氮肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是土壤向大气释放CO2的最大净输出途径,其与植被的净初级生产力的差值是判断生态系统碳“源”或“汇”的关键。采用室内模拟试验,在10、20、30℃ 3个温度条件下,研究施肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响。结果表明：3种温度处理下,各施氮处理土壤有机碳矿化速率都表现为培养前期快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势。在整个培养过程中,3种温度条件下各施氮处理的土壤CO2累积排放量为1328.25~2219.42 mg/kg,100 mg/kg（N4）处理土壤有机碳矿化量最大,CK处理最低,100 mg/kg（N4）和80 mg/kg（N3）2个高氮处理显著高于低氮50 mg/kg（N2）、30 mg/kg（N1）处理。土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤施氮条件下土壤有机碳矿化的温度敏感性不同,N2处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,N4处理最高。柑橘果园土壤有机碳矿化受高施氮量影响较大,低施氮影响不明显。随着施氮量的增加土壤有机碳矿化的温度敏感性增加,氮肥施用和温度的共同作用可能使柑橘林向大气中排放的CO2增加。     

凋落物分解对森林土壤碳库影响的研究进展

凋落物分解是陆地生态系统物质循环和能量转换的主要途径,是森林生态系统重要功能之一。凋落物作为外源有机物质,进入土壤后其分解不但会增加土壤中碳源,改变土壤理化性质,而且还会增加土壤中各种微生物的数量,改变土壤微生物群落结构,加速土壤有机碳矿化速率,从而对土壤有机碳库动态变化产生重要影响。土壤是陆地生态系统的核心,研究土壤碳库动态对正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用有重要意义。本文就凋落物分解过程及对土壤碳库中土壤呼吸、土壤有机碳、土壤微生物量碳、土壤碳矿化及理化性质等影响进行综述,为土壤碳库周转动态研究提供参考。     

不同农田施肥方式下土壤碳氮变化特征及其环境意义

为了明确不同农田施肥方式对土壤碳氮变化及其对环境的影响,通过长期定位试验研究了不同施肥方式下土壤碳氮变化特征。结果表明：土壤有机碳、全氮在土壤剖面中呈上高下低趋势,秸秆还田作用主要发生在0~10 cm处的耕层;单施化肥和化肥配施秸秆均能增加土壤有机碳、全氮含量,长期无肥处理的土壤有机碳、全氮含量明显下降,单施化肥对农田土壤有机碳、全氮含量影响不显著,长期化肥配施秸秆显著增加土壤有机碳、全氮含量,4年内增幅分别达到35.8%和17.3%;土壤有机碳和全氮含量呈极显著正相关(R2=0.78, P<0.01),两者含量变化趋势相同;太湖地区土壤C/N比呈下降趋势,现阶段土壤C/N比主要集中在10.0左右,化肥配施秸秆可以增加土壤C/N比,促进土壤碳氮循环。化肥配施秸秆能够改善农田土壤理化性状,提高农田生产力,是一种值得推广的施肥方式。     

土壤酶在农业生态系统碳、氮循环中的作用研究进展

通过分析国内外土壤酶研究进展,总结土壤酶在农业生态系统碳、氮循环中的作用,为农业生产提供相关参考。土壤酶是存在于土壤中、能催化土壤生化反应的一类蛋白质,主要催化含有有机元素的非专性有机物质、专性有机物质及某些矿质化合物的转化,以形成多种养分物质及一些有益元素,利于植被的生长,对农业生态系统的发展起着积极的作用。目前土壤酶已被众多学者用来作为土壤碳、氮循环的重要指标,并利用酶活性的变化来反映土壤中的养分循环过程。     

中科院沈阳生态所根际激发效应研究获进展

<正>根际激发效应(Rhizosphere priming e ffe ct)是指根际活动造成土壤有机质分解速率改变的现象,被认为是调控土壤碳氮循环的重要机制之一。目前,科研人员对根际激发效应开展了大量研究,发现激发效应可使土壤有机质分解速率降低50%或增加3.8倍,与温度、水分因子对土壤碳释放的影响程度相当。然而,这些研究结果还相对零散,限制了人们对根际激发效应的理解和应用。     

