长期施氮与灌溉对毛白杨人工林土壤硝态氮分布与积累的影响

[目的]研究灌溉和施氮对硝态氮在毛白杨林地土壤中积累与分布的影响,为毛白杨速生丰产林科学精准施肥和减少硝态氮淋失提供依据。[方法]在华北平原毛白杨适生地河北威县,利用"十二五"毛白杨大径材培育研究长期试验地,研究了通过灌溉保持不同土壤水分状况(田间持水量45%、60%、75%)和施氮量(0.0、101.6、203.2、304.8 kg·hm~(-2))对土壤硝态氮分布与积累的影响。[结果]土壤硝态氮分布具有明显的表聚性,在0■200 cm土层呈先下降后上升再下降的"S"型变化趋势,且施氮量越大,硝态氮在60■100 cm土层累积的趋势越明显。随着土壤水分的增加,土壤硝态氮的淋洗峰所在土层深度分别在40■60、60■80、80■100 cm。土壤硝态氮累积量随施氮量的增加而增加,随灌水量的增加则呈先增加后减少的趋势;水氮交互作用对硝态氮的分布与积累影响显著。林地不同水氮组合土壤硝态氮积累量为86.11■259.29 kg·hm~(-2)。[结论]施氮量与土壤水分含量对毛白杨林地土壤硝态氮的分布与积累影响显著,在0■200 cm土层内,随着施氮量的增加,硝态氮的积累量呈上升趋势;随着土壤含水量的增加,硝态氮积累峰所在的土层呈逐渐下移的趋势。与农田生态系统相比,试验林地0■200 cm土层内硝态氮积累量较低,林地生态系统庞大林木根系对硝态氮吸收作用值得重视。同时,为了减少硝态氮的淋失,建议减少氮肥的施用,并将田间持水量控制在60%■75%。     

不同施氮水平对库尔勒香梨园土壤无机氮分布的影响

为给香梨种植生产过程中氮肥的合理施用提供科学依据,以树龄为6 a的库尔勒香梨树为试材,在香梨年生长周期内的不同时间段,采用土钻分层取土法取样,研究了不同施氮水平下香梨园土壤无机氮的含量分布及累积特征。结果表明:施氮对库尔勒香梨园土壤中无机氮的含量和累积均有显著影响,同时土壤中无机氮的含量因土层深度和香梨生育时期的不同而发生变化。不同施氮处理下,土壤中无机氮的分布均具有表聚效应,硝态氮还具有明显的向下淋洗的作用,但铵态氮的淋洗作用较弱;土壤中无机氮的含量随着氮肥施入量的增加而增加,但随着香梨生育期的推进这种影响逐渐减弱;在库尔勒香梨年生育末期,施氮处理N1PK、N2PK和N3PK的0~120 cm土层土壤中无机氮的总累积量与不施氮处理N0PK的相比分别增加70.81、74.39和133.39 kg·hm~(-2);施肥处理中的N1PK和N2PK处理之间差异不显著,而其与N3PK处理间的差异均较为显著。文中因此建议,为了减少土壤中无机氮的累积,降低硝态氮向下淋洗污染地下水和环境的风险,库尔勒香梨园的施氮量应控制在300 kg·hm~(-2)以内。     

氮添加对辽东山区落叶松人工林土壤碳氮的影响

在工业发达、农业集约化程度较高的区域氮沉降增高仍然很突出。为明晰氮沉降类型及其强度对土壤碳氮的影响,研究了多形态、多水平氮添加下落叶松人工林的土壤碳排放及土壤碳氮的变化。结果表明,NH_4~+-N添加低、中、高3种水平每年土壤碳排放量分别比对照增加了253.81、17.15和5.69 g C·m~(-2); NO_3~--N添加低、中氮两种水平分别比对照增加了203.37和111.06 g C·m~(-2),而高氮水平减少了47.14 g C·m~(-2)。两种形态氮素添加下土壤铵态氮含量变化微小,而硝态氮含量则在逐年升高,土壤微生物生物量碳呈现出降低的趋势,而土壤微生物生物量氮表现出升高的规律。双因素方差分析显示氮素形态对土壤铵态氮及微生物量碳、氮含量均有显著的影响,而氮添加水平仅对土壤硝态氮含量有显著的影响。     

