土壤氮素矿化与土壤供氮能力——Ⅱ.矿化氮量与作物吸氮量的关系

根据土壤氮素矿化势和氮素矿化累积计算了不同时期土壤氮素矿化量。结果表明,两种方法计算出来的矿化氮量均与作物吸氮量有良好相关,而前者效果更优。作物吸收的氮素大约等于土壤矿化氮的2/5,等于土壤中起始NO_3~--N和作物生长期间矿化氮之和的2/3。这一结果为定量预测作物不同生长时期土壤供氮和确定氮肥适宜用量、施用时期提供了有用依据。     

利用“氮的矿化势”探讨不同黑土供肥能力的研究

土壤氮素矿化势(N_o值),是近年来国外用来衡量土壤供氮能力的重要指标之一。它可以在室内模拟田间条件下土壤氮素的矿化过程,预测不同土壤间氮素供应能力的相对高低,定量计算在作物生长期间土壤可能矿化出来的氮量,由于矿化速率常数K值在各土中变化不大,所以,N_o值愈大,说明土壤的供N容量愈大,强度愈高。矿化势(N_o)与简单测定一个矿化量的方法相比,具有较多的优越性。     

培养条件对土壤氮素矿化的影响

采用间歇淋洗培养法和一级动力学模型研究了培养条件对土壤Ｎ素矿化的影响。结果表明：风干土样改变了土壤的氮素矿化速率、培养前１０ｄ有较高的矿化量。培养时加砂比例对新鲜土壤氮素矿化影响不大，而对风干土壤有较大影响，加入作物秸秆培养，前期表现为矿化氮的固定，２０ｄ左右后由固定转化为矿化。氮素矿化量随土层加深而降低，２０￣６０ｃｍ土层的氮素矿化势仍占有一定比例。     

中亚热带典型红壤区土壤氮矿化动力学参数估算

氮素矿化是土壤氮循环的重要环节,土壤氮矿化参数对于正确评价土壤供氮潜力和指导土壤氮素管理有重要意义。采用35℃淹水厌氧短期培养法研究了中亚热带典型红壤丘陵区五种土地利用方式土壤氮素的矿化作用。利用双一级动力学模型(双氮库模型)对矿化过程进行拟合与比较,并利用土壤理化性质对氮矿化动力学参数进行估测。结果表明,土壤氮素快速矿化主要在淹水培养前7 d,于28 d矿化曲线即趋于平稳;双氮库模型能很好的拟合氮矿化作用。菜地、稻田、荒地、林地和茶园土壤的易矿化氮库矿化势分别为85.9 mg/kg、184.4 mg/kg、64.5 mg/kg、37.0 mg/kg和11.4 mg/kg,其占全氮的比率分别为5.77%、8.65%、4.42%、3.31%和1.25%,其易矿化速率常数分别为0.31、0.58、0.15、0.07和0.17(1/d)。应用双氮库模型拟合的易矿化氮库矿化势和易矿化速率常数与土壤全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮、p H和碳氮比有显著相关性;利用全氮及p H两变量能较好地预测氮矿化势和矿化速率常数,但土壤微生物生物量碳对氮素矿化动力学参数估算具有更关键作用。     

紫色土氮素矿化与作物效应的研究

采用培养法和田、盆试验法对不同肥料处理的紫色土氮素矿化作用与作物吸氮效应进行了研究。结果表明：紫色土氮素矿化势（No）占土壤全氮量的12.85%-19.44%,矿化速率常数（K值）为0.1093-0.2005W#+（-1）;有机肥的氮素矿化势（No）次序是鸡粪>猪粪>牛粪,但其矿化持续性则恰恰相反。紫色水稻土的No占全氮量的8.39%-10.40%。施有机肥可使紫色土的No值提高63.75%-75.91%,但对矿化速度影响不大。紫色土氮素矿化作用诸参数,如No、K、No×K、Log(No×K)和N#-A均与作物的生物量、吸氮量和籽粒产量呈显著性相关。这些参数都可作为预测指标,特别是No×K与Log(No×K)。     

