添加葡萄糖对不同肥力红壤性水稻土氮素转化的影响#br#

 【目的】研究不同肥力水平红壤性水稻土氮素转化特征以及添加葡萄糖的影响,可为正确认识碳源影响氮素转化的作用机制、并根据不同土壤条件制定合理的氮素养分管理措施提供科学参考。【方法】选择不同肥力水平的红壤性水稻土,通过室内培育试验研究土壤氮素的矿化作用、硝化作用、反硝化作用特征以及添加葡萄糖对氮素转化作用的影响在不同肥力土壤间的差异。【结果】红壤性水稻土氮素矿化作用及反硝化作用强度均表现为高肥力＞中肥力＞低肥力。培养的第一周,高肥力红壤性水稻土氮素矿化量和反硝化速率分别是相应中、低肥力土壤的1.9、5.3倍和1.1、2.9倍。添加葡萄糖后土壤氮素矿化量显著降低,但不同肥力土壤降幅不同,高、中、低肥力土壤分别降低了78.8%、109.2%、177.4%,彼此间差异显著。添加葡萄糖对不同肥力土壤反硝化作用的影响亦不同,低肥力土壤反硝化速率提高了166.2%,中肥力土壤提高了14.4%,而高肥力土壤则没有明显变化。供试红壤性水稻培育试验一周后,土壤硝态氮含量最高仅有0.62 mg•kg-1,硝化率最高仅为0.33%,添加葡萄糖处理土壤中硝态氮含量及硝化率没有明显变化。【结论】不同肥力水平红壤性水稻土氮素矿化作用及反硝化作用强度有显著差异,均随土壤有机质含量升高而增强。添加葡萄糖抑制了土壤氮素矿化作用,促进了反硝化作用,但作用效果在不同肥力土壤间有显著差异,在较低肥力土壤上的作用效果大于较高肥力土壤。添加葡萄糖和土壤有机质含量对红壤性水稻土硝化作用的影响均不明显。     

添加葡萄糖对不同肥力红壤性水稻土氮素转化的影响

【目的】研究不同肥力水平红壤性水稻土氮素转化特征以及添加葡萄糖的影响,可为正确认识碳源影响氮素转化的作用机制、并根据不同土壤条件制定合理的氮素养分管理措施提供科学参考。【方法】选择不同肥力水平的红壤性水稻土,通过室内培育试验研究土壤氮素的矿化作用、硝化作用、反硝化作用特征以及添加葡萄糖对氮素转化作用的影响在不同肥力土壤间的差异。【结果】红壤性水稻土氮素矿化作用及反硝化作用强度均表现为高肥力中肥力低肥力。培养的第一周,高肥力红壤性水稻土氮素矿化量和反硝化速率分别是相应中、低肥力土壤的1.9、5.3倍和1.1、2.9倍。添加葡萄糖后土壤氮素矿化量显著降低,但不同肥力土壤降幅不同,高、中、低肥力土壤分别降低了78.8%、109.2%、177.4%,彼此间差异显著。添加葡萄糖对不同肥力土壤反硝化作用的影响亦不同,低肥力土壤反硝化速率提高了166.2%,中肥力土壤提高了14.4%,而高肥力土壤则没有明显变化。供试红壤性水稻培育试验一周后,土壤硝态氮含量最高仅有0.62mg·kg-1,硝化率最高仅为0.33%,添加葡萄糖处理土壤中硝态氮含量及硝化率没有明显变化。【结论】不同肥力水平红壤性水稻土氮素矿化作用及反硝化作用强度有显著差异,均随土壤有机质含量升高而增强。添加葡萄糖抑制了土壤氮素矿化作用,促进了反硝化作用,但作用效果在不同肥力土壤间有显著差异,在较低肥力土壤上的作用效果大于较高肥力土壤。添加葡萄糖和土壤有机质含量对红壤性水稻土硝化作用的影响均不明显。     

