凋落物中次生代谢物对森林土壤可溶性氮的影响

通过外加性质不同的凋落物以及不同浓度的单宁酸,于武夷山不同海拔高度的森林土壤中进行培养,研究森林凋落物中次生代谢物对土壤可溶性氮(N)的影响。结果显示,土壤经加入凋落物处理,其可溶性N含量降低。加入杉木凋落物使红壤可溶性N含量降低12.0%～27.5%,杉木较竹叶凋落物处理降低作用显著(p0.05);对黄红壤添加不同浓度单宁酸处理显示,与对照比较,高浓度单宁酸可显著(p0.001)降低土壤可溶性N含量,降低幅度在40.6%～48.1%,而低浓度单宁酸对土壤可溶性N的影响不显著。表明植物凋落物,尤其是杉木对土壤可溶性N的影响很可能与其本身单宁酸含量差异有关,从而影响了土壤可溶性有机N和无机N的转化。     

大气CO2浓度升高对作物根际土壤氮的影响

利用FACE（Free air carbon dioxide enrichment）技术,在两种氮肥施用（低氮LN和常规氮NN）水平下,研究CO：浓度升高对水稻和小麦收获后根际和非根际土壤硝态氮、铵态氮和有机氮的影响。结果表明,相对于对照CO2浓度处理,高CO2浓度处理在显著增加作物生物量的前提下,使水稻季根际土壤硝态氮含量降低,NN水平下降低明显,小麦季变化不大,高CO2浓度处理对作物根际的影响大于非根际。高CO2浓度对土壤铵态氮含量的影响不显著,仅小幅度增加了水稻季和降低了小麦季土壤铵态氮含量,且根际降低幅度大于非根际;增加氮肥施用使土壤铵态氮含量在高CO2浓度处理增加幅度低于对照。高CO2浓度处理并没有显著增加有机氮的含量,在小麦季作物对土壤有机氮的贡献大于水稻季,且增加氮肥施用条件下根际对有机氮的贡献较大。     

自由大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响研究

采用FACE田间试验,对高CO2:浓度影响稻田CH4排放规律进行了观测分析,并利用δ13C技术初步分析了土壤CH4的排放来源.结果显示,植株和±壤的CH4排放速率在高CO2浓度处理大于对照18%以上,其增加幅度为土壤大于植物,CH4排放速率可能受田间水分条件影响较大.与对照比较,高CO2浓度条件下植物和土壤部分CH4累积排放总量增加,且变化幅度随生长期而降低,前期(54 d)常规氮处理(NN)高于低氮处理(LN),后期LN高于NN;但是行间裸土CH4累积排放总量在前期(54d)增加和之后降低的幅度均为NN高于LN.土壤排放CH4δ13C值从移栽到第102 d,高CO2浓度处理LN和NN水平下土壤对照(CK)仅分别升高9.0%和8.3%,种水稻则降低8.8%和8.1%;但是在对照CO2浓度条件下土壤对照降低17.2%和112.5%(P=0.047),种水稻降低40.3%和105.9%(P=0.023),表明高CO2浓度下有更多C4来源的碳释放,对照CO2浓度条件下有更多C3来源的碳释放.水稻不同生长期与土壤对照比较,种水稻土壤排放CH4δ13C值降低的幅度总和在高CO2浓度条件LN和NN水平下分别为114.8%和72.7%,对照CO2浓度条件下分别为41.9%和72.8%,表明在种有植物的情况下更多当季的碳分解释放,LN水平下高CO2浓度促进来源于当季碳的CH4排放.NN水平下没有发现CO2浓度的影响,可能与作物生物量和它的间接产物(根系分泌物)的影响有关.     

