不同施肥水稻土可溶性有机氮组分差异及影响因素

可溶性有机氮(Soluble Organic Nitrogen,SON)在研究土壤供氮能力方面至关重要,而目前关于水田生态系统SON组成及其影响因素尚不清楚。运用红外光谱和氨基酸自动分析仪研究了长期(33年)不同施肥处理对水稻土SON含量、组分的影响及其主控因子。结果表明:单施化肥、化肥+牛粪、化肥+稻草处理土壤SON较不施肥处理提高23.49%、58.70%和106.30%,游离氨基酸氮提高32.27%、84.42%和95.21%,可溶性蛋白氮提高20.83%、70.00%和95.83%;不同施肥处理土壤游离氨基酸组成均以中性氨基酸占优势;土壤可溶性氮官能团组成均具有酰胺类化合物的红外特征吸收峰;RDA结果表明,土壤SON含量和组成差异明显,CK和NPK处理主要受土壤容重影响,而NPKM和NPKS则主要受有机质、全氮、微生物量氮、蛋白酶和谷氨酰胺酶影响。因此,SON含量和组分变化与施肥处理密切相关,长期添加有机肥能够显著增加土壤SON及其组分的含量,提高土壤供氮潜力。     

不同类型水稻土可溶性有机氮及其组分的剖面分布

为揭示可溶性有机氮(soluble organic nitrogen,SON)在土壤剖面的分布状况,选取中亚热带地区发育于相同母质的黄泥田、灰黄泥田和灰泥田3种不同类型水稻土为对象,研究不同类型水稻土剖面中SON含量、组分及主控因子。结果表明,不同类型水稻土SON、游离氨基酸氮(FAA-N)、酰胺氮(AN-N)和可溶性蛋白氮(SP-N)含量具有明显的剖面分异,均表现为0～20 cm土层>20～40 cm土层>40～60 cm土层。不同类型水稻土SON及各组分含量差异主要表现在0～20 cm土层,均表现为灰泥田>灰黄泥田>黄泥田,灰泥田SON、FAA-N、AN-N和SP-N含量分别高于灰黄泥田50.5%、41.7%、44.8%和2.1%,高于黄泥田196.5%、200.9%、180.4%和76.5%。0～20 cm土层3种不同类型水稻土FAA-N和AN-N分别占SON的54.4%～58.7%和45.5%～48.1%,而底层(40～60 cm)FAA-N和AN-N分别占SON的33.1%～55.7%和50.3%～52.8%,说明FAA-N和AN-N具有向下累积的趋势...     

长期施肥条件下水稻土有机氮组分及矿化特性研究

为探明长期定位试验条件下不同施肥处理和地下水位对水稻土有机氮组分及其矿化特性的影响,采用Keeney和Bremer酸解法对土壤有机氮进行分组研究,并利用改进后的Warning淹水培养-间歇淋洗法研究水稻土有机氮矿化特性。结果表明,不同处理土壤酸解氮占全氮的61.2%～64.4%,其中酸解未知氮,氨基酸态氮,氨态氮和氨基糖态氮分别占全氮26.9%～34.0%,13.0%～18.0%,12.6%～14.3%和2.3%～4.7%。恒温淹水培养106d后,以酸解未知氮降幅最大,且酸解未知氮与土壤氮矿化势之间有显著的正相关关系(r=0.865*),表明酸解未知氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。有机肥处理土壤矿化氮累积量及氮矿化势显著高于化肥处理,表明长期施用有机肥是提高土壤供氮潜力的有效手段。此外,低水位土壤矿化氮累积量及氮矿化势略高于高水位土壤。     

黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献

采用Bremner法和长期淹水密闭培养法,研究了黑土区不同有机碳水平水稻土有机氮组分及其与可矿化氮的关系。结果表明,土壤酸解氮含量大于非酸解氮。土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例大小的顺序相同,即均为未知态氮氨基酸态氮氨态氮氨基糖态氮。土壤氮素矿化潜力(N0)为38~175.3 mg kg-1,矿化速率常数(k0)为0.022~0.041 d-1。土壤有机碳、全氮含量与氮矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01或p0.05);土壤C/N、p H与氮素矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01),而与矿化速率常数(k0)之间则均呈显著负相关(p0.05或p0.01),因此,土壤有机碳(氮)、C/N和p H是影响土壤有机氮素矿化的重要因素。相关分析表明,在各组分有机氮中,酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮和非酸解氮均与氮矿化势(N0)关系密切(p0.01),但进一步通过多元回归分析和通径分析表明,酸解氨态氮是对可矿化氮具有直接重要贡献的组分,是土壤可矿化氮的主要来源。     

