原状土通气培养法测定黄土高原土壤供氮能力的研究

 【目的】评价原状土通气培养法在反映黄土高原土壤供氮能力方面的效果。【方法】以采自于黄土高原差异较大的11个农田耕层土壤为供试土样,以包括和不包括土壤起始NO3--N原状土盆栽黑麦草累积吸氮量为参比,进行室内原状土通气培养法测定土壤供氮能力的研究。【结果】以包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量为参比,通气培养前CaCl2所淋洗起始NO3--N和起始矿质氮与5期黑麦草地上部氮素累积量密切相关,相关系数分别为0.856和0.862,达1%显著水平;与此相反,通气培养30周所矿化氮素、土壤起始矿质氮+通气培养30周矿化氮素、氮素矿化势（N0）及N0+起始矿质氮与5期黑麦草地上部氮素累积量间无显著相关关系,相关系数分别仅为0.410、0.553、0.492和0.419。以不包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量为参比,通气培养前CaCl2淋洗起始NO3--N和起始矿质氮与五期黑麦草地上部氮素累积量间的相关性尽管有所降低,但相关性仍达5%显著水平,相关系数分别为0.613和0.607;而通气培养30周矿化氮素、土壤起始矿质氮+通气培养30周矿化氮素、N0及N0+起始矿质氮与五期黑麦草地上部吸氮量的相关系数却明显提高,相关系数分别为0.718,0.782,0.688和0.640,均达5%或1%显著水平。【结论】土壤起始NO3--N可作为石灰性土壤当前供氮指标,但该指标难以反映土壤潜在供氮能力;要判断原状土实验室通气培养法是否能可靠评价土壤潜在供氮能力,应以不包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量作为参比,否则由于受盆栽试验土壤起始NO3--N干扰,用植物吸氮量难以对原状土通气培养法的可靠性作出判断。     

基于不同方法的汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力评价

【目的】比较多种指标评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的可靠性,为当地土壤氮素管理提供参考。【方法】以采集于汉中盆地及周边丘陵区的12个农田耕层土壤为供试土样,以盆栽黑麦草地上部累积吸氮量为参比,以土壤理化性质指标以及矿质氮法、KCl冷凝回流法、酸性高锰酸钾法3种化学方法和淹水培养法、通气培养法2种生物培养方法测定土壤氮素矿化量作为土壤供氮能力指标。【结果】土壤类型是影响土壤供氮能力的重要因素;土壤全氮或有机质可以反映土壤潜在供氮能力;土壤质地、pH、有效磷、CEC、碳酸钙、颗粒组成（砂粒、粉粒、黏粒）均不能反映稻麦轮作土壤供氮能力。矿质氮法测定氮素值与作物吸氮量相关系数为 0.963（P<0.01）,但由于起始矿质氮不能反映有机氮矿化量,故矿质氮法只能反映当前供氮能力,不宜作为土壤供氮能力评价指标;KCl冷凝回流法测得的总矿质氮量与作物吸氮量相关系数为0.912（P<0.01）,而KCl冷凝回流法测得的可矿化氮量与作物吸氮量相关系数为-0.766（P<0.01）,由于KCl冷凝回流法浸取土壤可矿化氮过程中会造成铵态氮的挥发,导致在反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力上可能不一致,故KCl冷凝回流法不是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标;酸性高锰酸钾法测得的总矿质氮量和可矿化氮量与作物吸氮量相关系数分别为0.847和0.833（P<0.01）,既能够反映土壤潜在供氮能力,又能够反映总供氮能力,是最佳化学方法。通气培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量均不相关,而在淹水培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量的相关系数分别为0.921和0.890（P<0.01）,表明淹水培养法可以反映汉中盆地稻麦轮作土壤潜在供氮能力和总供氮能力,是良好的生物培养方法。氮素矿化势（N₀）和起始矿质氮+N₀与前4期黑麦草地上部累积吸氮量相关系数分别为0.834和0.845（P<0.01）,与整株累积吸氮量相关系数分别为0.840和0.851（P<0.01）。表明,N₀和起始矿质氮+N₀均可反映土壤潜在供氮能力,但N₀仅能够反映土壤潜在供氮能力,起始矿质氮+N₀可反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力,因此,起始矿质氮+N₀是评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的理想指标。【结论】对于汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的评价,酸性高锰酸钾法是最佳化学方法;淹水培养法是良好的生物培养方法,起始矿质氮+N₀是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标。     

