土壤颗粒组成与固定态铵之间的关系

大量研究表明,固定态铵的含量与土壤质地有关.李生秀等人的研究表明[1],西北地区土壤的固定态铵含量与粘粒含量呈显著正相关,与砂粒含量呈显著负相关;Feigin和Yaalon的测定证明,以色列129种钙质土固定态铵含量与粘粒(＜0.002 mm)含量显著正相关(r=0.63,p＜0.01)[2];施书莲等人[3]报道,棕壤、栗钙土、黑土、棕钙土和红壤带土壤中的固定态铵含量与粘粒、粘粒及细粉砂含量之和的相关均达到0.01显著水准.这些结果说明,固定态铵主要存在于粘粒和粉粒中,而砂粒中几乎没有[4].     

我国土壤中的固定态铵

叙述了全国除高山土带和亚高山土带外各土带土壤中固定态铵的绝对含量和相对含量以及各主要土壤的固铵能力,讨论了固定态铵的来源、影响固定态铵含量和土壤固铵能力的因素。以及铵的固定和释放在土壤氮素内循环中的意义。以土带为单位,各土带中,黄棕壤带内的土壤的固定态铵含量较高,为２５７ｍｇ／ｋｇ,砖红壤带内的土壤最低,仅为４８ｍｇ／ｋｇ。耕地土壤０～２０ｃｍ土体中,固定态铵的储量全国平均约为全氮储量的１５％。各     

长期施肥对土壤固定态铵含量及其有效性影响

棕壤连续13年定位试验表明,长期施用化肥或低量有机肥对土壤固定态接含量均无显著影响;而施用高量有机肥区固定态接含量比试验前平均增加30.2％。这部分增加的固定态按主要来自土壤有机氮矿化补充。施肥后固定态铵的净增加量超过作物施氮量是土壤激发效应的结果。土壤原有固定态铵含量在113～116mg／kg,对作物无效,而新固定态按时作物有效。生长季耕层土壤固定态铵总释放量（N）对照区为43kg／hm2,化肥区平均为110kg／hm2;有机肥与化肥配合区平均为165kg／hm2。施钾对固定态铵的释放有一定抑制作用。     

土壤固定态铵的影响因素

本文研究了有机质、全氮、有机氮、粘粒、CEC、溶液中铵浓度、水分、温度等影响土壤固定态铵含量的因素。结果表明,固定态铵与<0.01lmm的粘粒呈显著正相关,但与<0.00lmm的粘粒、有机质、全氮、有机氮、CEC相关性很差。通过拟合Langmuir方程可知河沙泥的最大固铵量为357.2mgN/kg,这与359mgN/kg相近。无论是潮沙泥还是紫泥田,固定态铵含量均有:30oC>20oC,30oC>40oC。除了黄泥田外,紫泥田,河沙泥和潮沙泥三种土壤的固定态铵含量均有:长期淹水>干湿交替8次>长期干燥。     

氮肥减施和秸秆还田对土壤固定态铵含量的影响

【目的】固定态铵作为土壤氮素的暂存库,其含量的变化能够影响土壤的保氮供氮功能,而深入探究氮肥减施对土壤固定态铵的影响及其对秸秆还田的响应,可为优化农田氮肥管理提供理论依据。【方法】依托位于中国东北黑土区玉米种植系统连续9年全量玉米秸秆覆盖归还的保护性耕作试验平台,通过设置玉米秸秆不还田(S0)、秸秆还田量33%(S33)和秸秆全量覆盖还田(S100)3个秸秆还田量处理,以及240 kg hm^-2(N240)、190 kg hm^-2(N190)、135kg hm^-2(N135)、0 kg hm^-2(N0)4个氮素施用水平,研究氮素减施3年后土壤固定态铵总量的变化以及不同秸秆还田量对固定态铵的影响。【结果】秸秆不还田时,土壤固定态铵总量随施氮量降低而逐渐下降,且在不施氮肥处理(N0)时显著低于施氮肥处理;在S33N190时土壤-作物系统出现氮素缺乏,并且随施氮量的下降土壤固定态铵降低量与氮素缺乏量之间具有显著的正相关关系。在所有氮肥水平,秸秆还田尤其是全量秸秆还田均有利于缓解固定态铵的释放,但在N135...     

