本书以20世纪80年代以来我国农田土壤肥料长期试验网络为基础，首先论述了不同施肥条件下土壤有机质的演变过程和影响因素，包括长期不同施肥条件下土壤有机碳组分变化及稳定性、农田外源有机物料碳的利用效率及其影响因素、农田土壤有机质演变的模型模拟、农田土壤有机质提升的增产协同效应及其潜力、土壤有机质提升与气候变化的关系等。接着通过20个典型案例介绍农田生态系统在不同施肥条件下土壤有机质的演变特征与提升技术。全书图文并茂，深入浅出，是作者团队30多年研究成果的系统总结，融创新性、实用性和知识性为一体。
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上篇 土壤有机质提升的基本原理
第一章 农田土壤有机质的作用与功能 3
第一节 土壤有机质的肥力作用 4
第二节 土壤有机质的生产功能 10
第三节 土壤有机质的生态功能 12
第四节 土壤有机质研究中亟须解决的关键问题 18
参考文献 19
第二章 农田长期定位观测网络构建与联网研究 24
第一节 农田长期试验及其发展 24
第二节 我国农田长期试验网络组建 28
第三节 农田土壤有机质演变联网研究 33
第四节 土壤有机质质量研究方法 38
参考文献 42
第三章 长期不同施肥下我国农田土壤总有机质的演变规律与影响因素 44
第一节 长期不同施肥下农田土壤总有机碳的演变规律 45
第二节 长期不同施肥下农田土壤总有机碳的剖面分布及储量变化 51
第三节 农田土壤有机碳演变的影响因素 55
第四节 长期不同施肥下农田土壤有机质的矿化特征 59
参考文献 63
第四章 长期不同施肥下农田土壤有机碳的组分及稳定性 65
第一节 土壤有机碳分组技术 65
第二节 长期不同施肥下土壤有机碳组分演变特征 70
第三节 长期不同施肥下农田土壤有机碳固存与稳定机制 76
第四节 农田土壤活性有机碳库演变及其应用 88
参考文献 92
第五章 农田外源有机物料碳的利用效率及其影响因素 95
第一节 外源有机物料的数量和利用 95
第二节 外源有机物料碳转化利用效率的研究方法 99
第三节 外源有机物料腐质化系数及其积温方程 104
第四节 外源有机物料周转特征及长期利用效率 110
第五节 外源有机物料周转的驱动因素 114
参考文献 120
第六章 秸秆还田的有机碳周转特征及利用 122
第一节 秸秆还田的重要性 122
第二节 秸秆还田与土壤有机碳周转 127
第三节 秸秆腐解过程的微生物学机制 133
第四节 秸秆还田碳周转模型模拟与影响因素 138
参考文献 142
第七章 农田土壤有机质演变的模型模拟 144
第一节 土壤有机碳周转模型 145
第二节 RothC模型在我国农田土壤有机碳演变中的应用 153
第三节 CENTURY模型在我国农田有机质演变中的应用 182
第四节 SPACSYS模型在我国农田有机质演变中的应用 185
第五节 不同模型模拟结果的对比分析 195
参考文献 197
第八章 农田土壤有机质提升的增产协同效应及其潜力 201
第一节 我国农田土壤有机质提升及其增产效应 201
第二节 土壤有机质提升的酸化防控效应与机制 209
第三节 土壤有机质提升与产量关系的模型模拟及增产潜力 212
参考文献 221
第九章 土壤有机质提升与气候变化 223
第一节 土壤有机质提升与温室气体排放 223
第二节 气候变化对土壤有机质分解和累积的影响 229
第三节 土壤有机质提升潜力和途径 231
参考文献 236
下篇 典型区域农田土壤有机质提升案例
第十章 黑土农田有机质演变特征及提升技术 243
第一节 黑土旱地长期定位试验概况 243
第二节 长期不同施肥下黑土有机质变化趋势 247
第三节 长期不同施肥下黑土腐殖质组分及其结构变化 250
