秸秆还田与氮肥运筹对农田土壤可溶性氮组分的影响

为探究秸秆还田配施氮肥对农田土壤可溶性氮转化特征的影响,研发东北冷凉区土壤氮素供应能力提高的秸秆还田技术,采用田间连续定位试验,对比分析了秸秆还田方式(不还田、粉碎翻压还田、堆腐旋耕还田)与氮肥运筹(N 180、210、240 kg/hm^(2);氮肥基施、氮肥后移)作用下农田土壤无机氮(IN)、可溶性有机氮(DON)及可溶性全氮(DTN)的动态变化。结果表明,秸秆还田配施氮肥影响农田土壤可溶性氮组分含量,其作用行为受秸秆还田方式、施氮模式和生育时期的多重制约。秸秆还田配施低量氮肥(N 180 kg/hm^(2))土壤IN和DTN均低于无秸秆处理,而配施高量氮肥(N 240 kg/hm^(2))时高于无秸秆处理;秸秆还田土壤DON于生育前期(播种-拔节期)较无秸秆处理显著增加,而在生育中后期无规律性变化。随着施氮量增加,秸秆还田土壤IN和DTN显著增加,而DON仅于春玉米旺盛生长期(拔节期-灌浆期)显著增加。随着生育期推进,除秸秆堆腐旋耕还田土壤DON呈三峰曲线变化外,秸秆还田土壤IN、DON和DTN均呈双峰曲线变化,且峰值越来越低。由此可见,在东北农业产区,N 210 kg/hm^(2)用量下秸秆粉碎翻压还田配施15%氮肥的秸秆还田技术具有优化氮素管理、提高土壤肥力的潜力。

洱海流域灌水模式对稻田可溶性氮磷浓度的影响

面源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮磷污染是面源污染重要的组成部分。为了探索洱海流域水稻种植较优的灌水模式以促进农业生产和减少面源污染,开展了稻田不同灌水模式施肥后地表水、土壤水和地下水的氮磷浓度变化试验研究。结果表明,相同施肥量处理下,稻田地表水中铵态氮和磷酸盐浓度在施肥后1 d达到峰值,7 d达到最低值,之后趋于相对稳定。土壤水和地下水的峰值滞后2 d。与常规淹灌模式相比,控制灌溉模式同一指标浓度总体较高,有利于提高水肥利用率,同时渗漏量较低,使得通过渗漏进入地下水中的污染物降低。

太湖东北部沉积物可溶性氮、磷的季节性变化

通过快速释放实验,研究了太湖东北部营养水平不同的梅梁湾、贡湖湾和胥口湾3个湖区表层沉积物中可溶性氮、磷的季节性变化.结果表明,沉积物总磷(TP)与其释放的可溶性总磷(DTP)在春、夏两季显著相关并且以可溶性有机磷(DOP)为主;春、夏两季DOP与可溶性无机磷(DIP)的形态间转化较秋、冬两季更为活跃.藻型湖区沉积物的总氮(TN)多为夏季减少,而清洁型湖区则为夏季大幅增加;沉积物释放的NH4+-N以夏、冬两季居多,夏季达到最大值;沉积物释放的NO3--N夏季大幅度增加,冬季较少.清洁型湖区夏季沉积物的TN及其释放的NH4+-N、NO3--N显著高于藻型湖区.

