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!有机肥对于土壤中的有机质的影响分析作为土壤中占据极大比重的营养成分，有机质能够为生长的农作物贡献大量的养分，也能够为土壤中的微生物提供大量的养分。
以胶体存在的有机质可以吸附环境中的阳离子，能够有效的保证土壤的肥力，能够改善与维持土壤中的理化性质、生物性质等，也是检测土壤肥力的评级指标之一。
土壤中的有机质的含量与植物根系的养分输入情况有着较为明显的关系，植物根系的代谢过程也是向土壤中输送有机质的主要方式。
除此之外，土壤中有机质的含量还与土壤中的微生物有着比较密切的关系。
由此可以得知，长期使用有机肥，可以提高土壤内有机质的含量，若是与化学肥料相结合效果更佳。
"有机肥对于土壤中的氮元素的影响分析作为检测土壤肥力的评级指标之一，氮元素在我国的种植土壤中含量较低，土壤中的氮元素含量的提升，是提高土壤肥力的关键性措施。
国内专家学者对于土壤内氮元素的提升还存在一定的争议，部分专家学者认为土壤内氮元素的提升需要将有机肥与化学肥料相结合，而剩下的专家学者则认为单纯使用化学肥料或者是有机肥就可以提升土壤中的氮元素的含量。
根据实际施肥状况而言，使用有机肥与化学肥料的混合，能有效地提高土壤中的氮元素含量，利于作物的种植与生长。
化学肥料的使用是为了提升土壤中的氮元素，而有机肥的使用则是为了提升氮元素的稳固性与连续性，保证土壤中的氮元素含量满足作物的需求，长效保持土壤中氮元素的含量。
#有机肥对土壤中的供磷水平的影响分析作为检测土壤肥力的评级指标之一，土壤中磷元素含量的提升措施一般情况下是使用磷肥。
但是单纯的磷肥使用会导致土壤中的磷元素含量大幅度下降，甚至会降低到施肥之前的含量。
这种情况的出现主要是因为在施用磷肥之后，只有一小部分会储藏在土壤之中被作物吸收，剩下的部分磷肥会转化成为不溶于水的形态，严重影响了作物对于磷元素的吸收。
长期使用有机肥能不断地提升土壤中的磷元素含量，使其满足作物的生长需求。
$有机肥对于土壤中的钾元素的影响分析土壤中钾元素的变化较微弱，而使用有机肥或是钾肥时，可以明显根据数据的变化观察到土壤中的钾元素含量变化较大。
有机肥对农业发展的意义有机肥对农业发展的意义有机肥作为一种天然的肥料，对农业发展具有重要的意义。
有机肥的使用可以提高土壤肥力，改善土壤结构，增加土壤的保水能力和保肥能力，从而提高农作物的产量和质量。
以下是有机肥对农业发展的几个重要意义：1. 提高土壤肥力：有机肥可以提供植物所需的养分，如氮、磷、钾等，这些养分可以被植物更充分地吸收利用，从而提高土壤肥力。
与化肥相比，有机肥释放养分的速度较慢，可以持续供应植物所需的养分，有利于长期耕作。
2. 改善土壤结构：有机肥可以改善土壤的物理性质，如增加土壤的通气性和保水性，减少土壤的紧密度和结壳现象。
改善土壤结构可以增加土壤的肥力和水分保持能力，有利于农作物的生长。
3. 促进土壤微生物活动：有机肥可以为土壤中的微生物提供养分和能量，促进土壤微生物的繁殖和活动。
土壤微生物是土壤生态系统中的关键组成部分，它们可以分解有机肥中的有机物质，释放出植物所需的养分。
土壤微生物还可以抑制病原菌的生长，减少病害的发生。
4. 保护环境：有机肥不含化学合成的化学物质，对土壤和水体的污染较小。
相比之下，化肥的过度使用容易导致土壤酸化和水体富营养化，对生态环境造成负面影响。
有机肥的使用可以减少对环境的不良影响，有利于农业的可持续发展。
5. 提高农产品的质量：有机肥使用的过程中不添加化学物质，因此农产品不会含有农药残留或者化学物质残留。
有机农产品的质量更加有保障，有机农产品的市场价值也相对较高。
总之，有机肥对农业发展具有重要的意义。
它可以提高土壤肥力，改善土壤结构，促进土壤微生物活动，保护环境，提高农产品的质量。
因此，在农业生产中合理使用有机肥具有重要的意义，有利于实现农业的可持续发展。
土壤有机碳的作用一、土壤有机碳的定义和来源土壤有机碳是指土壤中的有机物质中所含的碳元素。
它主要来自于植物残体的分解、微生物的代谢产物以及土壤动物的排泄物等。
土壤有机碳是土壤中的重要组成部分，对土壤的肥力和生物多样性具有重要影响。
二、土壤有机碳的保持和储存1. 保持土壤结构稳定：土壤有机碳能够增强土壤的团聚力和结构稳定性，从而改善土壤的通气性和透水性，减少土壤侵蚀和水土流失的风险。
2. 增加土壤肥力：土壤有机碳是土壤中的重要营养源，能够提供植物所需的养分，促进植物生长和发育。
