覆膜玉米不同生育期土壤酶活性对大气CO2浓度升高的响应

为探讨旱区覆膜玉米农田土壤酶活性对未来气候变化的响应,在田间条件下通过改进的开顶式气室(OTC)系统自动控制大气CO_2浓度,设置自然大气CO_2浓度(CK)、OTC对照(OTC)、OTC系统自动控制CO_2浓度(700μmol·mol~(-1),OTC+CO_2)3个处理,研究了旱区覆膜高产栽培春玉米播前、六叶期(V6)、十二叶期(V12)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)及完熟期(R6)土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性对大气CO_2浓度升高的响应特征。研究发现:OTC处理条件下,土壤碱性磷酸酶活性相比CK在V12期降低8.80%(P0.05),而在R6期提高8.95%(P0.05);蔗糖酶活性在播前、V6、R1期降低12.65%～21.43%(P0.05),R3期升高17.50%(P0.05);过氧化氢酶活性在V12、R1、R6期均显著降低。大气CO_2浓度升高对玉米各生育期土壤脲酶活性均无显著影响;使R1、R6期碱性磷酸酶活性降低8.74%和6.39%(P0.05);使V6、R3期蔗糖酶活性升高30.18%和18.37%(P0.05);此外,增加了V12期过氧化氢酶活性,而降低了R3期过氧化氢酶活性。结果表明:当前旱作覆膜高产栽培模式下,大气CO_2浓度升高对春玉米农田土壤酶活性的影响因作物生育期和酶种类不同而异;土壤酶活性对OTC及大气CO_2浓度升高的响应程度不一,在当前试验条件下,OTC对土壤酶活性的影响较大气CO_2浓度升高更为显著。     

地膜覆盖对农田N2O排放影响的研究现状

地膜覆盖通过改善土壤环境,进而影响作物产量和农田土壤N_2O的产生与释放。综述了地膜覆盖对农田N_2O排放影响的研究现状。针对目前研究中存在的问题提出建议,并对该领域的研究方向进行展望。     

有机物料输入对干润砂质新成土可溶性有机碳、氮的影响

对采集于干润砂质新成土不同土层土壤分别添加高C/N(黑麦草)和低C/N(苜蓿)有机物料后进行了室内培养试验。结果表明,各土层土壤添加有机物料后,均存在不同程度的矿质氮微生物净固定现象,且氮固定时间及程度与有机物料的C/N和土壤层次密切相关,添加高C/N黑麦草的深层低肥力土壤氮固定现象最明显。添加有机物料后,培养期间可溶性有机碳(DOC)累积量前期较高,中期先减后增,后期趋于稳定,不同土层土壤DOC的变化有所不同。0～20、20～40cm可溶性有机氮(DON)累积同时受矿质氮固定影响,低C/N苜蓿残体加入土壤后,在短暂氮素固定后,后期DON累积量明显提高;而加入高C/N黑麦草残体后,在较长时间内DON累积量无明显增加。添加有机物料导致培养前期土壤DOC/DON上升,随后降低。以上研究结果表明,如果从增加干润砂质新成土土壤有机质角度考虑,应该种植高C/N比的植物。因此,研究有利于进一步深入理解土壤溶液速效C、N养分的来源及其转化,对该地区土壤质量的调控具有一定参考价值。     

石灰性土壤供氮能力几种化学测定方法的评价研究

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累积吸氮量为参比,对8种反映旱地土壤供氮能力的化学方法进行比较研究。结果表明,在一定程度上,可用有密切关系的土壤全氮或有机质,反映有机氮或全氮存在较大差异的土壤供氮能力,但其灵敏性较差。石灰性土壤矿质氮,特别是NO3--N与未淋洗土壤起始NO3--N作物吸氮量之间有较高相关性(r=0.884,P0.01),而与淋洗土壤起始NO3--N作物吸氮量间相关系数仅为0.472(P0.05),说明矿质氮可反映土壤当前供氮水平,而不能反映土壤潜在供氮能力;石灰性土壤起始NO3--N对各化学方法与作物吸氮量之间相关性影响较大。酸性高锰酸钾法既可反映土壤潜在供氮能力,也可反映土壤总供氮能力;酸性高锰酸钾法的修订方法,即硫酸高锰酸钾法提取出的NH4+-N值接近于KCl水浴法提取出的NH4+-N值,该方法在反映土壤总供氮能力方面与酸性高锰酸钾法相当,但在反映土壤潜在供氮能力方面不及酸性高锰酸钾法优越。KCl水浴法在评价石灰性土壤供氮能力方面,与酸性高锰酸钾法的效果基本相同;沸水浸取法和NaHCO3-UV法在评价石灰性土壤供氮能力方面效果较差。总结以上发现,在以盐类溶液提取法中,酸性高锰酸钾法、硫酸高锰酸钾法和KCl水浴法可作为反映石灰性土壤供氮能力的化学方法,其中以酸性高锰酸钾法最优,其次为KCl水浴法和硫酸高锰酸钾法。这3种方法在不包括起始NO3--N时,可反映石灰性土壤潜在供氮能力;包括起始NO3--N后,可反映土壤总供氮能力(当前供氮能力+潜在供氮能力)。     

