施用有机、无机肥后土壤微生物量、固定态铵的变化及其有效性研究

利用¹⁵N示踪技术和盆栽试验研究了施用有机、无机肥料后，土壤微生物量C、N和土壤固定态铵的变化及其生物有效性。结果表明:土壤微生物量C在小麦三叶期时较高，之后随着外界温度的下降，生物量C逐渐下降;小麦返青后又上升，至开花前后达到最高值，为554.9～794.4mg／kg。并以施用稻草和猪粪处理的最高，单施硫铵的最低，以后逐渐降低直至收获。土壤微生物量N的变化与C的变化不太一致，土壤微生物量N在小麦三叶期最高，为40.8～79.0mg／kg，并以施猪粪和稻草处理的最高，对照处理中最低;随着小麦的生长逐渐下降，到小麦开花前后下降到最低点，但至成熟时又有所上升。土壤固定态铵的变化趋势与土壤微生物N的变化趋势相似。施肥后被固定在微生物体内和粘土矿物中的N，在小麦生长期间有很大部分仍能被小麦吸收利用。被固定在微生物体内的硫铵N、稻草N和猪粪N的最大释放率分别为64.7％～84.3％、60.4％～77.1％、59.3％～685％;被固定在粘土矿物中硫铵N的最大释放率为59.5％～76.2％。     

施用有机、无机肥后土壤微生物量、固定态铵的变化及其有效性研究

利用15N示踪技术和盆栽试验研究了施用有机、无机肥料后，土壤微生物量C、N和土壤固定态铵的变化及其生物有效性。结果表明:土壤微生物量C在小麦三叶期时较高，之后随着外界温度的下降，生物量C逐渐下降;小麦返青后又上升，至开花前后达到最高值，为554.9～794.4mg／kg。并以施用稻草和猪粪处理的最高，单施硫铵的最低，以后逐渐降低直至收获。土壤微生物量N的变化与C的变化不太一致，土壤微生物量N在小麦三叶期最高，为40.8～79.0mg／kg，并以施猪粪和稻草处理的最高，对照处理中最低;随着小麦的生长逐渐下降，到小麦开花前后下降到最低点，但至成熟时又有所上升。土壤固定态铵的变化趋势与土壤微生物N的变化趋势相似。施肥后被固定在微生物体内和粘土矿物中的N，在小麦生长期间有很大部分仍能被小麦吸收利用。被固定在微生物体内的硫铵N、稻草N和猪粪N的最大释放率分别为64.7％～84.3％、60.4％～77.1％、59.3％～685％;被固定在粘土矿物中硫铵N的最大释放率为59.5％～76.2％。     

冬小麦生长期土壤固定态铵与微生物氮的动态研究

田间试验研究冬小麦生长期土壤固定态铵和微生物N动态变化结果表明 ,施入基肥后土壤固定态铵显著上升 ,春季后固定态铵显著下降 ,至扬花期降至最低点。作物生长后期随吸N量的降低 ,各施肥处理固定态铵含量约升至播前水平。冬小麦全生育期土壤微生物N呈明显季节变化 ,施基肥后短期内有所升高 ,且春季施肥后出现第 2次升高 ,至扬花期土壤微生物N降至最低点 ,至生长后期重新回升。     

不同氮肥施用后土壤各氮库的动态研究

盆栽试验研究不同N肥施用后土壤各N库的动态结果表明 ,等N量均匀混施下尿素、碳酸氢铵、硫酸铵和硝酸钙 4种N肥处理小麦生物量和吸N量均无显著差异。NH4 N肥和酰胺态氮肥的硝化作用在 14d内完成。尿素、碳酸氢铵和硫酸铵处理土壤微生物N含量均随作物生长呈下降趋势 ,这可能是作物对微生物N库的消耗所致。作物对“老固定态”铵的利用能力很弱。施入NH4 N肥或酰胺态氮肥前期显著增加土壤固定态铵含量 ,并被作物生长后期吸收利用。 4种N肥表观回收率、表现损失和固定率均无显著差异。     

