长期施用有机物料下黑土氮素有效性及其与作物产量的关系

利用长期定位施肥试验,于2011年采样研究长期施用不同有机物料(秸秆、有机肥)对东北黑土氮素有效性的影响,并分析氮供应与作物生物量及产量的关系.结果表明:化肥配施有机肥、化肥配施低量秸秆均可显著提高黑土农田土壤无机氮和硝态氮含量,进而提高作物产量;尽管化肥配施高量秸秆提高了土壤氮矿化速率,但可能由于硝态氮淋溶或者其他形式的氮素损失或转化,与化肥配施低量秸秆处理相比,化肥配施高量秸秆下土壤无机氮量并没有增加.可见,适量施用有机物料对提高土壤氮素有效性、提高作物产量及保护环境具有重要意义.     

正常和环割条件下不同形态氮素添加对红椎幼苗光合特性的影响

采用盆栽试验和韧皮部环割方法研究了碳水化合物供应、氮素形态及其交互作用对红椎幼苗叶片光合特性的影响。无机氮源采用硝酸铵(AN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N),有机氮源采用尿素(Urea)、精氨酸(Arg)和甘氨酸(Gly),氮素施用量均为10g N/m~2,处理时间为10 d。研究结果表明,环割、氮素形态及其交互作用均显著影响了红椎幼苗叶片的净光合速率(Pn);单一环割处理显著降低了红椎幼苗叶片Pn、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、相对叶绿素含量和CO2利用效率(CUE),但显著提高了叶片水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls),其叶片Pn降低主要是由气孔限制和叶绿素含量降低所导致的。正常条件下,所有氮素形态处理均显著降低了红椎幼苗叶片的Pn、Gs、Ci和Tr,但显著升高了叶片Ls和WUE,其叶片Pn降低的主要原因是供氮过高引起的叶片气孔限制。正常条件下,除Arg处理外,其他氮素形态均显著升高了红椎幼苗叶片的CUE,其中以Gly处理的促进作用最大。环割条件下,3种有机态氮素的添加均显著缓解了单一环割处理对红椎幼苗叶片Pn的抑制作用,尤其以精氨酸最为明显,供应精氨酸的叶片Pn值从单一环割处理的强烈抑制中恢复到了对照水平,而无机态氮的供应均未显著改变这种抑制。结果表明短期碳水化合物供应的阻断会显著抑制红椎幼苗叶片的光合能力,适量供应精氨酸、甘氨酸和尿素等有机态氮会有效缓解这种抑制作用,其中以精氨酸的作用最为明显。     

氮素形态对小白菜生长和碳氮积累的影响

水培条件下,研究不同氮素形态(硝态氮、铵态氮、甘氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、牛血清蛋白,以及甘氨酸与硝态氮、牛血清蛋白与硝态氮的混合氮源)对小白菜生长和碳氮积累的影响.结果表明:不同氮素形态对小白菜质量、碳氮积累量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和游离氨基酸含量的影响不同;硝态氮处理下小白菜地上部分和根的干质量与鲜质量均最大;甘氨酸对小白菜根系的生长及碳氮积累具有明显的促进作用;在3种氨基酸中,谷氨酰胺更有利于小白菜地上部分的生长和氮积累.聚类分析表明,9种氮素形态处理按营养效应大小分为:硝态氮、谷氨酰胺＞甘氨酸与硝态氮混合氮源、牛血清蛋白与硝态氮混合氮源、甘氨酸、铵态氮＞丙氨酸、牛血清蛋白、对照.有机氮源可以作为小白菜生长的氮源,不同的氮素形态对植物产生的生理效应不同.     