小麦氮素营养与籽粒灌浆期氮素转移的研究进展

对小麦氮素营养与籽粒灌浆期氮素转移研究进展进行了综述。过去进行的大量研究结果表明,小麦籽粒最终累积的氮素有相当一部分来自于灌浆期间营养器官中氮素的再转移,来自营养器官氮(内源氮)与土壤中新吸收氮(外源氮)的比例基本上是1:2。因此,花后营养器官氮素营养水平是决定小麦籽粒产量、籽粒中氮素累积量和蛋白质含量的一个重要因素。灌浆期间营养器官氮素向籽粒发生转移的同时,常常伴随着叶片光合性能的下降和叶片的衰老。不同基因型品种在灌浆期的氮素转移程度不同,表现为随品种演替,旗叶、茎秆和叶鞘中氮素的输出率增加,而转移氮对籽粒氮的贡献率却下降。氮收获指数(NHI)可以描述植物向籽粒分配氮的能力,是衡量作物对氮利用效率的指标。氮收获指数存在显著的基因型差异,虽然现代小麦品种吸氮量高于古老品种,但氮收获指数在现代和古老小麦品种间的差异因不同研究者而异,有的认为现代品种高于古老品种,但也有人认为与年代无关;小麦氮收获指数一般在0.55～0.80之间,很少超过0.8。过去对小麦籽粒灌浆期间的氮素转移虽然进行了大量研究工作,取得了许多重要进展,但仍有许多问题需要进一步深入研究,如根冠关系和灌浆过程中氮素转移的相互关系,田间个体和群体调控及不同高产栽培模式下灌浆过程中氮素转移的     

黄土高原典型土壤矿物固定态铵变化的南北差异

采集从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨陵)等典型土壤剖面0200.cm土层土样,通过测定土样全氮和矿物固定态铵,以阐明黄土高原典型区域土壤全氮和矿物固定态铵及二者比率随地理位置和土层的变异规律,为全面了解黄土高原土壤相对稳定氮库累积提供科学数据。结果表明,不同地理位置、不同土层全氮和矿物固定态铵含量存在显著差异。从南到北全氮和矿物固定态铵呈下降趋势,但各土壤全氮和矿物固定态铵的分布显著不同,全氮含量在060.cm随土层深度增加下降很明显,60120.cm有一定下降,120.cm以下低而稳定。矿物固定态铵在全剖面上的分布比较均匀,随土层深度的变化差异不显著,不同土层间的差异基本在误差范围内,土垫旱耕人为土、黄土正常新成土和干润砂质新成土表层(010.cm)矿物固定态铵平均含量分别为215.807.45、165.808.73和146.501.83.mg/kg,表层以下(10200.cm)平均含量分别为193.409.67、157.145.75和142.025.47.mg/kg。从地理位置分析,干润砂质新成土、黄土正常新成土和土垫旱耕人为土表层(010.cm)矿物固定态铵占全氮的百分比分别为(39.570.78)%、(32.916.82)%和(29.747.01)%;在表层以下所占比例更高,干润砂质新成土10200.cm土壤矿物固定态铵含量占全氮比例为(89.5213.42)%,黄土正常新成土为(59.5213.86)%,土垫旱耕人为土为(47.269.01)%。供试土壤中矿物固定态铵与0.01.mm物理性粘粒含量存在极显著正相关关系,说明物理性粘粒是矿物固定态铵的主要载体;矿物固定态铵与全氮含量也有极显著正向相关性。以上结果揭示,在黄土高原黄土母质上形成的土壤,全剖面矿物固定态铵相对均匀,而有机氮相差较大,两种氮库的这种地理位置和剖面分布特征,是黄土母质形成的必然结果,也进一步支持了黄土高原黄土母质的风成学说;同时也反映了需要对有机氮占全氮比例及矿物固定态铵在全氮中地位的传统观念予以重新评价。     

