水源涵养林不同植被类型土壤NH_4~+-N和NO_3~--N分布特征

以辽宁东部山地水源涵养林为对象,选择槭树-蒙古栎林、山杨林、白桦-山杨林和落叶松人工林等4种植被类型,测定其土壤NH4+-N、NO3--N、pH值、容重、有机碳和全氮等理化指标,分析了植被类型、土壤层次与土壤无机氮分布特征之间的关系。结果表明:4种植被类型土壤NH4+-N、NO3--N在土壤表层(0~5 cm)含量最高,由表层向下逐渐降低;土壤总无机氮含量大小为落叶松人工林(27.46 mg·kg-1)山杨林(21.76 mg·kg-1)槭树-蒙古栎林(19.09 mg·kg-1)白桦-山杨林(17.88 mg·kg-1);阔叶林中NH4+-N是土壤无机氮的主要存在形式,而落叶松人工林土壤中NO3--N所占比例较高;水源涵养林土壤NH4+-N、NO3--N均与土壤有机质、土壤含水量呈极显著正相关(P0.01)。总体而言,植被类型对土壤无机氮分布有较大影响,研究结果可为辽东山区水源涵养林植被类型的选择和结构调控提供参考。     

太子河源流域不同类型水源涵养林土壤微生物生物量碳、氮的季节动态

为探讨太子河源流域不同类型水源涵养林土壤微生物生物量的生长季动态规律,于2016年4—9月,对落叶松人工林、天然阔叶次生林和油松人工林不同土层土壤微生物量生物量碳(MBC)、氮(MBN)进行监测,并分析MBC、MBN生长季变化与土壤养分及土壤水分的关系。结果表明:天然阔叶次生林土壤MBC、MBN显著大于针叶人工林(P0.05),且随土层增大而减小;不同类型水源涵养林土壤MBC、MBN生长季动态变化规律明显,均表现春季开始逐渐升高,夏季植物旺盛期达到最大值,秋季逐渐降低;不同植被类型土壤MBC/MBN在1~5,其季节动态变化规律先降低后升高再降低。相关性分析发现:MBC、MBN与土壤有机碳、全氮、土壤含水量呈显著正相关,表明该区域土壤有机碳、全氮、土壤含水量是影响土壤微生物生物量的重要因子;不同植被类型水源涵养林对土壤MBC、MBN均具有显著影响,天然阔叶次生林对土壤MBC、MBN的作用更大,有利于养分的累积。因此,建议在该流域开展水源涵养林建设中应加强天然林保护和促进人工林转变为天然次生林。     

小流域内植被类型对土壤NO3-/NH4+空间变化的影响

流域内植被类型、地形地貌特征对土壤氮循环过程有重要的作用,是影响下游水体无机氮素来源以及富营养化的关键因子。通过比较小流域内4种植被类型(落叶松人工林、油松人工林、天然阔叶次生林和农田(玉米))对土壤NO3--N和NH4+-N含量空间变化的影响,揭示流域内不同立地条件下水源涵养林与土壤无机氮变化特征之间的关系。结果表明:4种植被类型土壤NO3--N和NH4+-N含量差异显著(P<0.05);由坡上到坡下土壤NO3--N和NH4+-N含量显著降低;在土壤表层NO3--N和NH4+-N含量最高,随着土层深度增加无机氮含量减少;与水源涵养林天然植被和人工林植被相比,农田土壤NO3--N含量最高(11.86mg·kg-1),有较高的氮流失风险。     

