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相似文献
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1.
采用同位素15N库稀释技术研究了 3种不同利用类型羊草草地土壤氮的总矿化、硝化速率以及无机氮总消耗速率 ,3种类型草地分别为 :保护区 (无人为扰动 )、割草场、过度放牧地。结果表明 :4月份过度放牧场的总矿化速率最高 ,为2 1 .3μg N/ ( g土· d) ,7月份割草场的值最高 ,为 38.5μg N/ ( g土· d) ,9月份保护区最高 ,值为 1 5 .6μg N/ ( g土· d) ,总的来看 ,保护区的总矿化速率高于其它利用类型草地 ,这与土壤有机氮的含量较高有关 ,3种类型草地铵态氮的消耗速率与总矿化速率有类似的趋势。 3种利用类型草地的氮总矿化速率均以 7月份为最高 ,分别为 36 .5、38.5、2 9.8μg N/ ( g土· d)。总硝化速率放牧场最高 ,保护区、割草场、放牧场 7月份的总硝化速率分别为 1 8.6、2 1 .4 5、35 .4 5 μg N/ ( g土·d)。 3种利用类型草地中放牧场的硝态氮含量最高 ,其消耗的速率也高于其它两种利用类型草地  相似文献   

2.
采用15N库稀释-原位培养法研究了硝化抑制剂DCD、DMPP对华北盐碱性褐土氮总矿化速率和硝化速率的影响.试验在山西省运城市种植玉米的盐碱性土壤上进行,设单施尿素、尿素+DCD、尿素+DMPP 3个处理.结果表明:施肥后2周,DCD、DMPP分别使氮总矿化速率和氮总硝化速率减少了25.5%、7.3%和60.3%、59.1%,DCD对氮总矿化速率的影响显著高于DMPP,两者对氮总硝化速率的影响无显著差异;而在施肥后7周,不同硝化抑制剂对氮总硝化速率的影响存在差异.施肥后2周,3个处理的土壤氮总矿化速率和硝化速率分别是施肥前的7.2 ~10.0倍和5.5 ~21.5倍;NH4+和NO3-消耗速率分别是施肥前的9.1 ~12.2倍和5.1 ~8.4倍,这是由氮肥对土壤的激发效应所致.硝化抑制剂使氮肥更多地以NH4+形式保持在土壤中,减少了NO3-的积累.土壤氮总矿化速率和总硝化速率受硝化抑制剂的抑制是N2O减排的主要原因.  相似文献   

3.
三江平原典型小叶章湿地土壤氮素净矿化与硝化作用   总被引:4,自引:2,他引:4  
2004年6月—2005年7月,利用PVC顶盖原位培育法研究了三江平原典型草甸小叶章湿地和沼泽化草甸小叶章湿地土壤(0~15cm)无机氮库、净矿化/硝化速率动态、影响因素及年净矿化/硝化量.结果表明:两种湿地土壤的无机氮均呈明显的动态变化特征,其NH4 -N、NO3-N含量均表现为典型草甸小叶章湿地>沼泽化草甸小叶章湿地.两种湿地土壤的净矿化/硝化速率均呈明显的波动变化,生物固持作用、反硝化作用以及雨季较多降水是导致净矿化/硝化速率出现负值的主要原因.温度、降水、土壤有机质含量、C/N和pH是引起二者土壤无机氮库、净矿化/硝化速率存在明显差异的重要原因.典型草甸小叶章湿地的年净矿化量(19.41kg·hm-2)、年净硝化量(4.27kg·hm-2)以及净硝化量占净矿化量的百分比(22.00%)明显高于沼泽化草甸小叶章湿地(5.51kg·hm-2、0.28kg·hm-2和5.08%),说明前者的氮有效性以及维持可利用氮的能力明显高于后者.  相似文献   