基于不同方法的汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力评价

【目的】比较多种指标评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的可靠性,为当地土壤氮素管理提供参考。【方法】以采集于汉中盆地及周边丘陵区的12个农田耕层土壤为供试土样,以盆栽黑麦草地上部累积吸氮量为参比,以土壤理化性质指标以及矿质氮法、KCl冷凝回流法、酸性高锰酸钾法3种化学方法和淹水培养法、通气培养法2种生物培养方法测定土壤氮素矿化量作为土壤供氮能力指标。【结果】土壤类型是影响土壤供氮能力的重要因素;土壤全氮或有机质可以反映土壤潜在供氮能力;土壤质地、pH、有效磷、CEC、碳酸钙、颗粒组成(砂粒、粉粒、黏粒)均不能反映稻麦轮作土壤供氮能力。矿质氮法测定氮素值与作物吸氮量相关系数为0.963(P0.01),但由于起始矿质氮不能反映有机氮矿化量,故矿质氮法只能反映当前供氮能力,不宜作为土壤供氮能力评价指标;KCl冷凝回流法测得的总矿质氮量与作物吸氮量相关系数为0.912(P0.01),而KCl冷凝回流法测得的可矿化氮量与作物吸氮量相关系数为-0.766(P0.01),由于KCl冷凝回流法浸取土壤可矿化氮过程中会造成铵态氮的挥发,导致在反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力上可能不一致,故KCl冷凝回流法不是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标;酸性高锰酸钾法测得的总矿质氮量和可矿化氮量与作物吸氮量相关系数分别为0.847和0.833(P0.01),既能够反映土壤潜在供氮能力,又能够反映总供氮能力,是最佳化学方法。通气培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量均不相关,而在淹水培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量的相关系数分别为0.921和0.890(P0.01),表明淹水培养法可以反映汉中盆地稻麦轮作土壤潜在供氮能力和总供氮能力,是良好的生物培养方法。氮素矿化势(N0)和起始矿质氮+N0与前4期黑麦草地上部累积吸氮量相关系数分别为0.834和0.845(P0.01),与整株累积吸氮量相关系数分别为0.840和0.851(P0.01)。表明,N0和起始矿质氮+N0均可反映土壤潜在供氮能力,但N0仅能够反映土壤潜在供氮能力,起始矿质氮+N0可反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力,因此,起始矿质氮+N0是评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的理想指标。【结论】对于汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的评价,酸性高锰酸钾法是最佳化学方法;淹水培养法是良好的生物培养方法,起始矿质氮+N0是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标。     

可溶性有机氮在评价土壤供氮能力中的作用与效果

 【目的】淹水培养法提取态可溶性有机氮在评价土壤供氮能力方面具有重要意义。【方法】通过研究黄土高原物理化学性质差异较大的10种农田土样起始可溶性有机氮(SON)、矿质氮(Nmin)及间歇浸提长期淹水培养期间可溶性有机氮、铵态氮累积量、易矿化和难矿化氮素矿化势(分别ND和NR表示)及其与作物吸氮量的关系,分析SON在评价土壤供氮能力中的作用与效果。【结果】供试土样起始SON平均为23.9 mg•kg-1,是起始可溶性总氮的28.8%、全氮的2.4%。淹水培养提取态可溶性氮(TSN)中,SON所占比例更高,几乎与铵态氮相当。经过217 d淹水培养,浸提出的SON平均为118.1 mg•kg-1,占TSN累积量的46.4%。ND与全氮关系密切：在不包括与包括SON时,二者的相关系数分别为0.92(P＜0.01)和0.88(P＜0.01)。不同土壤ND和易矿化氮矿化速率(KD)差别很大,干湿砂质新成土和黄土正常新成土的ND小于土垫旱耕人为土。考虑SON后KD值减小,而难矿化氮矿化速率(KR)增加。【结论】淹水培养期间铵态氮累积量是评价可矿化氮的较好指标,不仅适宜于第一季作物,而且也适用于连续两季作物;SON累积量不能单独作为反映可矿化氮的指标,但用ND反映土壤可矿化氮潜势时,包括SON后更加准确;TSN在一定程度上能够反映土壤可矿化氮。铵态氮和TSN累积量及ND在反映两季作物土壤可矿化氮时效果更好,包括SON后TSN及ND在评价土壤供氮持久性时更具意义。     