不同外源氮对石灰性土壤硝化作用的影响及其动力学分析

为了揭示外源氮源对石灰性土壤硝化作用的影响机理,以钙积半干润均腐土（Cal-Ustic Isohumasols）为材料,采用室内培养方法研究了不同添加量和不同氮源对土壤硝化作用的影响,并建立了对应的硝化模型。结果表明,NH4+-N消耗速率和NO3--N增加速率呈S曲线变化,NH4+-N消耗速率高于NO3--N增加速率。氮素添加量与NH4+-N消耗速率和NO3--N增加速率呈正相关,硝化菌外的因子对NH4+-N和NO3--N的吸收与NH4+-N添加量呈正相关;不同氮素添加量对硝化作用影响程度不同,当氮素添加量为N 75 mg /kg,干土时,硝化作用较彻底。SO42-可加快硝化作用速率,同时也可改变其他因子对NH4+-N和NO3--N的利用。     

黄土高原典型土壤有机氮矿化过程中非交换性铵态氮的变化

以黄土高原从北向南不同地区典型土壤类为对象，采用Bramner淹水培养法，研究黄土高原不同生境条件下土壤有机氮矿化过程中非交换性铵态氮的变化。结果表明：土壤非交换性NH4^＋ -N随Bremner法淹水培养时间延长，含量增加。不同土壤类型在培养20d时非交换性NH4^＋ -N的增加量存在显著差异（p=0．0229），而培养40d和60d时差异不显著（P分别为0．1379和0．1159）。培养期间非交换性NH4^＋ -N的增加量均表现为以土垫旱耕人为土最大，其次是黄土正常新成土，简育干润均腐土和干湿砂质新成土较小；添加有机物料极显著影响培养期间的非交换性NH4^＋ -N增加量（培养20d、40d和60d时P分别为0．0002，0．004和0．0003），表现为紫花苜蓿和长芒草土壤非交换性NH4^＋ -N的增加量均极显著高于不添加有机物料的对照土壤；在培养20d、40d和60d时，加（NH4）2SO4土样非交换性NH4^＋ -N的增加量显著大于不加（NH4）2SO4土样（户分别为0．0037，0．0033和0．0027），这是土壤对（NH4）2SO4中NH4^＋ -N固定的必然结果；不同植被类型土壤培养20d时的非交换性NH4^＋ -N增加量差异显著（P=0．0434），培养40d和60d时差异不显著（p分别为0．7378和0．5375）；长期秸秆和氮肥配施土壤非交换性NH4^＋ -N增加量大于不施肥对照土壤，但差异不显著土壤黏粒、全氮和有机质与培养0d、20d、40d和60d时土壤的非交换性NH4^＋ -N含量均呈极显著正相关；而非交换性NH4^＋ -N的增加量与粘粒无相关性，但与全氛和有机质呈显著正相关。     

土壤微生物体氮与可矿化氮关系的研究

同时应用大田试验和室内培养试验研究土壤微生物体氮与可矿化氮之间的相关性。试验结果表明,田间条件下,土壤微生物体氮与可矿化氮之间的关系不密切,但在培养试验中,微生物体氮与淹水培养法、硝化培养法和Stanford短期淋洗通气法测定的可矿化氮间有显著的线性关系,相关系数在0.767(p<0.01,n=12)以上。田间试验结果和室内培养试验结果的不一致性,与试验条件的差异有关。新形成的微生物体氮易降解,而原有土壤微生物体氮却相对稳定。     

土壤微生物体氮的季节性变化及其与土壤水分和温度的关系

以杨陵土垫旱耕人为土(中等肥力红油土)为供试土壤进行田间试验和室内培养试验,研究土壤微生物体氮的动态变化及其土壤含水量和温度的关系。结果表明,田间土壤微生物体氮的变化有明显的季节性;夏季最高,冬季最低,其它时期居中;且与土壤温度有显著或极显著的正相关性,相关系数在0.855以上;试验期间土壤水分含量在10%以上,基本能满足微生物活动所需,因而微生物体氮的变化与水分关系并不密切。应用培养试验结果进一步证明了田间试验结果,即在4～36℃范围内,微生物体氮与温度呈线性相关,而在土壤含水量为6.75%～23.23%范围内,与水分呈指数相关关系,当土壤水分小于10.87%时,水分对微生物体氮有突出结果,当超过10.87%后,几乎没有影响。频繁的干湿交替会使微生物体氮显著减少,但冻融交替却无明显影响。