黑麦有机氮在土壤中矿化与淋洗的研究

采用土柱和变温培养方法研究黑麦的机Ｎ在土壤中的矿化及淋洗。结果表明，培养八周后约７１％的有机Ｎ被矿化。有机Ｎ矿化明显受温度影响，培养温度由低到高的处理比由高到低的处理更利于矿化Ｎ在土壤中积累。淋洗试验的水分平衡及Ｎ的淋洗也受温度影响。     

土壤矿质氮和可矿化氮对当季作物的贡献

从土壤矿质氮－硝态氮和铵态氮，土壤可矿化氮3个指标研究了土壤剖面不同层次有效氮对作物吸氮的贡献，结果表明，不同指标反映土壤供氮能力状况不一。土壤硝态氮和土壤可矿化氮与作物吸氮有较好的相关关系，而土壤铵态氮与作物氮关系不密切，在深度120cm之上的土层的土壤可矿化氮对作物吸氮有较大的贡献，在考虑土壤供氮能力时，建议应该考虑120cm深层以上的土壤。     

施氮量和土壤含水量对黑麦草还田红壤氮素矿化的影响

目标 氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要生态过程,养分添加和水分在调节土壤的氮转化方面起着重要的作用。探讨施氮和土壤水分对黑麦草还田过程中土壤氮素矿化的影响有利于进一步优化红壤旱地作物生产的水肥管理。 【方法】 通过室内培养试验,研究了施氮量 (0、60、120 mg/kg) 和土壤含水量 (15%、30%、45%) 对红壤旱地黑麦草还田过程中土壤净硝化量、氨化量和氮矿化量的影响。 【结果】 土壤含水量15%时,施氮有利于提高黑麦草还田初期土壤净硝化量,施氮量120 mg/kg抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。在30%土壤含水量时,施氮量120 mg/kg明显抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。土壤含水量45%抑制了黑麦草还田初期不同施氮水平下土壤净硝化量,但增加了黑麦草还田91 d时土壤净硝化量,且施氮量60 mg/kg下的净硝化量显著高于120 mg/kg水平下的。土壤净氨化量在整个黑麦草还田过程中均为正值,且呈现多次升高-降低的往复动态变化。土壤净氨化量在三种土壤含水量下均表现为施氮条件下的显著高于不施氮处理。土壤含水量的增加有利于提高施氮量120 mg/kg下黑麦草还田初期土壤的氨化作用,但降低了黑麦草还田后期土壤净氨化量。相比不施氮,三个含水量条件下的施氮处理在黑麦草还田过程中的大部分阶段都显著增加了土壤净氮矿化量,土壤含水量30%条件下土壤净氮矿化量的变化最大。相比土壤含水量15%,30%含水量促进了黑麦草还田中期 (13～57 d) 土壤净氮矿化量的增加,45%含水量抑制了黑麦草还田后期 (73～91 d) 土壤净氮矿化量。 【结论】 红壤区旱地黑麦草还田时应合理施入化学氮肥 (60 mg/kg),在黑麦草还田初期保持较高的土壤含水量 (45%) 能够抑制土壤的氮矿化作用,还田中后期适当降低土壤含水量 (30%)有利于增加土壤氮素的矿化。      

可矿化氮与各有机氮组分的关系

用通气培养法测定了6种肥力36个不同土层土壤的可矿化氮,用Bremner法测定了各有机氮组分,采用相关分析、多元回归分析和通径分析确定可矿化氮与各有机氮组分之间的关系。结果表明,酸解氮与可矿化氮有较密切的正相关关系。在酸解氮中,酸解未知态氮与可矿化氮不相关;而氨基酸态氮、铵态氮、氨基糖态氮的多少与可矿化氮相互平行,相关系数均较高,似乎对可矿化氮皆有贡献。但多元回归分析表明,氨基糖态氮在方程中不显著;逐步回归分析更肯定了这一结果。通径分析进一步表明氨基酸态氮和铵态氮对可矿化氮有很高的通径系数,表明了它们有着直接重大贡献,而氨基糖态氮直接通径系数甚低。这些结果说明,可矿化氮主要来自酸解氮,特别是氨基酸态氮和铵态氮,后两者是其产生的主要来源。     