寒地稻田土壤氮素矿化特征的研究

【目的】土壤供氮能力是影响稻田氮效率的主要指标之一,寒地稻田与南方稻田相比具有氮肥用量低和氮素利用效率高的特点,通过比较南北方稻田土壤供氮能力的差异,以期揭示土壤氮素矿化与寒地稻田氮素高效利用的关系。【方法】选择江苏省高肥力的乌栅土和中等肥力勤沙土,以及黑龙江三江平原高中肥力白浆土型水稻土,采用淹水密闭培养法,在25℃、30℃和40℃条件下恒温培养28 d,测定培养前后土壤铵态氮的含量,并分析土壤有机质、全氮和有机氮各组分的含量;通过一级动力学模型和有效积温模型拟合土壤氮素矿化与培养时间的关系。【结果】南方高中肥力土壤酸解氮、氨基酸态氮占土壤全氮比例均高于北方高中肥力土壤,北方稻田土壤碳氮比较高。在25℃培养28 d,南方和北方高肥力土壤间,以及中等肥力土壤间累积矿化氮量无明显差异。当温度为40℃时,南方高肥力和中等肥力土壤28 d累积矿化氮显著高于对应肥力的北方土壤。这与南方土壤有机氮含量或者有机氮所占比例较高有关。One-pool模型拟合显示,在25℃时北方土壤矿化势（N0）比对应肥力南方土壤增加了35.9%-36.3%;当温度为30℃和40℃时,北方土壤与南方对应肥力土壤相比N0降低了6.1%-32.7%和20.9%-36.7%。北方土壤微生物不耐高温,是其40℃矿化势较低的原因。有效积温模型拟合显示,随温度增加同一土壤氮矿化特征常数n值逐渐减小;南方土壤的氮矿化特征常数K值较高,而北方土壤n值高,表示南方中高肥力土壤的初期矿化速率高,而北方中高肥力土壤后期矿化速率高。【结论】土壤矿化氮含量和矿化势受土壤微生物活性、土壤碳氮比、土壤有机氮含量及其占全氮的比例影响,25℃下北方稻田土壤可矿化氮量较高,而且相对南方稻田土壤而言,寒地稻田土壤氮素矿化前期较慢,后期较快的特点与水稻吸氮更协调,这是寒地稻田氮素高效利用的原因之一。     

黄土区不同土壤类型及土地利用方式对土壤氮素矿化作用的影响

采用室内培养试验研究了黄土区不同类型土壤(黑垆土、红油土和淋溶褐土)及土地利用方式(农田、林地)的氮素矿化特性。结果表明,3种土壤好气培养0~14,15~28和0~28 d的氮素矿化量、矿化速率与矿化率大小次序均为:淋溶褐土>红油土>黑垆土;林地黑垆土氮素矿化量和矿化速率极显著地高于农田黑垆土;淹水培养7d,3种土壤矿化氮量、矿化速率和矿化率大小次序均为:红油土>淋溶褐土>黑垆土,但差异不显著;淹水培养条件下,林地黑垆土氮素矿化量、矿化速率和矿化率均高于农田黑垆土。不同土地利用方式对土壤氮素矿化作用的影响强于不同土壤类型的影响。     

不同肥力水平大棚土壤氮素转化的研究

取不同肥力水平的大棚土壤16份,同时取棚外粮田土壤作为对照,就土壤氮素转化速率、酶活性进行分析研究,探讨不同肥力水平大棚土壤氮素的矿化速率及土壤细菌数量和土壤脲酶、蛋白酶、转化酶的活性。研究结果表明,在0~7 d,处理2的矿化速率最高,达4.84 mg/kg,与处理1的矿化速率4.15 mg/kg相比,差异达显著水平;处理1的转化酶活性最高,达7.64 mg/g,与处理2的4.92 mg/g相比,差异达显著水平;处理2的细菌菌数最高,为10.76×108个/g,与处理1的8.57×108个/g相比,差异达显著水平。大棚土壤的矿化作用强烈,土壤酶活性较高,但有机质和速效养分过高时对氮素转化及土壤酶活性有抑制作用。     