土壤中可溶性氮和pH对有机肥和化肥的短期响应

通过温室盆栽试验,施用猪粪堆肥(PC)、污泥堆肥(SC)、菜籽饼肥(CM)和无机化肥(IF)后,对土壤pH值和不同形态氮素的短期响应进行研究,探讨土壤可溶性无机氮、有机氮及土壤pH值之间的相互关系。结果表明,CM,PC和IF处理的pH值都呈现先快速下降后缓慢回升的趋势,但PC处理下降幅度较小;而SC处理和不施肥对照(CK)处理的pH值基本不变;不同施肥处理均提高了土壤中氮素水平,3种有机肥中以CM处理最显著地提高了土壤中总可溶性氮(TDN)、NH4+-N、NO3--N和可溶性有机氮(DON)浓度,PC处理的次之,SC处理的最弱,而IF处理与CM处理提高幅度相似。不同施肥处理中土壤可溶性氮表现出不同的短期响应,IF处理和CM处理的TDN分别经过11,13d的稳定期后迅速上升到一个较高的水平,至31d开始下降;PC处理和SC处理未出现突然升高的现象,而是前20d较稳定在一定的范围内波动,之后缓慢下降,总体与对照趋势一致。不同处理土壤中NH4+-N均呈下降趋势;IF处理、CM处理的NO3--N呈增加趋势,PC处理的呈先增加后降低趋势,而SC处理的呈缓慢下降趋势,结果说明不同有机肥在土壤中的转化存在明显的差异。相关性分析显示,CM处理、IF处理的土壤pH值与NH4+-N呈极显著正相关,而与NO3--N呈极显著负相关;除PC处理外,其他处理的DON含量与TDN具有显著正相关性,而PC处理的DON同时与NH4+-N、NO3--N呈显著负相关。

浮萍对稻田田面水中氮素转化与可溶性氮的影响

浮萍是稻田田面水中大量存在的典型水生植物,本试验采用室内培养的方法,以采自浙江省嘉兴市双桥农场的青紫泥水稻土为例,探讨了不同初始密度的浮萍对稻田施尿素后田面水尿素水解及可溶性氮浓度的影响。结果表明,浮萍可明显加快田面水尿素态氮的水解过程,对照、低浓度浮萍(D1)和高浓度浮萍(D2)处理中尿素水解速率常数k分别为0.02,0.03,0.04/h;试验前期,浮萍将大量的铵态氮(NH4+-N)吸收同化后储存于体内,而从第12天(D2处理)和15天(D1处理)开始,由于浮萍的释氮作用导致田面水中NH4+-N浓度逐步回升,同时硝态氮(NO3--N)浓度也明显增加,说明浮萍在田面水氮素浓度较高时可大量积累氮素而浓度较低时可以向田面水中释放氮素,这有利于降低施肥初期田面水氮素流失潜能和保证施肥后期作物的氮营养供应。

凋落物中次生代谢物对森林土壤可溶性氮的影响

通过外加性质不同的凋落物以及不同浓度的单宁酸,于武夷山不同海拔高度的森林土壤中进行培养,研究森林凋落物中次生代谢物对土壤可溶性氮(N)的影响。结果显示,土壤经加入凋落物处理,其可溶性N含量降低。加入杉木凋落物使红壤可溶性N含量降低12.0%～27.5%,杉木较竹叶凋落物处理降低作用显著(p<0.05);对黄红壤添加不同浓度单宁酸处理显示,与对照比较,高浓度单宁酸可显著(p<0.001)降低土壤可溶性N含量,降低幅度在40.6%～48.1%,而低浓度单宁酸对土壤可溶性N的影响不显著。表明植物凋落物,尤其是杉木对土壤可溶性N的影响很可能与其本身单宁酸含量差异有关,从而影响了土壤可溶性有机N和无机N的转化。

冻融作用对农田土壤可溶性氮组分的影响

为了解非生长季农田土壤氮素转化过程,采用室内冻融模拟培养试验研究了不同冻融温度和冻融循环次数对东北4种典型农田土壤(棕壤、褐土、草甸土、黑土)可溶性氮组分含量的影响。结果表明:随着冻结温度降低,4种农田土壤可溶性无机氮(DIN,NO_3~–-N+NH_4^+-N)、可溶性有机氮(DON)和可溶性全氮(DTN)含量均显著增加。随着融化温度升高,除NH_4^+-N含量显著升高外,4种农田土壤NO_3~–-N、DON和DTN含量的变化行为受冻结温度和土壤类型的协同影响。随着冻融循环次数增加,棕壤和褐土NO_3~–-N、NH_4^+-N、DON和DTN含量均显著增加;草甸土NO_3~–-N、DON和DTN含量均显著增加,而NH_4^+-N含量显著降低;黑土NO_3~–-N和NH_4^+-N含量均显著降低,而DON和DTN含量则先升高后降低。不同类型土壤受冻融作用影响的响应能力不同,其大小顺序为褐土>棕壤、草甸土>黑土。可见,冻融作用促进了土壤氮素转化,有利于土壤有效氮的累积,为春季作物生长提供足够的氮素,但同时也增加了土壤氮素流失风险。

