固氮树种对桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量比的影响

土壤酶活性及其化学计量比是反映土壤养分有效性和微生物生长代谢养分需求的重要指标,但固氮树种对桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量特征的影响尚不明确。为探究桉树人工林土壤团聚体酶活性及其化学计量比对引入固氮树种的响应及其主要影响因子,该文通过选择11年生巨尾桉纯林（PP）和巨尾桉/降香黄檀（固氮树种）(MP)混交林作为研究对象,采集0～10 cm的原状土样,采用改良干筛法将土壤分成>2 mm、1～2 mm、0.25～1 mm和<0.25 mm 4个径级,测定各径级土壤团聚体的理化性质和与土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）循环相关的水解酶活性[β-葡萄糖苷酶（BG）、N-乙酰-葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（ACP）]。结果表明：（1）PP和MP土壤团聚体均以>2 mm为主,其含量高于其他粒径团聚体。与PP相比,MP中各粒径土壤团聚体的有机碳（SOC）、总氮（TN）、硝态氮（NO₃^--N）、有效磷（AP）、pH、BG、NAG和ACP均显著提高（P<0.05）,但LAP活性的变化不显著。（2）pH...     

氮磷添加对华南地区2种人工林土壤氮磷循环酶活性的影响

为探究亚热带森林土壤中与氮、磷循环相关的土壤酶对长期氮、磷沉降的响应,在我国南方大叶相思(Acacia auriculiformis)和尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林施N、P肥8 a,对土壤中磷循环酶[磷酸单脂酶(PME)和磷酸二脂酶(PDE)]和氮循环酶[β-1,4-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)和L-亮氨酸氨基肽酶(LAP)]的活性进行测定。结果表明,施50kg/(hm~2·a)氮肥对土壤氮和磷循环酶活性没有显著影响,施50 kg/(hm~2·a)磷肥和氮磷肥[N、P各50 kg/(hm~2·a)]均显著降低了土壤中PME和PDE活性,而对NAG和LAP活性没有显著影响。华南地区亚热带人工林的微生物和植物生长可能受磷限制而非氮限制,施P可以缓解P限制,这为人工林的管理与恢复提供依据。     

氮添加对马尾松人工林土壤团聚体氮矿化及土壤酶活性的影响

土壤氮库是生态系统氮素重要的源和汇。以三峡库区马尾松（Pinus massoniana）人工林为研究对象,从团聚体视角出发分析土壤养分和酶活性对氮添加的响应规律,以及相应的变化对氮矿化的影响,为预测该地区在大气氮沉降持续增加的背景下土壤氮动态提供参考。设置4种量的氮添加处理（N₀：0 kg N hm^-2 a^-1;N₃₀：30 kg N hm^-2 a^-1;N₆₀：60 kg N hm^-2 a^-1;N₉₀：90 kg N hm^-2 a^-1）,将土壤按粒径分为>2000 μm （大团聚体）、250-2000 μm （小团聚体）和<250 μm （微团聚体）3个组分的团聚体,观察团聚体氮矿化特征。结果表明：（1）与对照相比,N₃₀和N₆₀处理提高了有机质（SOM）含量,但土壤SOM和全氮（TN）含量在N₉₀下开始出现下降;氮添加降低了土壤速效磷（aP）含量,在小团聚体中表现最为显著。除微团聚体中的POD和NAG以外,其余3种酶的活性均在N₃₀和N₆₀处理之下被提高。（2）土壤平均净硝化速率整体高于土壤平均净氨化速率;大团聚体和小团聚体中净氨化速率在氮添加处理后显著降低,大团聚体净硝化速率低于其他两个粒径;土壤净氮转化速率在N₉₀处理下最高。（3）土壤养分和无机氮含量与土壤酸性磷酸酶（AP）、N-乙酰-β-D-葡糖苷酶（NAG）、过氧化物酶（POD）、硝酸还原酶（NR）和脲酶（UE）的活性呈显著相关,酶活性变化是多因子综合作用的结果;RDA分析显示,UE与土壤净氨化速率存在显著正相关,NAG和POD是与净氮转化速率分别存在显著正相关和显著负相关的关键土壤酶。综上所述,硝化作用是土壤净氮转化的主要贡献者,微团聚体在土壤氮矿化中发挥主要作用,NAG和POD是改变土壤净氮转化的主要生物酶。此外,氮添加会引起土壤氮素的流失,引起土壤的磷限制,并对土壤养分循环产生显著影响。     

