Study on Variation in 15N Natural Abundance. Ⅰ. Characteristics of Variation in 25N Natural Abundance of Forest Soils

INTRODUCTION A lot 0fwork has been done on the variation of natural ¹⁵N abundance in soils andtheir N components （Chen et al., 1964）. However, these reports mostly concerned thegeochemical mean of natural ¹⁵N abundance, and only a little work has been done on thecharacteristics of variation of the natural ¹⁵N abundance in different ecosystems and itsrelationship with the properties and conditions of soil.     

Assessment of Methods for Measuring Soil Microbial Biomass Carbon in Temperate Fruit Tree-Based Ecosystems

We investigated the potential of three methods of quantifying microbial biomass carbon (MBC), viz., chloroform fumigation-extraction (CFE) following organic C estimation through Vance method (CFE-V) and Snyder–Trofymow method (CFE-ST), and substrate-induced respiration (SIR) method in soils under various temperate fruit crops along with a control (no plantation) at 0–20 and 21–40 cm soil depths. CFE methods have shown significant (p < 0.05) increase in chloroform labile C in all orchards over the control in surface soil. The interaction between the fruit crops and methods, although significant (p < 0.01), indicated that CFE-ST and SIR methods were statistically at par with each other within the same fruit crop, except peach plantation (CEF-ST significantly lower than SIR) in 0–20 cm soil depth. The coefficient of variation recorded for chloroform labile organic C estimates by CFE-ST method makes it more precise than CFE-V method, especially in 0–20 cm soil depth. The very close agreement between the methods suggests that over this narrower range (i.e., smaller geographical area) all methods are appropriate for assessing MBC. However, SIR, being most sensitive to orchard plantations and strongly correlated with various soil chemical properties, could preferably be recommended for estimation of MBC in such soils. As an alternative to CFE-V method, CFE-ST may also be used for estimation of chloroform labile organic C in these soils.     

施肥和耕作方式对棕壤微生物生物量碳氮的影响

以辽宁省昌图县主要粮食产区为研究对象,分析施肥(化肥、玉米秸秆和有机肥)和耕作方式(旋耕、深松和隔行深松)对棕壤微生物生物量碳、氮(SMB-C、-N)的影响。结果显示,与对照处理相比,施用化肥处理SMB-C、-N分别下降14.3%和13.3%,秸秆回田处理下降12.3%和12.2%,而施用有机肥则显著提高SMB-C、-N,幅度分别为31.7%和38.6%。说明施用化肥明显降低土壤微生物生物量,配施秸秆在短时期内无法缓解化肥施用对微生物生物量的抑制作用,而有机肥却能迅速缓解抑制作用,提高土壤微生物生物量。深松(行行)和隔行深松作为保护性土壤耕作方式,与常规耕作(NPK处理)相比,显著提高了SMB-C、-N,其中深松提高幅度为56.8%和77.0%,隔行深松则为27.7%和36.1%。试验伊始,有机肥处理SMB-C/SOC(土壤有机碳)最高,达到1.57,至实验结束,深松处理最高,为2.15,其次为隔行深松处理。有机肥处理SMB-N/TN(土壤全氮)受年际影响上下波动,深松和隔行深松处理呈现先下降后上升的态势。深松和隔行深松能有效保存土壤养分含量,特别是活性碳、氮库,是土壤肥力贫瘠地区推荐的土壤耕作方式,从人力和机械消耗角度而言,隔行深松更有利于我国农业可持续发展。     

天然林改为经济林后土壤微生物量的变化

为了解天然林改为经济林后土壤生物学性质发生的变化,采集了从天然马尾松林改 变而来并经营了7年的青梅林、板栗林、早竹林和梨园土壤样品.分析结果表明:天然马尾 松林改成经济林后,土壤微生物量发生了不同的变化.早竹土壤的微生物量碳、氮明显增高 ,0～0.2 m土层分别比马尾松林增加了28.96%和26.03%;青梅林土壤下降幅度最大,微生物 量碳、氮分别比马尾松林下降了36.21%和22.19%(0～0.2 m土层).虽不同经济林土壤微生物量有 较大变化,但不同经济林土壤微生物碳氮比变化不大,它们变动均在6.15～8.15.土壤微生 物碳与微生物氮之间及其与土壤总碳量、全氮、水解氮、有效磷之间相关性均达极显著水平.     

