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保护性耕作下不同区域农田黑土溶解性有机碳荧光特性分析
1
作者 车延静 谷思玉 +4 位作者 王紫颖 白雪燕 冯景翊 张伟健 李宇航 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1544-1555,共12页
土壤溶解性有机碳(DOC)组成、含量和周转速率直接影响微生物群落组成及活性,从而影响土壤有机碳的矿化过程。研究不同区域保护性耕作措施对土壤DOC荧光特性的影响,可为科学选择耕作方式提供理论依据。本研究以黑龙江省克山(厚层黑土)和... 土壤溶解性有机碳(DOC)组成、含量和周转速率直接影响微生物群落组成及活性,从而影响土壤有机碳的矿化过程。研究不同区域保护性耕作措施对土壤DOC荧光特性的影响,可为科学选择耕作方式提供理论依据。本研究以黑龙江省克山(厚层黑土)和吉林省公主岭(薄层黑土)两区域耕作定位试验农田黑土为研究对象,设置免耕(NT)、免耕+秸秆还田(NR)、深松(ST)和深松+秸秆还田(SR)4个保护性耕作处理,以传统翻耕(CT)、翻耕+秸秆还田(CR)为对照,共6个处理,采用荧光光谱法,分析不同耕作处理下厚层和薄层黑土区0~20 cm土层农田土壤DOC含量、组成及结构特征。结果表明:厚层黑土区,土壤总有机碳(TOC)含量表现为SR>NR>CR>ST>NT>CT,DOC含量为SR>ST>NT>NR>CR>CT,SR处理土壤TOC和DOC含量均最高,与CR相比分别显著增加6.88%和25.61%(P<0.05);薄层黑土区,NR处理土壤TOC和DOC含量均最高,与CR相比,DOC含量显著增加21.30%(P<0.05)。平行因子分析结果将厚层和薄层黑土区DOC均分为3个组分,C1组分为色氨酸类蛋白质,C2组分为类富里酸物质,C3组分为类腐殖质物质。荧光指数分析表明,厚层和薄层黑土区农田黑土均受内外源共同作用。厚层黑土区,SR处理DOC的自生源特性最低,受外源输入影响大,腐殖化系数最高,结构更稳定;薄层黑土区,NR处理DOC的自生源特性最低,微生物贡献率低,主要为外源秸秆输入,结构稳定不易被微生物分解利用。综上,保护性耕作措施对厚层和薄层两区域农田黑土TOC和DOC均具有一定的提升作用,深松秸秆还田措施更有利于厚层黑土TOC与DOC的积累及碳库稳定,免耕秸秆还田更利于薄层黑土有机碳的提升与稳定。 展开更多
关键词 农田黑土 保护性耕作 溶解性有机碳 三维荧光光谱
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内-外源有机质对黑土磷素吸附及有效性的影响
2
作者 张伟健 冯景翊 +5 位作者 李悦 何婉莹 车延静 王紫颖 白雪燕 谷思玉 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期180-190,共11页
为探究有机质对东北黑土磷(P)吸附及有效性的影响,选用高有机质黑土(T1)、中有机质黑土(T2)、低有机质黑土(T3)3种不同有机质水平黑土,通过去除有机质操作探讨磷吸附-解吸是否受内源有机质影响。并选用高有机质黑土为材料,设置有机肥添... 为探究有机质对东北黑土磷(P)吸附及有效性的影响,选用高有机质黑土(T1)、中有机质黑土(T2)、低有机质黑土(T3)3种不同有机质水平黑土,通过去除有机质操作探讨磷吸附-解吸是否受内源有机质影响。并选用高有机质黑土为材料,设置有机肥添加量分别为0%(CK)、1%(C1)、2%(C2)、3%(C3)共4个处理,分析不同有机肥添加量对土壤理化性质及磷有效性的影响。结果表明,随着有机质含量的提高,黑土吸附亲和力常数(K)、最大吸附量(qm)、土壤最大缓冲量上升,土壤磷饱和度(soil phosphorus saturation,DPS)降低,表明磷在有机质高的土壤中不易流失。有机质含量越高,土壤对磷吸附能力越强,当平衡含量为100 mg·L^(−1)时,T1、T2、T3处理土壤磷吸附量分别为754.83、722.58、660.65 mg·kg^(−1)。有机质含量越低,土壤对磷解吸能力越强,磷有效性越强。去除有机质操作使不同水平有机质含量黑土磷吸附量下降5.90%~17.33%,增强了土壤磷有效性。对于磷等温吸附方程决定系数(R2),Langmuir方程大于Freundlich方程,拟合程度较好;土壤磷吸附主要由化学吸附主导。不同剂量有机肥施加均可以降低黑土对磷的吸附速率,且随有机肥添加量增加,吸附速率显著降低。当达到最大磷平衡含量时,C3处理土壤磷吸附量降低程度最大,土壤磷有效性最强,准二级动力学方程能较好地表达有机肥对土壤磷吸附动力学特征。添加有机肥使土壤pH、速效磷、有效磷和酸性磷酸酶活性分别显著增加1.05%~3.97%、121.43%~251.35%、8.38%~12.65%和42.96%~57.77%。研究结果为科学管理不同区域黑土、合理施用有机肥、提高磷素的有效性提供科学支撑。 展开更多
