之后,小麦生长旺盛时期（孕穗期）土壤活性氮组分在不同肥力土壤中的变化以及与土壤供氮效应之间的联系。【结果】随施氮量增加,不同肥力土壤的可溶性氮均呈先增加后降低的趋势,在N1处理最高,而各处理的土壤微生物量氮在N2达到最大,N1最低;不同肥力土壤可溶性氮变化均为高肥力土壤＞中肥力土壤＞低肥力土壤＞贫瘠土壤,而微生物量氮变化均为高肥力土壤＞中肥力土壤＞贫瘠土壤＞低肥力土壤（P＜0.05）;施氮对不同肥力土壤可溶性氮和微生物量氮的影响在低肥力土壤最大,而在高肥力土壤增幅最小。不同肥力土壤供氮量、氮肥利用率以及吸氮总量和吸15N量的变化均为高肥力土壤＞中肥力土壤＞低肥力土壤＞贫瘠土壤（P＜0.05）,其中,吸收15N量所占小麦吸收总氮的百分比大小变化为低肥力土壤＞中肥力土壤＞高肥力土壤＞贫瘠土壤（P＜0.05）。相同肥力不同处理下,土壤供氮量、氮肥利用率以及小麦吸氮量和吸15N肥料的量随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,均以N1处理显著高于其他处理（P＜0.05）,总体上施氮处理下小麦吸肥料氮所占吸收总氮的百分比的平均值为44%;各肥力土壤中肥料损失量均为贫瘠土壤＞低肥力土壤＞中肥力土壤＞高肥力土壤（P＜0.05）,而且氮肥损失量均随施氮量的增加而增加,在N2处理最大;土壤活性氮组分与土壤供氮、氮肥利用率、小麦吸氮之间均具有显著的正相关关系（P＜0.05）。【结论】在高肥力土壤上添加适宜氮量（135 kg·hm-2）利于土壤中活性氮组分的转化,能更好地协调土壤供氮与作物需氮间的关系,提高氮肥利用率,减少氮素在土壤中的损失。 相似文献
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添加石灰和秸秆对塿土有机碳固持的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究作物秸秆与石灰配施对土壤CO2排放、土壤有机碳（SOC）固持、土壤无机碳（SIC）转化的影响机制,以及SOC固持对初始SOC含量的响应。【方法】--采用室内恒温培养试验及稳定同位素技术（13C）,选用经16年不同碳氮水平管理,且长期进行冬小麦-夏休闲种植的2个供试土壤样品:S0N0土壤（不进行秸秆还田+不施用氮肥）和S1N1土壤（高量秸秆还田+高量施用氮肥:240 kg·hm-2）,将S0N0土壤和S1N1土壤分别在添加秸秆（12 g·kg-1）或不添加秸秆以及添加石灰（3 g·kg-1）或不添加石灰的情况下于25℃黑暗条件中培养120 d。【结果】未添加秸秆和石灰时,S1N1土壤的CO2累积释放量比S0N0土壤高出42.9%;添加等量秸秆不仅提高了S0N0土壤和S1N1土壤的CO2累积释放量（81.6%,70.4%）,而且S0N0土壤CO2累积释放量的增加幅度高于S1N1土壤,这说明秸秆的添加对初始SOC含量低的土壤即S0N0土壤的原SOC矿化影响更大。但是无论添加秸秆与否,石灰的加入使S0N0土壤和S1N1土壤的CO2累积释放量分别降低了428.11和528.52 mg·kg-1。与空白土壤相比,添加秸秆使S0N0土壤和S1N1土壤的SOC含量分别提高了2.95和3.19 g·kg-1;但是与单独添加秸秆相比,同时添加秸秆和石灰使S1N1土壤的SOC显著降低了1.36 g·kg-1,而对S0N0土壤的SOC含量没有影响。利用13C稳定同位素技术发现,添加秸秆能促使新形成SOC;其中,S0N0土壤中新形成的SOC含量比S1N1土壤高出0.77 g·kg-1;然而与单独添加秸秆相比,同时添加石灰和秸秆后新形成的SOC与其相差无几,说明石灰的加入对秸秆的腐解不会造成影响。在S0N0土壤和S1N1土壤中,添加秸秆使SOC净固持量分别提高了3 066.3和2 480.53 mg·kg-1;同时添加石灰和秸秆对S0N0土壤的SOC净固持量无显著影响,但是S1N1土壤的SOC净固持量则呈现下降的趋势。石灰的加入使S0N0土壤和S1N1土壤的CO2释放量分别降低了469和529 mg·kg-1,同时使SIC含量分别提高了443和566 mg·kg-1。【结论】初始SOC含量低的土壤具有更高的固碳潜力;添加钙源能够与土壤CO2通过化学反应生成无机碳—碳酸钙的方式从另一个角度达到土壤固碳减排的目标。 相似文献
