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(NO₃^--N和NH₄⁺-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(P<0.05),但对土壤NO₃^--N和NH₄⁺-N无显著影响。对于RSD和RSD+BC处理,土壤NO₃^--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(P<0.05)。方差分析表明,BC与RSD处理对土壤DOC、全碳(TC)、全...     

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。     

免耕不同秸秆覆盖量对土壤可溶性氮素累积及运移的影响

通过田间原位试验,研究了连续8年免耕秸秆覆盖对土壤剖面NH_4~+-N、NO_3~--N和可溶性有机氮(EON)累积、垂直运移和淋溶损失的影响。试验设5个处理,分别为常规垄作对照(RT)、免耕无秸秆覆盖(NT-0)、免耕+33%秸秆覆盖(NT-33)、免耕+67%秸秆覆盖(NT-67)和免耕+100%秸秆覆盖(NT-100)。结果表明:免耕秸秆覆盖条件下,土壤可溶性氮素主要以NO_3~--N形态存在,其次是EON;免耕不同秸秆覆盖量对土壤NO_3~--N累积和垂直运移特性的影响不同;NT-33和NT-67处理中土壤NO_3~--N淋溶至40~80 cm土层,而NT-100处理淋溶至40~60 cm土层;与RT处理相比,NT-67和NT-100处理显著降低了0~20 cm土层NO_3~--N和EON库的容量,但增加了40~60 cm土层NO_3~--N库的容量;说明免耕秸秆覆盖增加了土壤NO_3~--N自耕层向深层的垂直运移和淋溶损失,但对EON和NH_4~+-N无显著影响。     

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。     

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。     

闽江河口湿地土壤CH4产生与氧化速率对外源氮、硫添加的响应

通过室内培养实验,研究了外源氮、硫添加对闽江河口湿地土壤CH_4产生/氧化速率以及土壤理化性质的短期影响。NH_4Cl(N1)和NH_4NO_3(N3)处理在各培养阶段均显著促进土壤CH_4产生速率(P0.05),较对照分别提高136.70%和136.55%;NH_4Cl+K_2SO_4(NS1)和NH_4NO_3+K_2SO_4(NS3)处理在培养第3、6、12、15和18天均显著促进了CH_4产生速率(P0.05)。KNO_3(N2)、K_2SO_4(S)处理在不同培养时间对CH_4产生速率影响均不显著(P0.05);KNO_3+K_2SO_4(NS2)处理除在第21天外(P0.05),其他时间影响均不显著(P0.05)。N2、N3、NS2和NS3处理均显著促进了土壤CH_4氧化速率(P0.05),平均CH4氧化速率较CK分别提高了145.30%、142.93%、139.48%和112.68%。整体而言,不同添加处理并没有显著改变湿地土壤CH_4产生/氧化速率的时间变化规律,各处理均表现为随培养时间先增加而后逐渐降低。短期培养结束后,土壤可溶性有机碳(DOC)、电导率、p H值在不同处理间均不存在显著差异(P0.05);土壤NH+4-N含量在N1、N3、NS1和NS3处理下,NO_3~--N含量在N2、N3、NS2和NS3处理下,SO_4~(2-)含量在S、NS1、NS2和NS3处理下均显著高于对照处理(P0.05)。相关分析显示,DOC、铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO_3~--N)是氮、硫添加处理下影响闽江河口湿地土壤CH_4产生/氧化速率短期变化的主要控制因素。     

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。     

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。     

不同植茶年限土壤碳氮养分及胞外酶对干旱胁迫的响应

全球气候变暖导致的夏季干旱事件频发影响茶园生态系统生产力,而茶叶是我国南方主要的经济作物,因此研究干旱条件下不同植茶年限茶园土壤养分、生态酶活性及微生物生态变化具有重要意义。选取杭州市余杭区径山茶园3种不同植茶年限(10a、30a和50a)土壤和邻近的荒土为研究对象,研究不同水分(干旱组30%WFPS(water-filled pore space)和对照组55% WFPS)处理前、第7天和第14天的土壤碳氮养分(可溶性有机碳DOC,总有机碳TOC,微生物碳MBC,微生物氮MBN,铵态氮NH_4-N,硝态氮NO_3-N)和胞外酶活性(涉碳胞外酶:β-N萄糖苷酶BG,涉氮胞外酶:N-乙酰氨基葡萄糖苷酶+亮氨酸氨基肽酶NAG+LAP)变化探讨不同水分对不同植茶年限土壤生态系统的影响。结果表明,茶园土壤碳库及涉碳、涉氮胞外酶活性随着植茶年限增加先升高后降低(30a最高);土壤氮库养分随着植茶年限增加而增加。干旱处理增加了土壤TOC、NH_4-N、NO_3-N含量而降低了土壤MBC含量、BG和NAG+LAP活性。处理前后植茶年限30a土壤DOC、MBN、NO_3-N和涉碳、涉氮胞外酶含量最高且其干旱组土壤DOC、TOC、MBC、MBN含量与对照组比变幅相对较小,可推断植茶年限30a左右的土壤微生态环境丰富,对外界环境变化的抵抗力较强。     