湖南旱地土壤对铵离子的矿物固定与固定态铵释放的动力学研究

采用振荡平衡法和好气培养-间歇淋洗法研究了湖南省主要旱地土壤对添加铵离子的矿物学固定和土壤固定态铵释放的动力学特性。结果表明,供试土壤对添加铵离子的矿物固定速度很快,反应12小时后基本上达到了最大固定量;而土壤固定态铵的释放则非常缓慢,反应42天后仍未达到最大释放量。这一动力学特征有利于土壤对溶液中NH4+的保持,防止NH4+的环境污染,有效地为作物供氮和提高氮肥利用率。一级动力学方程能较好地拟合供试土壤对铵离子的矿物学固定的动力学资料,一级动力学方程和抛物扩散率方程均能较好地拟合供试土壤固定态铵释放的动力学资料,表现为相关系数r值较高,标准误SE值较低。     

我国热带亚热带地区土壤中的固定态铵

本文研究了我国热带、亚热带地区发育于不同母质上的土壤的固定态铵含量及其固铵能力,并通过盆栽试验研究了红壤和砖红壤的固定态铵对小麦的有效性。结果表明:各土壤的固定态铵含量均较低,一般在70PPm以下;土壤的固铵能力随土壤的粘土矿物类型而异,其中以蛭石为主的土壤为最高;红壤的固定态铵可以部分地为小麦所利用,而砖红壤的固定态铵则基本不能为小麦所吸收。     

土壤微生物量氮对小麦各生育期氮素形态的调控

  【目的】  土壤中氮素的有效性很大程度上影响着作物对氮的吸收。明确各形态氮素对作物吸氮量的贡献,研究调控土壤氮素形态的因素,为培育氮素高效和作物高产的土壤提供理论依据。  【方法】  试验基于河南新乡的“国家潮土土壤肥力与肥料效益监测基地”长期定位试验,以不施肥 (CK)、施NPK化肥 (NPK) 和1.5倍NPK化肥并配施有机肥 (1.5MNPK) 3个处理的土壤作为低肥力 (F1)、中肥力 (F2) 和高肥力 (F3) 土壤进行小麦盆栽试验。3个肥力土壤处理施肥方法相同,盆钵埋于土壤内,盆钵顶部露出地面5 cm。分别在小麦拔节期、孕穗期和成熟期采集土壤和植株样品,测定小麦产量、各生育期吸氮量,分析土壤有机氮、矿质氮 (铵态氮和硝态氮)、固持氮库 (微生物量氮和固定态铵) 含量差异,并通过结构方程模型 (SEM) 建立各形态氮素与小麦吸氮量的相关关系。  【结果】  3个肥力水平土壤矿质氮含量在小麦生长期内总体呈下降趋势,收获期土壤矿质氮含量在F1、F2、F3中分别比播种前显著下降了2.9、1.8和6.8 mg/kg。从拔节期到收获期,土壤微生物量氮在F1先增加后降低,在F3中持续增加,在F2中先降低后增加。土壤固定态铵含量在拔节期前和孕穗期后均无显著变化,但从拔节期到孕穗期,3个肥力土壤中固定态铵含量均显著提高。而固持氮库在不同肥力土壤间差异明显,其从播种前到拔节期在F1中增加了10.6 mg/kg,而在F2和F3中分别降低了14.3和32.2 mg/kg;从拔节期到孕穗期都显著增加;从孕穗期到收获期在F1中降低了2.4 mg/kg,而在F2和F3中分别增加8.2和8.7 mg/kg。小麦的产量和吸氮量均在F3中最高,F1中最低;氮素表观平衡在F1中最高,F3中最低。SEM分析结果表明,固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过固持氮库和矿质氮库之间的变化而间接调控小麦吸氮量。  【结论】  包含微生物量氮和固定态铵的固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过影响固持氮库和矿质氮库间接调控小麦吸氮量。由于固定态铵在拔节前和孕穗期后含量较为稳定,在高肥力土壤上微生物量氮随着小麦生育期的推进显著增加,可促进小麦的生长和氮素吸收,减少肥料氮的残留量,较高的微生物量氮又可作为氮库来固存易损失的矿质氮和肥料氮。     