盆栽和田间条件下土壤15N标记肥料氮的转化

利用¹⁵N在盆栽条件下研究了铵的矿物固定作用对肥料氮在三种土壤中转化的影响.结果表明,红壤性水稻土不固定肥料铵,但在白土和夹沙土中,56-77%的肥料氮被土壤矿物所固定,这些“新固定”的固定态铵的有效性很高,其中90%以上在30-50天内即被水稻所吸收,或者为微生物所利用转变为生物固定态氮.生物固定态氮对当季作物的有效性远较“新固定”的固定态铵的低.田间微区试验的结果还表明,甚至第二、三季作物吸收的残留肥料氮中,20-86%的氮也系来自固定态铵.作者认为,对具有较强固铵能力的土壤来说,只有了解铵的矿物固定作用,才能正确了解肥料氮的其它转化过程.     

小麦苗期施入氮肥在土壤不同氮库的分配和去向

应用盆栽试验和15N标记技术研究了小麦苗期施入N肥后土壤不同N库的动态。结果表明 ,施肥后 28d ,作物所吸收的土壤N占总吸N量的 58.1% ,吸收的肥料N占 41.9%。作物对肥料N的利用率达到 55.3% ,N肥在土壤中的残留率为 24.3% ,损失率为 20.4%。施肥后短期以NH4+-4 N存在的肥料N占施N量的 50.5% ,随着硝化作用的进行和作物的吸收 ,土壤中的NH4+-N显著下降。NO3--N在第 7d达到高峰 ,表现为先升高后降低的趋势 ,说明施肥后在 7d以前有强烈的硝化作用发生。施肥后 2d ,以固定态铵存在的肥料N占 33.7% ,至 28d ,仅占施入N量的 2.4% ,说明前期固定的铵在作物生长后期又重新释放出来供作物吸收。在施肥后第 7d ,肥料N以微生物N存在的量占施肥量的 15.2% ;至 28d来自肥料N的微生物N也几乎被耗竭 ,仅占施N量的 2.4%。随作物生长 ,肥料N在各个土壤N库中的数量均显著下降。在其它N库几乎被耗竭的情况下 ,至施肥后 28d主要以有机N的形式残留。在不种作物的条件下 ,土壤N素的矿化量很低 ,作物的吸收作用导致土壤有机N库不断矿化 ,施入N肥后 ,土壤N素的矿化量增加 ,表现为明显的正激发效应     

施氮对高肥力稻田氮肥利用率及土壤-水体铵氮损失的影响

研究稻田不同施氮量下的农学效率和环境效应,对水稻高效优质环境保护型生产和合理施肥具有重要意义。在平湖稻区研究了不同施氮下水稻边际利润、最佳经济施肥量以及不同时期氮素利用率、土壤固定态铵、碱解氮及田面水铵氮浓度的动态变化。结果表明,当地水稻最佳经济施肥量为235kg N/hm2;施氮225kg/hm2时当季氮肥利用率仅为31.2%。土壤固定态铵以及碱解氮含量均在水稻生长时期内逐渐下降,但随施氮量的增加而增加。低氮处理促使土壤固定态铵含量有较大增幅,而高氮处理则使土壤碱解氮含量有较大增幅。在水稻不同生长时期的施肥后一个星期内,高于225kg N/hm2处理田面水NH4+-N急剧上升而后急剧下降;而75,150kg N/hm2处理田面水NH4+-N一直低于2mg/L。可见,浙北地区氮肥施用量保持在225kg/hm2为宜,过量施氮(超过225kg/hm2)将超过水稻的正常生长需求,造成土壤固铵量饱和,引起土壤碱解氮含量急剧上升,并导致田面水NH4+-N含量急剧上升。     