植被自然恢复过程中土壤有机碳密度与微生物量碳动态变化

以黄土丘陵区典型草原带宁夏固原地区为例,研究了退耕地在植被自然恢复过程中土壤有机碳密度及微生物量碳的动态变化。结果表明,植被自然恢复过程中,土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(SMBC)表现为0-5cm土层5-10cm土层10-20cm土层,且在不同土层之间的差异性达到极显著水平(P0.01)。SOC和SMBC在植被自然恢复过程中亦表现出一定的表聚性。土壤剖面各土层SOC和SMBC皆随植被恢复年限的增加总呈上升趋势,且与恢复年限之间呈极显著的对数函数关系。植被恢复0～23a期间,表层土壤(0-5cm)SOC和SMBC年增长率分别为4.81%和6.96%,增加幅度较大;植被恢复23～75a期间,表层土壤SOC和SMBC的年增长率均为0.25%,增加趋势减缓。土壤剖面各土层微生物熵(SMQ)变化于2.113～4.375。土壤有机碳周转速率在恢复前期(0～12a)较快,恢复后期(12～75a)趋于稳定,土壤有机碳积累与转化主要发生在土壤表层。SOC和SMBC之间有极显著的线性正相关关系。植被恢复0～23a期间,与对照农地相比,0-20cm土层土壤有机碳密度增加了85.23%,增加速率较快;而在植被恢复23～75a期间,有机碳密度仅增加了6.60%,增幅减缓。表明植被自然恢复有助于黄土丘陵区土壤有机碳储量的增加,促进土壤碳固定。     

不同节水稻作模式对土壤微生物数量和微生物量碳氮的影响

针对南方丘陵区季节性干旱这一区域问题,以节水稻作模式为研究对象,以常规稻作模式为对照,通过田间定位试验,研究了稻基农田土壤微生物数量和土壤微生物量碳氮的变化规律.结果表明,与该区常规稻作模式相比,节水稻作模式的土壤微生物数量和土壤微生物量碳氮差异显著;节水稻作模式有利于土壤细菌和放线菌的增殖,但抑制了真菌的增殖;土壤微生物量碳和微生物量氮的显著增加,以水旱轮作双季稻模式最佳,说明采用节水稻作模式可有效提升土壤细菌数量、放线菌数量、微生物量碳和微生物量氮含量.因此,在南方丘陵季节性干旱区,采用节水稻作模式,可促进稻田生态系统健康持续发展.     

苜蓿草地与苜蓿-作物轮作系统土壤微生物量与土壤轻组碳氮研究

从2000年10月到2004年4月，通过大田试验研究了半干旱黄土高原地区，苜蓿草地、苜蓿-作物轮作农田以及常规耕作农田中土壤有机碳、土壤全氮、土壤微生物生物量与土壤轻组物质的变化规律。结果表明，土壤轻组有机碳和氮含量苜蓿-作物轮作系统高于苜蓿草地。土壤微生物量碳和氮，以及它们占土壤有机碳和土壤全氮的比苜蓿-作物轮作系统高于常规耕作农田。土壤呼吸商苜蓿-作物轮作系统低于苜蓿草地和常规耕作农田。14年生苜蓿草地土壤微生物含量高，分解腐化植物碎片的能力高，但土壤有机物质利用不经济，3年中土壤全氮含量并无显著增加，这说明该系统较高的物质循环能力仅维持高的土壤肥力，而不能继续提高土壤肥力。苜蓿-作物用地系统不但能克服长时间种植苜蓿造成的物质循环的浪费，而且维持了良好的土壤肥力，促进了土壤氮素的有效利用。     

