大兴安岭重度火烧迹地不同林龄落叶松人工林土壤团聚体养分特征

[目的]为探寻大兴安岭重度火烧迹地植被恢复后不同林龄落叶松人工林下土壤团聚体养分含量与分布的变化。[方法]以大兴安岭1987年发生特大森林火灾形成的重度火烧迹地上分别在1989年、2000年、2010年种植的落叶松人工林(11,21,32年)作为研究对象,通过测定土壤团聚体各粒级有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾的含量,开展土壤团聚体养分分布特征研究。[结果](1)在重度火烧迹地上不同林龄的落叶松人工林中,土壤各粒级团聚体有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾的含量均随着粒径的减小逐渐上升,<0.5 mm粒级含量最大。(2)随着落叶松人工林林龄的增长,土壤各粒级团聚体有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量均逐渐上升。32年落叶松人工林土壤团聚体有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量相较于11年落叶松人工林分别显著增加77.35%～130.24%,77.61%～143.36%,105.84%～147.98%,94.58%～155.96%,206.98%～537.09%(p<0.05)。21年落叶松人工林土壤各粒级团聚体有机碳含量高于11年落叶松人工林,但二者无明显差异。(...     

崩岗侵蚀对土壤速效养分质量分数及化学计量比的影响

为揭示崩岗侵蚀对土壤速效养分及化学计量比的影响,选取福建省长汀县黄泥坑崩岗群微度、中度和强度崩岗3处为研究对象,测定和分析了0 ～ 30 cm土层集水坡面、崩壁、崩积体以及沟道部位的土壤基本物理性质、速效养分及化学计量特征.结果表明:1)随着侵蚀强度的增加,硝态氮和速效磷质量分数表现为强度＞中度＞微度,中度侵蚀崩岗铵态氮质量分数最低,速效钾质量分数最高;从水平方向上,各速效养分质量分数表现为速效钾(AK)＞铵态氮＞硝态氮＞速效磷(AP);垂直方向上,各速效养分质量分数大致随着土层深度而降低,但同一侵蚀强度内各质量分数差异较小.2)土壤速效氮为铵态氮与硝态氮的总和(AN),AN/AP比表现为微度＞强度＞中度,微度与中度差异显著(P ＜0.05);AK/AN比为中度＞微度＞强度,中度与强度差异显著(P ＜0.05);AK/AP比为微度＞中度＞强度,微度与中度差异显著(P＜0.05).3)从集水坡面、崩壁、崩积体至沟道,3种类型崩岗的铵态氮和硝态氮平均值都呈降低的趋势,速效磷逐渐升高,速效钾在崩积体处最低,其他3个部位变化不大;土壤AN/AP、AK/AP比呈降低的趋势,AK/AN比在沟道处最高.4)速效养分化学计量比与砂粒、粉粒、pH和有机质皆密切相关,黏粒、容重和含水率对其影响相对较小.     

林地开垦对黄土区坡面土壤养分空间分布的影响

研究黄土高原侵蚀环境下林地开垦后坡面土壤养分空间分布状况,确立林地开垦后侵蚀驱动的坡地土壤养分空间变异特征。以黄土高原丘陵区子午岭林地和开垦28年的侵蚀坡面为研究对象,分析土壤主要性质和养分含量的变化情况,运用经典统计学和地统计法分析坡面土壤基本性质和养分空间分布规律。林地开垦后坡面土壤pH增加了0.24个单位,有机质、全氮、全磷和铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾分别降低了13.77,1.14,0.10 g/kg和6.05,1.63,4.99,58.44 mg/kg。林地的土壤有机质、全氮和全磷的变异系数大于开垦地,而pH和各速效养分的变异系数小于开垦地。开垦后中坡位和下坡位养分含量减少幅度较大,上坡位减少幅度较小。林地和开垦地的土壤各指标都呈中等或强烈的空间自相关。林地开垦增强了有机质、全氮、全磷、铵态氮、速效磷和速效钾的空间异质性,但减小了pH的空间异质性,地形等结构性因子主导了土壤养分空间异质性的形成。林地开垦后,pH、有机质、全氮和全磷变程增大,铵态氮、硝态氮和速效钾变程减小,速效磷在2个坡面上的变化趋势不一致。研究结果表明林地开垦极大地减少了坡面土壤养分含量,但减少幅度与坡位和坡面形态有关。同时,开垦增大了坡面土壤有机质、全氮和全磷的空间依赖性,减小了速效养分的空间依赖性。     

