土壤中的氮素与氮肥

土壤中的氮素与氮肥１土壤中的氮素以哪几种形态存在？土壤中的氮素大致可分为有机态氮和无机态氮两大类。有机氮化合物主要有蛋白质、尿素、尿酸、胺化物等；无机态氮主要有铵态氮和硝态氮两种。土壤中总的含氮量称为全氮量。２土壤中不同形态的氯是如何转化的：随着土壤...     

黔西北不同土地利用类型下土壤全氮及硝态氮的分布与残留

在黔西北关门山小流域选取5种不同的土地利用类型,通过对其土壤样品进行化学分析,研究不同土地利用类型下土壤全氮及硝态氮的分布特征。结果表明：灌木林地表层土壤全氮和硝态氮含量高于乔木林地。乔木林地和灌木林地坡中和坡脚土壤剖面上的全氮明显高于坡顶。灌木林地的坡顶、坡中和坡脚土壤硝态氮随着深度的增加而降低,乔木林的坡顶和坡中土壤硝态氮在60~80 cm土层处出现累积,但坡脚没有;5种土地利用类型中,土壤全氮含量均以0~20 cm土层最高,随着土壤深度增加迅速降低。灌木林地、玉米地和撂荒地土壤的硝态氮随着土壤深度的增加而降低,但乔木林地硝态氮在60~80 cm土层累积,果园硝态氮在20~40 cm和60~80 cm土层累积;80 cm厚土体中残留的土壤全氮和硝态氮以果园最高,分别为12.18×10³和352.0 kg·hm^-2,不同土地利用类型间土壤全氮残留量差异不显著,但是果园和玉米地的硝态氮残留量显著高于其他土地利用类型。     

草地土壤碳、氮、酶对松嫩草地盐碱退化的响应

为了解盐碱化草地中土壤碳、氮和土壤酶随盐碱化程度的变化规律,选择典型的松嫩羊草草地为研究对象,依据草地优势植物种的变化特征,定性地划分出不同盐碱退化程度的草地。通过对不同盐碱退化程度草地土壤碳、土壤氮和土壤酶活性变化规律的研究,发现随草地盐碱退化程度的增加,土壤有机碳、全氮、碱解氮、过氧化氢酶、蔗糖酶含量呈下降的趋势,特别是重度盐碱退化草地的土壤碳、土壤氮和土壤酶含量下降显著(P<0.05)。土壤碳、土壤氮和土壤酶在0～10 cm土层的含量高于10～20 cm土层。     

草地退化过程中典型草原氮储量的变化——以内蒙古锡林浩特市典型草原为例

以内蒙古自治区锡林浩特市为研究区,探讨了典型草原不同退化程度草地的植被-土壤系统氮储量的变化及差异,运用DNDC(Denitrification-Decomposition)模型对植被-土壤系统氮储量模拟并对结果进行了验证。结果表明,随着草地退化程度的加剧,土壤氮储量呈显著下降趋势(P0.05),中度退化(MD)和重度退化(HD)样地较轻度退化(LD)样地土壤氮储量分别减少了7.74%和44.40%。不同退化程度样地的地上植物氮储量总体上呈现HDMDLD,与土壤氮储量的变化趋势相反;在生长季中,植物根系氮储量是逐渐增加的,且在生长季末表现为HDMDLD。植物-土壤系统中,土壤氮储量占总氮储量的比例高于根系和地上植物,占系统氮储量的95.05%~97.62%。DNDC模型在草原点位模拟土壤氮储量的效果比较好。     

青海省草地土壤中的氮素及肥力效应

本文论述了青海省草地土壤类型中氮素的含量。阐明了草地土壤类型中全氮、碱解氮和有机质相互之间的关系及施氮的效应。     

不同芦苇沼泽湿地土壤全氮季节动态变化和氮储量研究(简报)

以向海湿地为研究对象,研究了封闭性湿地和开放性湿地土壤全氮含量的季节动态变化特征及其氮储量。结果表明,封闭性湿地与开放性湿地土壤全氮含量的季节动态变化过程既存在差异,又具有一定的相似性,2个典型区各层土壤中全氮含量均可采用四次多项式拟合进行动态模拟。封闭性湿地与开放性湿地土壤氮密度均由表层向下逐渐下降,二者1 m深的土壤氮密度分别为0.95和1.05 kg/m2,其中40 cm以上土层的贡献率均达到66%以上。     