河岸带落叶松林土壤氮素空间格局研究

通过对庞泉沟河岸带落叶松林的土壤氮素空间格局进行分析,了解河岸带全氮、铵态氮、硝态氮的储量以及氮素的空间格局,为河岸带对河流氮素的净化研究提供基础数据。结果表明：1）土壤表层氮素含量较高,土壤中全氮、铵态氮、硝态氮空间异质性明显,并且氮素在土壤层之间、高地连续体上存在不规则的垂直格局和水平格局。2）在高地连续体上,河岸带土壤全氮与硝态氮呈显著正相关（r=0.613）,全氮与铵态氮呈正相关（r=0.114）,全氮与与河岸带宽度呈负相关（r=-0.075）,铵态氮与硝态氮呈负相关（r=-0.004）。土壤氮素格局受多因素影响,氮素的形态与含量主要受地形、林分、降水以及土壤理化性质等因素的综合影响。     

不同铵硝态氮配比对针阔混交林木荷和杉木幼苗生长影响研究

本研究旨在探讨不同铵硝态氮配比对针阔混交林中木荷和杉木幼苗生长的影响。通过测定光合特性、幼苗生长和生物量等指标,对两种树种在不同N素形态和配比下的响应进行了评估。研究结果显示,不同树种对铵硝态氮的响应存在差异。对于杉木而言,适量增施铵态氮可促进光合作用和地上部生长,但过高的铵态N浓度可能导致根冠比降低。而木荷则对较高硝态N浓度的处理有利于光合作用和地上部生长。因此,最佳的铵硝态氮配比可能因树种而异。在实际N施肥中,应考虑土壤中N素含量和比例,以制定合理的施肥策略。     

落叶松种子园土壤养分特征研究

该研究以落叶松1.5代和2代种子园为对象,通过测定不同土层土壤养分含量,揭示落叶松不同世代种子园土壤特性,以期为指导精准施肥提供理论依据。结果表明:落叶松种子园土壤养分总体较为充足,个别养分指标偏低,如铵态氮和硝态氮含量。落叶松种子园土壤养分含量垂直分布特征明显,各养分含量随土层加深而减少。落叶松2代种子园土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量较低,全磷和有效磷含量较高,分别为0.74 g·kg~(-1)和26.73 mg·kg~(-1),是1.5代种子园的1.57和6.15倍。落叶松1.5代种子园土壤pH值、全磷和有效磷含量较低,土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量较高,全氮含量达到1.27 g·kg~(-1),分别是2代种子园和日本落叶松试验林的1.42和1.23倍。该研究对我国北方落叶松种子园合理施肥具有指导意义。     

马来西亚土壤天然有机态氮的矿化作用

对20种普通胶园土壤实验室培养的试验结果表明,天然有机态氮产生硝态氮的矿化作用有两种明显不同的模式。由Batu Anam、Segamat、Jerangau、Bungor、Durian、Malacca、Briah和Selangor八种土系组成的土组中,当土壤培养延长至12周,从土壤天然有机态氮中释放出的矿质氮主要是铵态氮,硝态氮很少,甚至没有。其余试验的土壤,开起时产生铵态氮,这些累积的铵态氮逐渐转化成硝态氮。可以认为,这些土壤由于缺乏自养硝化细菌,氮的硝化作用主要由异养微生物实现的。 土壤经培养12周之后,每克土壤矿化20—100微克氮,占全氮的2.9—6.4％。天然土壤有机态氮的矿化量,与土壤含沙百分率、全氮矿化百分率和有机碳显著相关,而与全磷、粘土和全氮极显著相关。     

塔里木盆地东北部香梨园土壤无机氮分布特征

以新疆库尔勒市梨园6年树龄库尔勒香梨为试材,采用土钻分层取土的方法对香梨整个生育期的香梨园土壤取样,研究土壤无机氮含量及累积特征。结果表明:香梨园土壤中无机氮的分布具有表聚效应,不同层次土壤无机氮的含量都随着生育期的推进而呈现递减趋势。施用氮肥可以增加土壤中无机氮含量,且土壤中无机氮含量与氮肥施用量呈正比关系,会随着氮肥施用量的增加而增加。在香梨年生育末期,0~120cm土层土壤中硝态氮累积量达到15.1kg/hm~2,铵态氮累积量达到13.43kg/hm~2,无机氮的累积量共计28.53kg/hm~2。     

