闽西北农田生态系统中大气氮湿沉降研究

在福建省三明市将乐县连续3年定位收集湿沉降,研究闽西北地区农田生态系统大气氮素湿沉降的浓度、沉降量以及时间变化规律。结果表明:降水中TN、TIN、DON、NH4+-N和NO3--N的平均浓度分别为1.22,0.83,0.38,0.53,0.30mg/L,无机氮与有机氮的比例达到2.18,且在每次降雨中总氮的浓度均超过水体富营养化阈值(0.2mg/L)。该地区湿沉降氮输入量有明显的季节性变化,春、夏季高,秋、冬季低。在湿沉降输入氮中NH4+-N、NO3--N和DON占总氮的比例分别为43.77%,24.78%和31.45%,湿沉降以无机氮(TIN)为主,平均年无机氮(TIN)沉降量为8.71kg/hm2,占总氮(TN)沉降量的68.55%。总氮(TN)年输入量为4.17～18.00kg/hm2,平均值为12.71kg/hm2。大气中氮素湿沉降对生态环境有一定的风险。     

几种蔬菜对硝态氮、铵态氮的相对吸收能力

采用溶液培养方法探讨了莴笋、菠菜、小白菜和大青菜 4种蔬菜作物对硝、铵态氮的相对吸收能力以及这两种氮源对它们生长发育的影响。结果表明 ,单独供给NO3-N ,4种作物均生长发育良好 ;供给NO3--N +NH4+-N(NO3-∶NH4+=1∶1) ,生长量均有所下降 ,而单独供给NH4+-N时 ,生长量则大幅度下降。莴笋单独供给NO3--N时 ,其吸氮量显著高于供给NO3--N +NH4+-N的处理 ,大青菜、菠菜供给NO3--N +NH4+-N与单独供给NO3--N相比吸氮量大体相当 ;小白菜同时供应NO3--N +NH4+N时吸氮量最高 ,供给NO3--N时次之 ,供给NH4+-N时显著降低。供给NH4+-N时 4种作物吸氮量均比其它氮源显著降低。 4种作物对NO3--N与NH4+-N的吸收具有明显的偏向性。供给等氮量铵、硝态氮 (NO3--N +NH4+-N处理 )时 ,菠菜、小白菜吸收的NO3-N显著多于NH4+-N ,表现出喜硝性 ,莴笋则与此相反 ,表现出喜铵性 ;而大青菜对两种形态氮素的吸收量相差不多 ,表现出兼性吸收的特点。但上述偏向性具有阶段特点 ,即喜硝作物可能在某一阶段表现出喜铵性状     

重庆缙云山三种典型林分穿透水和树干茎流中氮素特征研究

为研究重庆酸雨区森林生态系统中氮湿沉降在不同林分中的分布特征,以重庆缙云山为站点,于2012年5月到10月间,测定了针阔混交林、常绿阔叶林和毛竹林三种典型林分内大气降水、穿透雨和树干茎流的铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和可溶性有机氮(DON,Dissolved Organic Nitrogen)浓度,并进行系统分析。结果表明:(1)各林分降雨组分中氮浓度均值关系为:NH4+-NNO3--NDON,NH4+-N和NO3--N的最小值分别为1.84 mg L-1和1.11 mg L-1,而DON浓度不超过0.47 mg L-1;(2)相比于大气降水,各林分的穿透雨和树干流的氮浓度都有增加,林分上分布表现为:针阔混交林常绿阔林毛竹林;(3)在时间尺度上,各林分穿透雨NH4+-N和NO3--N浓度的最高值、次高值和最低值分别出现在10月份、8月份和6月份,林分间差异不显著。树干茎流无明显时间分布规律,林分间无显著差异。研究指出,降雨量不是决定氮浓度的关键因子,而林分对氮浓度的影响作用显著。     

