高寒人工草地土壤可溶性有机氮库和无机氮库动态变化

以青海省高寒区人工草地为研究对象,分析土壤可溶性有机氮库和无机氮库含量及其季节动态变化过程,确定牧草不同发育期土壤供氮能力,为研究高寒区人工牧草吸收土壤氮素提供依据。研究结果表明,(1)青海同德暗栗钙土种植禾本科牧草第1年土壤以硝态氮为主,占54%~59%,其次为可溶性有机氮,占22%~29%,铵态氮最低,仅占17%。1年人工草地土壤铵态氮含量随生长季延长逐渐增多,9月最高;土壤硝态氮在6月返青期最高,随生长季延长下降显著;土壤可溶性总氮和可溶性有机氮在返青期和枯黄期较高,生长旺盛期较低。(2)青海果洛州退化高寒草甸土种植禾本科牧草的人工草地土壤硝态氮和可溶性有机氮占优势,分别占49%和43%,铵态氮仅占8%。1年人工草地随生长季土壤铵态氮含量逐渐升高,9月最高;土壤硝态氮在7月初期最高,随生长季延长显著下降;土壤可溶性总氮和可溶性有机氮在生长季初期(7月)最高,随生长季延长而降低。表明高寒区人工草地土壤可溶性有机氮是植物可利用氮的重要组成成分,其含量仅次于硝态氮且远高于铵态氮。(3)与1年人工草地相比较,同德单播禾本科牧草生长3年后,土壤中植物可利用氮素迅速下降,尤其是硝态氮含量下降近80%,其次铵态氮下降近67%,可溶性总氮下降近60%2.5倍,仅可溶性有机氮下降不显著。说明单播模式下人工草地土壤有效养分下降是人工草地生产力难以持续的主要原因。(4)在1年人工草地种植的不同牧草种类的土壤各类氮素均无显著差异;而在3年草地,冷地早熟禾(Poa crymophila)和星星草(Puccinellia tenuiflora)单播人工草地土壤表层硝态氮显著高于其他种单播人工草地,星星草和多叶老芒麦(Elymus sibiricus)单播人工草地土壤可溶性总氮显著高于其他种类人工草地。初步推断:种植不同牧草可对不同形态土壤氮素产生影响,暗示不同牧草对不同形态氮素的需求存在一定差异性。     

不同放牧强度下荒漠草原土壤氮矿化季节性动态研究

放牧是中国北方主要的草地利用方式。放牧强度通过影响群落结构和土壤的理化性状以及土壤微生物活性对草地生态系统的养分循环产生显著影响。以位于内蒙古四子王旗的荒漠草原长期放牧控制试验平台为研究对象,通过设置四个放牧强度,即对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),探讨了放牧强度对土壤无机氮库和氮矿化过程季节变化的影响。根据该地区气候特点和植物生长季节,将一年划分为3个时期,分别为生长季初期(5-6月)、生长季盛期(7-9月)和非生长季(10月至次年4月)。结果表明,(1)在生长季初期,放牧抑制了土壤氮矿化作用,土壤温度与土壤无机氮含量呈显著负相关。(2)在生长季盛期,放牧促进了土壤净氮矿化作用,其中LG区的净氮矿化速率和净硝化速率显著高于对照区均较高;土壤净氮矿化和净硝化速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系。(3)在非生长季,放牧抑制了土壤氮矿化作用,对照区不放牧处理的土壤净氮矿化速率显著高于放牧区;土壤含水量与土壤无机氮含量呈显著正相关,而与净氮矿化速率和净硝化速率均呈显著负相关关系。综上,高强度放牧抑制了土壤氮矿化过程,可能会进一步加剧净初级生产力的氮素限制。同时,放牧对土壤氮素转换过程的影响存在显著的季节性差异。     

