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。     

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(P0.01),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(P0.01),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(P0.01),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(P0.01),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(P0.01),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(P0.01),与整株累积吸氮量相关系数分别为0.840和0.851(P0.01)。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。     

关于土壤氮素矿化势作为有效氮指标的研究

以2种作物,12个质地、有机质、全氮及碳氮比不同的土壤进行的盆栽和培养试验表明,利用土壤氮素矿化势计算得出作物生长期间的矿化氮量与作物吸收氮量有密切关系,且两者间有稳定比值。根据土壤氮素矿化势计算作物生长期间可利用的氮素有较为合理的依据,值得重视。用KCl煮沸法所浸取的氮素与短期培养所矿化的氮素是高度正相关,且回归系数接近1,说明二者在表示土壤供氮能力方面有同样价值。     

土壤氮素矿化与土壤供氮能力——Ⅱ.矿化氮量与作物吸氮量的关系

根据土壤氮素矿化势和氮素矿化累积计算了不同时期土壤氮素矿化量。结果表明,两种方法计算出来的矿化氮量均与作物吸氮量有良好相关,而前者效果更优。作物吸收的氮素大约等于土壤矿化氮的2/5,等于土壤中起始NO_3~--N和作物生长期间矿化氮之和的2/3。这一结果为定量预测作物不同生长时期土壤供氮和确定氮肥适宜用量、施用时期提供了有用依据。     

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。     

旱地新型土壤供氮力指标——氯仿熏蒸浸提氮

模拟旱地条件进行盆栽试验,尝试用氯仿熏蒸-浸提法测定土壤供氮力。分析了熏蒸前后各种形态氮素含量的变化,并对黑麦草吸氮量与农田土壤熏蒸-浸提氮进行了相关性分析。结果表明:各种施肥处理以及不同土地利用方式下氯仿熏蒸-浸提氮与黑麦草吸氮量有明显的相关性,氯仿熏蒸浸提的硝态氮和有机氮与吸氮量均呈极显著相关,相关系数分别为0.938和0.942。氯仿熏蒸浸提全氮能全面可靠地反映土壤的供氮力,表明氯仿熏蒸浸提氮是一个良好的土壤供氮力指标,它可以用于估计农田土壤的供氮力。氯仿熏蒸浸提法测定土壤有效氮适于包括碱性土壤和水田土壤在内的各种类型土壤。     

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。     

不同生育期水稻品种氮素吸收利用的差异

 【目的】研究不同生育期类型水稻品种氮素吸收利用的差异，分析提高其氮素吸收利用的途径。【方法】在群体水培条件下，以88—122个常规籼稻品种（2001—2002）、94个常规粳稻品种（2008—2009）为材料，测定生育期、各器官干物重和氮素含量、产量及其构成因素等，采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按播种到抽穗日数（为方便描述本文统称为生育期）从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 六类，研究各类品种氮素吸收利用的差异及其原因。【结果】生育期长的品种抽穗期和成熟期氮素累积量大（籼稻）或较大（粳稻），但结实期吸氮量并无优势；生育期长的品种植株含氮率较低（粳稻）或品种间差异较小（籼稻），单位面积穗数较少（籼稻）或品种间差异较小（粳稻），但其生长日数多、干物质生产量大、单穗吸氮量较大、单穗吸氮强度大（籼稻）或较大（粳稻），干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度对吸氮量的作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生长日数对吸氮量的作用；生育期长的品种氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻），氮素干物质生产效率较大（粳稻）；生育期长的品种抽穗期、成熟期茎鞘叶中氮素分配比例大，穗中氮素分配比例小或较小（成熟期粳稻）。【结论】生育期长的品种吸氮能力强（籼稻）或较强（粳稻），氮素籽粒生产效率低（籼稻）或中等偏大（粳稻）。生育期长的品种植株含氮率、穗数或小或无优势，但生长日数、干物质生产量、单穗吸氮量、单穗吸氮强度大。促进干物质生产，提高单穗吸氮强度和单穗吸氮能力有利于提高生育期长的品种氮素吸收量。无论是籼稻品种还是粳稻品种，促进营养器官中氮素向穗部运转，减少茎鞘叶中氮素分配比例，均有利于生育期长的品种氮素利用效率的提高。对粳稻品种而言，成熟期较低的植株含氮率也是生育期长的品种氮素利用效率高的重要因素。     

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。     

对一种测定土壤潜在可矿化氮的化学浸取方法的评价

用全氮、有机质、pH、碳氮比及质地不同的12种土壤进行了大麦、燕麦和黑麦等3种作物的盆栽试验,并以KCl煮沸法测定了其可矿化的氮素,以估计土壤潜在的有效氮素。试验表明,KCl浓度及浸取时间长短对NO_3~--N浸出量无明显影响,用1 mol/L KCl煮沸浸取1h之后,NH_4~--N亦增加不多。1 mol/L KCl煮沸1h所释放的氮素与3种作物吸氮量密切相关,证明了这种水解方法能较好地预报盆栽试验条件下不同土壤释放作物可利用氮素的相对能力。一旦包括土壤特性,温、湿度在内的氮素释放模式形成之后,KCl煮沸法有可能用来很好地预报大田条件下作物生长期间转变成有效态氮素的数量。     