气候变化背景下湿地土壤酶活性研究进展

为了深入了解和合理评价气候变化背景下湿地土壤碳、氮等物质循环过程的动态变化。本研究通过对土壤酶在湿地生态系统中的作用及其时空分布特征归纳总结，探讨温度升高、降水变化、温室气体排放增加以及湿地氮营养环境变化等对土壤酶活性的影响。通过总结，认为土壤酶在湿地生态系统中发挥着重要而复杂的作用，气候变化显著影响了其活性，进一步影响湿地土壤碳、氮等循环过程。     

多重干湿交替格局下土壤Birch效应的响应机制

为了探究多重干湿交替格局及土壤团聚体粒径对土壤呼吸作用尤其是Birch效应的影响机理,以3种不同团聚体粒径的表层土(0~20 cm)为受试土壤,通过采用室内孵育试验的方法,研究了多重干湿交替循环及不同土壤团聚体粒径对Birch效应产生的影响。结果表明：复水促进了土壤呼吸作用,增加了土壤微生物生物量,但对微生物量和呼吸作用产生的激增效应并没有持续很长时间。复水3 h后呼吸速率达到峰值,并且随着干湿周期频率的增加而降低,其中大土粒降低幅度最小。不同土壤团聚体粒径对Birch效应的影响强度不同,但二者并不是简单的线性关系。总之,土壤团聚体能够保护部分有机质不被微生物分解矿化,多重干湿交替干扰了这种保护作用,提高了有机碳的生物相容性。Birch效应中被矿化的有机碳更多是来自于新的有机质的暴露,部分来自干旱期微生物细胞内积累的溶质。值得注意的是随着干湿循环数的增加,被暴露的新的有机质在被矿化分解前可能还存在其他中间过程。     

氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响研究进展

氮沉降增加是全球气候变化的重要情景之一,已经对全球氮素循环产生了严重的影响,可能会显著改变生态系统的健康和服务。北方森林,作为地球上仅次于热带森林的第二大生物群区,占全球森林面积的30%,其土壤分系统在调节森林生态系统氮循环和应对全球气候变化中起着重要作用。氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响已被广泛关注,并成为全球变化科学领域的热点问题。同时,土壤氮收支作为土壤物质交换和能量转换的主要环节,对氮沉降的响应复杂而多变。因此,为深入了解大气氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响,笔者综述了国内外近年来的相关研究成果,分别从土壤氮输入(生物固氮和凋落物分解)、氮固存(微生物固存和外生菌根固存)、氮输出(矿化作用、硝化作用、反硝化作用以及淋溶)以及土壤总氮库的变化趋势等方面分析了土壤氮收支对大气氮沉降的响应,可为科学评估氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响提供参考数据。     

生物多样性对牧草生产力、营养成分和氮循环的影响

为了探索喀斯特地区人工牧草生物多样性对牧草生产力、营养成分和氮循环的影响,并通过多样性效应(选择效应和生态位互补效应)揭示其内在机制。试验选择常见的6种牧草品种,采用随机牧草品种组合和区组试验设计,构建了不同多样性梯度的试验群落。测定指标包括:牧草生产力、营养价值、土壤氮和多样性效应。结果表明:牧草生物多样性提高了牧草生产力,对营养价值也有显著影响。生物多样性增强了土壤-植被氮循环,体现为牧草蛋白质产量、土壤总氮和有效氮增多。选择效应和生态位互补效应共同作用于多样性-生态系统功能关系,而选择效应是主体。选择效应有利于某些高产牧草如宽叶雀稗生长,对牧草生产力、营养价值及氮循环有较大影响。     

土壤栽培中的二律背反与其解决

土壤中细菌、微生物分为两大类:一类是有利于土壤有机质矿化和腐殖质化的有益的细菌、真菌、微生物,如亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫杆菌属等;另一类是有害于植物正常生长、发育的细菌、真菌、微生物和各种病原菌、病毒。土壤栽培中,植物只有依靠各种有益的细菌、微物物将有机质转化为无机矿质营养,才能吸收利用。如有机质在有益细菌作用下转化为无机态氮;土壤中有机质可增加磷的有效性,在微生物作用下逐渐分解(矿化)为无机磷化合物,供植物吸收(或有机质经细菌分     

