水溶性有机物对黑麦草吸收铜的影响

采用水培试验,研究蚓粪及蚯蚓培养载体牛粪中水溶性有机物(DOM)对不同Cu2+浓度下(0、5、10 mg·L-1)黑麦草吸收Cu2+的影响.结果表明:随着Cu2+浓度的增加,黑麦草地上部、根干质量,以及根系的长度、表面积、体积和根尖数均逐渐下降;DOM显著增加了Cu2+处理下黑麦草地上部及根系生物量,促进了其根系的长度、表面积、体积和根尖数的增长.DOM降低了黑麦草地下部Cu2+浓度,促进了Cu2+从地下部向地上部的运输,显著增加了地上部Cu2+积累量.蚓粪DOM对黑麦草的影响优于牛粪DOM,并且供试高浓度DOM效果优 于低浓度.     

外源水溶性有机物及温度对红壤铜形态的影响

利用模拟培养试验研究了外源水溶性有机物（DOM）添加量和培养温度对红壤中Cu形态的影响. 结果表明: 与不添加DOM比较, 添加不同量的DOM均可提高土壤中交换态Cu的含量、降低铁锰结合态Cu含量; 随着培养时间的延长,不同DOM添加量下土壤交换态Cu含量呈逐渐下降趋势;至试验结束时,DOM添加量为250 mg·L^-1时土壤交换态和碳酸盐结合态Cu含量最高, 添加量为500 mg·L^-1时铁锰结合态Cu含量最高;不同DOM添加量下, 土壤中有机结合态Cu含量较CK增加10.67%～23.66%. 在25 ℃和45 ℃温度条件下, 添加DOM后土壤交换态和铁锰结合态Cu含量均随培养时间的延长呈下降趋势, 但在5 ℃下变化趋势相反; 3种温度下添加DOM后土壤碳酸盐结合态Cu含量有随培养时间延长而增加的趋势. 随着培养温度的升高,土壤有机结合态Cu含量增加, 但在温度较低(5 ℃)时土壤残渣态Cu含量下降.     

水溶性有机物电子转移能力及其生态效应

水溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)是生态系统最为活跃的有机物组分,参与众多物理、化学及生物过程.DOM具有电子转移能力,主要原因在于结构中包含的醌基官能团,通过醌、半醌和氢醌之间的可逆转化完成电子转移过程.DOM作为电子穿梭体,循环参与电子转移的能力是其发挥生态效应的重要体现.研究表明,DOM可以通过氧化还原反应介导环境中Cr(Ⅵ)、Hg(Ⅱ)等重金属及卤代烃、硝基芳香化合物等持久性有机污染物降解转化.综述了DOM电子转移能力机理、途径及可循环性,电子转移能力测定方法,以及DOM电子转移能力的生态效应并展望研究方向.     

氮磷对污水净化中藻类叶绿素含量的影响

在室内模拟生物净化槽中比较研究了氮磷对污水中藻类叶绿素含量和污水净化的影响。污水中磷含量均为７ｍｇ／Ｌ左右,氮含量分别为７７．４、４４．４、２４．８和１３．５ｍｇ／Ｌ,结果发现ＴＮ／ＴＰ＝７７．４／７．０１ｍｇ／Ｌ组,污水经７ｄ净化,藻类叶绿素含量最高,污水净化效果较好。四个实验组比较,叶绿素含量随ＴＮ／ＴＰ比例的上升而上升,呈显著正相关。     