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【目的】分析东北黑土旱地改稻田后土壤团聚体组成及其稳定性、各粒级团聚体有机碳、全氮含量及其 13C、 15N自然丰度值的动态变化,探讨旱地改稻田后土壤团聚体有机碳、全氮的赋存能力及稳定性,揭示旱地改稻田后土壤团聚体及其有机碳、全氮的演变规律。【方法】选择东北典型黑土旱地土壤（种植大豆年限大于60年,作为对照）和改种不同年限的稻田土壤（3、5、10、17、20和25年,改稻田前种植作物均为大豆）,利用土壤团聚体湿筛分离技术和稳定同位素分析技术,研究旱地改稻田后土壤团聚体有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】在0—60 cm土层,与对照土壤相比,改种水稻各年限土壤中2—0.25 mm团聚体组成有所减少,0.25—0.053 mm和<0.053 mm团聚体组成有所增加,>2 mm团聚体组成的变化无明显规律,但旱地改稻田不同年限均以2—0.053 mm团聚体为主;团聚体平均重量直径（MWD）与>2 mm团聚体组成之间呈显著线性正相关关系（P<0.01）,与0.25—0.053 mm、<0.053 mm团聚体组成之间均呈显著线性负相关关系（P<0.01或P<0.05）;水稳性团聚体组成变化受水稻种植年限和土层深度的显著影响,而MWD的变化则受土层深度的显著影响。与对照土壤相比,在0—40 cm土层,2—0.25 mm、0.25—0.053 mm团聚体有机碳和全氮含量在改种水稻3年时均有所下降,在改种水稻3—25年间均随水稻种植年限延长大体上呈增加趋势。总体上,2—0.25 mm、0.25—0.053 mm团聚体是赋存有机碳和全氮的主要粒级;在0—60 cm土层,>2 mm团聚体有机碳、全氮含量与其团聚体组成之间呈显著正相关关系（P<0.01或P<0.05）,在0—20 cm土层,2—0.25 mm团聚体有机碳、全氮含量与其团聚体组成之间也呈显著正相关关系（P<0.01或P<0.05）;<2 mm团聚体有机碳和全氮含量的变化受水稻种植年限影响显著,而>0.25 mm团聚体有机碳和全氮含量的变化则受土层深度影响显著。与对照土壤相比,各粒级团聚体中δ 13C在改种水稻3年时均明显增加,在改种水稻5年时均明显下降,在改种水稻5—25年间变化不明显,各粒级团聚体中δ 15N在改种水稻25年间均略有下降。总体上,在改稻田3—25年间,团聚体中δ 13C、δ 15N的变化受水稻种植年限和土层深度的显著影响,其数值均随粒级的减少而增加,相同年限各粒级团聚体δ 13C随着土层的加深而增大,δ 15N无明显变化规律。【结论】东北典型黑土旱地改稻田25年间,土壤中非水稳性大团聚体遭受破坏形成了粒径较小的团聚体,2—0.053 mm水稳性团聚体是有机碳、全氮固存的主要载体,较小粒级团聚体赋存的有机碳较为稳定,其稳定性随水稻种植年限延长、土层加深而增强。 相似文献
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秸秆添加量对棕壤有机碳固定与周转的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
秸秆还田数量对不同肥力土壤有机碳库的影响存在一定差异,但由于测定技术的限制目前尚未有可靠的结果支撑。以沈阳农业大学棕壤长期(27年)施肥定位试验形成的高、低两种肥力土壤为研究对象,利用13C标记的玉米秸秆为试验添加材料,采用砂滤管法将不同量秸秆分别添加到高、低肥力土壤中培养1年,通过定量分析两个肥力水平棕壤碳库中新、老碳含量随时间的动态变化,探讨玉米秸秆还田量对不同肥力土壤新、老有机碳固定与周转的影响。结果表明:秸秆添加量的提高使棕壤碳库的周转加快,显著增加棕壤有机碳含量及秸秆碳的贡献,降低老有机碳含量和碳库的稳定性,低肥棕壤固碳效率更高,受秸秆添加量影响明显,高肥棕壤固碳能力更强,有利于碳库的稳定。低肥有利于秸秆碳的固定,集中在添加秸秆后的180d内。高肥老有机碳的抗分解能力更强,且添加秸秆量越多,老有机碳的分解持续时间越长。高肥各处理中,5%处理固碳效果较高;低肥各处理中,5%处理的新碳固定能力较强,10%处理的老碳固定能力较强。建议高肥土壤秸秆投入水平不超过5%固碳效果更佳,低肥土壤可在10%添加水平上加大有机碳的投入。研究结果为秸秆还田量对土壤碳库稳定的影响研究提供理论依据。 相似文献
