氮添加与凋落物管理对华北落叶松人工林土壤化学性质的影响

本研究以阴山山地华北落叶松人工林为研究对象,分析氮添加与凋落物管理对表层土壤化学性质的影响,以期为加速凋落物分解和地力维持提供科学依据。采用两因素随机区组试验,氮添加水平为不施氮[0 kg/(hm~2·a)]、低氮[50 kg/(hm~2·a)]和高氮[100 kg/(hm~2·a)],凋落物管理方式为保持原状、堆积和搅拌。结果显示:(1)单独氮添加,随着添加量的增加,土壤pH显著下降,硝态氮含量显著升高;氮添加显著降低土壤有机质含量,低氮处理显著提高速效钾含量,高氮处理显著提高有效磷含量。(2)单独凋落物管理,堆积和搅拌可显著降低土壤pH,提高土壤硝态氮、有效磷含量;凋落物堆积处理显著降低表层土壤速效钾含量,凋落物搅拌处理显著提高表层土壤有机质、全氮、速效钾含量。(3)交互作用对表层土壤pH和有机质、全氮、硝态氮、有效磷、全钾、速效钾含量的影响显著。上述研究结果表明,氮添加可促进表层土壤中有机物的矿化,提高硝态氮、铵态氮和有效磷含量,搅拌处理可加速凋落物分解,提高土壤有机质、全氮和速效养分含量。因此,高氮+搅拌处理土壤全钾、有效磷、速效钾、硝态氮含量最高,对促进养分循环和维持地力平衡具有重要作用。     

落叶松种子园土壤养分特征研究

该研究以落叶松1.5代和2代种子园为对象,通过测定不同土层土壤养分含量,揭示落叶松不同世代种子园土壤特性,以期为指导精准施肥提供理论依据。结果表明:落叶松种子园土壤养分总体较为充足,个别养分指标偏低,如铵态氮和硝态氮含量。落叶松种子园土壤养分含量垂直分布特征明显,各养分含量随土层加深而减少。落叶松2代种子园土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量较低,全磷和有效磷含量较高,分别为0.74 g·kg~(-1)和26.73 mg·kg~(-1),是1.5代种子园的1.57和6.15倍。落叶松1.5代种子园土壤pH值、全磷和有效磷含量较低,土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量较高,全氮含量达到1.27 g·kg~(-1),分别是2代种子园和日本落叶松试验林的1.42和1.23倍。该研究对我国北方落叶松种子园合理施肥具有指导意义。     

不同间伐强度对华北落叶松人工林土壤氮素含量的影响

笔者以华北落叶松人工林为研究对象,研究了弱度、中度、重度3种不同间伐强度对林下土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量的影响。结果表明:间伐措施不同程度地改良了土壤肥力。间伐后,土壤铵态氮、硝态氮含量均有不同程度的提高。其中,重度间伐样地提高最多,铵态氮含量提高了29.5%,硝态氮含量提高了245%.土壤全氮含量有不同程度的降低。其中,重度间伐样地降低最多,达29.23%.     

大兴安岭北部主要树种生长季根际土壤氮素含量特征

为了探讨大兴安岭地区主要树种(樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨)根际土壤氮素的富集程度和差异性,选用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对其全氮、铵态氮与硝态氮含量特征进行研究。结果表明:1)4个树种根际土壤全氮含量5—10月波动在1.22～5.43 g·kg-1之间,最大值均在5月;根际土壤铵态氮和硝态氮分别波动在22.41～53.75 mg·kg-1和0.79～2.06 mg·kg-1之间,含量均在7、8月较低,且兴安落叶松根际土壤月平均铵态氮和硝态氮含量均为最高。2)研究区无机氮素以铵态氮为主,占95%以上;根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量均显著(P <0.05)高于非根际土壤,分别高出101.77%、29.26%和9.07%;兴安落叶松根际土壤全氮富集率达101.25%,铵态氮、硝态氮富集率均最高为39.37%和15.34%;樟子松根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮富集率分别为95.98%、34.86%和7.84%;白桦全氮的富集率最高为125.73%,铵态氮、硝态氮富集率为30.30%和7.31%;山杨根际土壤氮素富集率最小。3)根际土壤铵态氮与全氮、硝态氮均呈极显著正相关,而全氮与硝态氮之间相关性不显著。4)4个树种根际土壤对氮素养分含量均具有明显的正根际效应,其中针叶树种对无机氮素的富集能力强于阔叶树种,且兴安落叶松对氮素的富集能力最强。因此,在森林经营和调整林分结构时可适当调整兴安落叶松树种比例,以提高森林生产力。     

