土壤氮矿化相关机理的研究进展

无机氮是作物吸收利用氮的重要来源,土壤有机氮矿化能力的强弱决定着土壤对作物的供氮能力。土壤有机氮矿化主要由土壤微生物驱动,是在微生物作用下将有机氮分解成氨态氮和硝态氮的过程。有机氮矿化速率的变化主要归因于环境因素变化后土壤微生物的变化,研究土壤氮矿化对土壤氮循环和土壤供氮能力有着重要意义。文章综述了土壤氮矿化过程中微生物的作用机理,探讨了在不同环境因素下微生物的变化对土壤氮矿化速率的影响,以及植物—土壤—微生物的互作机制。研究可为探索土壤氮矿化过程和改善土壤供氮能力提供理论参考。     

洞庭湖区杨树人工林不同龄林土壤养分特征研究

为揭示洞庭湖区杨树人工林土壤肥力特征,对不同龄林杨树林土壤养分进行了研究。结果表明：不同龄林土壤pH无显著差异,呈碱性;除有机质含量较高外,全氮、全磷、全钾、速效氮、速效钾含量4年生林最低,与2年生林、8年生林有显著性差异;不同生长阶段杨树林土壤速效磷含量普遍较低;2年生林土壤中钙、镁和硫含量最高;土壤肥力由高到低依次为2年生林＞8年生林＞4年生林,施肥重点应该放在中龄林阶段。     

洞庭湖区杨树人工林土壤微生物、酶活性特征研究

对洞庭湖区杨树人工林不同间种模式、不同龄林的土壤微生物及酶活性进行了研究。结果表明：(1)林下间种能促进林木生长,与未间种林木生长比较,胸径大小呈显著性差异,树高呈极显著性差异。(2)相同龄林不同间种模式土壤微生物数量依次为间种白菜>间种南瓜>未间种,间作套种能促进土壤微生物数量增加;不同龄林中土壤微生物数量2年生林、8年生林相对较大,4年生林较少;芦苇地微生物数量最大,与其它林地存在显著性差异。(3)不同林地类型土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性变化范围分别为3.39～6.06 mg.g_-1,0.81～1.83mg.g_-1,2.18～2.26 mg.g_-1。土壤蔗糖酶、脲酶活性差异不显著,过氧化氢酶活性4年生林、芦苇地最少,与间种白菜达到显著性差异。林下间种白菜和8年生林土壤酶活性最活跃。(4)杨树林土壤真菌与细菌、放线菌呈显著性相关。土壤脲酶与蔗糖酶呈极显著性正相关,与过氧化氢酶呈极显著性负相关。脲酶、蔗糖酶均与真菌、细菌、放线菌呈正相关,过氧化氢酶与真菌、细菌、放线菌呈负相关。     

不同水稻品种同工酶的研究及在不同条件下活力的变化

通过电泳方法分析协优46和协忧63两种杂交水稻间酯酶同工酶差异。采用高温、不同的相对湿度对协优46和协忧63进行处理,并与处理前的种子活力进行比较,以研究影响种子活力的因素。结果表明,协优46和协忧63种胚的酯酶同工酶差异明显且稳定。经过高温、高湿处理的种子活力明显下降,并随着处理时间与相对湿度的增加,下降趋势越明显,说明温度和相对湿度是影响种子活力的重要因素。     

民勤不同林龄樟子松人工林土壤理化性质

以甘肃省民勤治沙综合试验站不同龄组樟子松人工林地为研究对象,测定不同林龄下樟子松人工林地土壤理化性质,对比分析樟子松林地的养分状况。结果表明：(1)不同林龄下土壤含水率垂直变化无显著影响,不同林龄同一土层土壤含水率变化差异显著,中龄林的表层含水率最低(4.34%),近熟林40～50 cm土层深度的含水率最高(17.21%),高于其他林龄(P<0.05)。(2)不同林龄樟子松人工林土壤pH及电导率变化差异显著,中龄林土壤不同土层深度pH含量最低,各龄组不同土层土壤pH>8,呈弱碱性。土壤电导率以中龄林>幼龄林>近熟林,中龄林显著高于幼林龄,随着土壤深度的增加呈降低—升高的趋势。(3)林龄对樟子松人工林土壤养分具有显著影响,中龄林全N、有机质、NH₃-N(氨氮)、速效P及有效P含量高于其他林龄,且差异显著(P<0.05)。(4)对不同林龄间土壤肥力进行主成分分析,土壤全N、有机质、速效P、NO₂-N(亚硝氮)、NH₃-N出现在前3个主成分中。     