凋落物和林下植被对杉木林土壤碳氮水解酶活性的影响机制

凋落物和林下植被在森林生态系统土壤碳、氮循环过程中发挥重要作用,目前关于亚热带杉木人工林凋落物和林下植被对土壤碳氮水解酶活性影响机制还不清楚。在亚热带杉木人工林设立去除凋落物+去除林下植被(LR+UR)、去除凋落物+保留林下植被(LR+U)、凋落物加倍+保留林下植被(LD+U)、凋落物加倍+割倒林下植被归还(LD+UC)处理。通过研究各处理对土壤环境因子(土壤温度(ST)、土壤含水量(SWC)、土壤酸度(p H)、硝态氮(NO_3~--N)、氨态氮(NH_4~+-N)、溶解性有机碳(DOC))和土壤碳氮水解酶(β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)和β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG))活性的影响,揭示凋落物和林下植被对杉木林土壤碳氮水解酶活性影响机制。结果表明:(1)通过比较LR+U和LD+U处理发现,短期内添加凋落物有增加土壤p H、NH+4-N含量和提高βG、NAG活性的趋势,但未达到显著水平(P0.05);(2)LR+UR与LR+U处理间的比较发现,去除林下植被有降低SWC、p H、NH+4-N含量、NAG活性的趋势,并显著降低了土壤DOC含量和βG活性(P0.05);(3)将LR+UR分别与LD+U、LD+UC处理进行比较表明,添加凋落物同时保留林下植被显著增加了SWC、p H、DOC和NH+4-N含量,并增强了βG和NAG活性(P0.05),而且林下植被割倒归还比林下植被正常生长更有利于土壤βG、NAG活性的提高和SWC、DOC含量的增加,但是对ST和NO-3-N含量没有显著影响(P0.05);(4)土壤水解酶活性与SWC、DOC表现为极显著正相关关系(P0.01)。总之,凋落物和林下植被影响碳氮水解酶活性的机制,主要是通过调节SWC、增加DOC含量,影响βG、NAG活性;βG、NAG活性增强也会加快土壤有机质(SOM)分解,增加土壤DOC含量。     

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。     

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。     

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。     

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。     

氮磷添加对杉木林土壤碳氮矿化速率及酶动力学特征的影响

以江西杉木林红壤为研究对象,开展野外长期氮(N)、磷(P)添加控制试验,设置对照(CK)、N(50kg N hm~(-2)a~(-1))、P(50kg P hm~(-2)a~(-1))、NP(50kg N hm~(-2)a~(-1)+50kg P hm~(-2)a~(-1))处理,分析N、P添加对土壤碳矿化速率(C_(min))、氮矿化速率(N_(min))和相关的β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)和β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)动力学参数的影响。结果表明:(1)N添加明显降低了C_(min)和N_(min),比CK分别减少了25%和18%;N添加减小了NAG的潜在最大酶活性(V_(max))、半饱和常数(K_m)、催化效率(V_(max)/K_m),但差异不显著(P0.05);N添加显著增加了βG的V_(max)、K_m,但对V_(max)/K_m有抑制作用。(2)P输入(P、NP)较CK使NAG的V_(max)、K_m减小26%—60%;NP同时添加明显提高βG和NAG的V_(max)/K_m(P0.05),但P输入(P、NP)对C_(min)和N_(min)影响不显著(P0.05)。(3)C_(min)与土壤溶解性有机碳正相关,N_(min)与pH显著正相关,与土壤NH_4~+-N、NO_3~--N显著负相关;βG和NAG的V_(max)/K_m均与NH_4~+-N、NO_3~--N负相关(P0.05),K_m均与NH_4~+-N、NO_3~--N正相关(P0.05)。βG的V_(max)与NH_4~+-N、NO_3~--N正相关(P0.05),NAG的V_(max)与有机碳、全氮、全磷、有效磷负相关(P0.05)。研究结果表明,在亚热带杉木人工林中,N添加降低土壤pH,增加土壤有效氮含量,抑制βG和NAG的V_(max)/K_m,对土壤C_(min)和N_(min)产生抑制作用;而NP添加增加土壤有效磷含量,增加土壤βG和NAG的V_(max)/K_m。     

