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相似文献
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1.
外加碳、氮对土壤氮矿化、固定与激发效应的影响   总被引:11,自引:2,他引:9  
本文利用14C和15N对中国生黄绵土(坡地黄绵土)、菜园黄绵土和瑞典耕作草甸土的土壤氮矿化、固定与激发效应进行了研究。结果表明,外加碳、氮能促进土壤氮的矿化、固定与激发效应;促进作用的大小次序为外加NH4-15N大于外加NO3-15N,外加葡萄糖+NH4-15N大于外加葡萄糖+NO3-15N,外加麦秸+NH4-15N大于外加麦秸+NO3-15N,外加葡萄糖+NH4-15大于外加麦秸+NH4-15,外加葡萄糖+NO3-15N大于外加麦秸+NO3-15N;低肥力土壤高于高肥力土壤。在本文中提出了土壤净矿化氮的激发效应、土壤生物固定氮激发效应和土壤总矿化氮的总激发效应的概念,认为土壤氮的总激发效应更能反映土壤氮激发效应的实质。  相似文献   

2.
选择13C-葡萄糖作为稻田土壤典型易利用态外源有机碳,通过室内培养试验,研究不同C/N/P/S计量比条件下,葡萄糖分解矿化的动态规律及其激发效应。结果表明,稻田土壤中葡萄糖-碳(C)快速矿化,60 d培养实验后,有65.5%~74.6%的葡萄糖-C矿化。养分元素的添加使土壤中葡萄糖-C快速转化碳库的比例逐渐由58%增加至65%,从而使葡萄糖-C矿化率提高了3.9%~12.5%,养分元素的添加量与葡萄糖-C快速转化碳库的比例和矿化率均表现出显著的正相关关系(R2=0.63,p0.05;R2=0.83,p0.05)。葡萄糖-C矿化过程中,导致稻田土壤碳的累积负激发效应为-370~-570 mg kg-1,养分元素添加比例越大,其负激发效应越强,二者呈显著的负相关性(R2=0.66,p0.05)。研究表明,稻田土壤中易利用态碳的矿化受C/N/P/S元素计量比的影响,高比例养分元素的添加,促进土壤中易利用态碳的矿化,抑制土壤原有有机质的分解,增强负激发效应。本研究可为深入了解稻田生态系统碳循环、实现农田土壤肥力提升和温室气体减排提供理论依据。  相似文献   

3.
南方水稻土富含铁氧化物,土壤有机碳通过与铁氧化物结合的形式长期固存于土壤中;由于土壤中氧化铁和有机碳主要通过吸附、键和与包裹等形式存在,所以不同的碳铁复合物的稳定性存在一定的差异。尽管已有较多研究分析了土壤中有机碳与铁矿的结合与赋存形式,但是有机碳与铁矿间的结合方式对有机碳在水稻土中矿化及其激发效应的影响机制尚不明确。以葡萄糖为典型小分子外源有机碳,通过制备针铁矿吸附态葡萄糖和包裹态葡萄糖,采用室内模拟培养实验,研究了两种铁矿结合态葡萄糖在淹水水稻土中的矿化特征及其激发效应。结果表明:与单独添加葡萄糖处理相比,碳铁复合物的添加分别使CO2和13CO2释放量增加了0.39倍~0.53倍和0.87倍~1.07倍,却使CH4和13CH4释放量分别降低了0.44倍~0.59倍和0.25倍~0.44倍。相对于针铁矿吸附态葡萄糖,针铁矿包裹态葡萄糖显著抑制了CH4释放。而且,碳铁复合物的添加均在一定程度上促进了土壤原有有机碳矿化释放CO2,但抑制了来源于土壤原有有机碳的CH4释放。其中,针铁矿包裹态葡萄糖对来源于土壤原有有机碳的CH4释放量是针铁矿吸附态葡萄糖的1.33倍。针铁矿包裹态葡萄糖的快速矿化的碳库比例显著高于针铁矿吸附态葡萄糖,且其半衰期(T1/2)比针铁矿吸附态葡萄糖大10.85倍,其快库转化速率(k1)和慢库转化速率(k2)比铁矿吸附态葡萄糖的小10.74倍和19倍。其次,针铁矿包裹态葡萄糖对土壤有机质CO2累积激发效应表现为较弱的正激发(6.44 mg?kg-1),而对土壤有机质CH4累积激发效应则表现为负激发(-15.49 mg?kg-1),即针铁矿包裹态葡萄糖的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化(-9.05 mg?kg-1),从而增强了土壤有机碳的固持潜力。因此,不同结构碳铁复合物的添加抑制了土壤原有有机碳的矿化,且针铁矿包裹态有机碳比针铁矿吸附态有机碳在水稻土中具有更强的稳定性和固碳效应。该研究结果也表明,水稻土中与铁氧化结合的小分子有机碳相对于游离态的有机碳,具有更强的生物稳定性,更低的矿化速率,而且能够抑制土壤有机碳的矿化,产生负激发效应,有利于增加土壤的长期固碳效应。  相似文献   