贺兰山不同海拔土壤团聚体碳氮磷含量及其化学计量特征变化

探究干旱半干旱区山地森林生态系统不同海拔土壤养分在团聚体中的分布规律,可为理解脆弱山地生态系统养分循环提供理论依据。本研究以贺兰山不同海拔(1380～2438 m)土壤为对象,分析0～20 cm土层团聚体分布及其稳定性、不同粒级团聚体有机碳、全氮、全磷储量及其化学计量特征。结果表明: 随海拔升高贺兰山主要土壤团聚体由微团聚体(0.25～0.053 mm)转变为大团聚体(>0.25 mm),平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)在高海拔样地(2139～2248 m)显著高于低海拔样地(1380～1650 m)。各粒级团聚体有机碳、全氮含量和储量随海拔升高呈增大趋势;全磷含量随海拔升高呈波动趋势,且在各粒级团聚体分布均匀。大团聚体和微团聚体对土壤养分具有更高的贡献率,各粒级团聚体比例是影响土壤养分的关键因素,大团聚体和微团聚体是土壤养分的主要载体。各粒级团聚体C∶N在不同海拔变化不显著,C∶P和N∶P在中高海拔显著高于低海拔。贺兰山中高海拔的表层土壤具有更高的养分储量,较高含量的大团聚体和微团聚体有助于有机碳和养分的固持,低海拔土壤氮素限制高,在森林培育过程中可通过适当添加氮肥以改善低海拔土壤全氮状况。     

深翻-旋耕轮耕与有机肥配施对农田黑土团聚体内酶活性的影响

东北黑土区耕作方式单一、化肥施用偏重，导致耕层结构变差、犁底层加厚上移、土壤养分有效性下降。研究深翻-旋耕轮耕模式对松嫩平原南部农田黑土区土壤结构和酶活性改善的效果，以期为区域耕作施肥等管理技术的创新提供理论依据。试验基于农田黑土全量秸秆还田条件，设置连年旋耕、深翻-旋耕轮耕2个耕作处理和化肥、化肥+有机肥2个培肥处理，分析0～20 cm土层中2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5和<0.25 mm等各级团聚体特征及其过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。结果表明：轮耕的两个培肥处理土壤团聚体以2～5 mm粒级为主，其含量显著高于其他粒级团聚体，占总质量比的26.8%～31.3%;且轮耕处理的2～5、1～2、0.5～1 mm粒级团聚体比例显著高于连年旋耕处理，而其他粒级结果相反；过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均呈现深翻-旋耕轮耕处理整体较高于连年旋耕处理，有机肥的施用对土壤大粒级团聚体酶活性具有积极促进作用；过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性随着粒级的增大而增强，脲酶和蔗糖酶活性以2～5 mm粒级团聚体最高；酸性磷酸酶活性随着粒级的减小而增强，<0.25 mm粒级团聚...     