此外，土壤有机碳还能提供微生物所需的能量和营养物质，维持土壤生态系统的稳定运行。
3. 保持水分平衡：土壤有机碳能够增加土壤的持水能力，减少水分的蒸发和流失，从而提高土壤的保水性能。
这对于干旱地区的农田灌溉和水资源的合理利用具有重要意义。
4. 减缓气候变化：土壤有机碳储存量庞大，是全球碳循环的重要组成部分。
通过增加土壤有机碳的储存量，可以减少大气中的二氧化碳浓度，缓解全球气候变化的影响。
三、土壤有机碳的管理和保护1. 合理施肥：合理施肥可以增加土壤有机碳的含量，提高土壤肥力。
选择有机肥料和绿肥作物，能够增加土壤有机碳的输入量，同时减少化肥的使用量，降低对环境的污染风险。
2. 精细管理农田：采用精细管理技术，如合理的耕作方式、轮作制度和覆盖作物等，能够减少土壤侵蚀和养分流失，提高土壤有机碳的保持和储存能力。
3. 保护土壤生态系统：保护土壤中的生物多样性，维持土壤生态系统的平衡。
合理利用土壤的微生物和土壤动物，促进有机物质的分解和转化，有利于土壤有机碳的循环和储存。
4. 合理利用农业废弃物：将农业废弃物转化为有机肥料，能够增加土壤有机碳的输入量，减少废弃物对环境的污染风险，同时提高土壤肥力。
土壤有机碳在土壤生态系统中发挥着重要的作用。
通过合理管理和保护土壤有机碳，可以改善土壤质量，提高农田产量，减少环境污染，同时对缓解气候变化也具有重要意义。
有机肥的作用
有机肥是指由有机物质制成的肥料，如动植物残体、沼气废渣、堆肥等。
有机肥在农业生产中起着重要的作用，下面是有机肥的主要作用：
1. 增加土壤肥力：有机肥中含有大量的有机质，可以提供植物所需的营养元素，如氮、磷、钾等。
有机质能够改良土壤结构，提高土壤的保水保肥能力，增加土壤肥力，使植物生长更加健壮。
2. 改善土壤性质：有机肥能够改良土壤的酸碱度和盐分，提高土壤的透气性和保水性，改善土壤的结构和质地，增加土壤的肥力和生物活性，促进土壤微生物的繁殖，增加土壤养分的利用效率。
3. 促进作物生长：有机肥中的有机物质能够供给作物所需的养分，提高作物的抗病虫害能力，促进作物的生长发育。
有机肥对作物的生长速度和产量有显著的促进作用，能够提高作物的品质和营养价值。
4. 提高土壤保肥能力：有机肥中的有机质能够保持土壤的肥力，在作物种植过程中逐渐释放养分，提供给作物吸收利用，减少养分的流失和浪费，提高土壤的肥力和保肥能力。
5. 保护环境：有机肥制作过程中不使用化学合成的化肥和农药，能够减少化学农药对环境的污染和对生态系统的破坏。
有机肥的使用能够减少土壤的污染和水体的污染，保护生态环境，促
进可持续农业的发展。
总之，有机肥在农业生产中具有多方面的作用，能够提高土壤的肥力和保水保肥能力，促进作物的生长发育，改善土壤的结构和性质，保护环境和生态系统，促进农业的可持续发展。
因此，使用有机肥是农业生产中重要的一环，也是实现农业可持续发展的关键措施之一。
（一）提供植物生长需要的养分,为土壤微生物、土壤动物活动提供养分和能量.碳素营养：碳素循环是地球生态平衡的基础.土壤每年释放的CO2达1.35×1011吨,相当于陆地植物的需要量氮素营养：土壤有机质中的氮素占全氮的90-98%磷素营养：土壤有机质中的磷素占全磷的20-50%其他营养：K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si等营养元素.（二）增强土壤的保水保肥能力和缓冲性1）增强土壤保肥能力.比矿质胶体大20-30倍2）提高土壤中磷和微量元素的有效性,减轻Al3+毒害作用.3）提高土壤对酸碱缓冲能力.4）促进岩石矿物风化,养分释放. 微酸性加之微生物活动.（三）改善土壤物理性质1）其粘结力比砂土强,比粘土弱,从而避免砂土松散结构状态,和避免粘土形成坚韧大块.2）促进团粒结构形成,使土壤透水性、蓄水性、通气性及根系生长环境有良好改善.3）改善土壤有效持水量. 1 份吸5份水4）改善土壤热量状况.颜色深,吸热多（四）促进微生物的生命活动土壤有机质能为微生物生活提供能量和养分,同时又能调节土壤水、气热及酸碱状况.（五）促进植物的生理活性1）植物体内糖代谢,提高渗透压,抗旱性.2）提高过氧化氢的活性,加速种子发芽和养分吸收.3）加强作物呼吸作用,增加膜的透性,提高其对养分的吸收,增强根系的发育.（六）减少农药和重金属的污染1、降低土壤中重金属离子的浓度1）螯合作用—NH2 —COOH —OH2）吸附作用：带负电荷, 暂时3）还原作用：Cr6+——Cr3+具有两面性,有时可增加重金属离子浓度,如H+ 小分子有机物2、固定农药等有机污染物1）可与有机污染物结合,使之失去作用.2）作为还原剂改变其结构,使之失去作用。