4.
章燕    徐慧  夏宗伟  郭彦玲   《生态学杂志》2012,23(1):166-172
采用15N库稀释-原位培养法研究了硝化抑制剂DCD、DMPP对华北盐碱性褐土氮总矿化速率和硝化速率的影响.试验在山西省运城市种植玉米的盐碱性土壤上进行,设单施尿素、尿素+DCD、尿素+DMPP 3个处理.结果表明:施肥后2周,DCD、DMPP分别使氮总矿化速率和氮总硝化速率减少了25.5%、7.3%和60.3%、59.1%,DCD对氮总矿化速率的影响显著高于DMPP,两者对氮总硝化速率的影响无显著差异;而在施肥后7周,不同硝化抑制剂对氮总硝化速率的影响存在差异.施肥后2周,3个处理的土壤氮总矿化速率和硝化速率分别是施肥前的7.2~10.0倍和5.5~21.5倍;NH4+和NO3-消耗速率分别是施肥前的9.1~12.2倍和5.1~8.4倍,这是由氮肥对土壤的激发效应所致.硝化抑制剂使氮肥更多地以NH4+形式保持在土壤中,减少了NO3-的积累.土壤氮总矿化速率和总硝化速率受硝化抑制剂的抑制是N2O减排的主要原因.  相似文献   

5.
晋西北不同年限小叶锦鸡儿灌丛土壤氮矿化和硝化作用   总被引:1,自引:0,他引:1  
白日军  杨治平  张强  张训忠 《生态学报》2016,36(24):8008-8014
利用PVC管顶盖埋管法研究了晋西北黄土高原区小叶锦鸡儿人工灌丛不同定植年限(5,10,20,30,40a)土壤氮矿化与硝化速率的动态和净矿化与硝化总量。结果表明,⑴小叶锦鸡儿灌丛土壤无机氮主要以NO_-~3-N形式存在,不同生长年限相同月份的土壤硝态氮(NO-3-N)含量分别是铵态氮(NH+4-N)含量的1.5—15.4倍;⑵土壤氮素硝化速率和矿化速率随生长年限延长而加快,30年生时达到高峰,数值达40.2,44.1 mg m~(-2)d~(-1)。从季节性变化看,7—8月份是硝化速率和矿化速率快速增长期,30年生小叶锦鸡儿灌丛土壤硝化速率和矿化速率分别达到86.9,93.1 mg m~(-2)d~(-1),显著高于其它生长年限(P0.05);(3)土壤氮素硝化与矿化总量同样随小叶锦鸡儿生长年限延长而增加,30年生时达到最高,与5年生相比,分别增加了3.7和3.1倍。(4)5—10月份小叶锦鸡儿生长期内,各年限土壤全氮量的2.3%被矿化成无机氮,其中87%最终被转化成NO-3-N形式存在于土体中。  相似文献   

6.
采用室内营养液培养,聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理、HgCl2抑制水通道蛋白活性的方法,在3种供氮形态下(NH4^+-N/NO36-N为100/0、50/50和0/100),研究了水稻苗期水分吸收、光合及生长的状况。结果表明,在非水分胁迫下,水稻单位干重吸水量以单一供NO3^--N处理最高,加HgCl2抑制水通道蛋白活性后,单一供NO3^--N、NH4^+-N和NH4^+-N/NO3^--N为50,50处理的水稻水分吸收分别下降了9.6%、20.7%和16.0%;但在水分胁迫下,单一供N03^--N的处理水分吸收量显著降低,低于其它2个处理,加HgCl2抑制水通道蛋白活性后,水分吸收量分别降低了1.0%、18.8%和23.5%。在2种水分条件(水分胁迫与非水分胁迫)下,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和细胞间隙CO2浓度等指标均以单一供NH4^+-N处理最大,NH4^+-N/NO3^--N为50,50处理次之,单一供NO3^--N处理最小。HgCl2处理结果表明,不同形态氮素营养能够影响水稻幼苗根系水通道蛋白活性。在2种水分条件下,NH4^+-N/N03^--N为50,50处理的生物量(干重)均最大。本研究为水稻苗期合理施肥以壮苗提供了理论依据。  相似文献   

