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。     

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。     

大伙房水库流域水源涵养林植被类型对土壤NH_4~+-N和NO_3~--N淋溶的影响

流域内植被类型是土壤氮素淋溶迁移的重要影响因子,降雨丰水季节不同植被类型土壤氮素淋溶是量化评价流域土壤氮素流失和水质变化的关键。本研究采用离子交换树脂袋法分析降雨丰水期槭树-蒙古栎林、落叶松人工林和山杨林3种植被类型土壤NH_4~+-N和NO_3~--N淋溶季节动态特征。结果发现,降雨丰水期(7—9月)不同植被类型土壤无机氮含量(NH_4~+-N和NO_3~--N)动态变化差异显著(P0.05),NH_4~+-N在无机N中占73.4%~93.3%,槭树-蒙古栎林、山杨林NO_3~--N含量7月份最大,而落叶松人工林NO_3~--N含量8月份最大;土壤氮素淋溶的主要成分是NO_3~--N,落叶松人工林土壤氮潜在性淋溶高于槭树-蒙古栎林和山杨林;土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)随着土层加深逐渐减小,阔叶林MBC和MBN显著大于落叶松人工林;土壤N淋溶量与MBN呈显著负相关,证明土壤微生物N固持作用能减少N淋溶流失。据此结果,建议在该流域开展水源涵养林建设中应加强河岸带天然林保护和促进人工水源涵养林转变为天然次生林。     

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)。     

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。     

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。     

玉米秸秆覆盖还田量对免耕土壤有机碳中红外光谱特征的影响

依托位于中国东北黑土地区长期免耕玉米秸秆还田试验平台,分析了不同秸秆还田量(0、33%、67%和100%)连续归还8年后表层(0～5 cm)、中层(20～40 cm)和深层(60～100 cm)土壤有机碳中红外光谱特征,评价了玉米秸秆还田量对免耕土壤碳化学组成和稳定性的影响。结果表明: 与免耕无秸秆覆盖还田相比,33%与100%秸秆还田均有利于表层和中层多糖组分的积累,但前者降低了表层土壤碳组成多样性,而后者有利于各层次土壤碳化学稳定性的维持;67%秸秆还田提高了深层土壤碳化学稳定性。综上,当秸秆资源充足时,免耕结合100%全量秸秆还田可在提高0～40 cm土层微生物可利用碳底物的基础上,维持土壤碳的化学稳定性。秸秆还田量与土壤中红外光谱特征间无线性关联,表明亟需挖掘不同秸秆还田量处理下土壤碳周转的微生物参与机制。     

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。     

免耕不同秸秆覆盖量对黑土微生物群落及其残留物的影响

为探究免耕和不同秸秆覆盖量下土壤微生物群落组成及残留物的变化规律,依托中国东北黑土区的玉米保护性耕作长期平台(始建于2007年),以传统耕作(翻耕+无秸秆还田)为对照(CT),对免耕结合不同秸秆覆盖量[免耕+无秸秆还田(NT0)、免耕+1/3秸秆覆盖还田(NT1/3)、免耕+2/3秸秆覆盖还田(NT2/3)和免耕+全量秸秆覆盖还田(NT3/3)]下不同土层(0～5、5～10、10～20 cm)土壤理化性质、磷脂脂肪酸和氨基糖的变化特征进行分析。结果表明：与CT相比,免耕无秸秆还田处理(NT0)对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、含水量、微生物群落及其残留物等均无显著影响;免耕结合秸秆覆盖还田主要影响了土壤表层各指标,与CT相比,0～5 cm土层中NT1/3、NT2/3、NT3/3处理SOC含量分别显著提高了27.2%、34.1%、35.6%,NT2/3和NT3/3处理磷脂脂肪酸含量分别显著提高了39.2%和65.0%,NT3/3处理氨基糖含量(微生物残留物)显著提高了47.2%;免耕不同秸秆覆盖量的土壤理化性质和微生物群落差异随土壤深度...     

