CO2与养分交互作用对番茄幼苗叶片碳、氮积累及碳、氮比动态的影响

营养液栽培条件下,以番茄(品种,合作906)为材料,研究CO2施肥与4种不同养分供应强度的交互作用对番茄幼苗生长及其叶片中的碳、氮浓度与碳、氮比动态变化的影响。结果表明,在不同营养液养分浓度下,CO2施肥能增加番茄幼苗生物量的积累,提高生长速度;增加番茄幼苗叶片中氮、碳积累量与吸收速率;而且对CO2作用效果的响应随营养液养分浓度的提高而增加。在所有处理中碳、氮积累量与吸收速率随生育期的延长呈上升趋势。说明在番茄育苗后期要增加施肥量,而且在CO2施肥的情况下施肥量增加的量要大。CO2施肥对生长在不同营养液中番茄叶片中的碳、氮比在不同生长阶段的影响是不同的,但在同一CO2浓度条件下,番茄幼苗各个取样阶段均表现为碳、氮比随营养液浓度的降低而增加。对番茄幼苗碳、氮积累量、总干生物量与生长时间的关系研究表明,氮积累量、总干生物量与生长时间均符合二次曲线变化。     

不同耕作措施下旱作农田土壤团聚体中有机碳和全氮分布特征

以连续进行12年的保护性耕作长期定位试验为研究对象,探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕不覆盖(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田豌豆-小麦双序列轮作系统的土壤团聚体中有机碳和全氮分布特征的影响。结果表明:各处理均以≥0.25 mm团聚体为优势团聚体,且≥0.25 mm团聚体含量随土层深度增加而增加,而其他粒径团聚体含量随土层深度的变化并无明显规律。较之T处理,TS、NT、NTS处理均可提升≥0.25 mm团聚体含量和平均重量直径,NTS处理提升效果最明显。TS、NT、NTS处理土壤有机碳和全氮含量均高于T处理,其中TS、NTS处理显著高于T处理,NTS处理高于TS处理;各处理土壤有机碳和全氮含量均随土层增加而减小。较之T处理,NT、TS、NTS处理可不同程度提高各粒径团聚体中有机碳和全氮含量,NTS处理的含量最高;各粒径团聚体中有机碳和全氮含量均随土层深度增加而减小;同时,团聚体中有机碳和全氮含量随粒径减小而增加。2~5 mm和0.25~2 mm和≥5 mm团聚体含量与相应粒径团聚体有机碳含量呈极显著正相关、极显著正相关和极显著负相关;0.25~2 mm和≥5 mm团聚体含量与相应级别团聚体全氮含量分别呈极显著正相关和显著负相关。T处理不同粒径团聚体有机碳和全氮贡献率按其大小排序均为(0.25 mm)(≥5 mm)(0.25~2 mm)(2~5 mm),其他3种耕作措施各粒径团聚体有机碳和全氮贡献率在各土层中的排序各有不同,并无明显规律。     

添加硝化抑制剂DMPP对红壤水稻土硝化作用及微生物群落功能多样性的影响

通过室内培育试验,研究了不同施氮水平下添加硝化抑制剂(DMPP)处理对红壤水稻土NH4+-N、NO3–-N含量、微生物生物量碳及微生物群落功能多样性的影响。结果表明:56天培养期内,不同处理的NH4+-N含量总体呈下降趋势,而NO3–-N含量呈上升趋势。随施氮水平提高,培养期内NH4+-N平均含量从0 mg/kg处理的24.10 mg/kg增加到400 mg/kg处理的412.10 mg/kg,NO3–-N平均含量从0 mg/kg处理的41.88 mg/kg增加到400 mg/kg处理的99.83 mg/kg。添加DMPP显著抑制硝化作用进行,抑制效果随施氮量增加而提高,400 mg/kg施氮水平下,添加DMPP硝化率和硝化速率比不添加DMPP处理分别下降了29.0%和44.3%,下降幅度远大于其他施氮水平处理。施氮水平也影响土壤微生物生物量碳和微生物群落功能多样性。施氮量从0 mg/kg增加到400 mg/kg,土壤微生物生物量碳下降了12.5%,AWCD值下降了78.4%,Shannon指数下降了22.3%;与不添加DMPP处理相比,添加DMPP处理的土壤微生物生物量、AWCD值、Shannon指数分别提高了2.1%、23.9%、7.8%,尤其在400 mg/kg施氮水平下,提高的幅度更加明显。     