土壤干燥过程对土壤易矿化有机态氮的影响

通过室内模拟培养的方法研究了土壤干燥过程对土壤氮素组分尤其是土壤易矿化有机态氮的影响。结果表明 ,随着干燥温度的升高 ,土壤铵态氮的数量有所增加 ,而对土壤硝态氮的数量影响差异不显著 ,但土壤易矿化有机态氮的数量则有增加的趋势。其中 105℃干燥处理后的土壤易矿化有机态氮的数量明显高于鲜土、风干和 4 0℃干燥处理的土样。进一步分析结果看出 ,105℃处理后的土壤易矿化有机态氮除了部分来自土壤微生物态氮的降解产物之外 ,还有一部分是靠高温将土壤本身大分子含氮化合物分解而产生的     

长期种植苜蓿对土壤氮素营养的作用

13年长期施肥和轮作试验结果表明，连续种植苜蓿对N肥、P肥、有机肥的配合施用（NPM）较单施P肥对提高土壤硝态氮（NO3^-N)含量水平有较好效果；而无论施肥与否，种植苜蓿对土壤深层NO3^-均造成不同程度的亏缺。苜蓿（NPM）连作较小麦（NPM）连作土壤NO3^--N利用率高；种植苜蓿对土壤铵态氮（NH4^ -N)分布影响与NO3^--N不同，深层土壤CK、NPM配施处理CK、NPM配施处理NH4^ -N含理明显高于施P和裸地处理，不同作物种植系统中以苜蓿连作土壤剖面中NH4^ -N含量最高。与其他轮作相比，苜蓿连作在提高土壤剖面供N能力方面有较好作用。     

三江平原典型湿地土壤硝态氮和铵态氮垂直运移规律

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上的两种土壤类型（草甸沼泽土和腐殖质沼泽土）为研究对象,运用模拟土柱的方法,研究了两种土壤中硝态氮和铵态氮的垂直运移规律。结果表明：在水分饱和条件下,两种土壤的硝态氮和铵态氮穿透曲线均符合Gauss单峰模型（R^2≥0.85）,其运移过程主要受粘粒含量的影响;随粘粒含量增加,硝态氮和铵态氮穿透曲线整体上峰值降低,峰面分布变宽,但不同土壤各土层间也存在一定差异,原因与不同土层水分构成、溶质运移方式以及硝化-反硝化作用的差异有关;溶质浓度加倍后,两种土壤0～20 cm土层中硝态氮和铵态氮的穿透曲线也符合Gauss单峰模型（R^2≥0.88）,但其峰值、形状及出流时间均发生不同程度的变化,原因与浓度改变前后土壤水分构成、溶质运移方式的差异有关,铵态氮还与土壤胶体对其吸附饱和程度的差异有关;两种土壤表层的硝态氮和铵态氮垂向迁移能力较强,当湿地水分增加后将不利于有效氮的保持。     

施氮量对植烟土壤不同土层无机氮质量含量的调控

为研究不同施氮量对土壤各层次和烤烟各生长期土壤中无机氮质量含量的影响,大田试验中设置5个氮肥施用量并分配在基肥、苗肥和追肥时期施用,烟苗移栽后第5周开始分7次钻取3个土层样,样品冷藏贮存并用流动注射分析仪测定硝态氮和铵态氮质量含量。结果表明：各施氮处理在移栽后第6周前0～20 cm土壤中硝态氮质量含量大于铵态氮,施用氮肥越多,土壤中无机氮质量含量提高幅度越大,施氮肥对0～20 cm土壤中无机氮质量含量的影响在烟株生育前期要远大于对20～40 cm土壤中无机氮质量含量的影响,同一时期不同深度比较,0～20 cm土层中硝态氮质量含量略大于20～40 cm和40～60 cm土层的硝态氮质量含量;烟株移栽7周后,0～20 cm土层中硝态氮被极大耗竭。各施氮量在各土层铵态氮质量含量变化幅度远大于硝态氮,铵态氮质量含量从第6周即开始上下波动,并在50 mg/kg附近上下变动,第8周土壤各层铵态氮质量含量有一个上升峰,而硝态氮质量含量在第7周停止快速下降后进入0～100 mg/kg范围的较平稳波动阶段。认为：不同施氮量对于生育前期和0～20 cm土层硝态氮质量含量影响深刻,但促进烤烟打顶前足量吸收并形成健壮烟株的合适施氮量还需结合烟草产量与品质而定;铵态氮调控是调节后期氮供应的关键。     