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牦牛肉中稳定同位素指纹特征及影响因素 总被引：4，自引：1，他引：3
【目的】分析牦牛肉中稳定碳、氮、氢同位素组成,以及它们受地域、牧草和饮水的影响,为其产地溯源及真伪鉴别提供技术支撑。【方法】从青海省海北、海南、玉树3个不同地域采集牦牛肉、牧草及水样品,利用GPS定位采样地的经度、纬度及海拔高度,利用元素-稳定同位素比率质谱仪（EA-IRMS）分析样品中稳定碳、氮、氢同位素比率。【结果】牦牛脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C平均值分别为（-23.99±0.25）‰和（-28.77±0.50）‰;脱脂肌肉中的δ15N和δ2H平均值分别为（4.04±0.91）‰和（-107.99±11.08）‰。牦牛肉中δ13C、δ15N值主要受其食用的牧草影响,地域对牦牛肉中的δ13C值也有一定的影响,即牦牛肉中δ13C值有随海拔的增加而增加的趋势。青海省海北、海南、玉树3个地区牧草和水中的δ2H值均有极显著差异,牧草中δ2H值由高到低的顺序依次为海南＞海北＞玉树,水中δ2H值由高到低的顺序依次为海北＞海南＞玉树。牦牛肌肉中δ2H值由高到低的顺序依次为海南＞海北＞玉树,与牧草中δ2H值的地域变化顺序一致。说明牦牛肉中的δ2H值与牧草、饮水密切相关,均有随海拔升高而降低的趋势,且牧草对牦牛组织中氢同位素组成的影响可能大于水的影响,但这还需要进一步研究证实。【结论】牦牛肉中稳定同位素指纹与高海拔地区的牧草、饮水、地形密切相关,具有独特的指纹特征。 相似文献
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通过田间埋藏分解试验,比较3种施氮量(0、120和240kg·hm~(-2))处理的玉米根茬分别与土娄土和黑垆土混合后,在土壤中分解1a期间根茬碳分解差异,并利用碳稳定同位素δ~(13) C方法,研究根茬碳分解对土壤有机碳的贡献。结果显示:杨凌地区水热条件较好,试验期间降水量总和较长武高215mm;杨凌试验地15cm和45cm土层平均温度分别较长武高3.2℃和4.2℃。分解1a后,黑垆土中根茬残留碳量较土娄土中高20.9%~43.6%。根茬来源的土壤有机碳比例在土娄土、黑垆土中分别为22.4%~44.7%和27.4%~38.3%。在黑垆土中,玉米根茬分解1a后,根茬来源的土壤有机碳质量分数显著高于在土娄土中,而在3种不同施氮量处理的玉米根茬之间,根茬来源的土壤有机碳质量分数差异不显著。研究表明,水热条件相对较好的土壤环境能够促进玉米根茬残体的分解矿化,而土壤深度、质地、施肥状况等会影响有机残体还田腐解与土壤有机碳的更新。 相似文献
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为探究岩溶湿地生态环境的营养状况及污染物来源,以贵州威宁草海岩溶湿地为例,通过对其不同水文期表层沉积物中总有机碳(TOC)和总氮(TN)的含量分布及其稳定碳同位素(δ13C)、稳定氮同位素(δ15N)和C/N的分析,探讨了沉积物有机质的分布特征及来源。结果表明:草海湿地表层沉积物丰水期TOC、TN含量变化范围分别为3.75%~32.71%和0.39%~2.90%,平均值分别为14.34%和1.52%;枯水期TOC、TN含量变化范围分别为1.26%~34.11%和0.18%~2.49%,平均值分别为12.46%和1.12%;丰水期TOC、TN含量略高于枯水期,这与丰水期大量降雨带来的陆源输入有关,同时在空间分布上二者在两个水文期均表现为西南和湖心区域大于东部和西北区域。草海湿地表层沉积物丰水期δ13C、δ15N分布范围分别在-2.55%~-1.97%和0.03%~0.37%,平均值分别为-2.23%和0.24%;枯水期δ13C、δ15N分布范围分别在-2.75%~-1.96%和0.10%~0.46%,平均值分别为-2.35%和0.30%;其中δ13C的空间分布特征表现为东区较西区明显偏负,说明东区污染严重,这是由于东区毗邻县城,污染物来源复杂,沉水植物遭到破坏,使得湖泊自身生产力降低。通过端元混合模型对沉积物来源进行定性和半定量分析,结果表明:草海湿地表层沉积物有机质的主要来源为土壤有机质、浮游藻类及淡水水生植物,同时由于草海岩溶湿地具有较高的初级生产力,沉积物中有机质来自内源的贡献大于来自外源的输入。 相似文献
