模拟氮沉降对杉木人工林(Cunninghamia lanceolata)土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,设计N0(对照)、N1(N 60 kg/(hm2.a))、N2(N 120 kg/(hm2.a))和N3(N 240 kg/(hm2.a))等4个氮沉降水平。通过连续7年的处理后,研究了外加氮源对土壤酶活性及群落功能多样性的影响。相同氮沉降处理下,参与土壤碳循环的6种主要酶(蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、β-葡糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶)活性、土壤微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数均随土层加深而降低。氮沉降对纤维素酶和多酚氧化酶具有促进作用,而对淀粉酶和过氧化物酶表现出一定的抑制作用;中?低氮沉降(N1、N2)对蔗糖酶无影响,而对β-葡糖苷酶具有促进作用,高氮沉降(N3)促进了蔗糖酶活性,但抑制了β-葡糖苷酶活性。各土层中,低氮处理(N1)促进了微生物群落碳源利用能力和多样性指数与均匀度指数的增加,而中?高氮处理(N2、N3)则呈抑制作用。主成分分析表明,土壤微生物群落利用的主要碳源为碳水化合物和羧酸,不同氮沉降处理碳源利用类型存在差异。因此,氮沉降促进了表层土壤纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性,但在一定程度上抑制了淀粉酶、过氧化物酶和β-葡糖苷酶活性;氮沉降增加改变了杉木人工林土壤微生物群落的功能多样性。     

大型铜冶炼厂周边农田区大气重金属沉降特征研究

为探索铜冶炼厂周边农田区大气重金属沉降的时空变异特征,以冶炼厂为中心,四周等距离均匀分设8个监测点,于2012年5月至2013年4月,根据酸沉降检测技术规范,采收大气干湿沉降混合样品,利用原子吸收分光光度法分析样品中cu、cd、Pb、zn、cr含量,计算各监测点所代表区域各类重金属沉降通量。结果显示,研究区重金属cu、cd、Pb、zn、cr的年沉降通量分别为638、6．56、70．0、225、22．7mg·m^-1·a^-1。五种重金属沉降量具有一定的时间变化特征,其中cd、zn和cr的月际间变化显著（P〈O．05,n=96）,Pb、zn、cr季节间变化显著（P〈O．05,n=32）,而cu无显著的月间或季间变化。空间上,cu、cd、Pb年沉降通量有极显著性差异（P〈0．Ol,n=8）,以铜冶炼厂西南方向的九牛岗监测点最高,而zn和cr则无显著性差异。     

接种蚯蚓对潮土氮素矿化特征的影响

在室内恒温（20℃）培养，间歇破坏性采样（于培养后第2、6、13、20、27、41、55天采样）的条件下，研究蚯蚓活动对土壤中氮素矿化特征的影响。共设置4个处理：（1）对照处理-不接种蚯蚓不添加秸秆（S）；（2）仅接种蚯蚓不添加秸秆处理（E）；（3）不接种蚯蚓仅添加秸秆处理（O）；（4）接种蚯蚓并添加秸秆处理（0E）。结果表明：在整个培养时期中，仅接种蚯蚓处理（E）的土壤铵态氮和硝态氮含量均较对照处理（S）有显著提高（P〈0．05），分别较同期对照处理（S）高出0．54-5．71倍和0．04-2．01倍；接种蚯蚓添加秸秆处理（OE）的土壤中的铵态氮含量较同期仅添加秸秆处理（0）增高了0．42-7．26倍，并达到显著性差异（P〈0．05），但两处理的硝态氮含量无显著性差异（P〉0．05）。从整体水平来看，无论是否添加秸秆，接种蚯蚓处理（E，OE）的土壤矿质氮水平均较相应的对照处理（S，O）有显著提高（P〈0．05），到培养55d时，分别增加了1．93倍和2．36倍。仅接种蚯蚓处理（E）的土壤氮素矿化速率和累积矿化速率较对照处理（S）有显著提高（P〈0．05）；添加秸秆后，无论是否接种蚯蚓，土壤累积矿化速率均为负值，表现为对土壤矿质氮的净固定，而从土壤氮素矿化速率的变化来看，前期的各个时间段中主要表现为矿质氮的净固定，后期逐渐表现为一定程度的矿化。此外，仅接种蚯蚓处理（E）的全氮含量除了培养2d外，其他培养时期均与对照处理（S）有显著差异（P〈0．05），到培养55d时，其全氮含量较同期对照处理（S）增高了6．55％。相关性分析结果表明，在仅接种蚯蚓处理（E）中，培养前后蚯蚓鲜重的减少量与土壤全氮含量之间存在极显著正相关（P〈0.01），根据一元线性方程将蚯蚓损失的鲜重换算为蚯蚓体损失的氮量后发现，在整个培养期中蚯蚓体本身排泄的氮大约占土壤全氮含量增加量的百分比为42％-100％。     

