外源性碳氮添加对北方半干旱草原土壤有机质矿化的影响

除了全球气候变化的直接影响,由其引起的土壤外源性碳(C)、氮(N)输入可通过激发效应深刻影响半干旱草原土壤有机碳(SOC)动态。为探究外源性C、N输入对内蒙古半干旱草原生态系统原有土壤有机质(SOM)矿化过程的影响,采用13C标记技术,通过室内培养实验将浓度为3 mg·kg-1的葡萄糖(G)、0.3 mg·kg-1的铵态氮(AM)或硝态氮(NT),以单独或C、N组合的形式(G;AM;NT;G+AM;G+NT)添加到半干旱草原土壤中,探究外源添加物对土壤C矿化的影响。以21℃培养土壤18d并测量土壤C-CO_2释放量。结果表明,单独添加葡萄糖C源(G)显著促进了土壤累积C-CO_2释放量(P0.05),并在第4天达到最大,为未添加外源物土壤累积释放量的2.04倍。而单独添加AM或NT对SOM矿化具有抑制作用(P0.05),其累积C-CO_2释放量分别为未添加N源土壤的82%和77%。同时添加碳源和氮源(G+AM或G+NT),土壤累积C-CO_2释放量显著大于只添加G的土壤,且累积C-CO_2释放量表现为G+NTG+AM(P0.05);并且在培养的第4天添加G+NT达到最大的激发效应即未添加外源物土壤累积C-CO_2释放量的3.13倍;同时添加C源和N源不仅对土壤SOM矿化产生显著激发效应(P0.05),在培养过程中还表现出增强的激发效应(正叠加效应),即同时添加C、N的激发效应显著大于只添加C源的激发效应(P0.05)。因此,在半干旱草原土壤中,微生物的生长和代谢主要受可利用性碳C限制,外源性C、N输入激活了处于休眠状态的土壤微生物,从而加速了SOM的分解。     

长期施肥对华北平原农田土壤呼吸及碳平衡的影响

在具有21年历史的长期定位试验地,研究了土壤温度变化、不同施肥处理对土壤释放CO2及小麦(Triticum aestivumL.)、玉米(Zea mays L.)吸收CO2的影响,进而明确在华北平原小麦-玉米轮作制的农田生态系统中碳素平衡问题.研究表明:土壤释放CO2的量与土壤温度呈明显的正相关,相关系数分别达到r=0.717**(5 cm地温)和r=0.764**(10 cm地温).进一步研究表明:在小麦生育期,施氮、磷各处理土壤释放CO2的数量随气温而增加,氮、磷肥配合的各处理与对照和单施氮、磷肥处理之间有显著的差异(P<0.05);但是2个处理组合(氮、磷肥配合、单施氮、磷肥)之内各处理之间差异不显著.土壤温度在10～20℃之间单施氮、磷肥无助于改变土壤释放CO2的量,而氮、磷肥配合施用可以明显地增加土壤释放CO2的量.不施肥与单施氮、磷肥处理麦田土壤呼吸释放的CO2量大于小麦固定的CO2量,向大气净排放的CO2量达0.83～3.73 t hm-2,而氮、磷肥配合处理的麦田从大气中净吸收的CO2量达7.89～12.49 t hm-2.在玉米生育期,土壤释放CO2的量在7月中旬达到最高值(12.40～22.52 g·m-2·d-1),9月中旬降到最低(6.19～8.20 g·m-2·d-1).施用N 540 kg·hm-2·a-1,P2O5 135kg·hm-2·a-1的处理(N2P2)释放的CO2量与施用N 270 kg·hm-2·a-1的处理(N1)之间差异不显著.与其它各处理之间差异显著(P<0.05),表明在玉米生育期长期施用高量氮、磷肥明显地影响到土壤释放CO2的量.玉米不但可以吸收土壤释放的CO2,还要从大气中吸收大量CO2,即在玉米生育期的农田生态系统可以降低大气中CO2的含量.总之,在华北平原小麦一玉米轮作制的农田生态系统土壤呼吸不会增加大气中CO2的含量,相反则有可能减少其含量.     