基于组分区分的南方红壤丘陵土壤呼吸对植被类型转换的响应

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一。长时期的水土保持生态建设导致南方红壤丘陵区植被类型转换非常普遍。探讨植被转换对土壤呼吸及其关键组分的影响,不仅对深入了解土壤呼吸与碳循环的内在机制有着重要的理论价值,还可以为科学评价水土保持生态建设在应对气候变化方面的作用提供科学依据。依托江西水土保持生态科技园对侵蚀退化裸地及其恢复承建后的百喜草地、柑橘果园和湿地松人工林进行了一年尺度的土壤呼吸速率监测。结果表明,土壤呼吸速率月变化呈夏高冬低的曲线模式,最大值出现在8月份或9月份,最小值出现在1月份,植被转换没有改变土壤呼吸的季节变化模式。土壤呼吸速率的季节变化主要受浅层土壤温度的控制,与土壤含水率没有显著关系,5 cm深度土壤温度能解释总呼吸速率和异养呼吸速率季节变异的83.3%和86.0%。随着植被类型由裸地向草地、果园和林地转换,土壤呼吸的温度敏感性系数Q10值由1.86增大到2.20、2.72和2.75,即土壤呼吸对土壤温度的变化越来越敏感。异养呼吸占土壤总呼吸的比例呈现出单峰曲线模式,平均达到72.3%,且随土壤呼吸速率的增大而增大。南方红壤丘陵区侵蚀裸地向人工草地、果园和湿地松人工林转换的过程中土壤呼吸速率有所增强,草地与裸地之间土壤总呼吸速率存在显著性差异,草地与裸地、草地与林地之间土壤异养呼吸速率差异显著。在区域或生态系统尺度上,植被类型是土壤呼吸的重要影响因子。     

不同浸提剂处理森林土壤溶解性有机碳含量比较

为了解亚热带森林土壤溶解性有机碳(DOC)的特征规律,采用培养离心的方法获取土壤溶液测得DOC含量,对比传统水溶性有机碳(WSOC)提取法间的差异。选取湖南大山冲森林公园保存完好的3种亚热带典型次生林地,按10cm一层采集剖面土壤,采用不同方法提取测定土壤DOC和WSOC含量,分析与土壤理化指标的相关性及方法间的显著性关系。结果表明:①典型森林土壤DOC或WSOC含量随土壤剖面深度的增加,呈显著下降趋势。培养离心提取测得的土壤DOC含量明显较低,仅0.82～9.52 mg/kg,超纯水浸提的风干土WSOC含量达10.56～249.19 mg/kg,而0.5 mol/L K_2SO_4提取的鲜土WSOC含量达155.70～576.94 mg/kg,0.5mol/L K_2SO_4浸提的干土WSOC含量最高,达158.94～797.56 mg/kg,含量表现为:DOC干土超纯水浸提WSOC鲜土K_2SO_4浸提WSOC干土K_2SO_4浸提WSOC;②3种次生林土壤DOC或WSOC含量存在显著差异,不同方法测定的含量均表现为针叶林常绿阔叶林落叶林;③培养离心法测得土壤DOC含量与其他测定方法间存在极显著正相关(P0.01),并且土壤DOC和WSOC均与土壤pH、总有机碳、胡敏酸、富啡酸、全氮、全磷、速效态氮以及微生物生物量碳氮达到极显著相关(P0.01),与土壤含水率和容重显著相关(P0.05)。培养离心法测得土壤DOC含量远低于水溶液提取WSOC含量,该方法下的测得值更接近于原位土壤溶解性有机碳实际值。     

我国南方桂东地区农田土壤养分特征及对有机碳驱动分析

南方高温多雨条件下土壤有机碳及养分含量变化大,把握其含量特征及关联利于制定土壤环境健康的合理施肥模式。对我国南方桂东地区主要肥力因素的分布特征进行分析,通过相关分析及逐步回归分析探明土壤有机碳与土壤养分间的内在联系,借助通径系数明确各养分因素影响土壤有机碳的程度,为我国南方土壤可持续利用提供参考。桂东地区土壤主要肥力指标分析结果表明,土壤有机碳、p H值、全氮、有效磷、速效钾的均值分别为21.6 g·kg-1、6.9、2.1 g·kg-1、23.5 mg·kg-1和89.3 mg·kg-1;且各指标频数分布分析结果显示,除速效钾外(仅40%达中、高水平),其余指标有83%~96%的含量达中、高肥力水平。上述结果说明,尽管近年来该区域土壤肥力得到一定提高,而土壤钾含量低仍是该区域当前土壤肥力提升的限制性因子。在该区域内,土壤有机碳与全氮、p H值、有效磷、速效钾间呈显著相关,其相关系数依次降低。总体上土壤有机碳含量与土壤肥力水平一致,表明该区域下可通过调节土壤p H配合施用氮、磷、钾肥提高土壤有机碳。     