不同间伐模式下杨农复合系统土壤养分垂直分布特征

以海河低平原杨农复合系统为研究对象,针对4年树龄的杨树进行间伐(Intermediate cutting)处理,通过不同间伐模式下1年后土壤0~200 cm有机质、全氮、速效磷和速效钾含量的测定,初步研究土壤养分的垂直分布特征。结果表明,不同间伐模式下土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量具有明显的垂直分布特征,其中有机质和全氮自上而下呈现递减趋势,速效磷自上而下呈现U型变化趋势,速效钾自上而下呈现波动趋势。两种杨树间伐模式10 m×2 m和5 m×4 m,与常规(Traditional)5 m×2 m相比,土壤表层(0~20 cm)有机质、全氮、速效磷的含量无显著性差异,速效钾含量有显著性差异。在40~140 cm土层间伐10 m×2 m模式的土壤养分含量显著高于常规5 m×2 m和间伐5 m×4 m,杨树间伐10 m×2 m处理较常规5 m×2 m处理和间伐5 m×4 m处理具有更好的土壤养分保持功能。     

玉米不同种植模式下土壤表层温湿度变化研究

采用田间试验,研究了玉米不同覆膜方式(平作不盖膜、平作膜侧、平作全膜、垄作膜侧、垄作全膜、垄作全膜沟栽)对土壤水分、温度的影响。结果表明:从移苗到第1次测定,土壤水分含量为:垄作膜侧垄作全膜沟栽平作全膜垄作全膜平作膜侧平作不盖膜,到第2次测定时土壤水分含量变化为:垄作全膜垄作膜侧垄作全膜沟栽平作膜侧平作不盖膜平作膜侧,从第3次测定土壤水分含量开始,结果差异都不大,到最后一次测定时,土壤水分含量基本一致;在温度方面,在8:00时温度最高的为平作全膜,在14:00和18:00时平作膜侧温度最高,平作不盖膜在8:00、14:00和18:00时温度均最低。     

土壤不同养分条件下高粱主要农艺性状的遗传分析

以１３个外引高粱品种为试材,分别播种于中等肥力地块（对照区）和瘠薄地块（鉴定区）。遗传分析表明,所有９个性状在品种间差异均达极显著水平,土壤的养分状况不影响品种间差异性的表达。两区各性状的遗传变异幅度基本趋于一致,但各性状在两区的遗传变异系数之差值却有明显不同,该值愈大,说明该性状对土壤养分愈敏感,试验中该值较大的性状有穗粒重、三级枝梗数和二级枝梗数,对旱瘠地来说属不良性状,但却有大的改良潜力。其余６个性状的该值较小,其中以穗长为最小,这可为高粱抗性材料的早期选育工作提供依据,也使高粱资源的遗传评价更为深刻、全面。     

不同林龄杨树人工林对土壤微生物状况和酶活性的影响

对文安县不同林龄的中林-46（Zhonglin-46）杨人工林的土壤微生物和酶活性进行了测定分析。结果表明不同林龄的土壤微生物和土壤酶活性均存在差异,0~20cm的表土层明显高于20~40cm的亚表层和40~60cm深层。在测定时间内（2006年4月—11月）各个林龄的土壤微生物总数在春季较高,夏季较低,秋季又增高,总体上表现为高-低-高的变化。土壤微生物和酶活性之间表现出较高的相关性,土壤微生物的总数和酶活性随着取样深度的增加均表现为逐渐降低。     

桉树人工林土壤微生物多样性研究技术进展

在植物生长过程中,土壤微生物是衡量土壤肥力的重要指标,对保持整个森林的健康生态系统至关重要.通过介绍桉树人工林土壤微生物多样性的研究技术进展,了解土壤微生物多样性的研究方法,从而为桉树人工林可持续发展与实现自然环境生态保护提供依据和参考.     

氮肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是土壤向大气释放CO2的最大净输出途径,其与植被的净初级生产力的差值是判断生态系统碳“源”或“汇”的关键。采用室内模拟试验,在10、20、30℃ 3个温度条件下,研究施肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响。结果表明：3种温度处理下,各施氮处理土壤有机碳矿化速率都表现为培养前期快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势。在整个培养过程中,3种温度条件下各施氮处理的土壤CO2累积排放量为1328.25~2219.42 mg/kg,100 mg/kg（N4）处理土壤有机碳矿化量最大,CK处理最低,100 mg/kg（N4）和80 mg/kg（N3）2个高氮处理显著高于低氮50 mg/kg（N2）、30 mg/kg（N1）处理。土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤施氮条件下土壤有机碳矿化的温度敏感性不同,N2处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,N4处理最高。柑橘果园土壤有机碳矿化受高施氮量影响较大,低施氮影响不明显。随着施氮量的增加土壤有机碳矿化的温度敏感性增加,氮肥施用和温度的共同作用可能使柑橘林向大气中排放的CO2增加。     