不同处理采伐剩余物对营造杉木幼林土壤胞外酶活性的影响

土壤酶对森林生态系统生物化学过程有重要作用,能快速反映土壤环境(如养分含量和有效性)的变化。采伐剩余物是林地土壤养分的重要来源,其处理方式会对森林土壤的养分含量和有效性产生影响。为探讨采伐剩余物不同处理方式对杉木幼林土壤酶活性的影响,在福建省三明市格氏栲自然保护区40年生的杉木成熟林采伐迹地上对采伐剩余物进行不同处理(保留RR、火烧RB、去除R)并种植杉木幼林,通过采集0-10,10-20 cm土层土壤,对6种胞外酶活性进行研究。结果表明:(1)采伐剩余物处理4年后,相比保留处理,火烧和清除处理的土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮、无机氮、硝态氮含量均显著下降。其中火烧处理下硝态氮下降幅度显著高于清除处理,2个土层下降幅度平均分别为88%和51%;(2)相比保留处理,火烧和清除处理土壤微生物生物量碳和微生物生物量磷含量以及6种土壤酶活性,即酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素水解酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、过氧化酶、酚氧化酶均明显更低,而且火烧处理两土层微生物生物量碳和微生物生物量磷含量显著低于清除处理;(3)冗余分析表明,0-10 cm土层土壤酶活性与微生物生物量磷、微生物生物量碳含量显著相关,而可溶性有机氮、硝态氮、微生物生物量碳是影响10-20 cm土层土壤酶活性变化的关键因子。保留采伐剩余物有利于提高土壤养分和酶活性,是土壤肥力维持和森林生产力提高的有效经营管理措施。     

不同豆科植物对黄土高原弃土场的改良效果

为了探究豆科植物种植初期对黄土高原地区弃土场的改良效果,本文采用野外模拟弃土场和实验室测定相结合的方法,在弃土场上种植柠条、白三叶、红豆草、草木樨和紫花苜蓿5种豆科植物,研究1年后弃土场土壤的水分和养分状况.结果表明:各小区种植植物1年后,土壤水分状况有了明显的改善;土壤养分硝态氮质量分数增加,有机质、速效钾的质量分数除了草木樨有所增加以外,其他均减少,速效磷的质量分数均减少,土壤中的速效钾由于植物生长消耗而减少,但其质量分数丰富,足以满足植物生长的需要;土壤中的铵态氮和硝态氮质量分数表现为表聚作用,且硝态氮的质量分数均大于铵态氮;植被对土壤的改良程度依次为白三叶＞柠条＞红豆草＞紫花苜蓿＞草木樨.因此,种植豆科植物可以有效的改善土壤的水分和氮素营养,为今后弃土场土壤改良提供一定的理论参考.     

黄土丘陵区刺槐人工林土壤养分特征及演变

为了探明黄土丘陵沟壑区人工林土壤养分状况及其演变规律,应用时空互代的方法,以刺槐林为代表,对该区不同利用年限的人工林土壤养分特征及其时空变化等进行了系统研究。结果表明,黄土丘陵区人工林土壤肥力处于低水平;人工林表层土壤养分中有机质和速效磷的空间变异性较大;坡度、坡向、坡位等环境因子对土壤养分有一定的影响。随利用年限的增加,人工林土壤全氮,有机质、碱解氮、速效钾含量及土壤养分指数均增加,与利用年限有极显著的相关性,其变化趋势符合y=axb模型。全氮,有机质和碱解氮随利用年限的增加量不显著,而速效钾每经过10年就有显著增加,全磷和速效磷含量则保持相对衡定的水平。黄土丘陵区人工林地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾及养分指数年增长率分别约为0.20g.kg、0.01g.kg、0.69mg.kg、2.27mg.kg和0.04。该区人工林地土壤有机质、全氮、碱解氮及养分指数约需50年、速效钾约需30年可达到中上等养分水平。     

