长期处于植被条件下香港土壤中氮的矿化

This research examined nitrogen mineralization in the top 10 cm of soils with a vegetation gradient in Hong Kong at sites where fire has been absent for 0, 1, 3, 6 and 17 years (at the time of the study), and the relationships between N mineralization and successional development of vegetation in the absence of fire. The sites including a newly burnt area (S1), short grassland (S2), tall grassland (S3), mixed tall grassland and shrubland (S4), and woodland (S5) were selected, with the in situ core incubation method used to estimate nitrogen mineralization. Throughout the 60-day incubation in four periods, more nitrogen was mineralized at the S3 and S4 sites, the predominantly grassland sites, which contained the highest levels of soil organic matter (SOM) and total Kjeldahl nitrogen (TKN), than the S1 site, while immobilization occurred at the S2 and S5 sites. Leaching loss decreased with successional development of the vegetation, in the order of S1 > S2 > S3 > S4 > S5. The pattern of nitrogen uptake with ecological succession was less conspicuous, being complicated by the immediate effect of fire and possibly the ability of the woodland species to extract nitrogen from the deeper ground. In the absence of fire for 3 to 6 years, the build-up of SOM and TKN was accompanied by active mineralization, thus paving the way for the invasion of shrub and tree species. A close relationship existed between nitrogen mineralization and ecological succession with this vegetation gradient. Inherent mechanisms to preserve nitrogen in a fire-prone environment including immobilization and uptake and the practical relevance of nitrogen mineralization to reforestation are discussed.     

施肥对热带雨林下种植砂仁土壤氮矿化和硝化作用的影响

采用封顶埋管法(Close-TopIncubation)研究了施肥后西双版纳热带雨林下种植砂仁土壤的氮素净氨化、净硝化和净矿化速率。结果表明,种植砂仁的热带雨林土壤有机氮的净氨化、硝化和矿化速率明显受外来无机氮的影响,施入铵态氮肥后,土壤中的氨化速率明显提高(P<0.01),由对照土壤的-0.66(mg·kg-1·30d-1)增加至施肥处理土壤的1.65(mg·kg-1·30d-1),但硝化速率和矿化速率却显著降低(P<0.01),分别由对照土壤的6.79(mg·kg-1·30d-1)和6.13(mg·kg-1·30d-1)减少至施肥处理土壤的2.60(mg·kg-1·30d-1)和4.25(mg·kg-1·30d-1),导致了土壤中NH4+-N的积累。     

长期施肥对水稻土有机氮组分及氮素矿化特性的影响

以湖南省3个国家级稻田土壤肥力变化长期定位监测点(新化、宁乡和桃江)的土壤为对象,研究了20年不同土壤培肥方式(不施肥、单施化肥、化肥配施中量/高量猪粪和化肥配施秸秆)对土壤全氮、有机氮组分及氮素矿化的影响.结果显示,与不施肥相比,单施化肥对土壤全氮的影响在新化和宁乡点均不显著,但化肥配施猪粪或秸秆在三个试验点均显著提高了土壤全氮、碱解氮和微生物量氮的含量.总体来看,长期施肥能够提高土壤有机氮各组分的含量,并提高氨基糖氮和氨基酸氮在全氮中的占比,但不同类型肥料施入后对有机氮组分的影响因试验点的不同而异,这可能是不同试验点土壤理化性质差异导致的.相关分析显示土壤酸解有机氮组分与氮矿化势极显著相关,且在三个监测点,有机物配施化肥的处理土壤氮矿化势均高于单施化肥处理.研究表明,虽然土壤性质上的差异可能导致土壤氮组分对施肥措施的响应不同,但有机无机肥配施提高土壤供氮潜力的效果均优于单施化肥.     

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。     

无机改良剂对皖南植烟红壤氮矿化的影响

以皖南植烟旱地红壤为研究对象,通过模拟试验分析了无机改良剂(T20、G20、硅藻土)对土壤氮矿化及硝化作用的影响。试验采用室内恒温间歇淋洗好气培养法(Stanford法),研究无机改良剂添加量处理(1%,2%,5%和10%)对皖南植烟红壤氮矿化的影响。结果表明,3种改良剂均可提高土壤淋洗液pH,pH增加幅度与改良剂添加量显著相关,T20、G20与硅藻土的土壤淋洗液pH增加幅度最大可提高0.30,0.50,0.43个单位;利用一级动力学方程N_t=N_0(1-e~(-kt))拟合土壤氮矿化过程,不同处理的相关系数R~2为0.970 9~0.998 0,相关性均达到极显著水平;39个供试土壤样品的有机氮矿化势N0为14.86~177.1mg/kg,平均50.53mg/kg。不同处理的N0均与改良剂添加量显著正相关,对照N0为14.86mg/kg,添加10%硅藻土、T20与G20处理的N0分别为104.1,177.1,26.01 mg/kg,是对照处理的7,11.9,1.75倍。39个土壤样品的供氮指数N0×k为0.66~6.39mg/(kg·d),平均为2.19mg/(kg·d);添加1%,2%的硅藻土处理及添加1%,5%,10%的G20处理的综合指数N0×k均显著高于对照处理。不同处理的土壤硝化累积量随时间变化符合Logistic的"S"形生长曲线,其决定系数R2为0.953 3~0.996 2,达到极显著水平。硅藻土、G20与T20处理的最大氮矿化促进率分别可达27.46%,94.76%,0.63%,而最大硝化促进率分别可达82.83%,136.4%,40.44%;氮矿化促进作用与无机改良剂添加量呈显著正相关。通过对3种改良剂的氮矿化与硝化作用比较,G20较硅藻土与T20在促进氮矿化与硝化方面具有比较优势。可见,合理增加无机改良剂,可以促进土壤有机氮的矿化以及硝化作用的进行,增强皖南旱地植烟土壤氮素的有效利用。     

