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1.
半干旱区农田土壤无机氮积累与迁移机理   总被引:37,自引:4,他引:33       下载免费PDF全文
吴金水  郭胜利  党廷辉 《生态学报》2003,23(10):2040-2049
研究黄土旱塬区长期定位试验中 1 0个典型处理土壤剖面 (0~ 30 0 cm)水分和无机氮的季节变化 ,探讨在半干旱区农田无机氮的积累与迁移机理。结果表明休闲处理除表层外土壤剖面的水分、硝态氮和铵态氮的含量分别稳定在 1 7%~ 2 0 %、4~ 7mg N/kg和 6~ 1 0 mg N/kg土的范围。种植作物显著地改变土壤剖面水分和硝态氮的分布状况 ,并使其含量发生大幅度的季节变化。作物利用限制了农田土壤硝态氮向深层的迁移。小麦连作无化肥氮处理及苜蓿连作不施肥或氮、磷加有机肥处理土壤硝态氮主要集中在 0~ 40 cm土层。小麦连作单施氮肥 (1 2 0 kg N/(hm2· a) )处理经 1 7年后土壤剖面硝态氮积累总量达到施氮总量的55% ,40~ 60 cm和 1 4 0~ 2 2 0 cm土层出现两个高峰 ,并表现出随季节性变化向土壤深层迁移的趋势。氮肥与磷肥或有机肥施用大幅度减少了土壤剖面硝态氮积累 ,并使其限制在 1 60 cm以上的土层内 ,2 0 0 cm以下土层的硝态氮含量极低 (<1 mg N/kg土 ) ,因而不具向深层迁移的条件。土壤剖面的铵态氮含量不受作物、施肥和季节性气候变化的影响  相似文献
2.
长期施肥条件下黄土旱塬土壤N03^--N的淋溶分布规律   总被引:15,自引:0,他引:15       下载免费PDF全文
在黄土旱塬区,长期施肥对土壤剖面NO3^-1—N含量和分布有显著影响.施用化学氮肥,土壤剖面中出现NO3^-1—N的淋溶与深层累积,而施用磷肥和有机肥有减弱NO3^-1—N向更深层淋溶的作用.单施氮肥处理(N),NO3^-1—N的累积峰深度最大,为120~200cm;N、P有机肥配施处理(NPM),NO3^-1—N的累积峰值最高,但峰深度降低至60~120cm;N、P配施(NP)累积深度为80~140cm.不施氮肥,分布在土壤剖面中NO3^-1—N含量显著降低.氮肥用量愈大,NO3^-1—N的累积量愈大.N、P配施可以有效降低NO3^-1—N累积.在同一氮肥用量下,NO3^-1—N累积量随磷肥用量的增加而减少.  相似文献
3.
研究了旱地农业系统中,长期不同施肥条件下,降水对NO3^--N积累、剖面水分分布以及N有收量、回收率影响及其相互之间的关系。结果表明,降水和氮肥施用量显著影响作物产量。施用氮肥在土壤剖面中造成NO3^--N深层积累,其中NPM处理累积层位于60-120cm,累积量相当于3.0年的年度施肥量(120kg·hm^-2),NP处理累积层位于80-140cm,相当于1.4年施肥量。随着降水的年际间波动,进化论在丰水年、平水年还是干旱年,NPM处理耗水量>NP处理>M处理>P,CK处理。12年不同施肥造成了土壤剖面水分差异。冬小麦播种前不同施肥处理0-100cm水分剖面分布差别不大,NPM处理、NP处理(除丰水年外),土壤100-300cm含水量迅速降低,干旱年M处理缓慢降低,P和CK处理在任何年份变化都不大,氮肥回收率随着降水的波动也呈现相应的高低变化,NPM、NP处理的高低波动幅度最大。NPM、NP处理NO3^--N累积与N素回收率的降低、土壤水分亏缺基本吻合。由此也反映了水分-作物-施肥三者之间存在的内在制约关系。  相似文献
4.