森林火灾对贵州喀斯特山区土壤理化性质的影响

通过比较贵州喀斯特山区森林火烧迹地不同坡位表层土壤和未受火灾区域表层土壤的理化性质可以看出,较大森林火灾、重大森林火灾以及特别重大森林火灾下的土壤含水量、田间持水量、毛管孔隙度以及土壤通气度均降低,土壤容重和非毛管孔隙度增加,而火灾后土壤化学性质的改变因火灾等级的不同而有所不同,总体上火烧迹地土壤有机质和全氮含量均显著低于未受火灾区域,而在重大森林火灾和特别重大森林火灾下,火烧迹地的速效磷含量大幅增加。     

黄土丘陵沟壑区退耕地人工柠条林土壤养分特征及其空间变异

应用时空互代方法,以柠条林为例,对黄土丘陵沟壑区不同利用年限人工林土壤养分特征、空间变异及其演变进行了系统的研究。结果表明,该区人工林土壤肥力处于较低水平;人工林表层土壤养分中速效磷和速效钾的空间变异性较大;各环境因子对土壤养分有一定的影响,海拔、坡度和坡向等环境因子与人工林地土壤养分间呈负相关关系,坡位和地形与人工林地土壤养分间呈正相关关系。随着利用年限的增加,人工林土壤养分各指标含量均增加,与利用年限有显著的相关性。有机质、全氮、有效氮和速效磷的增加量不明显,全磷含量保持相对稳定的水平,速效钾经过多年积累有明显的增加。从土壤养分指数模型可以算出该区的人工林土壤有机质、全氮、有效氮约需35a能达到中上等养分水平,速效钾则约需27a才能达到中上等养分水平。     

干湿交替程度对土壤速效养分的影响

降雨和灌溉引起的干湿交替显著影响土壤速效养分的转化和迁移。为了探究干湿交替程度对土壤速效养分的影响,采用室内模拟干湿交替试验,设置轻度(DW1,复水至60%WHC)、中度(DW2,复水至45%WHC)、重度(DW3,复水至30%WHC)3种干湿交替程度,并以恒湿处理(CM,恒定60%WHC)为对照,探究试验前后土壤pH、水溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、铵态氮、硝态氮、速效磷及速效钾的变化。结果表明:DW1土壤pH比其他各组低0.25~0.45,其余各组间差异不显著;培养后CM组DOC下降20.01%,DW组下降37.04%~41.36%,不同程度干湿交替处理间差异不显著。土壤铵态氮含量在培养后下降18.19%~42.02%,各处理间表现为DW3>DW2>DW1;土壤硝态氮含量较培养前急剧增长,表现为DW1>DW2>DW3,DW2的铵态氮和硝态氮含量与CM组基本一致。土壤速效钾和速效磷培养前后变化不大,但DW2速效磷含量较其他各处理减少2.93~4.00 mg/kg,而DW3的速效钾含量较其他各处理减少3.69~14.72 mg/kg。干湿交替显著降低土壤DOC和铵态氮含量,增加土壤硝态氮含量,对土壤pH、速效磷、速效钾影响不大。干湿交替程度的增强能提高土壤pH,促进铵态氮的产生,抑制硝态氮和速效钾的生成,但对DOC和速效磷影响不大。     

关中地区夏玉米全育期土壤速效养分时空分布规律

为了揭示关中地区土壤主要养分的动态变化规律,探明其时空有效性,在较为精确的时空尺度条件下研究了关中地区夏玉米生育期间0~100 cm范围土壤硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾的动态变化特征,结果表明:土壤硝态氮在0~100 cm范围内空间分布特征较为明显,在40~60 cm处为硝态氮累计峰值,第30~50 d范围为剖面上硝态氮快速耗竭期;土壤铵态氮在整个玉米生育期间空间变化梯度较时间变化梯度要小,变化趋势大致与硝态氮一致;土壤速效磷空间梯度变异明显,表现为从上至下速效磷含量递减,夏玉米生育期间土壤剖面速效磷几乎是同步递减;土壤速效钾则是时间变异特征比空间变异特征更显著,证明土壤剖面上速效钾变异过程具有相对较强的整体性,与钾素的移动能力较强有一定的关系。     

