冻融作用下模拟氮沉降对土壤酶活性与土壤无机氮含量的影响

采用野外模拟实验方法研究了冻融作用下氮沉降对东北松嫩羊草草地土壤酶活性和无机氮含量的影响。结果表明:氮沉降对土壤脲酶和蛋白酶活性具有一定的影响,而且随着氮沉降量的升高,两种酶活性均呈先升高后降低的趋势;土壤脲酶和蛋白酶活性在T1取样时间(秋冬冻融循环时期)和T2取样时间(冬春冻融循环时期)差异显著。土壤铵态氮含量随氮沉降量的增加呈上升趋势,且T1与T2取样时间差异显著;土壤硝态氮含量在T1取样时间随氮沉降量的增加而增加,在T2取样时间随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,且在温度较低的T1取样时间含量明显高于T2取样时间。刈割处理对T1取样时间土壤硝态氮含量影响显著,对T2取样时间土壤脲酶活性及土壤铵态氮含量影响显著。     

UV-B辐射增强对稻田土壤氮转化的影响

本文旨在探讨UV-B辐射增强对稻田土壤氮转化的影响。在元阳梯田原位种植当地传统水稻品种——白脚老粳,研究UV-B辐射增强(0、2.5、5.0 k J·m~(-2)和7.5 k J·m~(-2))对水稻生长期稻田土壤氮转化相关酶活性、无机氮含量及N_2O排放量的影响。结果表明:5.0 kJ·m~(-2)UV-B辐射增强处理导致水稻分蘖期和孕穗期土壤亚硝酸还原酶、脲酶活性显著降低;孕穗期时所有处理亚硝酸还原酶活性显著高于其他时期,分蘖期时所有处理脲酶活性显著高于其他时期;与对照相比,3个UV-B辐射增强处理导致成熟期硝酸还原酶、蛋白酶活性显著增加;孕穗期时2.5、5.0、7.5 k J·m~(-2)UV-B辐射增强处理硝酸还原酶活性显著高于其他时期,分蘖期时所有处理蛋白酶活性显著高于其他时期的相同处理。2.5 k J·m~(-2)UV-B辐射增强处理在水稻整个生育期中,除拔节期外NH_4~+-N含量均显著降低,5.0 kJ·m~(-2)UV-B辐射增强处理导致稻田土壤NO_3~--N含量在整个水稻生育期显著升高。UV-B辐射增强显著降低拔节期和孕穗期N_2O排放通量,成熟期则显著增加。相关分析发现,稻田土壤N_2O排放通量与NH_4~+-N含量呈极显著正相关,而NH_4~+-N含量与NO_3~--N含量及脲酶活性呈极显著正相关(P0.01)。从水稻生长的生育期来看,UV-B辐射提高了土壤硝酸还原酶、蛋白酶活性,抑制了亚硝酸还原酶、脲酶活性,促进了NH_4~+-N向NO_3~--N的转化,从而抑制了拔节期、孕穗期N_2O的排放。     

稻草还田对土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量影响

试验针对我国寒地水稻种植区,采用室外连续多年稻草还田小区和室内培养方式,研究水稻种植条件与非种植条件下稻草还田对土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量影响,为我国寒地水稻秸秆还田技术提供参考。结果表明,整个取样时期,稻草还田处理与不还田处理土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量变化趋势基本相同,小区试验呈先降后升再降趋势,室内培养试验呈下降趋势,土壤脲酶活性与土壤溶液无机氮含量呈显著正相关;土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量随稻草还田量增加而降低;土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量在室内条件下比较稳定,而在室外条件下波动较大。稻草还田使水稻产量略有增加,但差异不显著。     