三峡库区2种马尾松混交林土壤团聚体酶活性分布特征

选取三峡库区典型马尾松杉木混交林和马尾松杉木栎类混交林为研究对象，对其表层土壤（0-10 cm）3种团聚体等级（大团聚体（ > 2 mm），中团聚体（0.25-2 mm），微团聚体（ < 0.25 mm））分布特征，团聚体5种水解酶活性（β-葡糖苷酶，酸性磷酸酶，N-乙酰-葡糖苷酶，纤维二糖水解酶，亮氨基酸氨基肽酶）和2种氧化还原酶活性（多酚氧化酶和过氧化物酶），以及团聚体酶活性与团聚体有机碳、全氮、全磷、碳氮比的关系进行了分析，旨在理解不同马尾松混交林类型下土壤团聚体及其酶活性的分布特征，为科学制定营林措施提供基础数据。结果表明：（1）各等级土壤团聚体分布随着粒径的增加而呈现显著增加的趋势，其中大团聚体所占比例最高，为60%左右；马尾松杉木混交林的中团聚体分布比例（39.53%±1.65%）显著高于马尾松杉木栎类混交林（32.24%±2.51%）；（2）微团聚体5种水解酶活性、有机碳含量以及全氮含量最高，而大团聚体中2种氧化还原酶活性最高；（3）马尾松杉木栎类混交林大团聚体和微团聚体纤维二糖水解酶、亮氨基酸氨基肽酶、土壤酶活性几何平均数、土壤碳氮比均显著高于马尾松杉木混交林；团聚体全氮含量的差异是造成上述酶活性差异的主要原因。马尾松杉木栎类混交林中栎类阔叶树种的增加显著提高了土壤团聚体酶活性，有利于土壤养分质量的提高。     

模拟氮沉降增加条件下土壤团聚体对酶活性的影响

氮沉降增加改变了森林土壤生态系统物质输入,影响土壤生物及酶活性,而土壤团聚体内相对稳定的微域生境可能减弱或延缓土壤生物和酶对氮沉降增加的响应强度。以广东省东莞大岭山森林公园荷木人工林为研究对象,用模拟N沉降方法,分析了2011年12月到2012年11月一年内氮沉降增加条件下表层混合土壤和土壤团聚体内脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性的变化及影响因素,旨在理解氮沉降增加条件下土壤团聚体对酶活性的影响。结果表明:氮沉降增加对表层混合土壤中脲酶和蔗糖酶的抑制作用不显著,而酸性磷酸酶受氮沉降显著影响,表现为低氮(50 kg N hm-2a-1)促进,高氮(300 kg N hm-2a-1)抑制的规律。表层土壤团聚体内脲酶活性随氮沉降增加而降低,N300处理显著低于对照;蔗糖酶和酸性磷酸酶活性随氮沉降增加先降低后增加,N100处理最低,分别比其他处理降低了6.46%—25.53%和42.33%—68.25%。试验区内各粒径土壤团聚体内酶活性高于混合土壤,且随团聚体粒径增加酶活性均为先增加后降低。不同粒径土壤团聚体的3种酶活性均以2—5 mm最高,但脲酶、酸性磷酸酶在各团聚体粒径间差异不显著,蔗糖酶活性2—5 mm显著高于5—8 mm。土壤酶相对活性指数和相对活性综合指数结果显示,超过85%的团聚体粒径内的相对酶活性指数大于1,而土壤酶相对活性综合指数均大于1。以上结果表明,氮沉降增加条件下土壤团聚体对其团聚体内的土壤酶活性有隔离保护作用,但其隔离保护效果与酶的种类和土壤团聚体粒径有关。     

