冻融交替对黑土氮素转化及酶活性的影响

以黑土为试验材料,通过室内培养实验,研究了不同冻融循环(-25—5℃、-10—5℃)对黑土氮素转化速率和土壤酶活性的影响。结果表明:随着冻融频次的增加,铵态氮含量和硝态氮含量均逐渐增加。除了中强度冻融(-10—5℃)的土壤铵态氮在培养第1周期内的含量最低外,剩余培养周期内,铵态氮含量均表现为中强度冻融(-10—5℃)高强度冻融(-25—5℃)对照组(5℃);硝态氮含量对不同冻融温度的响应差异显著。与对照组相比较,冻融循环整体上降低了土壤的矿化速率和硝化速率,但实验末期有促进硝化的趋势,不同强度冻融对矿化速率和硝化速率影响显著。受土壤温度和冻融交替的影响,土壤的脲酶活性和转化酶活性均低于对照组,且脲酶活性和转化酶活性均表现为中强度冻融高强度冻融(第1周期除外)。综上,冻融作用对黑土的供氮能力和土壤酶活性具有重要影响。     

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。      

有机物料对黑土氮素转化的影响

通过室内好气培养试验,研究了短期内添加不同有机物料对黑土氮素转化的影响。结果表明,与对照处理相比,添加2%和4%猪粪显著提高了土壤的铵态氮和硝态氮含量,猪粪添加量越高,土壤无机氮含量越高,且随着培养的进行逐渐上升。而添加2%和4%秸秆显著降低了土壤的铵态氮和硝态氮含量,秸秆添加量越高,土壤无机氮含量越低,且随着培养的进行逐渐下降。添加猪粪显著增加了土壤的净氮矿化量,而添加秸秆显著降低了土壤净氮矿化量,使无机氮发生了固定。有机物料氮矿化残留率随添加量的增加而增大,培养7天后猪粪有机氮的分解残留率要远小于秸秆。由此可见,有机物料对黑土氮素转化的影响因其种类和施用量的不同而异,实际农业生产中应合理施用。     

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。     

生物黑炭对黑土根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响

采用盆栽试验,研究了生物黑炭对大豆根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响。结果表明:固氮作用强度在结荚期达到最大值,此后逐渐呈现出降低的趋势。氨化作用强度在开花期、结荚期和鼓粒期有显著差异,5%生物黑炭处理的氨化作用强度均显著高于CK处理。硝化作用强度在苗期、开花期和结荚期,N_2Y_5和N_1Y_5处理下的根际土壤硝化作用强度与CK处理均存在显著性差异;在鼓粒期和成熟期,只有N_2Y_5处理与CK处理存在显著性差异,分别比CK处理提高了58.87%,84.49%。生物黑炭的适量施用提高了根际土壤铵态氮的含量。苗期、花期、结荚期和鼓粒期不同处理之间铵态氮含量存在显著差异,成熟期差异不显著。合理的生物黑炭施用量对硝态氮利用起着关键性的作用,在苗期、花期、结荚期、鼓粒期,5%生物黑炭的处理均显著高于CK处理,在成熟期,N_1Y_5,N_1Y_(10)和N_2Y_(10)处理下的根际土壤硝态氮含量比CK处理显著降低了20.73%,21.04%,22.85%。     

不同氮素添加对不同土地利用方式黑土氮素转化特征的影响

以吉林省典型黑土区的玉米、果树、森林、水稻和菜地土壤为研究对象,采用室内培养法研究氮素在不同土地利用方式黑土中的形态转化特征。结果表明:施加氮肥使不同土地利用方式黑土的铵态氮和硝态氮含量均有不同程度的提高,其中铵态氮含量差异不显著,硝态氮含量差异显著。对于施加尿素的处理而言,S2(129.82 mg/kg)和C2(138.01 mg/kg)硝态氮含量显著高于G2(111.89 mg/kg)和D2(105.35 mg/kg),且Y2(126.92 mg/kg)显著高于D2。对于施加磷酸二铵的处理而言,各土壤硝态氮含量由大到小的顺序为C3(160.23 mg/kg)>Y3(150.00 mg/kg)>S3(140.12 mg/kg)>G3(133.45 mg/kg)>D3(126.70 mg/kg),且C3和Y3显著高于G3和D3。土壤净矿化速率和净硝化速率分别与土壤C/N,土壤微生物量碳、土壤微生物量氮呈显著负相关。整个培养期间,Y、G、C和D土壤平均NMR由大到小的顺序均为处理2>处理3>CK处理,S土壤平均NMR由大到小的顺序为处理3>处理2>CK处理。Y、G和D土壤平均NR由大到小的顺序均为处理2>处理3>CK处理,S和C土壤平均NR由大到小的顺序为处理3>处理2>CK处理。土壤理化性质对黑土氮素转化特征有重要影响。     