石灰用量对酸性土壤pH值及有效养分含量的影响

采用室内培养法,设置不施生石灰和生石灰用量0.3、0.9、1.8、2.4、4.8 g/kg,共6个用量梯度,研究不同生石灰用量对酸性土壤pH值动态变化、有效养分含量的影响及土壤pH值与有效养分含量之间的相关性。结果表明,生石灰的施入,可以显著提高土壤pH值,改善土壤酸度。培养到第90 d,生石灰用量4.8、2.4、1.8g/kg处理较对照分别提高了2.88、1.16和0.74个pH单位。施用生石灰对土壤全氮含量影响不大,但对土壤无机氮影响显著。生石灰用量在0~2.4 g/kg范围内,土壤硝态氮含量随生石灰用量的增加而显著增加,增幅为12.4%~146.8%,当生石灰用量2.4 g/kg时,土壤硝态氮含量显著降低。土壤铵态氮的变化趋势则刚好相反,随着生石灰用量的增加而减少;土壤有效磷含量随着生石灰用量的增加先升高后降低;对于土壤速效钾来说,当生石灰用量0.9 g/kg,其含量随着石灰用量的增加而显著降低,降幅为2.9%~21.7%。施用生石灰可以显著提高土壤有效Ca含量,且随生石灰用量的增加而显著增加,增幅为32.3%~543.0%。生石灰的施用显著降低了土壤有效Fe、Mn、Cu、Zn的含量,且当生石灰用量≥2.4 g/kg时,土壤有效Mn、Zn含量均已处于极其缺乏的状况。土壤pH值与土壤全氮、铵态氮、速效钾、有效Fe、Mn、Cu、Zn呈显著线性负相关,与有效Ca呈极显著线性正相关,与土壤硝态氮、有效磷和有效Mg则符合二次函数,各相关系数均达到极显著水平。土壤养分与土壤酸度有着较好的相关性,在施用石灰改良酸性土壤时,要特别注意其施用量及土壤有效Mn、Zn等微量元素的及时补充。     

生物质炭对不同pH值土壤矿质氮含量的影响

为了揭示生物质炭作为土壤调理剂添加后对土壤矿质氮形态、含量等土壤性质的影响,该研究利用芒草分别在350和700℃裂解制得生物质炭,发现2个温度尤其是700℃制得的生物质炭,对NH4+有很强的吸附能力,但对NO3-的吸附能力很弱。将生物质炭分别加入到酸性(pH值为3.8)和碱性(pH值为7.6)土壤中,25℃下室内培养180d。结果表明,生物质炭提高了土壤全氮含量,酸性和碱性土壤分别平均提高了22%和17%;但使土壤铵态氮含量大幅降低至接近仪器检测限水平;生物质炭对土壤硝态氮含量的影响因生物质炭和土壤类型而异。生物质炭对土壤矿质氮形态和含量的影响,显然与生物质炭对铵的吸附作用、提高土壤pH值、增强氨挥发损失,以及形成微生物量氮等密切相关。该研究可为开展生物质炭基氮素新型肥料及制剂等方面的科学研究提供参考。     

脲酶—硝化抑制剂缓释肥对不同土壤氮素释放特性及黄瓜NPK吸收利用的影响

为了提高黄瓜氮素利用率,减少氮肥对环境污染,采用恒温培养和土培试验研究了专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥(CSRF1和CSRF2)在酸、碱、中性土壤中的氮素释放特性以及对黄瓜生长、NPK吸收利用的影响,其中缓释肥中包含抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(nBPT)、氢醌(HQ)、双氰胺(DCD)。结果表明:在酸、碱、中性3种不同土壤中,氮素释放累积量均表现为普通复合肥(OCF)商品缓释肥(MSRF)自制专用肥(CCF)自制专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥1(CSRF1)自制专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥2(CSRF2);不同施肥处理对于3种土壤类型影响下的氮素累积释放量顺序为碱性土最大,中性土次之,酸性土最小。铵态氮、硝态氮的累积量大小顺序也为碱性土最大,中性土次之,酸性土最小。不同形态氮在3种土壤中的累积释放量动态以应用一级动力学方程拟合最好(r=0.952**~0.993**)。通过一级动力学方程,反映了3种形态氮素的最大释放量N0值大小顺序:总N最大,NH_4~+-N次之,NO_3~--N最小,此结果与土壤中不同形态的氮素累积释放特性变化规律相一致。2种专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥(CSRF1和CSRF2)显著提高了黄瓜产量(果实干物质量),较OCF、MSRF和CCF处理分别增加了59.1%,30.3%,33.8%(CSRF1)和46.2%,19.7%,22.9%(CSRF2)。与普通复合肥相比,2种专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥处理的NPK相对养分利用效率增加了18.52%~24.20%(N),19.27%~20.02%(P),28.54%~35.69%(K)。相较于普通复合肥,黄瓜专用脲酶—硝化抑制剂缓释肥的施用能够延缓肥料中的氮素释放,提高黄瓜NPK养分利用率和黄瓜产量。     