4.
不同浓度葡萄糖添加对黑土氨基酸转化的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过室内培养方式,研究不同浓度葡萄糖与无机氮肥(NH4)2SO4配施对土壤微生物将无机态氮转化为氨基酸态氮过程的影响。结果表明:和单施(NH4)2SO4培养相比,葡萄糖与(NH4)2SO4配合施用显著提高了土壤微生物将无机态氮向氨基酸态氮转化的程度,高浓度葡萄糖的添加更有利于无机态氮的同化。同样培养条件下NH4+-N、NO3--N和微生物量氮的数据表明,添加碳源明显降低了土壤中NH4+-N和NO3--N的含量,而微生物量氮量明显提高。表明活性碳源的加入明显提高土壤微生物活性,起到调控土壤微生物将无机态N转化为氨基酸态氮速率和容量的作用。  相似文献   

5.
易利用态有机物质对水稻土甲烷排放的激发作用   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探讨外源有机物质对淹水稻田土壤CH4排放的激发作用,对比不同外源有机物质对土壤CH4排放的贡献差别,本研究选取3种标记的易利用态有机物(葡萄糖、乙酸和草酸)分别加入水稻土,进行了为期1个月的培养。结果表明:培养30 d后不同处理CH4的累计排放量差异显著(P0.05),其中,乙酸葡萄糖草酸对照;双因素方差分析结果显示,外源有机物质的添加加速了土壤易利用态有机质的矿化(即产生正激发效应);不同处理条件下激发作用产生的CH4分别占各处理CH4总累计排放量的73.3%(葡萄糖处理)、71.5%(乙酸处理)和40.9%(草酸处理),且CH4排放量与CH4激发效应之间极显著正相关关系说明土壤CH4排放主要要来自于土壤原有机质的分解,外源有机物质可能主要对土壤微生物活性及代谢途径有影响。  相似文献   

6.
外加可溶性碳源对华北典型农田土壤N2O、CO2排放的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
以华北平原典型农田土壤为对象,运用静态培养系统研究方法,设置室内培养试验,研究添加不同浓度葡萄糖对土壤N2O、CO2排放的影响.结果表明:碳氮配施的外源添加方式明显促进N2O和CO2排放,其排放通量均高于对照组和只添加氮源的处理.在配施碳源葡萄糖浓度为0.5 g/kg时N2O排放通量最高(NH4+组2 500 μg/(kg·d),单位以N计,下同,NO3-组1 500 μg/(kg·d)),4.0 g/kg时N2O排放通量最低(NH4+组500 μg/(kg·d),NO3-组800 μg/(kg·d));葡萄糖浓度为2.0 g/kg时CO2排放通量最高(NH+组500mg/(kg· d)),0.5 g/kg时CO2排放通量最低(NH+组100 mg/(kg,d)).从培养开始到结束,只添加氮源的土壤NH+含量变化不明显,NO3-含量增至29.21 mg/kg(NH4+组)和62.25 mg/kg(NO3-组);而配施葡萄糖的土壤NH+含量降为不足1 mg/kg(NH4+组),NO3-含量明显减少.N2O累积排放通量与葡萄糖浓度呈负相关(NH4+组),CO2累积排放通量与葡萄糖浓度呈正相关.分析结果表明,外加可溶性碳源明显减少土壤中NH4+和NO3-含量,并且促进土壤N2O、CO2排放,其排放通量大小与C/N比有关.  相似文献   