高氮水平下不同温度对γ-氨基丁酸诱导油菜叶片无机氮代谢的影响

以油菜‘五月慢’为试材,在高氮栽培条件下,研究外源添加2.5mmol/Lγ-氨基丁酸(GABA)在不同温度处理下对油菜叶片无机氮代谢的影响。结果表明:与对照处理相比,高氮处理增加了油菜叶片中NO_3~--N含量,而外源添加2.5mmol/L GABA处理在12d后NO_3~--N含量均显著低于高氮处理;GABA处理对油菜叶片NO_3~--N含量的降低效果受温度影响较为明显,其中20℃处理降幅最大,其次为15℃处理和25℃,而30℃+N+G处理效果最差。在处理12d时,与高氮处理相比,20℃+N+G、15℃+N+G和25℃+N+G处理的油菜叶片NR、NiR、GAD活性和NH_4~+-N、游离氨基酸含量显著增加,而NO_3~--N和NO_2~--N的含量显著降低;30℃+N+G处理的叶片NO_3~--N和NO_2~--N的含量虽然显著低于高氮处理,但NiR、GAD活性和游离氨基酸含量也显著低于高氮处理。结果证明外源GABA降低油菜叶片硝酸盐含量与环境温度密切相关,其中20℃效果最明显,原因可能与根系对GABA吸收速率及无机氮代谢关键酶活性提高有关。     

模拟氮沉降对常绿阔叶林土壤有效氮形态和含量的影响

【目的】研究不同氮沉降处理对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤NH_4~+-N和NO_3~--N分布及其含量的影响。【方法】设置对照(CK,0g/(m~2·年))、低氮(L,5g/(m~2·年))、中氮(M,15g/(m~2·年))和高氮(H,30g/(m~2·年))4个氮沉降水平,从2013年11月开始,每15d进行1次模拟氮沉降,于2014年5月和11月采集0~20cm土层土样,并测定土壤铵态氮、硝态氮含量和pH值等理化指标,分析不同氮沉降处理土壤NH_4~+-N和NO_3~--N与其他理化指标的相关性。【结果】无氮沉降背景下(CK),华西雨屏区常绿阔叶林土壤无机氮含量为14.66~16.97mg/kg,NO_3~--N占无机氮含量的59.46%。夏季土壤中NH_4~+-N含量较高,而冬季土壤中NO_3~--N含量较高。模拟氮沉降降低了土壤的pH值,并且随着氮沉降量的增加,pH下降作用更明显。各处理不同土层土壤NO_3~--N和NH_4~+-N含量随着氮沉降量的增加而增大,表现为CKLMH。模拟氮沉降促进了土壤NO_3~--N和NH_4~+-N的累积,且0~10cm土层累积作用明显高于10~20cm土层。各氮沉降处理土壤NO_3~--N、NH_4~+-N与全氮、有机质、体积含水量之间均存在显著(P0.05)或极显著(P0.01)相关性。【结论】模拟氮沉降使华西雨屏区常绿阔叶林土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量增加,土壤pH值减小。     

复垦土壤净氮矿化、硝化速率及氮相关酶活性对不同有机肥的响应

为研究相同氮素水平下,不同有机肥对复垦土壤氮素矿化及相关酶活性的影响,试验以煤矿复垦土壤为研究对象,采用室内好气培养法,在300 mg/kg氮水平下设置5个处理：不施肥（CK）、化肥、鸡粪、猪粪、牛粪,分析0～126 d不同处理土壤净氮矿化、硝化速率及相关酶活性的变化情况。结果表明,各施肥处理土壤铵态氮含量随着培养时间的延长呈先下降后平稳的趋势,而硝态氮含量随培养时间延长呈先上升后平稳的趋势;不施肥处理土壤的净氮硝化和矿化速率在整个培养期间变化不大,而化肥、鸡粪、猪粪处理土壤的净氮硝化和矿化速率随培养时间延长呈下降趋势,牛粪则呈相反的变化趋势。各处理土壤铵态氮含量、硝态氮含量、氮素净矿化、硝化速率从大到小排序均为：化肥>鸡粪>猪粪>牛粪>不施肥,且各处理间差异显著。与化肥相比,施用有机肥显著提高了土壤脲酶、蛋白酶、天冬酰胺酶活性,对谷氨酰胺酶活性影响不大,但化肥处理抑制了谷氨酰胺酶活性。综上所述,施用化肥和有机肥均能促进土壤中氮素的矿化,有机肥与化肥相比还可以提高土壤中与氮素转化相关酶的活性。     

