不同土地利用方式对苜蓿茬地土壤微生物生物量碳、氮的影响

在甘肃庆阳黄土高原,用熏蒸法研究了土地利用方式对紫花苜蓿Medicago sativa后茬土壤微生物生物量碳、氮的影响.结果表明:4龄苜蓿后茬种植小麦Triticum aestivum 2年后,0～5 cm土壤层微生物生物量碳比苜蓿生长地降低70 mg/kg,休闲地仅为苜蓿生长地的40%,施氮肥对土壤微生物生物量碳无显著影响(P＞0.05);苜蓿后茬连续种植小麦2年后,0～5 cm土壤层微生物生物量氮比苜蓿生长地下降28%,而休闲2年后比苜蓿生长地减少69%,施氮肥对微生物生物量氮无显著影响;苜蓿生长地土壤微生物商为4.2%,后茬休闲后则下降至2.7 %.土壤微生物生物量碳、氮可灵敏反映苜蓿后茬地土壤质量的变化.     

不同放牧强度下人工草地土壤微生物量碳、氮的含量

试验测定了华北农牧交错带地区不同放牧强度下(轻牧,6只羊/hm²;中牧,10只/hm²;重牧,13只/hm²)人工草地土壤微生物量碳、氮含量的变化。结果表明:在不同放牧强度下,微生物量碳氮有相似的变化趋势,放牧期间均以中牧区较高,在停牧年,以轻牧区和对照区较高;随着放牧时间延长及环境条件恶化,土壤微生物量碳氮含量随放牧强度增加而迅速降低;从微生物量碳氮随放牧强度变化的角度,在干旱地区放牧强度不宜高于轻牧。     

6种灌木不同器官生物量及其碳、氮含量的分配特征

通过研究晋北地区草地黄刺玫、沙棘、荆条、酸枣、绣线菊和柠条等6种常见灌木的叶片、新生枝、老龄枝生物量及其碳、氮含量的分配特征,旨在为草地准确估算草地植物碳、氮循环提供依据。结果表明:黄刺玫的地上生物量最大,是酸枣的7倍。沙棘叶片生物量占地上生物量的比例最大;黄刺玫新生枝生物量占地上生物量的比例最大;柠条老龄枝生物量占地上生物量的比例最大。黄刺玫、沙棘和荆条的地上部分各器官生物量分配特征相似,由高到低表现为叶片、老龄枝、新生枝;绣线菊、酸枣和柠条的地上部分各器官生物量分配特征相似,由高到低表现为老龄枝、叶片、新生枝。6种灌木地上部分各器官碳含量差异不显著,氮含量分布由高到低为叶片、新生枝、老龄枝。     

施用有机物料对沙化土壤碳氮含量、酶活性及紫花苜蓿生物量的影响

为探讨施用有机物料对宁夏沙化土壤的改良效果,以当地易得的杨树(Populus alba var.pyramidalis)枝条、玉米(Zea mays)秸秆、牛粪为原料,通过桶栽方法研究了有机物料单施和配施对宁夏沙化土壤碳氮含量、酶活性及紫花苜蓿生物量的影响。结果表明,与无添加对照相比,单施和配施有机物料(除牛粪外)均使土壤的碳、氮组分含量(除无机氮外)有不同程度的增加;单施牛粪处理增加了土壤的无机氮,土壤有机碳、易氧化有机碳、全氮和水解氮含量均最高,但是土壤C/N(有机碳/全氮)及微生物C/N(土壤微生物生物量C/微生物生物量N)较低;杨树枝条+玉米秸秆+牛粪配施处理的土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮含量,土壤酶活性(纤维素酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶)以及紫花苜蓿(Medicago sativa)生物量(是对照的3.33倍)最高,而单施牛粪却出现抑制紫花苜蓿生长的现象。土壤肥力水平综合得分显示,杨树枝条+玉米秸秆+牛粪处理对土壤肥力水平的提高效果最佳。该研究为宁夏及其它类似地区沙化土壤改良提供了参考的依据。     

遗传发育所水稻耐受土壤低氮适应性机制研究获进展

面对人口增长,育种的首要目标是高产,推动水稻第一次绿色革命的矮秆育种,使之能在大量施用化肥情况下,植株不会过高而造成倒伏,从而在高肥下获得较高产量.然而,长期高肥下的育种导致一些重要基因资源的丢失,以致主栽水稻品种肥料利用效率普遍较低.     