控释氮肥减量施用对南方丘陵地区春玉米土壤渗漏水氮素动态及其损失的影响

为提高我国南方丘陵地区旱地土壤作物种植的氮肥利用率,减少资源浪费和降低环境污染风险,通过采用田间小区定位试验进行土壤养分渗漏观测,研究比较了不施肥处理(T1)、普通尿素处理(T2)以及不同施氮量的控释氮肥处理(T3~T6)的TN、NO3-—N和NH4+—N的流失浓度变化及其损失负荷特征。结果表明:在168~240kg N/hm~2施氮水平变化内,渗漏水量在3 888~3 948L之间,即施肥量的增加或减少对渗漏体积的影响不显著(P0.05);控释氮肥处理T3的TN、NO3-—N和NH4+—N的平均流失浓度分别是32.66,29.41,0.26 mg/L,比等氮量施用的T2处理分别降低了24.99%(P0.01),25.56%(P0.01)和25.71%(P0.05);同样T3在损失负荷方面TN、NO3-—N和NH4+—N分别为53.07,47.14,0.47kg N/hm~2,较T2分别降低了24.10%(P0.01),25.62%(P0.01)和18.97%(P0.05)。当控释氮肥减氮10%,20%,30%时,其TN损失浓度为28.81,26.50,24.34mg/L,较T3分别降低了11.79%(P0.05),18.86%(P0.05),25.47%(P0.05);损失负荷为41.78,36.62,33.90kg N/hm~2,较T3分别降低了21.27%(P0.01),31.00%(P0.01),36.12(P0.01)。NO3-—N是渗漏氮素损失的关键成分,占TN损失负荷88.83%~92.75%,DON次之。控释氮肥在192kg N/hm~2的投入下能够有效的减少氮素渗漏损失,降低环境污染风险,并且还可以增产增效。     

水肥配合对太行山山前平原高产区土壤矿质氮分布及作物产量的影响

在中国科学院栾城农业生态系统试验站的潮褐土上,通过水、肥2因子3水平的完全方案,研究冬小麦-夏玉米轮作下,水、肥对土壤矿质氮分布及作物产量的影响。试验表明,NO3--N在土壤剖面中的分布除受水、肥作用外,还与土壤质地,作物及雨季降水有关;NO3--N在土壤剖面中的累积则受水肥二因素的共同制约。高水高肥处理,在收获2季作物后,土壤剖面中NO3--N明显积累;当水分或肥料不足,NO3--N的积累量减少;冬小麦全生育期旱作,不仅影响当季NO3--N的形成转化和冬小麦对N素吸收,而且直接影响后季夏玉米的产量以及土壤NO3--N的积累。土壤NO3--N的累积量与土壤水分含量存在明显的耦合作用。NH4+-N在土壤中所占比例很小,不同水、肥组合处理对其分布和累积无明显影响。肥料和水分都是冬小麦产量的限制因素,尤其水分不足,对当季和后季作物都有直接影响。针对该区地下水紧缺的矛盾,在有限水分供应时,应首先保证冬小麦季灌足底墒水和拔节水,每水至少灌60mm,施肥量不宜太高,否则会造成NO3--N在土壤中积累或淋失。本试验条件下该区适宜的水肥处理应为W2MF。     