关键词 黑土 有机质 有机肥 磷吸附-解吸 磷有效性
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东北风蚀区不同土地利用方式下土壤有机碳组分及其稳定性 被引量：1
3
作者 王紫颖 谷思玉 +4 位作者 车延静 冯景翊 白雪燕 张伟健 何婉莹 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1815-1824,共10页
探究风蚀区草地、林地和农田土壤有机碳物理组分及其影响机制,可为风蚀区土地的碳固定与科学利用、防风措施制定以及坡耕地农田肥力修复提供科学依据。本研究在黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区风沙土风蚀区选取相邻近的草地、林地和坡长约35... 探究风蚀区草地、林地和农田土壤有机碳物理组分及其影响机制,可为风蚀区土地的碳固定与科学利用、防风措施制定以及坡耕地农田肥力修复提供科学依据。本研究在黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区风沙土风蚀区选取相邻近的草地、林地和坡长约350 m、坡度约5°的坡耕地农田(自下而上每100 m分别设为下坡段、中坡段和上坡段),研究0~15 cm土层团聚体有机碳和密度分组有机碳的分异。结果表明:风蚀区草地、林地和农田土壤>2 mm团聚体均遭到破坏,<0.053 mm团聚体显著高于其他粒级团聚体;与草地和林地土壤相比,农田各粒级土壤团聚体、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均显著减少。农田上坡段>2 mm团聚体被完全破坏,各粒级团聚体及密度分组有机碳含量均随坡面的上升逐渐下降,重组有机碳占比逐渐减小,轻组有机碳占比逐渐增加。土壤有机碳和速效钾是影响团聚体稳定性、团聚体有机碳含量和密度分组有机碳含量的关键因子,且团聚体有机碳的流失使团聚体稳定性下降。综上,相比草地和林地,东北风蚀区农田土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳含量、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均降低,坡耕地随坡段的上升,团聚体有机碳含量、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均降低。在风蚀区植树、保护与扩大草原面积、增加坡耕地有机物料施用等是稳固和提高土壤碳储量、改善土壤结构、提升土壤质量的有效途径。 展开更多
关键词 风蚀区 土地利用类型 土壤团聚体 密度分组
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深翻-旋耕轮耕与有机肥配施对农田黑土团聚体内酶活性的影响 被引量：4
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作者 何婉莹 谷思玉 +4 位作者 谷邵臣 车延静 王紫颖 袁望博 杨佳宇 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1090-1098,共9页