7.
水分含量是与土壤氮转化相关微生物活性的重要影响因素。本研究以黑龙江省北安市的草地和林地土壤为对象,通过室内培养试验,利用15N同位素标记技术和FLUAZ数值优化模型研究60%和100%田间持水量(WHC)条件下土壤氮初级矿化速率、初级固定速率、初级硝化速率和初级反硝化速率,以探讨土壤氮初级转化速率对水分含量变化的响应,阐明不同水分条件下土壤中氮的产生、消耗、保存机制及其生态环境效应。结果表明: 土壤水分变化不影响草地和林地土壤氮初级矿化速率和铵态氮固定速率,水分含量由60% WHC增加至100% WHC后显著增加了林地土壤的初级硝化速率,但对草地土壤的初级硝化速率没有显著影响。60% WHC条件下草地和林地土壤的初级反硝化速率可以忽略不计,水分含量增加至100% WHC后土壤初级反硝化速率显著提高,且草地土壤的初级反硝化速率显著低于林地土壤。100% WHC条件下林地土壤初级硝化速率与铵态氮固定速率比值(gn/ia)和N2O排放量均显著高于60% WHC;100% WHC条件下草地土壤的N2O排放量显著高于60% WHC,但两个水分条件下的gn/ia值无显著差异。表明短期内水分含量的增加可能会增加草地和林地土壤氮转化的负面环境效应,且对林地土壤的影响尤为显著。  相似文献   

8.
通过室内模拟试验,研究40%、70%和110%土壤饱和持水量(WHC)下,不同形态氮(硝态氮和铵态氮)添加对亚热带森林红壤氮素转化的影响.结果表明:70%WHC下土壤净矿化和氨化速率最高,40%WHC下最低;与对照相比,70%WHC下添加硝态氮使土壤净矿化和氨化速率分别降低56.1%和43.0%,110%WHC下分别降低68.2%和19.0%,但提高了氨化速率占矿化速率的比例,表明添加硝态氮抑制了硝化.110%WHC下,添加硝态氮后,土壤净硝化速率最低,但氧化亚氮(N2O)浓度最高,最大值出现在第3~7天,表明N2O产生自反硝化途径,硝态氮也在同时段降低;而40%WHC和70%WHC下,N2O浓度在培养初期最大,即使在铵态氮和硝态氮添加处理下,试验后期N2O浓度也没有显著变化,表明自氧硝化是试验前期N2O产生的主要途径.40%WHC下,土壤可溶性有机碳含量增加最多,且在铵态氮添加处理下增加最多,可见添加铵态氮促进土壤有机质矿化,增加可溶性有机碳,但是土壤水分含量增多不利于有机质矿化.在40%WHC和110%WHC下,铵态氮添加处理土壤可溶性有机氮(SON)变化速率分别显著高于对照73.6%和176.6%,而在硝态氮添加处理下,只有40%WHC下显著高于对照78.7%,表明高水分条件和添加铵态氮有利于SON的形成.  相似文献   

9.
利用PVC顶盖埋管原位培育法测定了北京东灵山地区一个油松纯林和一个油松-辽东栎落叶阔叶混交林生态系统土壤无机氮库、氮素净矿化/硝化速率的季节动态以及年度净矿化/硝化量。结果发现:1)两个生态系统的土壤无机氮库和氮素净矿化/硝化速率都存在比较明显且比较一致的季节动态,但个别时期也存在较大差异;2)纯林与混交林土壤NH+4-N浓度在各月都没有显著差异,而NO-3-N浓度,除了1995年11月和1996年8月纯林显著高于混交林外,其它月份也都差异不显著;3)无论是年度净矿化总量(纯林,22.7kg.hm-2;混交林,55.5kg.hm-2)及其占总全N量的百分比(纯林,0.694%;混交林,2.128%),还是年度净硝化总量(纯林,26.7kg.hm-2;混交林,44.6kg.hm-2)及其占总全N量(纯林,0.815%;混交林,1.707%)的百分比,油松针阔混交林生态系统均显著大于油松纯林,高达后者的两倍左右,而净硝化氮占净矿化氮的百分比则相反,油松纯林(100%)显著高于油松-辽东栎混交林(80.2%)。上述结果表明:油松-辽东栎针阔混交林生态系统土壤的氮素有效性(即土壤的供氮能力)以及维持土壤中植物可利用氮素的能力都显著高于油松纯林。物种构成及在其影响下所产生的林下微生境和人为干扰活动可能是造成这种差异的主要原因。  相似文献   

