长期施用不同肥料的土壤有机氮组分变化特征

采用Bremner有机氮分级方法研究了30年施用不同肥料的长期定位试验耕层土壤有机氮组分变化特征。结果表明,与不施肥(CK)处理相比,长期施用不同肥料均提高了耕层土壤全氮和有机氮含量,所增加的有机氮中酸解性氮和非酸解性氮各占一半左右,其中增加的酸解性氮有69.0%为未知态氮,21.0%为氨基酸氮,6.6%为氨基糖氮,3.4%为氨态氮。与单施化肥(NPK)相比,牛粪/稻草与化肥配施能进一步提高土壤全氮和有机氮含量,但是不同种类的有机肥与化肥配施所增加有机氮的组分有明显差异;其中牛粪与化肥配施处理(NPKM)所增加的有机氮有60.0%为酸解性氮,而稻草与化肥配施处理(NPKS)中所增加的有机氮有71.7%为非酸解性氮。牛粪与化肥长期配施有利于提高土壤酸解性氮含量,而稻草与化肥配施则有利于提高非酸解性氮含量。     

添加玉米秸秆和根茬对不同肥力黑土微生物残体碳氮的影响

【目的】作物秸秆和根茬是农田土壤有机质的重要来源之一,经微生物作用以微生物残体形式累积在土壤中,是稳定土壤有机质的重要组成部分。明确不同肥力土壤作物秸秆和根茬还田后微生物残体在土壤中的累积及其对土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）的贡献,以期为增加土壤碳氮的库容和稳定性提供依据。【方法】基于黑土长期定位试验站不同肥力水平土壤,利用¹³C¹⁵N双标记方法和氨基糖生物标识物技术,土壤中分别添加玉米秸秆和根茬后进行室内培养,在培养第30天和第180天采样,分析土壤中外源碳（秸秆碳和根茬碳）的残留率、外源氮（秸秆氮和根茬氮）的残留率、微生物残体碳氮的含量及其对土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）的贡献率。【结果】培养第180天,秸秆碳和根茬碳在土壤中的平均残留率分别为36.3%和31.7%,秸秆氮和根茬氮的残留率平均分别为95.8%和79.3%。添加秸秆和根茬处理SOC中外源碳含量与TN中外源氮含量的比值（¹³C-SOC/¹⁵N-TN）在培养第180天平均分别为17.6和28.5,与培养第30天相比平均分别下降了47.9%和28.2%。培养期间,高肥土壤真菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.17倍左右,细菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.31倍。第180天,添加秸秆处理土壤微生物残体（真菌和细菌）碳和氮含量平均比添加根茬处理增加了8.5%左右。培养结束后（第180天）,真菌残体碳对高肥和低肥土壤SOC的贡献率平均分别为37.0%和33.8%,细菌残体碳的贡献率平均分别为11.2%和9.2%;添加秸秆和根茬的处理真菌残体碳对SOC的贡献率平均分别为36.0%和34.7%,细菌残体碳的贡献率平均分别为10.8%和9.6%。第30天,真菌残体氮和细菌残体氮对TN的贡献率平均分别为55.2%和16.3%;培养第180天,真菌残体氮对低肥和高肥土壤TN的贡献率平均分别为63.5%和60.5%,细菌残体氮的贡献率平均分别为16.4%和17.5%。培养180天与初始土壤相比,细菌残体碳和氮对高肥土壤SOC和TN的贡献率平均分别增加了4.8%和7.4%,对低肥土壤平均分别增加了20.3%和32.5%。【结论】真菌残体对土壤有机碳库的稳定和氮库的扩容起着重要的作用。添加玉米秸秆较根茬更有利于微生物残体碳氮在土壤中的累积。低肥土壤添加秸秆和根茬有利于细菌残体碳和氮向土壤有机碳库和氮库的转化。     