辽东山地水源涵养林典型植被凋落物C、N、P溶出特征及其影响因素

为揭示水源涵养林不同植被类型凋落物养分溶出特征及其影响因素,本文选取辽东山地太子河上游典型水源涵养林——槭树林、蒙古栎林、落叶松林和红松林为研究对象,探究不同植被类型凋落物碳、氮、磷养分溶出特征及pH、温度和时间等因素的影响。结果表明:凋落物养分溶出占干物质总质量的0.24%～1.28%,且不同植被类型凋落物养分溶出比例和溶出量存在显著差异(P0.05);凋落物养分溶出总量槭树林红松林蒙古栎林落叶松林,槭树林凋落物TP溶出量(47.71 mg·kg~(-1))相对较高,而落叶松林凋落物NO_3~--N(14.95 mg·kg~(-1))和TN(82.50 mg·kg~(-1))溶出量最低; pH下降增加了各植被类型凋落物TN和TP的溶出量,温度升高增加了凋落物DOC、TN和TP的溶出量,且不同植被类型凋落物NH_4~+-N和NO_3~--N溶出最佳温度存在差异;凋落物养分溶出趋于平稳所需时间为12～24h,蒙古栎林凋落物NH_4~+-N和NO_3~--N和TN溶出趋于平稳所需时间多于其他植被类型,研究结果为深入理解凋落物养分溶出特征提供了依据。     

川西北高寒草地沙化过程中土壤氮素变化特征

草地沙化是我国最严重的环境问题之一,但关于草地沙化过程中氮素变化特征的研究报道多集中于干旱半干旱地区,而半湿润地区的相关报道还比较缺乏。通过野外调查,研究了川西北半湿润地区高寒沙质草地沙化过程中土壤氮素变化特征。结果表明,草地沙化对0—100cm土层土壤氮素具有显著影响,全氮、碱解氮、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和微生物量氮(MBN)均呈现极显著下降的变化特征,极度沙化阶段较未沙化阶段分别减少了73.95%、77.72%、76.75%、79.77%和84.12%。其中,0—20cm土层变化最显著,全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO_3~--N和MBN含量分别减少了86.43%、83.52%、82.11%、88.82%和91.77%。随着土层深度增加,不同程度沙化草地土壤氮素含量及其变化量逐渐减少;草地沙化过程中,不同沙化阶段土壤氮素损失数量不尽相同,其中,以轻度沙化阶段氮素损失最严重,全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO-3-N和MBN含量分别降低了41.18%、35.17%、46.74%、43.46%和46.88%。草地沙化过程中,土壤全氮、碱解氮、NH_4~+-N、NO_3~--N和MBN含量与土壤粉粒、粘粒含量和植被群落盖度均呈极显著正相关特征,与土壤沙粒含量呈极显著负相关特征。研究区土壤氮素损失与风蚀选择性吹蚀土壤粉粒、粘粒及地表植物覆盖状况逐渐变差密切相关,因此该区域治沙的关键是采取措施降低风蚀对地表土壤吹蚀作用,提高沙化草地地表植被覆盖。同时,还应及时对沙化前期阶段及潜在沙化的草地进行生态治理,从而避免草地沙化继续恶化。     

氮素类型和剂量对寒温带针叶林土壤N2O排放的影响

大气氮沉降输入会增加森林生态系统氮素有效性,进而改变土壤N_2O产生与排放,然而有关不同氮素离子(氧化态NO_3~--N与还原态NH_4~+-N)沉降对土壤N_2O排放的影响知之甚少。以大兴安岭寒温带针叶林为研究对象,构建了3种类型(NH_4Cl、KNO_3、NH_4NO_3)和4个施氮水平(0、10、20、40 kg N hm~(-2)a~(-1))的增氮控制试验,利用流动化学分析仪和静态箱-气相色谱法4次/月测定凋落物层和矿质层土壤无机氮含量、土壤-大气界面N_2O净交换通量以及相关环境因子,分析施氮类型和剂量对土壤氮素有效性、土壤N_2O通量的影响探讨氮素富集条件下土壤N_2O通量的环境驱动机制。结果表明:施氮类型和剂量均显著影响土壤无机氮含量,土壤NH_4~+-N的积累效应显著高于NO_3~--N。施氮一致增加寒温带针叶林土壤N_2O排放,NH_4NO_3促进效应最为明显,增幅为442%-677%,高于全球平均水平(134%)。土壤N_2O通量与土壤温度、凋落物层NH_4~+-N含量正相关,且随着施氮水平增加而增加。结果表明大气氮沉降短期内不会导致寒温带针叶林土壤NO_3~--N大量流失,但会显著促进土壤N_2O的排放。此外,外源性NH_4~+和NO_3~-输入对土壤N_2O排放的促进作用具有协同效应,在未来森林生态系统氮循环和氮平衡研究中应该区分对待。     

