减氮施加生物炭对盐碱胁迫下甜菜根际土壤酶活性、根活力及产量的影响

通过模拟盐碱土壤环境,在减施氮肥配合施加生物炭条件下,研究甜菜根际土壤酶活性、根际土壤氮素含量、根系活力、块根产量和含糖率的变化,明确减氮条件下施加生物炭对甜菜产量的影响,为今后盐碱土壤环境下种植甜菜、减少氮肥施用量提供依据。试验共设置6个处理,分别为盐碱胁迫全氮处理(CK)、盐碱胁迫施加占风干土壤质量3%生物炭(BC)全氮处理(BC+N180)和减氮10%(BC+N162)、20%(BC+N144)、30%(BC+N126)、40%(BC+N108)处理。结果表明:盐碱胁迫施加生物炭减氮条件下甜菜根际土壤酶的活性和根系活力相较CK明显提高,其中土壤脲酶活性增加14.9%～33.0%;磷酸酶活性增加18.6%～54.7%;蔗糖转化酶活性增加16.5%～22.7%;过氧化氢酶活性增加9.9%～12.2%;根系活力提高12.3%～24.1%。各处理中除减氮40%外,其他处理的甜菜块根产量、含糖率和产糖量均显著高于CK,减氮10%和20%处理产糖量与全氮处理无明显差异。在本试验的条件下,施加占风干土壤质量3%的生物炭,可提高土壤酶活性、甜菜的产糖量,节约氮肥10%～20%的施用量。     

生物质炭对花椒根际土壤真菌群落的影响

【目的】明确生物质炭施用量对花椒根际真菌群落结构的影响差异及其主控因子。【方法】对不施用生物质炭(CK)以及3个生物质炭施用量递增处理(T1,1.0 t hm^-2;T2,1.8 t hm^-2;T3,2.6 t hm^-2)的花椒根际土壤进行高通量测序、化学性质测定和花椒生长指标监测。【结果】花椒根区施用生物质炭提高了土壤pH、C/N和阳离子交换量,增加了全碳、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量。随生物质炭用量的增加,真菌群落Chao 1、ACE和Shannon指数降低,Simpson指数升高;子囊菌门、接合菌门和壶菌门的相对丰度减少,球囊菌门和担子菌门相对丰度增加。属水平分析表明：T2处理极大地增加了花椒根际土壤微生物球囊菌属、被孢霉属和拟青霉属的相对丰度,分别是CK的24.3、3.1和1.4倍。T3处理极大地增加了花椒树高、地径和新梢抽生数,分别是CK的1.7、2.4和2.0倍。因子分析及相关性分析显示：土壤p H、C/N、有效磷、全氮和全碳累计解释了81.2%的群落变化;花椒生长指标与土壤pH、C/N、有效磷、全碳及真菌S...     

生物炭还田对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

为探索不同来源的生物炭及其还田方式对连作植烟土壤的改良效果,以四川盐源红壤为研究对象,通过田间试验研究了不同生物炭类型(玉米秸秆生物炭YM、油菜秸秆生物炭YC)配合不同还田方式(条施、穴施、条施+穴施)下,土壤有机碳组分和土壤酶活性在烤烟不同生育期的变化特征。结果表明,生物炭类型和还田方式显著改变了土壤总有机碳(TOC)含量,与CK(不添加生物炭)相比,生物炭处理的土壤TOC含量增加了6.9%~39.7%,其中油菜生物炭穴施还田的效果最佳。生物炭提高了土壤活性有机碳库和颗粒态有机碳含量,其中油菜生物炭处理的活性有机碳平均含量显著高于玉米生物炭,颗粒态有机碳含量则相反;与CK相比,玉米生物炭和油菜生物炭穴施还田提高了土壤可溶性有机碳含量,分别显著增加了25.3%~36.4%和33.3%~51.3%;油菜生物炭穴施还田的烤烟旺长期土壤微生物量碳、易氧化有机碳和颗粒态有机碳含量最高,较CK分别增加了34.6%、28.9%和38.3%。土壤蔗糖酶、蛋白酶活性总体受生物炭类型和还田方式的显著影响,与CK相比,油菜生物炭穴施还田的土壤蔗糖酶活性显著提高了24.1%~30.6%;玉米生物炭对烤烟现蕾期和成熟期土壤脲酶、蛋白酶活性提升效果总体优于油菜生物炭。综上,生物炭还田总体增加了植烟土壤有机碳库含量和酶活性,其中油菜生物炭穴施还田方式对土壤活性有机碳库、蔗糖酶活性的提升效果较佳。本研究结果为植烟土壤保育技术和生物炭在烟草生产的应用提供了科学依据和指导实践。     