半干旱农田生态系统长期施肥对土壤有机氮组分和微生物体氮的影响

 在半干旱农田生态系统红油土上20年的肥料定位试验表明,施用秸秆和厩肥会显著改变耕层土壤有机氮组分和微生物体氮。施肥后酸解性氮的含量及比例明显增加,非酸解性氮含量下降。酸解性氮在不施肥时含量最低(646.3　mgN·kg-1),其次为施用化肥(684.3　mgN·kg-1),同时施用秸秆和化肥居中(794.1～950　mgN·kg-1),施用厩肥和化肥最高(1 103.2　mgN·kg-1)。各处理中,酸解性氮是土壤全氮的主体,占全氮的 73.4%～82.6%,这一比例从仅施化肥、对照、化肥+ 低量秸秆、化肥     

抗真菌转基因水稻种植对土壤有机氮组分的影响

【目的】探讨转基因水稻对土壤有机氮组分的影响,为评价转基因作物对土壤供氮能力的影响提供依据。【方法】采用田间小区试验,按抗真菌转基因水稻品种设转品1、转品8两个处理及其亲本非转基因水稻七丝软粘作对照处理,于水稻播种前及收获后采集土样测定分析土壤有机氮组分及真菌数目变化情况。【结果】转基因水稻转品1、转品8和亲本非转基因水稻七丝软粘的土壤有机氮组分在种植前和收获后均无明显差异,外源抗真菌基因的引入对水稻田土壤有机氮各组分含量及其所占全氮比例无明显的影响,土壤有机氮中酸解氮的各组分含量顺序为：氨基酸态氮〉酸解未知氮〉氨态氮〉氨基糖态氮。【结论】外源抗真菌基因的引入对土壤有机氮组分的影响差异不显著。     

长期施肥对菜田土壤有机氮组分的影响

试验以长期施肥为研究对象,采用Bremner提出的土壤有机氮分级方法对菜田土壤有机氮组分进行研究。结果表明,与不施肥(BN0)相比,单施化肥对菜田土壤有机氮含量和组分的影响较小。与单施化肥相比,有机肥与化肥配施能够显著提高菜田土壤全氮、酸解有机氮的含量,分别提高了19.7%和26.7%;在酸解氮中,其对氨基酸态氮和酸解未知态氮提高幅度分别为36.6%、32.1%,而对氨基糖态氮和氨态氮增幅较小。在不同肥料处理中,菜田土壤各种有机氮含量依次为:氨基酸态氮非酸解性氮酸解未知态氮氨态氮氨基糖态氮。长期有机无机肥配施使菜田土壤的供氮能力显著提高,也是维持菜田土壤肥力最适的施肥方式。     

抗真菌转基因水稻种植对土壤有机氮组分的影响

【目的】探讨转基因水稻对土壤有机氮组分的影响,为评价转基因作物对土壤供氮能力的影响提供依据。【方法】采用田间小区试验,按抗真菌转基因水稻品种设转品1、转品8两个处理及其亲本非转基因水稻七丝软粘作对照处理,于水稻播种前及收获后采集土样测定分析土壤有机氮组分及真菌数目变化情况。【结果】转基因水稻转品1、转品8和亲本非转基因水稻七丝软粘的土壤有机氮组分在种植前和收获后均无明显差异,外源抗真菌基因的引入对水稻田土壤有机氮各组分含量及其所占全氮比例无明显的影响,土壤有机氮中酸解氮的各组分含量顺序为：氨基酸态氮＞酸解未知氮＞氨态氮＞氨基糖态氮。【结论】外源抗真菌基因的引入对土壤有机氮组分的影响差异不显著。     