浙北山区小流域植被类型对土壤无机氮的影响

通过比较浙北安吉赋石水库集水区6种不同植被类型0~20和20~40 cm土壤无机氮(Inorg-N)含量在植物非生长季和生长季的变化,初步揭示了滨岸带不同植被类型对土壤Inorg-N分布的影响。结果表明,天加山和日回山小流域内不同类型植被土壤硝态氮(NO_3~--N)和铵态氮(NH_4~+-N)差异显著(P0.05),在植物非生长季,各植被类型土壤NO_3~--N和NH_4~+-N的最大差值为10.09和11.45 mg·kg~(-1),大于植物生长季的9.6和2.72mg·kg~(-1),这表明其波动程度更剧烈。研究区植被0~20和20~40 cm土壤有机氮(Org-N)占全氮(TN)的比例均达到97.0%以上;相关性分析表明,6种植被表层土壤NO_3~--N和NH_4~+-N含量与土壤本身的理化性质密切相关。在对水库总氮输入的贡献上,植物非生长季大于植物生长季,其中日回山流域显著高于天加山流域,2个季节中,日回山流域总氮的输入贡献分别是天加山流域的1.49和1.55倍。植物非生长季,是该区域土壤氮流失风险较大的时期,同时也是氮治理的关键时期,水杉(Metasequoia glyptostroboides)纯林和稗子(Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.)2种植被对入库氮素的截留能力较大,适宜大规模营造以保护水库水质。     

免耕不同秸秆覆盖量对土壤可溶性氮素累积及运移的影响

通过田间原位试验,研究了连续8年免耕秸秆覆盖对土壤剖面NH_4~+-N、NO_3~--N和可溶性有机氮(EON)累积、垂直运移和淋溶损失的影响。试验设5个处理,分别为常规垄作对照(RT)、免耕无秸秆覆盖(NT-0)、免耕+33%秸秆覆盖(NT-33)、免耕+67%秸秆覆盖(NT-67)和免耕+100%秸秆覆盖(NT-100)。结果表明:免耕秸秆覆盖条件下,土壤可溶性氮素主要以NO_3~--N形态存在,其次是EON;免耕不同秸秆覆盖量对土壤NO_3~--N累积和垂直运移特性的影响不同;NT-33和NT-67处理中土壤NO_3~--N淋溶至40~80 cm土层,而NT-100处理淋溶至40~60 cm土层;与RT处理相比,NT-67和NT-100处理显著降低了0~20 cm土层NO_3~--N和EON库的容量,但增加了40~60 cm土层NO_3~--N库的容量;说明免耕秸秆覆盖增加了土壤NO_3~--N自耕层向深层的垂直运移和淋溶损失,但对EON和NH_4~+-N无显著影响。     

秸秆和地膜覆盖对渭北旱作玉米农田土壤氮组分与产量的影响

基于田间定位试验,研究了秸秆和地膜覆盖措施对旱作春玉米田土壤氮组分和作物产量的影响。试验包括无覆盖对照,秸秆覆盖和地膜覆盖3个处理,观测指标包括土壤全氮(STN)、颗粒有机氮(PON)、潜在可矿化氮(PNM)、微生物量氮(MBN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)含量及作物产量。结果表明:试验进行5到7年后,与对照相比,秸秆覆盖处理0—10 cm土层STN、PON、PNM、MBN和NO_3~--N含量3年平均分别提高了13.11%、64.29%、17.51%、16.94%和55.37%,10—20 cm土层STN、PON、MBN和NO_3~--N含量3年平均分别提高了5.93%、33.33%、15.78%和27.57%(P0.05)。而地膜覆盖处理0—10 cm和10—20 cm土层NO_3~--N的含量较对照分别提高了189.14%和135.75%(P0.05),其他氮组分与对照处理差异不显著。秸秆和地膜覆盖处理玉米产量较对照处理3年平均分别提高了6.90%和36.74%(P0.05)。玉米产量与0—20 cm土层NO_3~--N含量和NO_3~--N/STN值呈显著正相关关系。总的来看,秸秆覆盖能显著增加旱地土壤全氮和活性有机氮含量,促进氮素固定,但需注意作物生长后期补充氮肥以满足作物生长需要。而地膜覆盖能显著提高土壤氮素有效性和作物产量,但不利于土壤有机氮的固定,且表层土壤存在潜在氮淋失风险。     