生物炭对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

以一年生“弗雷”葡萄幼苗为试验材料,采用盆栽试验,根据生物炭施用方式与炭土质量比,设置 5个处理,研究了生物炭不同施用方式及施用量对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:与不施生物炭(CK)相比,生物炭混施(HA、HB)和穴施(JA、JB)增加了土壤有机质、有效磷、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性,但小幅度降低土壤容重和 pH。同一施用方式下,生物炭施用量越高土壤碱解氮、速效钾含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性越高;同一施用量下,混施处理土壤有机质和速效养分(碱解氮、有效磷、速效钾)含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性优于穴施处理,其中 HB(混施 5%生物炭)处理土壤有机质和速效养分含量及蔗糖酶、过氧化氢酶活性增加幅度最大,分别比 CK高73.7%、19.2%、42.3%、20.8%、10.5%、8.6%。土壤细菌 Alpha多样性分析表明 HB处理可以提高细菌丰度,但对细菌群落多样性影响甚微。穴施处理下硝化螺旋菌属菌群数量高于混施处理,而混施处理下节细菌属和假单胞菌属菌群数量高于穴施处理。UPGMA聚类分析及RDA冗余分析表明混施处理引起根际土壤微生物群落组成和结构发生较大变化,土壤碱解氮、有机质、速效钾及pH对细菌群落结构影响较大。综上,生物炭混施对葡萄幼苗根际土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响优于穴施,其中 HB处理效果较优。     

不同改良措施对设施蔬菜土壤肥力和番茄品质的影响

为探明不同改良措施对设施蔬菜土壤及番茄果实品质的影响,该研究以陕西省太白县秦西蔬菜种植示范园大棚为研究试点,选取草木灰、生物炭、EM菌(Effective Microorganisms)3种改良剂,设置了EM菌(E)、生物炭(S)、生物炭+EM菌(SE)、草木灰(C)、草木灰+生物炭(CS)、草木灰+生物炭+EM菌(CSE)和不施加任何改良剂的空白对照(CK)7个处理。结果表明:各处理均能改善土壤理化性质,其中草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理在提高土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾及速效钾含量方面效果最显著,与CK处理相比,分别提高了23.06%、130.94%、44.34%、52.78%、67.72%、126.71%、16.24%、119.48%;与CK处理相比,各种配施改良剂处理的植株全氮含量显著高于单施改良剂处理,草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理最显著,提高了25.17%;各处理的植株全磷含量较CK处理均显著增加,草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理效果最明显,且草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理是CK处理的2.09倍;除EM菌(E)处理外,其他5个处理均能显著提高植株全钾含量,草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理效果最显著,且草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理是CK处理的1.44倍;但6个处理均对植株灰分无显著影响;与CK处理相比,草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理的糖酸比最高,达69.23%;与CK处理相比,各处理的土壤综合肥力指数均显著提高,而草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理效果最显著;通过对各处理的综合得分均值进行比较,草木灰+生物炭+EM菌(CSE)处理得分最高。综合分析得出,施加草木灰+生物炭+EM菌能有效改善太白县高山设施蔬菜种植土壤的酸化、肥力等,提高西红柿的品质。     

秸秆还田配合化肥减施对潮土作物产量及土壤肥力的影响

我国粮食主产区化肥施用过量,导致肥料利用率降低、土壤质量退化、环境污染风险提高等一系列问题。于黄淮海平原潮土区设置大田试验,研究秸秆还田配合不同比例氮磷减施对土壤养分、作物产量、秸秆养分释放及土壤微生物的影响。结果表明：与常规施肥相比,减氮30%或减磷50%对作物产量及土壤养分含量无显著影响;秸秆降解率在第一季达43.33%～53.11%,减氮30%或减磷50%降解率可增加12.40%,两年后达到63.41%～75.62%;减氮100%显著降低细菌真菌丰度、物种丰富度和多样性,而减磷影响较弱;减氮30%和减磷50%主要增加细菌中芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）Longimicrobiaceae科和变形菌门（Proteobacteria）亚硝化单胞菌科（Nitrosomonadaceae）相对丰度,增加真菌中壶菌门（Chrytridiomycota）GS13纲相对丰度,降低子囊菌门（Ascomycota）粪壳菌纲（Sordariomycetes）和被孢霉门（Mortierellomycota）被孢霉纲（Mortierellomycetes）相对丰度;冗余分析表明,影响细菌和...     