增温和降水减少对冬小麦和大豆生长季土壤氮素的影响

氮素是农田土壤的主要养分限制因子之一,在全球气候变化背景下研究农田土壤氮素对温度和降水变化的响应,对评价气候变化农业生态效应具有重要的意义。通过田间试验,利用红外辐射灯管模拟增温,人工减少降水量,并测定土壤氮素含量,以探讨增温和降水减少对冬小麦和大豆生长季土壤氮素的影响规律。试验设置对照(CK)、增温(T,增温约2℃)、降水减少(P,降水量减少30%)、增温和降水减少复合处理(TP,增温约2℃+降水减少30%)4个水平处理。结果表明,在冬小麦生长季,与CK相比,T、P和TP处理显著减少了返青期土壤全氮,增加了成熟期土壤全氮;T和TP处理显著降低了拔节期土壤全氮。T、P和TP处理显著减少了孕穗-抽穗期土壤铵态氮。P和TP处理显著增加了返青-灌浆期土壤硝态氮,T处理显著增加了拔节-抽穗期土壤硝态氮。在大豆生长季,与CK相比,T、P和TP处理对土壤全氮含量的影响都没有达到显著性水平。T处理使鼓粒期土壤铵态氮增加10.0%(P=0.038),T和P处理使结荚期土壤硝态氮分别减少了27.4%(P=0.011)和27.1%(P=0.009),T、P和TP使鼓粒期土壤硝态氮分别增加了46.6%(P=0.007)、41.3%(P=0.014)和56.3%(P=0.003)。研究表明,增温和降水减少改变了农田土壤氮素含量,且对冬小麦生长季土壤氮素的影响较大豆生长季更加明显。     

四川盆地西缘4种人工林土壤活性氮季节动态

于2015年3月、6月、9月和12月采集四川盆地西缘都江堰灵岩山4种人工林(柳杉Cryptomeria fortunei、含笑Michelia wilsonii、桢楠Phoebe zhennan、麻栎Quercus acutissima)2个土层(0-20 cm和20-40 cm)的土壤样品,比较分析土壤铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮,并同步监测环境因子季节动态.结果显示:4种人工林土壤无机氮均以硝态氮为主;各土壤活性氮组分都呈现出显著季节动态,土壤铵态氮含量在生长季(6月和9月)高于非生长季(3月和12月),而硝态氮、微生物生物量氮和无机氮呈相反的季节模式(生长季低于非生长季);0-20 cm土层活性氮组分总体高于20-40 cm土层,土壤活性氮受林型显著影响,且与季节和土层密切相关;活性氮组分之间及活性氮组分与土壤温度、水分及月降水量总体上显著相关.综上所述,土壤的活性氮季节变化远大于林型及土层之间的变异,相比林木的生物作用,环境因子对土壤活性氮的驱动作用更为强烈.     

农田浅层土壤氮素空间分布研究

采用田间随机抽样法研究了麦田氮素的空间分布规律。从均值看,硝态氮在土壤0~20 cm表层大量累积,20~40 cm层锐减,下层变化减慢;土层中铵态氮含量低且表现出不同层次间的稳定性。小麦生长期间灌溉显著影响土壤中硝态氮的分布:与不灌水土壤样本相比较,灌溉大大降低了表层土壤硝态氮的累积量。土壤全氮0~20 cm层明显高于20~40 cm层。     

不同施氮水平对玉米产量、氮素利用效率及土壤无机氮含量的影响

通过研究不同施氮水平对玉米产量、氮素利用率及土壤硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)残留量的影响,为氮肥的合理利用提供依据.在黑龙江省农业科学院科技园区布置田间小区试验,结果显示:玉米产量随施氮量增加而增加,施氮量为165 kg·hm-2时,氮肥利用率最高,当施氮量高于165 kg·hm-2,产量反而有降低的趋势,过量施氮也并不能增加玉米对氮素的吸收,因而氮素利用率也随施氮量的增加而降低.玉米收获后土壤剖面无机态氮质量分数的变化因施氮量的不同而表现出差异,0~80 cm土层硝态氮积累量随氮肥输入量的增加而显著增加,以表层(0~40 cm)硝态氮质量分数最高,中间层(60~80 cm)质量分数最低,100 cm以下土层以施氮量为165 kg·hm-2的处理土壤硝态氮积累量最低,降低了硝态氮淋溶风险;铵态氮的质量分数相对较低,不同的施氮量对土壤铵态氮质量分数的影响主要在0~20 cm土层,铵态氮质量分数与施氮量并无显著的相关关系.综合考虑玉米产量、氮素利用率与生态环境效益,以165 kg·hm-2(优化施氮量)为最佳氮肥施用量.     

