沼液替代化肥及与秸秆联用对稻田土壤反硝化和硝态氮氨化潜力的影响

为揭示沼液替代化学氮肥及与秸秆联用对土壤反硝化（Denitrification, Den）和硝态氮氨化（Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium, DNRA）特征的影响,本文以江苏东台典型滨海稻田为对象,进行田间小区实验,设置单施化肥（C）、单施沼液（B）、沼液秸秆联用（BS）和化肥秸秆联用（CS）以及对照（CK）5个处理,借助15N同位素示踪技术研究水稻不同生育期各处理土壤Den和DNRA潜力的变化特征。结果表明：①整个水稻生育期内,沼液替代化肥可有效降低稻田土壤Den强度（1.48 μg·kg-1·h-1）,N2O总生成量减少27%,但沼液秸秆配施与化肥秸秆配施相比导致N2O生成总量显著增加70%。②从不同生育期看来,成熟期N2O的调控显得尤为必要。沼液处理（B、BS）与化肥处理（C、CS）均在成熟期出现N2O产生高峰,平均占总产生量的70% ~ 71%与75% ~ 92%。沼液替代化肥有利于N素在土壤的保存,分蘖期土壤DNRA潜力最高,并且B和BS处理DNRA潜力显著高于C和CS处理。③相关性分析发现,单施沼液或化肥处理Den潜力均与pH正相关,与C:N负相关,其中C:N的升高是沼液替代化肥（即B处理）Den强度降低的重要原因。配施秸秆,主导Den潜力变化的因子转变为NO3--N和NH4+-N,且C:N的降低导致Den强度增加。本研究明确了沼液替代化肥与秸秆还田对稻田土壤Den、DNRA过程的影响及其环境效应评估,以及滨海农田沼液施用模式的探索提供一定理论依据。     

湿地围垦对土壤碱性磷酸酶动力学特征的影响

  目的  酶促反应动力学是揭示土壤养分转化的重要手段。探究围垦对土壤磷素转化及有效性的影响，以期为湿地养分转化效率及质量提升提供理论依据。  方法  采集洪泽湖河湖交汇区(光滩、芦苇Phragmites communis、杨树Populus和稻田)和崇明东滩湿地(光滩、互花米草Spartina alterniflora、芦苇和麦田)等不同覆被或土地利用方式的8种土壤，以碱性磷酸酶(ALP)为例，研究湿地围垦对酶促反应动力学特征的影响。采用单因素方差分析法比较不同土地利用下土壤ALP动力学参数的差异，并结合冗余分析探究土壤理化性质与动力学参数的相关性。  结果  洪泽湖湿地，无论是光滩自然演变为芦苇湿地，还是围垦芦苇湿地为杨树人工林或稻田，ALP动力学参数最大反应速率(V_max)和米氏常数(K_m)均增大，V_max增加13.0%~313.4%，K_m增加21.0%~50.8%。但酶的催化效率(V_max/K_m)在自然演替过程中下降25.0%，人为围垦利用后增大2.3倍。对崇明东滩湿地而言，光滩演变为芦苇湿地后，V_max和K_m分别增大7.0和6.2倍，V_max/K_m增大11.1%；芦苇湿地转变为麦田后，V_max、K_m和V_max/K_m分别减少54.8%、47.0%和13.3%。冗余分析结果显示:V_max/K_m与全氮(洪泽湖)和有机碳(崇明东滩)为正相关关系。  结论  光滩自然演变为芦苇湿地过程中，尽管ALP的总量增加，但酶与底物亲和力下降。围垦后的土地利用类型及管理方式可能对ALP的V_max/K_m产生显著影响。无论自然覆被还是围垦后的土地利用类型，提高土壤全氮和有机碳质量分数有利于ALP催化效率的提升。图1表3参43