退化设施蔬菜地修复过程中土壤可溶性有机碳与无机氮动态

土壤强还原处理(reductive soil disinfestation,RSD)可以有效修复退化设施蔬菜地土壤,但实施过程中亦会存在可溶性有机碳(DOC)与无机氮(NO_3~--N和NH_4~+-N)的淋溶风险。本研究选用水稻秸秆及其制备的生物质炭(biochar,BC)作为修复材料,采用BC、RSD以及RSD+BC三种方法修复退化蔬菜地土壤,探究修复过程中土壤基本性质、DOC与无机氮的动态变化。结果表明,与对照土壤相比,BC处理显著提高了土壤pH、EC和DOC含量(P0.05),但对土壤NO_3~--N和NH_4~+-N无显著影响。对于RSD和RSD+BC处理,土壤NO_3~--N含量在1～3 d内快速下降,之后维持在较低水平;土壤DOC含量呈先上升后下降趋势,在整个培养时段均显著高于对照处理(P0.05)。方差分析表明,BC与RSD处理对土壤DOC、全碳(TC)、全氮(TN)和C/N存在交互作用。可见,RSD和RSD+BC处理能有效去除NO_3~--N,但DOC含量大幅度增加,存在淋溶风险。     

城乡交错带土壤氮素空间分布及其影响因素

城乡交错带土壤氮素是城乡生态系统中最重要的氮源与氮汇,但是城市化下的土壤氮素分布及其影响机制还不清楚,基于3S平台研究了土壤氮素在成都西郊城乡交错带的空间分布特征及城市化对土壤氮素的影响。结果表明,研究区内土壤全氮(STN)、硝态氮(NO_3~--N)和铵态氮(NH_4~+-N)含量均值分别为(1.46±0.06)g/kg、(50.04±3.59)mg/kg和(6.72±0.53)mg/kg。区内土壤氮素含量从近郊向远郊逐渐增高,STN和NO_3~--N含量为中部高于南北部,NH_4~+-N含量则由西北部和东南部向中部递增。方差分析表明,区内不同土地利用方式下STN、NO_3~--N和NH_4~+-N含量差异显著(P0.05)。回归分析显示STN含量与建筑密度(BD)、道路密度(RD)均呈现显著线性负相关(P0.05),NO_3~--N含量与道路密度呈极显著线性负相关(P=0.001),与建筑密度关系不明显(P=0.217)。土壤NH_4~+-N与建筑密度呈显著负线性相关(P=0.001),与道路密度呈显著指数相关关系(P=0.021)。研究结果显示城市发展使得城乡交错带土壤氮素含量降低,这种影响伴随着建筑面积的增加,道路长度的增加而加强。     

不同水位时期东洞庭湖湿地土壤微生物生物量碳氮和酶活性变化

为从土壤微生物的角度分析东洞庭湖不同植被类型湿地土壤质量状况,本研究选取了苔草、芦苇和柳树3种典型植被类型为对象,在平水期、丰水期和枯水期对其土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)和酶活性进行监测,并分析其主要影响因子。结果表明: 1)3个水位时期,各植被类型湿地土壤MBC、MBN、蔗糖酶和纤维素酶活性(枯水期纤维素酶除外)均表现为0～10 cm高于10～20 cm,而土壤过氧化氢酶活性则相反。2)各植被类型湿地0～20 cm土层土壤MBC、MBN和MBC/TOC(总有机碳)、MBN/TN(总氮)皆以丰水期最低。3)各植被类型湿地0～20 cm土层土壤蔗糖酶活性峰值均出现在枯水期,而纤维素酶活性峰值出现在平水期,过氧化氢酶活性季节性波动较小,以丰水期稍高。4)不同植被类型间比较:平水期和丰水期,芦苇湿地土壤蔗糖酶活性显著高于其他植被类型,而其土壤纤维素酶活性最低,枯水期不同湿地间两种酶活性差异不显著。土壤过氧化氢酶活性在平水期以苔草湿地最高,枯水期以柳树湿地最高,丰水期以芦苇湿地最低。5)相关性分析表明,土壤MBC、MBN和蔗糖酶与TOC、TN、总磷(TP)呈显著正相关,而与pH值呈显著负相关。土壤纤维素酶和过氧化氢酶与TOC、TN、TP呈显著负相关,与pH值呈显著正相关。表明季节性水位波动影响土壤C、N、P和pH值,并对土壤微生物生物量碳、氮和酶活性产生显著影响,使其呈现明显的季节性变化特征。     