黄土高原典型土壤有机氮组分剖面分布的变化特征

 【目的】研究黄土高原主要典型区域不同土层土壤有机氮组分分布特征。【方法】根据土壤类型和土地利用方式,分别从黄土高原南北不同典型区域分层（0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100、100—120和120—140 cm）采集96个土壤样品,用Bremner法测定土壤有机氮组分含量。【结果】从北到南,土壤中有机氮及各组分含量呈增加趋势,各组分占酸解全氮的比例相对稳定,而酸解全氮占全氮比例在0—40 cm土呈下降趋势,40 cm以下土层趋于稳定;从南到北同层次、相同土地利用方式下有机氮各组分均表现为0—40 cm土层迅速下降,40—80 cm土层缓慢下降,80 cm以下土层基本稳定。不同土壤有机氮各组分在整个剖面上占酸解性全氮的平均比例不同,干润砂质新成土：酸解氨基酸态氮（39.5%）＞酸解氨态氮（32.3%）＞酸解未知态氮（25.7%）＞酸解氨基糖态氮（2.5%）;黄土正常新成土：酸解氨基酸态氮（36.0%）＞酸解氨态氮（35.6%）＞酸解未知态氮（25.3%）＞酸解氨基糖态氮（3.1%）;土垫旱耕人为土：酸解氨态氮（50.6%）＞酸解氨基酸态氮（29.0%）＞酸解未知态氮（17.5%）＞酸解氨基糖态氮（2.8%）。供试土样中除氨基糖态氮外,草地土壤各有机氮组分在0—40 cm土层内均高于同层次的农田土壤,但随土层深度增加,差异性减小。【结论】黄土高原典型区域从北到南土壤各有机氮组分含量呈增加趋势,但在酸解全氮中的比例相对稳定,酸解性全氮占全氮比例呈下降趋势;酸解氨基酸态氮和氨态氮是研究区域最重要土壤有机氮形态;土地利用类型对土壤有机氮组分含量分布存在一定影响,基本呈草地>农田的分布规律。     

土壤氮素矿化与土壤供氮能力——Ⅳ.土壤有机氮组分及其矿化

利用Bremner法,对盆土不同形态有机氮进行了测定。结果表明,各组分氮与土壤有机质.全氮高度相关,占全氮的百分率大小顺序为:氨基酸N>NH_4~+-N>氨基糖N>非鉴别N。在盆栽和培养两种条件下,各组分氮的变化差异比较明显,对矿化氮的贡献大小顺序与占全氮百分率大小顺序相同。     

长期不同培肥处理对土壤有机氮组分及氮素矿化特性的影响

【目的】揭示长期不同培肥处理对黄土高原南部土垫旱耕人为土(土)土壤有机氮组分、氮素矿化的影响以及有机氮组分对氮素矿化潜力的贡献。【方法】采用Stanford和Smith间歇淋洗好气培养法测定了土19年长期不同施肥处理土壤矿化氮的数量,并采用Bremner法测定了培养前、后土壤有机氮各组分含量的变化。【结果】各处理土壤有机氮各组分含量高低顺序为:氨基酸氮非酸解氮酸解未知氮氨态氮氨基糖态氮。与不施肥对照相比,长期单施化肥处理土壤有机氮各组分含量有不同程度的增加,但幅度有限;化肥配施秸秆或有机肥处理显著提高了各有机氮组分含量,其中以氨基酸氮含量增加幅度最大;化肥配施秸秆或有机肥处理降低了酸解有机氮占全氮的比例。化肥长期配施有机肥或秸秆,显著提高了土壤氮素矿化势(N0)以及矿化率,其中化肥配施有机肥土壤N0大于化肥配施秸秆处理。相关分析表明,土壤氮素矿化势N0与培养前后土壤氨基酸氮变化量间呈显著负相关关系(P0.05),与土壤酸解未知态氮和非酸解氮的变化量间的负相关关系未达显著水平(P0.05)。【结论】化肥配施有机肥或秸秆,是提高土壤供氮潜力的有效手段;氨基酸氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

