施氮对西藏农田土壤有机碳及酶活性的影响

【目的】探明不同施氮量对拉萨农田土壤有机碳和酶活性的影响。【方法】设计5个试验处理：T1不施氮肥：0 kg.N.hm-2 (N1)、T2：75kg.N.hm-2 (N2)、T3：150kg.N.hm-2 (N3)、T4：225kg.N.hm-2 (N4)、T5为当地适宜施肥量：150kg.N.hm-2 (N3),135 kg.P2O5.hm-2,分别于播种前和青稞收获后采集各处理0-20cm土壤样品测定其总有机碳、活性有机碳、腐殖质碳、胡敏酸和富里酸含量;蔗糖酶活性、多酚氧化酶活性和脲酶活性。【结果】拉萨农田土壤有机碳总量偏低,活性有机碳比例较大,土壤腐殖化率较低。短期内施用氮肥能通过增加土壤活性有机碳而使土壤总有机碳含量增加,但降低土壤腐殖质碳含量,提高土壤HA/FA。【结论】施用氮肥短期内可以使当地农田土壤有机碳含量增加,T4施氮量可以优化土壤微环境,利于土壤酶活性升高和土壤有机碳的积累。     

不同施氮水平对农田黑土净氮转化速率和温室气体排放的影响

探讨不同施氮水平对农田黑土氮素转化和温室气体排放的影响,以期为农田合理施肥提供科学指导。以黑龙江省农田黑土为对象,采用室内培养试验,研究土壤净氮矿化速率、净硝化速率、N₂O和CO₂排放速率及累积排放量对不同施氮水平[0 mg N/kg (N0)、40 mg N/kg (N40)、60 mg N/kg (N60)、80 mg N/kg (N80)]的响应。结果表明,不施氮的N0处理土壤净氮矿化速率为0.03 mg N/(kg·d),而N40、N60和N80处理土壤净氮矿化速率分别为-0.71、-1.01、-1.27 mg N/(kg·d),均表现为对氮的净固定。施氮显著促进了土壤硝化作用,N0处理土壤净硝化速率为0.32 mg N/(kg·d),而N40、N60和N80处理土壤净硝化速率分别为N0处理的15.2、19.7、24.0倍。在0~60 mg N/kg施氮水平内,土壤N₂O排放速率随施氮水平的增加而显著增加,施氮水平增加至80 mg N/kg时,N₂O排放速率反而显著低于N60处理。N0处理的N₂O排放比例为8.11‰,施氮后N₂O排放比例显著降低,N40、N60和N80处理的N₂O排放比例分别为1.48‰、1.72‰和1.15‰,3个施氮水平间没有显著差异。与N0处理相比,施氮显著抑制了土壤CO₂的排放,但CO₂累积排放量不受施氮水平的影响。研究表明,施氮水平显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,研究结果对加深农田黑土氮转化规律的理解及氮肥的合理施用具有实际意义。     

限水条件下氮肥用量及施氮时期对冬小麦产量、土壤硝态氮含量的影响

在节水栽培条件下,研究了不同施氮量及氮肥施用时期对冬小麦产量、生育期间土壤硝态氮含量的影响。结果表明,冬小麦施氮处理产量均高于N0,N88.5 69处理产量最高,氮肥生理效率则随施氮量增加而显著降低。开花期以及成熟期各施氮处理0~100 cm土体硝态氮含量均明显高于N0,各生育期0~60 cm土层硝态氮含量均随施氮量增加而增加,开花期各处理2 m土体硝态氮含量达到最高值,成熟期20~60 cm土层相同施氮量(157.5,226.5kg/hm2)均表现为氮肥分次施用处理硝态氮含量高于一次性底施处理(N88.5 69>N157.5,N123 103.5>N226.5)。成熟期土壤硝态氮2 m土体累积量随施氮量增加显著增加,且等量氮肥分次施用显著高于一次性底施。     

长期施肥条件下黄壤有机碳矿化对温度变化的响应

【研究目的】为了揭示长期施肥黄壤旱地有机碳矿化对温度的响应特征【方法】运用碱液吸收法，室内模拟不同温度（10℃、20℃）培养试验研究不施肥（CK）、施化肥（NPK）、单施有机肥（M）和有机无机配施（MNPK）对土壤有机碳矿化的影响。【结果】结果表明，在80天的培养中累积矿化量均为M>MNPK>CK>NPK，与长期施肥土壤SOC的含量变化趋势一致；C0/SOC（潜在矿化量/有机碳）在不同温度下均为NPK最高，除了M与MNPK未达到显著性差异，其余处理均达到显著性差异（p<0.05）；Q10范围是2.92~4.18。长期施有机肥（M、MNPK）的土壤的矿化受温度的影响显著高于长期单施无机肥和未施肥的土壤。【结论】有机无机配施（MNPK）、单施有机肥（M）的土壤对温度的响应特征显著高于单施化肥（NPK）和不施肥（CK）（p<0.05），揭示了长期施有机肥土壤有机碳对温度的响应特征。     