微生物菌肥对高寒草甸土壤养分的影响

采用纤维素分解菌肥、联合固氮菌肥、EM混合菌肥3种微生物菌肥配以水分添加和划破草皮等方法对退化高寒小嵩草草甸进行土壤养分改良,以土壤中速效养分含量及pH变化评价改良状况。结果表明,退化高寒小嵩草草甸土壤中添加微生物菌肥+划破草皮处理与对照相比,没有明显改变0~20cm土层速效磷含量、速效钾含量和pH剖面分布特征;不同微生物菌肥+划破草皮处理明显改变土壤中速效氮含量的分布特征,其中,EM处理明显提高土壤表层硝态氮含量,CD处理明显提高土壤中表层氨态氮含量,CD和EM处理可以显著提高土壤表层速效氮(硝态氮+氨态氮)含量,但单纯划破草皮G处理只能改变不同形式的速效氮在土壤垂直剖面中的分布格局,没有明显提高土壤中速效养分含量。因此,采用EM和CD处理均可以改善土壤中速效氮缺乏的现状,但作用微弱,可能同选用的微生物菌肥在青藏高原高寒恶劣气候条件下活性变弱有关。筛选或分离适应高寒草甸生态系统生存的微生物菌肥再配以适宜的施用方法可改善退化草地土壤养分状况。     

长江源区高寒草地土壤有机质和氮磷含量的分布特征

土壤养分是高寒草地生态系统维系健康的基础。本研究分析了长江源区沼泽化草甸、典型草甸、草原化草甸和沙生草地的土壤养分特征,以期为高寒草地合理管理提供理论依据。研究表明,不同类型高寒草地的土壤有机质和全氮含量存在明显的差异,表现为沼泽化草甸典型草甸草原化草甸沙生草地,土壤有机质和全氮含量在各个草地类型内均随着土层深度增加而显著降低(P0.05);土壤速效氮含量为草原化草甸典型草甸沼泽化草甸沙生草地,草原化草甸含量高达65.5 mg·kg-1,而沙生草地含量仅为11.5 mg·kg-1,除沙生草地外,其他草地类型土壤速效氮含量最大值出现在10-20 cm土层;土壤全磷和速效磷含量在高寒草甸不同退化演替阶段及其各土层中差异不显著(P0.05);高寒草甸退化演替过程中,土壤养分各因素间相互影响,其中,土壤全氮、全磷、速效氮和速效磷与土壤有机质之间呈显著正相关关系,土壤速效氮与全氮和土壤速效磷与全磷之间亦呈显著正相关关系,而土壤p H值与土壤各养分之间的相关性均不显著。     

黄土高原弃耕地植被演替及其对土壤养分动态的影响

弃耕地演替过程中植被和土壤的互动效应对于植被恢复与重建具有重要意义。本研究选择黄土高原不同演替阶段的弃耕地(弃耕时间分别为1、6、12、22年),连续2年调查各弃耕地的物种丰富度、群落地上生物量,测定0~60 cm土层的土壤容重、pH值、土壤有机质和全氮含量,分析弃耕地演替过程中群落地上生物量、土壤理化性质的变化过程和趋势以及植被土壤之间的互动效应。结果表明:1)弃耕地演替过程中,弃耕早期(1~6年)为茵陈蒿+白莲蒿的杂草群落,演替中期(6~12年)为赖草群落,演替中后期(12~22年)为无芒隐子草+短花针茅群落。随着弃耕时间的增加,物种丰富度呈先减少后增加的变化趋势,地上生物量持续增加。2)土壤有机质和土壤全氮在0~10 cm土层中最高,表现出明显的表聚效应;弃耕时间和土层深度对土壤有机质和土壤全氮产生极显著的影响,弃耕时间与土壤有机质和土壤全氮之间均表现为负相关关系,土壤有机质和土壤全氮具有较为明显的时间效应。3)群落地上生物量与弃耕时间呈显著正相关关系,与土壤有机质和土壤全氮二者之间呈负相关关系,弃耕时间对群落生物量产生正效应,土壤有机质和全氮对群落生物量产生负效应。     