有机、无机肥料施用后土壤生物量C、N、P的变化及N素转化

研究结果表明,有机、无机肥施用后,土壤微生物量C、N、P开始增加很快,随着时间的推移,土壤微生物量C又有所降低,但生物量N和P则基本保持稳定。硫铵施入土壤后,微生物对肥料¹⁵N的生物固持10天后达到最高峰,以后被固持在体内的¹⁵N有一部分被逐渐释放出来,但一个月后仍有17%左右的¹⁵N被固持在微生物体内。硫铵与有机肥配合施用时,微生物对硫铵¹⁵N固持比例有所增加。有机肥中的¹⁵N被微生物固持的比例也较大,在肥料施入20天左右达到最大值,一个月后仍有19-25%存在于微生物体内。硫铵施用一个月后¹⁵N损失高达18%,有机肥中的N也有少量被损失。     

氮肥减施和秸秆还田对土壤固定态铵含量的影响

【目的】固定态铵作为土壤氮素的暂存库,其含量的变化能够影响土壤的保氮供氮功能,而深入探究氮肥减施对土壤固定态铵的影响及其对秸秆还田的响应,可为优化农田氮肥管理提供理论依据。【方法】依托位于中国东北黑土区玉米种植系统连续9年全量玉米秸秆覆盖归还的保护性耕作试验平台,通过设置玉米秸秆不还田(S0)、秸秆还田量33%(S33)和秸秆全量覆盖还田(S100)3个秸秆还田量处理,以及240 kg hm^-2(N240)、190 kg hm^-2(N190)、135kg hm^-2(N135)、0 kg hm^-2(N0)4个氮素施用水平,研究氮素减施3年后土壤固定态铵总量的变化以及不同秸秆还田量对固定态铵的影响。【结果】秸秆不还田时,土壤固定态铵总量随施氮量降低而逐渐下降,且在不施氮肥处理(N0)时显著低于施氮肥处理;在S33N190时土壤-作物系统出现氮素缺乏,并且随施氮量的下降土壤固定态铵降低量与氮素缺乏量之间具有显著的正相关关系。在所有氮肥水平,秸秆还田尤其是全量秸秆还田均有利于缓解固定态铵的释放,但在N135...     

三种典型土壤固定态铵及其释放研究初探

通过探究三种典型土壤(黑土、潮棕壤、红壤)的固铵潜力,及其达到最大固铵量后的释放状况,比较了三种土壤固定态铵库在土壤养分管理中的重要性。结果表明:随着氮加入量(NH4Cl)的增大,黑土和潮棕壤的固定态铵含量随之提升,当NH4Cl加入量(以N量计)达到3000mg kg~(-1)时,黑土和潮棕壤达到最大固铵量,此时两种土壤分别新固定铵140.2和162.0 mg kg~(-1);然而,红壤的固定态铵含量不随加氮量的增加而提高。在连续振荡淋洗实验中,黑土新固定铵的释放率为14.8%,潮棕壤新固定铵的释放率为29.9%,红壤的固定态铵含量没有明显变化。综上,不同土壤对加入铵的固定能力不同,潮棕壤固铵能力高于黑土,且更易释放出来供植物吸收利用,该过程对农业生产具有重要意义;而红壤几乎不固定加入的铵,且原固定态铵也较难释放出来,故在此类土壤上氮素的保存与供给应更依赖于生物过程。三种土壤固定态铵库在氮素养分管理中的重要性为:潮棕壤黑土红壤。     

太湖地区氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮和地下水的影响

利用矿化培养与田间试验的方法,探讨了太湖地区长期施氮条件下,氮肥用量对土壤供氮、水稻吸氮与环境的影响。初步试验结果表明:多年施用氮肥能够提高土壤的供氮能力,并随施N量的增加而增加。增加氮肥用量能够提高稻株含氮量和吸氮量,但氮素向谷粒的转移率降低,试验区水稻氮肥用量以225～270kghm-2左右为佳。稻田田面水和渗漏液的N素养分动态变化显示,施N会造成田面水NH4 N和NO3-N含量的短暂升高,但不同施N量之间相差并不显著。稻田渗漏液中的氮以硝态氮为主,通常在淹水泡田后的7d内有一个NO3-N含量的峰值期,NO3-N含量在1.62～2.75mgL-1之间,约10d后降至0.5mgL-1以下;NH4 N含量变化有随施N量而增加的趋势,高峰期通常出现在分蘖末期,其余时间NH4 N含量在0.2mgL-1以下。     