不同水氮条件下骆驼刺幼苗生长及氮效率变化特征

在荒漠生态系统氮沉降背景下,研究退化植被幼苗对水分和氮素变化的响应特征,对实现植被恢复和重建具有重要意义。在塔里木盆地南缘对骆驼刺（Alhagi sparsifolia）幼苗通过2年的水分（干旱、中水和湿润）和氮素（不施氮、低氮（51 mg/kg）、中氮（102 mg/kg）和高氮（306 mg/kg））添加试验,研究骆驼刺幼苗干物质累积、生物固氮和氮效率对水氮条件变化的响应。结果表明,骆驼刺幼苗不同器官的干物质累积和吸氮效率对水氮条件变化的响应因生长年份而异,但幼苗整株干物质累积和吸氮效率在2个生长年份的变化趋势却相似。在干旱条件下,骆驼刺幼苗的干物质量、吸氮效率和生物固氮量均在低氮处理下显著增加,之后随施氮量增加而降低。水氮交互可显著提高幼苗干物质累积、吸氮效率和生物固氮量,其中以中水中氮处理的效果最好。水氮添加有降低骆驼刺幼苗氮素利用效率（NUE）的趋势,但在干旱和中水条件下施氮可显著提高幼苗的生物固氮比例,然而生物固氮比例与NUE仅在第2个生长年份呈显著负相关。在2个生长年份,骆驼刺幼苗干物质量与吸氮效率和生物固氮量呈极显著正相关关系,但与NUE和生物固氮比例并无明显相关性。这表明骆驼刺幼苗主要是通过调节吸氮效率和生物固氮量来适应水氮条件变化,进而影响幼苗干物质累积。     

长期不同施肥对玉米根茬生物量及养分累积量的影响

以黄土高原南部两个长期定位试验（分别开始于1990和2003年）为研究对象,探讨了不同肥料处理对玉米根茬生物产量和养分累积的影响.于2011年10月玉米收获后采集0～20 cm土层不同施肥处理玉米根茬.结果表明：与不施肥及偏施N、NK、PK化肥相比,氮磷配施（NP）、氮磷钾平衡施肥（NPK）、有机无机配施（M₁NPK、M₂NPK）及化肥配合秸秆（SNPK）处理均显著提高了玉米根茬干质量.根茬固碳量及氮、磷、钾养分累积量在NP、NPK、M₁NPK、M₂NPK、SNPK处理显著高于不施肥和偏施N、NK、PK化肥处理,其中以有机无机配施处理效果最好.与不施氮肥（N₀）相比,施氮120 kg N·hm^-2（N₁₂₀）和240 kg N·hm^-2（N₂₄₀）处理根茬干质量分别提高38%和45%,高量氮肥对根茬增量效果不显著.施用氮肥也显著提高了根茬碳、氮、磷、钾累积量.根茬可溶性有机碳、可溶性总氮含量在NP、NPK、M₁NPK、M₂NPK、SNPK及N₁₂₀和N240处理中较高.氮磷钾平衡施肥、有机无机配施以及秸秆还田处理降低了根茬的纤维素、木质素含量.根茬C/N、木质素/N在CK、PK、N₀处理间显著高于其他施肥处理.因此,氮磷配施、氮磷钾平衡施肥、有机无机配施及秸秆还田处理能够促进玉米根生长,提高营养成分含量,有利于土壤培肥和固碳.     

不同施肥处理对玉米秸秆碳氮比及其矿化特性的影响

以两个长期定位试验不同施肥处理玉米秸秆为对象,采用室内培养试验研究了其碳、氮养分在土壤中的矿化特性.结果表明：与未施肥处理相比,施用化肥（NPK）或化肥与有机肥配施（MNPK）处理明显增加了玉米秸秆的氮素含量,降低了其C/N.不同处理秸秆碳、氮矿化量和被微生物固持的碳、氮量因培养时期不同而异,NPK、MNPK和240 kg N·hm^-2处理秸秆在培养期间碳的矿化率显著高于相应不施肥处理;60 d培养期结束后,NPK处理秸秆的有机碳矿化量最大,占加入总有机碳的13.24%.各施肥处理玉米秸秆施入土壤后引起的土壤矿质氮固持量均较不施肥秸秆低,其中MNPK处理最低.施用秸秆增加了土壤微生物的代谢熵（qCO₂）,但不同处理间qCO₂的差异较小;各处理土壤微生物生物量碳、氮含量因培养时期不同而异.因此,生产中利用秸秆时应考虑不同施肥处理秸秆养分含量的差异.     