碳酸钙与石膏对土壤磷及溶解有机碳淋溶的影响

研究碳酸钙与石膏对南澳大利亚典型土壤P和溶解有机碳淋溶的影响结果表明,碳酸钙可同时降低土壤P和溶解有机碳的淋溶,而石膏可降低土壤P淋溶和增加溶解有机碳的淋溶。     

参与碳氮磷转化的水解酶对不同施肥响应的差异

本文旨在研究土壤水解酶对不同施肥的响应差异以及影响因素。通过在红壤中添加牛粪有机肥、化肥进行90d的室内土壤培养试验,采用微孔板荧光法动态分析5、30和90d参与碳氮磷转化的土壤水解酶(α-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、磷酸酶)活性。与不施肥(对照)相比,在30 d后,化肥处理的总酶活性显著下降,对应的参与碳氮磷转化酶活性均有不同程度下降;而有机肥处理的总酶活性在培养期内均未发生显著变化,但是其α-1,4-葡萄糖苷酶显著增加,而磷酸酶活性显著降低。参与碳转化的4种水解酶中,只有α-1,4-葡萄糖苷酶活性对施肥的响应较强,且施加有机肥增加其活性而无机肥则降低其活性;对于参与氮转化的水解酶而言,化肥明显抑制了亮氨酸氨基肽酶活性,而有机肥增加了β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性;磷酸酶活性明显受到有机肥的抑制作用,而对化肥的响应总体不明显。不同水解酶对不同施肥的响应有明显差异,NMDS分析表明,α-1,4-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶响应最明显,其次为磷酸酶与木聚糖酶;相关和冗余分析显示,土壤p H、可溶性有机碳对酶活性的影响最大,一定程度说明了不同肥料通过影响土壤理化性质进而影响水解酶活性。     

淹水厌氧培养对水稻土中酶活性的影响

An incubation experiment with soil water content treatments of 0.15 （W1）, 0.20 （W2）, and 0.40 （W3） g g^-1 soil was carried out for two months to investigate the activities of important enzymes involved in C, N, P, and S cycling in a paddy soil from the Taihu Lake region, China, under waterlogged and aerobic conditions. Compared with air-dried soil, waterlogging resulted in a significant decrease （P ≤ 0.05） of fluorescein diacetate （FDA） and /3-D-glucosidase activities, and this effect was enhanced with increasing waterlogging time. Waterlogging also significantly inhibited （P ≤ 0.05） arylsulfatase as well as alkaline and acid phosphatase activities, but did not decrease the activities with the increase in waterlogging time. Short-term waterlogging did not affect urease activity, but prolonged waterlogging decreased it markedly. In contrast, the aerobic incubation （W1 and W2 treatments） significantly increased （P ≤ 0.05） FDA, alkaline phosphatase, and /3-D-glucosidase activities. With aerobic treatments the activities of FDA and alkaline phosphatase increased with incubation time, whereas /3-D-glucosidase activity decreased. A significant difference （P ≤ 0.05） was usually observed between the W1 and W2 treatments for the activities of FDA as well as alkaline and acid phosphatase; however,/3-D-glucosidase and urease were usually not significant （P ≤ 0.05）. No activity differences were observed between waterlogging and aerobic incubation for arylsulfatase and urease.     

氮输入对森林土壤有机碳截存与损耗过程的影响

大气氮沉降对受氮限制的陆地生态系统碳截存/损耗的机理尚不清楚,尤其是对土壤有机碳(SOC)的输入、转化和输出过程的认识明显不足。本文论述了外源性氮素(氮沉降、人为增氮)对凋落物分解、土壤有机碳各组分周转的影响,以及土壤呼吸各组分(根系自养呼吸、根际微生物呼吸和SOM分解)对增氮的响应等领域的最新研究进展,指出了在上述研究领域中存在的问题,并提出拟解决的途径以及未来的可能研究方向,以期为该领域的研究提供参考。