旱作条件下免耕对土壤微生物量碳、氮、磷的影响

在干旱半干旱的定西市安定区李家堡镇设计田间定位试验,运用氯仿熏蒸浸提法测定土壤微生物量碳、氮和磷,研究免耕对土壤微生物量的影响.结果表明:免耕能提高表层土壤微生物生物量,免耕配合秸秆覆盖相比传统耕作在表层土壤中土壤微生物量碳增加了78.4%,土壤微生物量氮增加了89.6%,土壤微生物量磷增加了29.6%,免耕的生物活性主要表现在耕层.     

解冻期温带针叶林土壤微生物量氮和无机氮的时空特征

采用氯仿熏蒸浸提法测定了温带红松林和落叶松林土壤解冻过程中的微生物量氮、铵态氮和硝态氮含量并分析了微生物量氮和无机态氮的变化特征。结果表明,春季解冻期两种针叶林土壤微生物量氮存在明显的时空变化特征,土壤微生物量氮随解冻进程而不断增加,最大微生物量氮出现于解冻后期。两种针叶林0~10 cm层土壤微生物量含量显著高于10~20 cm层土壤。红松林0~10 cm层土壤微生物量氮含量明显高于落叶松林。两种林型土壤的铵态氮含量表现出相同的时间动态特征,均随解冻期的推进而不断升高,最大峰值出现于解冻末期。解冻期两种林型土壤存在两次硝态氮释放峰值,且0~10 cm土壤硝态氮含量显著高于10~20 cm土壤。北方针叶林土壤解冻期微生物量氮含量与土壤水分呈显著正相关关系。     

不同林龄马尾松人工林土壤微生物量碳氮含量变化规律研究

土壤微生物量是森林生态系统中重要的组成部分,在森林生态系统的碳氮循环中起着重要作用。采用氯仿熏蒸浸提法测定了红壤丘陵区不同林龄马尾松人工林土壤微生物碳和氮,并分析了其与土壤理化性质之间的相关性。结果表明:淤马尾松人工林土壤微生物量碳(MBC)和氮(MBN)含量均呈现成熟林显著高于中龄林和幼龄林(P<0.05);于土壤微生物量碳和氮之比(MBC/MBN)在不同林龄之间也存在显著差异,且成熟林最大,为28.41依1.03;盂微生物量碳氮之间以及土壤微生物量碳氮与土壤有机碳、全氮、土壤pH值、土壤含水率、土壤C/N呈极显著正相关(P<0.01),而与土壤容重之间呈显著负相关(P<0.05)。上述结果表明,研究区马尾松人工林土壤微生物量碳氮与土壤理化性质密切相关,成熟林土壤养分状况最优。     

原状土通气培养法测定黄土高原土壤供氮能力的研究

 【目的】评价原状土通气培养法在反映黄土高原土壤供氮能力方面的效果。【方法】以采自于黄土高原差异较大的11个农田耕层土壤为供试土样,以包括和不包括土壤起始NO3--N原状土盆栽黑麦草累积吸氮量为参比,进行室内原状土通气培养法测定土壤供氮能力的研究。【结果】以包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量为参比,通气培养前CaCl2所淋洗起始NO3--N和起始矿质氮与5期黑麦草地上部氮素累积量密切相关,相关系数分别为0.856和0.862,达1%显著水平;与此相反,通气培养30周所矿化氮素、土壤起始矿质氮+通气培养30周矿化氮素、氮素矿化势（N0）及N0+起始矿质氮与5期黑麦草地上部氮素累积量间无显著相关关系,相关系数分别仅为0.410、0.553、0.492和0.419。以不包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量为参比,通气培养前CaCl2淋洗起始NO3--N和起始矿质氮与五期黑麦草地上部氮素累积量间的相关性尽管有所降低,但相关性仍达5%显著水平,相关系数分别为0.613和0.607;而通气培养30周矿化氮素、土壤起始矿质氮+通气培养30周矿化氮素、N0及N0+起始矿质氮与五期黑麦草地上部吸氮量的相关系数却明显提高,相关系数分别为0.718,0.782,0.688和0.640,均达5%或1%显著水平。【结论】土壤起始NO3--N可作为石灰性土壤当前供氮指标,但该指标难以反映土壤潜在供氮能力;要判断原状土实验室通气培养法是否能可靠评价土壤潜在供氮能力,应以不包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量作为参比,否则由于受盆栽试验土壤起始NO3--N干扰,用植物吸氮量难以对原状土通气培养法的可靠性作出判断。     