凋落物中水溶性有机物和残渣对亚热带森林土壤氮素转化的影响

设置60%和90%WHC两种土壤水分条件,并添加凋落物过滤液、剩余残渣和丙氨酸,进行为期36 d的室内培养(25 ℃),研究了凋落物中水溶性有机物和残渣对土壤氮素转化的影响.结果表明: 在60%和90%WHC条件下,丙氨酸在土壤中迅速矿化,该处理的土壤铵态氮(NH₄⁺-N)含量分别比对照显著提高5.4%～44.7%和16.1%～41.3%,净氮矿化和氨化速率在培养前期也高于对照,而凋落物过滤液和残渣添加处理则降低了土壤NH₄⁺-N含量,且残渣的降幅大于过滤液.试验期间,土壤硝态氮(NO₃^--N)含量呈直线增长趋势,培养结束时60%WHC条件下NO₃^--N含量显著高于90%WHC.土壤水分含量增多不利于土壤有机质的矿化;90%WHC条件下可溶性有机碳(SOC)含量明显低于60%WHC,而土壤氧化亚氮(N₂O)排放量比60%WHC提高1.5～63.0倍,且在60%WHC条件下凋落物残渣添加处理显著促进了土壤N₂O的排放.凋落物在分解过程中的可溶性物质和剩余物对土壤氮的影响存在差异,且这种差异随分解而发生动态变化.     

氮磷添加对华南地区2种人工林土壤氮磷循环酶活性的影响

为探究亚热带森林土壤中与氮、磷循环相关的土壤酶对长期氮、磷沉降的响应,在我国南方大叶相思(Acacia auriculiformis)和尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林施N、P肥8 a,对土壤中磷循环酶[磷酸单脂酶(PME)和磷酸二脂酶(PDE)]和氮循环酶[β-1,4-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG...     

高山森林溪流冬季不同时期凋落物分解中水溶性氮和磷的动态特征

为了解高山森林溪流凋落物冬季分解过程中水溶性氮和磷的变化过程,采用凋落叶分解袋法,以川西高山森林典型乔木(四川红杉、方枝柏)和灌木(高山杜鹃、康定柳)凋落叶为研究对象,研究冬季不同时期(冻结初期、冻结期、融化期)溪流、河流、河岸带以及林下凋落叶水溶性氮和磷的动态特征.结果表明:经过一个冬季的分解,4种凋落物在不同生境下各时期的水溶性氮含量无显著变化.水溶性磷含量除林下外在其他生境均显著降低,表现出河流＜溪流＜河岸带＜林下的规律.高山森林凋落叶分解过程中水溶性磷含量与平均温度、正积温、负积温和流速呈显著负相关,水溶性氮含量与正积温呈显著正相关,物种显著影响凋落物分解过程中水溶性氮和磷的含量.高山森林凋落物冬季分解过程中水溶性磷更易随河流和溪流等水体的流动而流失,而水溶性氮受冬季水环境的影响相对较小.     

根结线虫对黄瓜叶片氮磷含量、土壤pH和酶活性的影响

通过盆栽试验,采用人工接种的方法研究了接种根结线虫对黄瓜植株根际和非根际土壤pH值、土壤酶活性及叶片N、P含量的影响.结果表明:根际土壤pH值在接种量达到每株6000个时才显著降低;随着接种量的增加,叶片N、P含量、根际土壤过氧化物酶、根际和非根际土壤多酚氧化酶活性逐渐降低,根际土壤过氧化氢酶活性却逐渐升高,非根际土壤pH值先升高后降低,非根际土壤过氧化氢酶活性没有明显的变化规律.接种根结线虫后,根际土壤脲酶活性显著降低,根际和非根际土壤磷酸酶活性、非根际土壤过氧化物酶活性仅在较高接种量时才显著降低.根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间多数呈极显著相关,而非根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间只有部分呈极显著相关.     

亚热带杉木林土壤有机碳及其活性组分对氮磷添加的响应

通过野外氮、磷添加,分析N₀(0 kg N·hm^-2·a^-1)、N₁(50 kg N·hm^-2·a^-1)、N₂(100 kg N·hm^-2·a^-1)、P(50 kg P·hm^-2·a^-1)、N₁P和N₂P等6种处理3年后对亚热带杉木人工林土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)和水溶性有机碳(WSOC)的影响.结果表明:氮、磷添加对0～20 cm土层SOC含量无显著影响.磷添加显著降低0～5 cm土层POC含量,与无磷处理相比,加磷处理POC含量降低26.1%.WSOC含量对氮、磷添加的响应主要表现在0～5 cm土层,低水平氮添加和磷添加显著提高WSOC含量.在0～5 cm土层,氮添加对POC/SOC值无显著影响,而与无磷添加相比,POC/SOC值在磷添加处理下显著降低15.9%.在5～10和10～20 cm土层,氮、磷添加处理对POC/SOC值无显著影响.在亚热带地区,森林土壤碳稳定性主要受磷含量的调控,短期磷添加易导致表层土壤活性有机碳分解,增加土壤碳稳定性.     

