基于BaPS系统的南疆膜下滴灌土壤硝化-反硝化

为了解膜下滴灌土壤硝化、反硝化作用的变化规律,应用气压过程分离(Barometric process separation,BaPS)方法,研究了施氮肥、有机肥与氮肥配施和不施肥3种不同施肥处理的土壤硝化、反硝化速率在覆膜与裸地条件下的动态变化。结果显示,不同处理下土壤硝化、反硝化作用随着玉米生育期的推移有明显的变化。相同栽培措施不同施肥处理间土壤硝化、反硝化速率差异均达极显著水平,且大小顺序为氮+有机肥配施处理施氮肥处理不施肥处理(对照);相同施肥处理不同栽培措施间土壤硝化、反硝化速率大小顺序均为覆膜处理裸地处理。     

沿海沙地不同林地土壤呼吸·总硝化·反硝化速率季节变化

[目的]研究沿海沙地不同林地土壤呼吸、总硝化、反硝化速率季节变化,以了解和掌握沿海沙地土壤碳氮动态变化。[方法]应用气压过程分离( Barometric process separation,BaPS)技术对福建漳州东山县竹林地、湿地松林地、木麻黄林地、桉树林地的土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率季节动态变化进行研究。[结果]不同林地土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率季节变化趋势不同,温度与土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率呈显著性相关,pH、含水率对不同林地土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率影响程度不同。[结论]不同林地土壤的呼吸作用、硝化作用、反硝化作用相互影响,程度各不相同。     

基于BaPS系统黑土硝化、反硝化和呼吸作用研究

利用BaPS系统测定了不同施氮量(0,240,312 kg/hm2)、不同采样深度(0~20,20~40,40~60,60~80 cm)及作物不同生育时期等条件下黑土的硝化、反硝化和呼吸速率。结果表明:BaPS系统能够用于测定黑土硝化、反硝化和呼吸作用;随着采样深度的增加,黑土硝化速率和呼吸速率降低,而反硝化速率升高,各土层间差异极显著(F值分别为85.5**,791.3**,220.2**);评价黑土硝化、反硝化及呼吸速率以0~20 cm土层监测数据为宜;随着施氮量的增加,黑土硝化、反硝化及呼吸速率均呈现增加的趋势;黑土硝化、反硝化和呼吸速率随季节的变化呈先升高后降低的趋势,三者约在7月上旬出现最高峰;适宜施氮量下(240 kg/hm2)黑土硝化速率最高为161.85μg/(kg·h),反硝化速率最高为325.23μg/(kg·h),呼吸速率最高为63.45 mg/(kg·d),施氮量增加,反硝化速率和呼吸速率升高。     

不同园龄果园土壤硝化与反硝化活性及N2O排放（英文）

[目的]评价硝化反硝化作用在果园土壤氮素损失中的贡献率以及N2O的排放量和排放特性。[方法]在室内培养条件下比较研究了3种不同园龄果园土壤及未开垦土壤之间硝化反硝化活性的差异。[结果]培养26天的未开垦土壤、5年、12年和20年园龄果园土壤的氮肥硝化率分别为6.85%、10.26%、13.29%和12.90%。4种土壤硝化活性均相对较低,但随种植年限的延长呈提高趋势,而且与土壤有机质和铵态氮含量呈显著正相关关系(P<0.05),与全氮含量呈极显著正相关关系(P<0.01),与土壤碳氮比呈显著负相关关系(P<0.05),与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01)。3种果园土壤N2O排放量显著高于未开垦土壤(P<0.05),其中硝化作用产生的N2O排放量占施氮量的0.03%～0.08%。硝化过程产生的N2O排放量与土壤有机质、全氮、铵态氮含量呈显著正相关关系(P<0.05),而与土壤碳氮比呈显著负相关系(P<0.05),与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01)。不同园龄果园土壤之间氮肥的反硝化活性差异显著,表现为20年>12年>5年>未开垦土壤,反硝化损失氮量占施氮量的0.01%～3.11%,与土壤有机质含量呈显著正相关关系(P<0.05)。[结论]我国南方果园土壤硝化水平相对较低,但随种植年限的延长呈提高的趋势;而土壤反硝化水平相对较高,而且随种植年限的延长显著提高。     