地表覆盖对西北旱地土壤有机氮累积及矿化的影响

【目的】认识土壤氮素的转化和供应过程,是优化作物栽培和氮素养分管理的关键。【方法】本文采用5年田间长期定位试验的土壤,研究了地表覆草和覆膜栽培对旱地土壤氮素矿化和供氮能力的影响。【结果】与常规栽培相比,地表长期覆草会提高土壤氮素矿化势,降低矿化速率;覆膜则会降低土壤氮素矿化势,提高矿化速率,覆草、覆膜和常规栽培的矿化势分别为25.0—29.7、23.2—25.9、23.3—26.2mg.kg-1。不施氮时,覆草和覆膜均能提高土壤有机氮含量,增加土壤轻质有机氮含量;施氮后,覆草能增加土壤有机氮和轻质有机氮含量,但覆膜却降低了土壤有机氮和轻质有机氮含量。施氮240kg.hm-2时,地表覆草、覆膜和常规栽培土壤的有机氮含量分别为1.03、0.95和0.96g.kg-1,轻质有机氮分别为51、35和37mg.kg-1。【结论】作物生长过程中,地表覆草栽培能使土壤将较多的矿质氮转化形成可矿化有机氮;覆膜栽培则不利于土壤的有机氮累积。因此,覆草栽培虽增加了土壤氮素供应能力,但为实现作物增产,需增加氮肥投入或在作物需氮较多的生长阶段补充氮肥,覆膜栽培则需要注意配施有机肥。     

石灰性土壤供氮能力几种生物测定方法的评价研究

 【目的】目前测定土壤供氮能力的生物方法较多，但基于土壤氮素形态的复杂性、土壤和微生物的高度变异以及生态条件的差异，不同土壤及不同测定方法结果之间仍然存在一定差异，对石灰性土壤采用哪些生物培养方法较好，目前仍无明确结论。【方法】以采自于黄土高原差异较大的25个农田耕层石灰性土壤为供试土样，以淋洗和未淋洗土壤起始NO3--N小麦和玉米两季盆栽试验作物吸氮量为参比，对可反映土壤供氮能力的淹水培养法、通气培养2周法、通气培养4周法、干湿交替通气培养2周法、间歇淋洗长期通气培养法、短期淋洗通气培养法、微生物量碳和微生物量氮等8种生物方法进行了比较研究，其中干湿交替通气培养法和通气培养4周法，是我们对通气培养2周的修订方法。【结果】在不包含起始矿质氮条件下，以上8种生物培养方法与淋洗土壤起始NO3--N盆栽试验作物吸氮量的相关系数依次为0.530，0.700，0.777，0.768，0.764，0.650，0.555和0.465（r0.05=0.369，r0.01=0.505），其中间歇淋洗长期通气培养法确定的氮素矿化势与作物吸氮量的相关系数为0.790；在包括起始矿质氮后（起始矿质氮+矿化氮），以上8种生物方法与未淋洗土壤起始NO3--N盆栽试验作物吸氮量相关系数依次为0.351，0.963，0.962，0.959，0.825， 0.963，0.289和0.095（r0.05=0.369，r0.01=0.505），其中氮素矿化势与作物吸氮量的相关系数为0.812。【结论】在排除起始矿质氮，特别是硝态氮的影响后，在反映旱地石灰性土壤可矿化氮量上，以氮素矿化势最佳；其次为通气培养4周、干湿交替通气培养2周和间歇淋洗长期通气培养法。包括起始矿质氮后，即在反映土壤供氮能力方面，各种通气培养法与未淋洗土壤起始NO3--N作物吸氮量相关性均大幅度提高，其中通气培养2周、通气培养4周、干湿交替通气培养2周和短期淋洗通气培养法相关系数均在0.950以上。而淹水培养法和微生物量碳、氮在表征石灰性土壤供氮能力上均比其它通气培养法逊色。综合考虑各方法在反映土壤可矿化氮和土壤供氮能力上的优劣，以及考虑到间歇淋洗长期通气培养法和以此获得氮素矿化势需培养时间较长，不适于作为实验室常规分析和快速测定土壤供氮能力的方法。根据本研究结果，可将干湿交替通气培养2周作为旱地石灰性土壤供氮指标，该方法不仅更加符合旱地土壤实际水分变化特征，而且既可反映土壤可矿化氮，也可用于评价土壤供氮能力。     