土壤有机氮矿化的研究进展

综述了土壤氮矿化的研究方法,详述了有机氮矿化的影响因素,这些影响因素主要包括施肥、耕作、土壤质地、pH、温度、湿度、温度与湿度交互作用等,并提出了土壤有机氮矿化研究应加强的方面。     

半干旱区土地利用方式对土壤碳氮矿化的影响

通过研究云雾山草原自然保护区草地、农地、灌木林土壤有机碳和氮的含量和矿化特征,分析了半干旱黄土区不同土地利用方式对土壤碳氮循环的影响。结果表明,土壤有机碳和全氮平均含量在草地转变为农地后分别降低了53%和64%,在转变为灌木林地后分别降低了54%和44%。不同土地利用方式下土壤有机碳矿化速率均随土层深度的增加逐渐降低,降幅介于29%~46%之间;有机碳矿化比例则逐渐增加,增幅介于45%~67%之间。土壤氮素矿化速率、矿化比例和硝化速率均随土层加深逐渐降低,而且0~20 cm土层氮素矿化体现为硝化过程和铵态氮的固定作用,且硝化过程占主导作用;40~80 cm土层硝化过程和铵化过程的比例接近,表明深层土壤氮素矿化由硝化过程和铵化过程共同主导。草地转化为农地和灌木林地后有机碳矿化速率显著降低,其降低幅度随土层加深逐渐减小;但有机碳矿化比例则有所增加,其增幅随土层加深而增大。草地利用方式发生变化后,土壤氮素矿化速率和矿化比例、硝化速率和铵化速率均显著降低,这些指标在表层土壤以草地转变为农地后降低较多,在深层土壤以草地转变为灌木林地降低较多。综上,半干旱黄土区草地转变为农地和灌木林地后,土壤碳氮循环强度和有效性显著降低,因此应避免草地向其它利用方式的转变。     

硝化抑制剂和秸秆对潮棕壤碳氮转化和微生物群落特征的短期影响

氮是植物和微生物生长繁殖的必需营养元素,而氮矿化表征了土壤供氮能力。通过盆栽实验,采用同位素稀释法和磷脂脂肪酸(PLFA)法,研究了添加硝化抑制剂和秸秆条件下,潮棕壤碳氮矿化和微生物群落组成变化特征。结果表明,与施氮量N 0.1 g·kg~(-1)的单施氮肥处理(NF)相比,氮肥配施1%硝化抑制剂(NFI)的土壤铵态氮提高32%,而硝态氮降低53%。氮肥与施用量为5 g·kg~(-1)的秸秆配施(NS),土壤氮素总矿化速率增加36%,微生物生物量碳提高51%,β-葡萄糖苷酶活性提高36%,同时显著增加了土壤总PLFA以及细菌、真菌、真菌/细菌和革兰式阴性菌(P0.05),土壤呼吸熵降低50%。与氮肥配施秸秆处理(NS)相比,氮肥、秸秆和硝化抑制剂配施处理(NSI),土壤铵态氮提高33%,硝态氮下降47%。综上所述,氮肥和秸秆配施可以提高土壤微生物生物量,改变土壤微生物群落组成,配施1%(N)硝化抑制剂后降低土壤硝化速率,增加土壤供氮能力。     

放牧强度对内蒙古典型草原土壤氮矿化潜力的影响

为了研究放牧对内蒙古典型草原土壤氮矿化的影响,本研究采用室内培养的方法,分析了平地和坡地两种地形中不同放牧强度下的土壤氪矿化时间动态,同时结合动力学模型的应用,得出氮矿化潜力(N0).结果表明,地形和放牧强度对累积净氮矿化量都有极显著影响(P<0.01),且地形的影响要大于放牧处理的影响.不同时期的累积净氮矿化量、N0及矿化速率常数k没有随放牧梯度表现出规律性变化,在不同地形中差异较大.但N0整体表现为,坡地系统高于平地系统,平地系统中以中度放牧下较大,而在坡地系统中则随放牧强度增大而降低.在平地系统中,中度和重度放牧下的k值较大,而在坡地系统中则相反.