冬季种养结合对稻田土壤微生物量及有效碳氮库的影响

以双季稻冬闲田种植绿肥与养鸡结合的新型种养制度为平台,通过冬季绿肥和鸡粪还田,减少水稻生育期化肥用量,探讨“冬季绿肥-双季稻”轮作种植制度和“冬季种养结合-双季稻”种养制度下对稻田土壤微生物碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响。试验包括5个处理,分别为冬闲(F)、冬季种植黑麦草(R)、冬季种植紫云英(M)、冬季种植黑麦草与养鸡结合(RC)以及冬季种植紫云英与养鸡结合(MC)。结果表明,在整个试验的动态过程中,微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮含量高低总体趋势表现为绿肥养鸡>绿肥>冬闲,各处理间差异显著(P<0.05);“冬季种养结合-双季稻”种养制度能显著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮。各处理微生物量碳、氮和可溶性有机氮在3月24日达到最大值,RC、MC、R和M处理微生物量碳最大值分别为492.22,464.91,432.34和435.48 mg/kg;微生物量氮的最大值分别为118.20,101.03,70.13和85.46 mg/kg;可溶性有机氮的最大值分别为1001.47,926.21,832.80和870.75 mg/kg;可溶性有机碳在早稻苗期达到最大值,RC、MC、R和M最大值分别为278.95,266.40,246.13和249.84 mg/kg。微生物量碳含量的高峰在早稻移栽初期、晚稻孕穗期和灌浆期,微生物量氮的高峰出现在早稻分蘖期、齐穗灌浆期和晚稻孕穗期,可溶性有机碳在稻田养鸡及成鸡出栏后较高。与冬闲田种植绿肥和休闲相比,冬闲稻田种植绿肥结合养鸡对增加微生物生物量的贡献更大,并显著提高土壤的可溶性有机碳氮,间接反映了种养制度能提高土壤有机碳、氮的矿化速率和土壤的活性有机碳氮以及满足水稻生长期间自身养分需求。     

山西铁杆蒿草地群落碳、氮密度区域差异及其驱动因素

为明确山西铁杆蒿（Artemisia sacrorum）群落碳、氮密度的区域差异,以及导致这种空间变化的驱动因素,本试验以山西省铁杆蒿草地群落为研究对象,通过测定晋北半干旱地区和晋南半湿润地区铁杆蒿群落的碳（C）、氮（N）密度,分析了其与年均气温、年降水量、土壤理化性质和地上、地下生物量等生态因子的相关性。结果表明：山西南北铁杆蒿群落碳、氮密度空间分布存在差异,晋南地区铁杆蒿群落的群落碳、氮密度分别为651.83 g C·m^-2和20.63 g N·m^-2,晋北地区铁杆蒿群落的群落碳、氮密度分别为418.89 g C·m^-2和13.90 g N·m^-2。以群落各组分碳、氮密度代表样点进行RDA（Redundancy analysis）冗余分析排序得出造成两地区群落碳、氮密度分异的主要生态因子均为地上生物量、地下生物量、年均气温、年降水量、土壤有机碳含量以及土壤砾石比。可见,山西晋南和晋北地区铁杆蒿群落碳、氮密度空间分布存在差异,不同气候区铁杆蒿群落碳、氮密度空间差异与生物量的积累密切相关,驱动晋南和晋北地区铁杆蒿群落碳氮密度分异的环境因素为年均气温、年降水量、土壤有机碳含量以及土壤砾石比。     

放牧对土壤碳、氮含量空间变异的影响

本研究检测了不同放牧强度下荒漠草原淡栗钙土的碳、氮含量,应用地统计学方法分析放牧强度对土壤碳、氮空间变异的影响。结果表明,土壤碳、氮均属中等变异程度。土壤碳、氮含量随放牧强度的加大而呈现减少的趋势。未放牧、中度放牧以及重度放牧的土壤碳、氮的空间变异主要是由区域因素引起的,空间变异大;而轻度放牧土壤碳、氮的空间变异是区域因素和放牧等随机性因素共同作用的结果,属中等程度的空间相关性。土壤碳、氮的变异总体表现为未放牧>轻度放牧>中度放牧>重度放牧。中度放牧和重度放牧后土壤碳、氮低含量斑块面积随着年度递增而增加。内蒙古四子旗短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原适合轻度放牧。     