不同土地利用类型对土壤氮素的影响

选取林地、园地和耕地3种土地利用类型,分析禹州市褐土土壤中氮素含量的研究结果表明:0～15 cm土层中,矿化氮含量为:林地>园地>耕地;土壤表层(0～5 cm)硝态氮含量林地最高,显著高于园地和耕地,而土壤表层铵态氮含量园地和林地显著高于耕地;不同土层中的,林地、园地和耕地的硝态氮和铵态氮含量差异显著(P<0.05)。在林地和园地0～5 cm土层中,硝态氮含量显著高于10～15 cm土层,而耕地中硝态氮含量无显著差异,其中林地的硝态氮含量随土壤深度的增加而降低。3种土地利用类型铵态氮含量主要集中分布在土壤0～10 cm土层中。     

冷凉气候区不同形态氮肥对苹果根系氮代谢的影响

以4年生寒富苹果作为试验材料进行盆栽试验,通过施用不同形态氮肥,测定对苹果根系活力、根系氮代谢关键酶活性、根际微生物活性、根际土壤酶活性、根际土壤养分含量的影响。结果表明:不同形态氮肥对苹果的作用相对一致,硝态氮和铵态氮的根系活力动态变化均呈现先上升后下降的趋势,而酰胺态氮则一直呈现下降的趋势;硝态氮和酰胺态氮处理明显地提高了苹果根系NR的活性,而铵态氮则降低了NR的活性,硝态氮和酰胺态氮处理的动态变化都呈现先升高后下降的趋势;各处理间根际微生物数量动态变化都表现出先升高后下降;根际脲酶、蛋白酶和中性磷酸酶活性动态变化表现出先升高后下降;各处理间根际土壤全氮含量、全磷含量以及速效钾含量动态变化呈现先升高后下降的趋势。总之,三种氮肥对苹果根系和土壤的作用效果表现为NO_3~--NCO(NH_2)_2-NNH_4~+-N。     

外源氮磷输入对文峪河上游典型河岸林土壤属性的影响

以关帝山文峪河上游3种典型河岸林为研究对象进行了外源氮磷输入试验。通过对土壤定期取样、试验室化验分析,对不同河岸林外源氮磷加载前后土壤属性进行分析,结果表明:外源氮磷输入前土壤全氮和硝态氮含量、土壤p H值及土壤含水量在不同类型河岸林之间的差异都达到极显著水平(p0.01),土壤全磷、速效磷和铵态氮含量差异不显著;外源氮输入后土壤全氮、硝态氮、速效磷、含水量在不同类型河岸林之间表现极显著差异;外源磷输入后3种河岸林土壤全磷含量差异不显著,而其它属性指标均表现出极显著性差异。     