7.
水稻吸氮能力与氮素利用率的QTLs及其基因效应分析   总被引:23,自引:4,他引:19  
利用F2(Palawan(IR42)群体的RFLP标记连锁图 ,对水稻根系NH4-N和NO3-N吸收能力及植株氮素生理利用率进行QTL区间作图分析 ,在第 2和 5染色体上分别测得控制水稻根系NH4 N吸收能力的QTL各 1个。前者表现为显著的加性及部分显性效应 ,后者有显著的加性和显性效应 ;在第 5和 6染色体上测得控制水稻幼苗根系NO3-N的吸收能力的QTL各 1个 ,两者的基因效应主要表现为显性效应 ;在第 12染色体上检出控制稻苗氮素生理利用率的QTL 1个 ,具有显著的加性和显性效应。此外 ,通过表型值在各标记的两纯合基因型间的差异显著性检验 ,发现第4染色体上的标记RG91对水稻幼苗根系NH4-N吸收能力也具有显著加性效应  相似文献   

8.
采用15N同位素稀释法研究不同层次土壤氮素总转化速率   总被引:2,自引:0,他引:2  
兰婷  韩勇  唐昊冶 《土壤》2011,43(2):153-160
采用15N同位素稀释方法,开展短期(7天)室内培养实验,估算了一水稻土0~20、20~60和60~90 cm土层土壤主要N素转化过程的总转化速率,结果表明,标记N溶液加入后2 h内各土层土壤的总矿化、硝化、固定速率显著高于其他时间段(p<0.01)。2 h后,矿化速率在小范围内起伏。0~20 cm土层土壤N素的硝化速率随培养时间延长而降低,另外两层土壤则基本保持稳定,硝化速率的变化与硝化作用底物NH4+-N浓度的变化呈显著正相关。值得注意的是,外源无机N溶液加入后2 h内,大量NH4+-N和NO3--N被固定,并认为N素的非生物固定起主导作用。2 h后,出现了N素在固定与再矿化间反复转换的现象。实验结果表明,与净转化速率相比总转化速率能更好地描述单个N素转化过程,但由于外源N加入对N素转化的影响、再矿化作用以及忽略了N素转化过程中的气体损失、DNRA(硝态氮异化还原为铵)过程等,本研究结果与真实值间存在一定差异。  相似文献   

9.
黄土高原沙棘、刺槐人工林对土壤的培肥效应及其模型   总被引:16,自引:2,他引:14  
采用肥力解析断面分析法研究了黄土高原沙棘,刺槐人工林对土壤的培肥效应,结果表明:(1)黄土高原沙棘,刺槐人工林能大幅度提高土壤的肥力水平,与无林地相比,5年生沙棘及33年生刺槐人工纯林可使80cm土层土壤有机质,全N,有效N,有效钾,代换量分别提高41.1%,60.4%,109.7%,12.4%及74.3%,123.65,285.3%,42.4%,63.7%,(2)沙棘,刺槐林对土壤的培肥效应随深度增加而减小,其变化趋势符合Y=A+Blnh模型,(30沙棘人工林对土壤有机质,全N及有效N的提高幅度大于刺槐。  相似文献   

10.
[目的]研究玉米秸秆不同构件混合分解的非加和效应及其对黄绵土土壤有机碳矿化的影响,为秸秆还田背景下坡地土壤CO2排放提供理论支撑。[方法]采用室内模拟试验,试验设置无玉米秸秆土壤对照(CK)及4种玉米秸秆添加处理:茎+土壤(CKS)、叶+土壤(CKL)、鞘+土壤(CKLS)、混合玉米秸秆+土壤(CKM)。[结果]培养结束土壤有机碳矿化累积排放量实测值显著高于预测值,且促进作用主要是由培养初期快速分解阶段(1~28d)导致的。培养结束后混合玉米秸秆剩余质量预测值明显高于实测值,且元素含量发生明显改变,其中全氮含量预测值明显低于实测值,C/N预测值明显高于实测值。培养结束后CKS处理土壤微生物碳含量明显高于其他几种处理,其他几种处理差异不显著;添加玉米秸秆处理土壤微生物量氮明显降低,相应的土壤微生物量C/N增大,CKS,CKL和CKM处理与CK处理差异达到显著水平。土壤可溶性有机碳(DOC)含量CKLS和CKM处理明显高于其他3种处理,CKS与CKL处理与对照差异不显著。[结论]玉米秸秆不同构件按比例混合对玉米秸秆分解产生协同促进作用,混合分解过程促进氮累积。  相似文献   