中亚热带典型红壤区土壤氮矿化动力学参数估算

氮素矿化是土壤氮循环的重要环节,土壤氮矿化参数对于正确评价土壤供氮潜力和指导土壤氮素管理有重要意义。采用35℃淹水厌氧短期培养法研究了中亚热带典型红壤丘陵区五种土地利用方式土壤氮素的矿化作用。利用双一级动力学模型(双氮库模型)对矿化过程进行拟合与比较,并利用土壤理化性质对氮矿化动力学参数进行估测。结果表明,土壤氮素快速矿化主要在淹水培养前7 d,于28 d矿化曲线即趋于平稳;双氮库模型能很好的拟合氮矿化作用。菜地、稻田、荒地、林地和茶园土壤的易矿化氮库矿化势分别为85.9 mg/kg、184.4 mg/kg、64.5 mg/kg、37.0 mg/kg和11.4 mg/kg,其占全氮的比率分别为5.77%、8.65%、4.42%、3.31%和1.25%,其易矿化速率常数分别为0.31、0.58、0.15、0.07和0.17(1/d)。应用双氮库模型拟合的易矿化氮库矿化势和易矿化速率常数与土壤全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮、p H和碳氮比有显著相关性;利用全氮及p H两变量能较好地预测氮矿化势和矿化速率常数,但土壤微生物生物量碳对氮素矿化动力学参数估算具有更关键作用。     

新疆盐渍化土壤氮素矿化和硝化作用特征

为了探明新疆盐渍化土壤特性与土壤氮素矿化和硝化的关系,通过室内培养方法,研究了不同盐渍化类型和程度的新疆盐渍化土壤氮素的矿化和硝化特征。结果表明,盐渍化类型对土壤氮素矿化有重要影响。在培养过程中,碱化土壤矿质氮含量明显低于盐化土壤;在碱化土壤中,随着碱化度和pH值的升高,矿化量迅速降低;在盐化土壤中,盐化程度的增加对于土壤矿化特征影响不大,但是随着盐化程度的增加矿化率明显增加。在盐渍化土壤中,碱化土壤的氮素硝化作用较盐化土壤快;无论是碱化土壤还是盐化土壤,随着盐渍化程度的增加,氮肥硝化作用都受到不同程度的抑制;在碱化土壤中,氮素硝化率与pH、总盐含量、碱化度均呈极显著负相关,而在盐化土壤中,氮素硝化率与总盐含量呈极显著负相关。     

改性造纸黑液木质素氮素释放规律

利用Stanford的间歇淋洗法研究了AOL作为控释氮肥的氮素矿化释放特性。结果发现,通气状况对AOL的氮素矿化与释放有较大的影响。在相同的时间里加砂处理比未加砂的氮素矿化量大,并且加砂处理可以显著提高施入AOL后的土壤矿化势,表明改善通气状况可以提高土壤有机质的矿化强度和供氮潜力。通过回归分析,建立了AOL所含的有机键合态氮在土壤中矿化释放的动力学预报模型。     