黄土高原弃耕地植被演替及其对土壤养分动态的影响

弃耕地演替过程中植被和土壤的互动效应对于植被恢复与重建具有重要意义。本研究选择黄土高原不同演替阶段的弃耕地(弃耕时间分别为1、6、12、22年),连续2年调查各弃耕地的物种丰富度、群落地上生物量,测定0～60cm土层的土壤容重、pH值、土壤有机质和全氮含量,分析弃耕地演替过程中群落地上生物量、土壤理化性质的变化过程和趋势以及植被土壤之间的互动效应。结果表明:1)弃耕地演替过程中,弃耕早期(1～6年)为茵陈蒿+白莲蒿的杂草群落,演替中期(6～12年)为赖草群落,演替中后期(12～22年)为无芒隐子草+短花针茅群落。随着弃耕时间的增加,物种丰富度呈先减少后增加的变化趋势,地上生物量持续增加。2)土壤有机质和土壤全氮在0～10cm土层中最高,表现出明显的表聚效应;弃耕时间和土层深度对土壤有机质和土壤全氮产生极显著的影响,弃耕时间与土壤有机质和土壤全氮之间均表现为负相关关系,土壤有机质和土壤全氮具有较为明显的时间效应。3)群落地上生物量与弃耕时间呈显著正相关关系,与土壤有机质和土壤全氮二者之间呈负相关关系,弃耕时间对群落生物量产生正效应,土壤有机质和全氮对群落生物量产生负效应。     

半干旱黄土区苜蓿草地轮作农田土壤氮素变化

田间试验研究了多年生苜蓿草地轮作为农田后2年内土壤矿质氮和全氮的变化,结果表明,与苜蓿连作相比,土壤全氮在苜蓿翻耕后迅速下降,土壤硝态氮和铵态氮在耕作下层出现大量累积,土壤氮素有效性提高。不同轮作方式对土壤氮素变化有显著影响,轮作第2年种植玉米或马铃薯可以增加硝态氮在土壤中的累积,种植春小麦则增加了铵态氮和总矿质氮累积量,休闲土壤矿质氮变化幅度居中。与轮作春小麦相比,轮作玉米显著增加了对土壤全氮的消耗,因此多年生苜蓿草地轮作农田后应避免种植玉米等耗肥量较大的作物以维持土壤氮素平衡。     

甘肃永昌县放牧草地土壤脲酶活性与土壤肥力的关系初探

2007-2008年对甘肃永昌县放牧草地土壤脲酶活性与土壤肥力因子之间的关系进行了初步研究。结果表明,2种放牧草地土壤脲酶活性不同,土壤剖面中脲酶活性的变化趋势是表层明显高于下层。土壤脲酶活性与有机质、全氮、速效氮、速效钾呈极显著正相关,与土壤pH值呈极显著负相关。通径分析结果表明,土壤肥力因子对脲酶活性的直接作用系数大小顺序为全氮>速效钾>速效氮>速效磷>pH值>有机质。有机质对脲酶活性的直接效应较小,主要通过全氮表现为较强的间接效应。全氮对脲酶活性具有显著的直接效应。土壤速效氮、速效磷和速效钾对脲酶活性的直接作用不大,主要通过全氮对脲酶活性产生间接影响。土壤pH值对脲酶活性所起的直接效应和间接效应均较小,不是影响土壤脲酶活性的主要因素。     

不同放牧强度下西藏高山嵩草草甸土壤养分的变化

以西藏高山嵩草(Kobuesia tygmaea)草甸土壤为研究对象,分析不同放牧强度下土壤中全氮、全磷、全钾,速效氮、速效磷、速效钾,有机质及p H值的变化。结果表明,随着放牧强度的增加,在不同土层中,全氮、速效氮和速效钾含量减少;而全钾含量随着放牧强度的增加呈现先增加后减小的趋势;重度放牧显著降低了土壤中全氮、速效氮和速效钾的含量(P0.05);随着放牧强度的增加,土壤有机质含量逐渐减少;放牧强度对土壤p H值影响没有显著影响(P0.05)。因此,延迟+适度放牧和适度放牧可以有效地保护草地,防止高山嵩草草甸进一步退化。     