秸秆还田与优化施氮对稻田土壤碳氮含量及产量的影响

针对滨海盐碱地稻田土壤有机质较低、氮肥投入过量,采用田间微区试验研究了秸秆还田与优化施氮对稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物碳氮含量及水稻生长特征的影响。设秸秆还田与氮肥两因素,3个碳(秸秆还田)水平:C0:无秸秆还田; C1:秸秆还田4 500 kg/hm~2; C2:秸秆还田9 000 kg/hm~2; 2个氮水平:N1:255 kg/hm~2(优化施氮); N2:400 kg/hm~2(农民传统施氮)。结果表明,与C0、C1处理相比,C2处理时土壤有机碳含量分别增加了100. 46%,28. 06%;分蘖期时C2N2处理土壤全氮含量最高,而成熟期C1N1处理土壤全氮含量最高;秸秆还田与优化氮肥显著增加了DOC(可溶性有机碳)含量,分蘖期与成熟期土壤铵态氮、硝态氮含量均以C1N1最高,分蘖期与成熟期时,与未秸秆还田相比,土壤微生物量碳、氮含量显著增加,且C1N1、C1N2处理含量最高;秸秆还田量4 500 kg/hm~2与氮肥施用量255 kg/hm~2处理可有效增加水稻二次枝梗数、千粒质量、结实率及水稻产量,且高于其余处理。与农民传统施肥管理(C0N2)相比,秸秆还田与优化施氮(C1N1)处理水稻产量提高19. 02%,且显著提高滨海盐碱地稻田土壤碳氮含量。     

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。     

不同冬季覆盖作物轮作对农田土壤碳氮影响

风蚀是干旱区农田生态系统中土壤质量降低的关键因素,冬季作物覆盖可有效减少农田的土壤风蚀。通过探究河西灌区不同冬季覆盖作物轮作复种绿肥对农田土壤碳氮影响,以期为构建合理的周年覆盖轮作模式提供理论依据。本研究在热量一熟有余两熟不足的河西灌区春小麦种植区把冬小麦、冬油菜两种冬季覆盖作物和绿肥还田处理嵌套种植形成：（1）春小麦—冬油菜—箭筈豌豆(WCP)、（2）春小麦—冬小麦—箭筈豌豆(WWP)、（3）春小麦—箭筈豌豆(WP)、(4)春小麦—春小麦(W,CK)不同种植模式,在360 kg/hm² (N2)、270 kg/hm² (N1)、0 kg/hm² (N0) 3个施氮水平下,研究不同轮作模式对农田土壤碳、氮含量的提升效应。结果表明：在同一种植模式下土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量随施氮量的增加而增加,但在氮肥减量(N1)的条件下,与常规施氮(N2)相比较WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳含量及微生物量氮无显著降低。相同施氮条件下,轮作模式间差异不显著,但与CK间差异显著;其中,0~10 cm土层,WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量平均较CK提高5.42%、9.78%、10.96%、20.51%、15.76%、18.94%;10~30 cm土层,提高9.54%、7.06%、12.99%、20.12%、16.51%、18.16%。因此,春小麦轮作冬油菜复种绿肥模式在氮肥减量条件下仍对农田土壤碳氮有明显的提升效应,为河西灌区良好的周年覆盖作物轮作模式。     

长期有机无机肥配施对土壤肥力及水稻产量的影响

以长期定位试验为基本材料,研究了20年的连续施用有机肥、有机肥无机肥长期配施对土壤肥力及水稻产量的影响。结果表明：（1）施用有机肥料,土壤全氮含量比化学肥料要高,有效氮平均高出15.9mg/kg;（2）施用磷肥和钾肥是提高土壤磷钾养分的基础。施肥使土壤有效磷平均高出18.8mg/kg,有效钾平均高出27mg/kg;（3）施用有机肥料改善土壤物理性质,配施不明显改变pH。有机肥料使土壤容重下降12.6%,田间持水量平均上升19.7%。（4）有机无机肥连续配施,能持续高产稳产。稻谷总产（19年早、晚稻平均）,以NPKM为最高（5556.8kg/hm2）,比单施化肥NPK）增产704.3kg/hm2,增产14.5%。     