依据黄土旱塬区黑垆土上中国科学院长武站长期定位试验 (始于1984年),于2008年3月到6月,测定了冬小麦连作系统中返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期和收获期土壤呼吸日变化、生育期变化以及土壤可溶性有机碳(Dissolved organic C, DOC)和微生物量碳(Soil microbial biomass C, MBC),研究了施肥措施对土壤呼吸、DOC和MBC的影响以及土壤呼吸与碳组分之间的关系.研究涉及6个处理:休闲地(F)、不施肥(CK)、有机肥(M)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)和氮磷有机肥(NPM).结果表明,冬小麦连作系统中土壤呼吸的日变化格局呈单峰曲线,最高值出现在12:00左右(拔节期)和14:30左右(成熟期),最小值出现在0:00~3:00之间或6:00左右;冬小麦土壤呼吸速率拔节期最高,其次是灌浆后期,抽穗期最低;不同施肥条件下,各生育期土壤呼吸速率大小顺序:NPM>M>NP>N>CK>F.土壤水分亏缺是导致抽穗期和灌浆期土壤呼吸速率降低的重要原因.各施肥处理DOC含量高低顺序为灌浆期>抽穗期>成熟期>返青期>拔节期;除M,NPM处理MBC含量拔节期>灌浆期外,各施肥处理MBC含量高低顺序为成熟期>抽穗期>灌浆期>拔节期>返青期.同一处理不同生育期土壤呼吸速率与DOC,MBC的相关性较低,但同生育期不同施肥处理土壤呼吸与土壤有机碳组分间存在显著的相关性.以F处理土壤呼吸为基础,估算CK、N和NP处理生育期根系对土壤呼吸的平均贡献率依次为36%、45%和54%.  相似文献
5.
通过野外调查和室内分析,研究了黄土丘陵沟壑区燕沟流域农地、果园、林地和草地0~20cm表层土壤的有机碳(SOC)和全氮(TSN)积累特征.结果表明:该区SOC含量平均值为7·56g·kg-1,TSN平均值为0·71g·kg-1.其中,农地SOC和TSN平均值分别为4·67和0·48g·kg-1,且梯田较低,川坝地较高.与农地相比,果园SOC(4·33g·kg-1)和TSN(0·46g·kg-1)平均值略有降低,草地较高.林地SOC和TSN平均值较农地高117·7%和89·4%.该区SOC和TSN含量的变异系数为69·7%和58·4%,以林地最大(62·8%和54·5%),草地和农地次之,果园最小(18·0%和22·9%).土壤C/N依果园、农地、草地和林地的顺序递增.该区各类土地利用方式下的SOC和TSN都呈极显著正相关(r=0·9791).黄土丘陵沟壑区基本农田建设和果园建设对SOC和TSN积累作用不明显;退耕还林还草、封山育林等土地利用优化措施明显促进了SOC和TSN的积累.  相似文献
6.
退耕还草对土壤水分养分演变的影响   总被引:7,自引:0,他引:7  
研究了高原沟壑区1984~1998年种植小麦和退耕种植苜蓿期间,土壤水分、土壤有机碳氮含量的演变。结果表明,种植小麦在不施肥的条件下从1984年到1998年,0~300cm土层水分和耕层有机碳氮含量都保持相对稳定,增施氮磷肥或在氮磷肥基础上配施有机肥土壤80~200cm土层水分有降低趋势,而耕层有机碳氮含量分别提高14%~60%和12%~55%。地表植被在1984年由作物改种苜蓿后到1998年,0~300cm土层土壤水分由1984年的20%逐渐降低至10%,耕层有机碳氮含量分别增加23%~77%和20%~68%。无论种植小麦还是退耕种植苜蓿耕层以下土层的有机碳氮含量从1984年到1998年变化不大。在雨养农业区,水分利用效率是制约土壤水分和养分呈现相反变化的重要因素。  相似文献
7.
旱地小麦施氮和地膜栽培的氮素效应与淋溶   总被引:6,自引:0,他引:6  
在陕西长武旱塬进行的试验表明,小麦施用氮肥增产显著。在小麦生育前期持续干旱条件下,地膜覆盖并没有使小麦表现出较好的增产效果。施用氮肥或氮肥与有机肥配施都可能引起NO3^-向深层淋溶,而且氮肥用量越大,淋溶量及深度愈大;施用有机肥NO3^-累积现象减弱。小麦对硝态氮主要吸收深度范围为0~80cm;不同施肥处理对土壤剖面NH4^ 的影响不大。施用氮肥会明显增加小麦吸氮量,但氮肥利用率随其用量增加而降低。试验条件下,低(施氮量为100kg/hm^2)、高(施氮量为150kg/hm^2)两种氮肥用量时的氮肥利用率分别为52%和27%,有机肥氮的利用率为12%。  相似文献
8.