生物炭基肥对反季节蔬菜地土壤可溶性氮动态的影响

以新垦高山反季节蔬菜地为研究对象,设置常规施肥(CK)、低量炭基肥(T1)、中量炭基肥(T2)和高量炭基肥(T3)4个处理,研究莴苣生长期间炭基肥不同施用量对耕层土壤可溶性氮(SN)含量及组成的影响,探讨影响土壤SN转化的相关因子.结果表明,施用炭基肥处理土壤中的SN含量均呈"升高—降低—快速升高—降低"的变化趋势.莴苣生长前期,CK处理土壤中NO-3-N、NH+4-N和可溶性有机氮(SON)的含量较T1处理分别提高55.72%、11.93%和27.84%,较T2处理分别提高47.00%、6.90%和20.40%,较T3处理分别提高15.75%、-1.41%和-1.61%;莴苣生长中后期,T2处理土壤中NO-3-N、NH+4-N和SON的含量分别较CK处理提高5.07%、13.49%和22.09%,T3处理较CK处理分别提高32.82%、34.55%和70.57%,而T1处理与CK处理无显著差异.莴苣生长期间,T1处理的土壤累积净氮矿化量显著低于其他处理,T3处理较CK处理显著提高145.66%.莴苣生长前期,CK处理的可溶性有机氮转化率(Vk)较T1~T3处理提高1.97~4.01 mg·kg^-1·d^-1;但在莴苣生长后期,T2和T3处理的Vk分别是CK处理的1.20和2.28倍.灰色斜率关联分析表明,土壤脲酶活性、细菌数量和有机质含量是影响施用炭基肥后土壤SN转化的重要因素.因此,等量施用炭基肥能够在莴苣生长后期增加土壤SN的含量,改善土壤中SN的供应.

荒漠草原区不同植被恢复模式下土壤可溶性氮组分特征

以未平茬人工中间锦鸡儿林地、平茬人工中间锦鸡儿林地、天然草地和天然中间锦鸡儿林地为对象,分别测定各类样地0~5cm、5~10cm、10~20cm及20~40cm土层可溶性氮组分含量并分析其含量特征、垂直分布规律及与土壤有机质、全氮、微生物量碳氮含量之间的关系。结果表明:不同植被恢复样地0~40cm土层土壤氮素含量差异显著(P<0.05),其中20~40cm土层差异显著(P<0.05),土壤氮素的矿化效果为人工中间锦鸡儿林地>天然中间锦鸡儿林地>天然草地>平茬人工中间锦鸡儿林地;不同植被恢复模式下0~40cm土层氮素的有效性无显著差异,但在5~10cm、10~20cm、20~40cm土层有极显著差异(P<0.01),土壤氮素的有效性表现为:人工中间锦鸡儿林地>天然中间锦鸡儿林地>平茬人工中间锦鸡儿林地>天然草地;表明人工栽植中间锦鸡儿可以有效提升土壤氮素的转化和利用效率。