水稻土碳氮循环关键酶动力学特征及其温度敏感性对外源碳添加的响应机制研究获进展

<正>在全球变暖大背景下,亚热带地区气候变化相比于其他地区更为明显。亚热带地区是水稻主产区之一,高强度的人为耕作干扰使水稻土物理化学生物特性与旱地土存在显著差异。已有研究表明水稻土是全球重要的碳汇,但升温造成温室气体(如CO_2和CH_4)排放增加,产生进一步的温室效应,这种正反馈作用不容忽视。     

喀斯特稻田土壤微氧生物亚铁氧化耦合碳同化及砷固定研究获进展

水稻根际等微氧条件土壤中微生物驱动亚铁氧化过程较为普遍,形成的铁氧化物表面正电荷丰富,可有效阻止重金属从土壤向植物体迁移.然而,微氧环境过程及其多元素耦合循环研究,由于研究手段限制及关键证据获取的难度,未能有效明确.中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室研究员刘承帅课题组与广东省科学院生态环境与土壤研究所副...     

不同高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异

为了解不同类型高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异,采用稳定同位素质谱仪Isoprime100对采自黄河源区不同高寒草甸覆被条件下0~30 cm土壤进行了碳氮稳定同位素组成特征和密度分析。结果表明,高寒草甸土壤δ¹³C值介于-25.42‰~-24.20‰之间,δ¹⁵N值介于3.37‰~4.69‰之间,显著高于大气δ¹⁵N值。δ¹³C值和δ¹⁵N值均随土壤深度加深而增大。人工草地土壤δ¹³C值显著低于轻度和重度退化草甸(P<0.05),而δ¹⁵N值显著高于轻度和重度退化草甸(P<0.05)。土壤碳氮比最小值为7.89,最大值为9.97,平均碳氮比为8.71。土壤有机碳含量和全氮含量呈正相关(P<0.01),二者的回归方程为y=0.0963x+0.0336(R²=0.9619)。轻度退化草甸、严重退化草甸和人工草地0~30 cm土壤碳密度依次为7.14、6.67和6.46 kg/m²;全氮密度依次为0.83、0.77和0.75 kg/m²。植物吸收、生长有利于¹²C和¹⁴N的输出,而将较重的¹³C和¹⁵N留在了土壤中。人工草地植物生长势强,形成的地上生物量多,吸收了较多的土壤氮素¹⁴N,导致土壤¹⁵N升高。植被退化或种植人工草地均可导致土壤碳氮密度的显著降低,这种变化主要发生在0~20 cm土层。     

稻田冬种黑麦草对饲草生产和土壤微生物效应的影响(简报)

研究了2005-2006年湖南双季稻区,6种不同土质的稻田土壤在晚稻收获后免耕种植黑麦草,其生产性能和土壤微生物量碳、氮的变化。结果表明,6种土壤都比较适宜冬季黑麦草生产,黑麦草总干物质产量河沙泥田(11.3)>紫泥田(11.1)>灰泥田(10.6)>麻沙泥(10.5)>红泥田(9.75)>黄泥田(9.64 t/hm2)。粗蛋白含量为12%~15%,黑麦草全年粗蛋白质总产量在河沙泥田最高,为1.53 t/hm2,各处理黑麦草可消化干物质采食量均大于60%,各处理黑麦草的相对饲用价值均明显大于100%。6种土壤冬季种植黑麦草后,土壤微生物量碳(SMBC)和土壤微生物量氮(SMBN)变化为,除灰泥田外,冬种黑麦草处理均大于冬闲田,其中在河沙泥田增加的最高。稻田冬种黑麦草不仅能产生大量的优质牧草,对改善稻田土壤生态环境,提高稻田耕地质量有一定的积极作用。     