不同施肥处理对玉米秸秆碳氮比及其矿化特性的影响

以两个长期定位试验不同施肥处理玉米秸秆为对象,采用室内培养试验研究了其碳、氮养分在土壤中的矿化特性.结果表明：与未施肥处理相比,施用化肥（NPK）或化肥与有机肥配施（MNPK）处理明显增加了玉米秸秆的氮素含量,降低了其C/N.不同处理秸秆碳、氮矿化量和被微生物固持的碳、氮量因培养时期不同而异,NPK、MNPK和240 kg N·hm^-2处理秸秆在培养期间碳的矿化率显著高于相应不施肥处理;60 d培养期结束后,NPK处理秸秆的有机碳矿化量最大,占加入总有机碳的13.24%.各施肥处理玉米秸秆施入土壤后引起的土壤矿质氮固持量均较不施肥秸秆低,其中MNPK处理最低.施用秸秆增加了土壤微生物的代谢熵（qCO₂）,但不同处理间qCO₂的差异较小;各处理土壤微生物生物量碳、氮含量因培养时期不同而异.因此,生产中利用秸秆时应考虑不同施肥处理秸秆养分含量的差异.     

铵态氮和氨基酸态氮配施对甜菜生长特性及碳代谢的影响

采用甜菜(Beta vulgaris L.)为试验材料,在盆栽条件下,施以无机氮(铵态氮)和有机氮(氨基酸态氮)不同比例(有机氮分别占总施氮量33%和67%)配施,分析了甜菜不同生育阶段叶片叶绿素含量、块根和茎叶全氮含量、干物质、叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、转化酶、可溶性糖、蔗糖、还原糖以及甜菜产量、含糖率和产糖量的变化规律,探讨了不同氮素形态比例对甜菜生长特性和碳代谢的影响。结果表明,无机氮(铵态氮)和有机态氮(氨基酸态氮)不同比例配施在不同的生育时期,对甜菜的生长特性和碳代谢的影响不同。不同比例有机态氮的处理可以增加甜菜地上和地下的干物质积累,在收获期之前,有机氮(占总施氮量67%)处理明显促进甜菜生长,到收获期之后有机氮(占总施氮量33%)处理的甜菜干物质量积累最多;在全生育期,不同有机氮(占总施氮量33%和67%)处理均增加甜菜叶片的叶绿素含量;在糖分增长期之后,有机态氮处理的甜菜块根和叶片氮积累量均大于无机氮处理,说明氨基酸态氮也可以成为良好氮源;不同比例有机态氮的处理可以在甜菜不同生育期提高甜菜叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性和转化酶活力;随有机态氮比例的增加,块根中可溶性糖、蔗糖含量明显增加,还原糖含量降低,对块根蔗糖的积累有促进作用;块根中含糖率有机态氮比例的增加而增加,但块根产量和产糖量以有机态氮占总施氮量33%时最高。     

养分供给对黑青杨等杨树生长动态及养分分配的影响

探究不同养分添加对黑青杨、小黑杨和大青杨幼苗生长和养分分配的影响,旨在揭示3种杨树品种对养分的需求利用规律,为苗圃培育杨树苗木提供参考。以黑青杨、小黑杨和大青杨为材料,采用3因素3水平(N:1.5、3、6 g·株-1;P:0.75、1.5、3 g·株-1;K:0.5、1、2 g·株-1)L9(34)正交试验设计,以不施肥为对照,研究不同养分供给水平对不同杨树生长动态变化及养分分配的影响。结果表明:(1)不同养分供给对黑青杨、小黑杨和大青杨苗高、地径生长量在7月中旬开始影响差异显著。3个品种苗高、地径生长指数均在氮、磷、钾1水平时最大。黑青杨氮、磷、钾分别选择3、1、2水平时其生物量最大,小黑杨氮、磷、钾分别选择2、1、1水平时其生物量最大,大青杨氮、磷、钾均选择1水平时其生物量最大。氮、磷、钾对黑青杨和小黑杨生长指标影响排序为N大于P和K,而对大青杨生长指标影响排序为K大于N和P。(2)黑青杨、小黑杨和大青杨在根、茎和叶中氮、磷、钾积累量大小均为N大于P和K,3个品种各器官内氮的积累量都大于磷和钾的积累量。在3个杨树品种中,各器官3种养分积累量显著不同,其中3个品种的氮积累量分配比大小依次为茎、叶、根,黑青杨和小黑杨的磷积累量分配比大小依次为茎、叶、根,大青杨积累量分配比大小依次为根、茎、叶,黑青杨和大青杨钾积累量的分配比大小依次为根、茎、叶,而小黑杨钾积累量的分配比大小依次为根、茎、叶。(3)经过对各指标综合分析,评价得出氮、磷、钾配比N1P1K1为大青杨、黑青杨、小黑杨最佳施肥方案,即氮肥1.5 g·株-1,磷肥0.75 g·株-1,钾肥0.5 g·株-1。     