高寒草甸不同植被类型土壤全氮含量变化动态分析

采用凯氏定氮法对高寒草甸不同植被类型土壤全氮进行季节动态测定分析,结果表明:在整个生长季中0～20 cm层土壤全氮质量分数的顺序为:藏嵩草沼泽化草甸(Kobresia-swamp meadow)>露梅灌丛草甸(Dasiphoru fruticosa shrubs)>人工燕麦草地(Avena sativa artficial grassland)>矮嵩草草甸(Kobresia humilis meadow)>矮嵩草退化草地(Kobresia humilis-degraded grassland).原生植被草甸类型下单位面积土壤全氮含量远高于退化草地.藏嵩草沼泽化草甸土壤每平方米的全氮含量最高,达到0.712 kg,金露梅草甸次之,两者之间差异性不显著(p>0.05);其他三种草地类型单位面积土壤全氮含量差异性显著(p<0.05);原生草甸矮嵩草草甸每平方米全氮平均含量为0.406 kg,而退化的矮嵩草草地每平方米全氮平均含量为0.301 kg,可以推算,土地退化导致土壤全氮流失的量为0.105kg,即高寒草地退化导致25.86%氮流失.随着季节的变化,土壤全氮质量分数随生长季均有所增加,最高值都出现在8月份,但各月份之间土壤全氮质量分数变化差异性不显著(p>0.05).原生植被0～10 cm层土壤全氮含量高于10～2O cm层,人工草地与退化草地差异性不显著.     

氮素形态对大豆铝毒和根表铝形态分布的影响

铝毒是酸性土壤上作物生长的主要限制因素,虽然对铝毒已开展广泛研究,但铝毒与植物根表铝形态分布的关系还不清楚。以大豆(Glycine max)为研究对象,通过氮铝交替和氮铝共存2种处理方式的水培试验,研究了氮素形态对大豆铝毒的影响以及氮铝相互作用对根表铝形态分布的影响。结果表明,氮铝共存时,硝态氮体系中大豆根表吸附的各种形态铝含量均高于铵态氮体系。氮铝交替处理导致铝对大豆产生毒害,铝显著抑制大豆根伸长,降低大豆生物量,但在铵态氮和硝态氮体系中铝对大豆的毒害程度相近。无论是无铝对照还是有铝处理,硝态氮体系中大豆的生长情况均优于铵态氮体系。硝态氮处理还促进了大豆根系对K、Mg和Mn等元素的吸收。氮铝共存时,铵态氮可通过离子竞争作用缓解铝对大豆根系的毒害。     

有机物料对淹水植稻过程中有机-无机复混肥肥料氮有效性的影响

通过淹水植稻试验，研究了几种有机－无机复混肥肥料氮的有效性及影响因素．结果表明：含不同有机物料（木薯渣、人粪渣、泥炭和花生麸）的有机－无机复混肥肥料氮的有效性不同：有机物料能够延缓前期肥料氮的释放，促进中后期水稻氮素的供应；不同有机物料对水稻氮素供应的影响亦有不同；有机物料的组分是影响有机－无机复混肥肥料氮有效性的主要因素之一．     

典型红壤区不同土地利用方式下氮素垂直分布及其影响因素

土壤氮素迁移规律是农业面源污染研究的重要内容,探讨不同土地利用方式下氮素垂直分布及其影响因素对氮迁移规律研究具有重要意义。在亚热带典型红壤丘陵区利用动力土柱机采集了38个稻田、林地和茶园的1 m深原状土柱,分0～20、20～30、40～50和70～80 cm 4层并间隔5 cm取样分别测定铵态氮、硝态氮和全氮以及其他土壤属性,研究氮素垂直分布对土地利用方式的响应及其影响因素。结果显示:(1)稻田上述4层土壤全氮含量显著高于林地和茶园(P0. 05),土壤铵态氮含量在各土地利用方式间差异不显著。就表层(0～20 cm)硝态氮含量而言,稻田土壤显著高于林地和茶园;茶园下层(20 cm)土壤硝态氮含量显著高于稻田和林地。(2)土壤全氮含量与硝态氮含量关系密切(r=0. 64,P0. 01);有机碳含量、土壤剖面深度和容重是影响氮素垂直分布的重要因子,土壤氮含量与有机碳含量之间呈显著正相关,与容重、土壤剖面深度呈显著负相关(P0. 05),表明土壤性质对氮素的分布有重要影响。该研究有助于评价红壤丘陵区农业氮肥施用对水体污染的影响风险。     

Seasonal dynamics of labile soil nitrogen from four plantations at the western edge of the Sichuan Basin北大核心CSCD