不同施氮量对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响

为探究华北地区夏玉米低碳生产的氮肥管理措施,以典型夏玉米田为对象,设置了不施氮(N0)、施氮100 kg/hm²(N1)、施氮150 kg/hm² (N2)、施氮200 kg/hm² (N3)4个处理,通过土壤温室气体排放、农事投入间接碳排放和作物固碳综合评估了不同施氮水平对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响。结果表明,农田土壤CO₂、N₂O排放随施氮量升高而升高,CH₄吸收量随施氮量的升高而下降,N1、N2和N3处理土壤温室气体总排放的碳当量分别较N0提高14.91%、24.19%、29.67%;氮肥投入贡献了较高的间接排放,达到135.27~270.55 kg/hm²;施氮促进了作物固碳,N0、N1、N2、N3净初级生产力固碳量分别为1965.56、3125.68、4345.55、4663.64 kg/hm²。综合系统碳流来看,各处理均表现为碳汇,净碳效应分别为258.33、1034.99、2032.82、2192.16 kg/hm²,碳可持续指数分别为0.15、0.50、0.88、0.89。200 kg/hm²施氮量下能够以相对较低的碳耗换取较高的固碳率,表现出较高的净碳效应,可推荐为氮素适宜投入量。     

北方冬小麦-夏玉米复种区生物炭与明矾配施对土壤碳氮状况影响研究

旨在为大田施用土壤调理剂改善土壤碳氮状况提供理论依据。在北方冬小麦-夏玉米种植区,选用生物炭和明矾作为土壤调理剂材料,设计T1（对照）、T2（生物炭）、T3（明矾）、T4（生物炭+明矾）4个处理的两茬定位试验。结果表明,T2（生物炭）与T4（生物炭+明矾）处理改善土壤碳氮状况、提高作物产量和氮素养分吸收的效果较好。经过两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理土壤有机碳含量有所提高,为15.82 g/kg,表层土壤C/N增加为10.88。土壤硝态氮经两茬作物种植后,T4（生物炭+明矾）处理改善效果最好,0~30、30~60、60~90²最高,其次为T4（生物炭+明矾）处理,而小麦以T4（生物炭+明矾）处理产量最高,为10.28 t/hm²。T4（生物炭+明矾）处理夏玉米和冬小麦的吸氮量均最高,分别为168.32 kg/hm²和35.49 kg/hm²。总体来看T4（生物炭+明矾）处理对改善农田土壤碳氮状况效果较好。     

内蒙古典型草原土壤N2、N2O、NO和CO2排放的研究——土柱培养实验

为了进一步了解内蒙古典型草原生长季内主要温室气体氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化碳(CO2)及反硝化终产物N2的排放。采用氦环境培养-气体同步直接测定法,在不同土壤温度(5℃和20℃)和不同土壤含氧量(10%和20%)条件下,关注不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放。结果显示:不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放速率分别为0.3~2.0μgN/(h.kg)、0.02~0.4μgN/(h.kg)、0.08~0.7μgN/(h.kg)和0.01~1.9 mg C/(h.kg),N2排放为N2O的8~17倍。由于较大的空间变异性,并未观测到不同放牧处理对土壤N2、N2O、NO和CO2排放的影响。土壤温度升高和湿度增加能促进N2、N2O、NO和CO2的排放,而土壤O2含量对其排放的影响不显著。     

重庆市植烟区不同肥力植烟土壤氮素矿化特性研究

通过室内培养试验研究了重庆市植烟区不同肥力植烟土壤氮素矿化规律,求得土壤氮素矿化参数,并探讨了氮素矿化潜势（N0）、有机质、全氮、pH、碱解氮之间的关系。结果表明,在35℃条件下培养,一级动力学方程能够很好的拟合氮素的矿化过程,相关系数均达到显著水平（r高肥力土=0.976、r中肥力土=0.986、r低肥力土=0.996）,不同肥力土壤氮素矿化量存在显著差异。矿化潜势(N0)为：高肥力土（25.0mg?kg-1±0.60）﹥中肥力土（21.5mg?kg-1±0.61）﹥低肥力土（19.7mg?kg-1±1.14）;矿化速率（k）为：低肥力土（0.1596mg?kg-1?d-1±0.0104）﹥中肥力土（0.1492mg?kg-1?d-1±0.0155）﹥高肥力土（0.1029mg?kg-1?d-1±0.0071）。矿化潜势(N0)与全氮、有机质呈正相关,相关系数分别为0.9799和0.9788,与pH之间呈负相关（R=-0.9784）。表明不同肥力植烟土壤的供氮能力存在差异,在肥料管理上要因土、因时施肥。     