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。     

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。     

氮素形态对铁线莲光合特性及氮代谢的影响

为了解铁线莲的光合性能和氮素代谢的响应机制,对不同氮素形态配比下1 a生厚叶铁线莲(Clematis crassifolia)与天台铁线莲(C.paten ssp.tientaiensis)的生长、光响应曲线、A-Ci曲线和氮代谢相关酶活性进行了比较。结果表明,氮素形态配比显著影响铁线莲的生物量和叶绿素(Chl)含量,厚叶铁线莲在铵态氮(NH_4~+-N)与硝态氮(NO_3~–-N)配比为1∶1时,生物量、Chl a、Chl b、Car含量达到最大;天台铁线莲的Chl a和Chl b含量在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶3时最高。在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶1时,厚叶铁线莲的光饱和点和天台铁线莲的光补偿点为最大值,且厚叶铁线莲叶片的Vc_(max)与J_(max)值均显著高于其他处理。天台铁线莲的谷氨酰胺合成酶(GS)活性在NH_4~+-N/NO_3~–-N为3∶1处理下最高,而硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性在NH_4~+-N/NO_3~–-N为1∶3时显著高于其他处理。可见,NH_4~+-N和NO_3~–-N混合施用能有效促进2种铁线莲的生长和光合作用,加强氮素利用效率。厚叶铁线莲适宜的NH_4~+-N/NO_3~–-N配比为1∶1,而天台铁线莲更适宜1∶3。     

长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响

阐明长期免耕不同秸秆覆盖量下玉米产量变化趋势及其稳定性差异,可为建立和评价长期保护性耕作模式、促进粮食持续生产提供理论支撑.本研究基于我国东北黑土区长期保护性耕作定位试验(始于2007年),以传统垄作(RT)为对照,分析了免耕无秸秆覆盖(NT0)、免耕33％秸秆覆盖(NT33)、免耕67％秸秆覆盖(NT67)和免耕10...     

冻融循环对温带3种林型下土壤微生物量碳、氮和氮矿化的影响

为了解冻融过程对森林土壤有机氮转化的影响,以长白山地区硬阔叶林、红松阔叶林和次生白桦林温带3种典型林型下的0—10 cm层(上层)和10—20 cm层(下层)土壤为试验材料,采用模拟冻融循环过程(-15—5℃)研究了冻融循环中3种林型下土壤微生物量和有效氮素的动态变化。结果表明:冻融培养过程中,多数情况下,3种林型上层土壤微生物量碳(SMBC,Soil Microbial Biomass Carbon)和土壤微生物量氮(SMBN,Soil Microbial Biomass Nitrogen)含量高于冻融循环前的对照处理(5℃恒温培养4 d后的土壤,记为CK)。冻融循环过程中3种林型下0—10 cm土层的SMBC和SMBN均显著高于10—20 cm土层(P0.05),表现出明显的SMBC和SMBN空间异质性特征。冻融过程对土壤NO_3~--N含量影响不明显,每种林型同层次不同冻融频次的土壤NO_3~--N含量间均无显著差异(P0.05)。3种林型0—10 cm层土壤的NH_4~+-N含量随冻融频次的增加表现相似的动态变化趋势,均在第3、4、5次冻融循环时表现出明显的NH_4~+-N释放特征。3种林型氮素矿(硝)化作用对冻融过程的响应明显,冻融温度变化、冻融频次和土壤层次对土壤净硝化率和净氮矿化率影响显著。3种林型下的土壤净硝化率波动偏大,0—10cm层在第2次冻融后出现最大峰值,其次为第7和第5次冻融循环。在3种林型0—10 cm层土壤中,土壤净硝化率与净氮矿化率均表现为:在短期冻融循环后达到峰值,而后呈现不同程度减小的趋势。     

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。     

保护性耕作措施对旱地春玉米土壤水分和硝态氮淋溶累积的影响

通过渭北旱塬春玉米15年定位试验,研究6种保护性耕作方式,即传统翻耕(CT)、免耕(NT)、免耕配施生物炭(NB)、免耕秸秆覆盖(NS)、免耕地膜覆盖(NF)和免耕秸秆地膜覆盖(NSF)对土壤水分与硝态氮淋溶的影响,探索适宜于该区可持续发展的农田管理措施.结果表明: 与NT相比,第一次水分补给时期0～100 cm土层,CT处理水分补给量无显著差异,NS、NB、NSF和NF处理显著降低;在100～300 cm土层,NS、NB、NF和NSF处理显著增加了水分补给量,CT显著低于NT处理.第二次水分补给时期,水分补给主要集中在0～100 cm土层,且各处理与NT水分补给量无显著差异.水分消耗时期,各处理与NT处理在0～100 cm土层消耗量无显著差异,NF和NSF在100～300 cm土层水分消耗量显著增加,分别增加了33.9%和59.9%.在0～200 cm土层,与NT相比,CT处理显著增加了硝态氮累积量,是NT的2.2倍,NS、NB、NF和NSF处理显著减少了硝态氮累积量,分别减少了44.6%、61.5%、69.2%和69.8%;而在200～300 cm土层,NS处理显著增加了硝态氮累积量,CT与NT处理无显著差异,NB、NF和NSF处理显著减少.土壤水分运动能显著影响硝态氮在土壤剖面的分布,NB、NF和NSF处理硝态氮主要分布在0～40 cm土层,NS主要分布在0～100 cm和200～300 cm土层,而NT和CT处理硝态氮在整个剖面大量分布,其中NS、NT和CT处理出现两个硝态氮累积峰.不同农田管理措施通过对水分的调控减少硝态氮淋溶,进而提高氮素利用效率,其中免耕基础上秸秆地膜覆盖能有效调控土壤水分运动和减少硝态氮淋溶累积,是旱塬区改善农田水肥状况,增加作物产量的可行措施.     