不同质地土壤不同林龄巴旦木叶片及土壤养分动态变化研究

为探明新疆莎车县巴旦木主栽区不同土壤质地下巴旦木土壤养分和叶片营养水平分布特征,笔者分别以沙土和壤土质地巴旦木幼树林和盛果期林为研究对象,测定叶片及0~20、20~50cm深度土壤的有机质和养分含量,分析莎车县巴旦木不同土壤质地、不同发育阶段、不同生长时期土壤肥力状况及对矿质营养元素利用需求模型。结果显示：沙质土壤巴旦木园土壤碱解氮、有效磷、有机质水平较低,土壤速效钾、有效硫与钙含量丰富,镁浓度适中;壤土巴旦木园土壤有机质含量缺乏,速效磷、速效钾、有效硫与钙、镁含量丰富,微量元素中有效锌缺乏;壤质土全氮、有效磷、镁、铜、铁含量均高于沙质土,沙质土微量元素铜、锌、铁、锰含量均缺乏;而巴旦木不同发育期对土壤养分含量影响几乎一致;巴旦木不同树龄叶片在展叶期-果实膨大期-采收期的营养元素含量变化趋势大致相同,巴旦木对大量元素的吸收主要发生在果实膨大期和采收期;展叶期主要以吸收全氮、速效钾为主,膨大期主要吸收速效氮和有机质为主;对微量元素的吸收主要集中在果实采收期,并且主要以吸收铁、锰元素为主,锌次之;膨大期以硼为主,其它微量元素吸收较少。根据平衡施肥的原则得出：巴旦木果实膨大期和硬核期以增施氮磷肥为主,在硬核期以增施钾肥为主,期间适当补充树体所需的微量元素,在采收后或次年年初施足有机肥和氮肥。     

微生物菌剂与耕作方式对冬小麦土壤化学性状的影响

为了解不同的耕作方式和微生物菌剂施用下土壤化学性状的动态变化特征,在玉米秸秆还田的基础上,于冬小麦季通过田间小区试验,研究了旋耕和深耕2种耕作方式以及添加不同外源微生物菌剂条件下,冬小麦不同生育期土壤速效磷、速效钾、土壤微生物量碳氮的动态变化特征。结果表明,2种耕作方式下对土壤速效磷、速效钾、微生物量碳氮含量差异不显著,但小麦季不同生育期对这些的影响达到显著水平。旋耕方式下,施用（沼液+根际促生菌）和EM菌分别对土壤速效磷、土壤速效钾效果最明显;深耕方式下,施用（沼液 根际促生菌）和沼液分别对土壤速效磷、土壤速效钾效果最好;2种耕作方式下施用根际促生菌降低了土壤碳氮比值,有利于秸秆的腐解。土壤速效钾在小麦季收获期根区较非根区含量分别增加了44.31%（旋耕）和32.61%（深耕）。2种耕作方式下的根区土壤微生物量碳、氮显著高于非根区,且添加EM菌均能提高土壤微生物量碳、氮含量。     

森林生态系统土壤碳库对氮沉降的响应研究进展

大气氮沉降的不断加剧,改变了土壤理化性质,直接影响植物的生长与发育,间接影响了陆地生态系统碳库,进而可能改变全球气候变化进程。森林是陆地生态系统的主体,因此,弄清氮沉降如何影响森林生态系统碳库,对预测全球气候变化具有重要意义。笔者旨在详细分析氮沉降对森林生态系统土壤碳库输入和输出的影响,阐述氮沉降对森林生态系统凋落物分解、细根周转和土壤呼吸的影响研究进展和作用机制。截至目前,关于氮沉降对于陆地生态系统的影响研究报道较多,且国内外诸多学者也在森林生态系统土壤碳库对氮沉降的响应领域开展了较多试验研究,但多集中于碳输入和输出的总量分析,而对输入和输出各个组分的研究相对较少。笔者综述了国内外有关森林生态系统碳库输入和输出各组分对氮沉降响应的相关研究,为进一步揭示其响应机制和途径提供参考依据。     