玉米秸秆矿化过程中氮素形态变化及模拟

[目的]针对安徽淮北地区砂浆黑土,研究不同温度、C/N比条件下,玉米秸秆矿化过程中氮素及其形态的变化。[方法]采用Stanford的间歇淋洗好气培养法。[结果]在通气和水分状况良好的情况下,在10～30℃的温度范围内,随着温度的升高玉米秸秆矿化氮素量增大。NH4+-N初始阶段矿化较快,随后缓慢减缓,NO3--N随矿化时间的延长是一个渐变的过程。温度对有机氮的矿化影响很大,低温抑制NO3--N矿化,C/N比越高抑制越强。在矿化初期,NH4+-N占有比例较高,随着矿化时间延长,NO3--N比例增加,C/N比、温度不影响变化趋势。从一级动力学模型结果看出,土壤矿化势(No)随温度的升高而增大,在同一温度条件下,加入作物秸秆量越大,C/N比越高,No值越大。而土壤氮素矿化速率Ko值和C/N比密切相关,在同一温度条件下,C/N比增大矿化速率降低。[结论]温度对有机氮的矿化影响很大,无机氮净矿化累积量均随矿化时间的延长而不断增加。一级动力学模型可以很好地拟合试验数据。     

旱地土壤氮素、有机质状况及与作物吸氮量的关系

在具有典型半干旱气候特征的陕西永寿选取6种不同肥力水平的田块,分层采集0～100cm土样,测定各土层可矿化氮、全氮及有机质含量,研究其与作物吸氮量之间的关系,结果表明,各土层可矿化氮、全氮及有机质之间存在着良好的相关性,可矿化氮与作物吸氮量之间的相关程度高于与全氮、有机质间的相关性,可矿化氮加上土壤起始矿质氮后,相关系数更高,0～45cm土层的可矿化氮、全氮、有机质与作物吸氮量的相关性高于45cm以下的土层,且以30～45cm土层的为最好;以土壤全氮或有机质作为评价土壤供氮能力的指标,效果不如可矿化氮。     

土壤氮素矿化与土壤供氮能力——Ⅱ.矿化氮量与作物吸氮量的关系

根据土壤氮素矿化势和氮素矿化累积计算了不同时期土壤氮素矿化量。结果表明,两种方法计算出来的矿化氮量均与作物吸氮量有良好相关,而前者效果更优。作物吸收的氮素大约等于土壤矿化氮的2/5,等于土壤中起始NO_3~--N和作物生长期间矿化氮之和的2/3。这一结果为定量预测作物不同生长时期土壤供氮和确定氮肥适宜用量、施用时期提供了有用依据。     

培养条件对土壤氮素矿化的影响

采用间歇淋洗培养法和一级动力学模型研究了培养条件对土壤Ｎ素矿化的影响。结果表明：风干土样改变了土壤的氮素矿化速率、培养前１０ｄ有较高的矿化量。培养时加砂比例对新鲜土壤氮素矿化影响不大，而对风干土壤有较大影响，加入作物秸秆培养，前期表现为矿化氮的固定，２０ｄ左右后由固定转化为矿化。氮素矿化量随土层加深而降低，２０￣６０ｃｍ土层的氮素矿化势仍占有一定比例。     

紫色水稻土长期定量施肥氮素矿化特性研究

本文用数学模型对改进的Stamford法(嫌气—间歇淋洗法)研究水稻土氮素矿化的可行性作了检验。结果表明,紫色水稻土9年定量施肥的7个处理中,氮素矿化可分为高、中、低和极低量4种供氮类型。其氮素矿化势(No),以化肥配施高量猪粪的最高;其次为配施高量绿萍、蚕豆青和低量猪粪。矿化势占土壤全氮的8.39％～10.40％。氮素矿化速率常数K值差异不大。两种嫌气培养测定值与矿化势呈显著和极显著正相关。矿化势与土壤全氮、有机质、无定形氧化铁等密切相关。盆栽水稻植株干重、吸氮量也明显反映出供试紫色水稻土供氮能力的差异,而以化肥配施高量猪粪、绿萍为最佳的有机—无机配肥方式。     

