氮素添加对黄土高原典型草原土壤氮矿化的影响

为了解氮沉降对黄土高原典型草原土壤氮矿化的影响,通过人工氮肥添加模拟试验,采用埋置PVC 管的树脂芯方法原位测定了土壤氮素净氨化、净硝化和净矿化量的季节变化规律,探讨了氮素添加初期对氮矿化/固持贡献量和硝态氮淋溶损失量的影响。结果表明：黄土高原典型草原土壤氮矿化以硝化作用为主,夏季净硝化速率显著高于秋季。氮添加初期改变了半干旱草地氮矿化的季节模式,夏季表现为氮固持,秋季表现为氮矿化,并增加了氮矿化/固持的变异度,氮添加和季节因素对土壤氮矿化/固持有显著的交互作用。氮添加初期高氮添加未抑制氮的矿化过程。夏秋2季树脂硝态氮的含量随模拟氮沉降强度增加而显著增加,但硝态氮淋失量小,仅占施氮量的1.72%～4.74%。     

青藏高原种植紫穗槐对土壤养分的响应

选取在西藏拉萨地区人工种植的两龄紫穗槐为研究对象,探讨了灌丛内与灌丛外土壤各种形态氮素、全磷、有机碳的含量特征及土壤pH的差异。结果表明,1)相对于灌丛外土壤,灌丛内土壤的全氮、铵态氮、硝态氮分别平均高23.44%,13.95%和37.60%,土壤全磷平均高19.57%,土壤有机碳平均高44.21%,土壤pH值平均低1.69%。2)灌丛内与灌丛外土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、有机碳、pH均差异显著(P<0.05)。3)垂直方向上,灌丛内和灌丛外在10~20 cm土层的全氮、铵态氮、硝态氮、全磷均为最高,有机碳和pH则随土层深度增加而递减。4)土壤各营养元素之间表现为不同程度的相关性,土壤有机碳与铵态氮呈极显著正相关关系(P<0.01),与全磷呈显著正相关关系(P<0.05);全氮与全磷呈极显著正相关关系(P<0.01);铵态氮与全磷呈极显著正相关关系(P<0.01)。     

氮素形态对不同茬次紫花苜蓿氮素积累及利用的影响

为研究氮素形态对不同茬次紫花苜蓿(Medicago sativa)氮素积累及利用的影响,本研究采用完全随机设计,设置不施氮(对照)、单施硝态氮、单施铵态氮以及硝态氮和铵态氮1?1混施4个处理,通过分析添加不同形态氮素对不同茬次紫花苜蓿氮素积累和利用的影响,探索不同形态氮肥在紫花苜蓿生产中的应用方式.结果表明:各处理组的土壤硝态氮含量显著高于对照组(P<0.05),随刈割茬次增加,混合施氮处理组的土壤硝态氮含量最高;土壤铵态氮含量在不同茬次及不同处理下都没有显著的变化(P>0.05).生长第1年的紫花苜蓿在混合施氮和单施硝态氮处理组的氮素积累量、氮素吸收效率和氮肥利用率要显著高于单施铵态氮处理组(P<0.05),且在刈割第2茬时达到高峰.研究认为在pH 7.3～8.6的中性偏碱性土壤中,单施硝态氮和混合施氮更有利于提高紫花苜蓿的产量,增强其对氮素的吸收、利用和积累.随着刈割茬次的增加,紫花苜蓿对氮素的依赖增强,建议在第2次刈割后追施硝态氮或混合施氮,以保证其产量和质量,从而提升饲用品质.     