短期放牧对青藏高原东北边缘高寒草甸土壤及微生物碳氮含量的影响

年际内短期放牧是青藏高原东北边缘地区草地利用的主要方式,而土壤有机碳和全氮含量是草地生产力维持的基石。以青藏高原东北边缘天祝县高寒草甸土壤为对象,研究了不放牧(对照)、轻度放牧(0.8头牦牛/hm2)、中度放牧(1.0头牦牛/hm2)和重度放牧(1.2头牦牛/hm2)条件下土壤有机碳和全氮以及土壤微生物量碳氮含量的变化特征。结果表明:重度放牧使土壤表层0～10cm和10～20cm全氮含量降低了12.5%和10.7%,中度放牧使10～20cm土层土壤有机碳含量增加了11.21%,其他各层全氮和有机碳含量并未随放牧强度变化发生显著变化;微生物量氮在0～10cm土层随放牧处理变化十分明显,轻度放牧、中度放牧和重度放牧下比对照分别增加了65.35%、25.23%、46.91%(P<0.05),而0～10cm土层微生物量碳在中度放牧处理下含量比对照显著增加(P<0.05),说明在表层相对于土壤碳氮,微生物量碳氮对短期放牧的反应更为灵敏。     

紫花苜蓿与多年生黑麦草不同种植模式下沙化土壤碳、氮含量和酶活性研究

通过豫北地区连续6年定位试验,以沙化裸地为对照,研究了紫花苜蓿单播、多年生黑麦草单播、紫花苜蓿与多年生黑麦草混播3种种植模式下土壤碳、氮含量和相关土壤酶活性,并分析了其间的相互关系。结果表明:与沙化裸地相比,0~40cm土层3种种植模式下土壤碳、氮含量均不同程度地增加。其中,土壤有机碳含量表现为紫花苜蓿与多年生黑麦草混播模式下最高,为9.17g/kg;土壤全氮和碱解氮含量表现为紫花苜蓿/多年生黑麦草混播和紫花苜蓿单播模式下最高,且二者之间无显著性差异(P>0.05);紫花苜蓿/多年生黑麦草混播模式下土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶活性最高,分别比沙化裸地增加266.80%、87.79%、49.96%、433.26%和232.38%;相关性分析表明,土壤有机碳分别与蔗糖酶和淀粉酶呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)正相关,土壤碱解氮与脲酶呈显著正相关(P<0.05)。因此,试验中蔗糖酶、淀粉酶和脲酶可表征土壤碳、氮特征。由此认为,相对于沙化裸地,豫北地区经6年人工草地建植,土壤碳、氮含量以及相关土壤酶活性有效提高,以紫花苜蓿/多年生黑麦草混播为最佳的种植模式。     

放牧、氮添加对荒漠草原植物和土壤碳氮的影响

为了探究放牧和氮添加对内蒙古荒漠草原植物—土壤碳、氮循环的影响,在禁牧(UG,0只羊单位·hm^-2)和重度放牧(HG,1.74只羊单位·hm^-2)样地进行氮添加处理,各处理水平为：对照(CK,0 g·m^-2·a^-1)、低氮(LN,5 g·m^-2·a^-1)、中氮(MN,10 g·m^-2·a^-1)和高氮(HN,20 g·m^-2·a^-1)。通过对短花针茅(Stipa breviflora)叶片和土壤全碳(Total carbon, TC)、全氮(Total nitrogen, TN)、稳定碳同位素(Stable carbon isotopes, δ¹³C)、稳定氮同位素(Stable nitrogen isotopes, δ¹⁵N)及土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、速效氮(Available nitr...     

半干旱沙地生境变化对植物地上生物量及其碳、氮储量的影响

研究了科尔沁沙地沙丘固定过程中的流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘以及草地4种生境类型的植物地上生物量及其碳、氮含量与储量特征。结果表明,沙地生境变化对植物叶干重、枝干重、总生物量及其碳、氮含量与储量均有显著影响(P<0.01);固定沙丘的叶干重、枝干重、总生物量及其碳氮储量均大于流动沙丘与半固定沙丘,草地的叶干重、枝干重、总生物量、枝和总的碳储量、枝的氮储量均小于固定沙丘而大于流动沙丘;半固定沙丘叶、枝及总碳含量与枝的碳储量大于流动沙丘,而叶、枝及总氮含量小于流动沙丘。一年生植物分别占流动沙丘、固定沙丘和草地总生物量的63.99%,79.28%,70.86%;灌木占半固定沙丘总生物量的73.15%;C₃植物生物量分别占流动、半固定、固定沙丘和草地总生物量的39.99%,90.87%,96.01%和82.67%。固定沙丘上的一年生植物和C₃植物的生物量、碳氮储量在4个生境中最高;半固定、固定沙丘和草地中C₃植物碳含量及其储量、氮储量均高于C₄植物。沙丘固定过程中生物量及其碳氮储量逐渐增加,固定沙丘植被具有较大的碳氮固存潜力,一年生植物、C₃植物对其碳氮的固存具有重要的贡献作用;沙丘固定过程中C₃植物对C₄植物生物量的下降具补偿作用。     