潮土区小麦、玉米残体对土壤有机碳的贡献——基于改进的RothC模型

【目的】为进一步了解秸秆还田对土壤有机碳(SOC)的提升效果,探究作物残体(根系与秸秆)对潮土区SOC的贡献,为华北冬小麦-夏玉米区SOC提升提供理论依据。【方法】基于腐解试验的有机物料碳残留率数据,获得4种有机物料在RothC-26.3模型最优时对应的DPM/RPM参数值(易分解植物残体和难分解植物残体的比值)。利用修订的DPM/RPM参数,获得了改进的RothC-26.3模型,并用郑州潮土区短期腐解试验(2012年11月至2013年11月)和长期定位试验数据(1990—2008年)进行验证,模拟出郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体在3种不同施肥处理下(不施肥CK,平衡施肥NPK和秸秆还田NPKS)对新形成SOC的贡献。【结果】在模型达到最优时,小麦根系(wheat root,WR)、小麦秸秆(wheat straw,WS)、玉米根系(corn root,CR)和玉米秸秆(corn straw,CS)的DPM/RPM值分别为0.89、3.04、4.35和3.25。模型结果显示,CK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例均为50%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成的SOC比例分别为60%、40%;小麦根和玉米根固碳效率分别为15.5%、10.8%;NPK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例分别为60%、40%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成SOC的比例分别为71%、29%;小麦根和玉米根固碳效率分别为17.5%、11.4%;NPKS处理小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的碳投入的比例分别为47%、21%、32%,而小麦根系、玉米根系、玉米秸秆对新形成的SOC(0—20 cm)贡献分别为50%、22%、28%;小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的固碳效率分别为16.9%、11.2%、11.4%。总之,冬小麦-夏玉米轮作系统中无论是不施肥、平衡施肥还是秸秆还田处理,小麦根系对新形成SOC的贡献率(50%—71%)大于玉米根系和玉米秸秆对新形成SOC贡献率(22%—40%)。源自小麦的SOC占新形成SOC的比例均分别大于源自小麦的碳投入占总碳投入的比例,而源自玉米的投入及其对新形成SOC的贡献则反之。小麦根系的固碳效率(15.5%—17.5%)大于玉米根系和玉米秸秆的固碳效率(10.8%—11.4%)。【结论】改进后的RothC模型可用来探究潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体对新形成SOC的贡献。郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦根系对新形成SOC的贡献率均大于玉米根系和玉米秸秆的贡献率。根茬还田(尤其是小麦根茬还田)更有利于提升土壤有机碳含量。     

长期施肥对黄泥田土壤团聚体中氮素积累和有机氮组成的影响

【目的】氮是南方黏瘦型中低产田重要的限制因子。研究长期施肥对黄泥田团聚体中氮素累积及有机氮组成的影响,为合理培肥及土壤氮库管理提供依据。【方法】采集黄泥田36年定位试验中不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥+牛粪（NPKM）、化肥+全量稻秸还田（NPKS）4种处理耕层土壤,采用湿筛和Bremner有机氮分级方法,分析团聚体氮素累积与有机氮组分含量及分配的变化。【结果】施肥处理>2 mm团聚体全氮含量较CK显著增加12.7%—51.9%(P<0.05);NPKM与NPKS处理>2 mm团聚体对原土全氮累积贡献率较CK分别显著提高24.7与20.0个百分点（P<0.05）。施肥处理>2 mm团聚体酸解性氮与非酸解性氮含量分别较CK增加10.1%—36.3%与20.7%—100.5%,并相应提高两组分对原土全氮累积贡献率,NPKM与NPKS处理增加尤为明显。对于>2 mm团聚体,施肥处理酸解铵态氮含量较CK显著增加17.2%—40.4%(P<0.05),以NPKM处理增加最为明显;酸解氨基酸态氮与酸解未知态氮含量分别以NPKS与NPKM处理增加最...     