腐熟羊粪有机肥配施无机肥对植烟土壤微生物群落结构和多样性的影响

为了探究腐熟羊粪有机肥与无机肥配施对洛阳烟区植烟土壤微生物群落结构和土壤肥力特性的影响，采用盆栽控制试验和高通量测序技术，研究了不施肥（CK）、100%无机氮肥（T0）、50%羊粪有机肥氮+50%无机氮肥（T50）和100%羊粪有机肥氮（T100）4个处理下植烟土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异，并结合土壤理化性质分析了土壤肥力指标与土壤微生物多样性的关系。结果表明：植烟土壤细菌优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria），土壤真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）；T50处理的变形菌门、酸杆菌门和子囊菌门相对丰度最高，但放线菌门和担子菌门相对丰度最低；NMDS分析和相似性分析发现，T50处理的土壤微生物群落结构与其他处理差异显著；Alpha多样性分析也表明，T50处理土壤细菌和真菌群落的丰富度和多样性最高。不同处理土壤理化性质和土壤关键酶活性差异显著，以T50处理土壤养分含量和土壤碳氮代谢酶的活性最高；Pearson相关性分析显示，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及蛋白酶和脲酶活性与植烟土壤微生物多样的关系最为密切。总之，采用腐熟羊粪有机肥和无机肥配施通过影响植烟土壤细菌和真菌群落结构和多样性，促进了土壤养分的释放和转化，有利于土壤养分的供应和土壤质量的提升，研究结果为洛阳烟区应用羊粪有机肥改良土壤提供了理论依据。     

不同改良剂对旱地苹果园壤土团聚体和水分的影响

为对比研究植物根际促生菌(枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌)和苹果树枝生物炭的施加对黄土丘陵区山地苹果园粉质壤土团聚体含量、稳定性以及土壤水分的影响,采用田间定位试验,设置4个处理:施加65 t/hm²生物炭(BC)、20 t/hm²枯草芽孢杆菌(PGBS)、20 t/hm²胶质芽孢杆菌(PGBM)和对照(CK)。湿筛法获得土壤各粒径团聚体含量,并计算水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)。结果表明:BC、PGBS和PGBM处理有机碳含量(SOC)较CK提升18.04%~206.91%,全氮(TN)含量较CK提升6.11%~66.56%。分析表明,BC、PGBS和PGBM处理0—60 cm土层>0.25 mm团聚体含量显著增加;各处理分形维数D较CK均降低,MWD、GMD均高于对照CK,大小顺序为PGBS>PGBM>BC,施加改良剂可以增加土壤团聚体的稳定性。各处理0—60 cm土层土壤饱和导水率和土壤含水量均得到提升。施加生物炭和植物根际促生菌可以显著提升土壤有机碳和全氮含量,增强土壤结构稳定性,提升土壤含水量,生物炭处理对于土壤有机碳和全氮含量的提升优于植物根际促生菌,但植物根际促生菌施用对土壤结构稳定性的提升更佳。     

化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响

阐明化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响,有助于农田氮的高效利用及科学管理。采用盆栽试验方法,设置不施肥(CK)、单施化肥(CF)、施有机肥(M)、化肥配施生物炭(CFB)、有机肥配施生物炭(MB)、新鲜有机肥配施生物炭(FMB)6个处理,通过测定根际及非根际土壤养分含量和土壤氮赋存形态,阐明不同施肥处理对氮形态转化的影响。结果表明：与CK处理相比,MB处理提高非根际及根际土壤pH0.32和0.28个单位,FMB处理提高根际土壤pH0.63个单位；MB和FMB处理分别提高根际土壤有机质含量25.37%和84.88%,同时显著提高根际土壤全氮含量25.42%和50.93%。配施生物炭(CFB、MB和FMB)处理能促进土壤非可转化态氮(NTF-N)向铁锰氧化物结合态氮(IMOF-N)和有机硫化物结合态氮(OSF-N)这两种活性更高的氮形态转化,其中IMOF-N和OSF-N分别占可转化态氮的35.85%~61.72%和26.65%~46.56%,是根际及非根际土壤可转化态氮(TF-N)的主要成分。因此,有机肥配施生物炭是改善根际及非根际土壤养分和调控氮转化最有效的方式。     