海藻肥等不同施肥处理对土壤氮素矿化及氮肥利用率的影响

为了探明海藻肥及不同施肥方式的氮素养分释放规律和对作物吸收的影响,采用土壤盆栽试验,研究了等氮量施用海藻肥（S）与有机肥（M）、化肥（NPK）等不同施肥处理对菜园土壤氮矿化和春白菜氮肥利用率的影响。结果表明,不同施肥处理对土壤氮矿化量的影响差异显著。土壤矿化的无机氮含量变化主要受土壤硝态氮（NO3--N）含量高低的影响,土壤铵态氮（NH4+-N）含量始终保持较低含量水平,且变化幅度较小。各处理春白菜采收期干物重为：施化肥（NPK）>施海藻肥（S）>有机肥与海藻肥配施（MS）,除有机肥与化肥配施（MNPK）外,其他处理间的干物重差异不显著。供试条件下,土壤氮素表观净矿化率和春白菜的吸氮量均为NPK>S>MS>CK,M和MNPK低于不施肥（CK）处理。氮肥利用率以NPK处理最高,达到67.7%,S和MS处理分别为46.9%和4.8%。各处理春白菜采收期干物重与吸氮量呈极显著正相关（R2=0.9213,n=18）,说明作物吸氮量对产量的形成具有重要作用。S与NPK处理在相同施氮量条件下对春白菜增产作用基本相同。     

北京市两种沉积物和一种代表性土壤的 氮素矿化特征及其预测

在淹水条件下，采用间歇淋洗法研究了北京市两种沉积物和一种代表性土壤的氮素矿化过程，得到了各自的氮素矿化参数K，n和预测方程，结果表明其矿化潜力顺序为HH＞TR＞HK。3个处理的矿化速率在培养的前11d迅速增大，达到最大值后逐渐降低，最后趋于0；HH矿化速率峰值出现时间比HK和TR要早。矿化出来的氨氮高峰都出现在淋洗的第11天，之后逐渐降低，最后趋于一个较低的水平；相同时间内HH的矿化量要远远大于HK和TR。培养结束时各处理各层次有机质、总氮和固定态铵含量都表现为降低的趋势。矿化量中有一小部分来自固定态铵的释放，但由于所占比例较小可以忽略不计。     

持续性温强和土壤水分对玉米发育进程的影响及其模拟

作物的发育进程对产量形成有重要影响,在作物生长模型中也起着时间指针的重要作用。但目前逐日累积温度的发育模式无法解释作物播期不同而成熟期差距很小或基本相同的现象;目前对土壤湿度影响作物发育进程的规律也不十分清楚,多数作物生长模型也未予考虑。本研究以华北夏玉米为研究对象,首先对几种常用的作物发育模式进行稳定性比较,然后再分别探讨持续性温度强度和土壤湿度对夏玉米发育进程的影响规律,并构造相关模式。结果表明,积温(TSUM)、发育单位(CHU)和热量单位(THU)等发育模式中以THU的稳定性最高。夏玉米发育进程不仅由累积温度或热量单位决定,而且受持续性温度强度（某一发育阶段的平均温度）的明显影响。平均温度较高时,完成该发育进程需要累积更多的温度。据此建立的模式对夏玉米分期播种的发育进程模拟有明显改善。土壤水分对夏玉米发育进程有明显影响,水分增加将促使夏玉米营养生长阶段的发育加速,导致抽雄期提前。由此建立的模式对区域上夏玉米发育进程的模拟有一定改善。     

乌兰布和沙区不同供水量下杨树林地土壤水分和温度效应研究

为了提高干旱区水资源利用率,确定沙区杨树人工速生林的合理供水量,实现杨树人工林的科学化管控目标,通过4年定位观测试验,研究了乌兰布和沙区‘小美旱杨’林地不同年供水量(1500、3000、4500、6000、7500 m3/hm2)下的土壤水分和温度效应。结果表明,不同供水量对土壤的增湿效应存在差异。各土层、各月土壤含水量均随供水量的增加而增加;最大年供水量的土壤含水量峰值出现在7月,而其他的出现在6月;‘小美旱杨’速生丰产的年供水量阈值为7500 m3/hm2,它能使剖面土壤水分补给层达70 cm以上,且补给层以及6-9月高温时期的土壤含水量均保持在20%以上;供水量越大,土壤含水量随树龄增加而降幅越大。年供水量每增加1500 m3/hm2可提高土壤贮水量4.69%~7.43%,增加土壤有效含水量1.42%~15.5%;供水量对田间持水量影响不明显;随供水量的增加,土壤水分亏缺明显趋于平缓,土壤温度递减,在同一土层内下降1.66~3.26℃,沿剖面向下降低8.64~9.66℃。最小和最大供水量应分别在4月低温期和7月高温期进行,以满足林木生长的水分和温度之需。     