高寒生态脆弱区不同扰动生境草地植被及土壤无机氮变化特征

为了解不同干扰生境下高寒生态脆弱区草地植被、土壤无机氮素含量变化特征,以天祝高寒草地为对象,选取3种干扰生境(围栏内天然草地、围栏外天然草地以及牧道),测定和分析不同季节、不同土壤深度铵态氮和硝态氮含量变化特征。结果表明,不同干扰生境,地上植物种类、盖度、高度及生物量等变化明显;相同土层深度,铵态氮、硝态氮含量表现为围栏内>围栏外>牧道。相同干扰生境土壤铵态氮、硝态氮含量随土层深度增加而降低,且变化幅度较大,0~10 cm与20~30 cm土层间差异显著;土壤铵态氮、硝态氮含量从4月到10月呈现先增加后减少的趋势,并在8月出现峰值,围栏内土壤铵态氮含量8月与10月无显著差异,围栏外土壤硝态氮含量10月升高。3种干扰生境下铵态氮、硝态氮同地上生物量之间均呈正相关关系。     

不同有机/无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响

氮沉降增加已成为全球变化的重要现象之一，已显著影响草地土壤氮素循环。以内蒙古额尔古纳草甸草原为研究对象，进行了6年不同形式氮添加试验，设置无机氮和有机氮比例分别为：10∶0 （N₁），7∶3 （N₂），5∶5 （N₃），3∶7 （N₄），0∶10 （N₅）和对照处理0∶0 （CK）。通过土壤有机质物理分组及室内矿化培养的方法，从氮素形态、氮素组分及氮素潜在矿化三方面研究不同比例有机、无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响。结果表明，土壤全氮含量未受氮素添加形式的影响；氮添加显著提高了0~20 cm土层矿质氮含量，尤其是土壤硝态氮，其中N₄（无机氮∶有机氮=3∶7）混合氮肥处理下硝态氮含量增幅最大，较对照处理增加1332%。不同形式氮添加没有影响氮素在土壤颗粒态有机氮（轻组）及矿物结合态有机氮（重组）中的占比；N₁（无机氮∶有机氮=10∶0）处理显著提高了0~10 cm土层颗粒态有机氮（轻组）及0~20 cm土层矿物结合态有机氮（重组）中的氮素相对含量，较对照分别增加了91%和44%。氮添加增加了10~20 cm次表层土壤硝化速率的同时降低了氨化速率，但土壤净氮矿化速率不受氮添加形式的影响。因此，有机/无机氮添加比例变化对草原土壤氮素形态和周转的影响也更加复杂。     

贝加尔针茅草原土壤无机氮含量对氮素添加的响应

土壤无机氮是可以直接被植物根系吸收的氮素形态,也是表征土壤肥力的重要参数。基于内蒙古贝加尔针茅草原长期氮素添加(NH4NO3)试验平台,本研究选取4个氮素添加水平,分别是0(CK)、30(N30)、50(N50)和100 kg N·hm-2·a-1(N100),探究氮素添加对土壤无机氮的影响。于2015年生长季(6—10月)每月中旬分别采集0~10、10~20、20~30、30~40 cm四个土层深度的土壤样品,测定土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)含量。结果表明:贝加尔针茅草原0~40 cm土壤中,CK、N30和N50处理的土壤铵态氮含量较土壤硝态氮含量高,N100处理中,二者几乎各占一半,生长季内无机氮含量的变化趋势与硝态氮一致;各处理土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量在土层间的关系均表现为:0~1010~2020~3030~40 cm,且都随氮素添加水平增加而增加。经方差分析表明,氮素添加、取样时间、土层深度及三者交互作用对土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量均有极显著影响;本试验中,在自然水热条件下,N100处理有明显的硝态氮累积,达"氮饱和点"。     

围封对黄土高原草地土壤铵态氮和硝态氮的影响

本研究以黄土高原长期放牧草地和围封7年的草地为对象,分析了土壤铵态氮和硝态氮含量的季节变化,并应用RDA冗余分析法分析了土壤水分、植被地上绿色生物量以及土壤微生物生物量碳对土壤铵态氮、硝态氮的影响。结果表明,铵态氮是围封与放牧草地土壤有效氮的主要组分;两样地0-10cm土层土壤铵态氮与硝态氮均主要受植被地上绿色生物量的影响;围封草地10-20cm土层土壤硝态氮主要受土壤水分与植被地上绿色生物量的共同影响,而放牧草地10-20cm土壤铵态氮和硝态氮主要受植被地上绿色生物量的影响;土壤铵态氮与硝态氮之间呈极显著正相关(P0.01);放牧草地围封7年后,较高的生物量使得凋落物及土壤有机质增加;另外,围封后土壤水分在多数季节显著增加(P0.05),这些因素共同促进了土壤氮素的矿化。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量影响研究