基于不同方法的汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力评价

【目的】比较多种指标评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的可靠性,为当地土壤氮素管理提供参考。【方法】以采集于汉中盆地及周边丘陵区的12个农田耕层土壤为供试土样,以盆栽黑麦草地上部累积吸氮量为参比,以土壤理化性质指标以及矿质氮法、KCl冷凝回流法、酸性高锰酸钾法3种化学方法和淹水培养法、通气培养法2种生物培养方法测定土壤氮素矿化量作为土壤供氮能力指标。【结果】土壤类型是影响土壤供氮能力的重要因素;土壤全氮或有机质可以反映土壤潜在供氮能力;土壤质地、pH、有效磷、CEC、碳酸钙、颗粒组成（砂粒、粉粒、黏粒）均不能反映稻麦轮作土壤供氮能力。矿质氮法测定氮素值与作物吸氮量相关系数为 0.963（P<0.01）,但由于起始矿质氮不能反映有机氮矿化量,故矿质氮法只能反映当前供氮能力,不宜作为土壤供氮能力评价指标;KCl冷凝回流法测得的总矿质氮量与作物吸氮量相关系数为0.912（P<0.01）,而KCl冷凝回流法测得的可矿化氮量与作物吸氮量相关系数为-0.766（P<0.01）,由于KCl冷凝回流法浸取土壤可矿化氮过程中会造成铵态氮的挥发,导致在反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力上可能不一致,故KCl冷凝回流法不是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标;酸性高锰酸钾法测得的总矿质氮量和可矿化氮量与作物吸氮量相关系数分别为0.847和0.833（P<0.01）,既能够反映土壤潜在供氮能力,又能够反映总供氮能力,是最佳化学方法。通气培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量均不相关,而在淹水培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量的相关系数分别为0.921和0.890（P<0.01）,表明淹水培养法可以反映汉中盆地稻麦轮作土壤潜在供氮能力和总供氮能力,是良好的生物培养方法。氮素矿化势（N₀）和起始矿质氮+N₀与前4期黑麦草地上部累积吸氮量相关系数分别为0.834和0.845（P<0.01）,与整株累积吸氮量相关系数分别为0.840和0.851（P<0.01）。表明,N₀和起始矿质氮+N₀均可反映土壤潜在供氮能力,但N₀仅能够反映土壤潜在供氮能力,起始矿质氮+N₀可反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力,因此,起始矿质氮+N₀是评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的理想指标。【结论】对于汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的评价,酸性高锰酸钾法是最佳化学方法;淹水培养法是良好的生物培养方法,起始矿质氮+N₀是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标。     

矿态氮反映旱地土壤供氮能力的研究

用我国西北地区24种耕层土壤进行盆栽试验及室内土样，植株分析结果表明，土壤矿态氮总量、NO3-N与作物干重、吸氮量有极显著的相关性，而NH4-N与作物干重、吸氮量关系不甚密切。矿态氮总量，NO3-N都是旱地土壤供氮能力的良好指标，NH4-N则不可靠，矿态氮反映旱地土壤供氮能力，主要是NO3-N作用的结果，NH4-N贡献很小。     

旱地土壤氮素、有机质状况及与作物吸氮量的关系

在具有典型半干旱气候特征的陕西永寿选取6种不同肥力水平的田块,分层采集0～100cm土样,测定各土层可矿化氮、全氮及有机质含量,研究其与作物吸氮量之间的关系,结果表明,各土层可矿化氮、全氮及有机质之间存在着良好的相关性,可矿化氮与作物吸氮量之间的相关程度高于与全氮、有机质间的相关性,可矿化氮加上土壤起始矿质氮后,相关系数更高,0～45cm土层的可矿化氮、全氮、有机质与作物吸氮量的相关性高于45cm以下的土层,且以30～45cm土层的为最好;以土壤全氮或有机质作为评价土壤供氮能力的指标,效果不如可矿化氮。     

