陇中黄土高原半干旱区苜蓿地土壤干燥化特征及适宜种植年限

研究了陇中黄土高原半干旱区不同种植年限紫花苜蓿地土壤水分特征及适宜种植年限.结果表明： 3、8、12和14年生苜蓿地0～300 cm土层土壤平均含水量均明显低于当地土壤稳定湿度值.12和14年生苜蓿地0～300 cm土层土壤含水量仅为9.2%和7.1%,甚至低于作物有效水分下限.1、3、8、12和14年生紫花苜蓿地0～300 cm土层干燥化指数分别为125.4%、30.5%、18.4%、-34.2%和-83.3%,除1年生苜蓿地土壤无干燥化现象之外,其余种植年限苜蓿地土壤均呈不同程度的干燥化.随苜蓿种植年限的延长,土壤干燥化程度加剧,但干燥化速率呈减缓趋势.综合苜蓿生产力动态和土壤水分状况,该区紫花苜蓿适宜的种植年限为8～10 年.     

不同种植年限人工苜蓿地土壤N_2O排放通量

以半干旱区不同种植年限人工苜蓿地(1、3、4、5和8年)为研究对象,利用静态箱-气相色谱法研究不同种植年限人工苜蓿地土壤系统、土壤-植被系统的N2O排放通量规律,探讨影响土壤N2O排放通量的主要因素。结果表明:(1)苜蓿种植年限影响苜蓿地土壤-植被系统、土壤系统的N2O排放通量,不同种植年限苜蓿地N2O排放通量规律为:4年5年3年8年1年。不同种植年限苜蓿地土壤-植被系统、土壤系统的N2O排放通量季节趋势均呈"春夏季高、秋季低",在5月和8月中旬各出现了N2O排放峰值,表现出N2O的源效应。土壤-植被系统的N2O排放通量大于土壤系统的N2O排放通量。(2)苜蓿地土壤系统N2O排放通量与土壤有机碳、C∶N、铵态氮、全氮、硝态氮含量及0~5 cm土层的土壤温度呈显著正相关,与0~10 cm土壤含水量呈极显著二次负相关。土壤-植被系统N2O排放通量与地上生物量呈极显著正相关。因此,土壤全氮、硝态氮含量、0~10 cm土壤含水量及地上生物量是制约N2O排放通量的关键因子。     

黄土高原半干旱偏旱区草粮轮作田土壤水分恢复效应模拟

采用实地调查和EPIC模型相结合的方法,模拟研究了黄土高原半干旱偏旱区不同草粮轮作模式的土壤水分恢复效应.结果表明：多年生苜蓿地和苜蓿翻耕后种植粮食作物农田0～10 m土层土壤湿度调查值与模拟值间的相关系数均超过0.9（P<0.01）,相对均方根误差在0.05～0.16,相对误差均低于10%;模拟与实测的土壤湿度剖面分布变化趋势一致.在黄土高原半干旱偏旱区,苜蓿地深层土壤干层恢复难度较大,在种植苜蓿期间应避免8～10 m土层土壤湿度降到5.7%以下.苜蓿地适宜种植年限为4～6 a,最长不应超过8 a.苜蓿翻耕后适宜采用马铃薯→马铃薯→春小麦轮作模式进行土壤水分恢复,32～33 a后可以再次种植苜蓿.     