从微观视野认识土壤氮素形成机理,为高寒草甸微生物生长和恢复提供科学依据。本研究采用平板表面涂抹法和稀释法对玛曲高寒草甸4种不同管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物氮素生理群数量进行了测定分析,结果表明,1)同一管理措施下,不同空间层次土壤微生物氮素生理群数量变化较大,具有明显的垂直分布规律,0~10 cm和10~20 cm土层的数量均显著高于20~30 cm土层(P<0.05),一般前者是后者的1.23~4.03倍和1.11~2.25倍;且不同土壤微生物氮素生理群之间数量差异显著,氨化细菌>反硝化细菌>硝化细菌>好气性固氮菌>嫌气性固氮菌。2)同一空间层次,不同管理措施土壤微生物氮素生理群间数量差异较大。土壤微生物氮素生理群数量以围栏+施肥和围栏+补播草地最高,围栏草地次之,不围栏草地最少。3)不同管理措施,土壤铵态氮和硝态氮含量随着土层深度增加逐渐减少,但围栏+施肥和围栏+补播处理均显著高于其他处理(P<0.05)。可见,围栏+施肥和围栏+补播措施对玛曲高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量和不同形态氮素含量有提高效果。     

外源氮素形态对苜蓿硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3表达的影响

为探究添加不同形态氮素对紫花苜蓿幼根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3表达的影响,试验设置4个处理,分别为对照(不加氮)、添加硝态氮、添加铵态氮和添加混合态氮,在紫花苜蓿分枝期测定了添加不同形态氮素后紫花苜蓿幼根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3表达量的差异以及苜蓿生理指标、土壤氮含量对该基因表达的影响。结果表明:紫花苜蓿根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3的表达量随着氮素的添加而显著增加(P0.05),在添加混合态氮的处理中达到最高;土壤全氮、硝态氮和铵态氮浓度随氮素添加而显著升高(P0.05),紫花苜蓿根中硝酸盐转运蛋白基因NRT1.3的表达量与土壤氮素浓度呈显著正相关关系(P0.05)。此外,试验结果也表明NRT1.3基因的表达与紫花苜蓿的株高、鲜重及叶绿素、硝酸盐含量也呈显著正相关关系(P0.05)。     

不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达及氮吸收的影响

为了探讨豆科牧草对不同形态氮素的吸收,以紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为试验材料,通过盆栽试验探究不同形态氮肥对紫花苜蓿生长、硝酸盐转运蛋白基因MtNRT1.3表达和氮吸收的影响。试验设有4个处理,分别为不施氮处理（对照组,Con）、施铵态氮（NH₄Cl—T1）、硝态氮（NaNO₃—T2）和混合氮（铵态氮、硝态氮1：1混合—T3）,各形态氮肥施加总量为按纯氮250 mg（每1 kg土）。试验结果表明,施氮处理提高了紫花苜蓿中的氮含量,施加各种氮肥均提高了紫花苜蓿根中MtNRT1.3基因的表达量,且该基因的表达量与土壤铵态氮和硝态氮呈正相关性（P<0.01）。相比于铵态氮肥,施加硝态氮肥不但可增加植株中硝态氮含量,而且能提高植株铵态氮含量;相比于单施硝态氮和铵态氮肥,混合氮肥对提高植株氮含量效果最好;施加硝态氮肥更有利于紫花苜蓿地上部分生物量的累积。因此,对紫花苜蓿施加氮肥应重视铵态氮和硝态氮的比例,增加硝态氮的比例更有利于紫花苜蓿的生长和对氮素的吸收。     