增温和CO2浓度加倍对川西亚高山针叶林土壤可溶性氮的影响

采用全自动微气候控制的"人工模拟气候实验系统"研究了增温和CO2浓度加倍对川西亚高山针叶林土壤硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)、游离氨基酸(FAA)、可溶性有机氮(DON)和可溶性总氮(TSN)的影响。结果表明:1在种植油松苗木组,增温处理显著降低了土壤NO_3~--N含量,不同处理0—15 cm土层NO_3~--N含量均显著小于15—30 cm层;而在未种树组,增温处理显著增加了土壤NO_3~--N含量,0—15 cm土层NO_3~--N含量显著高于15—30 cm层,这表明增温促进了油松苗对NO_3~--N的吸收。2在种植油松苗木组,增温(ET)、增CO_2(EC)及两者的共同作用(ETC)均显著增加了土壤NH_4~+-N、DON和TSN含量;在未种树组,ET显著增加了土壤NH_4~+-N、FAA、DON和TSN含量,EC和ETC对NH_4~+、FAA、DON和TSN含量具有微弱影响或没有显著影响。不同处理0—15cm层土壤NH_4~+-N、FAA、DON和TSN的含量显著大于15—30 cm层。3种植油松苗木组土壤NO_3~--N、NH_4~+-N、FAA、DON和TSN含量均显著低于未种树组,这是由植物对氮素的吸收消耗造成的。研究结果表明,EC、ETC主要通过植物根系作用促进了NH_4~+-N、DON和TSN含量增加,而ET处理通过影响土壤微生物和植物根系来促进NH_4~+-N、FAA、DON和TSN含量的增加。     

林下植被去除与氮添加对樟子松人工林土壤化学和生物学性质的影响

通过析因试验设计,研究了科尔沁沙地樟子松人工林生态系统内土壤无机氮(NO3--N+NH4+-N)含量,潜在净氮矿化(PNM)、硝化速率(PNN),微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)及MBC/MBN,土壤脲酶、酸性磷酸单酯酶活性和土壤有效磷(Olsen-P)含量对林下植被管理(对照和去除)和氮添加(对照和添加8g·m-2)的短期响应.结果表明:林下植被去除显著降低了土壤NH4+-N含量、PNM、MBC和MBC/MBN比值,提高了土壤Olsen-P含量,而对土壤NO3--N含量、PNN和土壤酶活性的影响不显著.氮添加提高了土壤NO3--N含量、PNM和PNN,但对其他指标的影响不明显,可能与试验处理时间较短有关.土壤NH4+-N含量对林下植被去除与氮添加的交互作用的响应显著;而NO3--N含量虽对林下植被去除与氮添加处理的交互作用响应不显著,但在氮添加同时进行林下植被去除的样地中的土壤NO3--N含量比只进行氮添加处理的样地提高了27％,有可能导致土壤中NO3-的淋失.林下植被是影响樟子松人工林土壤化学和微生物学性质的重要因素,因此在森林管理和恢复过程中,不能忽视林下植被的作用.     

茶园土壤的氮迁移特性

土壤氮素在降雨条件下淋失到深层土壤甚至进入地下水,不仅导致土壤肥力下降,同时还会造成地下水污染。本研究采用原状土柱室内模拟方法,通过模拟当地强降雨淋滤,研究了西双版纳州大渡岗普洱茶产区5年、20年、33年和56年茶园以及周边森林的0~20 cm和0~40 cm土壤层TN、NO_3~--N、NH_4~+-N和可溶性土壤有机氮(DON)的迁移变化,以及土壤p H变化对氮迁移的影响。结果表明:0~20 cm、0~40 cm土层的茶园土壤,TN迁移通量均随植茶年限的增加而增加(P0.05),茶园年龄每延长一年,通过20 cm深的土层向下迁移下渗的TN通量将增加235.13 mg·m~(-2),而通过40 cm深的土层TN迁移通量则增加151.24 mg·m~(-2);0~40 cm土层的NO_3~--N迁移通量与茶园植茶年限显著正相关(P0.05);0~20 cm土层的DON迁移通量与茶园植茶年限显著正相关(P0.05);而NH_4~+-N迁移量不随植茶年龄变化而变化(P0.05);茶园40 cm土层内的TN、DON和NH_4~+-N下渗迁移主要发生在0~20 cm,而NO_3~--N的迁移则主要发生在20~40 cm;40 cm土层的茶园土壤氮素以DON损失最多,其次为NO_3~--N,NH_4~+-N损失量最少;未发现茶园土壤p H对氮素迁移变化产生影响(P0.05)。     