腐植酸对土壤氮素转化及氨挥发损失的影响

采用培养试验方法研究腐植酸添加量(0、5%、10%、25%、50%、75%HA)对土壤氮素转化及其损失的影响。结果表明:与CK对比,1)腐植酸可显著降低氨挥发量,各处理平均降低12.08%,且随着腐植酸添加量的增加对氨挥发的抑制作用增大;2)培养前期,5%~50%添加量范围内腐植酸能提高土壤脲酶活性,至5 d时平均提高了35.13%,75%腐植酸添加量的土壤脲酶活性降低了13.23%,但培养后期(14 d后)腐植酸处理均能提高土壤脲酶活性;3)添加腐植酸使土壤铵态氮含量增加,且随着腐植酸添加量的增大,土壤铵态氮含量呈增加趋势,至培养112 d时,腐植酸处理的土壤铵态氮含量平均增加了39.63%;4)在整个培养期间,腐植酸处理的土壤表观硝化率平均降低了17.20%,且腐植酸的添加量越大,土壤表观硝化率越低。这些结果充分表明腐植酸能够调控土壤氮素去向、减少氮素损失,对提高氮肥利用率具有重要意义。     

农肥和化肥对东北黑土土壤氮素转化作用的研究

通过3年定位试验对不同培肥方式下黑土生态系统中的氮素转化作用进行了研究.结果表明,2005年和2007年培肥处理土壤的自生固氮作用强度均显著低于对照,2007年抑制强度由大到小依次为化肥高量农肥高量农肥低量农化等量化肥低量对照.2005年和2007年土壤氨化作用强度在生长前3个时期农肥处理一直高于化肥处理和农肥化肥配比处理,至鼓粒期各处理土壤氮化作用强度达到最高值,并且2007年大豆田的土壤氨化作用强度显著高于2005年大豆田的土壤氨化作用强度.农肥施用处理的硝化作用强度始终显著高于化肥处理和其它处理,2005年和2007年大豆田土壤的硝化作用强度均在鼓粒期(T4)达到最高.2005年和2007年各施肥处理土壤反硝化作用强度均高于对照,农肥低量处理和农肥高量处理分别比元肥处理提高了4.64%和7.14%,化肥低量处理和化肥农肥等量处理高于农肥处理,分别比无肥处理增加13.04%和10.01%,化肥高量处理最高,比无肥处理提高了16.37%,2007年大豆田反硝化作用强度显著高于2005年大豆田的反硝化作用强度,长期施用化肥增加了土壤反硝化作用强度,因此长期合理地施用有机肥对减少黑土氮素的损失有良好的作用.     

氮素形态对中后期小麦根际土壤氮转化微生物及酶活性的影响

采用盆栽方法研究了硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对豫麦34不同生育期根际土壤氮素转化相关微生物及酶活性的影响。结果表明,土壤氮素转化不同微生物生理类群活性及酶活性差异显著,其活性大小顺序为:反硝化细菌硝化细菌脲酶蛋白酶亚硝化细菌氨化细菌。反硝化细菌、硝化细菌、蛋白酶、亚硝化细菌及氨化细菌活性从拔节期开始逐渐升高,于花后14天达到最大值,之后开始下降;脲酶活性在拔节期最高,逐渐降低,至花后14天最低,之后又略有回升。氮素形态对小麦根际土壤氮素转化微生物及酶活性的影响因生育期、微生物生理类群而异。综合比较分析表明,铵态氮促进土壤有机氮的分解利用,促进氨转化为NO3-,抑制反硝化作用引起的氮素损失,酰胺态氮次之,硝态氮最差。     