短花针茅荒漠草原土壤氮素矿化对载畜率的响应

氮矿化是决定土壤提供可利用性氮的关键生态环节,同时也是当今国内外土壤氮素循环的研究热点,荒漠草原作为草地生态系统中极特殊的一种草地类型,其资源贫乏,气候严酷,植被结构相对简单,因此研究荒漠草原氮素的可利用性对维持荒漠草原稳定发展十分必要。鉴于此,本研究以内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原为对象,采用顶盖埋管培养法,通过在整个生长季的跟踪调查,主要探讨了净氮矿化速率对4个载畜率梯度[0(对照)、0.91(轻度放牧)、1.82(中度放牧)、2.71(重度放牧)羊/(hm²·a)]的响应,并结合土壤温湿度,分析其与土壤氮矿化的关系,旨在为荒漠草原生态系统氮素可持续利用的研究提供基础数据及管理参考。结果显示,土壤的净氮矿化速率在整个生长季呈现出先降后增的趋势,并且在生长高峰期7月及8月受载畜率的影响较大。4种载畜率梯度下中度放牧处理[1.82羊/(hm²· a)]具有最高的净氮矿化速率,重度放牧处理中[2.71羊/(hm²·a)]净氮矿化速率最低。皮尔森相关分析表明硝化速率与净氮矿化速率显著正相关,在整个生长季中净氮矿化速率受硝化作用影响较大。不同载畜率梯度下,土壤水分与净氮矿化速率极显著负相关,而土壤温度则与净氮矿化速率无显著相关性。综上所述中度载畜率水平[1.82羊/(hm²·a)]是维持荒漠草原稳定矿化速率的理想载畜率。     

北方农牧交错带赖草草地土壤氮矿化对不同放牧强度的响应

北方农牧交错带的草地是我国重要的畜牧业基地，但长期不合理的放牧使其土壤氮素的供应能力发生变化，草地生态和生产功能受到影响。因此，为探究不同放牧强度对土壤氮矿化的影响，本试验于2016年设置4个放牧强度，分别为不放牧（No Grazing，NG）、轻度放牧（2.35 Sheep Unit （SU） hm^-2·生长季；Light Grazing，LG）、中度放牧（4.80 SU hm^-2·生长季；Medium Grazing，MG）和重度放牧（7.35 SU hm^-2·生长季；Heavy Grazing，HG），分别在2017年和2018年采用顶盖埋管培养法测定土壤净氮矿化速率。结果表明：不同放牧强度对土壤无机氮含量有显著影响（P<0.05），生长季不同月份土壤无机氮含量存在极显著差异（P<0.01）；重度放牧的净氮矿化速率最大，轻度放牧最低；放牧主要通过影响土壤温度和水分的变化进而影响土壤净氮矿化速率。可见，短期内重度放牧会使土壤无机氮累积，提高植被可利用氮含量，显著提高土壤的净氮矿化速率，但造成地上生物量减少，地表裸露，草地有退化的风险，因此，为更好地维持北方农牧交错带草地生态系统的稳定，还需进行长期的试验监测来确定适宜的放牧强度。     

玛曲高寒草地不同利用方式下土壤氮素含量特征

在玛曲高寒草地,选取不同利用方式下的围封5年的草地、轻度退化与人工修复草地、中度退化草地、重度退化黑土滩型草地、沙化草地以及栽培的燕麦草地为研究对象,分析其土壤氮素含量特征。结果表明,草地的开垦与退化使得可供植物利用的有机碳(SOC)、全氮、无机氮(NH₄⁺-N+NO₃^--N)与铵态氮含量明显降低,轻度退化与人工修复草地的SOC、无机氮及铵态氮含量均最高,分别为8.78g/kg,49.44mg/kg,42.71mg/kg;重度退化黑土滩型草地中硝态氮含量最高,达13.21mg/kg。土壤全氮及无机氮与有机碳之间呈显著正相关(P<0.01),土壤硝态氮及铵态氮与土壤全氮之间也均呈显著正相关(P<0.01),且均表现为线性关系;SOC是影响玛曲不同利用方式下草地土壤氮素含量的重要因素。     