陕北不同恢复年限中国沙棘人工林土壤可溶性氮组分时空变化研究

[目的]探究陕北黄土丘陵区退耕还林后不同林龄中国沙棘林可溶性氮组分累积的季节变化和垂直分布规律,为深入研究该区域不同恢复年限中国沙棘林的退耕效果评价和土壤氮库管理提供理论依据。[方法]以志丹县金丁镇不同恢复年限(5、15、20 a)中国沙棘人工林为研究对象,以荒草地为对照,采集0~10、10~20、20~30 cm土壤样品,分析土壤可溶性氮组分含量和比例的季节动态变化及土壤垂直分布的动态变化。[结果]随着恢复年限的延长,中国沙棘人工林均增加了土壤可溶性氮组分含量,对于土壤硝态氮和可溶性有机氮(SON)而言,20 a与5 a中国沙棘人工林间差异显著,荒草地与5 a中国沙棘林间无显著差异;土壤铵态氮在不同恢复年限间差异不显著。不同恢复年限中国沙棘林土壤硝态氮和SON变化趋势一致,均为20a中国沙棘林>15 a中国沙棘林>荒草地>5 a中国沙棘林,且均呈表聚现象。土壤铵态氮含量大小关系为15a中国沙棘林>20 a中国沙棘林>5 a中国沙棘林>荒草地,表层的铵态氮平均含量最低。土壤可溶性氮组分在不同土层间均差异不显著。土壤硝态氮表现为夏季最高,冬季或秋季最低;铵态氮表现为夏季或秋季最高,冬季最低;SON则为春冬季高于夏秋季。SON、硝态氮和铵态氮占可溶性总氮比例分别为80.3%、10.2%和9.5%。不同年限中国沙棘林SON占可溶性总氮比例为春冬季高于夏秋季,硝态氮和铵态氮大部分为夏秋季高于春冬季。[结论]在陕北黄土丘陵区,营造中国沙棘人工林可以有效提高土壤可溶性氮组分,随着林龄增加,土壤氮素累积效果越明显。

黄土丘陵区不同种植年限沙棘人工林土壤可溶性氮组分时空变化特征

为探究黄土丘陵区不同种植年限沙棘人工林对土壤可溶性氮组分积累的季节和坡位动态变化的影响,以志丹县金丁镇不同时间种植沙棘人工林(20年生、15年生、5年生)为研究对象,以荒草地为对照,采集0~20 cm土壤样品,分析土壤可溶性氮组分含量和比例的季节和坡位动态变化。结果表明,沙棘人工林可显著增加土壤硝态氮、铵态氮和可溶性有机氮(soluble organic nitrogen,SON)含量,沙棘人工林种植年限越长,土壤可溶性氮养分增加越明显。沙棘人工林土壤硝态氮、铵态氮和SON分别比荒草地增加109.72%、112.27%和19.62%。土壤可溶性氮组分存在显著的季节性动态变化,土壤SON春冬季(84.46 mg·kg^(-1))较高,夏秋季(37.89 mg·kg^(-1))较低,硝态氮春夏季(7.37 mg·kg^(-1))较高,冬季(6.75 mg·kg^(-1))较低,铵态氮秋季(6.58 mg·kg^(-1))较高,其他季节变化不明显。土壤SON季节变化规律与硝态氮变化规律相反。土壤可溶性氮组分在坡位间的变化规律为坡下最高,坡上较低,坡下的硝态氮、铵态氮和SON分别比坡上高28.7%、3.89%和20.3%。土壤可溶性氮组分以土壤SON为主,占土壤TSN平均为81.1%,其次是土壤硝态氮,平均为10.0%,土壤铵态氮所占比例最低,平均为8.9%。在陕北黄土丘陵区,营造沙棘林能有效提高土壤氮素,并且林龄越长,土壤可溶性氮素提升越明显。

水稻氮肥施用量及时期与田面水可溶性氮浓度的关系

为了明确稻田氮肥施用量及施用时期与氮素流失污染的关系,监测了不同氮肥施用量及氮肥施用后不同时期对田面水可溶性氮浓度的影响。结果表明,施氮量越高,施肥1d后田面可溶性氮含量也高,但这种影响随施肥后时间延长随之消失。水稻生育期随施肥后时间的延长,田面水可溶性氮含量呈急剧降低趋势,且不同施氮水平之间,一般在各时期施肥后7d甚至更短时间内存在显著差异。综合分析表明,氮肥施用量不同,对田面水可溶性氮含量的影响随着时间的推移越来越弱;在没有排水的情况下,田面水中可溶性氮含量的急剧下降,代表着渗漏损失是氮素流失的重要途径。结果为通过化肥中氮肥施用量来评估氮素流失污染量提供了理论依据。也可为氮肥流失防控措施的制定提供依据。这些结果表明,在防控氮素径流损失时,应集中在施肥后较短时间内执行。