黄河三角洲土地利用对土壤氮素及其转化的影响

以黄河三角洲垦利县轻度盐渍化土壤为研究对象,选取菜地、果园、粮田和新淤未利用地共4种土地利用类型,通过实地采样分析,探讨了土地利用对土壤氮素及其转化的影响。结果表明,全氮含量在0—20 cm土壤中以粮田最高,平均含量为1.42 g/kg,其次是果园、菜地和新淤未利用地土壤,其平均含量分别为1.17,0.97和0.57 g/kg,而20—40 cm土壤中,菜地全氮平均含量为0.86 g/kg,明显高于其它3种用地土壤;硝态氮在菜地0—20 cm土壤中的平均含量为27.25 mg/kg,远高于果园、粮田和新淤未利用地土壤,铵态氮在4种用地类型土壤中含量范围为2.65~4.09 mg/kg,不同用地类型间差异不大,二者在20—40cm土壤中的变化规律与0—20 cm基本相同;通过铵态氮、硝态氮与全氮的相关分析,表明菜地土壤中有效氮含量主要与外源氮素的补充有关,果园和粮田土壤中的有效氮与土壤全氮关系密切而受环境变化情况较小,新淤未利用地土壤氮素反映了研究区土壤氮素及其转化的初始状况。     

地面覆盖对避雨葡萄园土壤水分、温度及酶活性的影响

为评价不同覆盖材料在避雨葡萄园中的覆盖效果,以夏黑葡萄为试材,以地表裸露为对照(CK),设置秸秆处理(SM)、透明地膜处理(WM)、反光膜处理(RM)、地布处理(CM)4种地表覆盖处理,通过田间试验,研究不同覆盖材料下避雨葡萄园中近地表空气温度和相对湿度、土壤温度和含水量及酶活性的季节变化特征。结果表明,3—10月,WM和RM葡萄园近地表平均气温分别增加0.15℃、0.52℃、平均空气湿度分别降低4.06、4.68个百分点,而CM和SM近地表平均气温分别降低0.29℃、1.02℃,平均空气湿度分别增加2.67、7.94个百分点。与CK相比,3—10月WM的5～25 cm土层平均地温增加1.38℃,5月WM的0～60 cm土层土壤含水量增加2.77个百分点;而3—9月SM、CM和RM的5～25 cm土层平均地温分别降低3.50℃、2.56℃、1.00℃,10月地温则分别提高0.34℃、0.46℃、0.11℃,5月SM、CM和RM的0～60 cm土层土壤含水量分别提高4.24、4.06和5.60个百分点。各处理土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性均表现为夏季较高、春秋季较低,而SM过氧...     

水分条件对不同类型土壤氮矿化及酶活性的影响

针对凉攀烟区立体气候特征明显，干湿分明特征，从水分变化角度研究植烟土壤氮素矿化及其酶活变化特征，为合理调控土壤氮素供应提供科学依据。以凉攀烟区土壤为研究对象，通过室内培养法研究了不同水分条件培养下（60%田间持水量（60%WHC），淹水状态（FS）），土壤（红壤、紫色土）氮矿化动力学及酶活性特征。结果表明，（1）与60%WHC相比，FS培养条件提高了土壤NH4+-N含量，且培养期内紫色土NH4+-N平均含量较红壤增加6.0%~9.0%； 60%WHC培养下土壤NO3--N含量明显高于FS，且培养期内红壤NO3--N平均含量（40.7~64.1 mg/kg）高于紫色土（38.0~56.4 mg/kg）；（2）FS培养提高了土壤氨化速率，紫色土平均氨化速率均高于红壤，60%WHC培养提高了土壤硝化速率，且红壤平均硝化速率高于紫色土；（3）培养期内，60%WHC培养下土壤无机氮累积矿化量明显高于FS，红壤氮矿化潜力强于紫色土，其中红壤在60%WHC培养下的土壤无机氮累积矿化量最大（42.12~394.06 mg/kg），其次是同一水分条件培养下的紫色土；（4）土壤脲酶、蛋白酶和亚硝酸还原酶的活性与土壤无机氮矿化累积量存在显著的相关性，红壤的脲酶活性强于紫色土，尤其是在60%WHC培养的效果更为显著；紫色土的蛋白酶活性和亚硝酸还原酶活性高于红壤，尤其是在FS培养下的效果显著。总体上，凉攀烟区红壤氮矿化潜力强于紫色土，尤其是在60%WHC条件下，在推荐氮肥施用量时，不仅要考虑不同土壤类型，而且还应该注意土壤水分状况的调控，防止烤烟生长后期氮素供应能力过强，影响烟叶成熟落黄和香气物质形成。     

