苏打盐碱化稻田土壤反硝化和氨挥发特征及主要影响因子

为阐明土壤盐碱化程度对氮素气态损失的影响,本研究通过随机采集30个不同盐碱化程度的稻田土壤(0～20 cm)样品,根据盐碱化程度将其划分为轻度(含盐量0.1%～0.3%,碱化度5%～15%)、中度(含盐量0.3%～0.5%,碱化度15%～30%)和重度(含盐量0.5%～0.7%,碱化度30%～45%)盐碱土3类,每个类别中依据最小归类样品数选取盐碱化程度接近的3个土样作为3次重复,进行实验室模拟培养分析,探究不同盐碱化土壤氮素反硝化和氨挥发动态变化特征及其主要影响因素。结果表明,随着土壤盐碱化程度的增加,氮素的反硝化作用显著降低,氨挥发作用显著增加,硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和脲酶活性显著降低(P<0.05)。与轻度盐碱土相比,中度和重度盐碱土相同培养时间的氮素反硝化速率分别降低了18.9%和37.8%,累积反硝化氮量分别降低了13.7%和29.4%,氨挥发速率分别增加了30.8%和64.8%,累积氨挥发量分别增加了36.6%和59.4%。逐步回归分析表明,EC、ESP(碱化度)、CO₃^2-和TN是影响苏打盐碱地稻田土壤累积反硝化氮量的主...     

田面水位对稻田氨挥发影响的试验研究

稻田在施氮肥后有明显的氨挥发损失,田面水位对稻田氮素流失具有关键作用,为探究田面水位对稻田氨挥发的影响,基于室内土柱试验装置,采用密闭室通气法,对水稻各肥期不同田面水位下的氨挥发进行了研究。结果表明,田面水位会显著影响稻田氨挥发,在整个施肥期间,相同施肥量条件下,当田面水位为1、3、5 cm时,氨挥发累积量占总施氮量的比例分别为23%、15%、12%,施入基肥和分蘖肥后1 cm处理下氨挥发通量的峰值最高,3 cm处理次之,5 cm处理最低,施入穗肥后表现为5 cm处理高于1 cm处理和3 cm处理。田面水位在施入基肥和分蘖肥后,高水位低NH_4~+-N浓度和低水层温度是氨挥发降低的主要因素,施入穗肥后,低水位高硝化强度是抑制氨挥发的重要因素。为降低氨挥发,建议水稻在施用基肥和分蘖肥时采用较高水位,施用穗肥时适当降低水位。     

施肥深度、灌水条件和氨挥发监测方法对氮肥氨挥发特征的影响

[目的]研究施肥深度、灌水条件和氨挥发监测方法对土壤氮肥氨挥发损失特征的影响,为评估田间原位监测试验结果提供依据.[方法]通过微区试验模拟大田基肥和追肥氨挥发条件.[结果](1)在轻度盐演化土壤上,氨挥发速率和损失累积量随着施肥深度的增加而降低,氮肥深施土壤10cm氨挥发降低到施氮量2;以下,可有效控制氮肥氨挥发损失;氨挥发持续时间随着施肥深度的增加而缩短.(2)施肥后延迟灌水情况下,初始含水量高的土壤比含水量低的土壤氨挥发损失大;在同等条件下,延迟灌水会增加氮肥氨挥发损失;随着灌水量的增加,氨挥发损失降低;(3)3种氨气吸收方法比较结果显示,密闭法检测值远低于抽气法和通气法;在试验区域和试验条件下,抽气法和通气法监测结果较为接近.[结论]施肥深度和灌水条件是否与当地大田操作一致,是氨挥发测定值能否反映田间真实值的关键;三种监测方法对氨挥发田间原位监测是系统影响,密闭法结果偏低,抽气法是否反映田间真实值与抽气速率相关;通气法不需动力,可适用于田间多处理试验.     