秸秆还田量对植物寄生线虫群落的影响

利用运行11年的中国科学院保护性耕作长期定位试验站,开展了4个不同秸秆还田量处理即秸秆不覆盖还田(NT0)、秸秆33%覆盖还田(NT33)、秸秆67%覆盖还田(NT67)和秸秆100%覆盖还田(NT100)对植物寄生线虫群落影响的研究。本研究共分离鉴定到植物寄生线虫16个属,优势属4个,即巴兹尓属(Basiria)、垫刃属(Tylenchus)、拟盘旋属(Pararotylenchus)和短体属(Pratylenchus)。植物寄生线虫总丰度在0～10 cm土层随着秸秆还田量的增加先增加后减少,在10～20 cm土层随着秸秆还田量的增加变化很小,但两个土层不同秸秆还田量处理间植物寄生线虫总丰度差异均不显著。秸秆还田各个处理中,植物寄生线虫c-p(colonizers-persisters)类群以c-p3类群占优势。秸秆还田导致了0～10 cm土层土壤总有机碳含量增加,植物寄生线虫优势属中巴兹尔属(Basiria)和垫刃属(Tylenchus)的丰度增加,植物寄生线虫c-p2类群的相对丰度增加,以及c-p2和c-p3类群的生物量增加。秸秆还田量的增加并没有增加植物寄生线虫危害的风险。秸秆还田主要是通过影响土壤总有机碳和pH的变化来影响植物寄生线虫c-p类群。     

氮素形态及配比对雷竹光合特性和氮代谢酶活性的影响

为给雷竹林的合理施用氮肥提供科学依据,通过盆栽试验,设置了硝铵比(NO_3~--N∶NH_4~+-N)为1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1的5个氮素形态营养处理,测定了雷竹叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)光合参数以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性。结果表明:随氮素供应中NH_4~+-N比例的增加,雷竹叶片Chla、Chlb、Car含量和Pn、Gs、Tr均呈先升高后降低的变化趋势,硝铵比1∶2处理明显高于其他处理,而Ci出现相反的变化规律,在硝铵比1∶2处理时明显低于其他处理;NR、GS活性随NH_4~+-N比例的增加也呈先升高后降低的变化趋势,且NH_4~+-N/NO_3~--N混合营养的处理间无显著差异,均高于单一氮素形态的营养处理。综合分析认为,雷竹为弱喜铵植物,但硝铵混合营养更能促进雷竹光合作用和氮同化能力。     

长期免耕秸秆覆盖对寒地草甸土土壤物理性质的影响

黑龙江地处中温带地区,农田秸秆量大,不同秸秆还田技术与耕作制度结合对土壤物理性质的影响尚不明确.通过2010-2017年连续8年的田间定位试验,研究免耕条件下秸秆覆盖对草甸土土壤物理性质的影响.试验设秸秆无覆盖区(0%)、30%覆盖量(30%)、60%覆盖量(60%)、100%覆盖量(100%)4个处理.结果表明: 免耕条件下,秸秆覆盖可使土壤容重增加0.10～0.20 g·cm^-3,差异达到显著水平,并随覆盖量增加呈递增趋势;秸秆覆盖使土壤固相率比无覆盖增加2.5%～7.8%;土壤温度随秸秆覆盖量增加降幅增大,表层尤为明显,0～5 cm土层温度降幅1.87～2.90 ℃;土壤含水量随秸秆覆盖量增加呈增加趋势,与无覆盖相比差异显著,0～5 cm土层增加幅度为6.4%～10.2%;秸秆覆盖使土壤总孔隙和直径>0.05 mm通气孔隙减少,0.05～0.002 mm有效孔隙增加,覆盖量越大增加越明显,对土壤无效孔隙的影响不规律.长期秸秆覆盖增加了土壤紧实度和土壤水分,降低了土壤温度和土壤总孔隙,增加了0～5 cm土层土壤有效孔隙.