桂南茶园土壤团聚体酶活性对植茶年限的响应

揭示桂南茶园土壤团聚体碳氮磷循环相关酶活性对植茶年限的响应机制,可为广西茶园提升土壤肥力、保障土壤健康以及促进土壤资源可持续利用奠定理论基础。以植茶年限分别8年、17年、25年和43年的南山白毛茶园土壤为研究对象,在0—20 cm土层采集原状土样,通过改良干筛法将土样分为>2 mm、1—2 mm、0.25—1 mm和<0.25 mm粒径团聚体,并测定各粒径团聚体β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性。不同植茶年限土壤团聚体组成以>2 mm粒径团聚体为主,其含量显著高于其他粒径团聚体,平均值为52.57%。随着植茶年限的延长,>2 mm粒径团聚体含量先升高后降低,在植茶17年时处于较高水平。茶园土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶和蛋白酶主要分布在>2 mm粒径团聚体中,其活性分别为213.09—302.18 mg kg-1 h-1、512.39—651.03 mg kg-1 h-1、47.36—58.96 mg kg-1 h-1和74.49—94.45 mg kg-1 h-1;而土壤酸性磷酸酶活性受团聚体粒径变化的影响较小。随着植茶年限的延长,土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶以及蛋白酶活性先升高后降低,在植茶17年时处于较高水平,其值分别为337.07 mg kg-1 h-1、719.48 mg kg-1 h-1、69.67 mg kg-1 h-1和112.01 mg kg-1 h-1;而土壤酸性磷酸酶活性则逐年升高。在团聚体分级过程中,各类酶活性有不同程度损失。不同植茶年限土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性的平均回收率分别为80.72%、83.53%、80.13%、78.55%以及84.60%。作为土壤酶的主要载体,>2 mm粒径团聚体的形成与稳定对于促进土壤有机碳及养分循环具有重要意义。在茶园管理中,植茶17年以后应重视土壤>2 mm粒径团聚体的崩解与破坏问题,以保障土壤质量及维持土壤有机碳及养分利用效率。     

秸秆还田对稻田土壤水稳性团聚体养分及其生态化学计量比的影响

以福州平原早、晚稻田为研究对象,分析了秸秆还田对早、晚稻田土壤不同粒级水稳性团聚中TC、TN、TP含量及其计量比的影响。结果表明:秸秆还田之后,早稻土壤各粒级水稳性团聚体中,TC、TN、TP含量以及TC∶TN均不同程度增加,且在1~2 mm粒级水稳性团聚体中,TC、TP含量及TC∶TN分别增加42.3%、22.2%和29.1%(P0.05);各粒级水稳性团聚体中,TN∶TP均不同程度减小,TC∶TP则无明显变化规律;秸秆还田后,晚稻土壤1~2 mm粒级水稳性团聚体中TC、TP显著降低(P0.05),而各粒级水稳性团聚体中TC∶TN基本无变化,TC∶TP和TN∶TP则在1~2 mm粒级水稳性团聚体中增大,其余粒级团聚体中减小;从团聚体粒级角度看,早、晚稻土壤中TC、TN、TP主要分布在水稳性大团聚体中(0.25~2 mm粒级),团聚体粒级越小,养分含量越少;秸秆还田后,晚稻土壤水稳性大团聚体对土壤养分贡献率增大,水稳性微团聚体(0.25 mm粒级)养分贡献率则降低;总体上,早、晚稻田中,1~2 mm粒级水稳性团聚体对秸秆还田响应显著;秸秆还田对福州稻田水稳性团聚体中养分含量有影响,对其化学计量比的影响则不明显。     

膜下滴灌不同灌水控制下限对设施土壤团聚体养分、酶活性和球囊霉素含量的影响

灌溉是设施土壤水分的主要来源,但膜下滴灌条件下设施土壤团聚体养分、酶活性和球囊霉素的分布特征等缺乏系统的研究.本文以连续6年不同灌水下限20 kPa(D₂₀)、30 kPa(D₃₀)和40 kPa(D₄₀)下的膜下滴灌设施土壤为研究对象,分析了灌水下限对土壤团聚体稳定性及其脲酶、蔗糖酶、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和球囊霉素(GRSP)含量的差异.结果表明:不同灌水下限显著影响各粒级团聚体的分布,其中与D₂₀和D₄₀相比,D₃₀显著减少了微团聚体(<0.25 mm)含量,促进了大团聚体(>0.25 mm)的形成;且在D₃₀处理下土壤团聚体的稳定性也显著提高,表现为水稳性团聚体平均质量直径(MWD)分别比D₂₀和D₄₀提高了26.4%和13.4%.不同团聚体中的碳、氮、磷及GRSP含量也显著不同,SOC、TN、TP、GRSP含量在2～1 mm、1～0.25 mm、< 0.053 mm粒径中含量较高.总体来说,1～0.25 mm粒径团聚体SOC、TN、TP对全土的贡献率最高,分别达46.5%、53.3%、37.7%.不同团聚体中脲酶和蔗糖酶活性随粒径减少而逐渐增加,其中D₃₀和D₄₀处理显著增加了土壤团聚体酶活性,且1～0.25 mm粒径团聚体对全土酶活性的贡献率最高,分别达38.7%、41.2%.相关分析结果表明,土壤团聚体MWD与GRSP、SOC和脲酶活性之间呈显著正相关,且GRSP含量与SOC和脲酶活性也呈极显著正相关.综上,将土壤水吸力30 kPa设为灌水下限,有利于提高设施土壤团聚体稳定性,并增强团聚体对其中养分、酶活性和球囊霉素的保护作用.     