小麦-玉米轮作期间不同施肥处理氮素的淋溶形态及数量

利用大型回填土渗漏池研究了陕西关中平原小麦-玉米轮作年生长周期内塿土不同施肥处理氮素淋溶的动态变化。结果表明,小麦-玉米期间土壤淋溶的氮素以硝态氮（NO3--N）为主,溶解性有机氮（DON）次之,铵态氮（NH4＋-N）最低,占淋失总氮的比例平均分别为72.1%、26.2%和1.7%,说明除NO3--N外,DON也是不可忽视的土壤氮素淋失形态。与施氮磷化肥（NP）相比,氮磷化肥和有机肥配施处理（NPM）明显降低了淋溶到100 cm深度土层的氮量;在小麦-玉米生长期间,NPM处理NO3--N、DON和NH4＋-N的累积淋溶量比NP处理分别降低了64.4%、42.9%和54.8%,这与配施有机肥后提高了土壤的持水保肥能力有关,说明有机肥与化肥合理配合施用可以降低氮素的淋溶损失。     

不同形态氮肥对玉米产量和土壤浸提性有机质的影响

田间条件下,研究了不同形态氮肥(尿素、NH4+-N和NO3--N)对玉米产量、根际和非根际土壤氮和浸提性有机质的影响.结果表明,施氮处理的产量和吸氮量明显高于不施肥处理;施氮处理中,NO3--N和尿素处理开花前吸氮量显著高于NH4+-N处理,产量也略高于NH4+-N处理,但未达到显著水平;不同氮形态处理之间的土壤NH4+-N、NO3--N和浸提性有机碳(EOC)、氮(EON)没有差异;抽雄期EOC最高,与根系生长发育一致,而EON苗期相对最高.可见,在基础肥力较高的黑土上,不同形态氮肥对玉米产量、土壤养分影响不明显.     

不同施氮水平对深层包气带土壤氮素淋溶累积的影响

为研究深层包气带土壤中氮素的迁移规律,采用田间小区试验,研究了不同施氮水平(142.5、285和427.5kg/hm2)对夏玉米种植期间0～500cm包气带土壤中氮素淋溶累积的影响。结果表明,不同施氮水平对NO3--N、NH4+-N和总氮有显著影响,施氮越多,NO3--N、NH4+-N和总氮在土壤中的淋溶累积也就越多,夏玉米生育期间土壤中氮素的淋溶累积含量随着夏玉米生长逐渐减少。在0～200cm土层中,收获后不同施肥水平土壤中NO3--N和总氮累积量随施氮量增加而增多,285kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最多,427.5kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最少,但相差不超过0.1kg/hm2,收获后土壤中氮素累积量有损失。夏玉米生育期间不同施氮水平对土壤NO3--N、NH4+-N和总氮的影响深度主要为0～145cm。粉砂壤土中氮素更易累积,砂质壤土中氮素较易随水分淋溶至下层。142.5kg/hm2施氮水平可有效减少NO3--N在土壤中的淋溶损失,降低土壤中NH4+-N和总氮的含量,对地下水构成的潜在污染风险最小。北京地区地下水埋深较深,NO3--N不易淋溶至地下水,但长期大量施用氮肥、田间土壤大孔隙的存在等会加速NO3--N向深层土壤迁移,对地下水水质构成威胁。     

钼对冬小麦硝态氮代谢的影响

采用全硝态氮霍格兰营养液为培养基质,在供应0(缺钼)、0.78(适钼)、2.74mol/L(高钼)3种钼浓度下培养小麦.,分期测定其体内ＮＯ3--Ｎ、NH4+-N、全Ｎ、吸氮量及硝酸还原酶活性.(ＮＲＡ).,研究钼对小麦ＮＯ3--Ｎ代谢的影响。结果表明.,ＮＲＡ受硝酸盐代谢库和贮存库之间的调节而不断变化.,但任何情况下钼对ＮＲＡ都有明显影响。培养初期适钼处理ＮＲＡ最高.,高钼次之.,缺钼最低.;培养后期由于缺钼处理的NO3--N浓度高于施钼处理.,ＮＲＡ随之增至最高。植株内NH4+-N、ＮＯ3--Ｎ浓度之和在不同测定时间大致稳定.,ＮＯ3--Ｎ浓度高时则NH4+-N浓度低.,反之亦然.,两者之间存在一定的负相关关系。稳定情况与钼供应有关.,适钼条件下培养开始时高的NH4+-N与低的ＮＯ3--Ｎ浓度明显对应.,之后两者浓度接近.;缺钼条件下与此类似.,但NO3--N浓度变化不大.,NH4+-N、ＮＯ3--Ｎ浓度之和最高.;高钼条件下NH4+-N浓度一直高于NO3--N。作物由溶液吸收的NO3--N与作物的吸氮量一致.,适钼时最多.,高钼次之.,缺钼最少。从适钼时作物体内NH4+-N、ＮＯ3--Ｎ浓度之和最低.,而吸氮量又最高可以看出.,合适的钼供应不但有利于NO3--N的吸收和向NH4+-N转化.,也有利NH4+-N向有机氮转     