陕北黄土丘陵区撂荒草地群落生物量及植被土壤养分效应

为了明确植被演替过程中植被与土壤的互动效应,为植被恢复提供依据。根据陕北黄土丘陵区36块不同年限（时间尺度为2—45a）的撂荒样地地上生物量、土壤养分和水分的测定结果,及4块典型撂荒群落样地地上／地下生物量,7种撂荒群落主要植物生长特性的测定,分析了撂荒演替过程中群落生物量与土壤养分的变化过程、趋势及其相互关系,进而探讨了撂荒演替过程中群落生物量对土壤养分的作用效应,并利用多元回归和通径分析法分析了土壤养分对群落生物量的作用。结果表明：（1）除速效磷外,撂荒演替过程中群落地上生物量和土壤有机质、全氮、全磷、全钾、NO3-N、NH4-N和速效钾都呈先减少后增加的趋势,步调基本一致。（2）从撂荒年限与土壤养分的相关性来看,0—20cm土壤有机质含量、速效磷含量和0—20、20—40cm土壤层NO3-N含量与撂荒年限相关显著,说明演替过程中有机质、速效磷和NO3-N有较为明显的植被土壤效应,而其它土壤养分与撂荒年限相关不显著,不能排除演替初始条件和植物暂时固定的影响;从群落生物量与土壤养分的相关性来看,群落生物量对土壤有机质、全氮、磷、钾、NO3-N、速效钾和速效磷含量具有正效应,而对NH4-N具有负效应,但都不显著。（3）通径分析说明撂荒年限、土壤全氮、全钾、速效钾和土壤水分变异量对生物量表现为正的直接作用,其中以撂荒年限和土壤水分波动量作用较大,土壤养分对群落地上生物量的作用以土壤全氮最大,全钾和速效钾影响较小;演替过程中群落地上生物量的变化主要是由于植被盖度和群落组成种的生态学特性造成的（撂荒年限较大的直接作用）,其次是由于撂荒演替过程中土壤水分的波动造成的（撂荒年限通过土壤水分的间接负作用）。（4）随着土层深度的加深植物根系生物量呈幂函数递减过程,演替后期群落根冠比有增加的趋势,演替后期序列种根冠比和根长也有增加的趋势,这些在一定程度上会影响到生物量积累和有机质分解等,进而会影响到植被土壤效应。     

宁南半干旱与半干旱偏旱区苜蓿草地土壤水分与养分特征

通过对宁夏南部半干旱区(固原)和半干旱偏旱区(海原)不同生长年限紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地深层土壤水分与养分含量的测定,分析和比较了2种干旱类型区苜蓿草地土壤水分与养分差异及其土层剖面的分布特征。结果表明：(1) 2个类型旱区苜蓿草地0～1000 cm土层平均土壤湿度随生长年限的延长逐渐降低,但草地衰败后对水分的消耗减少。(2) 随土层深度的增加,2个类型旱区苜蓿草地土壤湿度表现出先减少后增加的变化趋势;有机质、全氮、碱解氮和速效磷含量不断减少。(3) 随生长年限的延长,2个类型旱区苜蓿根系对土壤水分和养分的消耗不断加深,6 a苜蓿草地土壤含水量、碱解氮和速效磷发生了不同程度的亏缺;10 a苜蓿草地均已进入衰败期,土壤有机质、全氮和碱解氮自上而下逐渐恢复,且半干旱偏旱区恢复的较快;速效磷含量随生长年限的延长不断减少,苜蓿草地衰败后消耗速率减小。(4) 半干旱偏旱区相同生长年限苜蓿草地0～400 cm土层土壤养分含量均高于半干旱区。(5)土壤水分亏缺与养分不均衡导致苜蓿草地衰败。因此,在实际生产中对旱地苜蓿草地应进行合理灌溉与施肥,平衡土壤养分并延缓草地衰败。     

陇中黄土高原半干旱区不同种植年限紫花苜蓿土壤线虫群落分布特征

为明确长期种植紫花苜蓿对土壤线虫群落演变的影响,以不同种植年限紫花苜蓿为研究对象(2 a、9 a、18 a),并以农田为对照,采用 Illumina MiSeq测序技术研究了陇中黄土高原半干旱区紫花苜蓿土壤线虫群落结构及其多样性,探讨影响其群落变化的主控因子。结果表明: 所获土壤样品线虫种群隶属于2纲7目16科21属,其中,色矛纲为黄绵土优势线虫类群(44.6%～81.4%),相对丰度随苜蓿种植年限延长而降低。针线属、螺旋属、剑线属、Pristionchus、茎属、盆咽属、长针属、艾普鲁斯属、Isolaimium和野外垫刃属为苜蓿地特有线虫,其中,针线属(54.1%)、螺旋属(23.9%)、剑线属(21.9%)分别为2 a、9 a、18 a苜蓿地优势线虫属。紫花苜蓿土壤均以植物寄生线虫为优势类群(31.8%～67.1%),其相对丰度随苜蓿年限延长先降后升。冗余分析显示,土壤速效磷和全氮含量是影响紫花苜蓿土壤线虫群落结构的主导环境因子。     