不同覆盖材料土壤水温效应与作物增产效应分析

在位于山西省阳曲县河村的“国家‘十一五’支撑计划农业综合节水研究示范基地”,采用大田试验对不同材料（普膜、降解地膜、秸秆、液膜）覆盖下的土壤水分和温度动态变化以及玉米生长和产量效应、WUE进行了研究,并分析了不同覆盖材料的经济效益。结果表明：供试降解膜和普膜覆盖均具有显著的增温效果和一定的保水作用,秸秆覆盖同时具有显著的降温作用和保水作用,而供试液膜只具有一定的增温效应,无保水作用,不同覆盖材料的增温或降温效应主要表现在玉米生育前期。供试降解膜和普膜覆盖均显著促进了玉米生长发育,玉米产量和WUE以降解膜覆盖最高,普膜覆盖次之,但经济效益以普膜覆盖最好,降解膜覆盖次之。供试液膜对玉米生长也具有一定促进作用,玉米产量、WUE和经济效益也均略好于CK,但差异均不显著。而秸秆覆盖影响了玉米生长发育,产量、WUE和经济效益均显著低于CK。由以上结果可见,在试验区域低温干旱并存的条件下,有效的覆盖材料应同时具备增温作用和保水作用,而且增温作用较保水作用更为重要。因此,秸秆不适合作为低温干旱并存区域的覆盖材料,供试液膜因其效果欠佳也不适宜推广应用,而普膜覆盖的推广应用可获得最大的经济效益,但考虑到普膜的环境污染成本,供试降解膜也具有良好的推广应用价值。     

氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响研究进展

氮沉降增加是全球气候变化的重要情景之一,已经对全球氮素循环产生了严重的影响,可能会显著改变生态系统的健康和服务。北方森林,作为地球上仅次于热带森林的第二大生物群区,占全球森林面积的30%,其土壤分系统在调节森林生态系统氮循环和应对全球气候变化中起着重要作用。氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响已被广泛关注,并成为全球变化科学领域的热点问题。同时,土壤氮收支作为土壤物质交换和能量转换的主要环节,对氮沉降的响应复杂而多变。因此,为深入了解大气氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响,笔者综述了国内外近年来的相关研究成果,分别从土壤氮输入(生物固氮和凋落物分解)、氮固存(微生物固存和外生菌根固存)、氮输出(矿化作用、硝化作用、反硝化作用以及淋溶)以及土壤总氮库的变化趋势等方面分析了土壤氮收支对大气氮沉降的响应,可为科学评估氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响提供参考数据。     

地膜覆盖方式对花生田土壤含水量、温度及产量的影响

为探讨半干旱区地膜覆盖方式对花生田土壤水分、温度及植株生长发育动态特征的影响,测定了不同覆盖方式下,垄作花生各生育时期耕层土壤水分(0-40 cm)、土壤温度(0-25 cm)变化情况。结果表明:覆盖方式影响0-40 cm土层土壤含水量变化,随生育期推进,各土层和起垄位置土壤含水量均表现为抛物线变化趋势;各覆盖方式下,花生苗期垄面处0-40 cm土层含水量明显低于垄沟处,且苗期至开花期垄沟处土壤含水量降幅较大。不同覆盖方式主要通过提高日最高温度来影响耕层土壤温度的变化,花生生长前期,地温受覆盖方式影响强烈,多垄覆盖方式的日最高温度较高,达36.2℃;花生生育后期,地温受覆盖方式的影响较小;开花后,覆盖方式对0-10 cm日地温的影响不明显,但对15-25 cm土层14:00—18:00时地温影响较大。覆盖栽培对花生田土壤14:00温度影响强烈,可使花生苗期耕层土壤日平均温度升高0.5~2.4℃,且最高温度出现在15 cm土层的垄面花生行间位置。地膜覆盖可增产16.81%~37.17%,水分利用效率提高17.03%~37.42%。常规起垄覆膜双行栽培花生的覆盖方式是较为经济、高效、易耕作的覆盖种植方式。