模拟酸雨对红壤区茶树器官氮磷含量及其化学计量比的影响

以红壤区25年生茶园为对象,开展pH 4.5、pH 3.5、pH 2.5及自来水(对照)4种强度模拟酸雨处理原位试验,于处理第3年收集茶树体不同功能根系和不同年龄枝、叶,测定氮(N)、磷(P)含量,并计算化学计量比和酸雨响应敏感度.结果表明: 土壤pH值、硝态N和有效P随酸雨强度增加而显著降低.吸收根N含量随酸雨强度增加而提高,pH 2.5处理下吸收根N含量与对照相比显著提高32.9%;储藏根P含量随酸雨强度增强而显著降低;同时酸雨处理显著提高吸收根N/P.新叶和老叶N、P含量对不同强度酸雨处理响应不敏感,但酸雨处理增加了老叶N/P,且在pH 3.5处理下达到显著水平.酸雨处理对枝条的影响与其年龄有关,新枝N含量和N/P在低强度酸雨(pH 4.5)处理下显著增加,而老枝N含量和N/P对酸雨处理响应不敏感.吸收根、新叶和新枝N含量对酸雨响应敏感度分别高于储藏根、老叶和老枝,而储藏根和叶片P含量对酸雨响应敏感度高于其他器官.茶树器官N含量对酸雨处理较为敏感,适度酸雨可增加幼嫩器官N含量和N/P,改变茶树体N、P的循环和平衡.     

红壤稻田生态系统有机物料循环对土壤有机碳转化的影响

通过对12年田间定位试验数据的分析,研究了红壤稻田生态系统有机物料循环再利用对土壤有机碳积累的贡献及其对转化的影响。结果表明,红壤稻田生态系统有机物料循环再利用可促进土壤有机碳的积累、改善腐殖质组分和改良有机质品质。红壤稻田生态系统内有机物料循环再利用,土壤有机碳的年增速率最大可达到0.37 g.kg-1;12年间易氧化有机碳最大增量达到3.8 g.kg-1,胡敏酸和富里酸最大增量分别达到3.06和1.63 g.kg-1。预测结果显示,有机物料循环再利用红壤稻田生态系统土壤有机碳50年内可提高8.3~18.9 g.kg-1,增长率达到62.0%~140.7%。     

磷肥输入对稻田土壤剖面胶体磷含量的影响

磷肥管理与土壤磷素赋存息息相关,选取杭嘉湖地区典型稻田定位实验,研究磷肥输入下稻田土壤剖面胶体磷含量的变化,分析不同施肥管理下胶体磷在土壤中的分布规律。结果表明,(1)胶体磷是磷素在土壤中赋存的重要形式,能够占到土壤胶体溶液(1μm)总磷的85%以上,土壤全磷的0.1%—2%;(2)磷肥施用增加了土壤胶体磷含量,特别是在有机肥处理下0—5 cm土壤胶体磷含量达到了8.0 mg/kg;(3)随着土壤深度的增加,胶体磷含量减少,有机肥输入下对深层土壤胶体磷含量的影响较无机肥明显;(4)水稻收割后表层土壤胶体磷含量与油菜收割后相比减少明显,0—5 cm土壤胶体磷含量减少了90%左右,但有机肥施用下胶体磷含量减少较小;(5)水稻收割后30—60 cm土壤胶体磷含量有所增加,可能与胶体磷发生的纵向迁移有关。了解磷肥输入对稻田土壤剖面胶体磷含量的影响,为研究土壤磷素赋存形态及迁移变化提供科学依据,对有效评估胶体磷的环境风险起到指导作用。     