土壤有机质与碳平衡的关系
嘿，你问土壤有机质与碳平衡的关系啊？这俩的关系可重要着呢。
土壤有机质呢，就像是土壤的宝贝。
它里面含有好多有用的东西，能让土壤变得肥沃，能让植物长得更好。
而碳平衡呢，就像是大自然的一个天平，得保持两边差不多重，不然就会出问题。
土壤有机质可以影响碳平衡哦。
当土壤里的有机质多的时候，它就像一个小仓库，能把很多碳储存起来。
这些碳可以来自植物的落叶啊、根啊啥的。
有机质把碳存起来，就不会让它们乱跑，这样就能帮助维持碳平衡啦。
就像你把钱存进银行，就不会乱花，能让你的财务更稳定一样。
反过来呢，如果土壤有机质少了，那能储存的碳就少了。
这时候，碳就可能会跑出去，比如变成二氧化碳跑到空气中去。
这样就会打破碳平衡，让大自然的天平歪了。
就像你把银行里的钱都取出来花了，那你的财务就可能会出问题。
而且啊，土壤有机质还能影响土壤里的微生物呢。
这些微生物就像小工人，它们能帮忙分解有机质，把里面的碳释
放出来或者储存起来。
如果有机质多，微生物就有更多的活干，就能更好地维持碳平衡。
我记得有一次，我去一个农场玩。
那里的农民伯伯很注重土壤有机质的增加。
他们会把一些有机肥料撒到地里，让土壤变得更肥沃。
这样不仅能让庄稼长得好，还能帮助维持碳平衡呢。
要是大家都不重视土壤有机质，那碳平衡可能就会被打破，地球就会变得越来越热啦。
总之呢，土壤有机质和碳平衡关系密切。
有机质多能帮助维持碳平衡，少了就可能打破碳平衡。
我们得重视土壤有机质，让大自然的天平保持平衡。
不同C-N对好氧堆肥中CO2和CH4排放及腐殖化作用的影响不同C/N对好氧堆肥中CO2和CH4排放及腐殖化作用的影响好氧堆肥是一种有效的有机废物处理和资源利用方式，在堆肥过程中，废物中的有机质被微生物降解，产生二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）等气体，并形成腐殖质，这对于土壤改良和农田可持续发展具有重要意义。
然而，好氧堆肥过程中的C/N（碳/氮）比例对CO2和CH4排放以及形成的腐殖质的种类和数量有着显著影响。
C/N比是指有机物中的碳与氮的相对比例。
在好氧堆肥过程中，废物中的碳是微生物降解过程中产生CO2和CH4的主要来源，而废物中的氮则是微生物生长和活动所必需的营养物质。
因此，C/N比可以调节微生物的代谢活动和菌群结构，从而影响排放气体的类型和数量，以及形成的腐殖质的特性。
过低的C/N比会导致堆肥过程中氮的过剩，使得微生物由于缺乏碳源而无法正常生长和活动。
这会抑制废物的降解速度，延长堆肥时间。
此外，过剩的氮会增加废物中氮的负荷，导致氨气的挥发和排放，对环境造成污染，并减少堆肥产物中氮的含量。
过高的氨气浓度还可能抑制微生物的活性，降低排放的CO2和CH4的产量。
过高的C/N比则会导致缺乏氮源而限制微生物的活动，降低废物的降解速度。
此外，缺乏氮源也会导致微生物代谢产生大量的CO2而减少CH4的产量，从而影响气体的排放比例。
此外，过高的C/N比还可能增加堆肥过程中的挥发损失，降低堆肥产物的腐殖质含量和质量。
适宜的C/N比可以提供微生物所需的适量碳源和氮源，促进微生物的代谢和生长。
这将保证废物的有效降解和堆肥过程的正常进行。
在适宜的C/N比下，废物的降解速度较快，可以有效减少堆肥时间。
排放气体中能量丰富的CH4的产量相对较高，有利于能源的回收利用。
此外，适宜的C/N比还会形成高品质的腐殖质，丰富土壤的有机质含量，改善土壤的质地和肥力，提高土壤水分保持能力。
综上所述，不同C/N比会直接影响好氧堆肥过程中CO2和CH4的排放以及腐殖质的形成。
化肥对土壤有机质含量的影响化肥是现代农业生产中使用的一种重要农资，它能够提供植物生长所需的养分，提高农作物的产量和品质。
然而，化肥的大量使用也带来了一系列环境问题，其中之一便是对土壤有机质含量的影响。
本文将探讨化肥对土壤有机质含量的影响，并提出一些解决措施。
一、化肥对土壤有机质含量的负面影响1. 降低有机质含量大量施用化肥会导致土壤有机质的降解，主要原因包括化肥中的氮、磷等养分能够促使微生物分解有机质，从而导致有机质的流失。
此外，化肥使土壤中微生物的种类和数量发生改变，进一步减少了有机质的来源。