日光温室夏季休闲期间的土壤管理对可溶性氮的影响

日光温室夏季休闲期间大水漫灌和高温闷棚是普遍的土壤处理措施,该过程灌水多、温度高,对氮素循环影响大.为了探明休闲期间土壤管理对氮素保持与损失的影响,通过田间试验揭示夏季休闲期间大水漫灌、高温闷棚对不同灌溉施肥模式(滴灌、漫灌)和不同有机物料还田处理(单施有机肥、有机肥配施小麦秸秆、有机肥配施玉米秸秆)土壤可溶性氮的影响.结果表明:作物收获后,滴灌和漫灌各处理平均w(矿质氮)分别为103.9和68.6 mg/kg,大水漫灌使滴灌0~30 cm土层w(矿质氮)显著降低30%,漫灌w(矿质氮)变化不大.日光温室夏季休闲期w(SON)(SON为可溶性有机氮)为16.3~69.1 mg/kg,SON相对含量为15%~48%.大水漫灌使滴灌和漫灌w(SON)分别显著增加2.9和2.5倍;高温闷棚使滴灌和漫灌w(SON)显著降低107.1和72.4 kg/hm^2,降幅分别为41%和34%,同时w(矿质氮)分别显著增加117.9和126.7 kg/hm^2,土壤氮素矿化速率分别为1.7和1.8 mg/(kg·d).与单施有机肥相比,长期有机肥配施玉米或小麦秸秆可显著增加滴灌w(矿质氮),但对w(SON)无影响.综上,休闲期间的土壤管理对土壤表层氮素含量的影响较大,其中大水漫灌容易造成滴灌残留氮素的大量损失,而随后的高温闷棚加速了SON的矿化.

冻融对农田黑土可溶性氮库、氮转化过程及酶活性的影响

探讨非生长季土壤可溶性氮库、氮素转化过程及氮代谢关键酶活性如何响应冻融交替,对于支撑土壤肥力保持和农田养分管理具有重要意义。以农田黑土为研究对象,采用室内模拟培养试验分析冻融循环作用下土壤可溶性氮库组分[可溶性无机氮(NH_(4)^(+)-N+NO_(3)^(-)-N,DIN)、可溶性有机氮(DON)、可溶性全氮(DTN)]、净氮矿化速率(NNMR)、微生物量氮(MBN)和氮代谢关键酶活性的变化行为,阐明冻融循环对土壤可溶性氮转化过程的影响机制。冻融循环对农田黑土可溶性氮库、氮素转化过程、MBN及氮代谢关键酶活性影响显著(P<0.05)。随着循环次数增加,冻融土壤NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、DIN和NNMR均显著降低,而DON、DTN和MBN均先升高后降低,在循环次数6时达到最大值,较对照土壤分别增加了4.65%、5.43%和18.38%。随着循环次数增加,冻融土壤蛋白酶活性显著增加,硝酸还原酶活性先增加后降低,以循环次数6的最大[1.19 NO_(2)^(-)-Nµg/(g·24 h)]。可见,适宜的冻融循环(1~6)能够显著促进非生长季农田黑土氮素转化,有利于土壤有效氮累积。

东北典型湖库水体中可溶性氮的分异规律研究

通过对东北8个典型湖库的50个采样点进行样品采集,分析水体中可溶性总氮(TDN)及其各组分,包括氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、可溶性无机氮(DIN)、可溶性有机氮(DON)等指标。结果表明,可溶性总氮中含量变化最明显的是DON,变化范围在0.03～0.83 mg.L-1;其次是NO3--N,其最大值和最小值相差25.0倍。黑龙江境内的6个较浅的湖库以DON和NH4+-N为主,且两者所占比例之和均超过50.0%;其余两个深水湖库(大伙房水库、松花湖)则以NO3--N为主,分别占TDN比例的94.0%和97.5%。相关分析表明,与TDN相关性最显著的是NO3--N(r=0.997,P<0.01,n=50),NH4+-N与DON呈显著正相关(r=0.425,P<0.05,n=50),但两者与可溶性总氮呈负相关。