滴灌氮肥用量对设施菜地硝态氮含量及环境质量的影响

【目的】滴灌施肥较传统施肥更为精准的将肥水输送至作物的根区,减少肥料的用量,降低土壤水分和养分深层渗漏带来的环境风险。本试验研究滴灌管理下不同氮肥(N)用量对设施菜地供氮能力及环境质量的影响,以期获得滴灌水肥一体化管理条件下最佳施氮用量。【方法】采用日光温室冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄轮作,共设计4个化肥氮用量梯度(N_0、N_1、N_2、N_3,对应冬春茬黄瓜季施氮0、300、600、900 kg/hm~2;秋冬茬番茄季施氮0、225、450、675 kg/hm2)3年定位研究比较不同氮用量下0-100 cm土体硝态氮、电导率(EC_(5:1))、pH动态变化计算了各施氮水平下设施蔬菜生产的氮素表观平衡、氮肥利用率和经济效益。【结果】随着种植年限的延长,N_2和N_3处理0-100 cm土体硝态氮和盐分积累显著土壤硝态氮含量分别由2008年黄瓜季季平均14.4~31.1和14.9~41.0 mg/kg增至2010年番茄季季均76.4~119.8和129.0~184.5 mg/kg,分别增加了1.9~5.1和3.5~7.7倍;两处理EC。分别由2008年黄瓜季季平均379.6~514.3和407.0~476.7S/cm增至2010年番茄季季平均663.0~1212.4和710.0~1359.6μS/cm分别增加了0.3~1.8和0.5~2.0倍。与N_2和N_3处理相比,N_1处理节氮50%~66.7%,经过三年的种植0-100cm土层季均硝态氮含量和EC_(5:1)分别下降了35.5%~67.4%和6.0%~25.2%,pH增加0.06~0.18,氮肥利用率显著增加9.0~13.8个百分点而种植蔬菜的经济效益未有显著下降。【结论】温室滴灌冬春茬黄瓜一秋冬茬番茄经济施氮量分别为N 300和225kg/hm~2,既能保证3年5季蔬菜根层(0-60 cm)土层硝态氮处于相对适宜水平,具有较好的经济和环境效益。     

不同施氮水平对深层包气带土壤氮素淋溶累积的影响

为研究深层包气带土壤中氮素的迁移规律,采用田间小区试验,研究了不同施氮水平(142.5、285和427.5kg/hm2)对夏玉米种植期间0～500cm包气带土壤中氮素淋溶累积的影响。结果表明,不同施氮水平对NO3--N、NH4+-N和总氮有显著影响,施氮越多,NO3--N、NH4+-N和总氮在土壤中的淋溶累积也就越多,夏玉米生育期间土壤中氮素的淋溶累积含量随着夏玉米生长逐渐减少。在0～200cm土层中,收获后不同施肥水平土壤中NO3--N和总氮累积量随施氮量增加而增多,285kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最多,427.5kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最少,但相差不超过0.1kg/hm2,收获后土壤中氮素累积量有损失。夏玉米生育期间不同施氮水平对土壤NO3--N、NH4+-N和总氮的影响深度主要为0～145cm。粉砂壤土中氮素更易累积,砂质壤土中氮素较易随水分淋溶至下层。142.5kg/hm2施氮水平可有效减少NO3--N在土壤中的淋溶损失,降低土壤中NH4+-N和总氮的含量,对地下水构成的潜在污染风险最小。北京地区地下水埋深较深,NO3--N不易淋溶至地下水,但长期大量施用氮肥、田间土壤大孔隙的存在等会加速NO3--N向深层土壤迁移,对地下水水质构成威胁。     

生物炭对植烟土壤氮素形态迁移及微生物量氮的影响

为了在植烟土壤中施加生物炭,以及在不同氮素水平下验证生物炭对土壤氮素的淋洗及迁移的影响.采用大田试验,设计5个处理,在磷肥和钾肥施用量相同的基础上,除对照(CK)处理不施生物炭与氮肥外,其余4个处理都添加1 600 kg/hm2的生物炭,施氮量分别为(N0)0、(N1)37.5、(N2)52.5和(N3) 67.5 kg/hm2,对植烟土壤氮素在0～20、20 ～ 40和40 ～ 60 cm土层施加生物炭,研究全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数的影响及其迁移规律,以及0～20cm土层微生物量氮的变化特征.结果表明:植烟土壤施用生物炭降低了0～ 20 cm以下土壤氮素质量分数,提高了植烟土壤对氮素的固定能力.与CK相比,增施生物炭的N0在0～20 cm以下土层,土壤全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮质量分数降低率最高达到11.21％、49.07％、42.29％和31.35％.而施氮量对植烟土壤全氮、碱解氮和铵态氮的影响,主要集中在0 ～ 20 em土层,且土壤氮素质量分数随施氮量的增加而增加,以N3处理各氮素指标质量分数相对最高,其全氮、碱解氮和铵态氮质量分数最高分别为2.10 g/kg、261.86 mg/kg和49.80 mg/kg.土壤硝态氮质量分数随土层加深而下降,在0 ～ 20 cm土层,以N3处理最高,达264.90 mg/kg;但不同氮水平下,硝态氮质量分数在20 ～ 40 cm土层差异较其他土层更显著.施用氮肥对植烟土壤氮素的影响主要表现在烟草移栽后前30 d.增施生物炭可以提高烟草移栽后60 d时土壤微生物量氮;而施氮量对微生物量氮熵的影响主要表现在烟草移栽30 d之后.施氮量对植烟土壤氮素的影响主要表现在0～20 cm土层,且在烟草生育前期效果显著.生物炭可以明显抑制植烟土壤本身及低量氮肥施用下氮素淋失迁移,但在高量氮肥施用下的抑制作用不明显.在豫中烟区,以生物炭配施氮肥67.5 kg/hm2施肥措施,最利于植烟土壤氮素提高.     