华西雨屏区常绿阔叶林不同深度土壤氮矿化及酶活性对模拟氮沉降的响应

在森林土壤中，无机氮的垂直移动速率较快，因此大气氮沉降极有可能对下层森林土壤造成较大影响，且表层土壤往往与下层土壤的物理化学特性和所处环境差异较大，因此土壤剖面中不同深度的土壤对大气氮沉降的响应可能存在较大差异。以往研究表明，"华西雨屏"区的年均氮湿沉降量高达95 kg N hm^-2 a^-1，处于中国最高水平，该森林生态系统出现一定氮饱和特征。基于以上背景，研究华西雨屏区常绿阔叶林不同深度土壤氮矿化及相关酶活性对模拟氮沉降的响应，从2014年1月起进行野外定位模拟氮沉降试验，分别设置对照（CK，+0 g N hm^-2 a^-1）、低氮（LN，+5 g N hm^-2 a^-1）和高氮（HN，+15 g N hm^-2 a^-1）3个氮添加水平。在氮沉降进行5年后进行土壤采样，测定不同深度土壤（上层0-15 cm、中层15-30 cm、下层30-45 cm）全氮（TN）、硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）含量及氮矿化相关酶活性。结果表明：（1）该常绿阔叶次生林不同深度土壤TN有显著差异；（2）模拟氮沉降对该系统土壤氮矿化总体表现出极显著抑制作用，其中中层土壤抑制作用最为强烈，净氮矿化速率主要受硝化过程的影响；（3）氮矿化相关酶活性均随土壤深度的加深而降低，模拟氮沉降对土壤脲酶活性有极显著促进作用，对土壤硝酸还原酶活性有显著抑制作用。由于无机氮在土壤剖面中的高度可移动性，深层土壤氮循环和特征对氮沉降的响应需要更加密切的关注。     

川西亚高山森林土壤呼吸和微生物生物量碳氮对施氮的响应

随着全球大气氮沉降的明显增加,将有可能显著影响我国西部地区受氮限制的亚高山森林生态系统。土壤微生物是生态系统的重要组成部分,是土壤物质循环和能量流动的重要参与者。由于生态系统类型、土壤养分、氮沉降背景值等的差异,土壤呼吸和土壤生物量碳氮对施氮的响应存在许多不确定性。而施氮会不会促进亚高山森林生态系统中土壤呼吸和微生物对土壤碳氮的固定?基于此假设,选择了川西60年生的四川红杉(Larix mastersiana)亚高山针叶林为研究对象,通过4个水平的土壤施氮控制试验(CK:0 g m~(-2) a~(-1)、N1:2 g m~(-2)a~(-1)、N2:5 g m~(-2) a~(-1)、N3:10 g m~(-2)a~(-1)),监测了土壤呼吸及土壤微生物生物量碳氮在一个生长季的动态情况。结果表明:施氮对土壤呼吸各指标和土壤微生物碳氮都有极显著的影响,施氮能促进土壤全呼吸、自养呼吸、异养呼吸通量和土壤微生物生物量碳氮的增长,施氮使土壤呼吸通量提高了11%—15%,土壤微生物量碳提高了5%—9%,土壤微生物量氮提高了23%—34%。在中氮水平下(5 g m~(-2) a~(-1))对土壤呼吸的促进最显著。相关分析发现,土壤呼吸与微生物生物量碳氮和微生物代谢商极呈显著正相关,微生物量碳氮与土壤温度呈极显著的正相关,与土壤湿度呈极显著负相关。通过一般线性回归拟合土壤呼吸速率与土壤10 cm温湿度的关系,发现土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著的正相关,与土壤湿度极显著负相关(P0.001),中氮水平下土壤温度敏感性系数Q_(10)值(7.10)明显高于对照(4.26)。     