The objective of this study was to investigate the soil nitrogen components of four native artificial plantations at the western edge of the Sichuan Basin. Soil samples from two layers (0-20 cm and 20-40 cm) were collected from 4 plantations (Cryptomeria fortunei, Michelia wilsonii, Phoebe zhennan, and Quercus acutissima) during March, June, September, and December 2015 at the western edge of Sichuan Basin, to perform a comparative analysis on seasonal dynamics. Soil ammonium, nitrate, microbial biomass nitrogen, and environmental factors were synchronously monitored. The results showed that soil inorganic nitrogen was mainly the result of nitrate. The components of labile soil nitrogen showed significant seasonal dynamics. Soil ammonium during the growing season (June and September) was higher than that during the non-growing season (March and December), but soil nitrate, microbial biomass nitrogen, and inorganic nitrogen showed the opposite pattern. Labile nitrogen components in the 0-20 cm layer were generally higher than those in the 20-40 cm layer. Labile soil nitrogen was significantly affected by forest type, which was dependent on season and soil layer. In general, there were significant correlations between the soil nitrogen pools and labile soil nitrogen and the environmental factors, including soil temperature, water content, and monthly rainfall. In conclusion, the variation of labile soil nitrogen was influenced more by season than forest type or soil layer. Compared to the biological effects of tree species, the environmental factors had a stronger effect on labile soil nitrogen. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

贵州主要耕作土壤的脲酶活性研究

首次较系统、全面地测定了贵州省主要耕作土壤的脲酶活性，分别探讨了水稻土和旱作土脲酶活性与土壤主要理化性状之间的关系。结果表明：耕作土壤脲酶活性因土壤利用状况、土壤类型和土壤肥力水平不同而有明显的差异，供试水稻土、旱作土和菜园土的平均脲酶活性分别为１５５、２７７和７０３ｍｇＮＨ４－Ｎ／１００ｇ土·２４ｈ；不同类型水稻土和旱作土具有不同的脲酶活性水平，这主要受成土条件、成土过程和土壤属性的影响；水稻土和旱作土的脲酶活性均随土壤肥力水平的提高而增强，说明脲酶活性强弱是表征土壤肥力高低的重要指标之一。回归分析表明，土壤脲酶活性主要受土壤有机质、氮、磷、钾等因素的影响，其中土壤基础铵量对耕作土壤脲酶活性的影响最大。水稻土脲酶活性还受土壤通透性的制约．而旱作土的则主要受土壤养分状况的影响。     

4种农药对土壤微生物的影响Ⅱ:氮素矿质化的变化

研究农药,氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、多菌灵和丁硫克百威对山西省两种土壤氮素矿质化（ 氨化作用和硝化作用） 的影响．结果表明,添加低浓度（ ｗ ＝ １００ ｍｇ／ｋｇ） 的４ 种农药,对土壤氮素矿质化无显著影响． 高浓度（ ｗ ＝ １０００ ｍｇ／ｋｇ） 的菊酯类农药会抑制土壤中硝化细菌的活动,使土壤中氨的含量明显积累;添加高浓度多菌灵的土壤样品出现硝态氮积累的现象,这可能与其对微生物生长影响有关;添加高浓度丁硫克百威在一种土壤样品中使氨的含量有明显积累,但在另一种土壤样品中与对照基本相同．可见,农药对土壤氮素矿质化及微生物活性的影响,因农药品种的不同和浓度的不同而异,不同的土壤因微生物活性的差异而对农药污染的反应也不同     

Seasonal variation of soil carbon and nitrogen under five typical Pinus massoniana forests

Five different typical Pinus massoniana forests were sampled in the Guizhou Province to evaluate the effects of seasons on soil organic carbon (SOC), total nitrogen (STN), and inorganic nitrogen (SIN) in these forests. More seasonal variation occurred in the topsoil than in lower layers. The SOC and STN contents varied the least amongst the soil layers, but the SIN contents had the largest values and ranges during autumn. Carbon-to-nitrogen ratio (C/N) exhibited neither a vertical change nor a seasonal trend. C/N was either maximal or minimal depending upon the sites during autumn, indicating that ecological process during summer soils would strongly change this. More gravel content resulted in higher litter stock, SOC, and STN level in low-productivity forests. A low phosphorus level might result in low SOC and STN contents in clay-rich soils. Low litter stock and clay content will result in low SOC and STN levels in coniferous and broad-leaved mixed forests in contrast to pure forests. The SOC and soil N contents in P. massoniana forests are apparently affected by different sampling seasons, particularly in topsoil. This should be taken into account when evaluating C and N contents and their respective storages in other forest types.     