胶园土壤氮素矿化特性研究

【目的】土壤氮素矿化是土壤提供氮素养分的重要过程,通过研究海南5种主要母质胶园土壤氮素矿化特性,以期为海南胶园土壤氮素肥力管理提供依据。【方法】选择浅海沉积物发育砖红壤、花岗岩发育砖红壤、砂页岩发育砖红壤、片麻岩发育砖红壤、玄武岩发育砖红壤五种胶园土壤,采用室内恒温好气培养试验,在25和35℃下培养70 d,测定培养前后土壤铵态氮、硝态氮含量,并通过有效积温方程拟合土壤氮素矿化与培养时间的关系。【结果】在25和35℃培养下,各胶园土壤中铵态氮含量均表现为先升高后减小,各胶园土壤中硝态氮含量均表现为随培养时间增加而升高。在25℃培养下,花岗岩砖红壤的氮素矿化量为33. 91mg/kg,为浅海沉积物砖红壤氮素矿化量的2. 10倍,为片麻岩砖红壤的1. 75倍,为砂页岩砖红壤的1. 39倍,但与玄武岩砖红壤差异不显著;当35℃培养时,浅海沉积物、花岗岩、砂页岩、片麻岩和玄武岩砖红壤氮素矿化量分别为30. 19、38. 93、30. 29、23. 57、40. 29 mg/kg。而且有效积温方程能够较好地拟合各胶园土壤氮素矿化过程。【结论】5种母质胶园土壤中,花岗岩砖红壤、玄武岩砖红壤氮素矿化量最大;升高温度可加快各胶园土壤氮素矿化过程,以浅海沉积物砖红壤最为明显。     

长期施肥对中性紫色水稻土氮素矿化和硝化作用的影响

【目的】揭示长期施肥对中性紫色水稻土生态系统氮素内循环矿化及硝化特征的影响,探索维持紫色水稻土长期供氮潜力的途径。【方法】利用重庆市北碚区21年的中性紫色水稻土长期定位试验,通过淹水密闭培养-间歇淋洗法研究长期施肥对土壤氮素矿化特性的影响,并测定了不同施肥措施下土壤硝化细菌数量、氨氧化潜势及硝化强度的变化。【结果】与长期不施肥对照相比,单施化肥（除单施氮肥）、有机肥或有机无机配施显著提高了土壤累积矿化氮量和氮素矿化势（N0）,氮磷钾肥配施有机肥处理累积矿化氮量最高达164.43 mg•kg-1,氮素矿化势相比CK处理增加了59.29%,而含氯氮磷钾肥配施有机肥增加累积矿化氮量和氮素矿化势幅度显著低于氮磷钾肥配施有机肥处理;不同施肥（除氮磷钾肥与单施有机肥）显著提高了氮素矿化速率常数（k）。施用氮肥处理显著提高了土壤硝化细菌数量,尤其是氮磷钾肥配施有机肥处理最高为CK处理的74.25倍;土壤氨氧化潜势和硝化强度表现出一致的趋势,均是氮磷钾肥配施有机肥处理最高而含氯氮磷钾肥配施有机肥显著低于不施肥对照处理。相关分析表明,土壤氨氧化潜势和硝化强度与土壤pH呈显著正相关关系（P<0.05）。【结论】氮磷钾肥配施有机肥是提高紫色水稻土供氮潜力及改善有机氮品质的有效手段,含氯化肥抑制了硝化过程,可充当硝化抑制剂使用。     

土壤肥力和灌水组合对小麦植株-土壤系统氮素平衡的影响

采用15N示踪技术,在池栽群体条件下,研究了三种土壤肥力和两种灌水量组合对冬小麦生产系统氮素平衡的影响,结果表明:(1)不同处理氮肥的当季吸收利用率变化在39.08%￣53.08%,土壤残留率在21.80%￣33.59%之间,损失率变化幅度为18.81%￣34.62%,植株吸收积累氮素中的29.88%￣47.55%来自肥料;证明,采用不同土壤肥力和灌水量组合来调控小麦生产系统的氮素平衡具有较大的空间。(2)随土壤肥力的提高,植株吸收的总氮和土壤氮量显著增加,但营养体滞留量增加,向子粒的分配比例减少;而对肥料氮的吸收量则表现为中肥>高肥>低肥;氮肥损失率表现为低肥>高肥>中肥,残留率无明显变化,说明土壤肥力达到本实验的中等水平后再继续提高,会给肥料氮的吸收利用带来不利影响,但可有效降低对肥料氮的依赖。(3)增加灌水量在不同土壤肥力条件下均可促进对总氮的吸收量,但对土壤氮吸收的促进作用远高于肥料氮,同时也提高了肥料氮的损失率、降低了土壤残留率和向子粒的分配率。(4)提高土壤肥力和增加灌水量均可提高小麦的经济产量、生物产量和土壤A值,降低收获指数;子粒蛋白质含量随肥力的提高而增加,随灌水的增加而下降。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示：直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示：土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实：营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示：土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