寒地稻田土壤氮素矿化特征的研究

【目的】土壤供氮能力是影响稻田氮效率的主要指标之一,寒地稻田与南方稻田相比具有氮肥用量低和氮素利用效率高的特点,通过比较南北方稻田土壤供氮能力的差异,以期揭示土壤氮素矿化与寒地稻田氮素高效利用的关系。【方法】选择江苏省高肥力的乌栅土和中等肥力勤沙土,以及黑龙江三江平原高中肥力白浆土型水稻土,采用淹水密闭培养法,在25℃、30℃和40℃条件下恒温培养28 d,测定培养前后土壤铵态氮的含量,并分析土壤有机质、全氮和有机氮各组分的含量;通过一级动力学模型和有效积温模型拟合土壤氮素矿化与培养时间的关系。【结果】南方高中肥力土壤酸解氮、氨基酸态氮占土壤全氮比例均高于北方高中肥力土壤,北方稻田土壤碳氮比较高。在25℃培养28 d,南方和北方高肥力土壤间,以及中等肥力土壤间累积矿化氮量无明显差异。当温度为40℃时,南方高肥力和中等肥力土壤28 d累积矿化氮显著高于对应肥力的北方土壤。这与南方土壤有机氮含量或者有机氮所占比例较高有关。One-pool模型拟合显示,在25℃时北方土壤矿化势（N0）比对应肥力南方土壤增加了35.9%-36.3%;当温度为30℃和40℃时,北方土壤与南方对应肥力土壤相比N0降低了6.1%-32.7%和20.9%-36.7%。北方土壤微生物不耐高温,是其40℃矿化势较低的原因。有效积温模型拟合显示,随温度增加同一土壤氮矿化特征常数n值逐渐减小;南方土壤的氮矿化特征常数K值较高,而北方土壤n值高,表示南方中高肥力土壤的初期矿化速率高,而北方中高肥力土壤后期矿化速率高。【结论】土壤矿化氮含量和矿化势受土壤微生物活性、土壤碳氮比、土壤有机氮含量及其占全氮的比例影响,25℃下北方稻田土壤可矿化氮量较高,而且相对南方稻田土壤而言,寒地稻田土壤氮素矿化前期较慢,后期较快的特点与水稻吸氮更协调,这是寒地稻田氮素高效利用的原因之一。     

对一种测定土壤潜在可矿化氮的化学浸取方法的评价

用全氮、有机质、pH、碳氮比及质地不同的12种土壤进行了大麦、燕麦和黑麦等3种作物的盆栽试验,并以KCl煮沸法测定了其可矿化的氮素,以估计土壤潜在的有效氮素。试验表明,KCl浓度及浸取时间长短对NO_3~--N浸出量无明显影响,用1 mol/L KCl煮沸浸取1h之后,NH_4~--N亦增加不多。1 mol/L KCl煮沸1h所释放的氮素与3种作物吸氮量密切相关,证明了这种水解方法能较好地预报盆栽试验条件下不同土壤释放作物可利用氮素的相对能力。一旦包括土壤特性,温、湿度在内的氮素释放模式形成之后,KCl煮沸法有可能用来很好地预报大田条件下作物生长期间转变成有效态氮素的数量。     

植烟黄壤供氮特征研究

【目的】研究烤烟生长期间植烟黄壤的氮素矿化及供氮特征,为烟草氮素营养调控提供理论依据。【方法】选择两块有机质含量存在差异的黄壤试验田,每块试验田设休闲、植烟不施氮、植烟施氮90kg·hm-2、植烟施氮120kg·hm-24个处理,采用埋袋法进行田间原位培养。【结果】在烤烟生长期间,不施肥植烟土壤氮矿化存在两个高峰,一是在烤烟旺长期(烤烟移栽后42d左右),二是在烤烟打顶后(烤烟移栽后77d左右)。在烤烟生长期间,随着时间的推进矿化氮累积量增加,至烤烟移栽91d左右,矿化氮累积量趋于平缓。有机质含量为15.5和23.7g·kg-1的不施肥植烟土壤累积矿化量分别为80.4和88.5kg·hm-2,打顶后土壤矿化氮量占其矿化氮总量的58%、65%。土壤有机质含量对土壤氮素矿化动态影响不显著,肥料氮的施用导致土壤氮矿化动态波动幅度增大,在烤烟生长前期形成净固定,对烤烟生长后期土壤净矿化产生显著正激发效应。【结论】调控烟草生长后期土壤氮素矿化,能够减少烟草生长后期土壤氮素供应;减少烟草生长前期土壤无机氮固定,促进烟草生长前期无机氮释放,也能在一定程度上缓解烟草生长后期土壤氮素供应过量的问题。     

土壤氮素矿化与土壤供氮能力——Ⅰ.旱地土壤氮素矿化两种培养方法之比较

以有机质,全氮,C/N差异较大的20种田土和10种盆土,进行了长达262d的通气培养和121d淹水培养矿化试验。测定了土壤矿化氮的动态变化,建立了土壤氮素矿化累积曲线;根据矿化速率和容量,把整个土壤氮素矿化过程分为3个阶段,把盆土氮素矿化分为3个类型,田土分为4个类型。     