石灰性土壤供氮能力几种生物测定方法的评价研究

 【目的】目前测定土壤供氮能力的生物方法较多，但基于土壤氮素形态的复杂性、土壤和微生物的高度变异以及生态条件的差异，不同土壤及不同测定方法结果之间仍然存在一定差异，对石灰性土壤采用哪些生物培养方法较好，目前仍无明确结论。【方法】以采自于黄土高原差异较大的25个农田耕层石灰性土壤为供试土样，以淋洗和未淋洗土壤起始NO3--N小麦和玉米两季盆栽试验作物吸氮量为参比，对可反映土壤供氮能力的淹水培养法、通气培养2周法、通气培养4周法、干湿交替通气培养2周法、间歇淋洗长期通气培养法、短期淋洗通气培养法、微生物量碳和微生物量氮等8种生物方法进行了比较研究，其中干湿交替通气培养法和通气培养4周法，是我们对通气培养2周的修订方法。【结果】在不包含起始矿质氮条件下，以上8种生物培养方法与淋洗土壤起始NO3--N盆栽试验作物吸氮量的相关系数依次为0.530，0.700，0.777，0.768，0.764，0.650，0.555和0.465（r0.05=0.369，r0.01=0.505），其中间歇淋洗长期通气培养法确定的氮素矿化势与作物吸氮量的相关系数为0.790；在包括起始矿质氮后（起始矿质氮+矿化氮），以上8种生物方法与未淋洗土壤起始NO3--N盆栽试验作物吸氮量相关系数依次为0.351，0.963，0.962，0.959，0.825， 0.963，0.289和0.095（r0.05=0.369，r0.01=0.505），其中氮素矿化势与作物吸氮量的相关系数为0.812。【结论】在排除起始矿质氮，特别是硝态氮的影响后，在反映旱地石灰性土壤可矿化氮量上，以氮素矿化势最佳；其次为通气培养4周、干湿交替通气培养2周和间歇淋洗长期通气培养法。包括起始矿质氮后，即在反映土壤供氮能力方面，各种通气培养法与未淋洗土壤起始NO3--N作物吸氮量相关性均大幅度提高，其中通气培养2周、通气培养4周、干湿交替通气培养2周和短期淋洗通气培养法相关系数均在0.950以上。而淹水培养法和微生物量碳、氮在表征石灰性土壤供氮能力上均比其它通气培养法逊色。综合考虑各方法在反映土壤可矿化氮和土壤供氮能力上的优劣，以及考虑到间歇淋洗长期通气培养法和以此获得氮素矿化势需培养时间较长，不适于作为实验室常规分析和快速测定土壤供氮能力的方法。根据本研究结果，可将干湿交替通气培养2周作为旱地石灰性土壤供氮指标，该方法不仅更加符合旱地土壤实际水分变化特征，而且既可反映土壤可矿化氮，也可用于评价土壤供氮能力。     

土壤生物量-碳和-氮与土壤有机碳、氮及施肥的关系

应用氯仿熏蒸培养法测定不同肥力水平的土壤生物量-C 和-N。结果表明:士壤生物量-C 与土壤有机碳的相关性达到极显著水准;用6mol/L HCl 水解的总氮量与土壤全氮也有很好的相关性,但与生物量-N 则不然;生物量-N 与酸解的氨基酸态氮及未知态氮都有显著相关性。施肥显著提高土壤生物量-C 和-N,有机无机肥料配合施用的大于单施化肥的。     