长期氮磷不同施用量对土壤细菌、硝化与反硝化微生物数量的影响

为研究长期施用氮、磷肥对土壤微生物的影响,利用荧光定量PCR方法,比较6种不同氮磷施用量处理下土壤细菌、硝化与反硝化微生物的数量差异。结果表明:1)与不施肥相比,施氮磷肥显著提高了细菌16SrRNA基因、氨氧化古菌和细菌amoA基因和反硝化细菌nirK和nosZ基因拷贝数;2)与不施肥相比,低水平(T1)到高水平(T5)氮磷肥显著提高了细菌和氨氧化古菌数量,中低水平(T2)到高水平(T5)氮磷肥显著提高了氨氧化细菌数量,中、高水平(T3-T5)氮磷肥显著提高了nirK和nosZ型反硝化细菌数量,但施氮磷肥对nirS型反硝化细菌数量影响不显著;3)各处理中,氨氧化古菌amoA基因拷贝数显著高于氨氧化细菌amoA基因,反硝化细菌nosZ基因拷贝数显著高于nirK和nirS基因,nirK基因拷贝数显著高于nirS基因;4)细菌、氨氧化古菌和细菌及nirK和nosZ型反硝化微细菌数量与土壤pH呈显著负相关关系,与其他土壤理化性质均呈显著正相关关系。此外,硝态氮含量与氨氧化古菌和细菌数量显著相关,但与反硝化细菌数量无显著相关关系。综上所述,长期施用氮磷肥显著提高了土壤细菌、氨氧化古菌和细菌及nirK和nosZ型反硝化细菌的数量,且这些微生物的数量变化对氮磷肥施用水平的响应存在差异。     

硝化抑制剂对苹果园酸性土壤尿素氨挥发的影响

大田条件下应用通气法,研究了双氰胺（DCD）和双氰胺与硫配合施用（DCD＋S）对苹果园酸性土壤尿素氨挥发的影响。结果表明：施肥后40天内,N＋DCD和N＋DCD＋S处理土壤NH4^＋-N含量均高于N处理,其中N＋DCD处理在第6～20天极显著高于N处理,而N＋DCD＋S处理直到第30天仍极显著高于N处理;两个添加硝化抑制剂处理土壤NO3^--N含量显著低于N处理,降幅达18.72%～58.91%。N处理氨挥发速率峰值最大,但持续时间最短;N＋DCD处理氨挥发持续时间为19天,N＋DCD＋S处理持续时间最长,分别比N和N＋DCD处理延长17天和7天。添加硝化抑制剂的处理氨挥发总量显著高于只施尿素处理,但各处理氨挥发总量占施氮量比例均处于较低水平。     

盐渍化土壤上不同类型氮肥氨挥发损失特征研究

在室内采用"磷酸甘油-海绵通气法",对不同类型氮肥在典型非盐渍化土壤、盐化土壤,碱化土壤上的氨挥发损失特征进行研究.结果表明:(1)在相同的施氮量情况下,占施入量1.34;～27.74;的氮以NH3的形式挥发损失;(2)除硝酸钙外,随着土壤盐渍化程度的增加,不同类型氮肥氨挥发损失均随之增加,挥发速率与盐渍化类型有关;(3)不同盐渍化类型土壤上的氨挥发量均为碳酸氢氨＞尿素＞硝酸铵,硝酸钙几乎不发生氨挥发;因此盐渍土上选择硝态氮肥不失为降低氨挥发损失的一种选择;(4)过量盐分的存在对于氮肥硝化作用的抑制是导致盐渍化土壤上氮肥氨挥发损失增加的主要原因.     

不同秸秆添加物对尿素氨挥发的影响

采用土壤与粉碎秸秆混合物室内氨挥发模拟试验,研究了不同秸秆添加物对尿素氨挥发的影响。结果表明,施用等量尿素,不同秸秆混合条件下尿素氨挥发损失具有明显差异;添加小麦或玉米秸秆,尿素在施入土壤后的第2天达到挥发高峰,而仅施用尿素的土壤在第3天达到挥发高峰;施肥后氨挥发损失总量为尿素>尿素 玉米秸秆>尿素 小麦秸秆;不同处理氨挥发损失量与土壤pH值和土壤无机氮含量具有显著相关性。     

不同氮肥管理模式对稻田氨挥发的影响

采用通气法测定氨挥发量,研究了农户传统施氮、氮化肥减量、按需施氮、新型缓控释氮肥、有机无机配施氮等不同氮肥管理模式条件下稻田氨挥发的影响.结果表明,施氮后稻田氨挥发损失明显,主要发生在施肥后1周内,在施肥后第2天达到峰值,且随施氮量的增加氨挥发通量增加.采用有机无机配施的减氮施肥模式能够显著减少氨挥发损失.而新型缓控释氮肥有其慢速、长期释肥的特点,但在减低氨挥发损失方面效果不明显.     