生物炭施用五年后对土壤生物化学特性及夏玉米产量的影响

生物炭施用可以提高作物产量和培肥土壤,但连年施用成本高,探讨一次性施用生物炭的后效对于降低成本投入和保障作物高产及培肥土壤具有重要意义。本研究通过设置不施生物炭(CK)、生物炭10 t·hm^-2(T1)、生物炭15 t·hm^-2(T2)、生物炭20 t·hm^-2(T3)和生物炭25 t·hm^-2(T4)的田间试验,探讨一次性施用后第5年夏玉米产量和土壤养分及微生物特性变化。结果表明：施用5年后,不同生物炭用量处理均不同程度增加了土壤有机碳、速效磷、速效钾、微生物量碳、氮含量及酶活性,并且随着生物炭用量的增加而增加,而土壤碱解氮含量变化不显著;T1、T2、T3和T4处理的玉米产量分别较CK显著增加了8.85%、14.5%、22.2%和30.1%。相关分析表明,产量的增加与土壤微生物碳氮、酶活性、土壤有机碳、速效磷、钾之间存在显著正相关关系。因此,生物炭一次性施用后5年仍呈现出显著的增产和培肥效果,且用量越高,后效越大。     

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。      

土壤增氧方式对其氮素转化和水稻氮素利用及产量的影响

以3种不同生态型水稻品种中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)为材料,比较研究了不同增氧方式(T1-增施过氧化钙、T2-微纳气泡水增氧灌溉、T3-表土湿润灌溉和CK-淹水对照)下稻田土壤氮素转化和水稻氮素吸收利用特性。结果表明:1)增氧处理明显改善土壤氧化还原状况,3种增氧方式下土壤氧化还原电位均高于CK。稻田增氧促进土壤氮素硝化,在分蘖期和齐穗期T1、T2和T3的土壤硝化强度和脲酶活性均显著高于CK,反硝化强度显著低于CK。2)不同增氧处理对水稻氮素吸收的影响不同,在拔节期、齐穗期和完熟期3品种的植株氮素积累量均表现为T1、T2显著高于CK,而T3显著低于CK;在完熟期,T1处理下中浙优1号、IR45765-3B和中旱221植株氮素积累量分别较CK增加了21.2%、13.2%和17.0%,而T2处理下3品种的植株氮素积累量分别较CK增加了14.3%、6.9%和9.1%。3)与CK相比,T1和T2显著提高水稻籽粒产量和收获指数,氮素籽粒生产效率与CK无显著差异,而T3显著增加水稻氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率。可见,施用过氧化钙和微纳气泡水增氧灌溉能有效改善稻田土壤氧化还原状况,不仅显著提高水稻产量,而且显著增强稻田氮的硝化而减少氮素损失,从而提高水稻氮素积累量和氮素收获指数。     

Arbuscular mycorrhiza and soil nitrogen cycling

Nitrogen is a major nutrient that frequently limits primary productivity in terrestrial ecosystems. Therefore, the physiological responses of plants to soil nitrogen (N) availability have been extensively investigated, and the study of the soil N-cycle has become an important component of ecosystem ecology and biogeochemistry. The bulk of the literature in these areas has, however, overlooked the fact that most plants form mycorrhizal associations, and that nutrient uptake is therefore mediated by mycorrhizal fungi. It is well established that ecto- and ericoid mycorrhizas influence N nutrition of plants, but roles of arbuscular mycorrhizas in N nutrition are less well established; perhaps even more importantly, current conceptual models ignore possible influences of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi on N-cycling processes. We review evidence for the interaction between the AM symbiosis with microbes and processes involved in soil N-cycling. We show that to date investigations have rather poorly addressed such interactions and discuss possible reasons for this. We outline mechanisms that could potentially operate with regards to AM fungal – N-cycling interactions, discuss experimental designs aimed at studying these, and conclude by pointing out priorities for future research.     

Salinity and nitrogen mineralization in soil

A laboratory study determined the effects of salinity on ammonification, nitrification and mineral N accumulation in incubated soils. NH⁺₄-N, NO^?₂-N and NO^?₃-N were measured periodically for 102 days in unamended soil of varying salinity and in soil amended with farm compost, mustard oil cake or urea. Increased salinity progressively retarded ammonification but did not suppress it completely. Nitrification was retarded, suppressed or inhibited completely by salinity, the effect depended on both the amount of salt and the type of amendment added to the soil. The amount of mineral N that accumulated generally decreased with increased salinity.     