喀斯特山区草地施肥对放牧乌蒙半细毛羊抗氧化系统功能的影响

为选择草地施肥的肥料种类,减少施肥对乌蒙半细毛羊产业的影响,在威宁县凉水沟种羊场多年生人工草地开展施肥和放牧试验。 结果表明:凉水沟种羊场人工草地牧草铜含量相对较低,但仍高于乌蒙半细毛羊营养需要标准;施肥极显著增加牧草氮含量(P<0.01),各施肥处理之间没有明显差异。硫酸铵施肥显著增加牧草硫和锌含量(P<0.01),显著降低了牧草硒的含量(P<0.01)。放牧试验结束时,施硫酸铵草地的乌蒙半细毛羊血液中铜、铁和硒的含量极显著低于施硝酸铵草地和对照组(P<0.01), 动物血液锌和硫含量极显著高于硝酸铵施肥牧场和对照组(P<0.01)。硫酸铵施肥牧场的乌蒙半细毛羊血红蛋白、红细胞压积容量极显著低于硝酸铵施肥牧场和对照牧场(P<0.01),血清铜蓝蛋白含量、血清超氧化物歧化酶活力、血清谷胱甘肽过氧化物酶活力和血清过氧化氢酶等抗氧化酶的活力极显著低于硝酸铵施肥牧场和对照牧场(P<0.01),丙二醛的含量显著高于硝酸铵施肥牧场和对照牧场(P<0.01)。血液其他矿质元素和血液指标及血清生化值在2个施肥处理和对照之间均差异不显著。 因此得出结论,草地施肥的种类需要根据土壤矿物质分布和含量情况确定,铜含量低的牧场不适合硫酸铵施肥,硫酸铵施肥明显影响了乌蒙半细毛羊机体抗氧化系统功能。     

不同氮肥及施氮水平对称多县高寒草甸生物量和养分的影响

为提高称多县高寒草甸草场牧草产量、完善牧草营养施肥技术,采用随机区组试验,以硫酸铵、硝酸钙和尿素为试验材料,探讨不同形态氮肥及施肥水平对称多县高寒草甸地上植物量、植物养分及土壤养分的影响。结果表明:硫酸铵处理的高寒草甸地上植物量、植物全氮、土壤全氮、土壤铵态氮均显著高于尿素处理和对照(P<0.05);当硫酸铵施用量为200 kg·hm^-2时,地上植物量、植物全氮、土壤全氮均为最大值。相关性研究表明硫酸铵与植物全氮、土壤铵态氮和地上植物量成显著正相关。主成分分析表明,硫酸铵和土壤铵态氮为第一主成分。因此确定施用硫酸铵后称多县高寒草甸增产效果最明显,尿素增产效果次之,硝酸钙效果非佳。施肥量以200 kg·hm^-2为最适施肥量。     

氮素形态对饲料桑树幼苗生长和光合特性的影响

以饲料桑树品种“青龙桑”（Morus alba cv Qinglong）为试验材料,通过水培方式研究了等氮条件下铵态氮和硝态氮两种形态氮源及其配比对桑树幼苗生长和光合特性的影响。结果表明,桑树幼苗在单一硝态氮或单一铵态氮条件下,植株高度、叶片数、叶片面积和根系长度均低于铵态氮和硝态氮配合施用,桑树叶片和根系生物量的变化也呈现类似趋势。铵态氮和硝态氮摩尔浓度比为50∶50和25∶75时桑树幼苗生长和生物量最高,而当铵态氮和硝态氮摩尔浓度比例为25∶75时桑树净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和水分利用效率（WUE）高于其他处理,单一硝态氮或单一铵态氮处理降低了桑树叶片表观量子效率(AQE),提高了桑树叶片的光补偿点(LCP)。以上结果说明饲料桑树是一种偏硝性的植物,以铵态氮和硝态氮摩尔浓度比为（50∶50）～（25∶75）最适合。