施氮对三个南方珍稀树种幼苗生长和生物量分配的影响

为了探讨珍稀树种对短期氮素添加的响应,该文研究了氮素添加(0、0.1、0.2、0.4和0.6g·kg~(-1)土)对观光木、棱角山矾和半枫荷幼苗生长和生物量分配的影响。结果表明:3个树种幼苗对外源氮素添加的反应不同,施氮显著促进观光木幼苗株高、基径、冠幅以及全株生物量和各部分生物量的增加,中低氮促进半枫荷幼苗的生长,但高氮抑制其生长;少量施氮对棱角山矾幼苗的形态和生物量参数没有产生显著影响,中量施氮抑制其生长。氮素营养的改变显著影响3种植物幼苗的生物量分配,观光木幼苗的根生物量比和根冠比均随施氮量的增加而显著降低;除高氮处理外,半枫荷幼苗的根生物量比和根冠比均随供氮量的增加而显著升高;棱角山矾的根生物量比和根冠比均随供氮量的增加而显著升高,可能与施氮抑制其茎叶的生长有关。总的来看,观光木幼苗更能耐受高氮条件,半枫荷幼苗次之,而棱角山矾幼苗不耐高氮;但到当年生长季末,各氮处理半枫荷幼苗的株高、基径和总相对生长速率均显著大于其它两种植物。     

土著从枝菌根真菌(AMF)与不同形态氮对紫色土间作大豆生长及氮利用的影响

在紫色土上,探究接种土著AMF(indigenous arbuscular mycorrhizal fungi)及不同形态氮肥施用对间作大豆Glycine max生长及氮利用的影响,为提高间作大豆对土壤不同形态氮素的吸收与利用,减少土壤无机氮残留提供理论依据。采用盆栽试验,设2种种植方式(大豆单作和玉米/大豆间作),不同丛枝菌根真菌处理[不接种(NM)、接种土著AMF]和3个氮处理[不施氮(N0)、施无机氮(ION120)、施有机氮(ON120)],以期揭示土著AMF和不同形态氮施用对间作大豆生长及氮素吸收利用的影响。结果表明:与N0相比,施ION120和ON120处理显著增加了土壤无机氮的累积量。NM条件下,无论何种施氮处理的间作土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量均低于单作,其中当接种土著AMF时,与单作相比,间作对减少土壤无机氮的积累能力得到进一步加强。无论单作或是间作,相同菌根处理下,ION120和ON120处理的大豆地上部和根系生物量,大豆地上部和根系氮含量及大豆地上部和根系氮吸收量均不同程度地高于N0处理,其中间作-土著AMF条件下,ION120处理的根系生物量、根系氮含量及氮吸收量均显著高于ON120处理。间作-ION120条件下,土著AMF处理的大豆地上部氮含量、吸收量及根系氮含量、氮吸收量较NM处理分别提高了9.8%、69.8%和8.1%、54.8%,四者差异均达到显著水平。除根系氮吸收量外,地上部氮含量、氮吸收量及根系氮含量均在间作-土著AMF-ION120处理下显著提高,间作与土著AMF互作优势明显。间作-土著AMF条件下,ION120和ON120处理的大豆根系氮吸收效率高于N0处理,分别提高了2%和6%。总体来看,土著AMF与ION120氮肥施用对促进间作大豆生长与提高氮素利用率尤为明显,可望减少土壤氮素残留而减轻氮素流失的风险。     