外源氮添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量的影响

研究外源氮(N)添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量及最大固铵量的影响。选取4个不同种植年限（0年、2年、13年和21年）的设施菜田土壤,分别设置4个外源氮添加处理,进行为期36天的室内培养,测定不同种植年限和外源氮添加处理下的土壤固定态铵含量,并计算其最大固铵量。4个外源氮添加处理分别是:（1）CK,不添加任何氮肥,为对照;（2）CF,常规施氮,添加尿素态N 374 mg kg?1干土;（3）RCF,减量施氮（减N 46%,添加尿素态N 200 mg kg?1干土）;（4）RCF + OM,减量施氮配施有机氮（添加尿素态N 150 mg kg?1干土并以鸡粪形式添加有机态氮50 mg kg?1干土）。结果显示:随设施蔬菜种植年限的增加,土壤本底固定态铵含量呈逐渐增加的趋势,而最大固铵量却呈下降的趋势。同一种植年限下,各施肥处理在培养过程中的土壤固定态铵含量总体表现为CK < RCF + OM < RCF < CF,说明施肥可增加土壤固定态铵含量,但其增幅大小受施肥量的多少和施肥种类影响,其中CF处理土壤固铵量为最大（98.61 mg kg?1）,显著高于RCF和RCF + OM处理,而RCF处理的土壤固铵量（84.76 mg kg?1）又高于RCF + OM处理（77.34 mg kg?1）。设施菜田增施氮肥可提高土壤固定态铵的含量,且化肥较有机肥的效果更优。     

旱地土壤的供氮潜力

对潮土、黄褐土、黄棕壤和红壤旱地的供氮潜力进行研究的结果表明,矿化势(No)变化于60340mgkg-1之间,矿化速率常数(K)0.00556-0,01280d-1,矿化势(No)、矿化速率常数(K)和矿化量(Nt)与土壤供氮量均呈显著相关,说明No、Nt和K是土壤供氮潜力的重要参数。这些参数与土壤全氮、有机质、有机氮、易分解有机质、C/N等土壤组成性质密切相关。测定表明,供试土壤粘土矿物多以2:1型为主,土壤固定态铵多在100mgkg-1以上,有部分可重新释放出来,是研究土壤供氮潜力时不容忽视的因素。     

施氮对高肥力稻田氮肥利用率及土壤-水体铵氮损失的影响

研究稻田不同施氮量下的农学效率和环境效应,对水稻高效优质环境保护型生产和合理施肥具有重要意义。在平湖稻区研究了不同施氮下水稻边际利润、最佳经济施肥量以及不同时期氮素利用率、土壤固定态铵、碱解氮及田面水铵氮浓度的动态变化。结果表明,当地水稻最佳经济施肥量为235kg N/hm2;施氮225kg/hm2时当季氮肥利用率仅为31.2%。土壤固定态铵以及碱解氮含量均在水稻生长时期内逐渐下降,但随施氮量的增加而增加。低氮处理促使土壤固定态铵含量有较大增幅,而高氮处理则使土壤碱解氮含量有较大增幅。在水稻不同生长时期的施肥后一个星期内,高于225kg N/hm2处理田面水NH4+-N急剧上升而后急剧下降;而75,150kg N/hm2处理田面水NH4+-N一直低于2mg/L。可见,浙北地区氮肥施用量保持在225kg/hm2为宜,过量施氮(超过225kg/hm2)将超过水稻的正常生长需求,造成土壤固铵量饱和,引起土壤碱解氮含量急剧上升,并导致田面水NH4+-N含量急剧上升。     