模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响

为研究模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响,在农田进行随机区组试验,布设4个区组,每块区组随机设置4个模拟酸雨处理,分别为去离子水A1(pH=6.7)、A2(pH=4.0)、A3(pH=3.0)、A4(pH=2.0).采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同酸雨强度的冬小麦-大豆轮作农田进行土壤呼吸速率观测,并采用气压过程分离技术( BaPS)测定不同酸雨处理的土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率.试验结果表明,冬小麦田各处理间土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05);大豆田高强度模拟酸雨A4处理明显抑制了土壤呼吸作用(P＜0.05).就冬小麦-大豆轮作生长季而言,各处理土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05),其平均土壤呼吸速率分别为(2.26±0.11)、(2.31±0.20)、(1.91±0.09)、( 2.03±0.17) μmol·m-2·s-1.冬小麦田A1、A3、A4处理间土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率均无显著性差异(P＞0.05).高强度模拟酸雨抑制了大豆田土壤CO2产生速率;大豆田A1、A3、A4处理的硝化速率测定均值分别为(191.6±36.1)、(261.6±36.3)μg·kg-1·h-1和(255.2±45.1)μg·kg-1·h-1,这3个处理的反硝化速率均值分别为(172.8±19.8)、(216.0±45.7)μg·kg-1·h-1和(216.3±44.6)μg·kg-1·h-1.研究表明,模拟酸雨强度升高未显著影响冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用;高强度模拟酸雨(pH=2.0)降低了大豆田土壤呼吸速率和CO2产生速率,但对土壤硝化和反硝化作用有促进作用.     

运用气压过程分离法测定旱地苹果园土壤硝化-反硝化作用

本研究利用气压过程分离法测定了旱地苹果园土壤的硝化-反硝化作用,介绍了该方法的基本原理和测定方法,并研究其在苹果园中的应用条件.结果表明,土柱取样深度以0～21 cm为宜,此深度既考虑到肥料和根际效应也避免土柱发生紧实作用;土柱取样量以每个处理3个环刀,重复3次较好;苹果园土壤总硝化速率和反硝化速率年周期变化动态呈先升高后降低的趋势.     

好氧反硝化有效微生物群的筛选及特性研究

[目的]为生物快速脱氮、净化水处理提供有用的菌源和技术。[方法]通过反硝化培养基定向筛选,从厕所旁土壤中分离获得好氧高效反硝化有效微生物群,并研究其脱氮特性。[结果]该有效微生物群命名为OAI-EM,其反硝化速率为143.71mg/(L.d)。OAI-EM在以淀粉为有机碳源时,反硝化速率达到了144mg/(L.d),Cu2+、Ni2+和Hg2+能抑制OAI-EM的反硝化作用,而Fe3+、Zn2+和Mn2+能激活OAI-EM的反硝化作用。高浓度硝酸盐也能抑制OAI-EM的反硝化作用,并且随着C/N的增加,OAI-EM的反硝化速率和硝酸盐去除率均有所增加。在C/N为25:1的条件下,OAI-EM的硝酸盐去除率达到100%,反硝化速率为184mg/(L.d)。[结论]该有效微生物群具有培养基成分简单、反硝化速率快等优点,有较好的应用前景。     

不同水分对砂壤土初级氮转化速率的影响

为探讨黑龙江省半干旱地区土壤初级氮转化速率对水分含量变化的响应,以深入认识不同水分条件下土壤中氮素的产生、消耗和损失过程,为农田土壤合理施用氮肥提供科学依据,以该地区的农田砂壤土为对象,利用;N同位素双标记技术结合FLUAZ数值优化模型开展室内培养试验,研究60%WHC(田间最大持水量)、100%WHC和淹水条件下土壤初级氮转化速率。结果表明:60%WHC水分条件下土壤初级氮矿化速率、初级氮固定速率、初级硝化速率和初级反硝化速率分别为1.87、1.16、2.84 mg·kg¹·d¹和0.01 mg·kg¹·d¹,水分含量增加至100%WHC对土壤初级氮转化速率没有显著影响。淹水后土壤初级氮矿化速率和初级氮固定速率分别增加至2.45 mg·kg¹·d¹和2.15 mg·kg¹·d¹,初级硝化速率降低至1.13 mg·kg¹·d¹,初级反硝化速率增加至0.65 mg·kg¹·d¹,与60%WHC处理差异显著。60%WHC和100%WHC处理土壤初级硝化速率与初级铵态氮固定速率比值(gn/ia)以及初级氮矿化速率与初级氮固定速率比值(gm/gi)都大于1,而淹水处理的gn/ia值小于1(0.55),gm/gi值接近1(1.14)。非饱和水分条件下,砂壤土的氮素供应和固持能力较低,容易发生硝态氮的积累和淋溶损失。砂壤土淹水后促进了反硝化作用的发生,但氮矿化和固定过程紧密偶联,提高了土壤氮的供应和周转能力;同时硝化作用受到抑制,减少了硝态氮淋溶损失的风险。     