氮磷肥对黑土玉米农田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响

通过田间氮磷肥配施试验研究了氮磷配施对黑土玉米农田生态系统玉米不同生育时期微生物量碳、氮的影响。微生物量随玉米不同生育期的动态变化表明,氮磷肥对微生物量碳和微生物量氮的动态影响并不同步,微生物量碳和微生物量氮变化最显著的时期均是授粉期,但此时微生物量碳是最低的谷值,而微生物量氮是最高的峰值。不同氮磷配比对微生物量碳影响的回归分析表明,氮肥是影响微生物量碳的主导因素,无论是适量施用还是过量施用都是氮肥对微生物量碳的影响较大。不同氮磷配比对微生物量氮影响的回归分析表明,过量氮肥的施用减少了土壤微生物量氮的含量。磷肥无论高量和低量均能增加微生物量氮的含量,但随着施用量的增加对微生物量氮的正效应减小。氮磷配合施用可增加土壤的微生物量氮,由此可见无论单施氮肥还是单施磷肥,过量施用对微生物量氮的增加都是不利的,只有氮磷配合施用才是增加土壤微生物量氮的有效途径。     

Natural Abundance of Foliar 15N as an Early Indicator of Nitrogen Deficiency in Fertilized Cotton

Information on the contribution of various soil nitrogen (N) sources to plant N uptake is often needed for the implementation of sustainable or site-specific management practices in agriculture. Considering the limitations of traditional methods in meeting these needs, this study investigated the potential of leaf δ¹⁵N as an early indicator of nutrient deficiency in cotton. The spatial and temporal natural abundance of ¹⁵N was measured in the soil and leaves of a fertilized cotton field located near the village of Moschochori (Larissa, Greece). The isotopic signal of the leaves was interpreted in the context of the relative contribution of fertilizer to cotton N uptake,as has been demonstrated in the past for other agricultural crops such as wheat (Triticum aestivam L.) and corn (Zea mays). Spatial variability of leaf δ¹⁵N was high early in the growing season (June), reflecting differences in fertilizer N availability and uptake between the east and west side of the field, as well as differences resulting from soil denitrification in depressions. The west side of the field appears to have lost significant amounts of fertilizer N, due to leaching during the rainy period in May, that accumulated in depressions near the waterway. In the subsequent months, the isotopic signal of the leaves was consistently high and indicated reduced fertilizer N uptake on the west side that resulted in deficiencies of N as well as of phosphorus (P) and potassium (K). The significant correlations of mid-square leaf δ¹⁵N with late-season nutrient content and soil elelctrical conductivity(EC) provided evidence that the natural abundance of ¹⁵N was a sensitive indicator of soil and plant nutrient status in this fertilized cotton field.     

Seasonal Dynamics of Microbial Biomass in Soddy-Podzolic Soil

Eurasian Soil Science - The seasonal dynamics of the structure of microbial biomass in a soddy-podzolic soil under fallow was assessed using luminescent microscopy. Samples from three soil horizons...     

全膜覆土穴播种植冬小麦对旱地土壤微生物数量及生物量的影响

[目的]揭示全膜覆土穴播种植方式对土壤微生态环境的影响,为其进一步推广应用提供参考依据。[方法]采用田间试验,研究不同覆膜种植方式对冬小麦各生育期土壤微生物数量和微生物量的影响。[结果]全膜覆土穴播方式可明显增加冬小麦各生育期的土壤微生物数量(除自生固氮细菌)以及微生物量C和N。与传统栽培方式相比,全膜覆土穴播方式和全膜不覆土穴播方式土壤细菌、放线菌、真菌分别平均提高32.07%和10.23%,31.27%和10.57%,44.56%和26.51%;氨化细菌和硝化细菌分别平均提高32.54%和37.80%,79.20%和107.22%;微生物量C和N含量分别平均提高29.90%,20.68%%和29.41%,18.02%。各处理土壤微生物数量和微生物量整体从小麦返青期开始升高,到拔节期或抽穗期达到峰值,生长后期有所下降。[结论]全膜穴播方式下土壤微生物数量和微生物量土壤随土层的加深呈减少的趋势。全膜覆土穴播方式有利于冬小麦土壤微生物数量和微生物量的提高。     