下辽河平原两种类型水稻土有机氮组分的研究

结合野外调查取样,采用Bremner法测定下辽河平原两种类型(草甸土型和滨海盐渍土型)水稻土有机氮组分含量。结果表明:1两种类型水稻土均以酸解氮为主体。草甸土型水稻土酸解氮含量显著高于滨海盐渍土型水稻土(P0.01),其分配比例则显著低于滨海盐渍土型水稻土(P0.01)。2两种类型水稻土酸解各组分氮含量及其分配比例的分布规律不同,其差异因酸解氮组分的不同而异。草甸土型水稻土表现为未知态氮氨态氮氨基酸态氮氨基糖态氮,滨海盐渍土型水稻土则表现为氨基酸态氮未知态氮氨态氮氨基糖态氮;草甸土型水稻土酸解氨态氮与氨基酸态氮总量及其分配比例显著低于滨海盐渍土型水稻土(P0.01),酸解未知态氮含量及其分配比例则显著高于滨海盐渍土型水稻土(P0.01)。3两种类型水稻土酸解氮含量均与其土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(P0.01)。因此,该地区两种类型水稻土有机氮组分含量及其分配比例的显著差异是影响土壤氮素有效性的重要因素。     

下辽河平原两种类型水稻土有机氮组分的研究

结合野外调查取样,采用Bremner 法测定下辽河平原两种类型（草甸土型和滨海盐渍土型）水稻土有机氮组分含量。结果表明：（1）两种类型水稻土均以酸解氮为主体。草甸土型水稻土酸解氮含量显著高于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）,其分配比例则显著低于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）。（2）两种类型水稻土酸解各组分氮含量及其分配比例的分布规律不同,其差异因酸解氮组分的不同而异。草甸土型水稻土表现为未知态氮 > 氨态氮 > 氨基酸态氮 > 氨基糖态氮,滨海盐渍土型水稻土则表现为氨基酸态氮 > 未知态氮 > 氨态氮 > 氨基糖态氮;草甸土型水稻土酸解氨态氮与氨基酸态氮总量及其分配比例显著低于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）,酸解未知态氮含量及其分配比例则显著高于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）。（3）两种类型水稻土酸解氮含量均与其土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关（P<0.01）。因此,该地区两种类型水稻土有机氮组分含量及其分配比例的显著差异是影响土壤氮素有效性的重要因素。     

稻秸的不同组分对水稻土微生物量碳氮及可溶性有机碳氮的影响

为探明稻秸(稻草)及其不同组分(腐解稻秸、可溶性有机物和去活稻秸)对红黄泥水稻土微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)含量的影响。通过室内恒温培养试验,研究了长期淹水条件下,添加稻秸及其组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响。结果表明,与对照(S处理)相比,添加稻秸(RS+S处理)、腐解稻秸(DRS+S处理)和去活稻秸(NARS+S处理)均提高了MBC,提高幅度分别为11.17%(p0.01),1.83%和6.25%(p0.05),添加可溶性有机物(DOM+S处理)处理降低了MBC,降低幅度为2.67%;RS+S处理提高了MBN,提高幅度为15.29%,DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均降低了MBN,降低幅度分别为15.19%,3.09%和15.92%。与S处理相比,RS+S、DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均极显著提高了红黄泥DOC(p0.01),提高幅度依次分别为13.33%,10.88%,6.81%和11.41%;RS+S、DRS+S和DOM+S处理均显著提高了红黄泥DON(p0.05),NARS+S处理极显著提高了红黄泥DON(p0.01),提高幅度依次分别为6.96%,10.84%,10.12%和13.41%。与S处理相比,DRS+S和NARS+S处理极显著提高了MBC/MBN,RS+S处理显著降低了MBC/MBN,DOM+S处理对MBC/MBN几乎没有影响;各处理对DOC/DON没有显著影响。稻秸及其不同组分对红黄泥水稻土MBC、MBN、DOC和DON含量的影响基本一致,但影响程度存在差异,稻秸和去活稻秸影响较大。结果可为稻秸及其不同组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响机理提供基础数据,进一步揭示稻田土壤速效养分的来源与转化关系,为农业生产中秸秆的科学利用和稻田土壤肥力定向培育提供科学依据。     