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的时空变化

沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮存在着时空变化。本文对腾格里沙漠和毛乌素沙地沙丘固定过程中土壤铵态氮和硝态氮的含量进行了测定。结果表明,在剖面的垂直方向,土壤铵态氮和硝态氮含量均随土壤深度的增加而减小;在沙丘的水平方向,从丘顶、丘坡到丘间地,土壤铵态氮和硝态氮含量均趋于增加,但20～40cm土层的硝态氮/铵态氮比(硝/铵比)逐渐降低。而其时间变化体现于演替系列的进程中,演替系列前中期,土壤铵态氮含量逐渐增加,演替系列中后期,硝态氮含量逐渐增加;0～20cm土层硝/铵比的变化与上述趋势相同,而20～40cm土层硝/铵比的变化则没有这种规律。可见,在沙丘固定过程中,土壤铵态氮和硝态氮均表现出明显的时空变化规律,这种时空变化规律是植被与环境综合作用的结果,进而影响植物生长与植被动态。     

不同硝化抑制剂组合对铵态氮在黑土和褐土中转化的影响

【目的】添加硝化抑制剂和氮肥增效剂是提高氮肥利用率的有效方法。研究不同硝化抑制剂和氮肥增效剂组合对不同性质土壤中铵态氮转化特征的影响,为科学合理选择抑制剂提供理论依据。【方法】供试生化抑制剂包括2-氯-6 (三氯甲基) -吡啶 (Nitrapyrin,CP)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐 (DMPP)、1-甲氨甲酰-3-甲基吡唑 (CMP)、3-甲基吡唑 (MP)、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶 (AM)、N-guard、二氰二胺 (DCD)。供试土壤为黑土和褐土,以氯化铵为氮肥,按照常用量添加各生化抑制剂制备稳定性肥料,用于室内恒温、恒湿土壤培养试验。试验设不施肥 (CK)、氯化铵 (N)、N + CP、N + CP + AM、N + CP + DCD、N + CP + N-guard、N + CP + DMPP、N + CP + CMP、N + CP + MP等9个处理。在培养第1、4、7、11、15、22、30、45、60、75、90、105、120天取土样,测定土壤含水量、土壤NH₄+-N和NO₃–-N含量,并计算硝化抑制率。【结果】在黑土和褐土两种类型土壤中,铵态氮转化特征具有显著差异,在弱酸性黑土中硝化反应速率显著低于碱性褐土。在黑土中,不同硝化抑制剂组合N + CP、N + CP + N-guard、N + CP + DMPP、N + CP + DCD、N + CP + CMP、N + CP + AM、N + CP + MP都表现出较好的硝化抑制效果,可以维持黑土中较高的铵态氮含量超过4个月以上。其中N + CP、N + CP + DCD、N + CP + N-guard处理在120天时,其硝化抑制率为37%～40%。而N + CP + AM、N + CP + MP、N + CP + DMPP为32%～36%,N + CP + CMP为26%。在褐土中,N + CP + DCD组合硝化抑制效果最大,在培养120天,其硝化抑制率为20%;其次是N + CP、N + CP + AM,其硝化抑制率在培养第105天时分别为23%、12%,在培养第90天时分别为63%、60%;N + CP + N-guard、N + CP + DMPP、N + CP + MP、N + CP + CMP在培养第75天时硝化抑制率分别为43%、42%、37%、35%,有效硝化抑制作用时间可维持75天左右。【结论】在黑土和褐土2种不同类型土壤中施用氯化铵氮肥,应添加专一硝化抑制剂或组合制成高效稳定性铵态氮肥。在湿润地区pH较低的酸性土壤上,例如黑土,适宜的硝化抑制剂较多,其中N + CP或N + CP + N-guard、N + CP + DCD组合的硝化抑制效果显著且持续时间长。在干旱半干旱的碱性土壤上,例如褐土,N + CP + DCD组合的硝化抑制效果和持续时间优于其他组合,可用于褐土上施用的高效稳定性氯化铵氮肥的生产。     

无机氮对土壤中有机碳矿化影响的探讨

采用1 4 C同位素示踪恒温密闭培养法 ,研究了秸秆和化肥配合施用体系中 ,无机氮对1 4 C秸秆碳矿化的影响 ,培养期一年。结果表明 ,在非石灰性土壤中 ,无机氮的施用促进了1 4 C秸秆碳的矿化 ,相对增加了土壤固有碳 ( 1 2 C)的固持 ,两者间的互补显示无机氮对土壤总碳矿化的影响不大 ;淹水土壤中的1 4 C秸秆碳年矿化率比旱地高 ,发现无机氮对1 4 C秸秆碳年矿化率的增加不论在旱地或水田状况是近似的。在石灰性土壤中 ,无机氮对1 4 C秸秆碳、土壤固有碳的矿化均起到抑制作用 ,没有发现无机氮对有机碳矿化的促进。对有机肥和无机肥配合施用体系中 ,化学氮肥对土壤有机碳转化影响 ,以及化学氮肥在土壤有机碳内循环中的作用功能等 ,提出了一些新的见解     

