农田土壤氮矿化研究进展

土壤氮矿化对土壤氮循环和农业非点源污染的发生机理具有重要影响,是相关领域研究的重点。现有研究表明:土壤水热条件、土壤理化性质和农田管理措施是影响农田土壤氮矿化的关键因素;实验室培养和田间原位培养是揭示土壤氮矿化过程的主要途径,其中田间原位培养因能客观反映土壤氮矿化条件而受到越来越多的关注;动力学模型、环境效应模型和机理模型是定量研究土壤氮矿化的主要方法。结合我国研究实际,今后可加强土壤氮矿化过程对比、土壤氮矿化的田间原位培养试验、土壤氮矿化的水环境效应和特殊天气条件下的土壤氮矿化研究。     

云南主要植烟土壤不同土层氮矿化研究

为了解云南不同植烟土壤类型土壤的供氮能力,在主要植烟区选择紫色土、水稻土和红壤3种土壤分层采集土样,室内20℃和30℃条件下培养,应用间歇淋洗好气培养法测定氮矿化量。结果表明,不同土壤类型的氮矿化累积量在表层0～20 cm和亚表层20～40 cm表现为紫色土氮矿化强度较大,氮矿化累积量较高,红壤相对较低,而在60～80 cm和80～100 cm土层以水稻土氮矿化累积量最高,紫色土最低。不同土层土壤以0～20 cm土层氮矿化速率和矿化量最高,其次是20～40 cm土层,再次是40～60 cm土层,最低的是60～80 cm土层和80～100 cm土层。随着培养时间延长,土壤中的氮矿化量随之降低。30℃条件下的土壤氮矿化速率和矿化量高于20℃条件。     

长期不同施肥对水稻土有机氮素矿化特性影响的研究

通过定位试验研究了长期不同施肥措施对水稻土氮素矿化特性的影响。结果表明,长期不同施肥措施显著影响水稻土氮矿化势及矿化速率。与不施氮肥相比,单施氮肥使水稻土氮矿化势下降,矿化速率加快;氮肥与有机肥配施可极显著增加水稻土氮矿化势,降低矿化速率。在氮肥与有机肥配施的基础上,水稻插秧后接种“Azolla”固氮菌体可降低氮矿化势,提高矿化速率。     

水分因素对绿洲荒漠过渡带土壤氮矿化的影响

通过树脂芯原位培养试验,分析水分因素对塔里木绿洲荒漠过渡带3种不同植被覆盖度(LCD:0~0.2;MCD:0.2~0.4;HCD:0.4~0.6)土壤矿质氮含量影响及氮矿化速率变化。结果表明,水分对土壤氮矿化作用有明显影响,土壤净氮矿化速率与土壤水分有明显相关性,3种植被覆盖度类型的剖面水分变化和净氮矿化速率呈正相关,相关系数LCD是0.866 9(P0.01),MCD是0.647 9(P0.05),HCD是0.594 0(P0.05);测定周期内绿洲荒漠过渡带土壤平均净氮矿化速率,LCD为0.334kg/(hm2·d),MCD为1.010kg/(hm2·d),HCD为0.998kg/(hm2·d);该区域土壤水分变化是影响氮矿化的主要因素之一,说明在极端干旱条件下,水分控制氮矿化作用,但随植被覆盖度递增土壤含水量增加,水分因素对土壤氮矿化作用逐渐递减。     

磺胺嘧啶对土壤氮矿化及相关微生物参数的影响

兽用抗生素进入土壤,已经带来了新的土壤污染生态学问题,并已引起广泛关注。本文研究了不同浓度磺胺嘧啶残留对土壤氮矿化量及相关微生物参数的影响。结果表明,磺胺嘧啶对土壤氮矿化产生抑制作用,且抑制作用在低浓度比高浓度更为敏感。通过主成分分析和多元回归分析可知,在各相关微生物参数中,土壤微生物群落功能多样性可作为预测磺胺嘧啶残留时土壤氮矿化强度变化的指标。     

不同种类有机肥碳、 氮矿化特性研究

本文采用室内培养法研究了陕西关中地区日光温室栽培生产中9个不同有机肥的碳、氮矿化特性。结果表明:不同有机肥碳、氮的矿化量和矿化率（矿化量占总有机碳或氮的比例）的动态变化存在明显差异,其中碳矿化率在22.24%～87.16%之间,变异系数达90.30 %;氮矿化率在29.07%～84.87%之间,变异系数达67.37 %;不同类型有机肥相比,鸡粪平均的碳、氮矿化累积量及矿化率显著高于猪粪和牛粪;猪粪与牛粪平均的碳、氮矿化累积量及矿化率无显著差异。同一种类有机肥,培养期间其碳、氮矿化累积量及矿化率也存在明显差异。供试有机肥碳、氮的矿化量与有机肥全氮含量均呈线性关系,表明有机肥氮含量是影响矿化量的主导因子。     