山西曲沃设施蔬菜施肥现状及土壤氮磷累积与分配特征

在山西省南部调查了种植年限为1、7、10、13、16年的越冬长茬设施蔬菜生产施肥现状,研究了不同种植年限设施蔬菜土壤剖面硝态氮、Olsen-P和CaCl2-P的分配特征和规律,为控制设施蔬菜生产对农业面源污染的影响提供参考。结果表明：不同种植年限设施养分投入差异较大,新建设施氮、磷和钾投入量高达6088.3、2705.4和3287.2 kg·hm-2,随后养分投入量明显降低N、P和K的养分投入水平在1591.1—2943、619.4—1195.6和877.5—2026.3 kg·hm-2,80%的氮和90%磷在移栽前投入。过量养分投入和施肥与作物需肥不耦合增加了NO3--N在土壤剖面的迁移,种植1年200 cm土壤剖面的NO3--N通体大于30.00 mg·kg-1,随种植年限增加NO-3-N向下移动明显,种植16年0—60 cm NO3--N含量达110—203 mg·kg-1,土层180—200 cm接近60 mg·kg-1;设施土壤0—20 cm的 Olsen-P和CaCl2-P累积明显,种植1年分别达138.0 和2.7 mg·kg-1,而后累积至300 mg·kg-1和7.6 mg·kg-1左右,随种植年限增加Olsen-P和CaCl2-P在土壤剖面明显下移。该区域土壤Olsen-P与CaCl2-P的突变点为46.70 mg·kg-1,土壤NO3--N含量与EC值显著正相关（r= 0.624, P<0.01）,CaCl2-P/Olsen-P与有机质含量表现出显著的正相关（r=0.317,P<0.05）。这表明EC值能够较好地表征NO3--N污染状况,由于CaCl2-P为易淋洗磷,故土壤Olsen-P含量>46.70 mg·kg-1时易出现磷的淋洗,土壤有机质提升增加了磷淋洗的风险。     

渭北旱塬苹果园地产量和深层土壤水分效应模拟

为了研究实时气象条件下渭北旱塬不同生长年限苹果园地产量变化趋势和深层土壤水分变化规律,在模型适用性与模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了1962—2001年期间洛川旱塬苹果园地产量演变动态和深层土壤水分效应。结果表明：(1) 在模拟研究期间,洛川旱塬4—40年生苹果园产量整体上呈波动性下降趋势,初期产量逐渐增加,11—23年生达到最大值(平均为28.8 t/hm2),之后随降水量年际波动呈现出明显的波动性降低趋势。(2) 40年间苹果园地遭受的干旱胁迫日数呈波动性上升趋势,与年降水量波动趋势相反。(3) 1—15年生期间苹果园地平均年耗水量高于同期年降水量,导致苹果园地0—10 m土层土壤强烈干燥化,逐月土壤有效含水量波动性降低,1—10年生、11—20年生和21—40年生期间发生土壤干燥化并且程度逐渐加剧,但干燥化速率逐渐减缓,土壤干燥化速率分别为95.4 mm/a、12 mm/a和1.5 mm/a。(4) 随生长年限的延长,苹果园地0—10 m土层土壤湿度逐渐降低、土壤干层分布深度逐渐加大,在14年生时超过了10 m,20年生以后2—10 m 土层形成稳定的土壤干层。因此,基于土壤水分利用的苹果生长与果园利用的合理年限为20 a,最长不宜超过23 a。     