长期种植苜蓿对土壤氮素营养的作用

13年长期施肥和轮作试验结果表明，连续种植苜蓿时N肥、P肥、有机肥的配合施用(NPM)较单施P肥对提高土壤硝态氮(NO^-₃-N)含量水平有较好效果；而无论施肥与否，种植苜蓿对土壤深层NO^-₃-N均造成不同程度的亏缺。苜蓿(NPM)连作较小麦(NPM)连作土壤NO^-₃-N利用率高；种植苜蓿对土壤铵态氮(NH⁺₄-N)分布影响与NO^-₃-N不同，深层土壤CK、NPM配施处理NH⁺₄-N含量明显高于施P和裸地处理，不同作物种植系统中以苜蓿连作土壤剖面中NH⁺₄-N含量最高。与其他轮作相比，苜蓿连作在提高土壤剖面供N能力方面有较好作用。     

扩散法测定土壤无机氮~(15)N丰度方法优化研究

扩散法与质谱测定技术相结合,被广泛应用于环境、生态和农业领域中土壤、水等样品中无机氮15N同位素丰度的测定。为建立一套可快速、准确测定土壤无机氮15N同位素丰度的扩散培养体系,针对土壤样品无机氮量的变化特点,从培养温度、培养时间、试剂选择和用量等方面对扩散条件进行优化。结果发现,对于大部分无机氮浓度大于2 mg L~(-1)的土壤样品,20 ml土壤提取液,在不小于250 ml的蓝盖瓶中,悬挂两张各滴加了10μl 1 mol L~(-1)草酸的滤纸,加入0.1 g的Mg O,25℃下以140 r min-1的转速振荡培养24 h即可完成对样品中NH4+-N的扩散与回收;换入2张加酸滤纸继续摇培48 h可基本去除残余的NH4+-N;再换入2张加酸滤纸并加入0.1 g的戴氏合金振荡培养24 h即可。对于无机氮浓度低于2 mg L~(-1)的土壤提取液,需用50 ml提取液按以上条件进行扩散培养即可保证测定结果的准确性。本方法大大缩短了扩散法所需的实验周期,实现在一份样品内同时完成NH4+-N和NO3--N的扩散与回收,减少了样品的需要量,并通过优化Mg O、戴氏合金(Devarda’s alloy)的用量减少杂质氮可能带来的污染。     

山地河岸林土壤对硝态氮和铵态氮的截留及影响因素

用人工槽模拟的方法研究文峪河上游三类典型河岸林土壤对硝态氮和铵态氮的截留及影响因素。结果表明,青杨-辽东栎混合林、云杉林和落叶松林河岸带土壤对有效氮的截留量分别为158.38,145.38,142.98 mg/kg。有效氮的截留主要发生在0-10 cm土层。NH+4-N和NO-3-N比例在1.68~1.80之间,土壤截留的有效氮比较稳定。河岸林土壤对有效氮的截留与土壤结构密切相关,与土壤含水量和容重显著负相关。丰富的有机质和全氮促进了有效氮的产生和滞留。土壤酸碱度在截留过程中影响有效氮的截留比,而对有效氮的最终截留量影响较小。     

华北平原春玉米季土壤硝态氮动态及氮素矿化的特征

为进一步明确推荐施氮的优势所在,并为春玉米制定合理的施氮策略,本文在高肥力土壤条件下,通过设计不同氮肥管理模式.研究了春玉米季0—150 cm土体土壤NO_3~-—N动态和氮素矿化的特征。结果表明,经验施氮0—90 cm土层NO_3~-—N含量呈单峰曲线变化,峰值一般在400 kg/hm~2以上,90—150 cm土层则富积了大量的NO_3~-—N,潜在淋洗量很大。不施氮条件下,土壤表现出较强的净矿化势,并且净矿化速率和玉米生长速率有较好的协同性,二者同在大喇叭口至吐丝期达到最大值,但土壤供氮能力逐年下降。推荐施氮使得0—90 cm土层NO_3~-—N总体保持在100～200 kg/hm~2范围内,既确保作物的吸收又减少了氮素淋洗损失。研究表明,三年来推荐施氮共节省氮肥475 kg/hm~2,氮肥利用率提高了14%。     