西南酸雨区重庆缙云山常绿阔叶林土壤氮矿化特征

【目的】探讨重庆缙云山2012—2014年土壤矿质氮(铵态氮和硝态氮)变化规律、输入来源与氮矿化特征,明确土壤氮矿化的驱动因素,以期为深入研究该地区土壤养分循环提供理论依据。【方法】在重庆缙云山选择能代表中亚热带森林生态系统的常绿阔叶林,设置1块20 m×20 m样地,内部布设5个4 m×4 m样方,于2012—2014年每年4—9月每月月末,采集上、中、下层(0~15,15~30和30~60 cm)土壤样品,同步观测样地内土壤呼吸速率,并收集穿透雨与干流;在实验室内测定土壤铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)和全氮(TN)含量;并用原位培养法测定土壤氮素矿化速率。【结果】土壤铵态氮和硝态氮含量在年际、月际(除2012年铵态氮含量)及各土层间均差异显著(P<0.05),4—9月土壤铵态氮和硝态氮含量均呈递增趋势,上层土壤的铵态氮与硝态氮含量均表现为2013年>2012年>2014年,各土层间铵态氮含量表现为中层>下层>上层,硝态氮含量表现为随土层加深而递减趋势;土壤氨化速率和硝化速率的月际变化为单峰或先升后降再上升的趋势,年际变化均表现为2013年>2014年>2012年;土壤铵态氮含量与硝态氮含量在各土层间极显著(P<0.05)或显著(P<0.01)正相关,但与穿透雨和干流输入量相关性不显著;土壤氨化速率与硝化速率均与土壤呼吸速率极显著(P<0.01)正相关,而与土壤pH值极显著(P<0.01)负相关;土壤呼吸速率大于4μmol·m^-2 s^-1时,土壤氨化速率和硝化速率明显随pH上升而下降,土壤呼吸速率小于4μmol·m^-2 s^-1且土壤pH值为3.70~3.75时,氨化速率与硝化速率开始出现小幅上升,之后下降。【结论】重庆缙云山常绿阔叶林土壤矿质氮含量具有年际、月际及土层间差异;土壤矿质氮含量受穿透雨和干流氮(包括铵态氮和硝态氮)输入量的影响较小,而与相邻土层氮含量相关更紧密;土壤pH值升高对土壤的氨化和硝化速率有抑制作用,且其抑制作用大小随土壤呼吸速率大小不同而变。     

河岸带落叶松林土壤氮素空间格局研究

通过对庞泉沟河岸带落叶松林的土壤氮素空间格局进行分析,了解河岸带全氮、铵态氮、硝态氮的储量以及氮素的空间格局,为河岸带对河流氮素的净化研究提供基础数据。结果表明：1）土壤表层氮素含量较高,土壤中全氮、铵态氮、硝态氮空间异质性明显,并且氮素在土壤层之间、高地连续体上存在不规则的垂直格局和水平格局。2）在高地连续体上,河岸带土壤全氮与硝态氮呈显著正相关（r=0.613）,全氮与铵态氮呈正相关（r=0.114）,全氮与与河岸带宽度呈负相关（r=-0.075）,铵态氮与硝态氮呈负相关（r=-0.004）。土壤氮素格局受多因素影响,氮素的形态与含量主要受地形、林分、降水以及土壤理化性质等因素的综合影响。     

辽东山区主要森林类型土壤养分含量特征研究

为探讨辽东地区主要森林类型土壤养分含量特征,以辽东地区3种典型林分类型红松林、落叶松林和柞木林为研究对象,测定不同林分类型表层土壤(0～10 cm)养分含量,并进行比较分析。结果表明:3种林分类型土壤全氮含量表现为落叶松林柞木林红松林;铵态氮含量表现为柞木林落叶松林红松林;硝态氮含量表现为落叶松林红松林柞木林;土壤全磷和有效磷含量均表现为柞木林落叶松林红松林;土壤有机碳含量表现为柞木林落叶松林红松林。总体上,除硝态氮外,落叶松和柞木林土壤养分均高于红松林。     