不同施肥措施对稻田土壤氮矿化的影响

采集田间通过不同施肥处理的水稻土为研究对象,在室内采用淹水培养方法,研究不同施肥措施对水稻土氮矿化的影响。结果表明:与不施肥处理相比,施加氮肥和饼肥能提高土壤的氮矿化能力;与常规施氮处理相比,采用新型施肥措施,氮肥+木质素、一次施用的水稻缓释肥、氮肥+有机碳源均降低土壤的氮矿化作用,其中氮肥+有机碳源处理与常规施氮处理相比,土壤全氮增加了16.7%,但淹水培养期间土壤的氮矿化量却减少了18.5%,这一结果说明,采用这些新型施肥措施有利于增加土壤对氮的固持,降低氮素向环境损失的风险。     

不同类型沙棘人工林对土壤氮矿化速率的影响

采用离子交换膜埋植培养法,对陕西省永寿县马莲滩流域沙棘纯林、沙棘×刺槐、沙棘×侧柏、沙棘×油松四种类型林分不同深度土壤的氮矿化速率进行了研究。结果表明,用离子交换膜从土壤中提取出的氮量随着其培养时间的增加而增加,且与土壤全氮含量、碱解氮含量及土壤磷酸酶活性三个土壤肥力指标呈极显著相关,培养30 d所得氮矿化速率与这三个土壤肥力指标的相关系数达到了0.850、0.857和0.736,此方法可用来较准确测定土壤的氮矿化速率;经测定,四种类型沙棘人工林氮矿化速率大小顺序为:沙棘纯林>沙棘×油松>沙棘×刺槐>沙棘×侧柏。     

锡林河流域温带草原土壤的净氮矿化研究

氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要过程,也是目前国内外研究的热点。该文采用树脂芯方法测定了内蒙古锡林河流域不同温带草原土壤在雨季期间的净氮矿化率,对树脂芯方法在温带草原的应用效果进行了评价。结果表明,实验期间贝加尔针茅草原、羊草草原和大针茅草原土壤的平均日净氮矿化率分别为0.035、0.120和0.125 kg/(hm²·d);树脂芯方法对草原土壤氮转化过程干扰较小,是自然条件下研究温带草原土壤净氮矿化的有效手段。     

日光温室栽培下不同种类有机肥氮素矿化特性研究

采用田间原位培养试验,研究了日光温室栽培季节不同种类有机肥（鸡粪、猪粪及牛粪各2个）的氮素矿化特性。结果表明: 培养期间（180 d）供试的6个不同有机肥氮矿化率差异较大,在1.1%～19.09%之间,平均7.5%;不同种类有机肥相比,鸡粪的平均氮矿化量及矿化率最高,其次为牛粪及猪粪,这与鸡粪C/N比相对较高有关。各培养阶段有机肥的氮矿化量与相应阶段的土壤积温间的相关性未达显著水平,但随着春季土壤温度增加,这一阶段有机肥氮素的矿化量呈增加的趋势;培养期间有机肥的氮素累积矿化量与日光温室土壤的积温呈显著的线性关系,说明土壤温度是影响有机肥氮矿化量的重要因素。     

不同利用方式下土壤有机氮素矿化特征的研究

采用长期淹水密闭培养-间歇淋洗法(30℃),测定了长期(16年)定位的水田、旱地和林地土壤有机氮素的矿化氮数量,利用一级反应动力学模型对有机氮素的矿化过程进行了拟合,并探讨了不同利用方式下土壤有机氮素的矿化特征。结果表明,3种利用方式下土壤有机氮素的矿化过程均可用一级反应动力学模型很好地拟合;任意两种土壤利用方式之间的N0值差异均达1%显著水平,水田与旱地、林地之间的k值差异均达1%显著水平,而旱地与林地之间的k值差异则达5%显著水平,林地土壤氮素矿化势最大(72.96 mg kg-1),约为旱地和水田土壤的1.3倍和7.4倍,水田土壤氮素矿化速率最大(0.0908 d-1),约为旱地和林地土壤的4.1倍和2.3倍;旱地和林地土壤供氮能力大小相接近,分别为88.24 mg kg-1和89.11 mg kg-1,约为水田土壤的2倍左右。由此可见,长期(16年)不同利用方式对土壤有机氮素矿化特征影响显著,水田土壤可供矿化的有机氮数量最少且矿化时间最为短暂,旱地土壤可供矿化的有机氮数量较多且矿化时间最为缓慢持久,林地土壤可供矿化的有机氮数量最多且矿化时间较为缓慢持久。     