不同污染方式下铅对茶园土壤氮素转化及其相关微生物和酶活性的影响

为探讨不同污染方式的Pb对茶园土壤氮素转化的影响，采用盆栽试验对累积和一次性添加不同浓度Pb条件下茶园土壤中氮素含量、相关微生物和酶活性进行了研究。结果表明：累积污染处理的土壤中Pb全量和有效态含量高于一次污染处理。Pb污染对土壤、茶苗植株的氮含量影响表现为：增加土壤中全氮和¹⁵N含量，减少茶苗地上部全氮和¹⁵N含量。添加Pb浓度为900 mg/kg时，累积污染处理促进根系全氮和¹⁵N含量，一次污染则显著抑制；累积污染处理的茶苗根和地上部中的氮含量显著高于一次污染(P<0.05)。Pb污染对氮循环相关微生物的影响表现为：氨化细菌、自生固氮菌、亚硝酸细菌和硝酸细菌的数量减少，反硝化细菌的数量增加。Pb的不同污染方式对茶园土壤与氮循环相关微生物数量的影响不显著(P>0.05)。Pb污染抑制脲酶、亚硝化还原酶和硝酸还原酶活性，对蛋白酶活性存在“低促高抑”现象；高浓度Pb(900 mg/kg)污染时，累积处理显著增加土壤羟胺还原酶活性，一次处理则显著抑制。两种污染方式对土壤脲酶、硝酸还原酶和羟胺还原酶活性的影响因Pb...     

Significance of Enzyme Activities in Soil Nitrogen Mineralization

This study was undertaken to assess the relationship between nitrogen (N) mineralization in soils treated with eight lime application rates, with four field replications, and the activities of six amidohydrolases involved in N cycling and four glycosidases involved in carbon (C) cycling in soils. Nitrogen mineralization was studied at 20 or 30 °C for 20 weeks, and with the exception of N‐aceyl‐β‐D‐glucosaminidase (NAGase; EC 3.2.1.30) activity, which was assayed at both temperatures, the enzyme activities were assayed at 30 °C at their optimal pH values. Results showed that among the eight enzyme activities studied, NAGase activity was the most significantly correlated with the cumulative amounts of N mineralized in 32 soil samples at 20 °C (r = 0.87***) and at 30 °C (r = 0.95***). The cumulative amounts of N mineralized at 30 °C were also significantly correlated with arylamidase and L‐aspartase activities, with r values of 0.61*** and 0.52**, respectively. Because NAGase activity is involved in both N and C cycling, the cumulative amounts of N mineralized at 30 °C were also significantly correlated with the activities of β‐glucosidase (r = 0.80***) and β‐galactosidase (r = 0.58***). Activities of other N enzymes that were significantly correlated with the cumulative amounts of N mineralized at 30 °C in 20 weeks were those of L‐asparaginase (r = 0.61***), urease (r = 0.57***), amidase (r = 0.54**), and L‐glutaminase (r = 0.41*). It seems that the activity of NAGase can be used as an index of N mineralization in soils.     

未干扰黑土土壤酶活性垂直变化特征

以典型黑土区天然次生林土壤为研究对象,通过0~200cm土层范围内过氧化氢酶、脱氢酶、多酚氧化酶、蔗糖酶等指标的测定、计算和分析,旨在对未经开垦干扰黑土土壤酶活性特征进行研究,结果表明:未受干扰黑土土壤过氧化氢酶、脱氢酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性随土层深度的增加而降低,分别在6.88~10.71ml/(g土·20min)、7.37~45.92μg/(g土·24h)、3.06~3.59ml/(g土·24h)、0.28~2.28mg/(g土·24h)、3.65~9.77mg/(g土·24h)之间变化,其中过氧化氢酶、脱氢酶及蔗糖酶在60~80cm土层时显著高于其上下两层。研究结果可为探讨黑土质量的演变规律提供理论依据,也可为植被恢复效果评价提供参考。     