亚热带不同演替阶段森林土壤可溶性有机氮与酶活性特征

森林演替中的土壤氮素转化是生态系统的关键过程,其相互关系的研究正受到愈来愈多的重视,探讨土壤可溶性有机氮(SON)和酶活性对维持森林生态系统氮循环及植被恢复、森林生态系统管理有重要的意义。在湖南省长沙县大山冲森林公园不同演替阶段三种林地(针叶林、落叶阔叶林和常绿阔叶林)的1 hm~2长期观测样地,采集表层土壤样品,测定SON和葡糖胺糖苷酶、葡萄糖苷酶和木糖苷酶酶活性,分析亚热带常绿阔叶林演替序列森林土壤SON和酶活性特征,探讨其特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明:森林土壤SON表现为常绿阔叶林落叶阔叶林针叶林,且针叶林的铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、微生物生物量氮(MBN)、总氮(TN)均低于常绿阔叶林和落叶阔叶林(P0.05);阔叶林土壤葡糖胺糖苷酶、葡萄糖苷酶和木糖苷酶明显高于针叶林,常绿阔叶林土壤与三种酶底物的亲和力最强,而落叶阔叶林土壤酶活性最高;冗余分析显示SON与三种酶活性均存在显著正相关关系,葡糖胺糖苷酶活性和亲和力与土壤TN、NH_4~+-N和MBN呈显著正相关。研究表明,亚热带不同演替阶段森林土壤SON和酶活性差异明显;SON随植被正向演替而增加,SON转化相关的酶活性亦随植被正向演替而增强。亚热带森林植被正向演替伴随着土壤氮素养分快速循环过程。     

干湿交替和模拟氮沉降对巴音布鲁克高寒湿地土壤CO2排放的影响

为探讨干湿交替和模拟氮沉降对高寒湿地土壤CO_2排放的规律,以新疆巴音布鲁克高寒湿地土壤为研究对象,通过室内模拟控制试验,研究水分变化下[100%、70%、50%、40%和25%WFPS(土壤充水孔隙度Water filling soil porosity)]氮添加N0(0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、N10(10 kg·hm~(-2)·a~(-1))和N100(100 kg·hm~(-2)·a~(-1))处理对巴音布鲁克高寒湿地土壤CO_2排放的影响。研究结果表明:土壤CO_2排放速率及累积排放量随WFPS值及氮添加量的增大而增加。一个循环,土壤由干到湿的过程中,初期土壤CO_2排放速率最高,随后随着水分减少,土壤CO_2排放速率呈降低趋势;首次干湿循环土壤CO_2累积排放量最大。土壤TN、NO_3~--N、NH_4~+-N、SOC含量均随土壤水分和氮添加量的增加而增加,而土壤SON随土壤水分和氮添加量的增加而减少。水分与土壤CO_2排放速率呈极显著正相关,氮添加与CO_2排放亦呈正相关。除了土壤SON、SOC含量与土壤CO_2排放速率呈负相关关系外,土壤TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与CO_2排放都呈现出正相关关系。     