植烟黄壤氮素矿化动态模拟研究

研究不同温度和水分条件下植烟土壤有机氮的矿化动态,为田间土壤氮素矿化的预测提供依据。采用好气间歇淋洗方法,探求不同温度培养模式[恒温20℃,恒温35℃,变温(5、10、15、20、25、30、35、30、25、20℃)],不同温度(5~40℃)与不同土壤含水量(风干土~53%)交互作用下的土壤有机氮矿化动态,并建立回归方程。运用田间土壤氮素矿化数据,进行模型验证。结果显示,变温培养下土壤氮素矿化动态与恒温培养显著不同,变温下土壤矿化氮的累积动态以积温模型的拟合效果最好;指数模型能够较好描述土壤有机氮矿化对土壤水分含量的反应。在土壤氮素矿化积温模型和水分函数的基础上,建立了变化温度与水分条件下的土壤氮素矿化模型。田间实测矿化数据验证了此模型的可行性。因此,可以利用有效积温和土壤含水量来估测田间土壤氮素矿化量。     

外源氮输入对土壤有机碳矿化和凋落物分解的影响

目前,由人类活动造成的陆地生态系统氮输入量已经远远超过了其自身的生物固氮,外源氮输入的增多已经并将继续对土壤有机碳矿化和凋落物分解产生影响。本文分析了国内外有关氮输入增多对土壤有机碳矿化和凋落物分解的影响及其机理:由于研究点环境状况不同,凋落物性质的差异和分解阶段的不同等原因,氮输入对土壤有机碳矿化的结果主要表现为抑制或促进作用;对凋落物分解的影响表现为促进、无影响和抑制三种效果,有关其作用机理还有待进一步深入研究。着重指出对于作为大气CO2"汇"的沼泽湿地,氮输入的增多能够对其碳"汇"功能产生影响,因此进行氮输入对湿地土壤有机碳矿化和凋落物分解方面的研究,对于探讨湿地碳循环对外源氮输入的响应及其机理非常重要。     

Studies on amino acids generated from rape seed cake in the soil

Among the several kinds of seed cakes, the cake made from rape seeds has been most widely employed for tobacco cultivation. Numerous investigations have been conducted by many workers, on the mineralization of organic nitrogen in rape seed cake applied to the soil and on the absorption of inorganic nitrogen degraded from the seed cake in soil by tobacco plants (8,9). However, little has been known about the organic nitrogen compounds which are generated through the process of decomposition of the seed cake. Recently, it has been believed that the plant roots are able to absorb the organic nitrogen compounds such as amino acids (10,11, 12). Therefore, it is considered that these organic nitrogen compounds produced by mineralization of the seed cake applied to the soil would have some effects upon the yield and quality of some crops such as tobacco plant with their physiological effects on plants. This paper deals with the changes in amino acids produced by the mineralization of rape seed cake in the soil.     

长期有机培肥模式下黑土碳与氮变化及氮素矿化特征

土壤氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标,是影响作物产量至关重要的因素。本研究依托黑土长期定位试验,通过取样分析研究了32 a不同培肥模式下黑土碳、 氮及主要活性组分的变化,采用淹水培养法研究了不同施肥模式下黑土氮素的矿化特征。结果表明,施肥显著提高黑土可溶性碳（DOC）、 氮（DON）的含量及其比例。在氮、 磷、 钾化肥的基础上配施有机肥,显著降低了土壤微生物量氮（SMBN）占土壤总氮的比例,提高了土壤微生物量的C/N比值（SMBC/SMBN）,促进了土壤氮的生物固持。施肥32 a后,单施常量和高量有机肥处理的土壤氮的矿化量（Nt）显著提高,分别相当于不施肥的8.2倍和10.2倍,而单施氮或氮磷钾化肥对黑土氮素矿化量无明显影响。施用有机肥显著提高了土壤氮素的矿化率（Nt/TN）,但有机肥配施化肥（氮或氮磷钾）的处理与单施有机肥相比,黑土氮的矿化率显著降低,降低幅度分别为23.5%~32.1% 和14.1%~17.8%。土壤氮素矿化量与土壤有机质、 全氮储量、 活性碳、 氮组分均呈极显著线性相关,但氮素的矿化率随着有机质和全氮含量的提高而提高至0.4% 后基本稳定。表明尽管土壤氮的矿化与有机质的含量直接相关,但土壤有机质的品质同样决定着土壤氮素的矿化能力。施有机氮是提高土壤供氮能力的重要途径。     

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...     