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[目的]探究凋落叶、P添加及其交互作用对有机碳(SOC)和有机氮(SON)组分的影响。[方法]以马尾松土壤为研究对象，通过为期125 d的室内培养试验，探究了3种凋落叶添加(马尾松、火力楠和枫香)和P添加(KH2PO4)对土壤SOC和SON组分的影响。[结果]凋落叶添加和P添加均显著降低了惰性碳(RP-C)组分的含量，两者共同添加时表现出较强的交互作用。凋落叶对SOC和SON的影响受土壤P有效性的影响，P添加加速了凋落叶添加下土壤微生物对原有RP-C的分解。冗余分析显示，氨态氮(NH+4-N)和有效磷(AP)是SOC组分重要的影响因子，而SON组分重要的预测因子是可溶性有机氮(DON)和微生物生物量磷(MBP)。[结论]P添加会促进凋落叶在土壤的分解和转化，且凋落叶的输入增加了对RP-C的分解，这将进一步加速SOC的周转。 相似文献
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秸秆还田后效对玉米氮肥利用率的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】玉米秸秆还田已经成为培肥土壤的重要农艺措施之一,研究玉米秸秆还田后效对氮肥利用率的影响,旨在为提出提高氮肥利用率的秸秆还田方式提供理论依据。【方法】以中国科学院海伦农业生态实验站为研究平台,以质地黏重的黑土为研究对象,运用15N同位素示踪技术,以2011年进行秸秆还田的田间试验为基础,于2016年开展不同秸秆还田方式后效对化肥氮利用率影响的研究。以未进行秸秆还田的处理为对照（CK）,在同等秸秆还田量下（10 000 kg·hm-2）设置免耕秸秆覆盖（D0）,粉碎后的秸秆均匀混于0—20 cm土层（D0-20）、0—35 cm土层（D0-35）和20—35 cm土层（D20-35）,秸秆平铺于35 cm深度（D35）和50 cm深度（D50）7个处理。【结果】不同秸秆还田方式后效通过促进玉米干物质积累,提高玉米对氮素的吸收,增加玉米的氮素积累进而提高氮素利用率。不同处理对玉米各器官干物质积累的影响表现为D0-35>D20-35>D0-20>CK≥D0>D35>D50,其中D0-35和D20-35（秸秆深混还田后效）处理比其他处理分别显著提高了7.1%—47.7%和2.0%—39.1%（P<0.05）（叶子除外）。不同秸秆还田方式后效对玉米各器官氮含量没有显著影响（P>0.05）,但是D0-35、D20-35和D0-20处理显著增加了玉米各器官氮素积累量（P<0.05）,与CK、D0、D35、D50处理相比分别提高了15.8%—20.2%、8.5%—18.2%和27.9%—39.5%（P<0.05）。与其他处理相比,D0-35和D20-35处理玉米各器官15N累积量分别显著提高了5.1%—38.4%和9.3%—31.8%。74.1%以上的15N累积在玉米的籽粒中,不同秸秆还田方式后效没有显著影响15N在玉米各器官的分配比例,说明玉米秸秆还田后效通过促进玉米植株整体对肥料氮的吸收来提高氮肥的利用率。D0-35处理氮肥利用率和15N肥料氮的残留率与其他处理相比分别提高了1.9—12.7个百分点和6.9—21.2个百分点,而氮肥损失率则降低了8.8—31.3个百分点;但是与CK处理相比,D0、D35和D50（秸秆层铺后效）处理没有显著增加氮肥利用率,同时D0和D50处理氮素损失率提高了3.6和4.4个百分点;说明秸秆层铺后效有增加氮素损失的风险,而通过秸秆深混还田后效构建肥沃耕层是一种提高氮肥利用率的有效地途径。与CK处理相比,D20-35、D35和D50处理的氮肥贡献率分别显著提高了3.74、4.26、3.79和4.51个百分点（P<0.05）,但是不同秸秆还田方式后效之间没有显著查差异（P>0.05）。Pearson相关分析结果表明秸秆还田后效通过促进玉米根系生长、增加土壤中轻组有机碳含量及改善土壤物理性质来提高氮肥利用率。【结论】对于质地黏重的黑土,可以通过增加秸秆还田混合深度,构建肥沃耕层提升土壤肥力和改善土壤结构,能够有效提高氮肥的利用率。 相似文献