减磷配施有机肥对水旱轮作紫色水稻土磷素淋失的消减效应

为探索长江流域稻油轮作系统水稻季减少农田磷素流失的最佳施肥模式和有效耕作措施,降低其对长江水质的威胁。采用渗漏池长期田间原位定点试验并结合室内实验分析,研究了化肥配施猪粪有机肥和水稻秸秆还田对土壤磷素淋溶迁移的影响。结果表明在水稻生长期内土壤淋溶水中磷素浓度随时间延长呈逐渐下降的趋势,前期波动幅度大且下降迅速,到55d之后逐步稳定达到平衡。总可溶性磷(TDP)是渗漏水磷素的主要形态。土壤淋溶水中总磷(TP)和总可溶性磷(TDP)含量均表现为优化施肥+猪粪有机肥(MP)优化施肥+秸秆还田(SP)优化施肥(P)优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(MDP)优化施肥量磷减20%+秸秆还田(SDP)不施磷肥(P0)。土壤总磷(TP)淋失负荷在0.295—0.493 kg/hm2之间。施用有机肥提高了淋溶水中的磷素含量,促进了土壤中磷素的淋失,同时显著提高了土壤中有效磷的含量,猪粪有机肥的促进作用比水稻秸秆大。减少化肥施用量有利于降低土壤磷素淋失。在综合考虑农业生产省本增效和控制农田面源污染的情况下,可以采取减量化肥配施有机肥的施肥模式。     

小麦进化材料水分利用效率与氮利用效率间相互关系

利用田间微区试验,在整株水平上研究了10种小麦进化材料水分利用效率(WUE)和氮利用效率(NUE)间的关系．结果表明,小麦在从二倍体→六倍体的长期进化过程中,WUE和NUE均逐渐增加．除法国黑麦外,其余9种小麦进化材料WUE和NUE间呈显著正相关,表明法国黑麦高的NUE可能与WUE以外的其它生理机制有关．     

磷高效利用野生大麦基因型筛选及其根际土壤无机磷组分特征

通过土培盆栽试验,研究了16份野生大麦种质资源在相同供磷水平下磷素吸收利用的基因型差异,探讨磷高效野生大麦根际土壤无机磷组分特征.结果表明：拔节期和扬花期磷素干物质生产效率（CV=11.6%、12.4%）、成熟期磷素籽粒生产效率（CV=13.7%）基因型间差异较大.不同生育时期磷高效基因型IS-22-30和IS-22-25生物量、磷积累量和磷素干物质生产效率均显著高于低效基因型IS-07-07,且高效基因型的籽粒产量分别是低效基因型的3.10和3.20倍.不施磷、施磷30 mg·kg^-1条件下,不同磷素利用效率野生大麦根际土壤有效磷和水溶性磷含量均显著低于非根际土壤,且高效基因型较低效基因型根际土壤水溶性磷亏缺量更大.根际与非根际土壤无机磷组分含量为Ca₁₀-P＞O-P＞Fe-P＞Al-P＞Ca₂-P＞Ca₈-P.在拔节期和扬花期,施磷30 mg·kg^-1条件下,磷高效基因型根际土壤Ca₈-P含量显著高于低效基因型,而Ca₂-P含量显著低于低效基因型;不施磷条件下,高效基因型根际土壤Ca₂-P和Ca₈-P含量均显著高于低效基因型,且根际土壤Ca₁₀-P均减少.施磷30 mg·kg^-1条件下,根际土壤Fe-P和O-P含量均表现为高效基因型显著高于低效基因型,Al-P含量则呈现相反的趋势;不施磷条件下,高效基因型根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量均显著低于低效基因型.低磷胁迫下,高效基因型活化吸收Ca₂-P、Al-P的能力强于低效基因型.     

