氮沉降下鼎湖山森林凋落物分解及与土壤动物的关系

研究了南亚热带3种森林生态系统凋落物在N沉降下的分解动态及其与土壤动物群落的关系。选取季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松林建立野外模拟N沉降样地,实施四个处理组,对照(Control)、低氮(50kg·hm-2·a-1,LowN)、中氮(100kg·hm-2·a-1,MediujmN)和高氮处理(150kg·hm-2·a-1,HighN),利用凋落物网袋法,在18个月的时间内调查分析了凋落物分解过程及其中的土壤动物密度特征。研究结果表明,植被演替阶段对凋落物的分解速度存在影响,季风林凋落物降解速度显著性快于混交林和针叶林(P<0.05);18个月后,季风林各处理地凋落物残留率为0.05、0.14、0.13和0.17,混交林为0.64、0.56和0.62,针叶林为0.66、0.63和0.62。N沉降增加对凋落物分解存在一定影响。且这种影响与植被类型之间存在明显的交互作用。N沉降处理对季风林凋落物分解表现出了一定的抑制作用,而且这种差异随时间推移愈益明显,但在混交林和针叶林内,试验后期凋落物分解受到了N沉降处理的促进作用。在试验后期,尤其是12个月后,凋落物网袋土壤动物密度在不同林地和不同水平N处理下体现了差异化发展趋势。在季风林内,N处理地土壤动物密度受到了明显的抑制;在混交林和针叶林内,低N样地动物密度显示了相比对照样地的明显优势,但在较高强度的中N处理地无论在凋落物的降解速率还是在动物密度上都与对照样地没有明显差别。文章认为,N沉降处理所产生的影响可能受环境N饱和程度的调控。文章还提出,在凋落物分解进程中,土壤动物群落具有“后期进入”特征,这对于进一步准确分析森林凋落物分解进程及土壤动物的贡献有重要意义。     

亚热带土壤氮素反硝化气态产物研究

亚热带可变电荷土壤化学性质与温带地区恒电荷土壤有诸多不同特点,使得反硝化具有一些与温带土壤不同的特性,进一步深入研究亚热带土壤反硝化气体产物的组成比例、主要影响因素和机理,将有助于加深对亚热带环境条件下土壤N循环的理解和认识,以及为正确评价亚热带土壤反硝化环境效应提高科学依据。因此,就亚热带土壤厌氧培养条件下反硝化的气态产物问题进行了探讨。土样采自江西典型亚热带红壤地区,在加入K15NO3（10 atom%15N,加入N量为200 mg·kg-1）条件下进行了7 d 30℃、密闭、淹水、充N2的严格厌氧培养试验。试验结果表明：随培养时间推移,15N回收率逐渐下降,土壤总残留的15NO3-质量分数和回收率之间存在显著正相关关系（p〈0.001）,表明反硝化作用越弱的土样回收率越高。总气态氮损失率的估计值和实测值都随培养时间延长呈上升趋势,两者之间存在显著正相关性（p〈0.001）。根据稳定性同位素15N示踪试验结果初步估计,厌氧培养7 d内反硝化作用产生的气态产物中N2O占总气态氮损失的17.1%,N2占8.7%,估计NO可能是主要的反硝化产物之一。以未能回收的氮计算,NO约占总气态氮损失的67.5%~78.6%,平均为74.1%。反硝化气态产物中NO和N2O总量占总气态氮损失的91.3%。NO、N2O和N2分别占总施入氮量的18.6%、4.4%、2.0%。因此,亚热带土壤氮素反硝化过程中主要气态产物可能为NO和N2O,而非对环境无害的N2。     

土壤理化特性对冬季菜地N2O排放的影响

选取7种具有10 a以上种植史的菜地土壤,通过室外盆栽试验研究施尿素条件下影响冬季菜地N2O排放的主要土壤因素.结果表明,不同土壤间N2O排放具有显著差异.对照菜地的季节性N2O-N排放总量为2.74～4.37 mg·盆-1,排放量与土壤本底的铵态氮、硝态氮含量及pH值呈弱线性相关.施尿素不仅促进了N2O的排放,而且加大了土壤间N2O排放的差异,季节性排放总量为6.39～29.38 mg·盆-1.与2000-2001年麦田相比,虽然菜地施尿素量低于麦地,但是N2O排放量无明显减少,菜地和麦地土壤的N2O排放均与土壤有机碳含量、全氮含量、C/N比值呈显著负相关.此外,施尿素菜地的N2O排放与土壤粘粒含量呈显著负相关,与土壤砂粒含量呈显著正相关.进一步研究表明,化肥氮的N2O-N转化系数主要受土壤碳、氮含量的影响.     