氮添加对辽东山区落叶松人工林土壤碳氮的影响

在工业发达、农业集约化程度较高的区域氮沉降增高仍然很突出。为明晰氮沉降类型及其强度对土壤碳氮的影响,研究了多形态、多水平氮添加下落叶松人工林的土壤碳排放及土壤碳氮的变化。结果表明,NH_4~+-N添加低、中、高3种水平每年土壤碳排放量分别比对照增加了253.81、17.15和5.69 g C·m~(-2); NO_3~--N添加低、中氮两种水平分别比对照增加了203.37和111.06 g C·m~(-2),而高氮水平减少了47.14 g C·m~(-2)。两种形态氮素添加下土壤铵态氮含量变化微小,而硝态氮含量则在逐年升高,土壤微生物生物量碳呈现出降低的趋势,而土壤微生物生物量氮表现出升高的规律。双因素方差分析显示氮素形态对土壤铵态氮及微生物量碳、氮含量均有显著的影响,而氮添加水平仅对土壤硝态氮含量有显著的影响。     

短期竹-菌套作对竹林生态的影响

竹下套种食用菌多被报道具有可观的经济效益,但对竹林和土壤生态的影响如何缺乏研究和评估。在叙永县邬高林下种植产业园内不同类型(散生、丛生和混生竹)竹林下分别进行了食用菌(大球盖菇Stropharia rugosannulata和竹荪Dictyophora indusiata)套作,观测了套作前后竹林立竹胸径、竹笋品质以及土壤酸碱度、有机质、主要养分元素以及竹篼木质素、纤维素含量的变化。结果表明:食用菌套作能够促进竹株生长,有利于竹笋内游离氨基酸、可溶性蛋白和维生素C的积累,总体上土壤pH值和速效钾含量升高,铵态氮含量降低或变化不明显,硝态氮含量升高(铵态氮/硝态氮比值降低),有效磷含量仅在丛生竹林内显著降低,而全量养分和有机质含量几乎无显著变化。种植食用菌(竹荪)后,竹篼内木质素和纤维素降解稍快。本研究可为竹-菌复合模式的生态效应评价及科学经营管理提供基础数据。     

九寨沟不同受损林地土壤特征研究

为了探索九寨沟地震不同受损林地土壤理化特征分布情况,进一步提高受损栖息地林草植被快速恢复模式的合理性,根据研究区震损程度,分析了各样地土壤理化性质。结果表明:土壤容重随震损程度增强呈先减小再增大的趋势;有效磷和铵态氮含量随震损程度增加而升高,而速效钾和硝态氮含量降低。因此,应根据不同震损地块的土壤理化性质进行有针对性的土壤改良,提高林草植被恢复速度,增强各种恢复模式的土壤肥力支撑条件。     

应用PLFA方法分析氮沉降对土壤微生物群落结构的影响

【目的】土壤微生物是土壤生态系统变化的敏感指标。本研究选择磷脂脂肪酸法( PLFA)分析微生物群落结构的变化,可以更准确地了解短期氮沉降对土壤生态系统的影响,从而预测氮沉降后土壤性质及植物生长的变化趋势,为氮饱和条件下人工林的可持续经营提供微生物参数和指标,对氮沉降的即时调控和实时治理具有指导意义。【方法】2013年5月,在江西省分宜县山下林场约1 hm2的杉木幼龄林中建立30个1 m ×1 m 的样方,在30个样方中进行5种氮沉降量[N0(对照)、N1(20 kg·hm －2a －1)、N2(40 kg·hm －2a －1)、N3(60 kg·hm －2a －1)、N4(80 kg·hm －2a －1)]和2种氮形态(NH4+-N,I和 NO3－-N,II)的模拟沉降试验,沉降1年后用土钻进行土壤样品采集。磷脂脂肪酸提取方法为氢氧化钾－甲醇溶液甲酯化法,以十九烷酸为内标,采用 Agilent 6850N 测定,用Sherlock MIS4.5系统分析PLFA图谱,脂肪酸含量换算成每克干土中的含量( nmol)后进行分析。【结果】本研究共检测到PLFAs 72种,其中特征脂肪酸36种。分析特征脂肪酸种类和含量可知：各处理中土壤微生物群落均以原核微生物为主,不同氮处理样地中以磷脂脂肪酸总量表征的土壤微生物生物量范围20～44 nmol·g －1。沉降铵态氮时,土壤中 PLFA总量、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌脂肪酸含量均高于对照样地,细菌、真菌、放线菌和原生动物的脂肪酸含量变化趋势相同,均为随着氮沉降量的增加先升高再降低最后再升高,NH4+-N N4处理土壤微生物 PLFAs的数量最多,NH4+-N N2处理土壤微生物 PLFAs的丰度值和多样性值最高;沉降硝态氮时,土壤中 PLFA 总量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌 PLFAs量随着硝态氮浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势,在 NO3－-N N2处理达到最大值。细菌和放线菌的标记脂肪酸含量变化趋势相同。NO3－-N N2处理微生物脂肪酸量最多,NO3－-N N4浓度下微生物 PLFAs多样性值最高。根据典型性相关分析,得出铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。【结论】当氮沉降量小于80 kg·hm －2 a －1时,铵氮和硝态氮处理均促进了微生物的生长,但增长幅度不同。铵态氮的最高氮处理和硝态氮的中氮处理,更有利于土壤微生物总量的增长,铵态氮的中氮处理和硝态氮的最高氮处理,更有利于土壤微生物多样性的增加。铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。     