盆栽和田间条件下土壤15N标记肥料氮的转化

利用¹⁵N在盆栽条件下研究了铵的矿物固定作用对肥料氮在三种土壤中转化的影响.结果表明,红壤性水稻土不固定肥料铵,但在白土和夹沙土中,56-77%的肥料氮被土壤矿物所固定,这些“新固定”的固定态铵的有效性很高,其中90%以上在30-50天内即被水稻所吸收,或者为微生物所利用转变为生物固定态氮.生物固定态氮对当季作物的有效性远较“新固定”的固定态铵的低.田间微区试验的结果还表明,甚至第二、三季作物吸收的残留肥料氮中,20-86%的氮也系来自固定态铵.作者认为,对具有较强固铵能力的土壤来说,只有了解铵的矿物固定作用,才能正确了解肥料氮的其它转化过程.     

棕壤对施入肥料氮的矿物固定及其动态研究

应用１５Ｎ示踪技术研究了棕壤长期定位试验１４年后的,不同施肥处理土壤对施入肥料铵的矿物固定及其动态。结果表明,施入肥料铵的固定率在２６４％～４１０％。施钾肥能促进铵的矿物固定,而施用有机肥则减少肥料铵的矿物固定。土壤矿物对施入肥料铵的固定与释放主要受土壤交换性铵水平控制。在小麦生长期间新固定的肥料铵基本上释放出来。不同时期土壤固定１５ＮＨ＋４的释放量与小麦吸收１５Ｎ量之间存在明显的正相关关系（ｒ＝０．８７１,ｎ＝２０）。     

黄棕壤矿物固定态铵的释放与黑麦草种植密度的关系

通过在黄棕壤上种植不同密度的黑麦草后发现 ,土壤矿物固定态铵在旱作条件下可分为两大部分 :一是原有的矿物固定态铵。这部分铵在试验条件下无任何释放 ,即与黑麦草的种植密度无关 ;二是施肥后新增加的固定态铵。这部分铵的释放与黑麦草种植密度关系密切。该部分又可分为易释放部分和不易释放部分 ,前者与种植密度关系较小 ,而后者与种植密度关系较大 ,其单位质量土壤矿物固定态铵的释放量随着种植密度的增加而增加     

氮肥与有机肥配施协调土壤固定态铵与可溶性氮的研究

【目的】 土壤固定态铵是肥料氮的一个“临时贮藏库”,可逐渐释放以供作物利用,土壤可溶氮则是土壤固定态铵的重要来源,因此研究设施条件下氮肥与有机肥配施对土壤固定态铵和可溶性氮含量的动态变化以及相互关系的影响,对于设施生产中安全高效的施肥管理有着重要意义。 【方法】 以番茄为试材,温室内连续两年进行田间小区试验,设不施肥(CK)、施N量0、187.5、375. 562.5 kg/hm2 (N0、N1、N2、N3)、单施有机肥(M,75000 kg/hm2)以及有机肥与氮肥配施处理(MN0、MN1、MN2、MN3)。分析了土壤固定态铵和可溶性氮(土壤矿质氮和可溶性有机氮)含量动态变化。 【结果】 施肥显著提高了0-30 cm土层土壤固定态铵和可溶性氮的含量(P < 0.01);各施肥处理均以第1穗果膨大期时含量最高。总体来看,不施有机肥条件下,土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮的含量均以施N 375.0 kg/hm2处理为最高,而在氮肥与有机肥配施条件下,以施N 375.0 kg/hm2与有机肥75000 kg/hm2配施处理和施N 562.5 kg/hm2与有机肥75000 kg/hm2配施处理的土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮含量为最高,但未发现氮肥施用量对土壤固定态铵含量产生显著影响;除收获期20-30 cm土层外,整个生长季内土壤固定态铵和矿质氮含量之间均有显著的正相关关系(P < 0.05),部分土层土壤固定态铵与可溶性有机氮之间也有显著的正相关关系(P < 0.05)。 【结论】 设施番茄栽培条件下,土壤固定态铵和可溶性氮在土壤氮素的固持与释放方面极显著相关,施无机N 375.0 kg/hm2配合有机肥75000 kg/hm2,可较好地提高土壤中的氮的有效性,更好地协调土壤供氮能力。     