土壤中氧化亚氮的产生及减少排放量的措施

氧化亚氮（N2O）是大气中的一种痕量气体,也是一种重要的温室效应气体,还可使臭氧层遭到破坏。大气中N2O浓度呈不断上升趋势,其上升与人类活动关系极大,对环境的潜在破坏性也愈加严重。土壤是N2O的重要产生源,土壤中的硝化作用和反硝化作用是N2O的主要生成过程。过量施用氮肥、含氮有机物燃烧、毁林开荒等人类活动对N2O释放增加的影响不容忽视。人类应采取各项可行的措施来减少N2O的释放量如提高氮肥利用效率,减少生物体燃烧,退耕还林和保护森林资源等。     

农业管理措施对N2O排放的影响

结合国内外文献资料，介绍了目前N2O排放的研究现状，详细分析了种植方式、作物类型、肥料施用、水分管理、耕翻等农业管理措施对土壤N2O排放的影响，并对今后的研究重点进行了讨论。     

大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响

利用中国唯一的FACE(Free-Air Carbon dioxide Enrichment,开放式空气CO2浓度增高)平台,研究大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响.位于无锡的中国稻麦轮作农田生态系统FACE试验平台于2001年6月开始运行,设有FACE与Ambient(普通空气对照)2个处理,FACE区CO2浓度比Ambient区高200 μmol·mol-1,每个处理含低氮与常氮2个氮肥水平.在轮作水稻和小麦各3季之后,发现大气CO2浓度增高下,常氮水平上土壤的NO3--N质量分数降低,NH4+-N质量分数增高;而低氮水平上土壤的NO3--N质量分数增高,NH4+-N质量分数没有显著差异.然后分别在土壤样品中加入NH4+-N,好气培养42 d后通过测定土壤中的NO3--N、NO2--N总质量分数来研究土壤的硝化活性.结果显示,不管在CO2浓度增高下还是对照条件下,增加氮肥施用量均增强了土壤的硝化活性;且与对照相比,大气CO2浓度增高在常氮水平上降低了土壤的硝化活性,在低氮水平上却增强了土壤的硝化活性,说明大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响与N肥供应水平有关.     

南方高产茶园土壤养分特性

本文对南方高产获园土壤养分特性进行研究．结果表明，高产茶园土壤表层碱解Ｎ１００．３ｍｇ／ｋｇ、全Ｎ１．３８ｇ／ｋｇ．有机质３１．０ｇ／ｋｇ，均按丰富；茶叶产量与上壤碱解Ｎ呈显著正相关．由于重施磷肥，磷素在土壤中趋于积累．土壤表层全磷含量比相应的荒地土壤平均高０．４７ｇ／ｋｇ．由于少施钾肥．老茶园土壤比荒地土壤全钾含量明显下降，下降率最高达３０．２５％，平均达２５．６０％．高产茶园土壤具有独特的熟化层（２０－４０ｃｍ）．红壤茶园土壤肥力最高，赤红壤和砖红壤茶园相近．根据研究结果，建议采用‘控氮、降磷、增钾”的施肥原则．     

农业管理措施对N2O排放的影响

结合国内外文献资料 ,介绍了目前N2 O排放的研究现状 ,详细分析了种植方式、作物类型、肥料施用、水分管理、耕翻等农业管理措施对土壤N2 O排放的影响 ,并对今后的研究重点进行了讨论。     

低含量Pb对Cd处理下冬小麦根际土壤氧化还原酶活性、BIF及C/N的影响

为正确评价重金属污染下冬小麦根际土壤微生态系统的安全性和稳定性,采用盆栽试验法研究了铅(Pb)含量低于国家"土壤环境质量标准(GB 15618-1995)"规定的Ⅱ类土壤环境基准值(350.00 mg/kg,干土)时,与镉(Cd)复合处理对冬小麦幼苗根际土壤氧化还原酶活性、肥力指数(Biological index of fertility,BIF)及碳/氮(C/N)的影响.结果表明:(1)幼苗生长3周时,Cd处理下过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著(P<0.05)增加,脱氢酶活性显著(P<0.05)降低;7周时多酚氧化酶和过氧化氢酶活性显著(P<0.05)降低;12周时,多酚氧化酶和脱氢酶活性显著(P<0.05)降低.此外,根际土壤生物学肥力指标BIF值主要表现为降低,而根际土壤C/N值在幼苗生长3周和12周时显著(P<0.05)降低,7周时却极显著(P<0.01)升高.(2)低含量Pb与Cd对脱氢酶和过氧化氢酶活性、BIF值主要起协同抑制效应,对多酚氧化酶活性表现出拮抗效应.幼苗生长3周和12周时,低含量Pb可减轻Cd对C/N值的降低效应,7周时,低含量Pb和Cd协同促进C/N值升高.土壤Pb含量低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值时,仍会明显影响Cd污染下冬小麦幼苗根际土壤的生化功能特征.     