宁南山区紫花苜蓿(Medicago sativa)土壤干层水分动态及草粮轮作恢复效应

以各类作物农田水分为对照,连续两年对宁南山区不同生长年限苜蓿深层土壤水分以及10年生苜蓿地耕翻后轮作不同年份作物农田的水分进行了测定.结果表明,随着苜蓿生长年限的增加,干层深度与厚度先增加后减小.3年生苜蓿干层深度为720cm,6年生干层最深可达1000cm以下,10年生干层深度为920cm,3～12年生苜蓿地0～700cm土层基本上均属于土壤干层范围.苜蓿地0～800cm土壤湿度随生长年限增加而降低,2004年测定的4、7年生和12年生苜蓿地0～700cm土层平均含水率分别为5.30%、5.22%和5.01%;2005年测定的3、6年生和10年生苜蓿地0～800cm土层湿度分别为6.26%、5.60%和5.27%;而800～1000cm土层湿度在一定年限后有恢复趋势.300cm为苜蓿地降水下渗的最大临界深度,300cm以下土壤干层一旦形成,将长期存在,7～12年生苜蓿300～700cm土层湿度仅维持在4.0%左右.苜蓿地和农田的土壤干层厚度与湿度有较大差异,草粮轮作可使苜蓿土壤干层水分基本恢复到农田湿度,而且轮作年份越长,土壤各层次水分恢复效果越好,10年生苜蓿轮作18年后土壤水分基本恢复到农田状态.     

不同作物对旱地农田残留硝态氮的利用差异

在黄土高原南部娄土上,通过2a田间试验研究了小麦和苜蓿对土壤中不同累积量的残留硝态氮的利用差异。研究包括0—3 m土壤残留硝态氮累积量(设N1、N2、N3、N4、N5和N6共6个水平,残留硝态氮量依次增加)和作物种类(冬小麦和苜蓿)2个因素,分别采用冬小麦-夏休闲-冬小麦和苜蓿连作种植方式。结果表明,不施用氮肥条件下,冬小麦-休闲-冬小麦轮作周期与苜蓿连作2a内,土壤残留硝态氮的消长有明显差异。在第1季小麦生长期间,小麦的氮素携出量(63.9—130.3 kg/hm2)、氮素携出量占播前残留硝态氮量的比例(18%—27%)及氮素携出量占该生长季硝态氮减少量的比例(29%—62%)均显著高于同期的苜蓿处理。在第2个生长季内,苜蓿的氮素携出量是小麦当季氮素携出量的近6倍,但由于苜蓿固氮作用强烈,至第2生长季结束后,0—3 m土壤硝态氮量与苜蓿播前相比平均只减少了72.4 kg/hm2,而麦田0—3 m土壤硝态氮量与小麦播前相比减少了158.3 kg/hm2。在短期内如果通过种植作物消耗土壤剖面的残留硝态氮,冬小麦比苜蓿更有优势。第1季小麦氮素携出量与小麦播前0—2 m(r=0.920**)和0—3 m(r=0.857*)土层残留硝态氮量呈显著或极显著正相关,与0—1 m土层残留硝态氮量没有显著相关性;第1生长季苜蓿氮素携出量与播前0—1 m土壤硝态氮累积量呈显著正相关关系(r=0.846*),而与0—2 m和0—3 m土壤硝态氮累积量的相关性并不显著。小麦比苜蓿能利用更深土层中的硝态氮。随着播前0—3 m土壤残留硝态氮的增加,小麦和苜蓿地上部氮素携出量呈增加的趋势,硝态氮表观损失也显著增加。     

作物籽粒中NO-3-N和NO-2-N的积累与氮肥种类和数量的关系

１９９６～１９９７在芸豆（云南）、红小豆（河北）、大豆（黑龙江）和花生（山东）绿色食品产地,研究了施用有机肥和化肥对这些作物籽粒中ＮＯ＾－３、ＮＯ＾－２的累积特点。结果表明,芸豆和红小豆不论施用有机肥还是尿素,土壤中的速效氮与籽粒中ＮＯ＾－２的灰色关联最好;施用有机肥的最大关联度分别出现在土壤库内部（全氮与速效氮之间）或籽粒库内部（ＮＯ＾－３、ＮＯ＾－２之间）;而施用化肥的最大关联度分别出现在土壤     