灌溉与生物质炭对土壤硝化反硝化功能微生物的影响

为研究不同灌溉方式下生物质炭添加对土壤硝化及反硝化微生物的调控效应,本研究采用田间小区试验,通过在不同灌溉方式下（常规地表漫灌、滴灌、喷灌和微喷灌）添加不同量生物质炭（0、10、20 t·hm^-2）,结合实时荧光定量PCR技术,研究了灌溉方式与生物质炭对华北地区冬小麦拔节期土壤硝化及反硝化微生物相关功能基因的影响。结果表明：与漫灌相比,滴灌、喷灌、微喷灌显著降低了土壤NH₄⁺-N含量,降幅分别为49.30%~68.25%、30.22%~57.19%和43.63%~56.83%（P<0.05）,但在一定程度上增加了土壤NO₃^--N含量,增幅分别为5.14%~62.39%、0~173.50%和0~87.90%。由于滴灌、喷灌、微喷灌等节水灌溉方式的灌水量远低于常规漫灌方式（约为漫灌灌水量的50%）,因而会产生有利于硝化反应而抑制反硝化反应的环境,增加土壤硝化微生物功能基因AOA-amoA和AOB-amoA的基因丰度,且均表现为微喷灌>喷灌>滴灌>漫灌。同时,在各灌溉方式下,添加生物质炭可增加AOA-amoA和AOB-amoA的基因丰度,这可能主要归因于生物质炭发达的孔隙结构和良好的水肥吸附能力。与漫灌相比,滴灌、喷灌、微喷灌均降低了土壤反硝化微生物nosZ基因丰度。但在各灌溉方式下,添加生物质炭,尤其是高量生物质炭（20 t·hm^-2）可提高反硝化微生物nosZ基因丰度,从而降低土壤反硝化过程的N₂O损失风险。综上所述,节水灌溉方式与生物质炭互作可促进拔节期土壤硝化作用,并通过影响反硝化微生物活动调节土壤反硝化过程,微喷灌方式下添加20 t·hm^-2生物质炭可有效促进小麦对氮素的吸收利用。     

微生物菌剂对堆肥过程中氨挥发的影响

以鸡粪、稻草为主要原料,通过添加酵素菌、微生物菌剂后,进行室内好氧堆肥发酵试验,研究微生物菌剂对堆肥的除臭、保氮效果,结果表明:添加微生物菌剂处理较不添加微生物菌剂处理(CK)升温快、温度高、高温持续时间长,添加微生物菌剂处理堆体温度第9 d上升到55℃,第15 d最高温度达62℃,55℃以上高温期可持续12 d;添加微生物菌剂处理较不添加微生物菌剂处理(CK),堆肥结束后p H值提高了0.17,氨的挥发时间缩短了6 d,氨的挥发总量降低。     

北京低山区森林土壤硝化和反硝化作用的研究

应用土壤培养法和硝酸盐消失法对北京低山区森林土壤的硝化和反硝化作用分别进行了研究．结果表明：①森林土壤有较强的硝化活性,且表土层比底层土强,同时根际土利于硝化作用进行,根际效应Ｒ／Ｓ在４５左右;②淹水厌气培养２４ｈ,ＮＯ－３ Ｎ的消失率为５２％～５８％,占第１０天的５５％～７１％,且表土层ＮＯ－３ Ｎ的消失率比底层土大;③参与同化反硝化作用的还原酶活性较强,在培养２４ｈ后,被还原的基质数量占加入基质数量的７０％～９０％．     