丛枝菌根真菌萌发孢子利用不同氮素及外源葡萄糖对其代谢的影响

对各种含氮基质、葡萄糖和(或)根浸出液中培养的丛枝菌根真菌Glomus intraradices孢子,在萌发过程中对不同氮素的利用及其氨基酸的生物合成进行了研究.用稳定同位素标记及质谱仪来分析不同氮素的利用和氨基酸的生物合成.以高效液相色谱测量氨基酸的浓度.在缺少外源氮素的情况下,丛枝菌根真菌孢子萌发时可以利用内部储存的含氮化合物生物合成游离氨基酸.其中,丝氨酸和甘氨酸是大量合成的氨基酸.合成的氨基酸浓度在2周内随着萌发时间的增加而增加.在有可利用的外源无机氮(铵盐、硝酸盐和尿素)和有机氮(氨基酸)时,铵盐和尿素比硝酸盐更容易被AM真菌萌发孢子利用,而其利用氨基酸中的氮比无机氮源慢的多.孢子吸收同化外源无机氮,且将其整合到游离氨基酸中,这些新生氨基酸浓度比无外源氮添加时要高得多.在无葡萄糖添加的硝酸盐培养液中,AM真菌孢子中积累大量天冬酰胺.然而,在含有葡萄糖的培养液中,萌发孢子因葡萄糖的吸收促进了对外源氮的吸收,产生的游离氨基酸是无葡萄糖时的5倍,并且发现精氨酸转为含量最多的游离氨基酸.并且,从外源氮吸收同化的氮可以储存于精氨酸中,随之,精氨酸被整合到AM真菌孢子储存的蛋白质中.此外,根浸出原液在AM真菌孢子萌发2周后对氮的吸收作用不明显.     

长期施肥对小麦-玉米作物系统土壤颗粒有机碳和氮的影响

通过对华北平原小麦-玉米轮作农田生态系统18年田间施肥试验,研究了长期不同施肥处理对耕层(0～20 cm)土壤颗粒有机碳和氮及矿质结合有机碳和氮的影响.施肥处理包括化肥NPK不同组合（NPK、NP、NK、PK）、全部施用有机肥(OM)、一半有机肥+化肥NPK(1/2OMN)及不施肥(CK)共7个处理.结果表明：各施肥处理均能在不同程度上增加土壤颗粒有机碳和氮及矿质结合有机碳和氮含量,提高土壤颗粒有机碳和氮分配比例及颗粒有机质C/N.施肥处理颗粒有机碳和氮储量较不施肥处理分别增加11.7%～196.8%和13.0%～152.2%,土壤颗粒有机碳对总有机碳储量增加的贡献率为31.5%～67.3%,土壤颗粒有机氮对全氮储量增加的贡献率为14.3%～100.0%;矿质结合有机碳和氮储量较不施肥处理分别增加2.0%～75.0%和0.0%～69.8%.各处理颗粒有机碳和氮及矿质结合有机碳和氮储量均以OM处理最高,且有机肥与化肥NPK配施高于单施化肥各处理,而化肥处理中NPK均衡施用效果最好.说明施用有机肥、有机肥与化肥NPK配施及化肥NPK均衡施用是增加土壤颗粒有机碳和氮及矿质结合有机碳和氮的关键.     

不同施氮量和分施比例对棉花幼苗生长和水分利用效率的影响及其根源ABA调控效应

研究了分根交替供水(APRI)条件下不同施氮量(高氮HN 200kg/hm~2、中氮MN 120kg/hm~2和低氮LN 80kg/hm~2)和分区氮肥施用比例(1:3,2:2和0:4)处理下,经历干旱胁迫后棉花幼苗(品种:汴棉5号)株高、茎粗、根冠生物量、气体交换参数、水分利用效率(WUE)、总根长和根系表面积以及根源脱落酸(ABA)含量的变化。以期进一步明确根源ABA对棉花幼苗生长和WUE调控的生理生态效应。结果表明:施氮量和氮肥分施显著增强了干旱条件下根源ABA对棉花幼苗生长和WUE的调控作用,但根源ABA对氮利用效率无显著影响。高氮处理下棉花幼苗生长受到干旱的影响最小,具有最好的生长状态和最大的根源ABA含量,但其WUE最低;而低氮处理下的棉花幼苗生长最弱但具有最大的WUE。无论施氮量为何,0:4施氮比例棉花幼苗在干旱条件下生长最弱,1:3施氮比例幼苗则生长最好,且具有最大的WUE和根源ABA含量、根系总长度和表面积;2:2和1:3施氮比例的棉花幼苗在根冠生长和叶面积上未表现出明显的差异;0:4和1:3施肥比例的棉花幼苗在气孔导度、蒸腾速率、WUE和根源ABA含量上差异不明显。因此,施用氮肥以及适当施肥比例能够诱导根源ABA产生更强的信号作用,调控棉花幼苗减少水分消耗、维持更好的根系形态(根长和表面积以及细根比例的维持和增长)和光合能力来维系干旱条件下植株更好的生长和更高的WUE,尤其1:3施肥比例下。虽然干旱条件下低氮耦合1:3施氮比例具有最大的WUE,但中氮耦合1:3施氮处理可以在得到最高生物量的同时得到较高的WUE,同时做到高产、省水和节约氮肥。     