The dynamics of soil-soluble nitrogen and soil-retained nitrogen in greenhouse soil

Field experiments were conducted to determine the effects of nitrogen (N) fertilization and manure addition on the soil-soluble nitrogen (SSN) (soil mineral N (SMN); soil-soluble organic N (SSON)) and soil-retained N (SRN) (soil fixed ammonium; soil microbial biomass N). The combined application of manure and inorganic N (different N fertilizer rates: M3N0, M3N1, M3N2, and M3N3; different manure rates: M0N2, M1N2, M2N2, and M3N2) was used in a greenhouse fertilization experiment. SSN and SRN increased with increasing N rate up to M3N2. SSON decreased with increasing manure rate and was the highest in the M1N2, whereas SMN and SRN were the highest in the M3N2, and increased with increasing manure rate on all sampling dates. Both SSN and SRN declined significantly with increasing soil depth in the different application rates of manure (p < .05). Moreover, the SSN and SRN significantly varied with plant growth and followed a different pattern during the growing season. SSN and FA peaked in the first ear fruit period, but SMBN was at its highest level in the second ear fruit period. There was a significant positive relationship (p < .05) between SSN and SRN throughout the plant growing season, and the annual apparent loss of N in the M3N3 was the highest. The combined application of inorganic N fertilizer and manure at an appropriate rate may be an effective strategy for maintaining the long-term health of greenhouses.     

Quantitative effects of soil depth and soil and fertilizer nitrogen on nitrogen uptake by tall fescue and switchgrass

Abstract

In semi‐arid regions, soil depth influences soil N uptake, but not ferilizer N uptake. How soil depth interacts with soil and fertilzer N to influence N uptake in humid regions is not known. The objective was to determine the relative importance of soil depth and soil and fertilizer N uptake, by forage grasses. Tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) and switchgrass (Panicum virgatum L.) were grown on soils of varying depths. Nitrogen rates are 0, 90, and 180 kgN/ha of ¹⁵N depleted (NH₄)SO₄ applied in a split application on fescue and in one aplication to switchgrass. Total N and fertilizer N uptake, were regressed against fertilizer N, variables related to soil depth (waterholding capacity (WC), water use (WU), water loss (WL), and total soil N (SN). Soil variables explained 28% of the accoutable variation in total N uptake by first cut fescue but only 10% by second cut fescue. Soil variables explained 11% of the accountable variation in fertilizer N uptake by first cut fescue and none by the seoond. Soil variables explained 40% of the accountable variation in the total N uptake, by switchgrass, but only 10% of the variation in the fertilizer N uptake. Only where soil depth was less than 90 cm did it have a significant effect on the fertilizer N uptake by first cut fescue. Soil depth had no significant effect on the uptake, of fertilizer N by second cut fescue or switchgrass.     

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。     

耕层土层交换对土壤氮素关键转化过程和玉米氮素利用的影响

翻耕会使耕层土壤发生显著位置交换。耕层土壤位置交换会通过影响土壤物理、化学和生物性状,改变氮素转化过程。本文研究了土层交换对黄淮海平原南端砂姜黑土硝化、反硝化过程和玉米生长及氮素利用的影响,为该区域选择合理的耕作方式、减少氮素损失及提高氮素利用效率提供理论依据。试验在人工气候室条件下,以土壤(0～35 cm)田间原位分层作为常规土层处理(CK),以原位0～10 cm和10～20 cm土层交换后作为土层交换处理(SE),并用20μm的尼龙网区分非根际和根际土壤。于玉米小喇叭口期利用荧光定量PCR技术测定土壤氨氧化微生物和反硝化菌群丰度,并结合非根际和根际土壤的硝化潜势、土壤呼吸、反硝化能力、反硝化潜势、土壤理化性质和玉米总氮含量及根系形态的测定,探讨土层交换对土壤氮素转化和玉米生长及氮素利用的影响。结果显示,SE处理的玉米植株氮吸收量比CK处理显著降低8.9%(P0.05)。土层交换显著影响根际而不是非根际土壤的硝化潜势,使其显著降低13.5%(P0.05);并使非根际和根际土壤的反硝化能力分别提高36.6%(P0.05)和8.4%(P0.05)。土层交换使非根际和根际土壤的可溶性有机碳含量分别提高11.7%(P0.05)和5.2%。相关分析显示硝化潜势与氨氧化细菌(AOB)丰度呈显著正相关(r=0.91**),与氨氧化古菌(AOA)丰度无显著相关关系;反硝化能力与土壤可溶性有机碳和呼吸速率呈显著正相关(r=0.89**和0.93**),与nirK、nirS拷贝数无显著相关性;玉米植株氮吸收量与根际土壤的硝化潜势、根表面积×AOB拷贝数都呈显著正相关(r=0.83*和0.86*),而与反硝化能力呈显著负相关(r=?0.88**)。以上结果表明砂姜黑土土壤硝化速率的降低和反硝化速率的增强,是土层交换后玉米氮素利用效率低的重要原因。AOB是硝化速率的主要驱动微生物。土层交换后土壤可溶性有机碳是反硝化能力的关键主导因子。在翻耕条件下,有效调节土壤可溶性有机碳含量是提高作物氮肥利用效率的关键。