氨基酸添加对亚热带森林红壤氮素转化的影响

为探究氨基酸氮形态对亚热带土壤氮素含量及转化的影响,选择建瓯市万木林保护区的山地红壤为对象,采用室内培养实验法,通过设计60%和90%WHC两种土壤含水量并添加不同性质氨基酸,测定了土壤中铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮的含量和氧化亚氮的释放量,分析了可溶性有机碳、土壤p H值的大小变化及其与氮素的相互关系。结果表明:与对照处理相比,氨基酸添加显著增加了土壤NH_4~+-N含量并使土壤p H值升高,且在一定程度上解除了高含水量(90%WHC)对NH_4~+-N产生的抑制,其中甲硫氨基酸的效果最为明显。酸性、碱性、中性氨基酸对土壤NO_3~--N含量和N_2O释放影响不显著,但甲硫氨基酸可显著抑制土壤硝化从而导致NH_4~+-N的积累,并在培养前期抑制土壤N_2O产生而在培养后期促进N_2O释放,总体上促进N_2O释放。60%WHC的氨基酸添加处理较90%WHC条件下降低土壤可溶性有机氮的幅度更大。氨基酸对土壤氮素转化的影响与带电性关系较小,而可能与其分解产物密切相关。可见,不同性质氨基酸处理对森林土壤氮素含量及转化存在不同程度的影响,且甲硫氨基酸对土壤氮素转化的影响机理值得深入研究。     

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)。     

克隆整合对异质性光照环境下紫竹根际土壤氮素有效性的影响

以根状茎克隆植物紫竹为对象,研究克隆整合对遭受异质性光照胁迫分株根际土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、氨氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)以及微生物群落组成的影响。所取紫竹克隆片段由一个母本分株和一个子代分株组成,母本分株置于全光照下,而子代分株置于80%遮阴环境中,同时母本分株与子代分株间的根茎保持连接或割断处理。结果表明:与切断处理相比,紫竹遮荫子代分株根际土壤的SOC、TN、DOC、NH_4~+-N在保持根状茎连接时显著更高,这表明异质性光照环境下克隆整合可能改善紫竹连接遮荫子代分株根际土壤的氮素有效性。克隆整合提高了连接遮阴状态下紫竹子代分株根际土壤中的放线菌、真菌和革阴细菌的PLFAs浓度。通过对遮阴子代分株根际土壤微生物群落PLFAs主成分分析得出克隆整合导致遮阴子代分株根际土壤微生物群落结构发生显著变化。该研究结果暗示了紫竹可能通过克隆整合作用降低土壤中某些对氮利用有效性影响较低的细菌数量,而增加对土壤氮利用起重要作用的放线菌和真菌的数量,进而改善紫竹对土壤中氮利用的有效性,这有利于增强克隆植物对时空异质性生境的适应能力。     

施肥对油茶园土壤呼吸和异养呼吸及其温度敏感性的影响

油茶是中国南方重要的木本食用油料树种,研究施肥对油茶园土壤呼吸及其温度敏感性的影响,对于估算中国南方典型种植园林温室气体排放及其对气候变化的响应具有重要意义。设置对照(CK)、施肥(OF)、断根(CK-T)和断根施肥(OF-T)4个处理,采用静态箱-气相色谱法,通过多年观测,分析探讨施肥对油茶园土壤呼吸和异养呼吸及其温度敏感性的影响。结果表明:(1)施肥对油茶园土壤呼吸和异养呼吸无显著影响。研究期间,各处理(OF、CK、OF-T、CK-T)土壤CO_2通量依次为(77.91±2.59)、(73.71±0.97)、(66.82±1.02)mg C m~(-2)h~(-1)和(66.84±3.94)mg C m~(-2)h~(-1);(2)各处理土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))表现为OF-T(1.96±0.01)CK-T(1.79±0.03)OF(1.77±0.01)CK(1.75±0.03),其中,OF-T处理下Q_(10)显著高于其他3个处理,即施肥显著增加了断根处理土壤呼吸Q_(10);(3)施肥显著增加了土壤表层NH_4~+-N和NO_3~--N含量,Q_(10)与土壤表层NH_4~+-N和NO_3~--N含量表现出显著的正相关关系。     

九龙江河口区养虾塘沉积物-水界面营养盐交换通量特征

通过对九龙江河口区陆基养虾塘水样和沉积物样品采集分析及结合室内模拟实验,探讨了虾塘在不同养殖阶段沉积物-水界面营养盐通量时间变化特征及其主要影响因素。虾塘沉积物向上覆水体释放NO_x~--N(NO_2~--N和NO_3~--N)、NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P能力均呈现随养殖时间推移而降低的特征。沉积物在养殖中期和后期分别呈现对上覆水体NO_x~--N和PO_4~(3-)-P的吸收现象,但总体表现为释放(平均通量分别为(1.87±1.15)、(1.58±0.52)mg m~(-2)h~(-1)和(1.22±0.62)mg m~(-2)h~(-1))。沉积物-水界面溶解无机氮交换以NH_4~+-N为主(沉积物平均释放通量为(46.18±13.82)mg m~(-2)h~(-1))。沉积物间隙水与上覆水间的营养盐浓度差(梯度)及温度对上述交换通量的时间动态特征具有重要调控作用。研究结果表明养殖初期或中期沉积物较高的无机氮(尤其是NO_2~--N和NH_4~+-N)释放是养殖塘水质恶化的一个极具潜力的污染内源,可能会对虾的健康生长产生负面效应,控制沉积物无机氮释放是养虾塘养殖初期和中期重要的日常管理活动之一。