Available soil nitrogen in relation to fractions of soil nitrogen and other soil properties

The available N of 27 soils from England and Wales was assessed from the amounts of N taken up over a 6-month period by perennial ryegrass grown in pots under uniform environmental conditions. Relationships between availability and the distribution of soil N amongst various fractions were then examined using multiple regression. The relationship: available soil N (mg kg^–1 dry soil)=(N_min×0.672)+(N_inc×0.840)+(N_mom×0.227)–5.12 was found to account for 91% of the variance in available soil N, where N_min=mineral N, N_inc=N mineralized on incubation and N_mom=N in macro-organic matter. The N mineralized on incubation appeared to be derived largely from sources other than the macro-organic matter because these two fractions were poorly correlated. When availability was expressed in terms of available organic N as % of soil organic N (N_ao) the closest relationship with other soil characteristics was: N_ao=[N_inc×(1.395–0.0347×CN_mom]+[N_mom×0.1416], where CN_mom=CN ratio of the macro-organic matter. This relationship accounted for 81% of the variance in the availability of the soil organic N.The conclusion that the macro-organic matter may contribute substantially to the available N was confirmed by a subsidiary experiment in which the macro-organic fraction was separated from about 20 kg of a grassland soil. The uptake of N by ryegrass was then assessed on two subsamples of this soil, one without the macro-organic matter and the other with this fraction returned: uptake was appreciably increased by the macro-organic matter.     

华北盐渍化草地土壤净氮矿化速率对不同水平氮添加的响应

对于养分贫瘠的盐渍化草地生态系统, 大气氮沉降如何影响土壤氮循环过程是一个目前尚未解决的问题。该研究在位于华北地区山西省右玉县境内的盐渍化草地建立了一个模拟氮沉降的试验平台, 设置8个氮添加水平, 分别为0、1、2、4、8、16、24、32 g·m^-2·a^-1 (N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24、N32), 生长季5-9月, 每月月初以喷施的方式等量添加NH₄NO₃。从2017年5月到2019年10月, 运用顶盖PVC管法每月一次进行净氮矿化速率的测定同时计算了净氮矿化速率对不同水平氮添加的敏感性。主要结果表明: (1)高水平氮添加(N16、N24、N32)显著增加土壤无机氮库; (2)该盐渍化草地土壤氮矿化以硝化作用为主, 经过3年氮添加以后, 高氮添加(N24、N32)显著促进了土壤净硝化速率, 并且不同氮添加水平在不同的月份和年份中表现出差异性响应; (3)不同氮添加水平对土壤净氮矿化敏感性的影响在不同降水年份差异显著, 短期低水平氮添加提高了土壤净氮矿化的敏感性, 而高水平氮添加降低土壤净氮矿化敏感性; (4)盐渍化草地土壤净氮矿化速率与土壤温度和水分呈正相关关系, 与土壤pH呈负相关关系。因此, 在当前氮沉降增加的背景下, 北方盐渍化草地土壤氮矿化速率对低氮添加的敏感性较高, 结合氮沉降的特点, 未来模型预测应该同时考虑氮沉降对盐渍化草地的可能影响。     