长期排水造林对云贵高原亚热带泥炭藓沼泽土壤理化性质的影响

探究排水造林对亚热带泥炭藓沼泽土壤理化性质的影响，为科学保护与恢复该类型湿地提供理论基础。选择贵州娘娘山湿地天然泥炭藓沼泽为对照样地，选择经立地条件相似的泥炭藓沼泽排水造林20年形成的柳杉林为处理样地，比较二者表层(0～10cm)土壤理化性质的差异。主要结果：1)泥炭藓沼泽土壤总碳含量、总氮含量、pH、碳与磷质量比(C∶P)、氮与磷质量比(N∶P)、速效钾含量、硝态氮含量、铵态氮含量、土壤质量含水量显著高于柳杉林土壤相应的指标值(P<0.05);泥炭藓沼泽土壤容重显著低于柳杉林土壤容重；2)主成分分析显示，长期营造柳杉林后土壤理化性质总体已发生明显分异；3)土壤总碳含量与总氮含量呈极显著正相关(P<0.01),且二者与C∶P,N∶P,速效钾含量、硝态氮含量、质量含水量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01),C∶P,N∶P,铵态氮含量、硝态氮含量、速效钾含量两两之间呈极显著正相关(P<0.01)或显著正相关(P<0.05);土壤质量含水量与容重呈极显著负相关(P<0.01)。总之，泥炭藓沼泽长期营造柳杉林后，表层...     

火干扰对塔河白桦落叶松林土壤化学性质的短期影响

火一直是我国北方森林的重要干扰因子,在气候变化影响下,其干扰作用进一步增强。该文对大兴安岭地区代表性森林白桦落叶松林不同强度火烧迹地经过1个生长季后土壤化学性质进行了调查分析。结果表明:不同火强度干扰后的土壤化学性质常呈现显著性差异,火强度对扰动程度具有重要影响,是决定扰动程度的关键因子。火干扰提高了土壤的p H值,促进了养分回归,提高了土壤养分含量。白桦落叶松林地土壤p H值随火干扰强度的增加而升高;土壤全氮、全磷、全钾平均含量中强度火干扰林地高强度火干扰林地低强度火干扰林地无火对照样地;土壤铵态氮含量随林火强度的增强而减少,但火干扰提高了土壤硝态氮含量,强度越高硝态氮含量增加的越多;白桦落叶松林土壤有效磷平均含量中强度火干扰林地低强度火干扰林地高强度火干扰林地无火对照样地,土壤速效钾平均含量中强度火干扰林地高强度火干扰林地低强度火干扰林地无火对照样地。     