长期施肥与耕作对白浆土有机态氮组分的影响

采用长期定位研究方法,探讨了长期耕作与施肥对白浆土有机氮组分的影响。结果表明,白浆土耕层全氮含量为1840.8mg·kg-1。其中,非酸解总氮占土壤全氮29.8%,其余为酸解氮。酸解氮4种组分含量高低顺序为,未知态氮>氨基酸态氮>酰胺态氮>氨基糖态氮。有机肥极大提高了土壤酸解总氮及其各组分含量(除酰胺态氮),化肥则以增加酰胺态氮为主,秸秆还田土壤酸解总氮及其各组分也有一定增加,长期不施肥土壤有机氮库处于严重消耗状态。土壤酸解总氮各组分对氮素营养贡献大小为,氨基酸态氮>酰胺态氮>未知态氮>氨基糖态氮。长期施入土壤中的化学氮素,主要向酰胺态氮转化,秸秆还田中氮向氨基糖态氮转化最多,有机肥中氮向氨基酸态氮转化率最大。长期免耕,不利于植物对氮素吸收以及有机态氮矿化,致使其比普翻和深松更有利于土壤有机氮各组分的提高。     

不同氮源对土壤无机氮、玉米产量和氮利用效率的影响

为了提高氮肥利用率,选择合适的包膜尿素(一次性基施)代替尿素(基肥+追肥),以玉米品种巴玉11为试验材料,研究不同氮源(氮肥品种)、不同施氮时期对土壤无机氮含量、玉米产量和氮利用效率的影响。田间试验设置空白(CK)、尿素基施(CU1)、尿素基施+追肥(CU2)、硫包膜尿素基施(SCU)、树脂包膜尿素基施(PCU)、50%树脂包膜尿素+50%普通尿素基施(HPC)共6个处理,测定不同生育时期1 m土体内铵态氮含量、硝态氮含量、玉米产量及氮利用效率。结果表明,与传统施氮方式相比(CU2),尿素一次性基施(CU1)处理前期氮素释放快,后期脱肥;两种包膜尿素均可延缓氮素释放,硫包膜尿素表现为前期氮素释放快的典型特征,树脂包膜尿素在整个生育时期表现较平稳氮释放。各处理产量表现为PCUHPCCU2CU1SCUCK,相对于不施氮依次增产46.3%、38.8%、29.5%、25.8%、16.9%;氮肥利用率表现为PCUHPCSCUCU2CU1,利用效率依次为49%、43%、39%、36%、25%。树脂包膜尿素基施处理和50%树脂包膜尿素+50%尿素基施处理,可显著提高玉米产量和氮利用效率,可代替传统施氮方式应用于生产。研究结果为黑土区一次性施氮提供理论依据和应用参考。     

长期定位施肥对棕壤有机氮组分及剖面分布的影响

 【目的】揭示施肥对土壤供氮潜力的影响。【方法】以土壤有机氮作为土壤肥力的重要指标采用Bremner法对棕壤29年长期定位试验的有机氮组成进行分级。【结果】单施化肥处理对耕层土壤有机氮含量及其组成无明显影响;有机肥和化肥配施,耕层土壤各形态酸解有机氮的含量都有不同程度的提高,其中氨基酸态氮的增加最为明显。在不同施肥处理中的顺序是氨基酸态氮＞非酸解态氮＞酸解氨态氮＞酸解未知态氮＞氨基糖态氮。各形态有机氮的剖面分布相似,含量均随土层的加深而降低。不同处理对有机氮各组分含量变化的作用表现为有机无机配施处理＞单施有机肥处理＞单施化肥处理、不施肥处理。【结论】长期有机无机肥配施显著提高了土壤的供氮潜力,是维持土壤肥力最优的施肥方式。     