改性造纸黑液木质素氮素释放规律

利用Stanford的间歇淋洗法研究了AOL作为控释氮肥的氮素矿化释放特性。结果发现,通气状况对AOL的氮素矿化与释放有较大的影响。在相同的时间里加砂处理比未加砂的氮素矿化量大,并且加砂处理可以显著提高施入AOL后的土壤矿化势,表明改善通气状况可以提高土壤有机质的矿化强度和供氮潜力。通过回归分析,建立了AOL所含的有机键合态氮在土壤中矿化释放的动力学预报模型。     

Estimation of the Biological Methods of Assessing Soil N-Supplying Capacity in Calcareous Soil

Although many biological methods are used to determine soil nitrogen supplying capacity, there are certain differences in the results for different types of soils and various ways of measurement due to the complexity of soil N conformation, the high variance of soil and microorganism, and the difference of environment. Therefore, it is not clear about which biologic incubation method is better for calcareous soil. In this study, pot experiments were performed by using 25 different calcareous surface soil samples on the Loess Plateau and taking the N uptake of wheat and corn with leaching soil initial nitrate and without leaching in pot experiments as the control to investigate the difference of eight biological incubation methods for reflecting soil nitrogen supply capacity. The eight biological methods are waterlogged incubation, aerobic incubation for 2 weeks and for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks, long-term alternate leaching aerobic incubation (and N mineralization potential, N^o), short-term leaching aerobic incubation, microbial biomass carbon (B_c), and microbial biomass nitrogen (B_N) method, respectively. Among these methods, the dry-wet alternation aerobic incubation and aerobic incubation for 4 weeks were the modification of the method of aerobic incubation for 2 weeks according to the actual farmland moisture. The results showed that the correlation coefficients between these methods and crop uptake N w with leaching soil initial nitrate were 0.530, 0.700, 0.777, 0.768, 0.764 (and 0.790, N₀), 0.650, 0.555, and 0.465, respectively (r_0.05 = 0.369, r_0.01 = 0.505). While without leaching soil initial nitrate, their coefficients were 0.351, 0.963, 0.962, 0.959, 0.825 (and 0.812, N₀), 0.963, 0.289, and 0.095, respectively (r_0.05 = 0.369, r_0.01=0.505). In conclusion, excluding the soil initial nitrate, the correlation coefficients between the eight methods and crop uptake N were, from high to low, N₀, aerobic incubation for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks, and long-term alternate leaching aerobic incubation, while including the soil initial nitrate the correlation coefficients between them increased significantly and the values were all beyond 0.950 for these four methods, including aerobic incubation for 2 weeks and for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks and short-term leaching aerobic incubation. The waterlogged incubation method, B_C and B_N in the calcareous soil, had lower correlation coefficient with crop uptake nitrogen compared with other methods. Thus, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks was a better index for evaluating calcareous soil N supply capacity due to some other methods having disadvantages and not suitable for the actual farmland characteristics.     

河西灌漠土土壤氮素矿化势的研究

15个土样的短期好气培养试验表明:(1)灌漠土氮素矿化势N_o为260.3～392.4mg/kg,约占全氮的23.9％～34.4％。(2)两周矿化氮量N_1与盆栽小麦的吸氮量、籽粒产量及相对产量具有极显著的线性相关关系,可以用2周矿化氮量N_1作为土壤氮肥力指标。(3)N_1与碱解氮之间具有良好的线性相关关系。因此,可以用碱解扩散法代替短期好气培养法,以确定土壤氮肥力指标。     