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氮肥对室内和大田条件下作物秸秆分解和养分释放的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
【目的】明确室内和大田条件下小麦和玉米秸秆分解和养分释放的影响因素,能够为作物秸秆合理还田及其养分管理提供理论依据。【方法】采用尼龙网袋法于室内培养和大田试验相结合研究氮肥用量（0,CK;180 kg N·hm -2,N180和360 kg N·hm -2,N360）作用下作物秸秆分解特征,其中室内主要研究氮肥用量和土壤类型（砂姜黑土和潮土）对小麦和玉米秸秆分解的影响;2015年6月至2016年6月冬小麦-夏玉米大田研究氮肥用量和秸秆还田深度（地表和20 cm）对小麦和玉米秸秆分解的影响。 【结果】室内研究发现,秸秆类型和土壤类型显著影响秸秆分解常数、有机碳释放量、氮释放量和磷释放量。随氮肥用量增加,小麦秸秆分解常数在两种土壤类型上均呈增加趋势,玉米秸秆呈降低趋势;小麦和玉米秸秆氮释放量呈降低趋势（小麦秸秆在潮土上呈增加趋势）。小麦秸秆在潮土上的分解常数及其碳、氮、磷释放量均显著高于砂姜黑土,而土壤类型对玉米秸秆分解影响较小。室内相同培养条件下（180 d）,小麦秸秆碳释放量均值为370 g·kg -1、氮为4 g·kg -1、磷为3.6 g·kg -1;玉米秸秆碳释放量为560 g·kg -1、氮11 g·kg -1、磷3.3 g·kg -1。大田条件下,秸秆还田深度显著影响小麦和玉米秸秆分解常数及其碳、氮、磷释放量;其中秸秆还田20 cm处理的分解常数及其养分释放量均显著高于地表处理。随氮肥用量增加,地表处理小麦秸秆分解常数和全碳释放量逐渐降低,玉米秸秆呈增加趋势;20 cm处理小麦分解常数及其碳、氮和磷释放量均随氮肥用量呈增加趋势,而玉米秸秆呈降低趋势。地表处理小麦秸秆经过一个玉米生长季能分解40%,释放碳150 g·kg -1、氮2 g·kg -1、磷3.5 g·kg -1左右;翻埋到地下20 cm可以分解80%,释放碳360 g·kg -1、氮4 g·kg -1、磷3.8 g·kg -1。玉米秸秆还田到地表,经过一个小麦生长季只能分解40%,释放碳210 g·kg -1、氮5 g·kg -1、磷2 g·kg -1;而还田于土层20 cm处理可以分解60%,释放碳360 g·kg -1、氮6 g·kg -1、磷2.5 g·kg -1。主成分分析结果表明,室内条件下小麦秸秆分解常数与土壤无机氮、脲酶、秸秆氮含量呈显著正相关,与蔗糖酶和秸秆碳氮比呈显著负相关,而玉米秸秆分解常数与土壤无机氮呈显著负相关。大田条件下小麦秸秆分解常数与土壤脲酶、蔗糖酶、秸秆碳氮比、秸秆碳、氮含量均显著负相关;玉米秸秆分解常数与土壤硝态氮、无机氮含量、脲酶、蔗糖酶以及秸秆碳氮比均呈显著负相关,而与秸秆氮、磷含量呈显著正相关。 【结论】室内培养试验和大田试验均表明,小麦和玉米秸秆分解常数和养分释放特征存在差异,增施氮肥促进小麦秸秆分解但对玉米秸秆分解的影响较小;潮土和砂姜黑土显著影响小麦秸秆分解而对玉米秸秆分解的影响较小,秸秆还田深埋入土能够显著促进小麦和玉米秸秆的分解及其养分释放。生产上作物秸秆应该还田入土,并根据土壤类型和作物类型采取合适的肥料用量促进秸秆分解。 相似文献