土壤微生物对施入肥料氮的固持及其动态研究

采集长期定位试验（１４年）土壤（棕壤）进行盆栽试验,并应用同位素＾１５Ｎ示踪技术研究了土壤中微生物对肥料氮的固持及其动态,结果表明,施肥后５天土壤微生物对施入人肥氮的固持达达到最高,除单施氮肥处理的固持量占施入人肥氮量的５．４％外,其余各处理均天１３．３％－１５．４％间,施肥后土壤微生物量氮的增加主要来自化肥氮,后者占微生物体总氮量的６４．１％－８７．３％,在作物生长期间微生物固持的化肥氮逐渐释入     

不同施肥处理对水稻养分吸收和稻田土壤微生物生态特性的影响

在水稻长期定位肥料试验条件下研究了不同施肥处理对水稻养分吸收动态变化和土壤微生物生态特性的影响。该长期定位试验设有CK(不施肥对照)和PK、NK、NP、NPK五个肥料处理和常规稻、杂交稻品种对比处理。研究结果表明,水稻产量分别与水稻吸氮总量、吸磷总量和吸钾总量显著相关;在连续种植水稻条件下,水稻对所缺养分的吸收量呈逐年下降趋势,表明缺肥区土壤相应的有效养分库消耗很快。土壤微生物特性测定表明,不平衡施肥降低了土壤微生物量N,使微生物量C/N比增加。与缺肥区相比较,NPK配施处理促进了土壤微生物的功能多样性,同时增加了土壤微生物总量。可见,土壤中养分不足或供应不平衡,不仅影响水稻养分的吸收,而且对土壤微生物总量和群落多样性产生重要影响。     

不同供氮水平对水稻/花生间作系统中氮素行为的影响

水稻旱作／花生间作栽培是一种新兴的节水农业技术。用”N稀释标记法在盆栽条件下研究了间作系统在15kghm^-2、75kghm^-2和150kghm^-23个氮素供应水平条件下花生生物固氮以及水稻旱作／花生间作系统中氮素的转移，同时用^15N的富积标记法研究了花生根系腐解对间作系统氮素转移的贡献。结果表明，在15和75kghm^-22个氮素水平下，间作水稻比单作水稻的干物质量分别增加了23．5％和12．2％，在P=0．05的水平有显著差异。间作水稻和单作水稻的氮素吸收量分别为135、143mg株 ^-1和117、131mg株^-1，分别比单作增加14．8％和8．8％。不同栽培方式对花生的干物质积累和氮素吸收影响很小。在3个氮素水平下间作花生和单作花生的固氮量分别为76．1％、53．3％、50．7％和72．8％、56．5％、35．4％，在低氮水平下的生物固氮显著高于高氮条件，间作对花生的生物固氮有一定促进作用。间作系统中的氮素转移率和转移量在3个氮素水平分别为12．2％、9．2％、6．2％和16．3、13．0、10．4mg株^-1，氮素的转移率和转移的数量显著地随氮素水平的增加而减少。用^15N花生叶片标记直接证明了氮素从花生体内向水稻的转移，随刈割时间氮素转移量显著下降，表明花生根系腐解对间作系统的氮素转移有积极作用。     

