不同根系分泌物对土壤N2O排放及同位素特征值的影响

【目的】探究植物根系分泌的主要组分（有机酸、氨基酸、糖类）对土壤N₂O排放及其微生物过程的影响,为选择适宜的植物进而控制土壤N₂O排放提供支撑。【方法】通过室内试验分别添加草酸、丝氨酸、葡萄糖于土壤中模拟根系的3种主要分泌物,每种分泌物设置两个浓度水平：低浓度（150 μg C·d ^-1）和高浓度（300 μg C·d ^-1）,另设置添加蒸馏水的对照组,共7个处理。将土壤置于120 mL玻璃瓶中进行培养,24 h内采集气体样品7次,每次培养2 h,获取N₂O排放速率、日累积排放量和同位素特征值（δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP（site preference,SP=δ ¹⁵N ^α-δ ¹⁵N ^β））。【结果】添加3种根系分泌物组分后,土壤N₂O排放速率均逐渐升高,且均高于对照。高浓度处理组N₂O累积排放量为：葡萄糖（（3.2±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（2.6±0.5）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>草酸（（1.4±0.2）mg·kg ^-1·d ^-1）处理,低浓度处理组为：草酸（（2.7±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（1.8±0.4）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>葡萄糖（（1.6±0.8）mg·kg ^-1·d ^-1）处理;添加根系分泌物的不同处理间土壤N₂O的δ ¹⁸O值无明显差异,并稳定在24.1‰—25.6‰,且均显著高于对照（（20.1±1.5）‰）;土壤N₂O的δ ¹⁵N ^bulk值与添加根系分泌物的种类有关,其中草酸处理组为（-20.06±2.22）‰、丝氨酸处理组为（-22.33±1.10）‰、葡萄糖处理组为（-13.86±1.11）‰、对照组为（-23.14±3.72）‰。各处理土壤N₂O的SP值的变化范围为13.13‰—15.03‰,根系分泌物浓度越高,SP值越低。综合分析不同处理4个指标（N₂O排放速率、N₂O的δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP值）的不同时刻的检测值与日均值的校正系数,添加根系分泌物后第16小时各处理4个指标的校正系数最接近于1。【结论】在NH+ 4-300 mg N·kg ^-1的土壤环境下根系分泌物促进N₂O的排放,且在培养期间（24 h）土壤N₂O排放速率逐渐升高。高浓度处理组葡萄糖对土壤N₂O排放速率促进效果最强,低浓度处理组草酸对土壤N₂O排放速率促进效果最强。与对照组相比,根系分泌物的添加使N₂O的δ ¹⁸O值显著升高;与对照组相比,葡萄糖的添加使δ ¹⁵N ^bulk值显著升高。根系分泌物浓度越高,反硝化作用对N₂O的贡献越大。     

添加水对半干旱区沙质草地土壤氮有效性季节变化的影响(英文)

Water is usally thought of a limiting factor for the restoration of semi-arid ecosystem. In the growing season of 2006, a study was conducted to determine the effects of modeling precipitation on seasonal patterns in concentrations of soil-available nitrogen and to describe the seasonal patterns in soil nitrogen availability and seasonal variation in the rates of net nitrogen mineralization of topsoil at Daqinggou ecological station in Keerqin sand lands, Inner Mongolia Autonomous Region, China. Manipulation of water (80 mm) was designed to be added to experiment plots of sandy grasslands in dry season. Water addition (W) treatment and control (CK) treatment were separately taken in six replications and randomly assigned in 12 plots (4 m×4 m for each) with 2-m buffers betweens. Results showed that the content of soil inorganic nitrogen and net nitrogen mineralization rate were not affected by adding water in sandy grassland of Keerqin sand lands. Net nitrogen mineralization rates ranged from 0.5 μg·g-1·month-1 to 4 μg·g-1·month-1. The highest values of soil inorganic nitrogen and net nitrogen mineralization occurred on October 15 in control plots. The seasonal changes of soil inorganic nitrogen contents exhibited "V" shape pattern that was related to seasonal patterns of soil ammonium-N (ascending trend) and nitrate-N transformation (descending trend).     

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。     

酸性土壤中的硝化作用研究进展

硝化作用是土壤中重要的化学过程,土壤类型、pH、水分、氧的浓度、利用方式和温度等因素都对其有重要影响,其中最关键的2个因子是pH与N的有效性;硝化作用在酸性土壤中表现得更加强烈,而主要的影响因子及作用机理却一直未被证实;有机质显著地影响着土壤的物理化学性质,腐殖酸也对氮素的转化过程影响显著,它们对酸性土壤中硝化作用的影响值得深入研究探讨。     