2. 改变土壤结构化肥的过度使用会改变土壤的物理和化学性质，导致土壤结构的破坏。
特别是氮肥和磷肥的使用过量会导致土壤酸化和盐碱化，使土壤成为贫瘠的固体物质，这进一步限制了有机质的累积。
二、化肥对土壤有机质含量的积极影响1. 提供养分供给化肥中含有丰富的氮、磷、钾等植物所需的养分，适量使用化肥可以提供农作物生长所需的养分，促进其健康生长和高产。
2. 增加养分利用效率适量使用化肥可以提高养分利用效率，减少农作物对土壤中有机质的依赖。
这样一来，土壤中的有机质也能得到一定程度的保护。
三、促进可持续农业发展的解决措施1. 调整施肥量和方式合理计算和控制施肥量，避免过量使用化肥，特别是氮肥和磷肥。
应根据作物的需求和土壤的肥力状况合理施肥，并采取分层施肥、根系施肥等科学的施肥方式，以提高养分利用效率。
2. 推广有机肥的使用有机肥富含有机质和多种养分，可以提高土壤有机质含量，并改善土壤结构。
农民应当逐渐转向有机肥的使用，并结合生物学炭、腐殖酸等土壤改良剂，以促进土壤有机质的积累。
3. 实施轮作休耕制度轮作休耕可以有效地增加土壤有机质含量。
在农作物种植周期中适当引入休耕期，供养土壤有机质的积累和恢复，以提高土壤肥力。
4. 加强管理措施加强土壤管理，包括深耕、翻晒等措施，有助于促进土壤有机质的积累。
此外，提高农民的科学种植意识和施肥技术，加强对化肥使用的监管，是保护土壤有机质的关键。
农田土壤有机碳,氮转化及其与温室气体排放的关系农田土壤有机碳和氮的转化与农业生产和土地利用紧密相关，并对温室气体排放产生影响。
土壤有机碳是土壤中最重要的有机质组分之一，影响土壤生态系统的功能和气候变化。
农业活动会影响农田土壤有机碳的含量和分布，通过改变土地利用方式、施肥和耕作方式等来影响农田土壤有机碳的积累。
随着土壤有机碳的下降，土壤对二氧化碳的吸收也逐渐减少，从而导致温室气体排放增加。
因此，通过科学管理土地资源和耕作方式，适当增加土壤有机质含量，可以降低农田温室气体排放。
土壤中的氮元素是植物生长所必需的营养元素，但过量的氮元素会引起农田土壤氮素累积，导致氮素的硝化和反硝化反应频繁发生。
反硝化反应会通过产生亚氧环境导致氧化亚氮的生成和释放，从而增加温室气体氮氧化物的排放。
因此，科学合理的氮肥管理，减少氮素的过度利用，有助于减少农田土壤氮素累积和温室气体排放。
总而言之，农田土壤有机碳、氮转化与温室气体排放之间存在着密不可分的关系，科学的土地资源管理和农业生产方式，都将在减少温室气体排放中发挥着重要作用。
有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响3董玉红1,2 欧阳竹133(1中国科学院地理科学与资源研究所禹城综合实验站,北京100101;2中国科学院研究生院,北京100093)【摘要】 研究了不同有机肥施用(鸡粪、猪粪、牛粪)对夏玉米田土壤CO 2和CH 4通量的影响.结果表明,不同处理的CO 2通量具有相同的季节变化趋势,受土壤温度和湿度的共同影响,土壤CO 2通量和大气温度、地表温度、地下温度呈显著正相关,当温度不是限制因子的时候,CO 2通量和土壤水分含量呈显著正相关(P <0105).玉米整个生长季大部分时间土壤为CH 4的吸收汇,源汇的变化受环境因子的影响,但是相关分析并不显著.不同处理的土壤CO 2季节平均排放通量为015124～018518g ・m -2・h -1,和CK2相比,玉米种植促进了CO 2的排放,施用有机肥也增加了CO 2的排放,所有有机肥处理的平均排放通量和CK2差异显著,但只有S2和P2和CK1的差异显著.不同处理农田土壤CH 4的季节平均通量为-010068～-010484mg ・m -2・h -1,有机肥施用抑制了土壤对CH 4的吸收,施肥量高抑制作用强,但是统计分析差异并不显著.关键词 有机肥 CO 2 CH 4 温室气体 土壤文章编号 1001-9332(2005)07-1303-05 中图分类号 S147.2;X511 文献标识码 AE ffects of organic manures on CO 2and CH 4fluxes of farmland.DON G Yuhong 1,2,OU Y AN G Zhu 1(1Y ucheng Com prehensive Ex perimental S tation ,Institute of Geographical Sciences and N atural Resources Research ,Chi 2nese Academy of Sciences ,Beijing 100101,China ;2Graduate School of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100093,China ).