10.
不同氮效率水稻生育后期根表和根际土壤硝化特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过田间试验研究了不同氮效率粳稻品种4007(氮高效)和Elio(氮低效)生育后期在N0(0 kgN hm-2)、N180(180 kgN hm-2)和N300(300 kgN hm-2)水平下根表、根际和土体土壤pH值、铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)含量、硝化强度和氨氧化细菌(AOB)数量.结果表明无论是齐穗期、灌浆期还是成熟期,根表土壤pH值均显著低于根际和土体土壤.土壤pH值范围在5.95至6.84之间变化.土壤NH+4-N含量随水稻生长显著下降,且随施氮量增加而显著增加.根表土壤NH+4-N有明显亏缺区,且随距水稻根表距离增加,NH+4-N含量逐渐升高.土壤NO-3-N含量随水稻生长显著增加,施氮处理均显著高于不施氮处理,但N180和N300处理差异不显著.NO-3-N含量表现为根际>土体>根表.水稻根表和根际土壤硝化强度随水稻生长显著下降,而土体土壤硝化强度随时间延长小幅增加.施氮显著提高4007水稻根表土壤在齐穗和收获期硝化强度以及Elio在齐穗期根际硝化强度,但在施氮处理N180和N300中无显著差异.在整个采样期间,土壤硝化强度均表现为根际>根表>土体.水稻根表和根际AOB数量随水稻生长而显著降低,而土体土壤AOB数量无显著变化.例如,根表土壤AOB数量在齐穗期、灌浆期和收获期分别为16.7×105、8.77×105个g-1 dry soil和8.01×105个g-1 dry soil.根表和根际土壤AOB数量无显著差异,但二者显著高于土体土壤AOB数量.就两个氮效率水稻品种而言,土壤pH值基本无差异.4007土壤NH+4-N含量均显著高于Elio.在齐穗期水稻根表、根际和土体土壤NO-3-N含量在N180水平下均表现为Elio显著高于4007.而在灌浆期和收获期,水稻根表、根际和土体土壤则表现为4007显著高于Elio.在所有采样期,两个水稻品种土体土壤硝化强度和AOB数量在3个施氮量下均无显著差异.Elio根表和根际土壤硝化强度和AOB数量在水稻灌浆期之前一直显著高于4007,而在灌浆期之后则显著低于4007,且最终产量和氮素利用率(NUE)显著低于4007,这可能是由于4007灌浆期后硝化作用强,根际产生的NO-3-N含量高,从而4007根吸收NO-3-N的量也高造成的.因此水稻灌浆期和收获期根表和根际硝化作用以及AOB与水稻高产及氮素高效利用密切相关.  相似文献   

11.
Stand-replacing wildfires are a novel disturbance within ponderosa pine (Pinus ponderosa) forests of the southwestern United States, and they can convert forests to grasslands or shrublands for decades. While most research shows that soil inorganic N pools and fluxes return to pre-fire levels within a few years, we wondered if vegetation conversion (ponderosa pine to bunchgrass) following stand-replacing fires might be accompanied by a long-term shift in N cycling processes. Using a 34-year stand-replacing wildfire chronosequence with paired, adjacent unburned patches, we examined the long-term dynamics of net and gross nitrogen (N) transformations. We hypothesized that N availability in burned patches would become more similar to those in unburned patches over time after fire as these areas become re-vegetated. Burned patches had higher net and gross nitrification rates than unburned patches (P < 0.01 for both), and nitrification accounted for a greater proportion of N mineralization in burned patches for both net (P < 0.01) and gross (P < 0.04) N transformation measurements. However, trends with time-after-fire were not observed for any other variables. Our findings contrast with previous work, which suggested that high nitrification rates are a short-term response to disturbance. Furthermore, high nitrification rates at our site were not simply correlated with the presence of herbaceous vegetation. Instead, we suggest that stand-replacing wildfire triggers a shift in N cycling that is maintained for at least three decades by various factors, including a shift from a woody to an herbaceous ecosystem and the presence of fire-deposited charcoal.  相似文献   