外源镧对土壤微生物碳源利用的影响

用^14C标记葡萄糖法研究了外源镧对土壤微生物碳源利用的影响。结果表明：外源镧在低浓度下可增强土壤微生物利用碳源进行呼吸作用，而高浓度下则产生显著抑制作用，最大抑制率为33％。土壤微生物呼吸产生的^14CO2主要是培养初期释放的，培养14d后^14CO2释放已非常少。外源镧可增强土壤微生物利用碳源合成自身的生物量，最大增幅为25％。     

外源镧对土壤微生物碳源利用的影响

用14 C标记葡萄糖法研究了外源镧对土壤微生物碳源利用的影响。结果表明 :外源镧在低浓度下可增强土壤微生物利用碳源进行呼吸作用 ,而高浓度下则产生显著抑制作用 ,最大抑制率为 3 3 %。土壤微生物呼吸产生的14 CO2 主要是培养初期释放的 ,培养 14d后14 CO2 释放已非常少。外源镧可增强土壤微生物利用碳源合成自身的生物量 ,最大增幅为 2 5 %。     

不同林冠郁闭度马尾松(Pinus massoniana)叶片养分再吸收率及其化学计量特征

以现有11年生马尾松(Pinus massoniana)人工林为基础,通过均匀间伐、抚育修枝,结合冠层分析仪(CI-110)测定郁闭度,形成林冠郁闭度约为0.9、0.8、0.7、0.6、0.5的5个梯度系列样地,研究马尾松叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)养分含量、养分再吸收率及化学计量特征.结果显示:1)随林冠郁闭度减小,叶片N含量、C:N、N:P皆存在显著差异,叶片C含量、P含量、C:P都没有显著差异;C含量、N含量、C:N、N:P皆呈抛物线趋势;C含量在0.6郁闭度时最大,N含量、N:P在0.7郁闭度时最大,C:N在0.7郁闭度时最小.N:P在11.15-16.38之间,说明该研究区的马尾松生长同时受N、P限制.2)随林冠郁闭度减小,N养分再吸收率、N与P养分再吸收率之比都存在显著差异,P养分再吸收率没有显著差异;N、P养分再吸收率皆呈抛物线趋势,且都在0.7郁闭度时最大.3)不同林冠郁闭度马尾松叶片C:N:P化学计量比与N养分再吸收率、P养分再吸收率、N与P养分再吸收率之比都存在极强的相关性关系.4)随林冠郁闭度处理时间的延长,土壤p H值都有所升高,土壤含水量和土壤全N累积量有所下降,土壤有机碳累积量在3个中等林冠郁闭度下有所降低,土壤全P累积量在低林冠郁闭度时有所升高,而在0.7中等林冠郁闭度下有所降低.5)不同年份间马尾松叶片C:N:P及其N与P养分再吸收率之比皆在林冠郁闭度0.7时较为稳定.本研究表明林冠郁闭度为0.7的马尾松人工林林内微环境为马尾松的快速生长、良好发育提供了最为适宜的环境,具有较高的化学计量比内稳性.     

农田土壤温室气体产生机制及影响因素研究进展

农田土壤通过微生物呼吸、植物根系呼吸和土壤动物呼吸,释放大量温室气体,成为大气中主要温室气体(CO2、CH4和N2O)的重要来源.文章在阐述土壤温室气体产生机制的基础上,着重从土壤生物、土壤理化性质(主要包括温湿度、有机质、pH、Eh、土壤质地等)、水肥管理及耕作措施等角度对农田土壤温室气体释放的影响进行了综述,对土壤温室气体的减排措施进行了总结,并就今后农田土壤温室气体的研究重点和方向进行了展望.     