氮输入对东北土壤碳蓄积氮素利用效率的影响

由于人类活动影响,通过沉降和施肥方式进入生态系统的活性氮显著增加,其对土壤有机碳库产生重要影响。氮素利用效率(NUE)作为深入理解陆地生态系统碳氮耦合关系的重要参数,对NUE时空规律的研究不仅可以评估目前氮输入对陆地生态系统碳汇增加的贡献,同时也有助于预测未来氮输入情况下陆地生态系统的碳平衡。利用生态系统过程模型——CEVSA2模型的模拟结果,分析了东北地区氮输入情况下,土壤碳的氮素利用效率(SNUE)的时空变化规律及其影响因素,结果表明:(1)1961—2010年,氮输入的显著增加促进了土壤碳的蓄积,但SNUE显著下降;(2)森林的平均SNUE最高,农田最低;灌丛的下降速率最大,森林的SNUE变化趋势最不显著;(3)三江平原和长白山地区以及大小兴安岭的部分地区SNUE最大,其次是辽河平原、松嫩平原地区;内蒙古高原、呼伦贝尔高原地区以及大、小兴安岭的部分地区SNUE出现负值,说明在这些地区,外援氮输入抑制了土壤碳的蓄积;(4)氮输入的空间分异和不同生态系统响应氮输入的差异共同决定了SNUE及其变化的空间格局。该研究结果可为进一步分析不同区域氮促汇潜力和预测未来氮输入情景下的区域碳平衡提供参考。     

有机物料在维持土壤微生物体氮库中的作用

采用室内和田间培养试验,研究了有机物料矿化过程中土壤微生物体氮的变化,测定结果表明,有机物料对矿化过程和微生物体氮的影响,既与有机物料本身性质和组成有关,也与土壤肥力水平和施氮与否有关。加入Ｃ／Ｎ比高的有机物料后,微生物对矿质氮的净固定持续时间长,而加入Ｃ／Ｎ比小的则固定时间短;高肥力土壤上的固定时间比低肥力土壤短。不同有机物料对土壤微生物体氮的影响不同。从加绿豆茎叶、小麦茎叶、未腐解马粪、腐熟马粪、腐熟猪粪到厩肥,土壤微生物体氮依次减小,提供的有效能源物质丰富（如绿豆茎叶）或Ｃ／Ｎ比较高（如小麦茎叶）时影响效果突出。土壤肥力不同,有机物料对微生物体的影响效果不同,在低肥力土壤的效果突出,约为高肥力土壤的４倍,因此,在评价有机物料对土壤微生物体氮的影响时,既考虑有有机物料的性质和组成,也考虑土壤力水平、矿质氮含量和培养时期。     

土壤有机碳和外源添加碳对水稻土土体呼吸的影响

土体呼吸输出碳来源于土壤固有有机碳和外源添加碳,而以往关于不同施肥措施对水稻土碳排放的研究少有区分碳的来源。本试验利用一个长达30年的水稻土定位试验,在保证原有定位试验继续正常开展的前提下变更部分施肥处理,得到继续施用高量有机肥(HOM)、施用常量有机肥30年后改施高量有机肥(N-H)、继续施用常量有机肥(NOM)、施用化肥30年后改施常量有机肥(C-N)、施用高量有机肥30年后改施化肥(H-C)、施用常量有机肥30年后改施化肥(N-C)、继续施用化肥(CF)等7种施肥处理。通过观测早稻生长期间原有施肥和改施肥处理土体CO2排放通量(FCO2),研究不同后续施肥对水稻土FCO2的影响,以期探讨土壤原始有机碳和外源添加碳对土壤FCO2的影响。结果表明:7种不同施肥处理土体CO2平均排放通量(F珔CO2)分别为85.34、69.10、51.27、49.15、14.89、12.92和11.59 mg C.m-2.h-1;对施用无机肥料和常量有机肥料的土体而言,土壤本身有机碳含量对F珔CO2无显著影响,但对施用高量有机肥的土体而言,土壤本身的高有机碳含量会增强F珔CO2;CO2排放通量(Y)与添加外源碳量(x)之间符合指数方程:Y=13.33e1.719 x(R2=0.967,n=21),施入的外源有机碳对土体FCO2产生极显著影响;当季外源添加碳以CO2-C矿化分解释放的碳占其总碳量的14%左右,且该分解率受土壤有机碳含量和有机物料添加量的影响较小。