沙地苜蓿种植年限对土壤速效钾与碱解氮含量的影响

通过测定不同种植年限紫花苜蓿地土壤中速效钾和碱解氮的含量,分析了速效钾和碱解氮在原生质土壤与人工种植地土壤在耕层的垂直分布以及根际土与非根际土中含量的变化状况。结果表明:种植紫花苜蓿时间越长,对土壤速效钾和碱解氮含量影响越大,紫花苜蓿地土壤速效钾和碱解氮含量在耕层呈垂直下降趋势,相同种植年限根际土与非根际土速效钾和碱解氮含量差异明显,原生质土与人工种植紫花苜蓿地土壤速效钾和碱解氮含量差异明显。随着种植年限的增加速效钾和碱解氮含量均呈现升-降-升趋势。速效钾含量整体表现为:2年生5年生4年生3年生1年生原生质土,碱解氮含量整体表现2年生5年生3年生1年生4年生原生质土。不同生长年限土壤中速效钾和碱解氮的变化幅度较大,垂直方向上随着土层深度的增加,各生长年限土壤养分均呈降低趋势,表现出明显的"表聚性",并且各生长年限土壤养分以0~20cm土层含量最多。     

草地轮作年限和季节对土壤不同组分有机氮含量的影响

为揭示轮作草地不同粒级土壤有机质及其氮含量在时间序列上的动态特征,以有机农牧场低投入蔬菜生产后的5年草地轮作土壤为研究对象,测定不同组分有机质,颗粒有机氮(PON)和非颗粒有机氮(n-PON)含量变化。结果表明:草地轮作5年土壤有机质含量增加18%,土壤总有机氮含量增加20.6%,第5年显著高于第1、3年但低于永久性草地。随着草地轮作年限的增加,土壤总有机氮中PON比例逐渐增加,n-PON比例逐渐降低,冬季n-PON占比小于春、夏、秋季。草地轮作5年土壤PON增加60%,n-PON增加16.5%,且均接近永久性草地含量,春季草地土壤n-PON含量显著高于冬季,季节对轮作草地土壤总有机氮和PON含量无显著影响。PON敏感指示土壤有机氮变化动态,草地轮作提高了土壤有机氮循环强度和有效性。土壤总有机氮、PON、n-PON含量与土壤容重呈极显著负相关,与有效P、K、Ca、Mg含量和阳离子交换量呈极显著正相关。草地轮作5年土壤不同组分有机氮含量发生显著变化,有效改善了土壤养分状况。     

氮添加对内蒙古典型草原土壤动物的影响

氮是陆地生态系统的主要限制元素,氮输入的变化影响陆地生态系统生物群落结构和功能过程。目前有关氮添加的研究主要集中在植物群落,而对土壤动物影响的研究较少。本研究在内蒙古典型草原区设计了氮素添加试验,研究了在4个氮添加[对照(N0)、低氮(N2.5)、中氮(N5)、高氮(N10)]水平下草原凋落物层土壤动物主要功能类群的群落结构变化,并分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,低氮和中氮添加显著促进土壤动物的多度,而高氮添加显著降低土壤动物的多度和多样性(P0.05)。土壤动物的不同功能群对氮输入增加的响应不同,捕食性和腐食性功能群多度在高氮处理下显著减少(P0.05),而植食性和杂食性动物功能群多度则不随氮添加水平变化(P0.05)。冗余分析(RDA)显示,中气门亚目若螨(Mesostigmata nymphs)和厉螨科(Laelapidae)等类群的多度与氮添加水平呈显著负相关关系(P0.05);而等节跳科(Isotomidae)和长角跳科(Entomobryidae)等类群的多度变化主要受氮添加引起植物物种丰富度、土壤SOC和凋落物pH改变的间接影响。研究结果表明,适量氮添加可增加凋落物层土壤动物群落的多度,但较高的氮供应[10g·(m2·a)-1]则降低土壤动物群落的多样性。     