黄瓜幼苗根系生长对氮素用量及氮形态的响应

为明确黄瓜幼苗根系生长与不同氮素用量及氮形态间的关系,采用盆钵培养的方法,以硝酸铵磷为供试肥料(NO_3~--N∶NH_4~+-N为0.9∶1.0),研究不同氮素用量及氮素形态对黄瓜幼苗根系生长的影响。结果表明:不施氮肥的黄瓜幼苗根长高于各施氮处理,施用氮肥植株根系的生长受到抑制,氮素用量100mg·株~(-1)的情况下,根系生长受到的抑制更为明显;施用氮肥主要降低了根系直径在1.0~1.3mm和2.3~2.6mm范围内的根长比例。黄瓜幼苗的根长与播种前和移栽期基质无机氮的含量与形态显著相关。播种前基质NO_3~--N含量为382mg·kg~(-1)、NH_4~+-N含量为373mg·kg~(-1)、无机氮总量840mg·kg~(-1)时,根长最小;移栽期,幼苗根长随基质NO_3~--N含量的增加逐渐降低,基质NH_4~+-N含量为88mg·kg~(-1)、无机氮总量为455mg·kg~(-1)时,对根长的抑制作用最大。播前基质NO_3~--N/NH_4~+-N的比值为10.7时,根长最大;移栽期NO_3~--N/NH_4~+-N为3.8时,则显著抑制根系生长。     

不同来源养分对稻田施肥周期内田面水氮含量的影响

施肥导致的水体氮流失是重要的面源污染源。开展不同养分来源下,基肥和追肥下不同施肥模式下稻田田面水中的铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、总氮(TN)及可溶性生物量氮(DON)的含量监测研究。结果显示:稻田田面水NH_4~+-N、TN浓度随尿素用量增加而增加,无论是单施尿素还是增施猪粪或继续增施秸秆,NH_4~+-N及TN浓度峰值均出现在施肥后4~5 d,基肥施用后的前10 d,田面水以NH_4~+-N为主,基施尿素的NH_4~+-N及TN峰值分别达47.6、54.5 mg/L。NO_3~--N浓度变化不如NH_4~+-N明显,且流失风险较小;DON在施肥后10 d增至峰值后缓慢下降,但占总氮比较高。提高尿素用量或增施猪粪用量,田面水NH_4~+-N、TN及DON都呈增加趋势,增施秸秆虽然提高田面水的NH_4~+-N和TN,但NO_3~--N和DON含量呈下降趋势。以上结果表明,施肥后的10 d内NH_4~+-N是重点需要关注的氮形态,增施猪粪增加氮流失风险,尿素配合猪粪和秸秆施用,可降低田面水的NO_3~--N和DON含量。     

氮素形态配比对添加玉米秸秆白浆土微生物学特性的影响

探讨了不同氮素形态配比(铵态氮∶硝态氮为4∶1、1∶1、1∶4)对添加玉米秸秆白浆土酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的影响,以期筛选对于白浆土微生物学特性有优化作用的最佳氮素形态配比。结果表明,随培养时间增加,添加玉米秸秆的所有铵态氮与硝态氮配比处理白浆土的脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性以及微生物生物量碳、氮含量均表现为先增加后降低的趋势。与培养初始时相比,培养结束时,除了过氧化氢酶活性有较大程度提高外,其余酶活性及微生物生物量碳、氮含量均不同程度地下降。与其他2个处理相比,铵硝等比例混合处理土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和蛋白酶活性以及微生物生物量碳、氮含量的下降程度在一定程度上得到缓冲;同时,其对过氧化氢酶活性的促进作用更强。比较培养初始和培养结束时的结果可知,以硝态氮为主的处理对添加玉米秸秆白浆土的脲酶、蔗糖酶活性及微生物生物量氮含量有较强的抑制作用,而以铵态氮为主的处理则对碱性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物生物量碳含量有较强的抑制作用。     

不同形态氮肥对花生氮代谢及氮积累的影响

以花育22号为试验材料,在桶栽条件下,采用15N同位素示踪技术,研究了不同形态氮肥对花生氮代谢及氮积累的影响。结果表明,施用酰胺态氮的花生叶片,其硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶及谷氨酸脱氢酶活性最高,硝态氮对硝酸还原酶活性的促进作用次于酰胺态氮,但明显高于铵态氮,硝铵混合态氮则介于硝态氮与铵态氮之间。铵态氮对谷氨酰胺合成酶及谷氨酸脱氢酶活性的促进作用次于酰胺态氮,但明显高于硝铵混合态氮和硝态氮。不同形态氮肥对花生氮积累表现为:酰胺态氮铵态氮硝铵混合态氮硝态氮。表明生产中施用酰胺态氮有利于花生氮代谢及氮吸收。     