辽东湾湿地微生物量与土壤酶的研究

研究考察了种植碱蓬(Suaeda Heteroptera K itag)对湿地的微生物量、部分土壤酶和土壤细菌总数的影响。实验发现:随着碱蓬的生长,种植碱蓬区的微生物量碳、氮均呈上升趋势,明显高于对照,微生物量碳变化范围为295~383mg kg-1,微生物量氮变化范围为29.74~41.81mg kg-1。土壤酶与微生物量的变化趋势相近,各种酶活性增幅大小不同,可能与植株分泌的养分对酶活性激活的程度不同。在种植碱蓬区,土壤微生物量碳、氮与土壤酶活性的相关性达极显著水平或显著水平。在恒定的条件下,裸土区细菌总数基本恒定,而种植碱蓬区随着土样中植株的生长,细菌总数增长很快,在实验的20~40d,细菌总数分别增加1.48~6.9倍。     

长期施肥下土壤性质变化及其对微生物生物量的影响

在对长期施用化肥以及与有机肥配施处理的红壤稻田土壤水分特征曲线研究的基础上,考察了土壤性质变化及各种孔隙分布特征,探讨了不同大小孔隙分布和有机碳含量以及微生物生物量的关系。结果表明：长期施用有机肥增加了土壤有机碳含量,提高了土壤保持水分的能力。相比于不施肥处理(通气孔隙度0.121 m3/m3),施用有机肥增加了土壤的通气孔隙(通气孔隙度0.156 m3/m3),施用化肥减少了土壤的通气孔隙(通气孔隙度分别为NK 0.11 m3/m3,NP 0.115 m3/m3,NPK 0.082 m3/m3,2NPK 0.113 m3/m3),长期施用有机肥的土壤中大孔隙度和中孔隙度分别是施用化肥和不施肥处理的 1.45 ~ 1.68倍和1.22 ~ 1.43倍,小孔隙度在0.39 ~ 0.41 m3/m3之间,且所有施肥处理之间无显著差异。通过相关分析表明,土壤有机碳含量与土壤总孔隙度和中孔隙度均极显著相关(P<0.01),与土壤大孔隙度显著相关(P<0.05),土壤微生物生物量碳和呼吸强度与大孔隙度显著相关(P<0.05),说明长期施用有机肥是通过提高土壤有机碳来改善土壤中、大孔隙比例,最终提高土壤总孔隙度,增加土壤大孔隙的数量,有利于土壤微生物的活动的。     

岩溶地貌部位对土壤微生物丰度与酶活性的影响

以中国地质科学院岩溶地质研究所桂林丫吉岩溶试验场为研究区,单氨加氧酶的编码基因amoA的部分序列作为氨氧化细菌(AOB)指示基因,利用荧光定量PCR技术,结合平板菌落计数法和土壤酶活性测定,探讨了岩溶地貌部位及土壤成因对微生物群落丰度和酶活性的影响。结果发现,受岩溶地貌部位和土壤成因的影响,土壤酶活性、土壤微生物总数在垭口、坡地、洼地呈增加的趋势,而氨氧化细菌丰度则呈现降低的趋势。结果表明,土壤氨氧化细菌丰度与真菌数呈极其显著的正相关,而与蔗糖酶活性呈极其显著负相关。     

Natural Nitrogen-15 Abundance of Ammonium Nitrogen and Fixed Ammonium in Soils

The present article deals with the natural nitrogen-15 abundance of ammonium nitrogen and fixed ammonium in different soils.Variations in the natural ^15N abundance of ammonium nitrogen mineralized in soils under anaerobic incubation condition were related to soil pH.The δ ^15N of mineralizable N in acid soils was lower but that in neutral and calcareous soils was higher compared with the δ ^15N of total N in the soils.A variation tendence was also found in the δ ^15N of amino-acid N in the hydrolysates of soils.The natural ^15N abundance of fixed ammonium was higher than that of total N in most surface soils and other soil horizons,indicating that the increase of δ ^15N in the soil borizons beneath subsurface horizon of some forest soils and acid paddy soils was related to the higher δ ^15N value of fixed ammonium in the soil.     