电超滤法(EUF)浸提测定15N标记植物残体有机氮和无机氮的转化

采用电超滤法浸提土壤,分析浸提液中的N-NH₄⁺、N-NO₃^-和有机氮.测试土壤采自德国汉森的斑状砂土,用¹⁵N标记的植物残体(油菜)施入土壤,20℃恒温培养80天,以不施(油菜)为对照,培养期间共取样12次.结果表明,EUF法对¹⁵N标记的有机N的浸提能力比土壤全N中的有机N的浸提能力高出7.7倍.EUF浸提的有机氮比率较常规浸提过程的更高.前40天,培养试验中38%的有机氮被矿比,其后没有发生大的矿化.标记的有机氮的矿化在第2天达到高峰之后一直减少,直到第40天,随后处于稳定状态.标记的EUF有机氮对标记的无机N只有很微小的积累.标记的有机氮主要在第2～9天减少,但大约80%的标记无机氮在9天后明显增加.原土氮的矿化过程是明显的零级动力学,基础浓度任何时候不限制矿化.说明易矿化氮化合物总是不断得到土壤相对稳定的有机氮的补充.如果稳定状态在N矿化过程中起主要作用的话,就不可希望EUF浸提的易矿化有机氮的减少.通过氮矿化库的变化量对预测氮矿化更重要,因此,寻找适当的矿化指标来制约土壤有机氮形式和变化量显得更为紧迫.     

原状土通气培养法测定黄土高原土壤供氮能力的研究

 【目的】评价原状土通气培养法在反映黄土高原土壤供氮能力方面的效果。【方法】以采自于黄土高原差异较大的11个农田耕层土壤为供试土样,以包括和不包括土壤起始NO3--N原状土盆栽黑麦草累积吸氮量为参比,进行室内原状土通气培养法测定土壤供氮能力的研究。【结果】以包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量为参比,通气培养前CaCl2所淋洗起始NO3--N和起始矿质氮与5期黑麦草地上部氮素累积量密切相关,相关系数分别为0.856和0.862,达1%显著水平;与此相反,通气培养30周所矿化氮素、土壤起始矿质氮+通气培养30周矿化氮素、氮素矿化势（N0）及N0+起始矿质氮与5期黑麦草地上部氮素累积量间无显著相关关系,相关系数分别仅为0.410、0.553、0.492和0.419。以不包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量为参比,通气培养前CaCl2淋洗起始NO3--N和起始矿质氮与五期黑麦草地上部氮素累积量间的相关性尽管有所降低,但相关性仍达5%显著水平,相关系数分别为0.613和0.607;而通气培养30周矿化氮素、土壤起始矿质氮+通气培养30周矿化氮素、N0及N0+起始矿质氮与五期黑麦草地上部吸氮量的相关系数却明显提高,相关系数分别为0.718,0.782,0.688和0.640,均达5%或1%显著水平。【结论】土壤起始NO3--N可作为石灰性土壤当前供氮指标,但该指标难以反映土壤潜在供氮能力;要判断原状土实验室通气培养法是否能可靠评价土壤潜在供氮能力,应以不包括土壤起始NO3--N盆栽试验植物吸氮量作为参比,否则由于受盆栽试验土壤起始NO3--N干扰,用植物吸氮量难以对原状土通气培养法的可靠性作出判断。     

稻田轮耕土壤氮素矿化及土壤供氮量的研究

在稻田连续少耕3季的基础上，分区设定“2年4熟”一个轮耕周期的试验组合，对试验第3季的水稻进行较系统的测定。结果表明：①淹水密闭培养测定的矿化氮，连少耕土壤较高，连耕、轮耕土壤较低。②施氮处理植株含氮率轮耕前期较低，后期较高；土壤供氮量连耕较高，连少耕最低，与培养法测定的矿化氮结果相反。③轮耕有较高的氮肥利用效率，在生产上，与常规耕和连续少耕相比，轮耕可适当减少氮肥施用量。④轮耕后土壤容重和穿透阻力居于连少耕和连耕之间，但仍保持在水稻生长的适宜范围内；连少耕7～14cm土层紧实，影响水稻根系生长和对氮素的吸收。     

新疆盐渍化土壤氮素矿化和硝化作用特征

为了探明新疆盐渍化土壤特性与土壤氮素矿化和硝化的关系,通过室内培养方法,研究了不同盐渍化类型和程度的新疆盐渍化土壤氮素的矿化和硝化特征。结果表明,盐渍化类型对土壤氮素矿化有重要影响。在培养过程中,碱化土壤矿质氮含量明显低于盐化土壤;在碱化土壤中,随着碱化度和pH值的升高,矿化量迅速降低;在盐化土壤中,盐化程度的增加对于土壤矿化特征影响不大,但是随着盐化程度的增加矿化率明显增加。在盐渍化土壤中,碱化土壤的氮素硝化作用较盐化土壤快;无论是碱化土壤还是盐化土壤,随着盐渍化程度的增加,氮肥硝化作用都受到不同程度的抑制;在碱化土壤中,氮素硝化率与pH、总盐含量、碱化度均呈极显著负相关,而在盐化土壤中,氮素硝化率与总盐含量呈极显著负相关。     