冬种黑麦草对6种稻田土壤微生物量碳、氮的影响

利用氯仿熏蒸浸提法研究了南方双季稻区6种母质发育的土壤种植黑麦草(Lolium multiflroum Lam.)作为冬季覆盖作物对土壤微生物量碳、氮周年动态的影响.结果表明:土壤类型对微生物量碳、氮影响显著(P<0.05).其中板页岩土壤微生物量碳含量最高,为450.8mg/kg;河沙泥微生物量碳最低,为60.8mg/l(g,由大到小排列为:板页岩>紫土>花岗岩>红壤>石灰岩>河沙泥.不同取样时期内土壤微生物性状有显著差异(P<0.05),种植黑麦草各处理比对照(冬闲)显著提高了土壤有机质含量和微生物量碳、氮.所有处理表现出相似的微生物量周年变化趋势:水稻成熟期高于分蘖期(P<0.05),晚稻生长季节大于早稻季节.土壤微生物量受土壤类型、土壤营养元素含量和种植制度的综合影响,微生物活动与作物生长有关.冬季种植黑麦草可显著提高土壤有机质含量和微生物量(P<0.05),在有机质分解快、有效养分含量低的土壤中效果更显著.     

台湾桤木林草复合生态系统土壤碳氮特征

【目的】了解不同台湾桤木林草复合生态系统土壤碳氮特征,探讨林草复合模式对土壤碳氮库的影响。【方法】以四川省丹棱县退耕还林地台湾桤木+扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、台湾桤木+黑麦草(Lolium mul-tiflorum)和台湾桤木+自然草(林下自然生长的杂草)3种模式为研究对象,采用土钻法分土层采集各模式下土样,研究其土壤有机碳和全氮特征。【结果】不同林草模式对土壤有机碳和全氮的影响程度并不一致。3种模式土壤有机碳和全氮含量表明:台湾桤木+牛鞭草>台湾桤木+黑麦草>台湾桤木+自然草,全氮含量差异显著(P<0.05)。各模式有机碳和全氮含量均随土层增加而显著降低(P<0.05)。3种模式土壤剖面平均C/N表现出:台湾桤木+牛鞭草>台湾桤木+自然草>台湾桤木+黑麦草,各模式间C/N差异显著(P<0.05)。【结论】林草复合模式能较好地改善土壤肥力,这为区域退耕还林林草模式水肥管理提供了理论依据。     

施氮后蚯蚓对植物吸氮及微生物固氮的影响

为探讨尿素施用后蚯蚓对植物吸氮量及微生物固氮量的影响,通过盆栽试验,以威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)为试验材料,对比有、无蚯蚓作用下15N标记的尿素施入后植物氮素含量的差异及土壤微生物量的变化过程。结果表明:培养结束后对植物进行取样测定,发现不同处理间植株氮含量并无显著差异,但接种蚯蚓的处理增加了植株生物量,进而导致蚯蚓作用下的植株总吸氮量提高了约30.8%。从分配比例上看,接种蚯蚓显著增加了植物吸收土壤氮的比例,却显著降低了植物吸收肥料氮的比例。在整个试验过程中,两处理的全氮(TN)含量均无显著变化,但土壤中来源于肥料的氮却随着培养的进行逐渐降低,且接种蚯蚓使其下降速度更快。微生物生物量氮(M BN)先下降后上升,且接种蚯蚓处理的MBN含量在试验初期(第5d)与试验末期(第30d)较高,但MBN中固定的肥料氮含量始终低于不接种蚯蚓的对照处理。试验过程中,土壤可溶性有机氮(D ON)的含量先下降后上升,与MBN变化趋势一致。与对照处理相比,接种蚯蚓处理的铵态氮(N H4+-N)含量降低,硝态氮(N O-3-N)含量则差异不显著。综上,蚯蚓可通过调节微生物生物量形成氮素缓冲库,从而促进植株对土壤氮而非尿素氮的吸收。     

追施氮对多花黑麦草再生产量和品质的影响

以多花黑麦草早、晚熟品系为材料,研究了追施不同氮量对再生产量和饲用品质的影响.结果表明,2个品系的再生草干物质产量(DM)、可消化干物质产量(DDM)、粗蛋白含量(CP)和干物质体外消化率(IVDMD)均随追施氮量的增加而增加,而中性洗涤纤维含量(DNF)、酸性洗涤纤维含量(ADF)和非结构性碳水化合物含量(NSC)则呈下降趋势.同一施氮量下,晚熟品系再生草的DM、DDM、NSC和IVDMD高于早熟品系,NDF和ADF低于早熟品系.2个品系的第2茬草DM 、DDM 、NSC和CP均高于第3茬草,NDF、ADF相反.随着追施氮量的增加,氮素利用效率呈下降趋势.综合牧草适口性、饲草品质和氮素利用率等因素,南京地区多花黑麦草早、晚熟品系再生草最适宜的追施氮量为300 kg/hm2.     