造纸废水灌溉对盐碱芦苇湿地土壤活性氮的影响

为研究造纸废水灌溉对黄河三角洲芦苇湿地土壤主要活性氮组分的影响,以低盐分和高盐分芦苇湿地为研究对象,设置废水不同灌溉次数的随机区组试验,分析微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)、溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen,DON)的变化。结果表明:与对照相比,废水灌溉并不能提高土壤MBN,但废水灌溉1³次处理明显提高高盐分芦苇湿地土壤NO3--N,增幅为108.3%3次处理明显提高高盐分芦苇湿地土壤NO3--N,增幅为108.3%¹36.2%,而对低盐分芦苇湿地的影响较小,废水灌溉4次处理可明显降低土壤MBN与NO3--N含量。废水灌溉1136.2%,而对低盐分芦苇湿地的影响较小,废水灌溉4次处理可明显降低土壤MBN与NO3--N含量。废水灌溉1⁴次处理明显提高低盐分芦苇湿地NH4+-N含量,增幅为88.7%4次处理明显提高低盐分芦苇湿地NH4+-N含量,增幅为88.7%¹70.8%。高盐分芦苇湿地只是在废水灌溉1次处理时土壤NH4+-N含量明显高于对照,增幅为45.3%,废水灌溉2170.8%。高盐分芦苇湿地只是在废水灌溉1次处理时土壤NH4+-N含量明显高于对照,增幅为45.3%,废水灌溉2⁴次处理与对照差异不显著。废水灌溉处理对DON的影响较小。说明合理的废水灌溉有利于提高土壤NO3--N和NH4+-N含量,而对MBN和DON的影响较小,但废水灌溉次数以不超过3次为宜。合理的废水灌溉对提高低盐分芦苇湿地土壤NH4+-N的效果较佳,对提高高盐分芦苇湿地NO3--N的效果较佳。     

灌排调控的稻田排水中氮素浓度变化规律

基于农田排水氮素浓度及湿地进出口断面总氮（TN）、氨态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）浓度的监测,研究了灌溉排水措施以及沟塘湿地对农田排水中氮素浓度变化的影响。结果表明,控制灌溉的水稻全生育期稻田排水中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别较常规灌溉处理低12.08%、20.33%和13.51%;控制排水处理下稻田排水中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别较常规排水处理低2.21%、7.08%和20.92%;湿地出口水体中TN、NH4+-N和NO3--N浓度分别比入口降低了16.8%、14.4%和50.9%,湿地水体中TN、NH4+-N、NO3--N浓度随时间近似服从指数函数衰减趋势。控制灌溉、控制排水及沟渠塘湿地系统的调控措施对农田排水中氮素的净化效果比较显著。     

供氮形态和水分胁迫对苗期—分蘖期水稻光合与水分利用效率的影响

采用室内营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在3种供氮形态(NH4+/NO3-比为100/0,50/50和0/100)和2种水分条件(非水分胁迫及水分胁迫)下,研究了水稻苗期—分蘖期的生长及其水分利用效率。结果表明,苗期—分蘖期水稻在非水分胁迫条件下,NH4+/NO3-比为50/50处理(NH4+、NO3-混合处理)的生物量最大,比单一供NH4+-N和单一供NO3--N的处理分别高49.63%和63.25%。而在水分胁迫条件下,单一供NH4+-N的处理生物量最大,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高5.76%和484.0%;单一供NH4+-N其水分利用效率也最高,比NH4+、NO3-混合处理和单一供NO3--N的处理分别高11.36%和81.63%,而比非水分胁迫条件下的相应处理高12.39%。此外,单一供NH4+-N较单一供NO3--N的处理水稻有较强的抗旱性,主要与其能保持相对较高的叶绿素含量、叶面积、分蘖数和净光合速率有关。