氮添加与凋落物管理对华北落叶松人工林土壤化学性质的影响

本研究以阴山山地华北落叶松人工林为研究对象,分析氮添加与凋落物管理对表层土壤化学性质的影响,以期为加速凋落物分解和地力维持提供科学依据。采用两因素随机区组试验,氮添加水平为不施氮[0 kg/(hm~2·a)]、低氮[50 kg/(hm~2·a)]和高氮[100 kg/(hm~2·a)],凋落物管理方式为保持原状、堆积和搅拌。结果显示:(1)单独氮添加,随着添加量的增加,土壤pH显著下降,硝态氮含量显著升高;氮添加显著降低土壤有机质含量,低氮处理显著提高速效钾含量,高氮处理显著提高有效磷含量。(2)单独凋落物管理,堆积和搅拌可显著降低土壤pH,提高土壤硝态氮、有效磷含量;凋落物堆积处理显著降低表层土壤速效钾含量,凋落物搅拌处理显著提高表层土壤有机质、全氮、速效钾含量。(3)交互作用对表层土壤pH和有机质、全氮、硝态氮、有效磷、全钾、速效钾含量的影响显著。上述研究结果表明,氮添加可促进表层土壤中有机物的矿化,提高硝态氮、铵态氮和有效磷含量,搅拌处理可加速凋落物分解,提高土壤有机质、全氮和速效养分含量。因此,高氮+搅拌处理土壤全钾、有效磷、速效钾、硝态氮含量最高,对促进养分循环和维持地力平衡具有重要作用。     

氮肥运筹对皮胎果产量、施肥效益及土壤养分累积量的影响

以13年盛果树龄的皮胎果(Pyrus sinkjorgensis)树为试验试材,开展了氮肥不同用量与氮肥不同生育时期施肥试验。结果表明,施氮肥0.6kg/株其产量、施肥纯利润和肥料对产量的贡献率为最高,与不施肥处理相比,分别增加了35.9%、4 922.8元/hm~2和26.4%;相对于其余处理,能促进新生枝和叶片的生长,而0~60cm硝态氮累积量较低;再增加施氮量其土层硝态氮累积量呈指数模型增长,增加了污染环境的风险。60%无机氮肥在第1次幼果膨大期追施,施肥综合效率达到最大值。临夏高寒阴湿区盛果期皮胎果树高产高效与环境友好型施肥技术,施肥量为氮(N)0.6~0.81kg/株、磷(P_2O_5)0.3kg/株、施钾(0.3kg/株),其中氮素组分为无机氮素60%+有机氮素40%,磷肥、钾肥和有机氮肥40%在萌芽前作基肥一次性施入,无机氮素60%在第一次幼果膨大期追施。最高产量施氮量为0.84kg/株。     

不同土地利用类型对土壤氮素的影响

选取林地、园地和耕地3种土地利用类型,分析禹州市褐土土壤中氮素含量的研究结果表明:0～15 cm土层中,矿化氮含量为:林地>园地>耕地;土壤表层(0～5 cm)硝态氮含量林地最高,显著高于园地和耕地,而土壤表层铵态氮含量园地和林地显著高于耕地;不同土层中的,林地、园地和耕地的硝态氮和铵态氮含量差异显著(P<0.05)。在林地和园地0～5 cm土层中,硝态氮含量显著高于10～15 cm土层,而耕地中硝态氮含量无显著差异,其中林地的硝态氮含量随土壤深度的增加而降低。3种土地利用类型铵态氮含量主要集中分布在土壤0～10 cm土层中。     

宁县黄甘桃土壤养分与果实品质的典型相关性分析及优化方案

【目的】探索宁县黄甘桃园土壤养分与果实品质的关系，提出土壤养分含量优化方案，对照方案分析土壤营养的丰缺状况，为该桃的科学配方施肥提供理论依据。【方法】通过测定调查桃园的果实品质和土壤养分含量，运用典型相关分析和多元线性回归分析等方法，筛选出影响宁县黄甘桃果实品质的主要土壤养分因子，建立并求解基于果实品质与土壤养分关系的线性方程组，获得生产优质果品所对应的土壤养分含量优化方案。【结果】调查桃园的土壤均呈碱性，除有机质处于缺乏水平外，其余指标均处于中等或丰富的水平。宁县黄甘桃果实品质是土壤养分因子共同作用的结果。多元统计分析结果表明，单果质量主要受土壤硝态氮、有效Mn和有效B的影响，果实可溶性固形物含量主要受土壤pH值、有机质和有效Fe的影响，硬度主要受土壤硝态氮、速效钾、有效Zn和有效B的影响，“L”值主要受土壤有机质和硝态氮的影响，“a”值主要受土壤pH值、有机质、交换性Ca和有效B的影响，“b”值主要受土壤pH值、有机质、速效磷和交换性Ca的影响，可滴定酸含量主要受土壤pH值、硝态氮和有效Mn的影响，固酸比主要受土壤pH值、有效Fe、有效Mn、有效Cu、有效Zn和有效B的影响。【结论...     