不同植茶年限土壤碳氮养分及胞外酶对干旱胁迫的响应

全球气候变暖导致的夏季干旱事件频发影响茶园生态系统生产力,而茶叶是我国南方主要的经济作物,因此研究干旱条件下不同植茶年限茶园土壤养分、生态酶活性及微生物生态变化具有重要意义。选取杭州市余杭区径山茶园3种不同植茶年限(10a、30a和50a)土壤和邻近的荒土为研究对象,研究不同水分(干旱组30%WFPS(water-filled pore space)和对照组55% WFPS)处理前、第7天和第14天的土壤碳氮养分(可溶性有机碳DOC,总有机碳TOC,微生物碳MBC,微生物氮MBN,铵态氮NH_4-N,硝态氮NO_3-N)和胞外酶活性(涉碳胞外酶:β-N萄糖苷酶BG,涉氮胞外酶:N-乙酰氨基葡萄糖苷酶+亮氨酸氨基肽酶NAG+LAP)变化探讨不同水分对不同植茶年限土壤生态系统的影响。结果表明,茶园土壤碳库及涉碳、涉氮胞外酶活性随着植茶年限增加先升高后降低(30a最高);土壤氮库养分随着植茶年限增加而增加。干旱处理增加了土壤TOC、NH_4-N、NO_3-N含量而降低了土壤MBC含量、BG和NAG+LAP活性。处理前后植茶年限30a土壤DOC、MBN、NO_3-N和涉碳、涉氮胞外酶含量最高且其干旱组土壤DOC、TOC、MBC、MBN含量与对照组比变幅相对较小,可推断植茶年限30a左右的土壤微生态环境丰富,对外界环境变化的抵抗力较强。     

辽河河岸植被缓冲带构建及其对固体颗粒物和氮阻控能力

农田中氮向河流水体的迁移不但造成化肥利用率低,而且加重水体污染和富营养化。在河流水体与农田间构建合理的植被缓冲带对于水生态保护具有重要意义。本研究在辽河保护区干流近农田处设置了蒿草(CK)、黑麦草(LP)、紫穗槐+黑麦草(AL)和杞柳+黑麦草(SL)4种植被缓冲带。自然降雨后采集地表径流和土壤渗流液,对植被带阻控径流量、固体悬浮物及NO_3~--N、NH_4~+-N和TN效果进行了测定。结果表明:随着河岸植被带宽度的增加,农田地表径流量、固体悬浮颗粒物(SS)和径流中氮阻控率逐渐增大;5 m宽黑麦草植被带可有效阻控径流中69.1%的固体颗粒物,黑麦草+紫穗槐植被带可有效阻控56.7%的NO_3~--N;而13 m宽植被带则平均可阻控95.6%、91.3%、75.9%、82.9%的固体悬浮颗粒物、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN;植被带对土壤渗流液中各形态氮的阻控率显著低于径流,其中渗流液中NO_3~--N和TN的阻控率在前5 m甚至出现负值,说明植被带的存在加强了径流中氮的下渗作用;4种植被缓冲带中,紫穗槐与黑麦草组合带(AL)对农田径流和渗流液中氮的去除效果均最好。     