施氮量对农田土壤有机氮组分及酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮量条件下土壤氮素转化酶活性和有机氮组分含量的变化规律,并分析氮素转化酶活性与各有机氮组分之间的关系,为陇中黄土高原旱作农业区合理制定施肥量和施肥方案提供参考依据。【方法】基于设置在陇中黄土高原定西市李家堡镇麻子川村的不同施氮量(0(CK)、52.5(N1)、105(N2)、157.5(N3)、210(N4)kg N·hm^-2)春小麦长期定位试验,收获后使用Bremner法测定0—40 cm土层中有机氮组分含量,以及4种氮素转化相关酶的活性。【结果】土壤有机氮组分分配比例顺序为氨基酸态氮>酸解铵态氮>酸解未知态氮>氨基糖态氮,同一土层随着施氮量的增加土壤有机碳、全氮、酸解总氮、氨基酸态氮、酸解铵态氮和脲酶活性、蛋白酶活性均呈先增大后降低的趋势,除全氮外其余都在N2处理时最大,全氮含量在N3处理时达到最大;同一处理不同土层间均随土层加深而降低。冗余分析结果表明,全氮含量和蛋白酶活性是影响陇中黄土高原农田有机氮组分分布与转化的关键因子;碳氮比与所有有机氮组分均呈负相关,蛋白酶、有机碳和脲酶与氨基酸态氮呈极显著正相关。【结论】综合而言...     

有机培肥对土壤肥力及玉米氮素利用和产量的影响

为了提高辽北地区土壤肥力水平,提高氮肥利用效率,通过田间试验方法,设置不施氮肥对照(T1)、牛粪+不施氮肥(T2)、秸秆还田+不施氮肥(T3)、常规氮肥(T4)、牛粪+常规氮肥(T5)、牛粪+减氮15％(T6)、秸秆还田+常规氮肥(T7)、秸秆还田+减氮15％(T8)共8个处理,研究不同处理对土壤有机质、全氮、氮肥利用...     

玉米秸秆对土壤微生物性质的影响

以黑钙土为供试土壤，初步研究了玉米秸秆对黑钙土微生物数量及种群丰富度、种群更替的影响。180d的培养试验结果表明：玉米秸秆对土壤微生物的数量、活性具有促进作用。其中，玉米秸秆对土壤真菌数量的影响大于对细菌数量的影响，细菌与真菌的数量比（B／F）由1.42降低到1.25。微生物种群丰富度下降，具有使土壤微生物区系由细菌型向真菌型转化的趋势。     

长期施肥对两种稻田土壤微生物量氮及有机氮组分的影响

【目的】土壤有机氮和微生物量氮（MBN）是土壤肥力的重要指标，并对土壤质量演变具有重要的指示意义。本文旨在研究长期不同施肥处理对稻田土壤MBN和酸解有机氮（AHON）及其组分的影响。【方法】以湖南省新化县和桃江县两个稻田肥力长期定位试验点的土样作为研究对象，采用氯仿熏蒸-K2SO4提取法和酸解-蒸馏法分别对土壤的MBN及AHON进行了测定。【结果】不施肥处理（对照）土壤的MBN含量分别为30 mg•kg-1（新化）和28 mg•kg-1（桃江）。与对照相比，单施化肥对土壤MBN含量没有显著的影响，而化肥配施有机肥则显著提高了土壤MBN的含量。AHON占土壤全氮的69%～89%，是土壤氮的主体。长期不同施肥处理对AHON含量及其组分有显著的影响。对照处理的土壤AHON含量在新化和桃江两试验点分别为821.54和1 471.35 mg•kg-1。化肥配施有机肥可以提高土壤AHON及其组分中的氨基酸氮（AAN）、氨基糖氮（ASN）和氨态氮（AN）的含量。与对照处理相比，不同施肥处理使土壤酸解未知氮（HUN）的含量有所降低，而使非酸解性氮（NHN）的含量有所增加。土壤TN与MBN和AHON之间的相关性均达极显著水平，土壤MBN与AHON和氨基态氮之间存在显著的正相关关系。【结论】土壤氮素含量的提高和演变与施肥措施密切相关，化肥配合有机肥施用能提高土壤有机氮及微生物量氮的含量，增加了与土壤微生物密切相关的氨基态氮含量。