水曲柳和蒙古栎光合特性和生长对不同氮素形态的响应

为了探讨不同氮素形态对树木幼苗生长和光合特性影响的差异,及其对不同氮形态的适应策略,以水曲柳（Fraxinus mandshurica）和蒙古栎（Quercus mongolica）1年生幼苗为研究对象,通过盆栽试验施加硝态氮、铵态氮和有机氮,采用了双因素方差分析,确定氮素形态和树种对生长和光合指标的影响及其交互作用,采用Spearman秩相关分析生长指标和光合指标的相关性。结果表明：氮素形态处理和树种及其交互作用对幼苗的生长和生理指标的影响均达到显著水平（P<0.05）,氮素形态对光合和生长的影响在2树种间存在显著差异 （P<0.05）。有机氮处理组较对照组和其他氮素形态处理组更有利于蒙古栎的生长;3种氮素形态处理组的水曲柳生长指标均显著高于对照组（P<0.05）,但是氮素形态处理间水曲柳的生长指标差异不显著（P>0.05）。通过对水曲柳、蒙古栎的生长和生理指标的相关性分析,发现水曲柳的光合指标间呈显著正相关关系（P<0.05）,但光合指标与叶片氮质量分数的相关性不显著（P>0.05）,生长指标高生长量与光合指标光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率均呈显著正相关（P<0.05）。蒙古栎的最大净光合速率与气孔导度呈极显著正相关关系（P<0.01）,其他光合指标间相关关系不显著（P>0.05）,最大净光合速率与叶片氮质量分数显著正相关（P<0.001）,高生长量与最大净光合速率和气孔导度均呈负相关关系（P<0.01和P<0.05）。氮素形态和树种及其交互作用均对幼苗生长和光合特性有显著影响,不同树种在不同氮素形态的处理下有不同的响应策略,有机氮处理组更有利于蒙古栎的生长,而硝态氮则对水曲柳生长的促进作用更明显。研究结果为东北地区蒙古栎和水曲柳幼苗培育选择合理氮肥形态提供了参考。     

施用磷对王桉 (Eucalyptus regnans F. Muell.)幼苗生长及其氨基酸组

王桉 (Eucalyptus regnans F. Muell.) 是澳大利亚桉树中最重要的商业用材和人工造林树种之一.研究王桉的施肥与其体内氨基酸的积累和转化及与食叶虫害之间的相关性具有重要的经济和生态意义.在温室内利用2种不同来源的土壤对王桉幼苗进行了不同磷施用量(100 kg hm~(-2)和 200 kg hm~(-2))处理.结果显示,不同土壤和不同磷施用量对苗木生长影响显著,但均未显著影响苗木各部分的氮和磷含量水平.苗木木质部渗出液中的氨基酸含量以谷氨酰胺为主,并与苗木生长和磷施用量呈反相关.不同土壤和磷施用量对苗木组织中游离氨基酸组分和含量的影响不显著,但游离氨基酸的组分和相对水平随叶龄变化明显,尤其是精氨酸在嫩叶氨基酸总量中只占2%～3%,但在老叶中占到20%多;精氨酸在老叶中的积累极有可能是某些蛋白质降解而精氨酸即时合成所致,因为精氨酸一般不在韧皮部转运.谷氨酰胺在树液中含量最高并与苗木生长呈反相关或许可以作为预测桉树发生食叶昆虫危害的一个有用指标.     