苯磺隆和2,4-D对盆栽小麦土壤微生物量碳、氮的影响

通过盆栽小麦试验,研究了除草剂苯磺隆和2,4-D对小麦生长过程中土壤微生物量碳、氮以及碳/氮比(C_mic/N_mic)的影响。结果表明,苯磺隆、2,4-D对土壤微生物量碳、氮的影响主要表现为先抑制后激活,抑制作用随着时间的延长和浓度的增大而增强,与对照相比达极显著差异水平。苯磺隆、2,4-D对微生物量碳的抑制作用第14天和第7天分别达到最大,为54.9%和45.2%;对微生物量氮的抑制作用均为第7天最大,分别为51.0%和 65.4%。2种除草剂处理均在第28天微生物量碳、氮达到最大,为对照的1.09和1.33倍,呈极显著的激活作用,且激活作用随着浓度的增大而增强;对土壤微生物量碳/氮的影响主要呈增加-降低-增加的变化趋势。研究表明苯磺隆、2,4-D对土壤微生物量碳、氮的影响主要与处理的浓度和时间有关,与除草剂的种类无关。     

不同水分和施磷量对旱作水稻耗水量和水分利用率的影响

通过温室盆栽试验研究了土壤水分和磷素对旱作水稻的耗水量和水分利用率的影响。研究表明 :土壤水分和施磷量对旱作水稻耗水量和水分利用率有极显著的影响 ,且相互间的交互作用明显。旱作水稻 (包括种子 )的耗水量均以中水到高水和中磷到高磷时最高 ,耗水量在生长前期占全生育期的1 5 %～ 1 8% ,生长中期占 63 %～ 68% ,生长后期占 1 6%～ 2 0 %。水分利用率在苗期 (1 2 5～ 1 60gL- 1) ,以低水到中水和低磷到中磷时最高 ;中期 (2 2 2～ 3 5 6gL- 1)到后期 (1 68～ 2 0 8gL- 1) ,以低水到中水和中磷到高磷时最高 ;不同生长阶段的耗水量和水分利用率均以生长中期 >后期 >前期。上述结果将为中国南方丘岗地区水稻旱作的水分和磷素管理提供理论依据     

Rice rhizodeposition and its utilization by microbial groups depends on N fertilization

Rhizodeposits have received considerable attention, as they play an important role in the regulation of soil carbon (C) sequestration and global C cycling and represent an important C and energy source for soil microorganisms. However, the utilization of rhizodeposits by microbial groups, their role in the turnover of soil organic matter (SOM) pools in rice paddies, and the effects of nitrogen (N) fertilization on rhizodeposition are nearly unknown. Rice (Oryza sativa L.) plants were grown in soil at five N fertilization rates (0, 10, 20, 40, or 60 mg N kg^?1 soil) and continuously labeled in a ¹³CO₂ atmosphere for 18 days during tillering. The utilization of root-derived C by microbial groups was assessed by ¹³C incorporation into phospholipid fatty acids. Rice shoot and root biomass strongly increased with N fertilization. Rhizodeposition increased with N fertilization, whereas the total ¹³C incorporation into microorganisms, as indicated by the percentage of ¹³C recovered in microbial biomass, decreased. The contribution of root-derived ¹³C to SOM formation increased with root biomass. The ratio of ¹³C in soil pools (SOM and microbial biomass) to ¹³C in roots decreased with N fertilization showing less incorporation and faster turnover with N. The ¹³C incorporation into fungi (18:2ω6,9c and 18:1ω9c), arbuscular mycorrhizal fungi (16:1ω5c), and actinomycetes (10Me 16:0 and 10Me 18:0) increased with N fertilization, whereas the ¹³C incorporation into gram-positive (i14:0, i15:0, a15:0, i16:0, i17:0, and a17:0) and gram-negative (16:1ω7c, 18:1ω7c, cy17:0, and cy19:0) bacteria decreased with N fertilization. Thus, the uptake and microbial processing of root-derived C was affected by N availability in soil. Compared with the unfertilized soil, the contribution of rhizodeposits to SOM and microorganisms increased at low to intermediate N fertilization rates but decreased at the maximum N input. We conclude that belowground C allocation and rhizodeposition by rice, microbial utilization of rhizodeposited C, and its stabilization within SOM pools are strongly affected by N availability: N fertilization adequate to the plant demand increases C incorporation in all these polls, but excessive N fertilization has negative effects not only on environmental pollution but also on C sequestration in soil.