青海地区不同改良剂处理下牛粪氨气排放及氮素动态研究

采用室内模拟实验, 以牛粪和牛尿(0.68:0.32)为原料, 研究了1.9%三氯化铁、4.0%明矾和2.0%过磷酸钙处理对牛粪中氨挥发速率、氨挥发累计损失量、铵态氮、硝态氮和pH的影响, 分析了不同处理牛粪pH、铵态氮和硝态氮含量与氨气挥发之间的相关性。结果表明: 对照组CK的氨挥发速率在第3 d第1次到达峰值, 过磷酸钙和明矾处理第1次氨挥发速率峰值出现时间延迟至第4 d, 三氯化铁处理的第1次氨挥发速率峰值延迟至第6 d出现。与对照组CK相比, 三氯化铁处理的氨挥发速率最高峰值降低了25.6%, 明矾处理降低了10.9%, 过磷酸钙处理则增加了4.9%, 27 d后三氯化铁处理的氨挥发损失量最低, 而且不同改良剂处理下的氨挥发都与空白对照有显著降低。牛粪的的氨挥发速率与铵态氮浓度呈负相关, 与硝态氮浓度、pH呈正相关。三氯化铁可作为一种优良的化学改良剂施加在牛粪中, 以达到氨气减排的目的, 而过磷酸钙的作用并不明显, 有待进一步的研究。     

植物吸收利用有机氮营养研究进展

植物矿质营养学问世以后,人们一直认为无机氮是植物吸收氮素的主要形态.随着研究手段的改进和研究内容的不断深入,现已证实许多没有菌根的维管植物都可以直接吸收可溶性有机氮,特别是小分子的氨基酸.由此引起了人们对植物有机营养、植物营养方式多样化问题的重视.研究表明：氨基酸可以通过多种方式释放到土壤溶液中,土壤中的氨基酸主要来源于微生物、动植物及其代谢产物等.土壤氨基酸含量受土壤温湿度、所施的有机肥料、生长的植物种类及其生长发育时期的影响.植物对氨基酸的吸收是一个主动吸收过程,受载体调节,并与能量状况有关,同时受介质中pH和温度的影响.但是有关植物吸收氨基酸的机理及其生态过程还需进行深入的研究.     

基于功能性状的外来植物入侵预测模型框架构建

预测外来植物的潜在入侵性已成为生物多样性保护研究的重要内容,外来植物与乡土物种间的亲缘关系是预测外来植物能否成功入侵的一个重要途径。然而,达尔文归化难题却预测了两种截然不同的结果(即达尔文归化假说和预适应假说)。该研究解析了达尔文归化难题的内涵,提出了基于功能性状的外来植物与乡土群落间的相似性关系应该是进行外来植物入侵预测的重要切入点,而功能性状的种间分化与种内变异可能是外来植物成功入侵的两种不同生态策略。在此基础上,该研究还通过物种功能性状的多维超体积构建了外来植物与乡土群落间的相似性,提出了基于这种相似性的外来植物入侵预测的研究框架和基本流程。该模型框架的建立有助于理解外来植物的入侵机制,对外来植物的潜在入侵性预测提供了理论依据。当然,要实现外来植物能否成功入侵的准确预测,不仅依赖于功能性状的选择,还要考虑入侵的生境依赖性、空间尺度的重要性以及乡土群落的可入侵性等,未来的研究重点是通过控制实验对该模型进行验证和进一步完善。     

基于功能性状多维性理解外来物种入侵的达尔文归化难题

达尔文归化难题是进行外来物种入侵预测的重要理论依据,然而,达尔文归化假说和预适应假说却预测了2种截然不同的结果。事实上,达尔文归化难题争论的焦点是物种间的差异性还是相似性促进了外来物种的成功入侵,究其原因可能是忽略了功能性状的多维性。所谓功能性状的多维性,就是不同的功能性状可能代表着不同的生态功能轴,外来物种的入侵是多个维度上不同生态过程的综合结果。本研究以现代物种共存理论为基础,构建了一个基于环境过滤和适合度差异2个维度的入侵预测模型框架,不同维度对应着不同的功能性状以及不同的种间相似性关系。该预测模型表明,在环境过滤维度上与本地物种性状趋同,同时,在适合度维度上与本地物种性状趋异的外来物种是潜在的入侵物种,而其危害程度主要取决于本地群落的构建过程。该模型框架可为外来物种入侵预警提供理论依据,也可为生物多样性保护、外来物种的防治与管理等提供实践指导。     