长白山北坡高山冻原土壤碳和养分的分布特征

以长白山高山冻原为研究对象,对土壤碳和氮、磷、硫养分在不同海拔和不同植被类型间的变化进行研究。经试验分析和数据处理,得出以下结论:海拔和所测试的土壤理化因子都高度相关;不同植被类型下土壤理化因子差异显著(除全硫)(p<0.05);全碳和全氮在土壤表层(0~10 cm)的含量大于10~20 cm的土层,而全磷和全硫含量在10~20 cm土层明显大于土壤表层0~10 cm;长白山高山冻原(15195 hm2)土壤中(0~20 cm)全碳、全氮、全磷和全硫储存分别为3134613 t、57060.82 t、14413.35 t和23099.64 t;土壤表层(0~10 cm)储量所占的比例分别是59.3%、57.9%、47.4%和49.1%。     

盐胁迫对棉田土壤微生物量和土壤养分的影响

以耐盐品种中棉所44为材料,模拟滨海混合盐土成分,研究了正常灌水(土壤相对含水量保持在75±5%)和轻度干旱(55±5%)下,不同程度盐胁迫(0,0.35%,0.60%,0.85%,1.00%)对棉田土壤微生物量和土壤养分的影响。结果表明,棉花产量及产量构成(铃数和铃重)、生物量、根重均随着盐浓度的升高而显著递减。棉田土壤微生物量C和N在棉花各个生育期内均随着盐浓度的升高而显著降低,花铃期达到最大,土壤有机质、全氮、速效N、有效P、速效K等养分含量的变化趋势与土壤微生物量C和N基本一致,但降幅较小。土壤微生物量碳与土壤有机碳的比值、土壤微生物量氮与全氮的比值均随着盐浓度的升高而呈现逐渐下降的趋势,表明了土壤微生物量碳氮受盐胁迫的影响大于土壤有机碳和全氮,也表明了土壤微生物对土壤有机碳和全氮转化效率的显著减低。正常灌水条件下各盐分处理的棉花生物量、铃数、铃重、根重、土壤微生物量和土壤养分含量均显著高于相应干旱处理,干旱加重了盐分对土壤微生物量和土壤养分的抑制效应。土壤微生物量C和N与土壤pH值之间存在显著负相关,与土壤有机质、全氮、速效N、有效P、速效K之间均存在显著正相关。     

日光温室土壤生物学特性与施肥的关系

采用田间试验研究施肥对日光温室土壤微生物区系和土壤酶活性的影响．结果表明，施用有机肥和叶面追肥增加了土壤细菌数量；施用化肥和沼肥增加了真菌的数量，施用有机肥降低了真菌的数量；施肥增加了放线菌的数量。施肥提高了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性，但对过氧化氢酶影响较小。施用有机肥提高了脲酶和磷酸酶活性，化肥和沼肥对脲酶和磷酸酶活性影响无很大差异。     

果草套种对南方丘陵山地表层土壤微生物量碳氮及酶活性的影响

[目的]探究不同果草套种模式下0—10cm土层土壤微生物量碳、氮及酶活性的差异,为改善土壤肥力条件、促进桂林旅游城市生态循环农业经济的发展提供理论依据。[方法]在桂林潮田河流域大山口农业综合示范区内设置样地,采集表层(0—10cm)土壤样品,测定与分析不同果草套种模式下表层土壤微生物量碳、氮及酶活性的差异。[结果]0—10cm土层土壤氮磷钾、土壤微生物量碳氮和土壤酶活性大小基本表现为:阳朔金桔+牧草桂橙1号+牧草翠冠梨+牧草对照样地。其中,阳朔金桔+牧草模式对0—10cm土层土壤微生物量碳、氮含量和土壤酶活性的影响最为明显(p0.05)。相关性分析表明,土壤微生物量碳氮和3种土壤酶活性存在极显著正相关关系。[结论]果草套种模式特别是阳朔金桔+牧草模式对南方丘陵山地表层土壤肥力条件的改善作用较为明显。