添加葡萄糖对杉木人工林土壤氮素转化及净矿化和硝化的影响

以亚热带杉木人工林为研究对象,研究添加葡萄糖(C量水平分别是0,100,300,1 000,2 000,5 000 mg·kg-1)对土壤氮含量、氮素矿化和硝化的影响。结果表明,葡萄糖添加降低土壤无机氮含量和比例,硝态氮的降低幅度大于铵态氮;但是没有降低可溶性有机氮(SON)和pH值,甚至提高SON的比例。添加葡萄糖降低氮素净矿化和硝化速率,氮素矿化作用受到抑制。结果显示,随着葡萄糖添加,亲水性氮所占比例显著降低,这与氮的固持和转化有关,导致SON比例增加;分析表明,硝态氮和可溶性有机氮在提取液全氮中所占比例成显著的线性负相关关系(R2=0.902)。研究发现,1 000 mg·kg-1的葡萄糖C添加量可能是影响杉木人工林土壤氮素转化的分界点。     

施用铵态氮对森林土壤硝态氮和铵态氮的影响

对取自武夷山的红壤、黄壤、黄壤性草甸土分别在对照(CK,N 0 mg/kg)、低氮(LN,N 50 mg/kg)、高氮(HN,N 100 mg/kg)3种氮(N)水平处理下开展培养实验,研究施加NH4+-N对森林土壤N转化的短期影响.结果表明,添加NH4+-N可显著(p＜0.05)降低土壤NO3--N含量4.5％～25.7％,但LN与HN处理差异不显著,NO3--N降低可能与NO3--N反硝化和异氧还原有关;然而,黄壤性草甸土NO3--N没有降低.与培养前比较,在第56天红壤NO3--N含量显著增加5倍左右;桐木关黄壤增加40％左右,而黄冈山25 km黄壤仅在CK处理下增加16％,但是黄壤性草甸土显著降低;结果显示LN与HN处理土壤NO3--N含量变化幅度小于CK.与CK相比,LN和HN处理红壤NH4+-N分别显著(p＜0.05)升高24.1％ ～ 96.5％和68.7％～114.1％,且随培养进行没有累积,可能与微生物固N有关;桐木关NH4+-N分别升高17.6％ ～ 39.6％和37.6％～95.8％ (p＜0.05),LN处理黄冈山25 km黄壤NH4+-N只有第7天升高17.8％ (p＜0.05),HN处理第7、14、28、42天显著升高17.5％～48.6％(p＜0.05).LN处理黄壤性草甸土的NH4+-N在前3周显著降低11.6％～28.5％ (p＜0.01); HN处理在第7天和14天分别降低10.8％(p＜0.01)和7.5％,但是在第28～56天显著增加17.6％～20.4％(p=0.002).随着培养进行,CK处理红壤NH4+-N逐渐降低,桐木关黄壤、黄冈山25 km黄壤和黄壤性草甸土升高;LN和HN处理黄壤和黄壤性草甸土NH4+-N逐渐升高.可见,不同海拔土壤类型对NH4+-N添加响应存在差异.     

外源新碳在不同类型土壤团聚体中的分配规律

通过室内模拟实验,利用δ13C方法研究外源新碳(13C标记的水稻秸秆)在不同类型土壤(红壤、黄红壤和草甸土)团聚体中的分配规律。培养温度为25°C,培养时间为360 d。结果表明:在三种类型土壤中,外源新碳进入到土壤团聚体中的数量由大到小顺序依次为250～2 000μm、50～250μm和<50μm。而进入到土壤中的外源新碳,56.8%～59.6%残留在250～2 000μm团聚体中,25.9%～28.7%残留在50～250μm团聚体中,11.7%～17.3%残留在<50μm团聚体中,表明新进入的外源碳主要分配在大团聚体中。     

氮沉降背景下生物炭施用对土壤有机碳组分的影响

通过18个月的盆栽试验,以杉木幼苗为研究对象,研究不同水平氮(N)沉降背景下(N0(0)、低N(40 kg/(hm2·a))和高 N(80 kg/(hm2·a))生物炭(BC)施用(B0(0)、B1(12 t/hm2)和 B2(36 t/hm2))对土壤有机碳(SOC)组分的影响.结果表明:与对照相比,单独施用BC以及...     