11.
土壤碳库激发效应研究   总被引:14,自引:3,他引:11  
外源有机质的输入能促进或抑制土壤有机碳的矿化,引起正的或负的激发效应。本文综述了土壤碳库激发效应产生的机制,以及土壤原有有机质的含量和营养水平,外源有机质(包括根系分泌物)的种类和数量对激发效应的影响。外源有机质的可利用率是影响激发效应的最重要因素。  相似文献   

12.
The priming effect of organic matter: a question of microbial competition?   总被引:1,自引:0,他引:1  
It is generally accepted that the low quality of soil carbon limits the amount of energy available for soil microorganisms, and in turn the rate of soil carbon mineralization. The priming effect, i.e. the increase in soil organic matter (SOM) decomposition rate after fresh organic matter input to soil, is often supposed to result from a global increase in microbial activity due to the higher availability of energy released from the decomposition of fresh organic matter. Work to date, however, suggests that supply of available energy induces no effect on SOM mineralization. The mechanisms of the priming effect are much more complex than commonly believed. The objective of this review was to build a conceptual model of the priming effect based on the contradictory results available in the literature adopting the concept of nutritional competition. After fresh organic matter input to soils, many specialized microorganisms grow quickly and only decompose the fresh organic matter. We postulated that the priming effect results from the competition for energy and nutrient acquisition between the microorganisms specialized in the decomposition of fresh organic matter and those feeding on polymerised SOM.  相似文献   

13.
温度和土壤类型对氮素矿化的影响   总被引:11,自引:3,他引:8  
采用短期(15 d)室内好气培养方法,研究我因东部三类主要旱地土壤(黑土、潮土和红壤)有机氮矿化对温度(15~30°C)的响应及其影响因素.结果表明,土壤累积净矿化氮量的顺序为黑土>潮土>红壤,其中高有机质土壤大于低有机质土壤.黑土累积净矿化氮量随温度升高而增加,但潮土和红壤在25℃以上表现出持平和下降趋势.土壤矿质氮...  相似文献   

14.
无机氮对土壤中有机碳矿化影响的探讨   总被引:17,自引:2,他引:15       下载免费PDF全文
采用1 4 C同位素示踪恒温密闭培养法 ,研究了秸秆和化肥配合施用体系中 ,无机氮对1 4 C秸秆碳矿化的影响 ,培养期一年。结果表明 ,在非石灰性土壤中 ,无机氮的施用促进了1 4 C秸秆碳的矿化 ,相对增加了土壤固有碳 ( 1 2 C)的固持 ,两者间的互补显示无机氮对土壤总碳矿化的影响不大 ;淹水土壤中的1 4 C秸秆碳年矿化率比旱地高 ,发现无机氮对1 4 C秸秆碳年矿化率的增加不论在旱地或水田状况是近似的。在石灰性土壤中 ,无机氮对1 4 C秸秆碳、土壤固有碳的矿化均起到抑制作用 ,没有发现无机氮对有机碳矿化的促进。对有机肥和无机肥配合施用体系中 ,化学氮肥对土壤有机碳转化影响 ,以及化学氮肥在土壤有机碳内循环中的作用功能等 ,提出了一些新的见解  相似文献   

15.
C efflux from soils is a large component of the global C exchange between the biosphere and the atmosphere. However, our understanding of soil C efflux is complicated by the “rhizosphere priming effect,” in which the presence of live roots may accelerate or suppress the decomposition of soil organic C. Due to technical obstacles, the rhizosphere priming effect is under-studied, and we know little about rhizosphere priming in tree species. We measured the rates of soil-derived C mineralization in root-free soil and in soil planted with cottonwood (Populus fremontii) trees. Live cottonwood roots greatly accelerated (a rhizosphere priming effect) or suppressed (a negative rhizosphere priming effect) the mineralization of soil organic C, depending upon the time of the year. At its maximum, soil organic C was mineralized nine times faster in the presence of cottonwood roots than in the unplanted controls. Over the course of the experiment, approximately twice as much soil organic C was mineralized in pots planted with cottonwoods compared to unplanted control pots. Soil organic C mineralization rates in the unplanted controls were temperature-sensitive. In contrast, soil organic C mineralization in the cottonwood rhizosphere was unresponsive to seasonal temperature changes, due to the strength of the rhizosphere priming effect. The rhizosphere priming effect is of key importance to our understanding of soil C mineralization, because it means that the total soil respiration is not a simple additive function of soil-derived and plant-derived respiration.  相似文献   