土壤中可溶性有机氮含量及其影响因素研究

研究了农田和日光温室2个生态系统土壤中可溶性有机氮(SON)的含量及施肥和栽培模式对其含量的影响。结果表明,农田和日光温室土壤中SON的含量平均分别为39.19 mg kg-1和320.16 mg kg-1,分别占可溶性总氮(TSN)的80%和73%,说明SON是土壤氮素中不可忽视的氮素组分。不同栽培模式对土壤中SON的含量及其占TSN的比例的影响因生育时期的不同而异。覆草显著增加了小麦拔节期0~5 cm土层土壤中SON的含量,覆膜各土层SON含量均较常规模式有所提高;开花期覆草和覆膜模式土壤中TSN和SON含量较拔节期的显著下降。施用无机氮肥对土壤中SON的含量无显著影响。     

不同形态氮肥对磷肥生物有效性的影响

利用盆栽试验研究了潮土中不同形态氮肥对磷肥生物有效性的影响。结果表明:不同形态氮肥处理均有抑制油菜生长初期磷素累积的作用,氯化铵处理抑制作用最突出,其次是尿素,再次是硫酸铵、硝酸铵和硝酸钙处理;油菜生长后期不同形态氮肥处理均逐渐显著促进油菜的磷累积,但氯化铵处理的促进作用仍然低于其它氮肥处理,这与不同形态氮肥处理对油菜生长的影响较一致。土壤有效磷含量受不同形态氮肥处理影响较小,而水溶性磷含量因施用不同形态氮肥均表现显著地下降,氯化铵和硫酸铵处理使土壤水溶性磷下降较多,硝酸铵、硝酸钙和尿素处理使土壤水溶性磷下降较少。     

Short-term changes in nitrogen availability, gas fluxes (CO2, NO, N2O) and microbial biomass after tillage during pasture re-establishment in Rondônia, Brazil

Anthropogenic conversion of primary forest to pasture for cattle production is still frequent in the Amazon Basin. Practices adopted by ranchers to restore productivity to degraded pasture have the potential to alter soil N availability and N gas losses from soils. We examined short-term (35 days) effects of tillage prior to pasture re-establishment on soil N availability, CO₂, NO and N₂O fluxes and microbial biomass C and N under degraded pasture at Nova Vida ranch, Rondônia, Brazilian Amazon. We collected soil samples and measured gas fluxes in tilled and control (non tilled pasture) 12 times at equally spaced intervals during October 2001 to quantify the effect of tillage. Maximum soil NH₄⁺ and NO₃⁻ pools were 13.2 and 6.3 kg N ha⁻¹ respectively after tillage compared to 0.24 and 6.3 kg N ha⁻¹ in the control. Carbon dioxide flux ranged from 118 to 181 mg C–CO₂ m² h⁻¹ in the control (non-tilled) and from 110 to 235 mg C–CO₂ m² h⁻¹ when tilled. Microbial biomass C varied from 365 to 461 μg g⁻¹ in the control and from 248 to 535 μg g⁻¹ when tilled. The values for N₂O fluxes ranged from 1.22 to 96.9 μg N m⁻² h⁻¹ in the tilled plots with a maximum 3 days after the second tilling. Variability in NO flux in the control and when tilled was consistent with previous measures of NO emissions from pasture at Nova Vida. When tilled, the NO/N₂O ratio remained <1 after the first tilling suggesting that denitrification dominated N cycling. The effects of tilling on microbial parameters were less clear, except for a decrease in qCO₂ and an increase in microbial biomass C/N immediately after tilling. Our results suggest that restoration of degraded pastures with tillage will lead to less C matter, at least initially. Further long-term research is needed.     

Fungal biomass in pastures increases with age and reduced N input

Previous studies have shown that soil fungal biomass increases towards more natural, mature systems. Shifts to a fungal-based soil food web have previously been observed with abandonment of agricultural fields and extensification of agriculture. In a previous field experiment we found increased fungal biomass with reduced N fertilisation. Here, we explore relationships between fungi, bacteria, N input and grassland age on real dairy farms in the Netherlands. We hypothesised that also in pastures that are still in production there is a negative relationship between fungal biomass and fertilisation, and that fungal biomass increases with grassland age in pastures that are still in production. We expected the fungal/bacterial biomass ratio to show the same responses, as this ratio has often been used as an indicator for management changes. We sampled 48 pastures from eight organic dairy farms. Sites differed in age and fertilisation rate. We determined fungal and bacterial biomass, as well as ergosterol (a fungal biomarker). Fungal and bacterial biomass and ergosterol, showed a negative relationship with N application rate, and correlated positively with organic matter percentage. In old pastures, fungal biomass and ergosterol were higher than in younger pastures. Because bacterial biomass responded in the same way as fungal biomass, the F/B ratio remained constant, and can therefore—in our data set—not be used as an indicator for changing management. We conclude that the changes in fungal and bacterial biomass were driven by changes in organic matter quality and quantity. The negative relationship we found between N application rate and fungal biomass adds to earlier work and confirms the presence of this relationship in pastures with relatively small differences in management intensities. Earlier studies on shifts in fungal biomass focused on ex-agricultural fields or restoration projects. Here we show that fungal biomass is also higher in older agricultural pastures.     