12.
不同管理措施对川西北草地土壤氮和碳特征的影响   总被引:19,自引:0,他引:19       下载免费PDF全文
孙庚  吴宁  罗鹏 《植物生态学报》2005,29(2):304-310
川西北地区是我国的主要牧区之一。草地承包后, 草地建设中出现了各种草地经营管理方式———围栏、翻耕和完全的人工建设。采用常规化学分析和气压过程分离 (BarometricProcessSeparation, BaPS) 法, 对不同类型草地 (天然放牧草地、围栏草地、翻耕草地和人工草地 ) 的土壤氮、碳库以及反硝化速率、总硝化速率、N2 O和CO2 排放速率进行了研究。结果表明 :研究地点土壤有机质、全氮含量分别为 10 1.8和 5.1g·kg-1, 比典型的亚高山土壤有机质和全氮含量 (分别是 181.3和 7.4 g·kg-1) 明显低, 而且, 与通常的观念不同的是, 土壤NO3 - N含量是NH4+ N含量的 3~11倍。这可能是由于研究地过度的人为干扰造成的。研究还发现, 不同管理措施对土壤氮、碳库, 氮转化速率和土壤呼吸有显著影响。天然放牧草地围栏后, 土壤有机质和全氮含量明显升高, 比如, 围栏草地和翻耕草地的有机质、全氮含量分别比天然放牧草地高 6 1%、5 8%和 4 6 %、5 1%。氮转化速率和土壤呼吸大大加快, 尤其是在翻耕草地, 比如, 翻耕草地的总硝化速率和N2 O排放速率分别是天然放牧草地的 5.1和 2.4倍。因此, 虽然春季翻耕可能提高作物 (包括牧草 ) 产量, 但它同时也承担了巨大的生态学风险, 包括增加排放到大气中的CO2 和N2 O的量以及淋溶到地下水的NO3 -的量。因此, 建议在川西北亚高山区的人工草地建设中慎重选择翻耕措施。研究还发现, 研究地土壤的总硝化速率是净硝化速率的 2 0~ 93倍, 净硝化速率不能反映高海拔地区土壤硝化的准确状况。  相似文献   

13.
Soil inorganic nitrogen pools, net mineralization and net nitrification rates were compared during the dry season along a chronosequence of upland (terra firme) forest, 3-, 9- and 20-year-old pastures in the western Brazilian Amazon Basin state of Rondônia to investigate the influence of forest conversion to pasture on soil nitrogen cycles. Surface soil (0 to 10 cm) from forest had larger extractable inorganic nitrogen pools than pasture soils. In the forest, NO 3 pools equaled or exceeded NH 4 + pools, while pasture inorganic N pools consisted almost exclusively of NH 4 + . Rates of net N mineralization and net nitrification in seven -day laboratory incubations were higher in the seven - day forest than in the pastures. Net N mineralization rates did not differ significantly among different-aged pastures, but net nitrification rates were significantly lower in the 20-year-old pasture. Higher net N mineralization and net nitrification rates were measured in laboratory and in situ incubations of sieved soil, compared with in situ incubations of intact soil cores. Rates calculated in seven-day incubations were higher than determined by longer incubations. Sieving may increase N mineralization and/or decrease N immobilization compared with intact cores. We concluded that 7-day laboratory incubation of sieved soil was the most useful index for comparing N availability across the chronosequence of forest and pasture sites. High net nitrification rates in forest soils suggest a potential for NO 3 losses either through leaching or gaseous emissions.  相似文献   

14.
The importance of heterotrophic nitrification was studied in soil from a mixed-conifer forest. Three sites in the forest were sampled: a clear cut area, a young stand and a mature stand. In the mature stand, the mineral soil (0–10 cm) and the organic layer were sampled separately. Gross rates of N mineralization and nitrification were measured by15NH 4 + and15NO 3 isotopic pool dilution, respectively. The rates of autotrophic and heterotrophic nitrification were distinguished by use of acetylene as a specific inhibitor of autotrophic nitrification. In samples supplemented with15NH 4 + and treated with acetylene, no15NO 3 was detectable showing that the acetylene treatment effectively blocked the autotrophic nitrification, and that NH 4 + was not a substrate for heterotrophic nitrification. In the clear cut area, autotrophic nitrification was the most important NO 3 generating process with total nitrification (45 ug N kg–1h–1) accounting for about one-third of gross N mineralization (140 ug N kg–1 h–1). In the young and mature forested sites, gross nitrification rates were largely unaffected by acetylene treatment indicating that heterotrophic nitrification dominated the NO 3 generating process in these areas. In the mature forest mineral and organic soil, nitrification (heterotrophic) was equal to only about 5% of gross mineralization (gross mineralization rates of 90 ug N kg–1 h–1 mineral; 550 ug N kg–1 h–1 organic). The gross nitrification rate decreased from the clear cut area to the young forest area to the mineral soil of the mature forest (45; 17; 4.5 ug kg–1 h–1 respectively). The15N isotope pool dilution method, combined with acetylene as an inhibitor of autotrophic nitrification provided an effective technique for assessing the importance of heterotrophic nitrification in the N-cycle of this mixed-conifer ecosystem.  相似文献   