农业管理措施对N2O排放的影响

结合国内外文献资料,介绍了目前N2O排放的研究现状,详细分析了种植方式、作物类型、肥料施用、水分管理、耕翻等农业管理措施对土壤N2O排放的影响,并对今后的研究重点进行了讨论.     

施N模式与稻草还田对土壤供N量和水稻产量的影响

通过田间试验研究了2 a定位试验后不同施N模式和稻草还田对双季稻作系统土壤供N能力和水稻生产的影响。结果表明:施用N肥显著增加土壤NH4 -N和可矿化N含量,显著提高稻田系统生产力,且随着稻草配合施用,施N效果更加明显。移走稻草情况下N肥增产率为30.3%~31.3%;稻草还田情况下,N2(全年施N量240kg.hm-2)处理N肥增产率为36.7%,1 kg纯N增产谷粒12.1 kg,均显著低于N1、N3(全年施N量180 kg.hm-2)处理,后者增产率为40.4%~41.1%,1 kg纯N增产谷粒17.7~18.0 kg,且N1、N3处理(施N量相同,但各时期施N比例不同)间差异不显著。配施N肥后稻草还田可以提高土壤供N能力,连续处理2 a,土壤可矿化N比移走稻草处理提高32.1%~50.0%。稻草还田时适当配施N肥增产效果明显,N1、N3处理下稻草还田增产率分别达8.7%和8.4%,而N2处理下稻草还田的表观增产效果降低,稻草还田增产率仅为5.1%。年稻草还田量为7 500 kg.hm-2的红壤稻田系统,年适宜配施N量为180 kg.hm-2,各时期施N优化比例为基肥30%,分蘖肥30%,穗肥40%。     

种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。     

不同水分管理模式下水稻土氮素形态转化与N2O释放的关系

在实验室培养条件下,对稻田土壤在4种水分管理模式下施用尿素后N素形态转化和N2O的释放情况进行测定。结果表明,N2O的释放峰值与NH4+-N浓度峰值同时出现,即尿素迅速水解为NH4+-N的同时N2O就大量释放。且不同水分管理模式都迅速达到N2O释放的高峰,但不同模式的峰值存在明显差异,其顺序为:干湿交替>临界饱和水>淹水管理>旱作管理。研究结果还表明,NO2--N浓度在第7天达到峰值时并没有出现相应的N2O释放峰,这可能与土壤的较高pH有关。60%WFPS处理以及干湿交替培养的落干期NO3--N浓度会持续增加,并随着NO3--N浓度峰值的出现,N2O的释放也出现一个峰值。     

华北平原夏玉米季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原夏玉米种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,对前人的15N示踪试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮、土壤氮三者之间的关系,探明夏玉米季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况。结果表明：华北平原地区玉米产量最高时施氮量平均为190 kg·hm-2;秸杆吸氮量高于籽粒,且吸氮量随施氮量增加而升高,土壤残留量和损失量有随施氮量增加而增加的趋势;土壤氮库盈亏量与施氮量之间呈现线性极显著正相关,在秸秆50%和100%还田的两种条件下,施氮量为198 kg·hm-2和137 kg·hm-2时,土壤氮库达到平衡;推荐施氮条件下夏玉米对氮肥的吸收利用率远高于传统施氮,过量施氮会引起作物产量和氮肥利用率降低的负效应,增加土壤氮素残留和损失;施氮量在40~360 kg·hm-2范围内时,3种秸秆处理方式下,氮肥各去向绝对量与施氮量之间均呈显著线性相关关系;而氮肥各去向比率与施氮量之间只有地上部吸收率和籽粒吸收率与施氮量之间呈显著线性相关关系。由此,明确了华北平原夏玉米合理施氮量：秸秆50%还田时,为198 kg·hm-2;秸秆100%还田时,为137 kg·hm-2,揭示了华北平原夏玉米施氮量与土壤氮库盈亏量呈线性极显著正相关。这为确定华北平原夏玉米合理施氮量,提高氮肥利用率,避免肥料浪费及其对环境的危害提供了理论依据。     