草酸青霉菌HB1溶磷能力及作用机制

一些功能微生物具有溶磷能力且同一菌株对不同难溶性磷酸盐的溶解能力存在差异。该研究以草酸青霉菌HB1为研究对象,通过固体平板培养试验、摇瓶培养试验和土壤培养试验系统研究了不同磷源(磷酸钙、磷矿粉、磷酸铁、磷酸铝)与氮源(铵态氮、硝态氮)供应下HB1溶磷能力及其作用机制,并验证了其在高、低不同磷水平土壤中的溶磷能力。结果表明,接种HB1的不同磷源培养基上均有溶磷圈出现,根据溶磷圈直径/菌落直径初步确定HB1溶解磷酸钙的能力较强;摇瓶培养试验表明供试磷源为磷酸钙、磷酸铁时HB1发酵液中有效磷含量为884、265 mg/L(铵态氮),或945、206 mg/L(硝态氮),其溶磷能力不受氮源形态影响;磷矿粉为磷源时,HB1发酵液中有效磷含量可达199 mg/L(供应铵态氮),为硝态氮供应的7.14倍;而磷酸铝为磷源时,HB1发酵液中有效磷含量为120 mg/L(供应硝态氮),为铵态氮供应的3.29倍;此外,供应铵态氮条件下,HB1对难溶性磷酸盐的溶解能力与介质中pH值呈显著的负相关关系。HB1接种于不同磷水平的土壤中培养21 d,在低磷和高磷土壤中HB1均能有效定殖且增加了土壤有效磷含量,比不接菌对照分别增加45.00%和14.17%。综上,草酸青霉菌HB1对磷酸钙和磷矿粉的溶磷效果较好,并通过分泌氢质子酸解含磷矿物实现溶磷作用,且HB1在低磷土壤中溶磷能力较强。     

生物炭施用对稻田氮磷肥流失的影响

针对宁夏引黄灌区稻田过量施肥导致土壤养分利用效率低的问题,通过田间小区试验,在优化施氮条件下(240kg·hm~(-2)),设4个生物炭水平(0、4500、9000、13500kg·hm~(-2)),研究施用外源生物炭对稻田氮磷流失和土壤养分含量的影响。结果表明:生物炭对稻田田面水氮素动态产生影响,表现为田面水中全氮、硝态氮含量随生物炭用量的增加而降低,铵态氮表现则相反;全氮和铵态氮的最大峰值出现在第1次追施氮肥后的第2天,最大值为34.86、8.28mg·L~(-1);硝态氮最大峰值3.31mg·L~(-1)出现在第2次追施氮肥后的第2天。随后均迅速下降,全氮含量在施氮肥后10d回到第1次追氮前的含量水平,并趋于稳定,铵态氮和硝态氮则在7d后。生物炭对田面水全磷未产生显著影响,全磷含量在第1次施氮肥后3d达到峰值,为3.69mg·L~(-1),之后迅速下降,6~7d后降至追氮前的含量水平,并趋于稳定。生物炭处理显著降低了稻田全氮流失量8.03%~13.36%,高量炭处理(13500kg·hm~(-2))显著提高了土壤全氮和有机质含量,提高幅度分别为41.2%和27.5%(P0.05)。说明生物炭对稻田磷流失、土壤全磷和速效磷含量无显著影响,对降低稻田氮素淋失表现出积极效果。