第四节 长期不同施肥下黑土胡敏酸和胡敏素结构变化 257
第五节 长期不同施肥下黑土有机碳与碳投入的响应 269
第六节 黑土有机质提升技术及其应用 274
参考文献 275
第十一章 棕壤农田有机质演变特征及提升技术 277
第一节 棕壤农田肥料长期定位试验概况 277
第二节 长期不同施肥下棕壤有机质演变特征 279
第三节 长期不同施肥下棕壤有机碳组分演变特征 282
第四节 长期不同施肥下棕壤有机碳对碳投入的响应 287
第五节 棕壤农田有机质提升技术 288
参考文献 289
第十二章 盐化潮土农田有机质演变特征及提升技术 291
第一节 盐化潮土旱地长期试验概况 291
第二节 长期不同施肥下盐化潮土有机质变化趋势 292
第三节 盐化潮土有机质提升技术 298
参考文献 299
第十三章 非石灰性潮土农田有机质演变特征及提升技术 301
第一节 非石灰性潮土长期试验概况 301
第二节 长期不同施肥下非石灰性潮土有机质含量和质量的变化趋势 303
第三节 长期不同施肥下非石灰性潮土总有机碳对碳投入的响应 312
第四节 非石灰性潮土有机质提升技术 314
参考文献 316
第十四章 秸秆还田下潮土农田有机质演变特征及提升技术 317
第一节 潮土秸秆还田长期试验概况 317
第二节 长期秸秆还田下潮土有机质演变及其与有机碳投入量的关系 318
第三节 潮土有机质提升的产量效应及有机质提升技术 323
参考文献 324
第十五章 长期不同耕作下黄绵土农田有机质演变特征及提升技术 325
第一节 黄绵土旱地农田长期保护性耕作试验概况 325
第二节 长期不同耕作下黄绵土农田有机质的变化特征 327
第三节 长期耕作下黄绵土团聚体有机碳变化规律 332
第四节 以长期试验为基础的土壤有机质提升技术 337
参考文献 338
第十六章 褐土农田有机质演变特征及提升技术 340
第一节 褐土旱地农田长期试验概况 340
第二节 长期不同施肥下褐土有机质变化 341
第三节 长期不同施肥下褐土有机碳对碳投入的响应 345
第四节 长期不同施肥下褐土剖面有机碳储量分布 349
第五节 褐土有机质提升技术 350
参考文献 351
第十七章 土有机质演变特征及提升技术 353
第一节 土农田长期试验概况 353
第二节 长期不同施肥下土耕层有机质及其组分变化趋势 356
第三节 长期不同施肥下土剖面有机碳储量变化 359
第四节 长期不同施肥土壤有机碳固持速率与固持效率 361
第五节 长期不同施肥下土有机碳矿化及温度敏感性 363
第六节 以长期试验为基础的土有机质提升技术 367
参考文献 371
第十八章 黑垆土农田有机碳演变特征及提升技术 373
第一节 黑垆土长期定位试验概况 373
第二节 长期不同施肥下黑垆土有机碳的变化特征 376
第三节 长期不同施肥下黑垆土有机碳库组分的变化 379
第四节 长期施肥下黑垆土活性有机碳的变化 383
第五节 土壤有机质矿化系数及固碳潜力 385
第六节 基于长期试验的黑垆土有机质提升理论及技术 387
参考文献 389
第十九章 灌漠土农田有机碳演变特征及提升技术 391
第一节 灌漠土农田长期定位试验概况 391
第二节 长期不同施肥下灌漠土有机质演变特征 392
第三节 长期不同施肥下灌漠土有机碳库组分的变化 396
第四节 长期不同施肥下灌漠土微生物碳源利用及微生物群落特征 401
第五节 灌漠土的主要培肥技术 404
参考文献 405
第二十章 灰漠土农田有机质演变特征及提升技术 407
第一节 灰漠土农田长期定位试验概况 407
第二节 长期不同施肥下灰漠土有机质/碳变化趋势 410
第三节 长期不同施肥下灰漠土碳库组分变化及其固碳效率 412
第四节 不同施肥下灰漠土有机碳的团聚体稳定性特征 418