不同种植年限水田与旱地土壤有机氮组分变化

在浙江慈溪地区,由于不同时期围海造田形成了具有长时间尺度序列的典型水稻土和旱地土壤,为研究长期的土壤氮素生物地球化学循环过程提供了很好的对象。本研究运用封管水解Bremner法测定了不同种植年限下土壤氨基酸氮、氨基糖氮、氨态氮、未知氮等酸解性有机氮组分,以探究不同种植年限和种植方式对土壤有机氮组分的影响。结果显示,旱地土壤的不同氮组分含量仅为水稻土相对应氮组分含量的50%~60%,水稻种植较旱地更利于土壤氮素的保存和利用。从长时间尺度来看,除氨基酸氮和水稻土氨基糖氮外,有机氮各组分含量随时间呈指数变化趋势,水稻土主要呈增加趋势,而旱地土壤则表现为降低趋势。该地区土壤氨基酸氮占全氮比例为23.5%~29.3%,氨基糖氮比例为6.0%~7.6%,氨态氮为21.0%~28.8%,未知氮为13.0%~21.1%,不同种植方式和种植年限对土壤主要有机氮组分所占全氮比例影响不大。     

黑龙江地区不同类型水稻土有机碳、氮含量及其密度研究

结合第二次全国土壤普查(1979年)-黑龙江省水稻土分布及其相关数据,2011年采取调查取样与室内分析的方法,研究了黑龙江地区4种类型(黑土型、白浆土型、草甸土型和沼泽土型)水稻土表层有机碳、氮含量及其密度的状况。结果表明:目前(2011年)4种类型水稻土表层平均有机碳、氮含量范围分别为21.18±7.27~30.91±9.99 g kg-1、1.83±0.44~2.49±0.74 g kg-1,表层平均有机碳、氮密度范围分别为5.32±1.42~6.95±0.98 kg m-2、0.46±0.07~0.56±0.08 kg m-2,其中沼泽土型水稻土表层有机碳、氮含量及其密度最大,黑土型则最小;沼泽土型与黑土型水稻土之间表层有机碳、氮含量及其密度差异均达1%显著水平,与草甸土型水稻土之间表层有机碳、氮含量差异均达1%显著水平,其有机碳、氮密度差异均达5%显著水平,与白浆土型水稻土之间表层有机碳及其密度差异达1%显著水平。与第二次全国土壤普查的相关数据相比较,黑龙江地区4种类型水稻土表层有机质(碳)、氮含量呈现明显下降趋势,但其表层有机碳、氮含量及其密度仍处于较高水平。     

洞庭湖水稻土有机氮组分及其与可矿化氮的关系特征

为深入理解土壤有机氮有效性,利用Bremner酸解法测定了洞庭湖区典型水稻土有机氮组分,采用淹水生物培养法测定了土壤可矿化氮,并分析了二者间的内在关系。结果表明,酸解氮是土壤有机氮素的主要存在形式,其占土壤全氮的比例为58.6%～83.8%,不同类型水稻土酸解氮含量总体上依潴育性水稻土、潜育性水稻土、淹育性水稻土的次序逐渐降低;酸解氮中,氨基酸氮、氨基糖氮、氨态氮与未知氮占土壤全氮的比例分别为25.6%～43.1%、2.6%～9.0%、11.9%～22.3%和8.0%～25.3%。土壤可矿化氮数量变化主要受有机碳、全氮及粘粒含量的影响。酸解氮各组分均与土壤可矿化氮显著正相关(R=0.427～0.858,P0.05),但多元逐步回归和通径分析表明,氨基酸氮是对可矿化氮有直接重要贡献的组分,是可矿化氮的主要来源。氨基酸氮、氨基糖氮、氨态氮、未知氮与氮矿化势的通径分析决策系数分别为0.685、0.251、0.028、-0.050,表明提升有机氮中除未知氮外的其它酸解组分特别是氨基酸氮的分配比例有利于增加土壤可矿化氮供应容量。     