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2005,16(7):1303～1307.This paper studied the effects of chicken manure ,swine waste and cattle manure on the CO 2and CH 4fluxes of a farmland planted with summer maize.The results showed that the CO 2flux had the same trend under different organic manure application ,which was influenced by soil temperature and soil water content.The flux was signif 2icantly related with air temperature ,soil surface temperature and soil temperature (P <0105).When soil temper 2ature was not a limiting factor ,soil water content was significantly related with soil CO 2flux.At most maize growth stages ,soil was a sink of CH 4.The variation of CH 4source 2sink was influenced by environmental factors ,but the correlation was not significant.The mean seasonal flux of CO 2was from 0.5124to 0.8518g ・m -2・h -1,and that of CH 4was from -0.0068to -0.0484mg ・m -2・h pared with CK2,maize planting and organic manure application enhanced CO 2emission.The application of organic manures inhibited the CH 4uptake by soil ,and higher application rate had a higher inhibitory effect.K ey w ords Organic manure ,CO 2,CH 4,Greenhouse gas ,S oil.3国家重大基础研究(973)前期专项研究资助项目(2003CCB001).33通讯联系人.2004-03-10收稿,2004-07-05接受.1 引 言农业生产对温室气体的排放有贡献,农田土壤可作为CO 2、CH 4和N 2O 的源或汇,农业管理措施特别是施肥对温室气体排放的影响很大,各种肥料中有机肥对农田土壤碳转化的影响最大,来自不同动物有机肥料成分不同,肥料成分的不同影响了其后施用到农田后的温室气体的排放[22].目前有机肥施用对旱地土壤CO 2排放的研究大多是通过实验室培养模拟试验来揭示碳的转化,对于有机肥施用到农田后土壤CO 2排放的研究较少[2,19].有机肥施用对稻田土壤CH 4排放的影响研究较多[24],通气状况良好的土壤是CH 4的最大吸收汇,施肥对CH 4氧化表现为抑制作用[16],研究土壤CH 4吸收汇影响因素和采取一些措施促进土壤对CH 4的吸收,也是目前减缓气候变暖的一项措施[13,20].有机肥施用对农田土壤CO 2和CH 4通量的综合影响研究较少,很少考虑有机肥组分对温室气体排放的影响,目前温室气体减排已经引起人们的广泛关注,减少有机肥施用后的温室气体排放的前提是理解其排放过程以及与环境因子的关系.本研究选用农业生产上常用的3种有机肥,并结合考虑有机肥种类、有机肥养分含量及外部环境因子,探讨它们对农田土壤CO 2和CH 4通量的影响.