晒田强度和穗肥运筹对三角形强化栽培水稻光合生产力和氮素利用的影响

以杂交中稻组合II优498为材料,在三角形强化栽培(TSRI)条件下,研究3种晒田强度(0~20 cm土壤相对含水量为80%±5%、60%±5%和40%±5%,分别记为W₁、W₂和W₃)和3种穗肥运筹(晒田复水后第1、8和15天施用第1次氮素穗肥,分别记为S₁、S₂和S₃)对灌浆结实期水稻光合生产和氮素利用的影响。结果表明,晒田程度和穗肥运筹对水稻光合生产、干物质积累、氮素积累、转运和利用和产量的影响存在显著互作效应,且晒田影响最为显著,氮素穗肥运筹次之。轻度晒田(W₁)复水后第1天施用第1次氮素穗肥会降低抽穗后15 d和30 d的群体光合和有效穗数,推迟至复水后第8天或第15天施用第1次氮素穗肥可以提高抽穗后15 d和30 d的群体光合、收获指数和氮素稻谷生产效率;中度和重度晒田(W₂和W₃)复水后第1天和第8天施用第1次氮素穗肥可以提高孕穗期和齐穗期剑叶P_n和抽穗后15 d和30 d的群体光合、干物质积累、籽粒产量及构成指标、稻株氮素积累与利用。经过分析比较得出,TSRI模式下W₂S₁为晒田强度和穗肥运筹的最优组合,产量达到10.96 t ha^-1。     

日粮中不同比例小麦替代玉米对奶牛氮代谢参数的影响

为研究日粮中不同比例小麦替代玉米对奶牛氮代谢参数的影响,选择8头泌乳天数为84±17 d,体重为569±47 kg的经产中国荷斯坦奶牛作为试验动物,采用重复4×4拉丁方设计,分别饲喂含不同比例粉碎小麦（ GW）和粉碎玉米（GC）的日粮,4个处理组分别为（DM基础）：W0组（0％GW＋27．9％GC）,W9．6组（9．6％GW＋19．2％GC）,W19．2组（19．2％GW＋9．6％GC）和W28．8组（28．8％GW＋0％GC）。结果表明：奶牛的产奶量、乳蛋白率和乳蛋白产量未受影响;随着日粮中小麦比例的增加,奶牛的干物质采食量（DMI）呈二次曲线增加趋势（P＝0．07）,牛奶尿素氮（MUN）浓度线性增加（P＜0．01）,且W28．8组显著高于W0和W19．2组（P＜0．01）;粪氮排出量未受日粮影响,尿氮排出量呈线性增加趋势（P＝0．08）;尿氮（P＝0．02）和总排出氮（粪氮＋尿氮）（P＝0．05）占食入氮的比例呈二次曲线降低;尿素氮产量（P＜0．01）及其占总尿氮的比例（P＝0．03）线性增加,且W19．2和W28．8组的尿素氮产量显著高于（P＝0．01）其他2组;尿中尿囊素（P＝0．05）和总嘌呤（P＝0．09）产量呈线性降低趋势,W9．6组的微生物氮产量显著（P＝0．02）高于W28．8组。结果提示：泌乳盛期奶牛日粮中用9．6％的粉碎小麦替代玉米效果最佳,高比例的小麦替代玉米（ W28．8组）时能够增加尿氮及奶和尿中尿素氮的排出量,降低微生物氮的合成。     

氮磷钾配施对苦瓜产量和品质的影响

采用田间试验的方法研究了氮磷钾配施对苦瓜产量和品质的影响。结果表明,氮肥、磷肥和钾肥以及适宜配合施用可显著提高苦瓜的产量。氮肥可提高苦瓜粗蛋白和氨基酸的含量,降低苦瓜维生素C和糖分含量,磷肥可提高粗蛋白和糖分含量,钾肥可以提高苦瓜维生素C、糖分和氨基酸含量,减缓施氮不合理带来的负面影响。充足的钾素供应和适宜的氮磷钾配比是保证苦瓜产量和品质的关键。