黄土高原典型土壤矿物固定态铵变化的南北差异

采集从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨陵)等典型土壤剖面0200.cm土层土样,通过测定土样全氮和矿物固定态铵,以阐明黄土高原典型区域土壤全氮和矿物固定态铵及二者比率随地理位置和土层的变异规律,为全面了解黄土高原土壤相对稳定氮库累积提供科学数据。结果表明,不同地理位置、不同土层全氮和矿物固定态铵含量存在显著差异。从南到北全氮和矿物固定态铵呈下降趋势,但各土壤全氮和矿物固定态铵的分布显著不同,全氮含量在060.cm随土层深度增加下降很明显,60120.cm有一定下降,120.cm以下低而稳定。矿物固定态铵在全剖面上的分布比较均匀,随土层深度的变化差异不显著,不同土层间的差异基本在误差范围内,土垫旱耕人为土、黄土正常新成土和干润砂质新成土表层(010.cm)矿物固定态铵平均含量分别为215.807.45、165.808.73和146.501.83.mg/kg,表层以下(10200.cm)平均含量分别为193.409.67、157.145.75和142.025.47.mg/kg。从地理位置分析,干润砂质新成土、黄土正常新成土和土垫旱耕人为土表层(010.cm)矿物固定态铵占全氮的百分比分别为(39.570.78)%、(32.916.82)%和(29.747.01)%;在表层以下所占比例更高,干润砂质新成土10200.cm土壤矿物固定态铵含量占全氮比例为(89.5213.42)%,黄土正常新成土为(59.5213.86)%,土垫旱耕人为土为(47.269.01)%。供试土壤中矿物固定态铵与0.01.mm物理性粘粒含量存在极显著正相关关系,说明物理性粘粒是矿物固定态铵的主要载体;矿物固定态铵与全氮含量也有极显著正向相关性。以上结果揭示,在黄土高原黄土母质上形成的土壤,全剖面矿物固定态铵相对均匀,而有机氮相差较大,两种氮库的这种地理位置和剖面分布特征,是黄土母质形成的必然结果,也进一步支持了黄土高原黄土母质的风成学说;同时也反映了需要对有机氮占全氮比例及矿物固定态铵在全氮中地位的传统观念予以重新评价。     

长期不同施肥处理对土壤活性氮库的影响

通过长期肥料定位试验,对不同施肥处理下草甸黑土活性氮库中几种重要组分含量变化及其相互之间的比例关系进行研究.结果表明,氮肥施用能够增加土壤中无机氮含量,以土壤剖面中硝态氮含量变化为例,除NPK配施处理外,其它施氮处理在180-200 cm土层硝态氮含量均显著增加,N,.P,K配施减少了土壤剖面中硝态氮累积.土壤表层微生物态氮和固定态铵含量的变化不仅取决于氮素的投入量,还与其它因素有关,长期单纯施用氮肥土壤微生物氮含量并没有增高.而N,P配施的处理,土壤微生物氮含量较高.施用氮肥抑制了土壤中可矿化氮的含量,促进氮的矿化释放,增加了活性氮库中其它组分的含量;不同施肥处理表层土壤氮素矿化速率从高到低的顺序是:CKPKPKNPNPKNKN,不同施肥处理对硝化速率的影响大小按PCKKPKNPNPKNNK顺序排列.     