根田鼠对食物单宁酸的解毒代价

在实验室条件下,测定了根田鼠对单宁酸的解毒代价。结果表明,在食物蛋白质为10％的条件下,摄食3％和6％单宁酸食物的根田鼠经尿液分泌的葡萄糖醛酸较对照组分别增加13．77％和38．80％;与对照组比较,在食物蛋白质为20％的条件下,摄食3％和6％单宁酸食物的实验个体尿液分泌的葡萄糖醛酸分别增加6．11％和22．25％。在食物蛋白质为10％时,用3％和6％单宁酸食物处理的个体,其尿液NH4^ —N含量较对照组个体分别增加51．69％和198．44％。在食物中蛋白质为20％时,摄食3％和6％单宁酸食物的试验个体,其尿液中的NH4^ —N含量分别较对照组高1．72％和74．19％。由此说明,单宁酸能显著增加根田鼠尿液葡萄糖醛酸分泌量,根田鼠尿液的NH4^ —N的含量随食物单宁酸增加而增高,从而增加动物机体对单宁酸的代谢价。     

脲酶抑制剂氢醌对土壤脲酶活性,氨挥发和硝化的抑制动态

1.氢醌对土壤脲酶活性的抑制率及其持续的时间同氢醌浓度成正相关,与土壤脲酶活性成负相关。2.氢醌能有效地抑制施入土壤中尿素氨的挥发,而对铵盐和尿素的硝化强度产生强烈抑制。3.在麦秸还田土壤中,由于脲酶活性增高而提高了施入尿素的水解速度,故需提高氢醌用量;但由于麦秸的“氮因子效应”又固定了尿素分解产物及其氧化产物,从而弥补了氢醌失效后可能造成氮素的继续损失。     

不同营养条件下竹叶眼子菜NH4^＋-N吸收动力学的初步研究

以竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)无菌系种苗为试验材料,研究了不同水体营养浓度水平(低营养:TN 0.213 mg·L-1,TP 0.0093 mg·L-1;中营养:TN 0.71 mg·L-1,TP 0.031 mg·L-1;高营养:TN 7.1 mg·L-1,TP 0.31 mg·L-1)对其生长与NH+4-N的吸收动力学参数的影响.结果表明,不同浓度水体营养对竹叶眼子菜生长的影响较小,而NH+4-N的吸收动力学参数有显著差异.竹叶眼子菜在高、中和低营养培养条件下的NH+4-N最大吸收速率Vmax分别为 41.1、 29.1、 21.1 μmol·g-1·h-1,米氏常数Km分别为 0.356、 0.306、 0.122 mmol·L-1.竹叶眼子菜营养吸收动力学与其生长环境关系紧密,在低浓度生长环境中时,竹叶眼子菜可以通过降低Km值来提高对营养离子的亲和力以满足营养需求;在高浓度生长环境中,该植物通过增大吸收潜力来适应高营养.     

水培硝态氮浓度对冬小麦幼苗氮代谢的影响

以Hoagland营养液为培养基质,以冬小麦为试材,动态测定高(含NO3--N15mmol·L-1)、中(含NO3--N7.5mmol·L-1)、低(含NO3--N2.5mmol·L-1)三种氮水平处理条件下硝态氮的吸收和累积、硝酸还原酶活性、铵态氮含量、小麦吸氮量及根系活力,分析不同供氮水平对冬小麦硝态氮吸收、还原、转运的影响,探讨不同供氮条件下,植物地上、地下部分硝态氮代谢的变化。结果表明:水培条件下,营养液NO3-的消耗量、pH变化、植株全氮以及根系活力均能较好地反映不同氮水平对植株硝态氮代谢的影响;高氮条件下植物体内NO3-进一步同化较中氮弱,冬小麦植株积累了较多的NO3-,而非过多的吸收营养液中的NO3-。不同氮浓度处理下,NO3-的供应与植株NRA间无相关关系,根系与地上部的变化曲线不同;NO3-供应浓度高时,植物地上部是主要同化部位;低浓度时根部是主要同化部位。虽然NO3-是一种安全的氮源,但供应过高则抑制体内硝态氮进一步同化,而供应过低,植物吸收NO3-量不足、根系活力下降,不利于小麦幼苗氮素营养。     