应用生态学报 2005年7月 第16卷 第7期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J ul.2005,16(7)∶1303～13072 材料与方法211 试验地点试验点位于中国科学院禹城试验站内,地处116°37′E, 36°36′N,海拔20m,主要耕作制度为冬小麦2夏玉米轮作.该地区属于暖温带半湿润季风气候区,多年平均气温1312℃,降雨量为538mm.地貌类型为黄河冲积平原,土壤母质是黄河冲积物,以潮土和盐化潮土为主,表土质地为轻2中壤土.该站所在地区的自然条件和农业生产水平在黄淮海平原具有代表性.播种前测定试验地表层土壤基本理化性状,p H值为8146,有机质为1147%,全氮为0109%,全P(P2O5)为012%,全K(K2O)为2126%,NO3-2N为20145mg・kg-1, NH4+2N为1134mg・kg-1.212 试验设计田间试验设8个处理,每个处理3个重复,每个小区面积6m×7m,处理随机排列,小区间隔0165m,周围设置保护行.处理分别为:CK1-不施肥种玉米的对照,CK2-不施肥不种玉米的裸地,S1,S2-猪粪,C1,C2-牛粪,P1,P2-鸡粪;1,2分别代表15、30t・hm-2两个施肥水平.施用的有机肥已堆腐一个多月,施肥前取样后冰冻保存,鲜样分析NO3-2N、NH4+2N和p H,NO3-2N、NH4+2N含量的测定是用2mol・L-1KCl浸提后测定,风干样用消煮法测定有机肥全N、P、K含量,3种有机肥的养分含量如表1所示.玉米前茬作物为小麦,收获后于2003年6月16日均匀撒施有机肥后旋耕,于6月17日播种,整个生长季没有灌水,于10月5日收获.表1 施用有机肥的化学性状T able1Chemical properties of organic m anure applied to the soil有机肥1)N(%)P(P2O5%)K(K2O%)p H NO32N(mg・kg-1)NH42N(mg・kg-1)猪粪2)0176014201718155169149962142牛粪3)016801660130812520212880129鸡粪4)019201930189815567113712941441)Organic manures;2)Swine waste;3)Cattle manure;4)Chicken manure.213 样品采集、分析与通量计算气体通量用静态箱法测定,采样箱用不锈钢制成,长、宽、高为50cm×50cm×50cm,播种前将不锈钢底座安置在小区中央的玉米行间,插入土壤10cm深处,整个生长季不再移动,框内不含玉米和杂草,观测时将采样箱放在底座外缘四周的凹槽中,并用水密封,盖箱后0、10、20、30min用100ml塑料注射器抽取箱内气体,用于CO2和CH4浓度的分析.采集来的气样用改进的Agilent4890气相色谱仪同时分析CO2和CH4,对于测定的方法和条件已有详述[25],该仪器检测的灵敏度和稳定性均很高,能够满足农田生态系统几种温室气体同步测定的要求.气体通量的计算是通过气体浓度随时间的变化来计算单位面积的气体排放通量.计算公式:F=M/V0×P/P0×T0/T×H×dC t/d t式中,F为土壤气体通量(CO2为g・m-2・h-1,CH4为mg・m-2・h-1),M为气体的摩尔质量(g・mol-1),V0为标准状态下(温度273K,气压1013hPa)气体的摩尔体积(22141×10-3m3),T0和P0分别为标准状态下的空气绝对温度和气压,P为采样点的气压,T为采样时的绝对温度,dC t/d t为观测时间箱内气体浓度随时间变化的直线斜率,正值表示排放,负值表示吸收,h为采样箱的高度.每次取气的同时测定大气温度、土壤表面温度、地下5cm土温、土壤含水量.3 结果与讨论311 有机肥施用后土壤CO2和CH4通量的时间变化动态土壤CO2排放是土壤中生物学和生物化学过程综合作用的结果,是植物根系、土壤微生物、土壤动物等呼吸排放的共同产物,土壤理化因子和气象因子共同影响着它们的生命进程和土壤气体的扩散[6,12].图1显示出不同种类有机肥施用后CO2排放通量的时间动态,土壤CO2通量在各处理中显示相同的时间变化趋势,都有排放峰的出现,其间的波动受土壤温度和土壤水分含量的影响.