Rethinking sources of nitrogen to cereal crops

Understanding how to manage N inputs to identify the practices that maximize N recovery has been an organizing principle of agronomic research. Because growth in N fertilizer inputs is expected to continue in an ongoing effort to boost crop production over coming decades, understanding how to efficiently manage recovery of fertilizer N will be important going forward. Yet synthesis of published data that has traced the fate of ¹⁵N‐labeled fertilizer shows that less than half of the N taken up by crops is derived from current‐year N fertilizer. The source of the majority of N in crops is something other than current‐year fertilizer and the sources are not really known. This is true for maize (only 41% of N in crops was from current‐year N fertilizer), rice (32%), and small grains (37%). Recovery of organic fertilizer N (manure, green manure, compost, etc.) in crops is low (27%), though N recovery in subsequent years (10%) was greater than that for mineral fertilizers. Thus, while research on efficiency of N fertilizer use through improved rate, type, location, and timing is important, this research fails to directly address management of the majority of the N supplied to crops. It seems likely that the majority of non‐fertilizer N found in crops comes from turnover of soil and crop residue N. We encourage the research community to revisit the mental model that fertilizer is a replacement for N supply from turnover of soil organic N (SON) and consider a model in which N fertilizer augments ongoing SON turnover and makes an important longer term contribution to SON maintenance and turnover. Research focused on the efficient recovery of N current‐year fertilizer inputs neglects this potential role for building soil N and managing soil N turnover, which seems likely to be the most important source of crop N.     

高寒湿地土壤微生物区系组成对氮添加的响应

土壤微生物是土壤养分循环的关键驱动者,对土壤环境变化感应明显,氮是陆地生态系统的限制元素之一,其改变可能会给生态系统物种多样性造成一定影响.为了解高寒湿地土壤微生物组成对氮添加的响应,以青海湖流域高寒湿地为研究对象,通过(0 g·m-2、0.5 g·m-2、1 g·m-2、1.5 g·m-2、2 g·m-2、2.5 g...     

Using NCSWAP to simulate seasonal nitrogen dynamics in soil and corn

The objective of this study was to determine if a re-calibrated version of the computer model NCSWAP (version 36) could accurately predict corn growth and soil N dynamics in conventionally tilled (CT) and no-till (NT) corn supplied with legume green manure or ammonium nitrate as N sources. We also attempted to ascertain the reasons for limitations in the model's ability to simulate corn growth and soil N dynamics found by our colleagues in a previous study and to propose potential improvements. The model was calibrated to accurately simulate total available N (N in plant above-ground biomass plus soil nitrate in the 0 to 45 cm profile) for a control and a fertilizer CT treatment in the 1992 growing season. To do so, input values defining the quantities of active soil organic N had to be reduced to 19% of the values proposed by the model developers and a solute transport factor defining the mobile vs. immobile fractions of soil nitrate adjusted from 0.8 to 0.2. The discrepancies between the proposed values and the lower values employed in this study might be due to the uncertainties in quantitatively describing soil N mineralization processes and the way they are handled in the model, as well as the lack of a component simulating macroporous-influenced water flow and solute transport in the model. With the current version, until one knows how to predict what these values are, the model needs to be re-calibrated for each experimental site and condition and thus is of limited value as a general model.With no further adjustment of input values, model validation success was mixed. The model accurately predicted total available N for treatments in the second year of the experiment that had the same N source and tillage as the treatments used for the calibration year but with the different weather and growing conditions. However, total available N was underpredicted where legume green manure was the N source and overpredicted with no-till cultivation. The model was accurate in simulating seasonal corn growth for nearly all the treatments, judged by nonsignificant mean difference (MD) values and highly significant correlation coefficients (r). Prediction of seasonal soil nitrate concentration was less accurate compared to total available N and corn growth variables. Potential improvements in the model's simulation of a no-till system as well as for predicting corn harvest yield and seasonal soil nitrate concentration where N deficiency occurs were discussed.     