第五节 长期不同施肥下灰漠土剖面有机碳储量变化 420
第六节 灰漠土有机质提升技术 421
参考文献 424
第二十一章 黄壤旱地农田有机质演变特征及提升技术 425
第一节 黄壤旱地农田长期试验概况 425
第二节 长期不同施肥下黄壤有机碳数量变化特征 426
第三节 长期不同施肥下黄壤有机碳质量变化特征 428
第四节 长期不同施肥下土壤有机碳对碳投入的响应 434
第五节 黄壤有机碳提升技术及实践 436
参考文献 438
第二十二章 小麦-玉米轮作红壤农田有机质演变特征及提升技术 439
第一节 小麦-玉米轮作红壤旱地长期试验概况 439
第二节 长期不同施肥下红壤有机质演变特征 442
第三节 红壤有机质组分变化特征 445
第四节 红壤有机碳及碳库组分的固碳速率与固碳效率 452
第五节 红壤有机碳矿化与碳平衡 456
第六节 红壤农田有机质提升技术 462
参考文献 463
第二十三章 玉米连作红壤农田有机质演变特征及提升技术 465
第一节 玉米连作红壤农田长期试验概况 465
第二节 长期施肥下红壤农田有机碳的演变特征 466
第三节 长期不同施肥下红壤农田有机碳周转及化学结构变化 473
第四节 长期不同施肥下红壤农田有机碳固存与有机碳投入的响应关系及其应用 477
参考文献 480
第二十四章 砂姜黑土有机质演变特征及提升技术 482
第一节 砂姜黑土长期试验概况 482
第二节 长期不同施肥下砂姜黑土有机质演变特征 484
第三节 长期施肥下砂姜黑土剖面可溶性有机碳的演变 487
第四节 长期施肥下砂姜黑土有机碳储量对有机碳投入的响应关系 489
第五节 砂姜黑土有机质提升技术 490
参考文献 493
第二十五章 钙质紫色水稻土有机质演变特征及提升技术 494
第一节 钙质紫色水稻土长期试验概况 494
第二节 长期不同施肥下钙质紫色水稻土有机碳的变化趋势 495
第三节 长期不同施肥下钙质紫色水稻土碳库组分变化及其固碳速率 498
第四节 长期不同施肥下钙质紫色水稻土剖面有机碳含量与储量 500
第五节 钙质紫色水稻土有机质提升技术 503
参考文献 504
第二十六章 中性紫色土有机质演变特征及提升技术 506
第一节 中性紫色土长期定位试验概况 506
第二节 长期不同施肥下紫色土有机质演变特征 510
第三节 长期不同施肥下紫色土有机碳库组分变化特征 514
第四节 长期施肥下土壤有机碳投入与固碳效率 520
第五节 以长期试验为基础的土壤有机质提升技术及其应用 523
参考文献 525
第二十七章 红壤性水稻土有机质演变特征及提升技术 527
第一节 红壤性水稻土长期试验概况 527
第二节 长期施肥下红壤性水稻土有机碳的演变 528
第三节 长期施肥下红壤性水稻土团聚体有机碳的周转特征 537
第四节 红壤性水稻土有机碳固存与碳投入的响应关系及有机碳提升技术 543
参考文献 545
第二十八章 潴育型水稻土有机质演变特征及提升技术 547
第一节 潴育型水稻土长期施肥定位试验概况 547
第二节 不同施肥条件下潴育型水稻土有机碳演变特征 549
第三节 潴育型水稻土碳库组分对碳投入的响应 555
第四节 长期施肥潴育型水稻土有机碳的矿化特征 558
第五节 潴育型水稻土有机碳提升技术 560
参考文献 562
第二十九章 渗育型水稻土有机质演变特征及提升技术 564
第一节 渗育型水稻土长期试验概况 564
第二节 长期不同施肥下渗育型水稻土有机碳变化特征 566
第三节 长期不同施肥下渗育型水稻土团聚体有机碳固持特征 567
第四节 渗育型水稻土有机质提升技术 574
参考文献 576
附录 团队相关博士后研究报告和研究生学位论文目录 577
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