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【目的】研究西北旱作区长期地膜覆盖农田添加不同量生物炭对土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响,为旱作覆膜农田地力提升、作物的可持续生产提供科学依据。【方法】在连续多年双垄沟覆膜农田基础上,采用裂区设计,主区为全膜双垄沟覆盖种植和传统平作不覆膜种植2个处理,副区为生物炭添加水平,分别为不添加(N)、低量添加(L):3 t·hm-2、中量添加(M):6 t·hm-2和高量添加(H):9 t·hm-2。测定生物炭不同添加量对覆膜农田不同粒级土壤团聚体含量、团聚体稳定性、团聚体有机碳含量及玉米产量的影响。【结果】生物炭连续添加两年后,各覆膜处理能显著提高0—60 cm土层土壤大粒级(>0.25 mm)团聚体的机械稳定性(6.1%—8.7%)及水稳性团聚体的百分含量(15.9%—83.6%),玉米产量可显著(P<0.05)提高35.0%—41.8%。在覆膜条件下,添加生物炭能显著提高土壤大粒级团聚体百分含量及其稳定性,干筛>0.25 mm粒级团聚体含量(MR0.25)和湿筛>0.25 m... 相似文献
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不同肥力潮土的酶活计量比特征及其与微生物量的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究不同肥力土壤上胞外酶活性,阐明胞外酶活性计量比特征及其影响因素,为阐明土壤生物肥力差异的机制与土壤培肥提供理论依据。【方法】选取了高、中、低肥力的潮土,分析其微生物量碳、氮（SMBC、SMBN）含量以及β-1, 4-葡萄糖苷酶（β-1, 4-glucosidase,BG）、纤维二糖水解酶（Cellobiohydrolase,CBH）、β-1, 4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶（β-1, 4-N-acetylglucosaminidase,NAG）、亮氨酸氨基肽酶（leucine aminopeptidase,LAP）和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AP）活性。采用生态化学计量学方法分析该5种酶活性在不同肥力土壤间的差异,以及酶活与土壤微生物量间的定量关系。【结果】高肥力土壤SMBC是中肥力土壤的2.6倍,低肥力土壤的5.8倍;高肥力土壤SMBN为中肥力土壤的3.1倍,低肥力土壤的5.5倍。SMBC/SMBN在不同肥力土壤间无显著差异。土壤碳氮磷转化酶活性和综合酶指数均表现为高肥力土壤>中肥力土壤>低肥力土壤,且土壤胞外酶活性与微生物量碳氮表现为直线正相关关系。SMBC和SMBN每增加1 mg·kg-1,（BG+CBH）和（NAG+LAP）活性分别可提高0.134和10.53 nmol·g-1·h-1。ln (BG+CBH):ln (NAG+LAP)和ln (BG+CBH):ln AP均小于1,表明碳源是潮土养分转化的首要限制因素。高肥力土壤上碳、氮、磷酶活比例较低肥力土壤更接近适宜值。【结论】潮土上应配施有机肥或进行秸秆还田,保证充足的碳源以解决养分有效性限制的问题,促进氮磷的养分循环转化。适宜的活性碳氮磷比例是高肥力土壤高产高效的重要机制之一。 相似文献
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【目的】糖类物质具有调控氮素转化和作物生长的作用，目前尚不明确不同聚合度糖类物质与尿素反应对尿素氮肥利用、作物生长的影响及机理。通过将不同聚合度葡萄糖（葡聚糖）与15N尿素熔融制备葡聚糖改性尿素，分析葡聚糖改性尿素的结构变化与小麦产量和氮素吸收利用的关系，以期为葡聚糖在提高尿素氮肥利用效率中的应用提供科学依据。【方法】采用15N示踪技术，供试作物为冬小麦（济麦22），将葡萄糖（单体）、麦芽糖（2聚）、低聚麦芽糖（≈5聚）和聚葡萄糖（≈20聚）按1%添加量加入到熔融15N尿素（丰度为10.19%）中，制得葡聚糖改性尿素（葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、聚葡萄糖改性尿素分别由GU、MU、OU和PU表示），以不同聚合度葡萄糖改性尿素和普通尿素（U）为供试肥料，运用田间土柱栽培试验研究葡聚糖改性尿素对小麦生长及肥料氮去向的影响。利用傅里叶红外变换（FTIR）光谱和13C核磁共振（13C NMR）波谱特征探究葡萄糖聚合度及其改性尿素的结构变化，并揭示其与小麦产量、氮肥利用的关系。