不同浓度NH_3对富营养化湖泊水体硝化作用的影响

通过室内培养试验,研究了不同浓度非离子态氨（NH3）条件下富营养化湖泊——太湖梅粱湾水体硝化作用的2个过程,即氨氧化和亚硝酸盐氧化的发生情况。结果表明,在试验设计的NH3浓度范围内,颗粒态氨氧化和自由态氨氧化速率都随着NH3浓度的升高而显著增加,同时在高浓度NH3（0.65和0.85mg/L）下,颗粒态氨氧化速率在总氨氧化速率中所占比例也显著增加。而亚硝酸盐氧化过程的发生却具有明显的阶段性,当NH3浓度从0.05增加到0.15mg/L时,自由态亚硝酸盐氧化速率有一定的降低,但是颗粒态亚硝酸盐氧化速率却显著增加,导致总亚硝酸盐氧化速率也显著上升;当NH3浓度从0.15增加到0.85mg/L,自由态亚硝酸盐氧化速率随着NH3浓度的升高而进一步降低,同时颗粒态亚硝酸盐氧化速率也随着NH3浓度的增加开始显著降低,导致总亚硝酸盐氧化速率急剧降低。     

玉米的涝害及其防御措施的研究：Ⅲ氮肥用量对减轻涝害的作用

进行了两年的田间试验,以确定土壤肥力及追施N肥量对减轻夏玉米涝害的作用.试验结果指出,淹水5天后玉米幼苗生长非常缓慢,但提高土壤肥力和追施N肥对恢复受涝幼苗生长有明显的作用.同不施N肥小区相比,淹水后每亩追施15和30公斤硫酸铵在中肥地上增产13.8%和22.8%,在高肥地上增产9.3%和11.2%.但两种地力水平之间产量差异不显著.     

碳源与底物对不同层次土壤产生N2O能力的影响

底层土壤的反硝化作用是土壤排放N2O的重要来源，同时也是影响浅层地下水硝酸盐含量的重要因素，通过一系列室内培养试验，研究了一种农用土壤不同土层在碳源和NO3含量不同情况下产生N2O的能力。结果表明，试验用土壤的不同土层均具有进行反硝化作用产生N2O的能力，底层土壤产生N2O的能力大于根区土壤；单独添加葡萄糖、NO3或同时添加葡萄糖和NO3，对土壤N2O和CO2释放的影响与土壤层次和观测时间有关；向土壤添加葡萄糖和NO3，各个土层释放N2O的能力均显著提高；从产生N2O和CO2能力的角度而言，不同层次土壤的微生物区系间存在较大差异。采用短期（24h之内）饱和泥浆好气培养法，可以区分土壤微生物区系在产生N2O方面的差异。     

水稻根际硝化作用的生态与生物反硝化

本文研究了不同类型稻田及不同ＮＨ４＾＋浓度等生态因子对水稻根际硝化、反硝化作用的影响，研究结果表明，乌栅土的硝化细菌、硝化强度以及反硝化细菌、反硝化强度均大于黄泥土；过高浓度（４０ｍｇＮ／１００ｇ干土）的ＮＨ４＾＋－Ｎ会抑制硝化细菌的生长繁殖，从而降低了硝化活性，造成ＮＨ４＾＋、ＮＯ２＾－、ＮＯ３＾－的积累，这对微生物及水稻的生长发育均不利，甚至还会造成农田、水域等环境污染。     

硝化抑制剂与硫磺对三种水稻土旱作条件下尿素肥料硝化作用的影响

本文对加入硝化抑制剂和硫磺的尿素肥料在我国三种水稻土旱作条件下的氮肥硝化作用过程进行研究。研究表明尿素中单加硝化抑制剂对三种供试水稻土旱作条件下的氮肥硝化作用均有抑制,但抑制的强度与土壤类型有较大关系;而尿素中同时加入硝化抑制剂与硫磺在pH为5. 16的红壤和pH 6. 05黄泥土上都表现出对氮肥硝化过程的抑制作用;硫磺对pH为7. 06的乌珊土上的硝化过程无抑制作用。本试验研究可为硝化抑制剂肥料和硫包尿素肥料的设计与使用提供一定的基础资料。     

水稻根际氮素状况及其利用

A greenhouse pot experiment was conducted with hybrid rice(Oryza Sativa L.) in order to study N Status and utilization in the rhizosphere of rice,The experiment was composed of three treatments:without N,15NH4-N and 15NO3-N .Plant roots were separated from the soil by a nylon cloth,and 1 mm increments of soil,moving laterally away from the roots,were taken and analyzed for various N froms.The labelled N in the plants ranged from 67\51%to 69.24% of the total amount of N absorbed by the rice seedlings with the labelled fertilizer N treatments.This shows that the N in the Plants came mainly from the fertilizers.However,the N absorbed by the rice seedlings accounted for less than 35% of the total amount of the N depletion in the soil near the rice roots,indicating an important N loss in the rhizosphere of rice.The soil redox potential(all treatments)and the concentration of the labelled NO3-N(the labelled NH4-N treatment only) decreased as the distance from the rice roots increased in the rhizosphere of rice.In contrast,the concentration of the labelled NH4-N increased as the distance uincreased in the same soil zone.These results suggested that nifrification occurred in the soil around the rice roots.Therefore,the reason for the N loss in the rhizosphere of rice might be the NO3 movement into the reductive non-rhizosphere soil(submerged) where denitrification can take place.