连续施氮对马铃薯根际细菌群落结构及反硝化作用的影响

为了揭示连续施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际细菌群落结构及反硝化作用的影响。通过大田试验设置了6个不同施氮量处理:N_0(对照,不施氮)、N_(75)(施氮量75 kg·hm~(-2))、N_(150)(施氮量150 kg·hm~(-2))、N_(225)(施氮量225 kg·hm~(-2))、N_(300)(施氮量300 kg·hm~(-2))和N_(375)(施氮量375 kg·hm~(-2)),研究了连续5年不同施氮量对半干旱地区马铃薯根际细菌群落结构及反硝化作用过程中编码亚硝酸还原酶的关键酶基因nirK和nirS丰度的影响。结果显示:各处理土壤中NO_3~--N含量随施氮量的增加显著增加,最高施氮量处理(N_(375))土壤中NO_3~--N含量高达80.41 mg·kg~(-1),分别比其他处理增加了86.87%～856.12%;土壤亚硝酸还原酶活性随着施氮量的增加随之增强,高氮处理显著高于低氮处理。高通量测序结果显示,大量施氮降低了细菌群落的Alpha多样性,显著改变了土壤细菌群落的物种组成;与N_0处理相比,其他各施氮处理根际土壤中变形菌门和厚壁菌门的相对丰度增加了1.66%～26.53%和22.59%～85.52%,放线菌门和酸杆菌门的相对丰度降低了3.48%～34.63%和4.21%～37.12%,高氮处理显著低于不施氮及低氮处理;高量施氮显著提高了根际土壤中Lactococcus、Bacillus和Lysobacter的相对丰度。根际土壤中nirK和nirS相对丰度随施氮量的增加随之增加,高氮处理中nirK和nirS相对丰度分别比N_0处理增加了116.26%、101.49%和28.24%、8.47%。Person相关性分析表明,nirK相对丰度与土壤NO_3~--N含量呈显著正相关关系,pH与nirK和nirS的丰度呈显著负相关关系。大量施氮造成土壤剖面中NO_3~--N积累量的增加以及pH值降低是引起根际细菌群落结构以及nirK和nirS丰度变化的主要原因。     

不同放牧制度对荒漠草原表层土壤氮素空间异质性的影响

以荒漠草原不同放牧制度下表层土壤氮素含量为研究对象,采用GS+软件和地统计学分析方法对其空间异质性分布进行了研究.结果显示,划区轮牧区表层士壤碱解氮含量显著低于对照区和自由放牧区,土壤全氮含量没有发生显著性变化.样点间土壤氮素含量差异表明,表层土壤氮素含量存在空间异质性.划区轮牧使得土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布受随机因素影响大,自由放牧使土壤全氮含量空间分布受随机因素影响大,围封状态的对照区土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布几乎不受随机因素影响.划区轮牧能够减小土壤氮素空间分布的异质性,自由放牧导致表层土壤碱解氮含量空间差异较大.在划区轮牧区,土壤碱解氮含量和土壤全氮含量空间分布都比较均匀,呈片状分布,自由轮牧区土壤碱解氮整体呈破碎斑块分布.     

单宁在植物-土壤氮循环中作用的研究进展

单宁是高等植物产生的次级代谢产物。单宁和单宁-有机氮络合物在植物与土壤间的氮循环过程中扮演着重要的角色。单宁参与氮素循环的机制主要包括络合有机氮、影响土壤微生物活性以及影响土壤酶活性。以往的研究并未深入探讨单宁对各种有机氮的络合能力,以及菌根真菌和腐生真菌对单宁-有机氮络合物的降解机制。因此,本研究着重讨论了单宁对各种有机氮的络合能力、络合物的降解机制、单宁对土壤酶活性的抑制作用以及单宁对土壤微生物的影响,并综述了单宁在氮循环过程中的作用,如减缓凋落物分解,抑制净氮矿化,影响净硝化和氮固持等。结果表明:单宁能够络合大部分有机氮;单宁的结构和浓度可显著影响其对土壤酶活性和净氮矿化的抑制效果以及对土壤微生物活性和多样性的作用,该结论可为进一步理解单宁在植物与土壤间氮循环过程中的角色奠定基础。     

祁连山岛状冻土活动层土壤氮库对模拟冻融响应

气候变化改变了青藏高原降水和温度，并影响非生长季土壤冻融格局。本研究采用冻融模拟试验，探究了祁连山岛状冻土区高寒草甸活动层(0～20 cm)土壤在长期昼夜冻融交替(149次)过程中土壤氮库对融化温度(5℃,10℃,20℃)和含水量(15%,30%,45%)的响应。结果表明：昼夜冻融过程中土壤有效氮大量释放期长达50天，以溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen, DON)、铵态氮(NH⁺₄)累积为主。微生物量氮(Microbial biomass nitrogen, MBN)通过氮固持增加，发挥土壤有效氮“缓存库”作用；土壤含水量增加有利于冻融过程中DON和MBN积累，但含水量对NH⁺₄累积存在阈值效应；融化温度对水分饱和土壤氮组分含量影响差异不显著，而干燥和湿度适中土壤DON,NH⁺₄及硝态氮净累积量对低温融化响应较高温条件更敏感。气候变化驱动下冻融过程中温度和水分耦合效应对冻土区氮转化影响机制值得深入探讨。