有机肥施用对植烟土壤氮素矿化及土壤酶和微生物群落的影响

为探索不同有机肥对植烟土壤氮素矿化及土壤微生态的影响。在等氮(100 mg/kg)投入和30℃条件下对施入不同有机肥(植物源有机肥、芝麻饼肥、生物质炭有机肥)的土壤进行室内培养，分析不同时期土壤NO3–-N和NH4+-N含量、土壤酶活性及细菌群落多样性的变化。结果表明：施用不同有机肥均可提高土壤矿质氮含量，在培养前期以饼肥矿化量最高，矿化速率最快，而后期为生物质炭有机肥处理的氮素矿化量、矿化速率高于其他处理；施用生物质炭有机肥、植物源有机肥均可显著提高土壤脲酶、硝酸还原酶活性，芝麻饼肥对蛋白酶、蔗糖酶活性有显著的提升作用；相较不施有机肥处理，添加不同有机肥的土壤细菌多样性明显提升。优势菌门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门，优势菌属为Sphingomonas、RB41,Sphingomonas在不施有机肥处理中最高，RB41在生物质炭有机肥处理中最高。Sphingomonas与蔗糖酶活性呈正相关关系，与脲酶、硝酸还原酶均呈负相关关系；PCA分析显示，生物质炭有机肥处理的细菌群落结构与其他处理相比差异较大。施用芝麻饼肥有利于促进早期氮素矿化，提高矿化量，而生物质炭有机肥后期矿化量较...     

氮营养水平对烤烟根际土壤酶活性及烟叶内在品质的影响

田间试验研究了不同时期烤烟根际各土层土壤酶活性变化规律及其不同施氮量对烟叶品质的影响。结果表明:0~20 cm土层范围内,施氮可以提高圆顶期、采烤期及采烤结束后土壤脲酶、转化酶的活性,但当施氮量超过52.5 kg hm-2时,脲酶、转化酶的活性反而降低;土壤蛋白酶活性均在37.5 kg hm-2处理达到最大值,且随着施氮量的增多大都呈现降低的趋势。20~80 cm土层范围内,土壤脲酶、转化酶、蛋白酶活性变化规律并不一致。对于烤后烟叶,施氮量为52.5 kg hm-2的烟叶,糖碱比、氮碱比、钾氯比均比较适宜,化学成分较为协调,燃烧性较好,有利于优质烟叶品质的形成。说明在该地区的试验条件下,水稻土种植烤烟最适宜的施氮量为52.5 kg hm-2。     

深松施肥对黑土活性有机碳氮组分及酶活性的影响

探究不同深松施肥措施对黑土活性有机碳氮组分及酶活性的影响对黑土有机质保育有重要意义。于东北黑土典型地区—黑龙江省绥化市试验点开展为期2年春玉米种植试验,共设5个处理:免耕+单施化肥(T1)、深松25 cm+单施化肥(T2)、深松25 cm+化肥有机肥配施(T3)、深松35 cm+单施化肥(T4)和深松35 cm+化肥有机肥配施(T5)处理,分析黑土活性有机碳氮组分和相关土壤酶活性的变化。结果表明:深松、施肥及其交互作用均显著影响土壤活性有机碳氮组分,对颗粒有机碳和颗粒有机氮影响最显著(P<0.001)。相对T1处理,单纯改变深松深度(T2和T4处理)会显著降低土壤活性有机碳氮组分,尤其颗粒有机碳和颗粒有机氮下降幅度最大;深松+化肥有机肥配施则可以显著增加土壤活性有机碳氮组分含量,与施化肥的T2处理相比,T3处理土壤有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳和颗粒有机氮含量分别增加8.37%、35.10%、46.64%和42.39%(P<0.05);深松能够提高土壤碳氮稳定性,相比T1免耕处理,深松25cm和深松35cm土壤微生物生物量碳/有机碳、颗粒有机碳/有机碳比例均显著降低(P&...