孙文义  郭胜利 《生态学报》2011,31(6):1604-1616
研究局域尺度土壤有机碳空间分布特征,对准确估算大尺度土壤碳库储量和变化具有重要意义。以黄土丘陵沟壑区典型小流域为对象,采集0-10、10-20、20-40、40-60、60-80、80-100cm土层中(898个土壤样品),采用多元线性逐步回归和地理信息系统(GIS)相结合方法,分析了地形(峁顶、峁坡、沟底)、土地利用(农田、果园、川坝地、草地、灌木林、乔木林)等作用下,小流域不同深度土壤有机碳含量的空间分布特征。结果表明:地形因素不仅对表层(0-10cm)土壤有机碳含量空间分布差异影响显著,而且对深层(40-100cm)影响也显著,且空间格局图上40-100cm可以清晰地看地沟底与峁顶和峁坡显著差异。在0-10cm土层,峁顶以中值斑块(50%)和低值斑块(48%)为主;峁坡以中值斑块(62%)为主,其次是低值斑块(22%);沟底中值斑块占70%,其次为低值斑块(23%)。40-100cm均为低值斑块,沟底低值绿色斑块占34%,远高于峁坡(8%)和峁顶(13%)。土地利用对表层(0-40cm)有机碳含量影响显著,对40-100cm土层无影响。在0-10cm土层,乔木林、灌木林、草地上高值斑块分别占18%、47%、10%,川坝地、农田和果园没有高值斑块,中值斑块分别占80%、53%、85%、73%、39%、23%。10-40cm土层,乔木林、灌木林、草地、川坝地、农田和果园中值斑块分别占21%、46%、22%、19%、5%、4%。但在40-100cm土层,各土地利用下有机碳均处于低值斑块区。坡向上0-100cm各层土壤有机碳含量半阴坡(北部、东北、东部)最高,半阳坡(西部、西南、南部)含量较低。  相似文献
9.
孙文义  郭胜利 《生态学报》2010,30(10):2611-2620
研究深层土壤有机碳\,氮(Soil organic C,SOC,Total soil N,TSN)量对摸清陆地生态系统深层碳氮固定潜力,寻找碳汇丢失之谜和应对全球气候变暖具有重要意义。以黄土区子午岭林场3种典型人工林(油松、刺槐、小叶杨)和3种天然次生林(辽东栎、白桦、鼠李)为对象,在设立的18个样方内,分层测定了0-100 cm土层SOC、TSN和DOC(Dissolved organic C,DOC)量变化,监测了样方内地表长年凋落物积累量及其碳氮组成。1m土层内SOC、TSN和DOC含量天然次生林显著高于人工林。与人工林相比,天然次生林表层(0-20cm)SOC、TSN储量分别高42%、22%,但20-100cm土层SOC、TSN储量相对量最大。人工林下, 20-100cm土层SOC储量为33.6 t hm-2,占1m土层的55%;TSN储量为3.9 t hm-2,占1m土层的57%;天然次生林下, 20-100cm土层SOC、TSN储量分别为55.3 t hm-2、6.0 t hm-2,占1m土层储量分别为59%和63%。其中, 40-60cm天然次生林比人工林碳氮储量分别高了82%、65%;其次为20-40cm,天然次生林比人工林碳氮储量分别高了73%、65%。不同植被恢复条件下,SOC与DOC、TSN、Olsen-P都表现出较强的相关性。研究表明,植被恢复有利于土壤碳氮的积累,不仅表层土壤,深层土壤也具有较强的碳氮固定能力;天然次生林土壤碳氮固定能力和长年地表凋落物量都高于人工林。  相似文献
10.
黄土高原刺槐人工林地表凋落物对土壤呼吸的贡献   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
于黄土高原沟壑区王东沟小流域26年刺槐人工林(Robinia pseudoacacia)中,设置对照(CK)、去除凋落物(no litter, NL)和倍增凋落物(double litter, DL)3个处理,利用Li-8100系统测定各处理的土壤呼吸速率。结果表明,添加或去除凋落物显著影响土壤呼吸(P = 0.091-0.099),与对照(CK)的土壤呼吸速率(3.23 μmol m-2 s-1)相比,添加凋落物(DL)使土壤呼吸速率增加26%,去除凋落物(NL)使土壤呼吸速率减少22%。NL、CK和DL的累积土壤呼吸分别为631、787和973 g C m-2a-1。各处理土壤呼吸速率与土壤温度呈显著的指数关系(R2=0.81-0.90,P < 0.0001),但与土壤水分的关系不明显。NL、CK和DL的Q10依次为1.92、2.29和2.31。地表凋落物对土壤呼吸年平均贡献量为20%。相关性分析表明,各测定日地表凋落物贡献与土壤温度(r=0.54,P < 0.05)或土壤水分关系显著(r=0.68, P < 0.05)。刺槐人工林地表凋落物的输入量为213 g C m-2a-1,大于凋落物引起的呼吸量156 g C m-2a-1。在黄土区通过植被恢复治理水土流失过程中,随着地表凋落物的积累,林地生态系统的碳汇功能将逐步得到加强。  相似文献
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