有机物料中有机磷矿化进程的研究

采用室内恒温好气培养试验,研究不同C/N有机物料腐解过程中有机磷的矿化特征与进程。结果表明:新鲜粪肥类有机物料中磷以无机磷(P i)为主,秸秆类有机物料中磷以有机磷(Po)为主,有机物料中有机磷在培养的前30天矿化最快,之后趋于平缓,培养结束时,供试有机物料中磷均以无机磷为主,约占全磷的70~90%;不同有机物料有机磷的残留率在腐解前期差别很大,后期趋于一致,有机磷的矿化要先于有机氮;有机物料中磷的矿化速率大小与C/PO及有机磷含量的大小存在显著的相关关系。     

设施和露天栽培下有机菜地土壤氮素矿化和硝化作用的比较研究

矿化作用和硝化作用是土壤氮素转化的主要途径,通过室内培养试验,对设施和露天栽培方式下有机菜地土壤氮素的矿化与硝化作用进行了比较研究。结果表明,除培养第1d外,设施有机菜地土壤氮素矿化量、矿化率在整个培养期间都显著高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤硝化量、硝化率在培养前两周内高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤矿化与硝化作用总体比露天有机菜地土壤强烈。矿化作用可能与全氮、C/N、微生物活性关系密切,而硝化作用强弱可能与微生物活性有关。无论施肥与否,设施有机菜地土壤N2O排放速率在培养期间总体高于露天有机菜地土壤,前者N2O累积排放量显著高于后者,这可能与土壤C/N有关。     

Relationship between mineralization and immobilization of nitrogen influenced by various conditions of submerged soils

The relationship between mineralization of soil nitrogen and immobilization of added nitrogen in submerged soils were studied under various soil conditions in a laboratory experiment. Selected factors which constituted soil conditions were content of soil organic nitrogen, quantity of nitrogen addition, temperature, soil drying, puddling, and period of incubation. Each factor contained some treatments in it.

The ratio of mineralization to immobilization, M/I, was relatively constant under various soil conditions. The values of M/I were around 2 except the soil drying treatments, indicating that the amount equivalent to about half of mineralized nitrogen is immobilized simultaneously under nitrogen added condition. Even so, if considered in detail, treatments that stimulate the microbial activities were observed to have increasing effect on M/I.

The ratio of additional mineralization caused by nitrogen addition to immobilization, ΔM/I, is considered to be an index to know the influence of nitrogen addition on the quantitative change of soil nitrogen level. This value was around 1 in the soil without any application of organic matters, and around 0.6 in the soil receiving straw compost for 10 years. Factors that have close relations with the value of ΔM/I were soil organic nitrogen level, temperature, soil drying, and period of incubation.     

羊粪在豫西旱地烟田的矿化特征研究

为了明确羊粪有机肥在豫西丘陵旱地的养分释放规律,为豫西旱地烟田施用羊粪有机肥提供理论基础。于2019年采用尼龙网袋田间原位培养的方法,研究烟苗移栽前15 d结合起垄施入腐熟羊粪有机肥在洛阳烟田的碳氮矿化特征及其对土壤速效养分含量和腐殖酸组分的影响。结果显示羊粪有机肥在土壤掩埋0~15 d矿化速度缓慢,15 d后快速矿化,在75 d达到峰值,碳、氮矿化率占整个矿化掩埋期矿化量的87.81%和88.11%,75 d后矿化减弱,矿化率趋于平稳。随着羊粪有机肥掩埋天数的增加,土壤硝态氮、土壤速效磷和速效钾含量升高,土壤铵态氮含量降低,表明羊粪有机肥在矿化过程中有利于促进土壤的硝化作用,增强土壤的供肥能力；羊粪有机肥施入土壤还能促进土壤腐殖酸的形成和积累,在施入土壤60 d后,土壤腐殖酸、富里酸、胡敏酸的含量及胡富比较对照处理明显升高。因此在豫西烤烟旱作区,于移栽前15 d施入腐熟羊粪有机肥,其碳氮矿化规律与烤烟的需肥要求能够较好地吻合,且有利于改善烟田土壤质量。