DCD 在不同质地土壤上的硝化抑制效果和剂量效应研究

通过硝化抑制剂抑制土壤硝化作用是实现作物铵硝混合营养和提高氮肥利用率的重要途径之一。本试验采用室内模拟的方法, 在人工气候室(25 ℃)黑暗培养条件下, 应用新疆石灰性土壤研究了不同剂量的双氰胺(dicyandiamide, DCD)在砂土、壤土、黏土3 种不同质地土壤中对土壤硝态氮、铵态氮转化的影响及DCD 的剂量效应和硝化抑制效果。处理30 d 内, 各剂量DCD 处理对砂土的硝化抑制率为96.5%~99.4%(平均值为98.3%), 在黏土上为66.9%~85.6%(平均值为77.6%), 在壤土上为49.3%~79.4%(平均值为67.7%), 总体硝化抑制率表现为砂土>黏土>壤土。在砂土上DCD 的剂量效应不明显, DCD 用量从纯氮的1.0%增加到7.0%时, 土壤中硝态氮含量仅增加1.9~10.7 mg·kg^-1(培养30 d 时); 而在壤土和黏土中, 土壤硝态氮含量随DCD 浓度的增加而显著下降, 存在明显剂量效应。这说明施用DCD 可显著抑制新疆石灰性土壤的硝化作用过程, 在砂土、壤土、黏土中DCD 的最佳浓度分别为纯氮用量的6.0%、7.0%和7.0%, 并在培养30 d 内发挥显著作用。     

祁连山东段青海云杉林土壤有效氮研究

通过野外取样和实验室分析,对祁连山东段青海云杉林的土壤有效氮状况进行了研究。结果表明:(1)青海云杉林0—40 cm土层土壤总有效氮(铵态氮+硝态氮)的变化范围为17.26~20.76 mg/kg,铵态氮是土壤有效氮的主要存在形态,其含量占到总有效氮的66.72%以上;(2)土壤铵态氮含量随土层深度的增加而较少,硝态氮则无明显的变化规律,而且土壤硝态氮较土壤铵态氮对土壤微环境敏感;(3)土壤铵态氮与有机质相关关系显著(p<0.05),土壤硝态氮与有机质无显著相关性。研究区铵态氮为土壤有效氮的主要赋存形式,它在很大程度上取决于该区土壤pH中性值,较低温度和较高的水分含量。     

土壤微生物体氮与可矿化氮关系的研究

同时应用大田试验和室内培养试验研究土壤微生物体氮与可矿化氮之间的相关性。试验结果表明,田间条件下,土壤微生物体氮与可矿化氮之间的关系不密切,但在培养试验中,微生物体氮与淹水培养法、硝化培养法和Stanford短期淋洗通气法测定的可矿化氮间有显著的线性关系,相关系数在0.767(p<0.01,n=12)以上。田间试验结果和室内培养试验结果的不一致性,与试验条件的差异有关。新形成的微生物体氮易降解,而原有土壤微生物体氮却相对稳定。     

应重视硝态氮同化过程在降低土壤硝酸盐浓度中的作用

在保证生产力条件下,采取合理的氮肥管理措施降低土壤硝态氮浓度对降低氮污染至关重要。当前,应用硝化抑制剂能够有效延缓铵态氮的硝化速率,进而降低土壤硝态氮淋溶损失和氮氧化物排放,但是其缺点显而易见:促进氨挥发并引起硝化抑制剂污染。好氧条件下,土壤硝态氮净变化量取决于产生(硝化)和消耗(硝态氮同化)的量。但是,一直以来,受微生物优先利用铵态氮这一传统观点的影响,人们普遍认为农田土壤微生物较少利用硝态氮,很大程度上忽视了对硝态氮同化过程的研究。该过程独具优势,它将硝态氮转变为微生物生物量氮进行短期储存并发生再矿化,具有保氮功能且环境友好。加入特定的碳源可以提高硝态氮同化这已是不争的事实,未来应加强硝态氮同化降低土壤硝酸盐累积方面的研究:(1)外源碳影响硝态氮同化的微生物驱动机制是什么?(2)怎样才能操控硝态氮同化和再矿化过程,使得作物氮需求和土壤氮供应相匹配,进而降低氮损失?(3)在碳源充足的条件下,反硝化作用亦会增强,如何才能做到在提高硝态氮同化的同时避免反硝化氮损失?