外加可溶性碳氮对不同热量带土壤N2O排放的影响

在室内条件下研究了外加可溶性碳、氮对不同热量带经长期施肥的3种农田土壤：黑土、潮褐土和红壤N2O排放的影响。结果表明,在单施氮肥和可溶性碳配施氮条件下,不同热量带土壤N2O排放量从高到低分别为潮褐土（0．868、3．07μg·g^-1）,红壤（0．511、0．731μg·g^-1）,黑土（0．221、0．294μg·g^-1）,且添加可溶性碳显著促进了土壤N2O排放量。在黑土、潮褐土和红壤长期不同施肥土壤中,单施氮肥和可溶性碳配施氮后N2O排放量均表现为化肥＋有机肥土壤〉化肥土壤〉无肥土壤,且与无肥土壤相比,红壤的化肥土壤N2O排放量增加254％,潮褐土化肥土壤增加49．5％,黑土化肥土壤增加1．74％,说明在有效积温越高的土壤上长期施肥对土壤N2O损失的贡献越大。研究结果还表明,外加可溶性碳、氮后,潮褐土铵态氮含量的减少幅度和硝态氮含量的增加幅度均显著高于黑土和红壤,说明潮褐土中氮素损失潜能大。     

ASI法速测土壤指标与植物N吸收的相关性研究

本研究选用ASI法对山西褐土41个、河南潮土73个、辽宁棕壤43个、黑龙江黑土69个土样进行了土壤硝态N(ASI-NO3--N)、铵态N(ASI-NH4+-N)、碱溶有机质(ASI-OM)的测定,同时用常规方法测定了碱解N和有机质。并对测定值进行了相关性分析。同时选取土壤进行盆栽试验以验证ASI法测定值与植物吸N量的相关性。结果表明:四类土壤ASI-NO3--N与碱解N测定结果达到了极显著相关(褐土r=0.89**,潮土r=0.79**,棕壤r=0.90**,r=0.47**),四类土壤ASI-OM与常规方法有机质测定结果均达到了极显著正相关(褐土r=0.92**,潮土r=0.88**,棕壤r=0.93**,黑土r=0.96**),ASI-NH4+-N与碱解N测定结果也均达到了极显著正相关(褐土r=0.76**,潮土r=0.64**,棕壤r=0.97**,黑土r=0.61**)。褐土、棕壤土壤ASI-NO3--N含量与植物吸N量呈极显著正相关(P<0.01),潮土、黑土土壤ASI-NO3--N含量与植物吸N量呈显著正相关(P<0.05)。褐土、棕壤土壤ASI-NH4+-N含量与植物吸N量呈显著正相关(P<0.05),潮土、黑土土壤ASI-NH4+-N含量与植物吸N量相关性不显著(P>0.05)。除褐土土壤ASI-OM含量与植物吸N量呈显著正相关外(P<0.05),潮土、棕壤、黑土土壤ASI-OM含量与植物吸N量相关性不显著(P>0.05)。     

氮肥施用对土壤固定态铵有效性和剖面变化特征的影响

农田生态系统中肥料氮素施用通过改变土壤中"原有的"固定态铵和肥料来源"新"固定态铵的动态,从而影响固定态铵的有效性以及其剖面变化特征。固定态铵相对含量在垂直剖面的大小顺序为10~20 cm0~10 cm40~60 cm20~40 cm,在多年淋溶渗透作用下,土壤中黏粒和氮素养分不断向下迁移,从而随着深度增加固定态铵含量升高。在连年施肥的条件下,土壤中固定态铵的含量和碱解氮之间呈极显著正相关关系(r=0.756,p0.01),而且肥料来源部分的相关性显著高于土壤中"原有的"固定态铵。固定态铵含量与植株中氮含量呈显著负相关(r=-0.525,p0.05),同时肥料氮素在固定态铵中的残留与植株中15N含量呈显著负相关(r=-0.526,p0.05),表明固定态铵可以通过长期的固定-释放过程持续为植物供给有效氮源。肥料来源固定态铵的有效性高于土壤中原有部分。连年施肥条件下,固定态铵对作物氮素利用的调节作用十分显著。