耕作方式对紫色水稻土颗粒态氮的影响

土壤颗粒态氮作为土壤有机氮中的非稳定性部分,对土壤中氮的平衡有着重要的影响,对作物的生长及增产增收也有着重要意义.试验以西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内于1989年设立的长期免耕试验田为研究对象,研究冬水田平作、水旱轮作、垄作免耕和垄作翻耕等耕作方式对土壤颗粒态氮的影响.结果表明,不同耕作方式下土壤全氮及颗粒态氮含量均具有明显的垂直分布特征,由上到下含量逐渐降低.在0-60 cm的土壤深度内,土壤全氮平均含量依次为垄作免耕(1.53g/kg)>冬水田平作(1.50 g/kg)>垄作翻耕(1.31 g/kg)>水旱轮作(1.16 g/kg);颗粒态氮平均含量依次为冬水田平作(0.55 g/kg)>垄作免耕(0.46 g/kg)>垄作翻耕(0.40 g/kg)>水旱轮作(0.35 g/kg).免耕能够增加土壤全氮含量,但无助于颗粒态氮含量的增加.不同耕作方式下的颗粒态土碳氮比大于全土碳氮比,表明颗粒态土壤有机质易被微生物分解,是土壤营养物质的重要来源.     

西南地区紫色水稻土颗粒有机质的季节动态

以西南大学试验农场的紫色水稻土试验田为研究对象,探讨颗粒有机质的季节变化。结果表明,在油菜生长季内,颗粒态土质量分数呈现先升高后降低趋势,变化范围为27.38%～32.15%,具有明显的季节变化。颗粒有机碳(POC)与颗粒有机氮(PON)含量具有相同的季节变化趋势,为"U"字形,主要影响因子为TOC、TN及pH值。POC与PON分配比例的季节变化特征大体相似且均较明显,POC分配比例变化范围为24.96%～42.39%,平均值为35.73%,PON分配比例变化范围为17.19%～30.98%,平均值为22.59%。有机质的输入及其矿化分解是造成POC、PON含量及其分配比例变化的主要原因。生长季内POC/PON介于13.96～17.28之间,极显著高于全土碳氮比,表明颗粒有机质更容易被分解和转化。     

四川盆地水稻土有机碳与全氮的时空变异及影响因素研究

利用全国第二次土壤普查数据与2008年采样数据对四川盆地水稻土有机碳和全氮的含量水平变化进行了研究。结果表明:研究区1982年和2008年3种水稻土亚类有机碳含量均呈现潜育型水稻土显著高于淹育型和潴育型水稻土。研究区1982年3种水稻土亚类全氮含量呈现潜育型水稻土显著高于淹育型水稻土,2008年则为潜育型水稻土显著高于淹育型和潴育型水稻土。26年间水稻土有机碳与全氮含量均增长明显,且淹育型与潜育型两种水稻土的增长幅度高于潴育型水稻土。1982年至2008年,平坝、冲沟和坡脚稻田中有机碳及全氮含量增长明显,且大致呈从平坝、冲沟到坡中上部递减;冲积物和泥岩发育的水稻土有机碳及全氮因易于积累而含量更高;质地黏重的土壤有机碳与全氮的含量较高,同时也比质地偏轻的土壤更利于碳、氮的积累;冬水田与稻–油轮作的农田土壤有机碳与全氮的含量与增长幅度显著高于稻–麦轮作田。     

长期施肥对稻田土壤活性有机碳和氮的影响

土壤活性有机碳、氮是土壤有机碳、氮中最活跃的组分,在土壤碳、氮循环过程中具有重要作用。以湖南3个长期定位试验点（桃源、宁乡、桃江）为研究对象,分析测定表层土壤MBC、MBN、DOC、DON,研究长期施肥对土壤活性有机碳、氮（MBC＋DOC,MBN＋DON）的影响。结果表明,长期施用化肥及配施有机肥均能提高土壤活性有机碳、氮的含量。与对应的无肥处理（CK）相比,长期单施化肥（NPK）使土壤活性有机碳、氮的提高幅度分别为3.3%~21.0%和3.3%~27.1%,长期有机肥施用提高幅度分别为48.7%~84.8%和17.9%~105.8%,且土壤活性有机碳、氮含量随有机肥施用量的提高而增加,3个试验点活性有机碳大小顺序为桃源〉宁乡〉桃江。土壤活性有机碳与土壤有机碳（SOC）的累积速率呈显著正相关关系（P〈0.05）,而与SOC的含量关系不大。桃源土壤粘粒含量较高可能是土壤SOC累积速率快的主要原因;宁乡和桃江的粘粒含量和有机碳投入量相差不大,桃江较高的初始SOC水平影响了SOC积累速率;桃源和宁乡试验点的土壤活性氮含量相差不大,约是桃江的1.8倍。与土壤全氮（TN）相比,全氮的积累速率与土壤活性氮的关系更为密切,两者间有极显著的相关关系（P〈0.01）。     