多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响

为促进玉米秸秆腐解、提高土壤肥力,本试验采用盆栽方法,设置对照、水、水+N、水+微生物、水+N+微生物共5个处理,研究了多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响。试验结果表明：添加微生物和氮肥能促进秸秆腐解,加快土壤中有机态磷的矿化,提高土壤速效磷含量;补施氮肥一方面增加了土壤碱解氮含量,另一方面提供了微生物的氮素营养,提高其活性,促进了秸秆后期养分释放,加速有机态钾矿化分解,土壤速效钾含量提高12.62%-28.19%;适宜的水分、氮素和微生物配合有利于增加土壤有机质含量,四个月后增加了7.62%-9.45%。综合比较各个处理对土壤速效养分和有机质含量的影响,水+N处理效果较好。     

2种类型土壤对鸡粪与多肽肥中有机氮表观矿化量的影响

为了明确鸡粪和多肽肥在华南2种类型土壤中的供氮能力,采用田间小区试验,研究华南砂质壤土和壤质粘土施用鸡粪与多肽肥对苦瓜产量及其土壤有机氮、有机肥中有机氮表观矿化量的影响。结果表明,与鸡粪处理相比,多肽肥显著提高了植株生物量和苦瓜产量。土壤Nmin和有机氮表观矿化量在壤质粘土中显著高于砂质壤土。砂质壤土Nmin在多肽肥处理时显著高于鸡粪处理时,而壤质粘土Nmin在2种有机肥处理之间没有差异;施用多肽肥显著提高了2种类型土壤有机氮的表观矿化量;在砂质壤土中,有机肥中有机氮的表观矿化量在多肽肥处理时显著高于鸡粪处理时;在壤质粘土中,2种有机肥处理之间没有显著性差异。结果表明,土壤类型影响了土壤有机氮的矿化过程,多肽肥处理时土壤供氮能力优于鸡粪处理;多肽肥中有机氮的表观矿化效果在砂质壤土优于在壤质粘土中的表现。     

土壤氮矿化相关机理的研究进展

无机氮是作物吸收利用氮的重要来源，土壤有机氮矿化能力的强弱决定着土壤对作物的供氮能力。土壤有机氮矿化主要由土壤微生物驱动，是在微生物作用下将有机氮分解成氨态氮和硝态氮的过程。有机氮矿化速率的变化主要归因于环境因素变化后土壤微生物的变化，研究土壤氮矿化对土壤氮循环和土壤供氮能力有着重要意义。文章综述了土壤氮矿化过程中微生物的作用机理，探讨了在不同环境因素下微生物的变化对土壤氮矿化速率的影响，以及植物—土壤—微生物的互作机制。研究可为探索土壤氮矿化过程和改善土壤供氮能力提供理论参考。     

生物质炭配施蚯蚓粪对水稻产量及养分吸收的影响

生物质炭配施蚯蚓粪（BEC）可增加土壤碳氮投入,促进作物增产及营养元素的吸收利用。设置3个生物质炭用量梯度（B₀：0.0g/kg,B₁：6.0g/kg,B₂：30.0g/kg）和3个蚯蚓粪用量梯度（M₀：不施蚯蚓粪,M₁：1%蚯蚓粪,M₂：5%蚯蚓粪）,于2018和2019年进行盆栽试验,以研究BEC对水稻产量和营养元素吸收的影响。结果显示,2019年不同处理水稻各部位生物量均高于2018年,籽粒的氮和磷吸收量增加,但吸钾量在B₂和M₂处理中降低;2018和2019年籽粒生物量与BEC的碳投入量间呈极显著相关（P<0.01）;2019年籽粒生物量与氮投入量显著相关（P<0.05）;BEC产生的碳、氮投入量与氮素收获指数呈正相关,与2018年磷素收获指数间呈不显著负相关,与2019年钾元素收获指数呈显著负相关（P<0.05）,BEC对不同元素吸收利用的影响存在差异。生物质炭配施蚯蚓粪促进了水稻生长,有利于提高化学元素利用率,是培肥中低产田、提高作物产量和养分利用率的有效措施。