氮钾肥对污染土壤中蕹菜生长及吸收铅的影响

为了探索提高植物吸收铅(Pb)的能力及增加铅迁移量的方法,采用温室盆栽试验,研究了单施氮钾(N、K)肥及配合施用对蕹菜生长及吸收铅的影响。结果表明:土壤铅浓度为500mg/kg条件下,单施氮肥、钾肥与低量氮肥配施能显著增加植物地上部生物量,提高植物地上部铅的含量,进而显著提高了植物的铅迁移总量,其中以低量氮肥与高量钾肥配合施用的效果最好,单施钾肥则降低植株的铅迁移总量;单施氮肥及氮钾肥适当比例配施还可以提高植物地上部铅的迁移量,提高植物地上部提取铅的效率。因此,通过调节土壤氮钾营养的方法可以提高铅污染土壤中植物对铅的吸收能力及迁移总量。     

小麦吸氮规律与土壤中矿质氮的变化

在盆栽条件下,小麦吸氮有两个高峰:一是播后1月(分蘖期),二是来年2月(返青期)。小麦生长后期,植株吸收的氮素不但无增,反而明显减少。种与不种作物,土壤矿质氮都处在不断变化之中。整个趋势是,随着温度升高,NH_4~+-N不断减少,在种植作物情况下,减少更剧烈;NO_3~--N大致趋于稳定。后期,种与不种作物土壤中的NH_4~+-N和NO_3~--N含量基本一致,表明种作物的土壤,矿质氮在作物生长后期得到了恢复。不管种植作物与否或休闲期长短,土壤中的矿质氮最后都维持着大致一样的较低水平,有趋低现象。     

Estimation of the Biological Methods of Assessing Soil N-Supplying Capacity in Calcareous Soil

Although many biological methods are used to determine soil nitrogen supplying capacity, there are certain differences in the results for different types of soils and various ways of measurement due to the complexity of soil N conformation, the high variance of soil and microorganism, and the difference of environment. Therefore, it is not clear about which biologic incubation method is better for calcareous soil. In this study, pot experiments were performed by using 25 different calcareous surface soil samples on the Loess Plateau and taking the N uptake of wheat and corn with leaching soil initial nitrate and without leaching in pot experiments as the control to investigate the difference of eight biological incubation methods for reflecting soil nitrogen supply capacity. The eight biological methods are waterlogged incubation, aerobic incubation for 2 weeks and for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks, long-term alternate leaching aerobic incubation (and N mineralization potential, N^o), short-term leaching aerobic incubation, microbial biomass carbon (B_c), and microbial biomass nitrogen (B_N) method, respectively. Among these methods, the dry-wet alternation aerobic incubation and aerobic incubation for 4 weeks were the modification of the method of aerobic incubation for 2 weeks according to the actual farmland moisture. The results showed that the correlation coefficients between these methods and crop uptake N w with leaching soil initial nitrate were 0.530, 0.700, 0.777, 0.768, 0.764 (and 0.790, N₀), 0.650, 0.555, and 0.465, respectively (r_0.05 = 0.369, r_0.01 = 0.505). While without leaching soil initial nitrate, their coefficients were 0.351, 0.963, 0.962, 0.959, 0.825 (and 0.812, N₀), 0.963, 0.289, and 0.095, respectively (r_0.05 = 0.369, r_0.01=0.505). In conclusion, excluding the soil initial nitrate, the correlation coefficients between the eight methods and crop uptake N were, from high to low, N₀, aerobic incubation for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks, and long-term alternate leaching aerobic incubation, while including the soil initial nitrate the correlation coefficients between them increased significantly and the values were all beyond 0.950 for these four methods, including aerobic incubation for 2 weeks and for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks and short-term leaching aerobic incubation. The waterlogged incubation method, B_C and B_N in the calcareous soil, had lower correlation coefficient with crop uptake nitrogen compared with other methods. Thus, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks was a better index for evaluating calcareous soil N supply capacity due to some other methods having disadvantages and not suitable for the actual farmland characteristics.     

土壤氮素矿化与土壤供氮能力——Ⅲ.旱地土壤氮素矿化的数学模型

根据一级化学动力学反应方程,利用数值解的电子计算机优化程序,把矿化氮分为易矿化氮和难矿化氮两部分,分别求出了他们的矿化数量(N_1,N_2)及其矿化速率常数(k_1,k_2),建立了土壤氮素矿化的数学模型。结果表明,易矿化氮约占土壤全氮的10％左右,与作物吸氮量的关系最为密切。其主要来源于酸解性氨基酸氮。     

北京地坛公园主要游览绿化区土壤障碍因素初探

本文研究了地坛公园１０块主要游览绿化带土壤坚实度、容重、总孔隙度、含水量等物理性质。全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、土壤ｐＨ值和含盐量等化学性质。探索了地坛公园主要游览绿化区内土壤障碍因素与地上植物长势之间的关系，证实了某些土壤不良物理性状和化学性质对植物正常生长的不良影响，为地坛公园土壤的改良与树木养护提供了理论根据。