氮沉降对湿地松林土壤呼吸的影响

为了阐明湿地松林土壤呼吸对氮沉降响应的变化规律以及氮沉降是否改变土壤呼吸温度敏感性系数,运用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定模拟氮沉降4种不同处理水平[0、5、15、30 g/(m2?a)]下湿地松林(Pinus elliottii)的土壤呼吸速率及土壤温、湿度。结果表明：湿地松林土壤胡须呈明显季节变化,7月最高,1月最低。各处理土壤呼吸年累积量为：对照(CK)[5.28±1.02 t/(hm2?a)]、低氮[LN 4.51±0.64 t/(hm2?a)]、中氮[LN 4.66±0.51 t/(hm2?a)]和高氮[HN 4.20±0.43 t/(hm2?a)]。全年对照处理土壤呼吸速率平均值为CK[1.44±0.28 μmol/(m2?s)]比各氮沉降处理LN[1.20±0.17μmol/(m2?s)]、MN[1.24±0.13μmol/(m2?s)]、HN[1.11±0.11μmol/(m2?s)]高16.6%、13.8%、22.9%。土壤呼吸速率与10 cm土壤温度呈显著相关正指数关系(P<0.01),相关性指数(R2)在0.6049~0.7557之间,湿地松林在各处理氮沉降下温度敏感性系数分别为LN(1.72)、MN(1.75)、HN(1.79)同对照(2.35)相比有降低趋势。土壤呼吸与5 cm土壤湿度之间呈二次方程关系,但相关性不显著(P>0.05)。研究表明,氮沉降是影响湿地松林CO2通量的一个重要因子。     

相同碳氮比有机物料矿化1年对植烟土壤养分的影响

为探索不同有机物料相同碳氮比矿化1年对植烟土壤肥效作用,通过盆栽试验,将猪粪、玉米秸秆和生物炭调节碳氮比为25:1,经过1年自然矿化后在添加基础肥料的基础上分析不同有机物料对植烟土壤酶活性及氮磷钾含量的影响。结果表明,猪粪和玉米秸秆分别显著提高了土壤脲酶(最大值2.91 mg/(g·d))和蔗糖酶活性(最大值17.02 mg/(g·d))。与对照(不施有机物料)相比,施用有机物料在自然矿化1年后对土壤氮素仍有显著提升作用,其中猪粪处理表现出明显优势。同时,猪粪与生物炭显著提高了土壤速效钾和有机质含量,最大值分别达到1101 mg/kg和54.56 g/kg;猪粪也明显提升了土壤速效磷含量(727.95 mg/kg)。综上所述,相同碳氮比下豫中烟区土壤施用猪粪和生物炭在自然矿化1年后对植烟土壤养分含量的提升作用显著。     

保护性耕作对潮土碳、氮含量的影响

为了探明保护性耕作条件下有机碳循环与农田地力提升机制,为保护性耕作技术的推广应用提供科学理论支撑,笔者以保护性耕作长期试验地为平台,研究不同耕作处理对总有机碳、全氮及其不同组分在潮土中含量的影响。笔者通过研究不同耕作处理下土壤总有机碳、全氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生物量碳、易氧化有机碳在不同土层深度中的分布情况,揭示保护性耕作措施对潮土碳、氮含量的影响。结果表明：相比于常规翻耕,2年或4年翻耕1次的间歇性翻耕和全免耕处理0~5cm土层土壤总有机碳含量分别提高了2.40%、2.80%、16.00%,全氮含量分别提高了-1.23%、1.32%、11.11%,免耕处理下10~20cm土层中总有机碳、全氮含量显著低于其它处理;秸秆还田条件下,实施间歇性翻耕和免耕能显著提升0~5cm、5~10cm土层中土壤溶解性有机碳、氮含量;相比于常规翻耕,间歇性翻耕、免耕处理下0~5cm土层土壤微生物量碳与易氧化有机碳含量均有不同程度地升高,免耕处理下10~20cm土层中微生物量碳含量显著低于其它处理;秸秆还田对0~10cm土层土壤总有机碳、全氮、溶解性有机氮及其它活性有机碳组分含量均有不同程度的提升作用。总体来看,保护性耕作措施有利于表层0~5cm土层中碳、氮储量的增加,免耕条件下“养分表聚”的负面效应可通过间歇性翻耕得到改善。     