北京市两种沉积物和一种代表性土壤的 氮素矿化特征及其预测

在淹水条件下,采用间歇淋洗法研究了北京市2种沉积物和一种代表性土壤的氮素矿化过程,得到了各自的氮素矿化参数K,n和预测方程,结果表明其矿化潜力顺序为HH>TR>HK。3个处理的矿化速率在培养的前11d迅速增大,达到最大值后逐渐降低,最后趋于0;HH矿化速率峰值出现时间比HK和TR要早。矿化出来的氨氮高峰都出现在淋洗的第11天,之后逐渐降低,最后趋于一个较低的水平;相同时间内HH的矿化量要远远大于HK和TR。培养结束时各处理各层次有机质、总氮和固定态铵含量都表现为降低的趋势。矿化量中有一小部分来自固定态铵的释放,但由于所占比例较小可以忽略不计。     

控释肥料（CRF）与控释肥包（CRFP）供氮动力学研究

采用好气培养 -间隙淋洗法 ,在恒温条件下培养 12周 ,研究控释肥料与控释肥包在土壤中的供氮情况。结果表明 ,控释肥料与控释肥包在土壤中的供氮规律可用一级动力学方程描述 ,拟合方程的 r达极显著水平。 6个处理的供氮速度常数 k分别为 0 .3148,0 .2 5 3 1,0 .2 46 9,0 .386 5 ,0 .32 3 3,0 .313 2 ,最大供氮量分别为12 0 4,2 2 0 0 ,2 12 5 ,140 0 ,16 70和 16 0 0 m g/ kg,半时值 t1 / 2 分别为 2 .2 0 ,2 .74,2 .81,1.79,2 .14和 2 .2 1周。控释肥料可使供氮半时值延长 3d,加控释肥包后半时值又比无控释肥包的增长 3～ 4d。尿素包膜制成控释肥料、制作肥包均可以明显延长其供氮时间。     

不同水氮处理对棉田氮素平衡及土壤硝态氮移动的影响

 【目的】探讨不同水氮管理策略对高产棉田氮素平衡及氮素移动的影响。【方法】设置田间小区试验,研究了常规灌水＋常规施氮、优化灌水＋优化施氮、常规灌水＋优化施氮、优化灌水＋优化施氮、常规灌水+不施氮处理条件下的棉田氮素平衡和土壤硝态氮动态。【结果】在常规水氮管理条件下,收获后表观损失量高达163—294 kg?hm-2,60—200 cm土层中硝态氮含量较播前有大幅增加,增量与表观损失的比值达到0.39—0.69;优化水氮管理条件下表观损失量仅为19—87 kg?hm-2;常规水氮处理不同层次土壤剖面上均呈现出硝态氮的积累,而且随灌水量加大累积峰下移,优化水氮管理土壤剖面硝态氮累积程度较小。【结论】在常规施氮体系中氮素的表观损失率达52%—68％,氮素随水移动到根层以下是重要的损失途径之一;本试验中采用的优化水氮管理方法显著减少了硝态氮的淋移损失。     

几种测定条件下土壤尿素水解速率的差异

分别用测定残留尿素（直接法）和矿质氮累积量（间接法）的方法，测定了土壤的尿素水解速率，并比较通气培养和淹水培养期间尿素水解的异同。结果表明：虽然这两种方法在反映土壤脲酶活性和尿素水解速率上有相同趋势，但直接法测定的结果显著高于间接法。用直接法测定尿素水解速率，既不考虑水解产物的转化，也不考虑氮素损失，因此，具有矿化量法难以比拟的优点。用通气培养法测定的尿素水解速率虽然极显著地高于淹水培养，但两者之间仍呈高度正相关，说明它们在表征土壤尿素水解状况上有相似趋势。对旱地土壤，通气培养法更切合实际。培养期间加入甲苯，使尿素水解速率大幅度增加。     

应用长效氮肥降低土壤硝酸盐淋洗的研究

应用土柱模拟试验的方法，研究了在高肥力莱田土壤条件下，施用4种长效氮肥对油莱硝酸盐积累和土壤硝态氮淋洗的影响。结果表明：在高肥力莱田土壤上，施用长效氮肥未能明显提高油莱的生物量争吸氮量。施肥增产效果不明显。施用长效碳酸氢铵(MAB)争长效尿素2(SRU2)的油莱硝酸盐含量分别比对照降低18．0％和9．9％。长效碳酸氢铵(MAB)、长效尿素2(SRU2)和大颗粒尿素(SGU)3种长效氮肥能够在一定时期把NO3^-N保持在油莱的主要根系层，但并没有显著降低NO3^-N的淋洗。