秸秆和秸秆炭对黑土肥力及氮素矿化过程的影响

为实现我国典型黑土区玉米秸秆有效还田与协同提高肥料氮素养分利用提供理论依据,以东北黑土区春玉米种植体系为研究对象,在4年田间连续定位试验基础上,利用15N示踪技术结合淹水培养试验,研究秸秆和秸秆炭对土壤肥力与氮素矿化的影响。试验共设5个处理:对照、单施化肥(N1)、N1+50%玉米秸秆(N2)、N1+100%玉米秸秆(N3)、N1+相当于50%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N4)、N1+相当于100%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N5)。结果表明:与N1处理相比较,N2、N3、N4、N5处理均增加了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碱解氮含量、微生物量碳和氮含量,且等量秸秆还田处理高于相当于等量秸秆还田的秸秆炭处理,其中100%秸秆还田分别显著提高微生物量碳和氮含量15.1%和23.1%(P0.05);不同处理方式综合土壤肥力指数(IFI)由高到低依次为N3N5N4=N2N1,秸秆、秸秆炭还田可显著提高土壤综合肥力(P0.05);土壤有机氮的矿化量和矿化率随着秸秆和秸秆炭还田量的增加而增加,其中N2处理分别显著提高了23.4%和22.9%,N3处理分别显著提高了53.0%和35.8%(P0.05);N2、N3、N4、N5处理下外源肥料15N的矿化量和矿化率分别显著提高了66.5%和50.0%、213.3%和279.0%、39.4%和36.3%、92.0%和40.0%(P0.05),且随着秸秆炭还田量的增加而显著增加。土壤氮素矿化指标与土壤有机质、总氮、碱解氮、微生物量碳氮含量都存在着显著正相关关系。研究表明玉米秸秆、秸秆炭还田均可以显著提高土壤综合肥力;可协同提高土壤氮素矿化水平,且提高来自外源化肥氮占土壤矿化总氮的比重,其中以100%秸秆还田处理的影响更为明显。     

陕西关中不同年代小麦品种产量及氮素吸收利用对土壤肥力的响应

【目的】探讨陕西关中地区小麦品种演替过程中产量及氮效率对土壤肥力的响应。【方法】以20世纪80年代至今关中冬麦区3个代表性小麦主栽品种为材料,以33年长期不同施肥处理构建的土壤肥力水平梯度为平台,研究品种演替和土壤肥力及其交互对作物产量、氮利用效率的影响。供试品种有20世纪80年代品种小偃6号、90年代末品种小偃22和近年品种西农979。长期施肥包括6个处理：不同水平的氮磷化肥配施（N1P1和N2P2）、有机肥与无机肥配施（M1N1P1、M1N2P2、M2N1P1和M2N2P2）,以不施肥为对照（CK）。【结果】在各个肥力水平土壤上,籽粒产量及收获指数均随小麦品种更替而呈现增加的趋势,尤其在高肥力土壤上更为明显。土壤肥力水平的提高显著提高了小麦籽粒产量,其中西农979增产幅度最大（151.0%-610.5%）,其次为小偃22（127.9%-349.7%）,小偃6号增幅最低（148.1%-341.8%）。土壤肥力与品种对小麦籽粒产量及收获指数有显著的交互作用,低肥力条件下,小偃6号籽粒产量高于西农979,高肥力条件下则相反。小麦百公斤籽粒需氮量随品种演替有降低的趋势,但随土壤肥力水平提高有增加的趋势。土壤肥力与品种对百公斤籽粒需氮量也有显著的交互作用。在小麦品种更替过程中氮肥生理效率和农学效率均呈增加的趋势,但随着土壤肥力水平的提高,各品种小麦的氮肥生理效率呈下降的趋势,氮肥农学效率呈先升高后下降的抛物线变化趋势。土壤肥力与品种对小麦氮肥生理效率和农学效率无明显交互作用。【结论】陕西关中小麦品种演替在高肥力以及养分投入充足时不仅表现出单产不断提高,而且氮效率也呈逐步增加的趋势。因此,品种更新的同时还要注重提升土壤肥力,才能保证粮食安全,实现农业生产可持续发展。     