不同小麦品种氮效率差异的研究

以湖北省小麦主产区(鄂北岗地)主推小麦品种为材料,采用盆栽试验方法研究丰氮和缺氮条件下小麦的子粒产量、生物学产量、氯素吸收与分配、氮效率的特性.结果表明,以缺氮条件下小麦子粒产量为氮效应评价指标,供试小麦品种中氮高效应的品种为鄂麦23和鄂麦14;以丰氮和缺氮条件下小麦子粒产量之差值与施纯氮量之比为氯响应评价指标,氮高响应的品种为郑麦9023、豫麦49和鄂麦18,氮高效应和氮高响应的品种并不相同.因此,对土壤氮素吸收利用能力较强的植株生物学特性是氮胁迫条件下供试氮高效应品种的生物学基础.在丰氮条件下,供试的氯高响应小麦品种的子粒产量、植株氮吸收和干物质生产特性与缺氮条件下表现不尽相同.     

长期定位施肥对棕壤有机氮组分及剖面分布的影响

 【目的】揭示施肥对土壤供氮潜力的影响。【方法】以土壤有机氮作为土壤肥力的重要指标采用Bremner法对棕壤29年长期定位试验的有机氮组成进行分级。【结果】单施化肥处理对耕层土壤有机氮含量及其组成无明显影响;有机肥和化肥配施,耕层土壤各形态酸解有机氮的含量都有不同程度的提高,其中氨基酸态氮的增加最为明显。在不同施肥处理中的顺序是氨基酸态氮＞非酸解态氮＞酸解氨态氮＞酸解未知态氮＞氨基糖态氮。各形态有机氮的剖面分布相似,含量均随土层的加深而降低。不同处理对有机氮各组分含量变化的作用表现为有机无机配施处理＞单施有机肥处理＞单施化肥处理、不施肥处理。【结论】长期有机无机肥配施显著提高了土壤的供氮潜力,是维持土壤肥力最优的施肥方式。     

氮素对甘蓝产量、硝酸盐含量及氮吸收量的影响

为了保证蔬菜食用安全,研究了不同施氮量对甘蓝产量、硝酸盐含量和氮吸收量的影响。结果表明,氮肥是提高甘蓝产量的主要影响因子,各处理与N1处理比较,可增产9.2%以上,特别是处理N3,N4,N6,N7分别增产23.7%,20.9%,13.9%,34.8%;外叶硝酸盐含量是内叶(可食部分)的3倍左右,外叶和内叶(可食部分)中硝酸盐含量均随着施氮量的增加呈增加趋势,甘蓝结球可食部分可以生吃,外叶部分硝酸盐含量较高,只能熟食;施N为162 kg/hm2是甘蓝最佳施氮量,可食部分中氮吸收量远远高于外叶,处理N7可食部分氮累积量最高;处理N1,N2氮素施用量表现为亏缺,其他处理氮素施用量都表现为盈余,并且随着施氮量的增加氮的盈余量增多(处理N7除外);耕层土壤(0～20 cm)硝酸盐含量高于20～40 cm土层土壤,各土层中硝酸盐含量不稳定。     