大鼠全身曝露N,N-二甲基甲酰胺蒸汽后血液中N-甲基氨基甲酸硫酯动态研究

报道了经恒定气相浓度Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）蒸汽曝露的雄性ＳＤ大鼠血液中以Ｓ－（Ｎ－甲基氨基甲酰）谷胱甘肽（ＳＭＧ）为代表的Ｎ－甲基氨基甲酸硫酯的代谢生成及体内消长．实验所用封闭曝露系统内ＤＭＦ蒸汽恒定浓度分别为φ＝２４×１０－６（直至４８ｈ）；φ＝８４×１０－６及φ＝２１３×１０－６（均为７２ｈ）．经（φ＝２４×１０－６）×２４ｈ处理后，大鼠血清中Ｎ－甲基氨基甲酸硫酯达到稳态浓度４７μｍｏｌ／Ｌ，当ＤＭＦ稳态蒸汽浓度φ＝８４×１０－６时，体内血清Ｎ－甲基氨基甲酸硫酯稳态浓度为２２７μｍｏｌ／Ｌ，在环境蒸汽浓度φ＜８４×１０－６时，大鼠体内Ｎ－甲基氨基甲酸硫酯稳态浓度与环境中ＤＭＦ蒸汽浓度呈线性关系．所产生的Ｎ－甲基氨基甲酸硫酯类物质体内半衰期在２．２～２．８ｈ之间，体内半衰期值主要是由其生成速率决定的．高浓度ＤＭＦ（φ＝２１３×１０－６）的曝露并未导致体内产生可检出水平的Ｎ－甲基氨基甲酸硫酯类物质，这可能是由于体内高浓度的ＤＭＦ对其本身代谢的抑制作用所致．     

华北平原冬小麦季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原冬小麦种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,本研究对前人的试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮和土壤氮三者之间的关系,探索冬小麦季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况.结果表明:华北平原冬小麦当季化肥氮的吸收量随施氮量的增加而升高,对土壤氮素的吸收随施氮量的增加而降低;在秸秆50%还田和100%还田两种情况下,土壤氮库盈亏量与施氮量之间均呈线性极显著正相关,且土壤氮库达到平衡时的施氮量分别是 N 192和166 kg·hm-2;冬小麦对氮肥的吸收利用率推荐施氮远高于传统施氮,过量施氮不仅不会提高作物产量,还会降低氮肥利用率,增加土壤残留和损失;3种秸秆处理方式下的冬小麦氮肥各去向绝对量与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间均呈显著线性相关关系,秸秆不还田条件下的地上部吸收率、秸秆吸收率和秸秆50%还田下的地上部吸收率及秸秆100%还田下的0~100 cm土壤残留率均与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间呈显著相关关系.     

艾比湖湿地典型植物群落土壤剖面CO2、CH4和N2O扩散通量研究

于2015年10月—2016年9月在艾比湖湿地鸟岛站,选取典型植物群落芦苇(Phragmites communis)、柽柳(Tamarix chinensis)和裸地对照组,每个月份通过气体原位采集系统对4个不同深度(0—10、10—20、20—40、40—60 cm)的土壤CO2、CH4和N2O进行采集,利用气相色谱...     

丘陵区稻田N2O排放的特点

1993～ 1994年在中国科学院红壤生态试验站通过田间试验研究了丘陵区稻田N     

盐度梯度下闽江口短叶茳芏湿地土壤生态化学计量学特征

探讨了盐度梯度下闽江河口湿地土壤生态化学计量学特征及其指示意义。结果表明:沿盐度梯度(从高到低),河口湿地土壤(0~50 cm)总碳(TC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量分别为16.52~23.13、1.56~1.76、0.61~0.81 g/kg,平均值分别为19.45、1.65、0.71 g/kg,空间变异性为CPN,垂直变异性为低盐区中盐区高盐区。盐度梯度下,土壤C/N比为10.31~13.17,平均值为11.88;C/P比为20.66~32.20,平均值为27.72;土壤N/P比为2.00~2.52,平均值为2.32;空间变异性为C/PC/NN/P。湿地土壤C/N、C/P和N/P比沿盐度梯度均表现为低盐区中盐区高盐区,即随盐度的增加而降低。垂向分布上,C/N比表现为随深度增加而增大,C/P和N/P比则大体表现为随深度增加先降低后变化趋缓。垂向空间变异性为低盐区中盐区高盐区。不同盐度湿地土壤C/N、C/P和N/P比与粘粒、电导率、pH、含水率呈负相关关系,与粉粒和容重呈正相关关系。粘粒、砂粒、电导率、pH是影响河口湿地土壤C/N、C/P和N/P比变化的关键因子。河口湿地土壤C/N/P比生态化学计量学特征对于土壤养分循环和平衡研究具有重要意义。