不同肥力土壤小麦、大豆轮作施氮效应研究

为了解不同肥力土壤小麦、大豆轮作周年最佳施氮量和分配,对高、中肥力土壤小麦大豆轮作进行了不同施氮量效应研究,结果表明,施氮与不施氮相比,高、中肥力地块小麦平均分别增产为15.7%、41.9%,大豆平均分别增产为33.4%、46.8%;小麦、大豆氮肥偏生产力随着施氮量增加而降低,氮肥农学效率以处理3(麦N 210kg/hm2-豆N 90kg/hm2)最高,小麦、大豆氮肥贡献率均随着施氮量的增加先增后降;同等施氮量在中等肥力地块的产量效应高于高肥力地块的效应;从不同肥力小麦、大豆氮肥效应函数得出,高肥力条件下,小麦、大豆达到最佳产量时的施氮量分别为213.0kg/hm2和121.5kg/hm2;中等肥力条件下,小麦、大豆达到最佳产量时的施氮量分别为330.0kg/hm2和130.5kg/hm2,即河南省平原农区小麦、大豆轮作高、中肥力土壤周年最佳施氮量分别为334.5kg/hm2与460.5kg/hm2、小麦、大豆氮分配比例分别为1∶0.57和1∶0.40。     

不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征

为探讨不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征,通过为期196 d的土壤有机碳矿化培养试验,对高、中、低3种不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤进行了研究。结果表明:不同地力玉米田土壤有机碳矿化速率随时间的变化呈现相同的变化趋势,即随培养时间延长,呈现先高后低的变化趋势,最后趋于平稳;但随地力等级的降低,土壤有机碳矿化速率逐渐减小。培养结束时,不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤有机碳累积矿化量之间均存在显著性差异(P0.05);低地力土壤有机碳稳定性最差,固存量最小。同一地力,20～40 cm土层土壤有机碳矿化速率和累积矿化量较0～20 cm显著降低(P0.05),表层土壤稳定性较差,不利于土壤有机碳固定。伴随土壤有机碳矿化过程,土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤可溶性有机碳(DOC)含量均较初始含量显著降低(P0.05);土壤有机碳潜在矿化势(Cp)与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、MBC和DOC均呈极显著正相关。土壤有机碳矿化是陆地生态系统碳循环的重要过程,且当地力等级变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均受到不同程度的影响。     

陕北黄土区不同微地形土壤养分特征研究

为提高陕北黄土区土壤肥力,加快植被恢复与重建,通过测定分析陕西吴起合沟流域原状坡、塌陷、切沟、缓台、浅沟及陡坎6种微地形0~100cm土层土壤养分变化特征,并采用改进的内梅罗综合指数法综合评价其土壤肥力水平。结果表明,不同微地形0~100cm土层土壤pH值、有机质、碱解N、全N、有效P和速效K含量变化范围分别为7.84~8.36、0.40%~0.90%、27.86~45.24mg·kg^-1、0.31~0.53g·kg^-1、4.66~9.55mg·kg^-1和152.52~198.02mg·kg^-1。随着土层深度的增加,各微地形土壤pH值呈上升趋势,有机质、碱解N和全N含量逐渐降低,有效P含量先降低后增加,速效K未呈现一致的变化规律。除陡坎外,不同微地形土壤肥力随着土层深度的增加而逐渐降低。切沟表层(0~20cm)土壤肥力指数为1.996,达到肥沃水平;原状坡、塌陷、缓台和浅沟土壤肥力指数分别为1.224、0.992、1.148和1.365,均处于一般水平;陡坎土壤肥力指数则为0.695,处于贫瘠水平。各微地形在20~100cm土层土壤肥力指数差异较小,基本均处贫瘠水平。综合而言,不同微地形土壤肥力呈现出明显的表聚效应,切沟表层土壤肥力最好,陡坎最差,其中有机质、碱解氮、全氮是土壤肥力较低的主要限制因子。     