降水变化、氮添加对鼎湖山主要森林土壤有机碳矿化和土壤微生物碳的影响

全球变化对土壤有机碳(SOC)存贮与分解的影响在全球碳(C)循环中具有重要地位.分别通过室内土壤培养法和氯仿熏蒸法,研究了降水变化和氮(N)添加处理对鼎湖山3种不同演替阶段的季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松针叶林SOC矿化和土壤微生物量碳(SMBC)的影响.结果表明:1)降水量增加能够提高森林演替晚期SOC累积矿化量和矿化速率,而对森林演替早期SOC累积矿化量和矿化速率没有显著影响(P>0.05).2)干旱条件(降水量减少)降低森林SMBC含量,且在鼎湖山季风林表层土壤(0～10 cm)中SMBC的减少达到显著水平(P<0.05).3)N添加处理对鼎湖山3种森林类型SOC累积矿化量、矿化速率以及SMBC都没有显著影响(P>0.05).未来关于SOC矿化对全球变化响应的研究,要综合考虑土壤有机质质量、C/N比例、外源性氮输入等因素的作用.图4表2参37     

威海市区黑松沿海防护林土壤养分和微生物的研究

对威海市区9个样地两种林型的黑松沿海防护林的土壤养分和土壤微生物进行测定和分析,结果表明:9个样地的有机质、铵态N、速效K、速效P质量分数具有较为明显的层次性,表层养分质量分数最高,向下逐渐降低,但含水量层次性不明显.海边的海滨沙土比较贫瘠,9个样地的有机质、铵态N、速效K、速效P及含水最平均值都偏低,分别为0.76 g/kg、5.20 mg/kg、11.74 mg/kg、7.53 mg/kg和3.19%,平均pH值为5.76,为偏酸性土壤.5种微生物在土壤中密度从多到少的顺序依次为细菌>真菌>放线菌>固氮菌>纤维素分解菌,细菌在土壤微生物中占绝对优势,占微生物总数的99.9%.黑松麻栎混交林土壤养分质量分数和土壤微生物数量都高于黑松纯林,表明混交林下土壤更有利于微生物的繁殖和生长.土壤有机质和水分质屠分数与细菌、真菌和放线菌数量呈显著正相关.     

不同施氮水平对华北平原冬小麦土壤CO2通量的影响

针对当前碳、氮循环对生态环境影响以及碳源/汇问题的客观实际,设计了N 0、75、150、225、300 kg·hm-2 5个氮处理,对冬小麦(Triticum aestivum L.)返青期、拔节期、孕穗期、灌浆期和成熟期进行了土壤呼吸速率的测定,探讨了不同氮肥用量对华北平原潮褐土区冬小麦农田土壤CO2释放的影响.结果表明:土壤呼吸释放CO2与气温二次相关,25 ℃左右土壤呼吸速率达到最大,增幅随气温升高而减小,低于25 ℃时增幅较明显;随着氮肥用量增加土壤呼吸增强,土壤呼吸强度在N150达到最大;施用氮肥的冬小麦农田土壤CO2释放主要集中在孕穗、灌浆期;不施氮的则主要集中在灌浆、成熟期.     

攀枝花地区芒果园土壤碳氮磷分布现状及变化趋势

土壤养分制约着果树产量和品质,同时受果园生产管理的影响而变化.为了解攀枝花地区芒果园土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量现状,探明果园管理导致的土壤养分变化趋势,选择3个发育阶段(挂果前期:2-5年;初期:6-10年;盛期:11-26年)芒果园共162个,研究果园树盘区和间空区0-20 cm和20-40 cm土层土壤C、N、P含量及差值.结果显示:(1)攀枝花市50%以上芒果园土壤C、N、P缺乏,挂果盛期最为严重.(2)芒果园树盘区相对于间空区,既存在土壤C、N、P损失现象(35.9%-49.7%),也存在累积现象(50.3%-64.1%).挂果前期、初期果园比挂果盛期更易发生C、N、P损失.果园树盘区0-20 cm层比20-40 cm层更易发生土壤C、N损失和P累积.(3)施用石灰可以促进表层土壤P累积,肥料养分投入量对土壤养分变化无显著影响.可见攀枝花地区芒果种植区土壤贫瘠,不同发育阶段、不同土层的土壤C、N、P变化特征存在区别;结果可为攀枝花地区芒果种植区精准施肥及土壤改良提供数据基础.(图4表9参48)