由于受植物根系呼吸的影响,CO2通量与作物生长有关,不施肥种植玉米的处理C K1的CO2排放通量要高于不种玉米的C K2,且玉米生长季节盛期的各处理CO2通量值高于生长季末期.CO2通量在各处理中的范围为0.24～1153g・m-2・h-1.研究表明,西藏高原农牧地不同植被覆盖下的土壤CO2排放通量为117～1015kg・hm-2・h-1[14],我国施肥麦田土壤CO2通量为120～400mg・m-2・h-1[18].黄淮海平原地区夏玉米农田土壤呼吸动态的研究表明,土壤呼吸季节变化大体呈现温度变化的趋势,施用有机肥增加了土壤呼吸,本研究中的土壤排放速率与之结果相似[21]. 土壤中CH4产生和氧化是微生物活动的结果,在厌氧条件下,甲烷菌分解土壤中的有机质,产生CH4,在好气土壤中,CH4又被氧化菌氧化,CH4在土壤中的排放或氧化受各种因子的影响,主要有土壤理化特性、气温和季节变化[11,23].由图2可以看出,本研究中,不同种类有机肥处理后,玉米土壤CH4的通量变化比较复杂,在施肥初期土壤为CH4的排放源,此后整个玉米生长季中除个别时间外,大多时间CH4通量均为负值,土壤为大气CH4的吸收“汇”,不同处理CH4通量范围为-011247～011356 mg・m-2・h-1.4031应 用 生 态 学 报 16卷图1 有机肥施用后CO 2排放通量的时间变化动态(误差线代表的是标准偏差)Fig.1Temporal trends of CO 2flux after organic manure application (Vertical bars are STDEV for means ).图2 有机肥施用后CH 4通量的时间变化动态Fig.2Temporal trends of CH 4flux after organic manure application.312 有机肥施用对夏玉米田土壤CO 2和CH 4平均排放通量的影响CO 2平均排放通量如表2所示,种植玉米的处理CO 2排放通量高于裸地不种植玉米的土壤,有机肥的施用促进了土壤CO 2的排放,即对照排放小于施用有机肥的处理,同一种类有机肥中,高施肥量处50317期 董玉红等:有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响 表2 不同处理CO2和CH4的平均排放通量T able2Average CO2and CH4flux under different treatments处理Treatmont CO2CH4CK1016240b-010292CK2015124c-010484S1017124ab-010152S2018108a-010096C1016991ab-010280C2017564ab-010149P1017160ab-010138P2018518a-010068F41090147P0*******理的CO2排放通量高于低施肥量,不同种类有机肥的作用效应在两个施肥水平下都是鸡粪>猪粪>牛粪.统计分析表明,所有处理的平均CO2通量和C K2差异显著,S2和P2和C K1差异显著,其它处理之间差异不显著.玉米种植促进了土壤CO2的排放,一部分是由于根系呼吸的作用,有研究表明,根系呼吸在玉米季可占到总呼吸量的17%～18%[3].有机肥对土壤CO2排放的影响显著,这主要是应为有机肥的施入改善了土壤理化性质,增加了土壤有机质的积累,促进了土壤微生物的活性以及根系的生长和活力,从而增加了CO2的排放量[7].如表2所示,有机肥施用后农田土壤CH4的吸收要低于C K1和C K2,说明有机肥施用后总的表现为抑制CH4的氧化.有研究表明,在东北典型旱地,玉米、大豆田土壤作为大气CH4源或汇的作用并不明显[8],本实验中,土壤可作为CH4的弱汇而起作用并受不同施肥种类和施肥量的影响.齐玉春[16]研究得出华北平原典型农业区土壤的CH4通量的平均值在夏玉米季节的施肥处理和未施肥处理中分为-010798和-01110mg・m-2・h-1,与之相比,本研究中土壤对CH4的吸收较低,主要是由于肥料施用对土壤CH4的吸收具有抑制作用,大量有机肥的施用,前期导致土壤CH4的排放,玉米生长期大量降雨造成土壤水分含量增加,CH4吸收降低,某一时期土壤厌氧环境还使得土壤成为CH4的排放源. Thuries等[19]通过培养实验评价有机投入后的矿化作用,表明有机质降解速率和其C、N、纤维素及木质素含量等有关.有机肥中,作物秸杆的投入对土壤CO2排放的影响研究较多,秸秆投入强烈影响了CO2的时间动态,在每年CO2通量和残茬C投入之间有密切的相关关系[10].