不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响

以太湖地区长期受重金属污染的稻麦轮作条件下的水稻土为研究对象,分别采取水稻收获期和小麦收获期不同重金属污染水平的土壤和临近非污染土壤(对照土壤),利用低能量超声分散分离技术将原状土进行团聚体分级,并结合土壤碳库分析,研究不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响。结果表明:随着重金属污染程度的增加,小麦收获期土壤2~0.2 mm与0.2~0.02 mm粒级的团聚体含量呈显著降低趋势,0.02~0.002 mm与0.002 mm粒级团聚体含量显著增加,但这种趋势在水稻收获期表现不显著;重金属污染降低了水稻季团聚体平均重量直径(MWD),从而降低了土壤的团聚程度,但这在小麦季并未表现出显著的降低作用;而小麦季重金属污染对原土及团聚体中有机碳含量没有显著影响,水稻季重金属污染则显著增加了土壤有机碳的含量。这些结果表明不同重金属污染程度对土壤团聚体组成的影响在不同的作物收获期表现不同,这可能与土壤团聚体周转过程受农田水分管理等措施影响有关,尚需深入研究。     

东北地区滨海盐渍土型稻田土壤有机氮组分的研究

用Bremner法测定东北地区滨海盐渍土型开垦5年、30年稻田土壤和邻近未开垦稻田的旱地土壤的有机氮各组分含量。结果表明:(1)在0~60 cm土层,3种土壤非酸解性全氮含量及其占全氮比率明显大于酸解性全氮,但总体上以表层土壤(0~20 cm)为最高。(2)与未开垦旱地土壤相比,种稻5年和30年均使表层土壤酸解全氮含量明显下降,但种稻5年使土壤酸解氨基酸态氮和氨基糖态氮的含量及其占全氮比率明显增加,使氨态氮和未知态氮的含量及其占全氮比率明显下降;而种稻30年则均使土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比率明显下降。(3)与未开垦旱地土壤相比,种稻5年和30年稻田土壤酸解全氮含量及其占全氮比率均随土层深度的增加而逐渐降低,但2种稻田土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比率的剖面分布则无明显的变化规律。     

中国稻田土壤有机碳汇特征与影响因素的研究进展

稻田是中国面积最大的耕地之一，稻田土壤有机碳（SOC）是重要的农业碳库，被认为在减缓大气二氧化碳（CO2）浓度上升和全球变暖中起着重要作用。明确中国稻田SOC汇特征与影响因素，有助于制定合理的农业管理措施，科学地增强稻田土壤固碳减排潜力。研究发现，在空间分布上，中国稻田SOC含量具有地域性差异，总体表现为华南、西南高于华北、西北，长江中游高于长江下游；且稻田SOC含量沿海拔升高而增加，随土壤深度增加而减少。在组成上，稻田土壤活性碳比例不超过5.3%，惰性碳比例远大于活性碳，高达60%以上，稻田固碳重点在于惰性组分。在影响因素上，人为管理措施是导致稻田碳汇变化的主要原因，并与自然因素密切相关。为充分发挥稻田土壤碳汇功能，未来研究应加强稻田SOC稳定机制研究，制定因地制宜的农业管理推广方案，为中国“双碳”目标的实现提供科学依据。     

耕作制度对紫色水稻土根际与非根际土壤有机碳矿化的影响

以稻田免耕长期定位试验点为平台,研究耕作制度对紫色水稻土根际与非根际土壤有机碳矿化的影响。结果表明,不同耕作制度下稻田土壤有机碳日均矿化量均表现前期快速下降而后逐渐趋于平稳,培养结束时有机碳日均矿化量仅为第1天的3.1%～6.7%;另外,实行稻油轮作可有效降低土壤有机碳矿化速率。垄作免耕(中稻-油菜)处理有机碳日均矿化量、累积矿化量及矿化强度均为根际大于非根际土壤,而其他处理则是根际小于非根际土壤。稻田根际与非根际土壤有机碳平均日均矿化量随培养时间均符合幂函数变化规律,在62d培养期内,除第1天外,非根际土壤平均日均矿化量均大于根际土壤平均日均矿化量,差异变幅范围为67.0%～98.7%。各处理稻田根际与非根际土壤有机碳日均矿化量、累积矿化量和矿化强度均与其相应pH显著相关;根际与非根际土壤间有机碳日均矿化量和累积矿化量差异均与其微生物生物量碳、氮含量显著相关。