15.
采用原位培养法和时空替代法,对江西中部亚热带常绿阔叶林、天然马尾松林、人工杉木林、人工马褂木林的土壤氮素矿化速率及其有效性进行了比较研究,以探讨森林转换对土壤氮素矿化作用的影响。结果表明:转换前后各森林土壤无机氮库(NH4 -N、NO3--N)及氮素矿化速率(氨化速率、硝化速率)均呈现明显的季节动态,NH4 -N库冬春较大,NO3--N库夏秋较大,氨化速率与硝化速率均以夏秋强烈。森林转换改变了土壤氮素矿化格局,常绿阔叶林转变成马尾松林、杉木林、马褂木林后,土壤年均氨化速率分别降低了110.67%、100.76%、96.20%,而硝化速率提高了54.92%、24.19%、 24.46%;马尾松林年均总净矿化速率与常绿阔叶林相近,杉木林、马褂木林分别降低了24.68%、26.01%;另外,除常绿阔叶林外,马尾松林、杉木林、马褂木林的土壤氮素矿化量都小于植被吸收量。这些研究结果说明亚热带地区常绿阔叶林转换成其它次生林会增加氮素流失的危险性,氮素缺乏会成为这些森林生长的限制因子。  相似文献   

16.
不同土地利用类型对丹江口库区土壤氮矿化的影响   总被引:10,自引:0,他引:10       下载免费PDF全文
氮(N)素是陆地生态系统净初级生产力的重要限制因子, 土地利用类型的变化对生态系统氮循环过程有着重要的影响。采用PVC顶盖埋管原位培养的方法, 对丹江口库区清塘河流域相邻的侧柏(Platycladus orientalis)人工林、人工种植灌木林地和农田3种土地利用类型的氮素矿化和硝化作用进行了研究。结果表明, 侧柏人工林、灌木林地和农田的NH4+-N浓度(mg·kg-1)依次为1.33 ± 0.20、1.67 ± 0.17和1.62 ± 0.13, 不同土地利用类型间的NH4+-N浓度无显著性差异; 而3种土地利用类型下土壤NO3--N浓度(mg·kg-1)差异显著, 农田NO3--N浓度(9.00 ± 0.73)显著高于侧柏人工林(1.27 ± 0.18)和灌木林地(3.51 ± 0.11)。NO3--N在灌木林地和农田中分别占土壤无机氮库的67.8%和84.8%, 是土壤无机氮库的主要存在形式; 而侧柏人工林中NO3--N和NH4+-N浓度则基本相等。土壤硝化速率(mg·kg-1·30 d-1)从农田(7.13 ± 2.19)、灌木林地(2.56 ± 1.07)到侧柏人工林(0.85 ± 0.10)显著性降低。侧柏人工林、灌木林地和农田的矿化速率(mg·kg-1·30 d-1)依次为0.98 ± 0.12、2.52 ± 1.25和6.58 ± 2.29。矿化速率和硝化速率显著正相关, 但是矿化速率在不同的土地利用类型间差异不显著。培养过程中灌木林地和农田NH4+-N的消耗大于积累, 氨化速率为负值, 导致灌木林地和农田矿化速率小于硝化速率。氮素的矿化和硝化作用受土壤含水量和土壤温度的影响, 并对土壤含水量更为敏感。土壤C:N与土壤矿化和硝化速率显著负相关。研究结果表明: 土地利用类型的变化会改变土壤微环境和土壤C:N, 进而会影响到土壤氮循环过程。  相似文献   

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