东北黑土区耕作方式单一、化肥施用偏重,导致耕层结构变差、犁底层加厚上移、土壤养分有效性下降。研究深翻-旋耕轮耕模式对松嫩平原南部农田黑土区土壤结构和酶活性改善的效果,以期为区域耕作施肥等管理技术的创新提供理论依据。试验... 东北黑土区耕作方式单一、化肥施用偏重,导致耕层结构变差、犁底层加厚上移、土壤养分有效性下降。研究深翻-旋耕轮耕模式对松嫩平原南部农田黑土区土壤结构和酶活性改善的效果,以期为区域耕作施肥等管理技术的创新提供理论依据。试验基于农田黑土全量秸秆还田条件,设置连年旋耕、深翻-旋耕轮耕2个耕作处理和化肥、化肥+有机肥2个培肥处理,分析0-20 cm土层中2-5、1-2、0.5-1、0.25-0.5和<0.25 mm等各级团聚体特征及其过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。结果表明:轮耕的两个培肥处理土壤团聚体以2-5 mm粒级为主,其含量显著高于其他粒级团聚体,占总质量比的26.8%-31.3%;且轮耕处理的2-5、1-2、0.5-1 mm粒级团聚体比例显著高于连年旋耕处理,而其他粒级结果相反;过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均呈现深翻-旋耕轮耕处理整体较高于连年旋耕处理,有机肥的施用对土壤大粒级团聚体酶活性具有积极促进作用;过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性随着粒级的增大而增强,脲酶和蔗糖酶活性以2-5 mm粒级团聚体最高;酸性磷酸酶活性随着粒级的减小而增强,<0.25 mm粒级团聚体为最高;深翻-旋耕轮耕处理土壤团聚体过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性贡献率显著高于连年旋耕处理;综上,在东北黑土区,深翻-旋耕轮耕处理配施有机肥有利于0-20 cm土层土壤大团聚体的凝聚与形成,并对各级团聚体酶活性具有显著的影响。 展开更多
关键词 农田黑土 轮耕 培肥 土壤团聚体 土壤酶活性
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保护性耕作对黑土有机碳组分和玉米产量的影响 被引量：4
5
作者 李宇航 谷思玉 +4 位作者 何婉莹 王紫颖 车延静 袁望博 杨佳宇 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期336-345,共10页
【目的】探究不同保护性耕作措施对黑土有机碳组分的影响,对于保持黑土生态稳定性及其高肥力水平具有重要意义。【方法】以农田黑土为研究对象,玉米为供试作物,采用随机区组设计,设置传统翻耕(CT)、传统翻耕+秸秆还田(CTSI)、免耕(NT)... 【目的】探究不同保护性耕作措施对黑土有机碳组分的影响,对于保持黑土生态稳定性及其高肥力水平具有重要意义。【方法】以农田黑土为研究对象,玉米为供试作物,采用随机区组设计,设置传统翻耕(CT)、传统翻耕+秸秆还田(CTSI)、免耕(NT)、免耕+秸秆还田(NTSI)、深松(ST)和深松+秸秆还田(STSI),共6个处理,采用密度分组法,研究不同保护性耕作措施对耕层土壤(0~20 cm)有机碳组分含量、结构特征及玉米产量的影响。【结果】与CT处理相比,不同保护性耕作处理土壤总有机碳含量均显著提高(P<0.05)。ST处理轻组有机碳、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳组分含量均较CT处理显著增加(P<0.05),与不还田相比,秸秆还田处理有机碳各组分含量均增加,NTSI处理较CTSI处理显著提高轻组有机碳含量,STSI处理较CTSI处理显著提高粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳含量。主成分分析表明,与CT处理相比,NT、NTSI、ST和STSI处理均能提高轻组有机碳多糖和碳水化合物官能团的相对含量;保护性耕作措施较CT处理不仅增加了粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳组分活性官能团相对含量,还增加了稳定性官能团相对含量,有利于土壤稳定性结构的形成,促进碳的固存。耕作与秸秆还田显著影响了玉米产量,ST较CT和NT处理分别显著提高了22.37%和21.42%(P<0.05),秸秆还田处理有利于玉米产量提升,STSI处理增产效果最佳;相关性分析表明,粗颗粒有机碳能有效指示土壤有机碳的变化,其与细颗粒有机碳在维持和提升玉米产量中具有重要贡献。【结论】采用深松结合秸秆还田的保护性耕作措施对于稳定与提高黑土有机碳含量、固持土壤碳库和增加玉米产量具有重要作用。 展开更多
关键词 保护性耕作 有机碳 傅里叶变换红外光谱 主成分分析 玉米产量
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