玉米秸秆矿化过程中氮素形态变化及模拟

[目的]针对安徽淮北地区砂浆黑土,研究不同温度、C/N比条件下,玉米秸秆矿化过程中氮素及其形态的变化。[方法]采用Stanford的间歇淋洗好气培养法。[结果]在通气和水分状况良好的情况下,在10～30℃的温度范围内,随着温度的升高玉米秸秆矿化氮素量增大。NH4+-N初始阶段矿化较快,随后缓慢减缓,NO3--N随矿化时间的延长是一个渐变的过程。温度对有机氮的矿化影响很大,低温抑制NO3--N矿化,C/N比越高抑制越强。在矿化初期,NH4+-N占有比例较高,随着矿化时间延长,NO3--N比例增加,C/N比、温度不影响变化趋势。从一级动力学模型结果看出,土壤矿化势(No)随温度的升高而增大,在同一温度条件下,加入作物秸秆量越大,C/N比越高,No值越大。而土壤氮素矿化速率Ko值和C/N比密切相关,在同一温度条件下,C/N比增大矿化速率降低。[结论]温度对有机氮的矿化影响很大,无机氮净矿化累积量均随矿化时间的延长而不断增加。一级动力学模型可以很好地拟合试验数据。     

东北黑土不同开垦年限稻田土壤有机氮矿化特征

[目的]分析东北黑土自然荒地开垦种稻后土壤矿化氮含量、氮净矿化速率和氮净矿化率,探讨土壤供氮能力及其特点,揭示土壤氮素的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据.[方法]以东北黑土自然荒地(0 a,为对照土壤,原始自然草甸植被)和不同开垦年限(12、35、62和85 a)的稻田(地形、种植制度、施肥和水分管理等...     

不同施肥条件下甘蔗对钾的吸收利用研究

【目的】明确不同施肥条件下甘蔗对钾的吸收利用规律。【方法】以甘蔗品种新台糖22号为试材,进行第1年新植蔗、第2年宿根蔗不同施肥处理田间试验,各生育阶段分别测定各处理甘蔗对钾的吸收强度、对钾肥的利用率以及土壤中钾养分的盈余量,并用阴阳离子交换树脂监测施钾和不施钾处理耕作层土壤钾离子淋溶量。【结果】不同施肥条件下,甘蔗各生育阶段对钾的吸收强度存在较大差异;随着生长量的增加,钾养分在甘蔗植株体内的稀释效应明显,植株含钾量以苗期较高,成熟期较低;增施钾肥后甘蔗吸钾量明显增加,新植蔗、宿根蔗对钾肥的利用率分别为34.3%~40.6%、29.4%~31.7%;不同施肥条件下,新植蔗的土壤速效钾和缓效钾含量均有所降低,而宿根蔗中施钾处理的土壤速效钾和缓效钾含量则有所增加;施钾处理较不施钾处理耕作层土壤钾离子淋溶量明显增加;不同施肥条件下,新植蔗和宿根蔗土壤中钾养分平衡均表现为P2K2、N2P2K3处理有所盈余,N2P2K2、N2P2K1、N2P2处理有所亏损,但以N2P2处理亏损最大。【结论】不同施肥条件对甘蔗吸收利用钾素以及土壤中钾素的移动和平衡均有影响,实际生产中应注重氮、磷、钾合理配施,提高肥料利用率,为甘蔗高产优质栽培提供施肥指导。     

黄土区不同土壤类型及土地利用方式对土壤氮素矿化作用的影响

采用室内培养试验研究了黄土区不同类型土壤(黑垆土、红油土和淋溶褐土)及土地利用方式(农田、林地)的氮素矿化特性。结果表明,3种土壤好气培养0~14,15~28和0~28 d的氮素矿化量、矿化速率与矿化率大小次序均为:淋溶褐土>红油土>黑垆土;林地黑垆土氮素矿化量和矿化速率极显著地高于农田黑垆土;淹水培养7d,3种土壤矿化氮量、矿化速率和矿化率大小次序均为:红油土>淋溶褐土>黑垆土,但差异不显著;淹水培养条件下,林地黑垆土氮素矿化量、矿化速率和矿化率均高于农田黑垆土。不同土地利用方式对土壤氮素矿化作用的影响强于不同土壤类型的影响。