Characteristics of C and N Accumulation in Infertile Red Soil Under Different Rotation Systems

A long-term experiment was conducted at the Ecological Experimental Station of Red Soil, Chinese Academy of Sciences to investigate the characteristics of material cycling and C, N accumulation in infertile red soil under different treatments of rotation systems for 11 years. Plant biomass, amount of organic materials returned to the soil, and budget of nitrogen in soil were obviously different under conventional cultivation, coverage by shrubs ( Lespedeza formosa ), rotation of shrubs ( Lespedeza formosa ) and crops (PeanutBuckwheat). Rotation of shrubs and crops with a combination of rational fertilization would be 75 - 100% of biomass and a similar amount of organic materials returned to the soil compared with that under coverage shrubs, more input than output of nitrogen, high system stability, and increasing crop productivity. With distinct cycling, different treatments of rotation systems influenced discriminatorily soil fertility. Soil organic carbon and nitrogen were respectively less than 7 and 0.6 g kg-1 for conventional cultivation, 9- 11 and 0.6-0.9 g kg-1 for rotation of shrubs and crops, 14 - 16 g kg-1 and more than 1 g kg-1 for coverage by shrubs after 11 years, which represent low, middle and high levels of upland red soil fertility at the current situation. It implied that with cultivation system and fertilization measures, the infertile red soil could have middle to high fertility after about 10 years rational utilization. Comparison of results from different treatments showed that a large loss of organic carbon and nitrogen was caused by soil erosion which resulted in a low level of C and N in upland red soil. It could be suggested that increasing carbon storage in infertile red soil would sequester a great amount of atmospheric CO2 and mitigate the global warming potentially.     

施氮水平对中温带典型白浆土微生物学特性的动态影响

【目的】结合玉米生育的关键时期,通过施氮水平的调控探究白浆土微生物学特性的规律变化。【方法】以玉米试验田为研究对象,通过不同施氮水平(0、150、200和250 kg·hm~(-2))的设置,研究中温带典型白浆土微生物生物量碳、氮以及脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性对当季玉米生产过程不同施氮水平的动态响应。【结果】尿素的施入能够在玉米苗期激活释放脲酶相关的微生物,使脲酶活性增强,其作为底物,较低用量更易获得玉米拔节期较高的脲酶活性;在玉米苗期,施氮量增加有利于碱性磷酸酶活性的提升;随玉米的生长,施氮使碱性磷酸酶活性明显下降,不施氮反而会使该酶活性有所提升;尿素添加在起初阶段并不利于过氧化氢酶活性的改善,但随玉米的生长,不同施氮水平下过氧化氢酶活性均呈增加趋势;在玉米苗期,随施氮水平增加,蛋白酶活性也增加,但当施氮量增至250 kg·hm~(-2)时,蛋白酶活性有所降低;当玉米成熟后,不施氮和低量施氮更有利于蛋白酶活性的提升。尿素基施能够在玉米苗期降低微生物生物量碳(MBC)的水平,但随玉米的生长,施氮有利于MBC的保蓄和稳定;不施氮或过量施氮均有助于白浆土微生物生物量氮(MBN)的提升,而适量供氮则更利于其周转,向植物可利用的方向转化。【结论】集中过量施用尿素不利于土壤生物肥力的保蓄,综合考虑玉米产量及培肥效应,白浆土适宜的氮素用量应为200 kg·hm~(-2)。