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。     

不同菜地土壤硝化与反硝化活性

硝化作用和反硝化作用是氮素气态损失的主要途径,在实验室培养条件下,研究了3种菜地土壤之间硝化反硝化活性的差异,反硝化作用利用乙炔抑制培养法对其进行测定.结果表明,培养33 d后红泥土、灰沙土和灰泥土的氮素硝化率均很高,分别为96.1%、88.3%和70.4%,其中红泥土与灰泥土的硝化率差异达到了极显著水平(P<0.01),而灰沙土与红泥土、灰泥土之间的差异不显著(P>0.05).pH值最高和最低的菜地土壤其硝化率分别表现出最高和最低,值得注意的是,在pH4.61条件下灰泥土的硝化率可达70.4%.氮肥的施用显著或极显著增加了 3种土壤硝化过程的N_2O排放量,占施氮量的0.59%～0.70%.3种菜地土壤之间氮肥的反硝化活性表现为灰泥土>红泥土>灰沙土,其差异也极显著(P<0.01),氮肥的反硝化损失量占施氮量的-0.02%～0.20%.土壤硝化和反硝化氮素损失累积量随时间t的变化均符合修正的Elovich方程:y=bln(t)+a.     

干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响

【目的】本研究探讨干旱区棉田土壤氮素转化过程及对棉花根系生物量的影响,明确棉田土壤氮素有效性对农业管理措施的响应,为棉田制定高产高效管理措施,实现棉花高产优质低成本及环境友好生产服务。【方法】在定位试验条件下,采用裂区设计,以秸秆不还田(S0)与秸秆还田(S1)为主区,4种施肥处理(不施肥(F0)、施氮磷钾化肥(F1)、施有机肥(F2)、施氮磷钾化肥+有机肥(F3))为副区,分析了秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性的影响,探讨了棉田土壤氮素转化过程,包括净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率的变化,明确了土壤有效氮含量和棉花根系生物量对秸秆还田和施肥措施的响应。【结果】(1)秸秆还田和施肥显著增加了土壤净矿化速率、总硝化速率和反硝化速率,棉花不同生育时期不同施肥处理间各指标的变化不同,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,在盛花期均有最大速率;(2)秸秆还田和施肥显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,棉花盛花期和盛铃期土壤无机氮含量显著高于收获期;(3)秸秆还田显著降低了棉花根冠比,对根系生物量、细根/粗根比影响不显著,施肥显著增加了根冠比、根系生物量及细根生物量,施肥处理之间差异不显著。综上所述,秸秆还田能增加土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮、铵态氮和可吸出无机氮含量以及根系生物量。有机肥无机肥配施有最大的土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮和可吸出无机氮含量。有机肥无机肥配施也有最大的根系生物量和粗根细根比。【结论】秸秆还田和施肥有利于促进土壤氮素转化过程,增加土壤有效氮含量,对根系生长及生物量产生影响。在干旱区实施秸秆还田,结合有机无机肥配施技术有利于加速土壤养分转化,提高肥料利用效率,增加有效养分含量,促进作物根系生长和地上部碳同化能力。     