16.
A significant fraction of soil organic carbon, named stable organic carbon (C) pool, has residence times longer than centuries and its vulnerability to land use or climatic changes is virtually unknown. Long-term bare fallows offer a unique opportunity to isolate the stable organic pool of soils and study its properties. We investigated the vulnerability of the stable organic C pool to fresh organic matter inputs by comparing the mineralization in a long-term bare fallow soil with that of an adjacent arable soil, containing stable C as well as more labile C. For this, we amended or not the soil samples with two different 13C-labelled fresh organic matter (straw or cellulose). In all cases we found a positive priming effect (i.e. an increased mineralization of soil organic carbon) when fresh organic matter was added. By comparing the results obtained on both soils, we estimated that half of the “primed” C in the arable soil due to straw addition as fresh organic matter, originated from the stable C pool. Our results suggest that under such conditions, which frequently occur, the stable pool of soil organic matter may largely contribute to soil extra-CO2 emissions due to priming effect. Consequently, the C storage potential of this pool may be modified by changes in land use and/or biomass production that might change the priming of the mineralization of the stable pool of soil organic carbon.  相似文献   

17.
长期有机培肥模式下黑土碳与氮变化及氮素矿化特征   总被引:21,自引:3,他引:18  
土壤氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标,是影响作物产量至关重要的因素。本研究依托黑土长期定位试验,通过取样分析研究了32 a不同培肥模式下黑土碳、 氮及主要活性组分的变化,采用淹水培养法研究了不同施肥模式下黑土氮素的矿化特征。结果表明,施肥显著提高黑土可溶性碳(DOC)、 氮(DON)的含量及其比例。在氮、 磷、 钾化肥的基础上配施有机肥,显著降低了土壤微生物量氮(SMBN)占土壤总氮的比例,提高了土壤微生物量的C/N比值(SMBC/SMBN),促进了土壤氮的生物固持。施肥32 a后,单施常量和高量有机肥处理的土壤氮的矿化量(Nt)显著提高,分别相当于不施肥的8.2倍和10.2倍,而单施氮或氮磷钾化肥对黑土氮素矿化量无明显影响。施用有机肥显著提高了土壤氮素的矿化率(Nt/TN),但有机肥配施化肥(氮或氮磷钾)的处理与单施有机肥相比,黑土氮的矿化率显著降低,降低幅度分别为23.5%~32.1% 和14.1%~17.8%。土壤氮素矿化量与土壤有机质、 全氮储量、 活性碳、 氮组分均呈极显著线性相关,但氮素的矿化率随着有机质和全氮含量的提高而提高至0.4% 后基本稳定。表明尽管土壤氮的矿化与有机质的含量直接相关,但土壤有机质的品质同样决定着土壤氮素的矿化能力。施有机氮是提高土壤供氮能力的重要途径。  相似文献   

18.
干湿交替对土壤呼吸和土壤有机碳矿化的影响述评   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
土壤干湿交替循环对土壤呼吸的“激发效应”被证实在干旱、半干旱和地中海气候区普遍存在。土壤干湿交替被认为是影响土壤呼吸的重要因素。土壤物理、化学、生物性状会在干湿交替过程中发生一系列变化,引发土壤CO2排放量显著激增而引起“Birch效应”。随着未来气候变化下极端降水天气事件发生频率的增加,降雨强度和频率的改变将导致部分地区的土壤经受更广泛和频繁的干湿交替作用,加剧土壤干湿循环,影响土壤呼吸。重点论述了干湿交替对土壤碳素循环各个关键过程(尤其是土壤呼吸和SOC矿化)的影响效应,归纳总结了干湿交替对土壤碳素循环的影响机制,从土壤团聚体、根系呼吸、微生物呼吸等方面阐述了干湿交替对土壤呼吸和土壤有机碳(SOC)矿化激发效应的影响及其机理。综合生理学说与物理学说观点,认为干湿交替主要通过土壤结构、SOC的分解速率、土壤微生物群落的结构与稳定性等的改变来影响土壤呼吸和SOC矿化过程。目前,关于干湿交替对土壤碳素循环关键过程影响的研究结果还不尽一致,其影响机制尚不明晰,研究方法也还有一些不足之处。简要指出了目前研究过程中存在的一些不足,并对未来研究中值得深入研究的科学问题进行了探讨与展望。  相似文献   

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