基于氮同位素标记技术的高寒人工草地氮肥氨挥发和氮素回收率研究

通过野外原位试验, 采用¹⁵N 标记技术和密闭室间歇通气法, 在青海省同德牧场高寒燕麦人工草地研究不施肥对照、单施尿素、尿素+脲酶抑制剂(NBPT)、尿素+硝化抑制剂(DMPP)、尿素+NBPT+DMPP 处理下高寒人工草地氨挥发、草地初级生产力及15N 标记肥料在牧草茎叶、根系和土壤中的回收率, 为高寒草地生态系统管理和可持续利用模式提供科学依据。结果表明: (1)不同处理下高寒人工草地土壤氨挥发速率表现为: 不施尿素对照处理总体上处于较低且稳定的水平(4.13-7.11g N·hm^-2·d^-1); 单施尿素处理氨挥发速率第2 天达到最大值343.43 g N·hm^-2·d^-1, 随后逐渐下降; 尿素+DMPP 处理氨挥发速率第2 天达到最大值216.53 g N·hm^-2·d^-1; 尿素+NBPT 和尿素+NBPT +DMPP 处理氨挥发速率均在第7 天达到最大值, 分别为43.19 g N·hm^-2·d^-1、34.55 g N·hm^-2·d^-1。(2)不同处理下高寒人工草地土壤累计氨挥发量表现为: 尿素(727.77 g N·hm^-2)> 尿素+DMPP(439.30 g N·hm^-2)> 尿素+NBPT(94.85 g N·hm^-2)> 尿素+NBPT+DMPP(80.01 g N·hm^-2)。统计结果表明, 除尿素+NBPT+DMPP 和尿素+NBPT 之间差异不显著外, 其余处理间累计氨挥发量差异显著(P<0.05)。(3)不同处理下高寒人工草地总初级生产力表现为: 不施肥对照处理总初级生产力为565.57 g·m^-2·y^-1,施尿素处理总初级生产力为652.36 g·m^-2·y^-1, 尿素+DMPP、尿素+NBPT、尿素+NBPT+DMPP 处理总初级生产力为678.33-704.41 g·m^-2·y^-1。(4)不同处理下高寒人工草地¹⁵N 肥料在牧草茎叶、根系和土壤中的回收率看: 单施尿素处理15N 总回收率(茎叶+土壤+根系)为57.67%, 尿素+DMPP 处理¹⁵N 总回收率为58.08%, 尿素+NBPT、尿素+NBPT+DMPP 处理¹⁵N 总回收率分别为68.74%和79.82%。统计结果显示尿素+NBPT+DMPP 和尿素+NBPT 处理显著提高高寒人工草地氮肥回收率。另外, ¹⁵N 标记肥料在牧草茎叶的回收率为28.45%-37.62%, 在牧草根系中的回收率为2.33%-2.68%, 土壤层(0-0 cm)中回收率为25.90%-41.64%。可以看出, 尿素+NBPT+DMPP 与尿素+NBPT 是同德高寒人工草地降低氨挥发和提高氮肥利用率的最佳施肥措施。     

稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用综述

稳定同位素技术凭借简捷、高效的特点, 在水文学、生态学和生物地球化学等众多科学研究领域中得到广泛应用, 同时也为植物水分关系研究提供了新的技术手段。植物的生长和分布与水分的可利用程度紧密相关, 对植物水分利用的研究有助于更好的了解生态系统的水分平衡以及结构和功能。就稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用, 综述了碳氢氧稳定同位素在植物水分利用效率以及水分来源等研究中的原理、方法及应用进展, 为稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用提供科学参考作用。