长期施肥对中性紫色水稻土氮素矿化和硝化作用的影响

【目的】揭示长期施肥对中性紫色水稻土生态系统氮素内循环矿化及硝化特征的影响,探索维持紫色水稻土长期供氮潜力的途径。【方法】利用重庆市北碚区21年的中性紫色水稻土长期定位试验,通过淹水密闭培养-间歇淋洗法研究长期施肥对土壤氮素矿化特性的影响,并测定了不同施肥措施下土壤硝化细菌数量、氨氧化潜势及硝化强度的变化。【结果】与长期不施肥对照相比,单施化肥（除单施氮肥）、有机肥或有机无机配施显著提高了土壤累积矿化氮量和氮素矿化势（N0）,氮磷钾肥配施有机肥处理累积矿化氮量最高达164.43 mg•kg-1,氮素矿化势相比CK处理增加了59.29%,而含氯氮磷钾肥配施有机肥增加累积矿化氮量和氮素矿化势幅度显著低于氮磷钾肥配施有机肥处理;不同施肥（除氮磷钾肥与单施有机肥）显著提高了氮素矿化速率常数（k）。施用氮肥处理显著提高了土壤硝化细菌数量,尤其是氮磷钾肥配施有机肥处理最高为CK处理的74.25倍;土壤氨氧化潜势和硝化强度表现出一致的趋势,均是氮磷钾肥配施有机肥处理最高而含氯氮磷钾肥配施有机肥显著低于不施肥对照处理。相关分析表明,土壤氨氧化潜势和硝化强度与土壤pH呈显著正相关关系（P<0.05）。【结论】氮磷钾肥配施有机肥是提高紫色水稻土供氮潜力及改善有机氮品质的有效手段,含氯化肥抑制了硝化过程,可充当硝化抑制剂使用。     

滴灌施肥对作物生长及土壤氮素特征影响的研究进展

滴灌施肥是将施肥与灌溉相结合的灌溉施肥技术,在农业生产中具有广阔的应用前景。综述了滴灌施肥对作物根系及地上部生长的影响:滴灌施肥可以促进作物根系及地上部的生长,提高多数作物的产量与品质;同时可以改善土壤无机氮环境,提高氮素利用率,减少氮素的淋溶损失。目前关于滴灌施肥对作物生长及土壤氮素特征影响的研究尚不够深入,制约了滴灌施肥技术的发展。未来应重点研究滴灌施肥对作物根系发育规律、养分吸收、运输及利用机制、土壤环境等的影响,明确滴灌施肥对作物-土壤系统的影响机制,同时研发新型水溶性肥料,结合现代农业信息技术,建立兼顾优质、高产、高效、生态、安全的滴灌施肥技术。     

氮肥利用率的研究进展

为了提高作物的氮肥利用率,减少资源浪费、降低环境污染和提高作物产量提供科学依据。文章回顾了国内外近年来氮肥利用率的研究成果,从氮肥利用率的研究方法及影响因素等方面分析了氮肥利用率的研究历史、现状和存在问题。归纳得出中国氮肥利用率较低,施肥缺乏科学性,具体表现为氮肥施用量过大、氮肥挥发及硝化反硝化损失严重、施肥时期及施用量与作物氮素吸收规律不协调、肥料品种较单一等。建议结合测土配方施肥、实时监控管理等技术,合理地确定氮肥种类、用量、施用方式及时期,加强新型肥料及肥料增效剂等新技术的研发和推广,并注重作物氮高效品种资源的挖掘和应用,进而从土壤、肥料、品种、管理方式等多方面提高氮肥利用率。     

Evaluation of Pathway of Nitrogen Loss in Winter Wheat and Summer Maize Rotation System

The nitrogen loss pathway in winter wheat and summer maize rotation system was studied based on field experimental data. The results showed that nitrogen recovery rate was significantly decreased with nitrogen fertilization rate increased, while residual rate and losses rate had an increasing trend. Accumulated ammonia volatilization loss in winter wheat and summer maize rotation was 12. 8(N0), 22. 0(N120), 33. 0(N240) and 64. 5 kg N ha-1(N360) respectively and rate of ammonia volatilization loss was 3.8, 4.2 and 7. 2 % respectively while urea was mixed with 0 - 10 cm soil or spread before irrigation. Denitrification loss with acetylene-soil core incubation method in winter wheat was lower than 1 kg N ha-1 and rate of denitrification loss was 0. 21 - 0. 26% or trace. Denitrification loss in summer maize was 1 - 14 kg N ha-1 and rate of denitrification loss was 1 - 5 %. The total gaseous loss in winter wheat and summer maize rotation system was less than 10 %, and the main nitrogen fertilizer loss way was leaching below 0 - 100 cm soil profile and accumulated in deeper soil.     