【结果】（1）与U相比，葡聚糖改性尿素的FTIR谱图在3 343和1 601 cm-1处的伯酰胺振动强度减弱，13C NMR波谱在158—171 ppm处检测到一个新的化学位移峰，是葡聚糖的醛基与尿素的胺基发生席夫碱反应，生成含C=N物质的标志。（2）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素（GU、MU、OU、PU）增加了小麦产量，分别较U提高了1.9%、9.2%、10.3%和12.3%，主要通过增加小麦穗数和穗粒数实现增产。（3）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素的小麦籽粒总氮吸收量和肥料氮吸收量分别提高了8.7%—20.0%和6.1%—13.9%；MU、OU和PU处理的氮素吸收量均高于GU。（4）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素的15N利用率提高了2.0—6.1个百分点，肥料氮残留率提高了1.3—4.9个百分点，肥料氮损失率显著降低6.9—7.4个百分点。（5）相关性分析结果表明，小麦产量与葡萄糖聚合度呈显著正相关关系，而与席夫碱含量呈显著负相关；利用一元二次方程可显著拟合席夫碱含量与小麦产量和15N利用率的关系，葡萄糖聚合度5—8时，小麦产量和肥料氮利用率最高。【结论】与普通尿素相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素可以增加小麦产量，促进氮素的吸收利用，提高肥料氮残留量，减少尿素氮肥损失。一定范围内，随着葡聚糖聚合度的增加，小麦产量和肥料氮吸收量逐渐增加，土壤中肥料氮残留量逐渐降低。葡萄糖聚合度为5—8，其对尿素改性增效的效果最佳。 相似文献
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中国玉米主产区土壤养分的空间变异及影响因素分析 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】分析中国玉米主产区耕层土壤养分含量现状、区域空间变异规律及其影响因素,以期为各地玉米田土壤养分调控和合理施肥提供指导。【方法】以全国玉米主产区为研究区,于2017年玉米收获季开展大规模土壤采集和农户调研工作。结合地统计学和地理信息系统（GIS）,探究土壤养分的区域变异特征和分布格局;根据相关分级标准,评价玉米主产区当前土壤肥力现状;并通过相关性分析和方差分析,对引起土壤养分变异的主要影响因素（土壤质地、气候和肥料施用）进行探讨。【结果】中国玉米主产区耕层土壤pH中值为 6.9,养分含量的中值分别为有机质21.0 g·kg-1、全氮1.5 g·kg-1、有效磷22.4 mg·kg-1和速效钾164.5 mg·kg-1,上述指标的变异系数分别为12.7%、48.5%、50.0%、83.6%和52.0%,均表现为中等程度变异。土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量主要集中在中等至极高肥力水平,共占主产区总面积的93.5%。土壤养分存在明显的区域变异性,土壤有机质、全氮和有效磷含量在东北春玉米区最高,分别为32.0 g·kg-1、2.2 g·kg-1、32.3 mg·kg-1,在西北春玉米区最低,分别为17.2 g·kg-1、1.2 g·kg-1、16.2 mg·kg-1;速效钾含量在西南玉米区最低,其他3个区域无显著差异。在国家尺度上,土壤pH值具有强烈的空间自相关性（块基比<25%）,其变异主要受自然因素（土壤质地和降水）影响;有效磷具有较弱的空间自相关性（块基比>75%）,其变异主要受人为因素（肥料施用）影响;有机质、全氮和速效钾具有中等的空间自相关性（块基比25%—75%）,其变异受自然和人为因素共同影响。【结论】东北区土壤肥力高,玉米生产应适量减少施肥量,以节约肥料成本;华北区土壤养分含量适中,应严格控制氮、磷化肥投入,以增加肥料利用率并减少环境污染;西北区土壤养分含量较低,可以适当增加肥料用量进一步实现玉米增产;西南区内土壤肥力变异较大,各亚区应采用适宜的施肥方式,以提高土壤的保肥能力和玉米产量。 相似文献