不同施肥措施下亚热带稻田土壤碳、氮演变特征及其耦合关系

在湖南省稻田生态系统长期定位监测点研究了不同施肥措施下稻田土壤碳、氮演变及其耦合特征.结果表明：1986—2003年,无肥处理（对照,CK）稻田土壤有机碳和全氮含量略呈下降趋势;化肥（NPK）处理有机碳和全氮含量基本保持稳定,而有机 无机肥配施处理有机碳和全氮含量均呈增加趋势.与对照相比,化肥处理的土壤有机碳和全氮含量分别提高13%和18%,低量有机肥（LOM）处理分别提高54%和45%,高量有机肥（HOM）处理分别提高89%和67%.统计分析表明,土壤有机碳和全氮含量呈显著正相关（P<0.01）.稻田土壤C/N为8.5～12.9,多数分布在10左右.研究表明,有机-无机肥配合施用能在一定程度上促进稻田土壤碳、氮的固定与积累;稻田土壤碳、氮具有较好的耦合关系.     

长期施肥条件下黑土有机碳、氮组分的分配与富集特征

研究不同管理措施下黑土有机碳、氮组分的变化特征是深刻认识和理解黑土固碳的基础.本文以黑龙江省农业科学院31年的长期定位试验为基础,采用物理分组法对土壤不同粒径颗粒进行分离,分析6种不同施肥处理31年后,黑土表层(0～20 cm)及亚表层(20～40 cm)土壤有机碳、氮在粗砂粒、细砂粒、粉粒及黏粒中的分配与富集特征.结果表明： 长期施用有机肥可显著提高土壤有机碳、全氮在粗砂粒和黏粒中的分配比例.在表层土壤,有机无机配施（NPKM）处理下粗砂粒有机碳和全氮的分配比例比对照分别提高191.3%和179.3%,单施有机肥（M）处理下黏粒组分的有机碳和全氮的分配比例分别提高45%和47%.亚表层土壤施用有机肥处理各粒级有机碳、氮含量的提高比例低于表层土壤.在表层和亚表层的粉粒组分中,贮存的有机碳占总储量的42%～63%和48%～54%,全氮占总储量的34%～59%和41%～47%.表层土壤施用有机肥可显著增加粗砂粒中有机碳、氮的富集系数,其中有机肥配施化肥（NPKM）处理富集系数最高（2.30和1.88）,而黏粒组分的有机碳、氮富集系数对长期施肥无响应.
     

长期施肥对早稻产量和杂草群落的影响

利用1982年布置的双季稻红壤稻田长期施肥定位试验,于2011年研究了在无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期施用有机肥、无机化肥和有机无机肥配施模式下早稻生长发育、早稻产量及稻田杂草群落变化。结果表明:施肥能促进早稻生长发育,显著提高早稻产量,增加施肥用量和均衡肥料及养分种类在一定程度上能促进早稻生长发育和稻谷增产;在施用有机肥的基础上,优先考虑施用氮肥,其次是磷肥,才能使红壤稻田早稻增产。施肥处理中,单施有机肥最能提高早稻杂草密度和促进早稻杂草生长,配施处理中,有机无机均衡配施最能促进早稻杂草生长,还能遏制恶性杂草繁殖;与单施有机肥或化肥相比较,有机无机肥配施能普遍降低早稻杂草群落多样性、优势度和均匀度,在施用有机肥的基础上,化肥尤其是化肥氮的施用对早稻杂草群落的多样性、优势杂草和均匀度起着决定性作用;早稻分蘖盛期杂草生物量一定程度上还能表征早稻稻谷产量。     

施肥措施对不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响

以湖南省稻田土壤肥力监测点为基础,研究了稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的特性.结果表明,不同施肥措施对不同地域和母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响程度不同.经过18年的不同施肥处理,不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的变化趋势基本一致,变化顺序为湖积物发育的水稻土>河流冲积物和第四纪红土发育的水稻土>石灰岩发育的水稻土>板页岩发育的水稻土.土壤微生物量碳为259.5～864.4 mg·kg^-1,土壤微生物量氮为8.7～70.7 mg·kg^-1.施肥可以明显提高稻田生态系统土壤微生物量碳、氮含量;有机肥是改善土壤微生物量碳、氮的主要基础物质,但以有机无机配合施用效果最好.与对照相比,施化肥和有机无机配施处理土壤微生物量碳、氮最大增量分别为407.6和59.2 mg·kg^-1,最大增长率分别为102.8%和514.8%.