冻融作用对含有黑炭土壤中硝态氮淋失的影响

在对比分析添加和未添加黑炭以及冻融和未冻融处理土柱淋出液中硝态氮浓度差异基础上,考察研究了不同冻融条件(冻结温度、冻结时间和融化时间)和氮素形态与含有黑炭土壤中硝态氮淋出效果之间的关系。结果表明,黑炭提高了土壤固持硝态氮的能力,冻融降低土壤固持硝态氮的能力,促进了土柱中硝态氮的淋失。在添加KNO_3的土柱淋出液中硝态氮浓度最高,最大值达到96.80mg/L;而添加NH_4Cl的土柱淋出液中硝态氮浓度为最低。冻结温度为-5℃和-25℃处理土柱淋出液中硝态氮的浓度相近,而且均高于冻结温度为-15℃的硝态氮浓度。延长冻结时间和融化时间均会使淋出液中硝态氮的浓度增高。     

石油污染对土壤速效养分的影响

为了研究石油污染对土壤有效养分的影响,在内蒙古额尔古纳市森林草原过渡带生态系统研究站进行了模拟落地油方式的污染胁迫实验,分析了0～5cm表层土壤中硝态氮、铵态氮、有效磷含量。结果表明:土壤中石油浓度与土壤硝态氮、铵态氮、有效磷含量无显著相关关系;石油污染浓度升高导致硝态氮含量的降低,铵态氮、有效磷含量升高。     

不同间伐强度对华北落叶松人工林土壤氮素含量的影响

笔者以华北落叶松人工林为研究对象,研究了弱度、中度、重度3种不同间伐强度对林下土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量的影响。结果表明:间伐措施不同程度地改良了土壤肥力。间伐后,土壤铵态氮、硝态氮含量均有不同程度的提高。其中,重度间伐样地提高最多,铵态氮含量提高了29.5%,硝态氮含量提高了245%.土壤全氮含量有不同程度的降低。其中,重度间伐样地降低最多,达29.23%.     

应用PLFA方法分析氮沉降对土壤微生物群落结构的影响

【目的】土壤微生物是土壤生态系统变化的敏感指标。本研究选择磷脂脂肪酸法( PLFA)分析微生物群落结构的变化,可以更准确地了解短期氮沉降对土壤生态系统的影响,从而预测氮沉降后土壤性质及植物生长的变化趋势,为氮饱和条件下人工林的可持续经营提供微生物参数和指标,对氮沉降的即时调控和实时治理具有指导意义。【方法】2013年5月,在江西省分宜县山下林场约1 hm2的杉木幼龄林中建立30个1 m ×1 m 的样方,在30个样方中进行5种氮沉降量[N0(对照)、N1(20 kg·hm －2a －1)、N2(40 kg·hm －2a －1)、N3(60 kg·hm －2a －1)、N4(80 kg·hm －2a －1)]和2种氮形态(NH4+-N,I和 NO3－-N,II)的模拟沉降试验,沉降1年后用土钻进行土壤样品采集。磷脂脂肪酸提取方法为氢氧化钾－甲醇溶液甲酯化法,以十九烷酸为内标,采用 Agilent 6850N 测定,用Sherlock MIS4.5系统分析PLFA图谱,脂肪酸含量换算成每克干土中的含量( nmol)后进行分析。【结果】本研究共检测到PLFAs 72种,其中特征脂肪酸36种。分析特征脂肪酸种类和含量可知：各处理中土壤微生物群落均以原核微生物为主,不同氮处理样地中以磷脂脂肪酸总量表征的土壤微生物生物量范围20～44 nmol·g －1。沉降铵态氮时,土壤中 PLFA总量、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌脂肪酸含量均高于对照样地,细菌、真菌、放线菌和原生动物的脂肪酸含量变化趋势相同,均为随着氮沉降量的增加先升高再降低最后再升高,NH4+-N N4处理土壤微生物 PLFAs的数量最多,NH4+-N N2处理土壤微生物 PLFAs的丰度值和多样性值最高;沉降硝态氮时,土壤中 PLFA 总量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌 PLFAs量随着硝态氮浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势,在 NO3－-N N2处理达到最大值。细菌和放线菌的标记脂肪酸含量变化趋势相同。NO3－-N N2处理微生物脂肪酸量最多,NO3－-N N4浓度下微生物 PLFAs多样性值最高。根据典型性相关分析,得出铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。【结论】当氮沉降量小于80 kg·hm －2 a －1时,铵氮和硝态氮处理均促进了微生物的生长,但增长幅度不同。铵态氮的最高氮处理和硝态氮的中氮处理,更有利于土壤微生物总量的增长,铵态氮的中氮处理和硝态氮的最高氮处理,更有利于土壤微生物多样性的增加。铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。     