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。     

不同施肥模式对烤烟生长和根际氮素营养的影响

为探索烤烟的科学施肥模式,采用根箱培养法研究了不同施肥模式对烤烟生长和根际氮素营养的影响。结果表明,有机无机肥配施模式下烟苗的生物量和氮素吸收量比对照分别提高了120.45%和141.35%;铵态氮和碱解氮在土壤中的移动速率低于烟苗根系的吸收速率,施肥显著提高根际土壤中的铵态氮和碱解氮含量,有效增加了土壤氮素的供应强度;硝态氮在土壤中容易向根系表面迁移,施用化肥可提高根际土壤硝态氮含量,施用有机肥则相反;近根区(距根系3mm以内)土壤脲酶活性高于远根区(距根系10mm以外),施用有机肥提高了根际土壤脲酶活性,土壤有机质含量与脲酶活性呈正相关;近根区土壤pH显著低于远根区,单施化肥显著降低了根际土壤pH,有机无机肥配施对根际土壤pH无显著影响,单施化肥容易造成土壤酸化,有机无机肥配施可避免单施化肥产生的负面影响。     

施氮量及氮素形态对桑叶中1-脱氧野尻霉素含量的影响

[目的]探讨施氮量及氮素形态对桑叶中1-脱氧脱尻霉素含量的影响,以期为提高桑叶中DNJ含量及其药用价值提供参考。[方法]通过改变水培溶液中施氮量（NO3--N和NH4＋-N）及氮素形态（NH4＋/NO3-）,研究其对桑叶主要药用成分1-脱氧野尻霉素（1-deoxynoji-mycin,DNJ）含量的影响。[结果]随着2种氮素含量的增加,桑叶中DNJ均呈现出先升高后降低的趋势,且NO3--N比NH4＋-N更利于DNJ的积累;随着NH4＋/NO3-比的降低,桑叶中DNJ含量呈现出明显的先上升后下降的趋势,其中当比值为25/75时,含量达到最高。[结论]适当的施氮量及NO--N/NH＋-N比能有效提高桑叶中的DNJ含量。     

中国东北林区棕色针叶林土壤和暗棕壤的N养分差异性

对我国东北林区两类主要森林土壤(棕色针叶林土和暗棕壤)的N素养分的差异进行了比较研究,通过对全N含量、碱解N、氨态氮、硝态N和粘性矿物固定态铵的统计分析,认为暗棕壤较棕色针叶林土能够提供更多的速效N(硝态N和铵态N),并具有长期的供应能力(全N,碱解N,粘性矿物固定态铵)。同时,研究结果认为速效N更容易受外界环境因子和植物生长的影响,同一类型土壤不同的样本之间的差异较大。     

施氮量及氮素形态对桑叶中1-脱氧野尻霉素含量的影响

[目的]探讨施氮量（NO-3N和NH＋4-N）及氮素形态（NH＋4/NO-3）对桑叶中1脱-氧野尻霉素（DNJ）含量的影响,以期为提高桑叶中DNJ含量及其药用价值提供参考。[方法]通过改变水培溶液中施氮量及氮素形态,研究其对桑叶主要药用成分DNJ含量的影响。[结果]随着2种氮素含量的增加,桑叶中DNJ均呈现出先升高后降低的趋势,且NO-3-N比NH4＋-N更利于DNJ的积累;随着NH＋4/NO-3的降低,桑叶中DNJ含量呈现出明显的先上升后下降的趋势,其中当比值为25/75时,含量达到最高。[结论]适当的施氮量及NO-3-N/NH＋4-N能有效提高桑叶中的DNJ含量。     