亚热带不同林分土壤矿质氮库及氮矿化速率的季节动态

以亚热带地区天然林、格氏栲人工林和杉木人工林为对象,采取PVC管原位培养连续取样法,对不同林分土壤净氨化速率、净硝化速率及净氮矿化速率进行为期一年(2014年9月—2015年8月)的研究,分析林分类型和季节动态对土壤矿质氮库和净氮矿化速率的影响.结果表明: 硝态氮是该地区土壤矿质氮库的主要存在形式,天然林和杉木人工林土壤硝态氮含量分别占总土壤矿质氮库的55.1%～87.5%和56.1%～79.1%,林分间土壤铵态氮含量差异不显著,硝态氮含量差异显著,其中格氏栲人工林土壤硝态氮含量显著低于天然林和杉木人工林.土壤硝态氮库和矿质氮库在不同月份间差异显著,在植物非生长季节(10月至次年2月)较大,在植物生长季节(3—9月)较小.各林分全年土壤净硝化速率均较低,净氨化速率是净氮矿化速率的主要存在形式,林分类型对土壤净氨化速率有显著影响,其中杉木人工林显著低于天然林和格氏栲人工林.月份对土壤净氨化速率有显著影响,各林分土壤净氨化速率变化规律不一致,但均在11月和2月达到一年中的最低值.重复测量方差分析显示,林分类型和季节动态对土壤矿质氮库及氮矿化速率均有显著影响.温度和水分是影响土壤矿质库及氮矿化速率的重要因素,凋落物对土壤氮矿化速率的影响主要是通过质量控制而非数量控制.     

湿地土壤微生物功能多样性及碳氮组分对长期氮输入的响应

氮输入对湿地生态系统碳氮循环具有重要影响,研究湿地土壤微生物功能多样性及碳氮组分对氮输入的响应,对于明确湿地土壤碳氮循环微生物驱动机制具有重要意义。依托长期野外氮输入模拟试验,利用Biolog-ECO微平板技术,分析不同浓度氮输入:N1(6 g N m^-2 a^-1)、N2(12 g N m^-2 a^-1)和N3(24 g N m^-2 a^-1)对湿地土壤表层(0-15 cm)和亚表层(15-30 cm)微生物碳源代谢活性、功能多样性和碳氮组分的影响。结果表明:N2处理显著提高了亚表层土壤微生物碳源代谢活性和McIntosh指数,N3处理显著降低了表层土壤微生物Shannon指数和Shannon-evenness指数。随氮输入浓度增加湿地表层土壤微生物对糖类的利用率显著降低,N3处理表层土壤微生物对胺类的利用率以及亚表层土壤微生物对醇类的利用率显著提高。N1处理显著提高了湿地表层土壤全氮和微生物量碳含量;N2、N3处理显著提高了土壤铵态氮、硝态氮含量;N3处理显著降低了土壤pH值。湿地土壤pH、总碳、溶解性有机碳含量是影响微生物碳源代谢活性和功能多样性的重要因素,土壤溶解性有机碳、铵态氮、全氮含量、含水率是影响微生物碳源利用变化的主要因子。     

南亚热带马尾松人工林土壤氮矿化对减雨的响应

为预测降水变化对人工林生态系统土壤氮矿化过程的影响,以南亚热带马尾松（Pinus massoniana Lamb.）人工林为研究对象,采用PVC顶盖埋管法,研究穿透雨减少50%和不减雨（对照）下土壤氮矿化特征。铵态氮是南亚热带马尾松人工林无机氮存在的主要形态,土壤氮矿化以氨化作用为主。穿透雨减少显著降低了土壤净硝化速率、土壤含水量、pH、可溶性有机碳含量、过氧化物酶及丛枝菌根真菌饱和脂肪酸,而显著增加了土壤净氨化速率、硝态氮、N-乙酰-葡萄糖苷酶和蛋白酶,但是影响程度因季节和土层而异。土壤净氨化速率与N-乙酰-葡萄糖苷酶呈极显著负相关,土壤含水量是对土壤净硝化速率影响力最大的变量,β-葡萄糖苷酶、真菌饱和脂肪酸及细菌真菌饱和脂肪酸比的影响次之。表明短期降水减少显著改变了马尾松人工林的土壤理化性质、净氨化和硝化速率,这可能会进一步影响其树木生长和养分吸收。