森林土壤不同粒径颗粒的碳矿化研究

土壤是由不同粒径颗粒组成的,各粒径颗粒的性质差异大、在土壤中的空间位置不同。为了研究它们各自碳的变化差异,评估这些颗粒在土壤有机碳稳定和周转中的作用。选择亚热带阔叶林土壤,采用物理分组的方法,获得不同粒径土壤颗粒（>2 000、2 000~250、250~53、<53、53~20、20~2、<2μm）,与全土等重量开展矿化试验,研究碳矿化量差异、主要碳形态变化及其相互关系,反向探究不同粒径颗粒在全土壤中的作用。结果表明,不同粒径颗粒按照质量比例作为权重计算的CO2累积排放量、全碳、C/N、芳香性指数、游离氧化铁含量占全土的95.0%~101.8%。<2 μm和20~2 μm土壤颗粒CO2累积排放量显著高于其他颗粒和全土。全土及各颗粒土壤CO2累积排放量与比表面积、总孔隙体积、全碳、土壤可溶性有机碳（DOC, Dissolved organic carbon）、 土壤微生物生物量碳 (Soil microbial biomass carbon, MBC)、易氧化碳、游离氧化铁呈正相关性,而与C/N呈负相关性。通过对不同粒径颗粒16个指标降维分析,综合特征指数显示<2 μm和20~2 μm颗粒最高,即它们的综合作用最大。因此,全土壤的碳变化可追溯到土壤不同粒径颗粒碳的不同变化及关系,且土壤小粒径的团聚或被大粒径颗粒包闭可能是降低全土碳矿化的机理之一,有利于维持全土壤碳的稳定或增加保存。     

凋落物及氮添加对针阔叶林土壤氮和水解氨基酸的影响

为探究凋落物对森林土壤氮的影响及氮沉降的调节,本研究以亚热带天然阔叶林(罗浮栲林)和人工针叶林(杉木林)2种林型土壤和凋落物为对象,分别设置土壤(对照)、土壤+凋落物(3倍添加)、土壤+氮(120 mg/kg)、土壤+凋落物(3倍添加)+氮(120 mg/kg) 4种处理,每种处理设置3个重复,进行为期一年的室内模拟淋溶试验,分析土壤可溶性氮和物理分级后各粒径土壤水解氨基酸变化。结果表明：与对照比较,阔叶林土壤添加凋落物处理增加土壤铵态氮和游离氨基酸,而降低硝态氮含量;氮添加降低针叶林土壤氨态氮,增加硝态氮含量,但是增加阔叶林土壤铵态氮和游离氨基酸;凋落物添加的情况下,氮添加显著增加阔叶林土壤硝态氮含量。土壤的各粒径组分分布比例差异显著,氮添加倾向于降低针叶林土壤大粒径、增加小粒径分配比例,而阔叶林相反。针叶林土壤添加凋落物显著增加土壤粒径组分2 000～250μm、20～2μm、<2μm水解氨基酸含量;氮添加增加针叶林全土、2 000～250μm和20～2μm粒径水解氨基酸含量;在凋落物添加或氮添加情况下,氮添加或凋落物显著降低全土、250～53μm、53～20μm粒径水解氨基...     

开放式空气CO2浓度升高对水稻土壤可溶性C、N和P的影响

采用 FACE (Free air carbon dioxide enrichment)技术,研究了不同 N 施肥水平下,大气 CO2浓度升高对水稻/小麦轮作中水稻土壤可溶性 C、N、P 的影响。结果表明,CO2浓度升高使土壤表层可溶性 C 含量增加,土壤 5 ~ 15 cm 的可溶性 C 含量倾向于降低,增加 N 肥施用(常规 N 处理)更易于使土壤可溶性 C 含量降低。CO2浓度升高使水稻土壤中的可溶性 N 含量降低,在低 N 处理和土壤表层降低幅度较大,N 肥施用仍有提高的余地。CO2浓度升高使水稻成熟期土壤可溶性 P 含量增加,但是常规N 处理下会降低水稻生长前期和土壤表层的可溶性 P,增加 N 肥施用有利于水稻对 P 的吸收。