强学彩等[17]研究了C/ N比为20/1时候不同有机投入量下土壤CO2排放和微生物量[17].本研究中,不同种类有机肥等重量施用时,其所含的C、N比在相同施肥量下并不相同,施用后对土壤CO2的通量影响是由于由于投入的C、N含量的不同造成的.肥料施用抑制了土壤对CH4的氧化,对于化肥投入后对CH4氧化的影响研究较多[23].也有研究表明,有机投入对土壤CH4氧化的影响取决于其C/N比,有的表现抑制作用,有的没有抑制作用[9].有机肥施用后,不同有机肥种类的抑制作用大小不同,鸡粪对CH4的抑制作用最强,是由于其中的高N含量所造成的.313 环境因子对CH4和CO2通量的影响土壤碳的排放受环境因子的影响,其中土壤温度和湿度对CO2排放的影响在实验室模拟和田间试验中都有研究,其相关分析也有不同的结论.由表3可见,CO2排放速率和地表、大气、地下5cm土壤温度有很强的线性相关性(0155<r<0183).CO2和温度的这种相关性在许多田间试验中也有描述[5,14,15].土壤CO2排放和土壤水分的相关关系的研究也有不同的结果,有些研究相关,有些研究没有相关性[1].表3中CO2排放速率和土壤水分呈显著正相关关系,这里的土壤水分指的是8月24日前的测定值,8月24日以后由于温度降低,CO2排放通量随之降低,使得与水分的相关不明显.降雨是通过影响土壤水分而影响土壤CO2的排放通量,测定日前1周内的降雨和CO2呈正相关关系,但在0105水平上并不显著. 土壤对CH4的氧化受土壤温度、土壤水分含量的影响,降雨量也通过影响土壤水分含量而起作用[4,16].本研究中,CH4的氧化随着温度的增加而升高,随着土壤水分的增加而降低,但是相关分析并不显著,由于受各种环境因子的共同影响,机制更为复杂,单纯的相关分析不呈线性相关.表3 CO2排放速率和土壤大气环境因子的相关性分析T able3R elationship bet w een CO2flux and environmental factorsCO2CK1CK2S1S2C1C2P1P2土壤温度Soil temperature0155330158730162030172633015783016623301686330172233地表温度Surface temperature01653016933017433018033017033017733017933018333大气温度Atmospheric temperature0166330163301743017233017233017633017233017333土壤水分Soil moisture0192633018973301848301570018183018633017733017693降雨Precipitation014201310143013201430143013801303P<0105;33P<0101.6031应 用 生 态 学 报 16卷4 结 论 有机肥施用后,夏玉米田土壤CO2和CH4的季节变化趋势和肥料施用、土壤温度、土壤湿度等有关,有机肥的种类和数量的不同影响了其施用后的CO2和CH4的平均通量,施用有机肥增加了土壤CO2的排放,所有有机肥处理的平均排放通量和C K2差异显著,但只有S2、P2处理和C K1的差异显著.有机肥施用后抑制了土壤对CH4的氧化,不同有机肥种类以及施肥量的大小不同,抑制作用不同,但是统计分析并不显著.相关分析表明,土壤CO2通量和大气温度、土壤温度、地表温度以及土壤水分呈显著正相关关系,虽然大气温度、土壤温度、土壤水分等环境因子影响了土壤CH4的通量,但是相关分析并不显著.以上结果表明,有机肥施用影响着温室气体的通量变化,肥料种类不同,作用不同,受其C、N含量的影响,今后需要进一步研究田间条件下有机肥施用后土壤碳通量的变化.参考文献1 Chen Q2S(陈全胜),Li L2H(李凌浩),Han X2G(韩兴国),et al.2003.Effects of water content on soil respiration and the mecha2 nisms.Acta Ecol Si n(生态学报),23(5):972～978(in Chinese)2 Chen T2B(陈同斌),Struwe S,K joller A.1996.Effects of agricul2 tural wastes 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