地下水中铵态氮的迁移转化过程

铵态氮进入地下水的主要途径是土壤淋失,通过室内土柱淋滤实验研究铵态氮在土壤中的迁移转化过程,测定不同时间和不同深度土壤中铵态氮及其转化物硝态氮和亚硝态氮的浓度变化,分析了影响铵态氮迁移转化的因素。实验表明：在土壤饱和、持续淋滤条件下,土柱中随采样深度的增加,铵态氮穿透时间延长,依次滞后;通过硝化能力分析,土柱上层发生了轻微的硝化反应,土柱底部发生了反硝化反应,导致硝态氮的浓度衰减。研究认为在铵态氮的迁移转化过程中,当入渗铵态氮浓度较低时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是土壤对铵态氮的吸附;当入渗铵态氮浓度较大时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是生物作用导致的铵态氮的硝化,以及土壤的渗透系数、弥散度等因素。     

有机肥料氮在早稻土壤中的矿化状况

根据紫云英、猪粪施于稻田的试验结果,应用回归分析建立了土壤供氮累计量与时间(植后天数)之间、有机肥料氮矿化量与时间(植后天数)之间的相关方程,阐明了有机肥料的氮素矿化状况,并演算出有机肥料氮在水稻各生育期的矿化分配率。这些试验结果为有机无机肥料的合理施用提供了参考依据。     

冻融对长白山森林土壤碳氮矿化的影响

长白山地区秋末春初常常存在冻融过程,冻融过程影响土壤水分分布而改变土壤理化性质。通过室内模拟实验,研究了冻融过程（-20~15℃）对长白山阔叶红松（Pinus koraiensis）林和白桦（Betula platyphylla）林土壤有机碳和氮矿化过程的影响。结果表明,经过3次冻融循环,冻融处理土壤矿化速率显著高于对照处理,但经过多次冻融循环过程,冻融处理抑制土壤有机碳矿化过程,对照处理土壤有机碳矿化速率高于冻融处理（P=0.019）。在培养结束后,冻融处理的阔叶红松林和白桦林土壤无机氮质量分数,分别是对照处理的1.88倍和1.96倍;冻融次数也是影响土壤有机氮矿化的一个重要因素,35次冻融循环后,阔叶红松林和白桦林土壤中无机氮分别提高了2.10倍和2.81倍。冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中有效氮的累积,为春季植物生长提供足够的氮素,但也潜在增加了土壤中无机氮流失的风险。     

氮肥对土壤氧化大气甲烷影响的机制

综合评述了氮素对土壤氧化甲烷的抑制机制。包括 :( 1)竞争甲烷单氧化酶的竞争抑制机制 ,( 2 )代谢产物的毒害抑制机制 ,( 3)外源盐引起的微生物生理缺水抑制机制和 ( 4)氮素周转作用引起的抑制机制。提出了氧化菌竞争利用土壤空气有限O2 的竞争抑制机制 ,即氨氧化菌利用更多的土壤有限氧气→产生优势氨氧化菌→形成优势菌群→限制甲烷氧化菌繁殖和功能发挥的氨长期抑制土壤氧化大气甲烷的机制 ,并认为这种抑制作用是不可逆的     

有机碳源物对淹水土壤中氮素转化的影响

八周淹水培养试验表明：木质素对土壤矿质氮影响不大，纤维素则影响强烈，而淀粉的影响比纤维素更为强烈持久．硫铵与纤维素或淀粉配施时，氮的固持作用大于矿化作用，在培养期间均没有释放出氮素．在八周时间内．氨基酸态氮趋向增加，表明是微生物对氮素的固持作用；氨基糖态氮占全氮比例很低而且变化不大；其它有机组分氮在短期内的变化没有明显的规律性．     

配施的有机无机肥料氮在红壤性水稻土中的残留特征

（１５）Ｎ追踪结果显示，熟化上（Ａ）和低肥力土（Ｃ）有机、无机肥料配施的氮的残留特征均为随配施有机成分和土壤肥力水平的变化而变化．肥力制约残留水平，肥料氮总平衡影响残留率一利用率一损失率的关系；配施有机肥是造成氮残留差异的基本因素，相关分析表明，总残留主体为有机肥氮，残留率随有机肥Ｃ／Ｎ和木质素含量的增减而增减；影响无机肥氮残留的相关因素较复杂．有机氮残留量占总残留量的百分数与无视氮残留量占总残留量的百分数之比，在Ａ，Ｃ两种土壤中约为２．肥力对氮残留作用的实质是，肥料氮在低肥力土中具固持优势，而在熟化土中具矿化利用优势．肥力因素对无机氮残留的影响更显著．根据配施组合中有机成分Ｃ／Ｎ－木质素含量与氮残留／平衡特征的关系．将不同配施组合划分为三大类型。