葡萄糖存在下选择性抑菌剂对土壤氮素转化的影响

采用2种氮源并分别加入选择性微生物抑制剂进行室内培养,通过测定样品中NH₄⁺-N和NO₃^--N及土壤中氨基葡萄糖和胞壁酸含量,研究土壤微生物氮素固持时间特征及其相对贡献.结果表明,加入青链霉素明显地降低了NH₄⁺-N的转化速率,且影响远大于真菌抑制剂放线菌酮;氨基葡萄糖和胞壁酸的相对比例急剧增加,而后趋于平衡;加入放线菌酮后NO₃-N转化速率持续下降,氨基葡萄糖的合成受到抑制,但加入细菌抑制剂青链霉素对其转化无显著影响.培养初期,细菌在葡萄糖存在下能快速固持NH₄⁺-N和NO₃^--N,并以NH₄⁺-N为首选氮源;培养后期,氮转化主要为真菌所推动,且真菌对NO₃^--N的利用能力显著大于细菌.     

南亚热带森林土壤有效氮含量及其对模拟氮沉降增加的初期响应

研究了南亚热带主要森林类型 (马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林 )土壤有效氮含量对模拟氮沉降的初期响应。结果显示 :(1)马尾松林、混交林和阔叶林 0～ 10 cm和 10～ 2 0 cm两个土层有效氮 (铵态氮 硝态氮 )含量总平均分别为 6 .2 4、6 .2 2和14 .77m g/kg,其中铵态氮占 4 5 .3%、4 8.7%和 14 .5 %。 (2 )外加氮处理使 3个森林两个土层的有效氮含量都在增加 ,但其影响程度取决于土层、氮处理水平、氮处理时间和森林类型。总体而言 ,0～ 10 cm土层略比 10～ 2 0 cm土层敏感 ;氮处理水平越高土壤有效氮增加越多 ;外加氮处理时间越长 ,处理样方与对照样方的差距越大 ;阔叶林的响应稍落后于马尾松林和混交林     

不同浓度铵态氮对镉胁迫轮叶黑藻生长及抗氧化酶系统的影响

用含有不同浓度NH₄⁺-N (0、0.5、2.0和4.0 mg·L^-1)和10 mg·L^-1Cd的1/10 Hoagland营养液培养沉水植物轮叶黑藻,研究了氨态氮对Cd胁迫下轮叶黑藻的生长及抗氧化酶系统的影响,探讨富营养化污染水体沉水植物退化机理.结果表明,10 mg·L^-1Cd对轮叶黑藻能产生明显的胁迫作用,叶绿素合成量明显降低;超氧化物岐化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性呈先升高后下降的趋势.NH₄⁺-N能加速Cd对植物的胁迫作用,单因子Cd作用3 h时SOD明显升高,而Cd和NH₄⁺-N共同作用0.5 h SOD就明显升高.Cd与NH₄⁺-N共同作用时,相对于叶绿素和蛋白质,抗氧化酶是早期敏感指标,并且SOD比POD更敏感.本试验条件下,NH₄⁺-N与Cd共同作用2 d后,对轮叶黑藻的胁迫作用主要取决于Cd,NH₄⁺-N的作用几乎可以忽略.     

西双版纳不同热带森林下土壤铵态氮和硝态氨动态研究

用顶盖埋管法(Close-Top Tube Incubations)就西双版纳3种热带森林（热带季节雨林、片断热带雨林、橡胶林）研究了土壤铵态氮（NH     

不同植物构成的人工湿地对生活污水中氮的去除效应

测定由不同植物构成的人工湿地的氨态氮、硝态氮和亚硝态氮含量,对比不同植物对生活污水中氮的去除效率.结果表明,与不种植物的人工湿地相比,由风车草[Cyperus alternifolius L. ssp. flabelliformis (Rottb.) Kiikenth.]、香根草[Vertiveria zizanioides (Linn.) Nash]、芦苇(Phragmitas communis Trin.)和美人蕉(Canna indica Linn.)构成的人工湿地对氨态氮去除率分别提高6%、8%、11%和14%;对硝态氮去除率分别提高5%、6%、13%和9%;对亚硝态氮去除率分别提高5%、7%、10%和7%,说明种植芦苇和美人蕉的人工湿地对生活污水中的氮具有较好的去除效果.