大兴安岭北部主要树种生长季根际土壤氮素含量特征

为了探讨大兴安岭地区主要树种(樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨)根际土壤氮素的富集程度和差异性,选用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对其全氮、铵态氮与硝态氮含量特征进行研究。结果表明:1)4个树种根际土壤全氮含量5—10月波动在1.22～5.43 g·kg-1之间,最大值均在5月;根际土壤铵态氮和硝态氮分别波动在22.41～53.75 mg·kg-1和0.79～2.06 mg·kg-1之间,含量均在7、8月较低,且兴安落叶松根际土壤月平均铵态氮和硝态氮含量均为最高。2)研究区无机氮素以铵态氮为主,占95%以上;根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量均显著(P <0.05)高于非根际土壤,分别高出101.77%、29.26%和9.07%;兴安落叶松根际土壤全氮富集率达101.25%,铵态氮、硝态氮富集率均最高为39.37%和15.34%;樟子松根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮富集率分别为95.98%、34.86%和7.84%;白桦全氮的富集率最高为125.73%,铵态氮、硝态氮富集率为30.30%和7.31%;山杨根际土壤氮素富集率最小。3)根际土壤铵态氮与全氮、硝态氮均呈极显著正相关,而全氮与硝态氮之间相关性不显著。4)4个树种根际土壤对氮素养分含量均具有明显的正根际效应,其中针叶树种对无机氮素的富集能力强于阔叶树种,且兴安落叶松对氮素的富集能力最强。因此,在森林经营和调整林分结构时可适当调整兴安落叶松树种比例,以提高森林生产力。     

银杏复合经营对土壤碳、氮、磷和有机质的影响

以江苏东台林场银杏+小麦(G+W)、纯银杏(G)和纯小麦(W)经营模式为研究对象,对不同土层(0~5,≥5~15,≥15~30和≥30~50mm)的p H、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮和铵态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质进行了系统的测定。结果表明:不同经营模式对土壤p H没有显著的影响,但对土壤微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质等影响显著。G+W经营模式有较高的土壤微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、全氮、速效磷、全磷和有机质。因此,银杏复合经营系统能够更好地维持土壤肥力,利于土地可持续经营。     

林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及硝化-反硝化作用的影响

为探讨林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态和硝化作用、反硝化作用的影响,选择了覆盖11、3、5 a和不覆盖(CK)4种处理的雷竹林,测定0 20 cm土层土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量,并采用气压过程分离系统(BaPS)测定土壤总硝化速率和反硝化速率。结果表明:随着覆盖年限的增加,试验雷竹林0 20 cm土层土壤全氮含量总体呈增加趋势,覆盖雷竹林全氮含量显著高于CK;土壤铵态氮和硝态氮含量均呈倒"N"型变化,覆盖3 a雷竹林的铵态氮和硝态氮含量最高;土壤铵硝比递增,覆盖3 a后显著提高,覆盖5 a后铵态氮是雷竹林土壤无机氮库的主要存在形式;土壤总硝化速率呈下降趋势,总体上与不同形态氮素含量、铵硝比相关性不显著,且相关性强度随覆盖经营年限的增加而减弱。土壤反硝化速率在覆盖3 a及以下年限时基本为0,覆盖5 a时显著提高,达69.53 μg·kg^-1·h^-1。研究表明,林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及组分比例的影响较明显,削弱了土壤硝化作用,土壤氮素不是限制硝化作用进行的主要因子,长期覆盖经营会显著提高土壤反硝化作用,增大土壤氮素的损失。在实际生产中建议采用休闲式覆盖方式,连续覆盖时间不超过3 a。     

森林土壤硝态氮测定中样品采集与保存方法的研究

通过对南方花岗岩发育的红壤样品的研究,得出以下初步结论：(1)由于降水对土壤硝态氮尤其对表土硝态氮的影响较强,因此测定土壤硝态氮的样品在采集时应避开降雨等特殊天气,最好在暴雨后1个星期或连续有3～5d未降雨的情况下进行;(2)误差分析表明：风干、冷藏和冷冻保存平均相对误差分别为-8．16％、-5.18％、0．185％;样品保存方法以-6～-7℃下冷冻效果最好;(3)通过3组对比分析表明：土壤硝态氮提取过程中,样品振荡时间以30min为宜。