不同沙生植被土壤易氧化有机碳组分及其含量的差异

以9种沙生植被为研究对象,沙裸地为对照,采用野外调查与室内分析相结合的方法,分析不同沙生植被土壤易氧化有机碳(Coc)各组分的变化特征,并在此基础上提出土壤有机碳活性系数和敏感指数,探讨不同沙生植被对改善土壤质量的影响.结果表明:沙裸地种植植被后,Coc各组分和总有机碳(Ctoc)含量显著增加,但Coc各组分占Ctoc的比例无明显变化;与其他沙生植被相比,刺槐林(Robinia pseudoacacia)、花棒(Hedysarum scoparium)、臭柏(Sabina vulgaris)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)对改善土壤质量.提高土壤有机碳活     

2种紫花苜蓿氮代谢及其关键酶(NR、GS)活性差异研究

为探究不同紫花苜蓿氮代谢差异及氮代谢差异的生理机制,采用盆栽砂培法,通过对2个具有典型特征的紫花苜蓿品种(LW6010和陇东苜蓿)在2个氮素水平及3个生育时期下其氮代谢产物及氮代谢酶活性差异进行研究,探讨氮代谢产物与氮代谢酶活性的相互关系。结果表明:LW6010和陇东苜蓿在N210水平下其干物质重、氮含量、氮积累量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性均高于N21。在2个氮水平下,LW6010的干物质重、NR和GS活性均显著大于陇东苜蓿,而LW6010的氮含量显著低于陇东苜蓿。其中,LW6010的NR活性比陇东苜蓿在N210和N21下分别高24%和15%(苗期)、31%和40%(现蕾期)、20%和11%(盛花期);GS活性分别高30%和29%(苗期)、33%和20%(现蕾期)、7%和14%(盛花期)。在苗期和盛花期时,LW6010的氮积累量显著大于陇东苜蓿,而在现蕾期差异不显著。LW6010的氮积累量在N210下各生育期分别比陇东苜蓿高25%,3%和16%,而在N21下LW6010的氮积累量在苗期和盛花期下比陇东苜蓿高45%和12%。同时,紫花苜蓿干物质重、氮积累量、NR活性与GS活性呈极显著正相关关系。综上分析,紫花苜蓿的不同品种在不同氮素水平下其氮代谢能力不同,不同紫花苜蓿品种间氮代谢具有差异;LW6010较陇东苜蓿具有较好的氮代谢能力;NR和GS活性可为不同紫花苜蓿氮代谢差异评价提供参考。     

野生黄花蒿植株和土壤中的青蒿素、黄酮含量变化及其对土壤微生物的影响

黄花蒿在生长过程中,主要通过植株残体腐解、淋溶、根系分泌等途径向土壤中释放多种化感物质,影响邻近和后续植物的生长发育。本试验研究了野生黄花蒿植株及土壤中的青蒿素类物质和黄酮含量,以及土壤可培养微生物数量。结果表明,各生育期野生黄花蒿叶片和根区土壤中青蒿素含量的变化趋势为:现蕾期>始花期>盛花期>营养生长期;根区土壤中的去氧青蒿素平均含量最高,青蒿酸次之,青蒿素最低,三者合计516.93 μg/kg干土,且3种化合物的总量根际和根表显著高于非根际。野生黄花蒿植株黄酮含量呈现出茎>叶>根系>花,根区土壤黄酮含量表现为根表>根际>非根际,且盛花期增至最大均值434.77 μg/kg干土。说明根系分泌也是黄酮类化合物进入土壤的主要途径。土壤青蒿素含量与细菌和放线菌数量呈显著负相关(r=-0.508^*和r=-0.478^*,n=24),去氧青蒿素含量与放线菌数量呈极显著负相关(r=-0.528^**,n=24)。因此,土壤中的青蒿素类物质可能抑制微生物的生长繁殖,影响土壤生物化学过程。