高寒地区土地利用方式对土壤碳氮含量的影响

本文分析高寒地区不同土地利用方式下,土壤的更新、恢复与重建过程中土壤碳氮含量的变化;对高寒地区的小蒿草原生草地天然群落、多叶老芒麦+冷地早熟禾混播人工群落、小嵩草退化群落的土壤养分的含量进行分析;0~20 cm处土壤全氮水平、有机氮含量依次为原生小嵩草群落(2.6495、1.5905 g/kg)>退化草地群落(2.5490、1.5700 g/kg)>人工草地群落(2.34、1.5015 g/kg);0~20 cm土层中全碳、有机碳的含量依次为原生小嵩草群落(15.6355、14.37 g/kg)>退化草地群落(13.609、11.359 g/kg)>人工草地群落(10.876、10.810 g/kg),植物群落的C/N均为原生小嵩草群落（5.90）>退化草地群落（5.10）>人工草地群落（4.65）;本研究表明原生植物群落对氮的吸收能力最强,具有最高的有机质保持能力维持原生小嵩草群落的生态稳定性,为高寒地区土壤的更新、土壤的恢复与重建具有极其重要的意义。     

不同经营措施下毛竹林土壤有机碳组分研究

通过在四岭水库流域代表性毛竹林地建立不同经营措施的定位试验,研究竹林土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤呼吸等的动态变化。试验设有对照（CK,粗放经营）、农民常规高产营林(FFP)与适地养分科学管理(SSNM)3个处理。结果表明,毛竹林土壤TOC和DOC的季节变化总体趋势为秋冬高于春夏,MBC的季节变化为夏季>春季>秋季>冬季。试验虽只进行了1年,与CK相比,SSNM处理对土壤各形态碳含量没有产生显著影响;而FFP集约经营中土壤活性碳和总有机碳含量明显下降,其中DOC和MBC分别减少13.3%和14%。土壤呼吸CO2的释放通量季节变化曲线为单峰曲线,整个生长季,FFP集约经营毛竹区的土壤呼吸略高于粗放经营(CK)毛竹林,而适地养分管理(SSNM)集约经营措施减少了毛竹林土壤呼吸CO2的释放,但有待于长期的验证。     

南疆地区苹果园土壤肥力营养状况分析

为探明南疆地区不同土壤质地、不同树龄‘红富士’苹果园土壤养分及矿质元素的特性,分别以壤土、沙土、粘土质地幼龄和盛果期果园为研究对象,分别测定0~20 cm、20~60 cm土样有机质、N、P、K、Ca、B、Mg等矿质元素含量,研究不同果园土壤养分和矿质元素的特性。结果表明：（1）盛果期果园有机质和矿质元素的含量高于幼龄期果园。（2）不同土壤质地果园土壤中有机质和矿质元素的含量差异较大,壤土和粘土质地果园土壤中矿质元素的分布规律相似。（3）0~20 cm和20~60 cm土层中矿质元素的分布有一定的差异,其中有机质与有效硼的差异较大,达到差异显著性。（4）阿克苏地区苹果园土肥管理过程中应增施有机肥、速效氮和有效硼,同时对沙土果园的管理还应该增加钙肥和镁肥的管理。     

鹞落坪4种典型植被类型土壤活性碳、氮特征比较

为了探讨不同植被类型土壤活性碳氮的差异特征,系统分析了不同植被类型土壤活性碳氮水平。以安徽省鹞落坪自然保护区内常绿阔叶林(EBF)、常绿落叶阔叶混交林(EDBF)、落叶阔叶林(DBF)和常绿针叶林(ECF)4种典型植被类型为对象,研究其土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)和溶解性有机碳(DOC)、氮(DON)的含量。结果表明：用热水浸提的土壤DON和DOC含量分别是用KCl浸提的1.5~2.8倍。不同植被类型下,用热水和KCl溶液浸提的DOC和DON含量的大小顺序均为：DBF>EDBF>EBF>ECF;DONKCl的含量与DONhw的含量之间均不存在显著的相关关系,土壤潜在性可矿化氮(PMN)含量与DONhw含量存在显著的正相关关系(r=0.85,P＜0.05),与DOCKCl含量不存在显著的相关关系,说明用热水浸提的DON含量比KCl溶液浸提的DON含量能更好地指示土壤活性有机氮库。土壤MBC的变化范围在136.45~297.23 mg/kg,土壤MBN的变化范围在16.33~37.11 mg/kg,4种林型土壤MBC、MBN的特征均为：DBF>EBF>EDBF>ECF。相关性分析显示,土壤MBC与DOC之间以及土壤MBN与DON之间的相关性达显著或极显著水平,说明土壤MBC、MBN、DOC和DON之间有密切联系,且不同植被类型下土壤活性碳氮来源不同是DOC、DON 与MBC、MBN相关性差异的主要原因。