氮素水平与施氮方式对稻田氨挥发影响

采用氨挥发的静态吸收法研究了5个不同施氮（尿素）梯度以及3种施肥方法（深施、表施、混施）在3个不同施肥时期的氨挥发损失变化特征。结果表明：随着施氮量的增加,氨挥发通量呈现上升趋势,随着施氮量的提高氨挥发损失量占施氮总量的比例逐渐升高,水稻施用尿素后的氨挥发损失在各个施肥时期比例不一,其中以蘖肥时期损失最大,其次是基肥,穗肥时期氨挥发损失最小。每次施肥后氨挥发持续时间大约7d,在2～4d达到最大值,氨挥发损失随着施氮的增加呈明显增高趋势,其中表施肥最为明显。     

The Effects of Different Fertilizing Methods on Nitrification and Denitrification in Black Soil in Songnen Plain

The paper compared the effects of application of farm manure with chemical fertilizers on nitrification and denitrification in black soil, the result showed that the numbers of nitrobacterias and denitrobacterias in farm manure treatment were both higher than that of other treatments. The intensity of denitrification in chemical treatment was higher than that of manure treatment. The content of organic matter in soil was correlated with the intensity of nitrification and denitrification, and the coefficients were resnectively 0.9981 and 0.8693.     

旱地土壤硝化-反硝化过程和呼吸作用测定方法研究进展

硝化作用和反硝化作用是土壤中氮素转化的两个重要途径,它们的研究为当前农学与环境研究的热点之一。同样土壤呼吸是当前全球碳循环研究的热点之一。本文综述了国内外学者近年来对土壤硝化-反硝化作用及呼吸作用的研究方法,并对土壤碳氮转化的研究提出了一些建议。     

不同施氮水平下小麦田氨挥发规律研究

为了研究施氮水平对农田土壤氨挥发的影响机制,依据北京房山农田土壤类型,结合当地农民种植与施氮习惯,设定N0~N7共8个施氮水平,施肥量分别为0、50、100、150、200、250、300、400 kg·hm-2,利用田间试验原位测定的方法,研究分析了京郊冬小麦田种植体系氨挥发损失的规律及氮肥剂量效应。结果表明,冬小麦种植体系在施入氮肥后发生了明显的氨挥发,且氨挥发主要发生在施肥后1~2周内,在施肥后2~3d出现氨挥发速率峰值,基肥与追肥后氨挥发速率最大分别达到2.41、1.42kg·hm-2·d-1,基肥期氨挥发量在0.81~14.29 kg·hm-2,追肥期氨挥发量在2.20~6.91kg·hm-2。在整个冬小麦生长期间,高施氮量处理的氨挥发量均高于低施氮量处理。当施氮量超过150 kg·hm-2时,由于氨挥发增加导致农田氮损失显著提高,优化施肥量能明显降低冬小麦种植过程中的氨挥发损失。施氮水平为150 kg·hm-2的冬小麦产量为5 493.63 kg·hm-2,高于其他施氮水平处理的小麦产量。可见,合理的氮肥用量能够兼顾产量和生态环境,本研究中在150 kg·hm-2的氮肥水平下,小麦产量最高且氨挥发损失较低。     

水稻土氮素硝化-反硝化损失的直接测定初报

在施用高丰度的~(15)N 标记 KNO_3和(NH_4)_2SO_4的水稻根箱试验中,采用直接测定 N_2+N_2O 释放通量(直接方法)和结合~(15)N 亏缺值(间接法或差值法)的方法,评价了北京和江苏水稻土硝化-反硝化脱氮损失状况。结果表明:施用硝态氮肥时,直接法测得的损失量为施入氮量的10.7%,间接法测得的损失量为87.5%;施用铵态氮肥时,两种方法测得损失量分别为加入量的0.26%～0.32%和38.9%～45.4%。两种方法测得结果表明了江苏和北京水稻土均具有一定的硝化-反硝化活性,差值法测得的硝化-反硝化损失量远高于直接法的测定结果,硝化-反硝化气体在土壤中滞留未能在本试验中得到证实。