长期施肥下黑土活性氮和有机氮组分变化特征

【目的】研究长期不同施肥措施下土壤活性氮和有机氮组分特征,探讨土壤活性氮和有机氮组分之间的关系,为评价土壤肥力、制定合理施肥措施提供科学依据。【方法】利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,选取对照（CK,不施肥）、不施氮肥（PK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、有机无机肥配施（MNPK）5个处理,采用氯化钾浸提-差减法、氯仿熏蒸-K2SO4提取法和Bremner法分别测定不同处理土壤可溶性有机氮、微生物生物量氮和有机氮组分含量。【结果】长期施用化肥对土壤耕层活性氮和有机氮组分含量无显著影响。单施有机肥和有机无机肥配施处理较单施化肥处理可溶性有机氮含量分别增加34.7%和56.2%,微生物生物量氮含量分别增加89.8%和144.7%。与单施化肥相比,长期单施有机肥和有机无机肥配施显著增加了酸解铵态氮、酸解氨基酸氮、酸解氨基糖氮和酸解未知氮的含量,增幅分别在23.3%—29.1%、19.2%—33.2%、30.6%—47.6%和20.2%—32.0%,对非酸解氮无显著影响。不同施肥措施下有机氮各形态的分布趋势为非酸解氮＞酸解氨基酸氮＞酸解铵态氮＞酸解未知氮＞酸解氨基糖氮。与单施化肥相比,长期单施有机肥和有机无机肥配合施用处理酸解有机氮占全氮比例有所提高,增幅达6.4%和9.9%。土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮均与酸解有机氮组分之间均存在显著的正相关关系。在土壤有机氮组分中,酸解氨基酸氮、酸解未知氮和酸解铵态氮对可溶性有机氮和微生物生物量氮的影响最大。【结论】土壤氮素含量的变化与施肥措施密切相关,有机无机肥配施措施能显著增加土壤活性氮和有机氮组分含量,有利于提高土壤氮素供应能力;酸解氨基酸氮、酸解未知氮和酸解铵态氮是土壤活性氮的主要贡献因子。     

水稻植株氮素吸收与籽粒蛋白质积累模型

 【目的】建立基于生理生态过程的水稻籽粒蛋白质积累模拟模型。【方法】基于不同地点、品种及施氮水平的田间试验资料,通过解析花前植株氮素吸收与积累、花后氮素吸收与转运的动态特征及定量关系,构建水稻植株氮素吸收与籽粒蛋白质积累的模拟模型。【结果】水稻籽粒中氮素积累速率取决于源限制下的可获取氮源和库限制下的氮素积累速率;源限制下的可获取氮源取决于营养器官向籽粒转运的氮素和花后植株吸收的氮素,库限制下的氮素积累速率由潜在氮素积累速率及温度、水分和氮素因子效应来综合决定。营养器官中的氮素转运又分为叶片和茎中积累氮素的转运;花前叶片和茎中的相对氮含量随播后生长度日线性增加;花后叶片和茎中的相对氮含量随花后生长度日线性递减;花后吸收的氮素随籽粒重的增加对数递增。利用独立的田间试验资料对所建模型进行了检验,结果显示模拟值与观测值之间具有较好的一致性,其中花前叶片与茎秆氮素吸收量、花后籽粒氮素吸收量、花后叶片与茎秆中氮素转运量的决定系数分别为0.968、0.980、0.974、0.970和0.976,根均方差分别为16.55%、13.24%、9.53%、10.93%和9.29%;籽粒蛋白质含量的决定系数分别为0.930,根均方差分别为7.82%。【结论】模型对不同栽培条件下水稻植株氮素吸收与转运以及籽粒蛋白质积累具有较好的预测性,为水稻生产中籽粒蛋白质指标的动态预测提供了量化工具。     

不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用特征的研究

在群体水培条件下，于2001和2002年分别以国内外不同年代育成的88、122个具代表性的籼稻品种(品系)为供试材料，采用组内最小平方和的动态聚类方法对供试品种的产量进行聚类，研究不同产量类型籼稻品种氮素吸收利用的基本特征。结果表明：抽穗期植株含氮率高，抽穗前、后的氮素吸收量大，抽穗后吸收的氮素比例大，成熟期运转到穗部的氮素比例高，氮素籽粒生产效率及氮素收获指数高是高产品种氮素吸收利用的基本特征。多元回归分析表明：在9个氮素吸收和利用的性状中，对产量有显著影响的为抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率，随着抽穗前吸氮量、抽穗后吸氮量和氮素籽粒生产效率的增加，供试籼稻品种的产量显著提高。