施用不同形态氮肥对土壤供氮能力及冬小麦氮素利用的影响

2006-2007年,在大田条件下,研究了施用不同形态氮肥对土壤供氮能力和强筋小麦植株含氮量的影响。结果表明,在施用纯氮量相等的条件下,硝态氮肥处理的土壤全氮和碱解氮含量较高,土壤供氮能力较强。而小麦叶片硝酸还原酶活性和成熟期之前植株各器官的含氮量均以酰胺态氮肥处理最高。酰胺态氮肥处理小麦籽粒蛋白质含量和植株氮素利用效率显著高于硝态氮和铵态氮肥处理。因此,对强筋小麦以施用酰胺态氮肥为宜。     

硝化抑制剂、脲酶抑制剂与生物炭复配对土壤温室气体排放的影响

为揭示外源物质生物炭、硝化抑制剂、脲酶抑制剂复配对温室气体排放的影响,采用室内培养试验,比较外源物质不同组合[对照（CK）、生物炭（BC）、硝化抑制剂（NP）、脲酶抑制剂（NB）、生物炭+硝化抑制剂（BCNP）、生物炭+脲酶抑制剂（BCNB）、硝化抑制剂+脲酶抑制剂（NPB）、生物炭+硝化抑制剂+脲酶抑制剂（BCNPB）]对温室气体排放的影响,同时监测土壤pH、NH⁺₄-N、NO^-₃-N等影响因子的变化规律。结果表明：与CK相比,各处理均抑制了土壤N2O排放,其中NPB处理抑制效果最显著;所有处理均促进了土壤CO2排放;除BC处理为负效应外,土壤CH4排放效应与CO2结果类似;除BCNB处理外,其他处理对全球增温潜势有一定的抑制作用,其中NPB处理的抑制效果最佳。培养结束时,与CK相比,除NP处理提高了土壤pH外,其他6个处理均降低了土壤pH;在无机氮含量方面,与CK相比,各处理均增加了土壤NH⁺₄-N含量,BCNPB、NP、NPB处理减少了NO^-₃-N含量,NB、BC、BCNP、BCNB处理增加了NO^-₃-N含量。综合考虑全球增温趋势和土壤性质,本试验条件下硝化抑制剂＋脲酶抑制剂处理为抑制温室气体排放的最优外源物质处理。     

留膜留茬免耕栽培条件下旱作玉米生长季土壤氮素供应动态特征

为了明确留膜留茬免耕栽培模式对旱地玉米生长季土壤氮素供应动态的影响。试验设2个处理：全膜双垄沟播栽培（CK）、留膜留茬免耕栽培（T）,分析了玉米生长季土壤全氮、硝态氮（NO-3-N）、碱解氮、铵态氮（NH+4-N）在0~100 cm土层分布的差异。结果表明：NO-3-N和NH+4-N含量变化主要集中在0~20 cm土层,整体上从表层到底层依次降低。玉米整个生育期0~20 cm土层,T处理的NO-3-N和NH+4-N含量显著低于CK,0~10 cm土层降幅分别为24.7%~59.9%和4.4%~46.8%,10~20 cm土层降幅分别为20.5%~58.0%和8.7%~31.7%;玉米进入拔节期后,20~100 cm土层T处理的NO-3-N和NH+4-N含量出现明显的累积效应。栽培方式改变了全氮及碱解氮含量的垂直分布特征,不同栽培方式各生育时期全氮及碱解氮含量整体上随土层深度增加呈下降趋势,以表层0~20 cm含量最高。在0~20 cm土层,T处理的碱解氮含量在玉米进入抽雄期后显著低于CK,0~10 cm降幅在0.3%~26.0%,10~20 cm降幅在17.7%~23.8%。因此,玉米整个生育期0~20 cm土层留膜留茬免耕栽培的NO-3-N和NH+4-N供应量显著低于全膜双垄沟播栽培,引起玉米拔节后碱解氮含量供应不足,是留膜留茬免耕栽培玉米生育后期出现早衰的原因之一。