咸阳耕地质量长期定位监测肥力变化初报

根据咸阳4 a耕地质量长期定位监测结果,比较分析了监测点的施肥水平、土壤养分水平以及丰缺区间样点的变化趋势,主要表现：全市监测点氮肥、磷肥施用量均为较高水平,钾肥为低水平,整体呈现南低北高。土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾丰缺水平分别为较高、中、中、较高,呈现南高北低,南部灌区土壤全氮有隔年交替增长趋向,速效磷4个丰缺水平区间均有分布,且数据变异最大,并从提升有机物质利用率、平衡土壤养分、重视pH值方面提出合理施肥建议。     

不同施肥方案对华南地区菜心种植氨挥发损失的影响

为探明华南地区菜心种植过程中土壤的氨挥发损失规律,提出兼顾减少氨挥发且保证菜心产量的施肥方案,以广州市黄埔区菜地为研究对象,以菜心为试验材料,设置氮肥施用量处理为A组,设定A0（不施氮肥）、A1（337.5 kg·hm^-2）、A2（200 kg·hm^-2）、A3（140 kg·hm^-2）共计4种施氮水平;同时,设置施肥方式处理为B组,分别为沟施覆土（B1）、表面撒施（B2）和撒施后灌水（B3）共3组氮肥施用方式,开展正交试验。采用通气法对菜心菜地进行田间原位氨挥发测定,成熟期调查菜心产量。研究了不同施肥方案下土壤氨挥发情况和不同施肥方案对菜心产量的影响。结果表明：菜心种植过程中的氨挥发主要来自追肥,菜心追肥期间氨挥发量占全生育期氨挥发总量的60%~81%。氨挥发量与施氮量呈正比;不同施氮量在施肥初期,氨挥发速率均较高;相同施氮水平下氨挥发累积量呈现出表面撒施>沟施覆土>撒施后灌水。各施氮处理下,菜心产量无显著差异。研究表明,采用沟施覆土的施肥方式同时减少30%的施氮量对华南地区菜心产量无显著影响,但较常规施氮处理组A2B1和A2B2分别可减少氨挥发损失5.9 kg·hm^-2和29.3 kg·hm^-2。     

干旱区不同灌溉方式及施肥措施对棉田土壤呼吸及各组分贡献的影响

【目的】探讨干旱区灌溉方式及施肥措施对棉花生长季农田土壤呼吸速率及碳平衡的影响,比较不同管理措施对棉田土壤碳汇强度的影响。【方法】设置滴灌和漫灌两种灌溉方式,在棉花生育期每种灌溉方式设有机肥（OM）、氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPK+OM）3种施肥处理,以不施肥处理为对照（CK）,采用LI-8100土壤碳通量测定仪测定农田土壤呼吸速率,利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力（NEP）,分析不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤碳汇强度。【结果】不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤呼吸速率的季节变化随气温变化均呈先升高后降低的趋势,在7月中旬达到峰值,10月中旬棉花收获后降至最低。不同灌溉方式下农田土壤碳排放量为滴灌＞漫灌;相同灌溉方式下不同施肥处理为NPK+OM＞OM＞CK＞NPK。滴灌条件下根系呼吸对土壤呼吸的贡献率为36.38%-58.74%,漫灌条件下为33.73%-52.03%;铃期根系呼吸贡献率最高,生育期平均为48.05%和44.31%。整个棉花生长季节,两种灌溉方式下农田净初级生产力（NPP）均为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK。不同管理措施下整个生育期农田土壤均表现为碳“汇”,其中,不同灌溉方式下农田碳汇强度为滴灌＞漫灌,不同施肥措施为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK,灌溉与施肥互作条件下,滴灌方式下NPK+OM处理碳汇强度最强。【结论】在干旱区棉花生产中,采用膜下滴灌节水技术,氮磷钾化肥与有机肥配施并实施秸秆还田等农田管理措施,不仅能增加土壤有机碳含量,培肥地力,提高棉花产量,而且能促进土壤固碳减排。     

新型硝化抑制剂对膜下滴灌棉田抑制效果及棉花产量的影响

[目的]研究2种含氯甲基吡啶硝化抑制剂在滴灌条件下对土壤氮素转化及棉花产量的影响.[方法]在石河子农科中心设置硝化抑制剂棉花滴灌小区试验.[结果]供试的2种硝化抑制剂随水滴施第6 d后均表现显著的硝化抑制效果,土壤NH4+-N较对照增加3.82;～211.25;,NO3--N降低56.2;～77.12;;表观硝化率较对照处理降低2.66～52.83个百分点;提高氮肥利用率1.54～4.15个百分点;1 hm2增产籽棉202.5～247.5 kg,增产幅度3.43;～4.3;,新增经济效益1 059～1 306.5元.[结论]滴灌条件下硝化抑制剂随水滴施,简单易行,能够有效改善棉株的氮素营养水平,增产效果显著.