土壤水分状况与赤松幼苗的氮素利用

用赤松Ｐｉｎｕｓｄｅｎｓｉｆｌｏｒａ幼苗研究了土壤水分与氮素利用之间的关系。４月份盆栽１年生幼苗，６月份分别施用铵态氮和硝态氮，土壤水分保持干旱或湿润状态。施氮素后３周测定针叶和根的总氮量、无机氮、游离氨基酸和矿物质含量。铵态氮区针叶中总氮量和铵态氦含量增加，在任何条件下都未发现硝态氮。铵态氮区针叶的游离氨基酸特别是谷酰胺和精氨酸含量增加，根中各种氨基酸的含量增加。中度缺水（－０．０３５ｍＰａ）不影响赤松对氮素的利用，该树种喜吸收铵态氮而不是硝态氮。硝态氮区针叶中钾和钙的含量较铵态氮区稍高，但差异很小，金属元素的吸收量小可能与硝态氮的吸收率小有关。     

根腐病花椒根际和非根际土壤养分特征研究

以6年生健康花椒植株和根腐病花椒植株为对象,采集其根际和非根际土壤,测定有机质、全氮、全钾、全磷、硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾含量以及pH,阐明根腐病花椒根际和非根际养分特征;通过皮尔逊相关分析,揭示土壤养分之间的相关性,研究结果可为花椒生产和根腐病防治提供科学依据。结果表明,与健康植株相比,根腐病花椒根际和非根际土壤全氮、全磷、有机质和速效钾的含量均显著降低(p<0.05);患病花椒土壤硝态氮含量在根际中显著升高(p<0.05),而pH在非根际中显著下降(p<0.05);相关性分析表明,速效钾和全氮、全磷、有机质呈极显著正相关(p<0.01);全氮和有机质呈极显著正相关(p<0.01),与全磷呈显著正相关(p<0.05);全磷与有机质呈显著正相关(p<0.05)。可见,根腐病花椒土壤养分含量降低,呈现酸化趋势;建议通过施加有机肥,防止土壤养分的下降和酸化,同时减少硝态氮肥的使用以抑制病原体的繁殖,促进患根腐病后花椒土壤的修复。     

林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及硝化-反硝化作用的影响

为探讨林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态和硝化作用、反硝化作用的影响,选择了覆盖11、3、5 a和不覆盖(CK)4种处理的雷竹林,测定0 20 cm土层土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量,并采用气压过程分离系统(BaPS)测定土壤总硝化速率和反硝化速率。结果表明:随着覆盖年限的增加,试验雷竹林0 20 cm土层土壤全氮含量总体呈增加趋势,覆盖雷竹林全氮含量显著高于CK;土壤铵态氮和硝态氮含量均呈倒"N"型变化,覆盖3 a雷竹林的铵态氮和硝态氮含量最高;土壤铵硝比递增,覆盖3 a后显著提高,覆盖5 a后铵态氮是雷竹林土壤无机氮库的主要存在形式;土壤总硝化速率呈下降趋势,总体上与不同形态氮素含量、铵硝比相关性不显著,且相关性强度随覆盖经营年限的增加而减弱。土壤反硝化速率在覆盖3 a及以下年限时基本为0,覆盖5 a时显著提高,达69.53 μg·kg^-1·h^-1。研究表明,林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及组分比例的影响较明显,削弱了土壤硝化作用,土壤氮素不是限制硝化作用进行的主要因子,长期覆盖经营会显著提高土壤反硝化作用,增大土壤氮素的损失。在实际生产中建议采用休闲式覆盖方式,连续覆盖时间不超过3 a。     

银杏复合经营对土壤碳、氮、磷和有机质的影响

以江苏东台林场银杏+小麦(G+W)、纯银杏(G)和纯小麦(W)经营模式为研究对象,对不同土层(0~5,≥5~15,≥15~30和≥30~50mm)的p H、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮和铵态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质进行了系统的测定。结果表明:不同经营模式对土壤p H没有显著的影响,但对土壤微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质等影响显著。G+W经营模式有较高的土壤微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质。因此,银杏复合经营系统能够更好地维持土壤肥力,利于土地可持续经营。