川西亚高山针叶林主要树种对土壤中不同形态氮素的吸收差异

在陆地生态系统中,植物对土壤有机氮(主要指氨基酸)的获取是一个普遍的生态学现象,然而植物对土壤有机氮的吸收速率及土壤有机氮在植物养分供应中所占比例仍不清楚。为探究土壤无机氮和有机氮对西南高寒森林植物氮源的贡献效应,以川西亚高山针叶林两个主要树种云杉(Picea asperata)和红桦(Betula albo-sinensis)的幼苗为研究对象,采用稳定同位素标记法对K~(15)NO_3、~(15)NH_4Cl和(U-~(13)C_2/~(15)N)甘氨酸3种氮素进行示踪,分析了两个树种对无机氮(NH_4~+-N和NO_3~--N)和有机氮(甘氨酸)的吸收速率及其差异。结果显示:(1)云杉和红桦幼苗在施加同位素标记物2 h后,两种幼苗细根的13C和~(15)N均出现明显的富集现象,表明两种树种幼苗均能吸收甘氨酸。(2)与甘氨酸和NH_4~+-N相比,云杉和红桦幼苗对NO_3~--N有显著的偏好吸收,其吸收速率为NH_4~+-N和甘氨酸吸收速率的5–10倍。(3)两个树种的幼苗对甘氨酸也有较高的吸收速率,其吸收速率高于对NH_4~+-N的吸收速率,表明土壤有机氮(如氨基酸)也是亚高山针叶林植物养分获取的重要氮源。     

不同氮素形态及其配比对盐胁迫下紫苏生理特性的影响

以60 mmol·L~(-1)NaCl处理紫苏幼苗为对象,研究不同氮素形态配比对盐胁迫下紫苏生长、叶绿素含量、可溶性蛋白质、抗氧化酶和氮素代谢相关酶活性的影响,为进一步研究盐胁迫环境下紫苏生产中氮肥的合理调控提供理论依据。结果表明:非盐胁迫下,当NH_4~+-N/NO_3~--N=25∶75时,紫苏地上部分的鲜重和干重、总叶绿素含量、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性都显著高于其他氮素处理;在盐胁迫下,紫苏生长受到抑制,叶绿素含量降低,可溶性蛋白和MDA含量增加,抗氧化酶活性升高,氮代谢相关酶NR和GS活性也升高; NaCl胁迫下,当NH_4~+-N/NO_3~--N=25∶75时,紫苏叶片的叶绿素含量、SOD活性、CAT活性和可溶性蛋白含量最高,MDA含量最低;当NH_4~+-N/NO_3~--N=50∶50时,POD活性最高;叶片中NR和GS活性都随着硝态氮比例的增加不断升高,并在NH_4~+-N/NO_3~--N=0∶100达到最大值,酰胺态氮处理组的NR和GS活性均低于全硝处理,但高于全铵处理组;不同氮素形态及配比对盐胁迫下紫苏叶绿素含量、氮素代谢和抗逆调节指标、产量影响显著;研究发现,在盐胁迫下,铵硝混合配施比单独施用全硝、全铵和酰胺态氮效果好,并且NH_4~+-N/NO_3~--N=25∶75处理更有利于维持抗氧化酶、氮代谢酶活性,缓解盐胁迫对紫苏幼苗生长的抑制,促进鲜重和干重的增加,从而维持较高的耐盐性。     

氮水添加对中国北方草原土壤细菌多样性和群落结构的影响

研究了我国北方典型温带草原土壤细菌多样性和群落结构对氮水添加及环境因素的响应.结果表明:在常规降水条件下,土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)均随氮(N)梯度增加而逐渐降低;在增加降水条件下,MBC和MBN也随N梯度增加而降低,但降水增加削弱了N的抑制效应.在常规降水条件下,土壤细菌丰富度、Shannon多样性和均匀度等α-多样性指数随N梯度没有明显变化;增加降水条件下,各N梯度处理的土壤细菌α-多样性指数都显著高于常规降水条件下相应的N处理梯度.相关分析显示,土壤含水量、硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)与土壤细菌均匀度指数呈显著负相关关系;MBC和MBN与Shannon丰富度指数和均匀度指数呈显著正相关关系.土壤细菌群落非度量多维标度排序(NMDS)显示,在常规降水和增加降水处理下,土壤细菌群落结构均随N梯度增加发生明显改变.冗余分析(RDA)表明,MBC、MBN、p H和NH4+-N是影响土壤细菌群落结构的重要环境因子.