普通山地红壤可溶性氮不同条件下的提取效率比较

[目的]针对目前土壤可溶性氮的提取方法在提取剂种类、水土比及土样保存状态(新鲜和风干)等方面的不同,分析普通山地红壤可溶性氮不同条件下的提取效率,以期为土壤可溶性氮提取提供试验依据。[方法]利用常绿阔叶林植被下普通山地红壤,分别以其新鲜土和风干土为试验材料,探讨2 mol/L KCl和0.5 mol/L K2SO42种提取剂在水土比4∶1、6∶1和10∶1下提取土壤可溶性氮的差异,研究该类型土壤可溶性氮不同提取条件下的提取效率。[结果]KCl比K2SO4更适合用于提取土壤NH4+-N,KCl提取的NH4+-N不仅量大且稳定性好,K2SO4则需在较大水土比下才能充分提取土壤NH4+-N;2种提取剂在NO3--N提取上的差异性很小,但低水土比下KCl提取NO3--N的稳定性高于K2SO4;两者提取的NO2--N性能非常接近;在土壤SON的提取中,2种提取剂的差异较小,KCl提取的SON量少于K2SO4,但稳定性高于K2SO4,二者的SON提取量具有极显著相关性;用K2SO4提取MBN时可以不考虑水土比的影响,但使用KCl则必须慎重选择水土比。提取新鲜样时KCl和K2SO4之间的差异大于提取风干样时的差异,所以在对新鲜样中可溶性氮提取时应更注重提取剂的选择。[结论]该试验结果为提高土壤可溶性氮的提取效率,增加测定结果的可比性奠定了试验基础。

物理方法提取香菇可溶性氮的研究

为有效提取香菇中的可溶性含氮化合物,通过对高速组织捣碎机、胶体磨和高压均质机3种机械物理破壁的比较,最终确定采用高压均质机以达到最佳的破壁效果,从而释放菌体细胞内大量的可溶性含氮化合物。通过对均质工艺单因素及正交实验的探讨,得到最适工艺条件为均质压力40 MPa、均质温度50℃、均质料液比1∶7、均质次数2次,可溶性氮释放率可达到78.84%。

黄土丘陵区植被恢复对土壤可溶性氮组分的影响

为探究黄土丘陵地区人工植被恢复对土壤氮素养分累积与有效性的影响,研究分析了植被恢复15年刺槐、柠条、刺槐侧柏混交、刺槐山桃混交以及荒草地土壤可溶性氮组分含量及其垂直分布特征。结果表明,与耕地相比,植被恢复显著提高了0—30 cm土壤可溶性氮组分含量,这也使0—30 cm土壤可溶性氮组分密度显著增加,可溶性有机氮密度增幅表现为柠条(262.2%)>刺槐(232.8%)>刺槐山桃混交、刺槐侧柏混交(34.5%)>荒草地(-21.5%),硝态氮密度整体表现为柠条>刺槐>刺槐山桃混交>荒草地>刺槐侧柏混交,增幅为7.9%—182.8%,铵态氮密度以刺槐山桃混交增幅最大(110.3%),荒草地最小为2.6%。可溶性有机氮、硝态氮占全氮的比例以刺槐最高,分别提升了2.4倍和0.6倍,铵态氮占全氮的比例以刺槐山桃混交最高,提升了1.0倍。可溶性氮组分受微生物量碳氮的影响大于有机质和全氮,微生物量氮与可溶性氮组分的相关性优于微生物量碳,硝态氮对土壤有机质、全氮和微生物量碳氮的变化最为敏感。综上,植被恢复能够提高土壤可溶性氮组分含量、密度及其占全氮比例,增加土壤氮的有效性,以刺槐、柠条提升效果最好。

模拟氮沉降对中亚热带森林土壤中可溶性氮含量的影响

通过野外模拟试验,研究CK〔对照,0 kg(hm2.a)〕、LN〔低氮,30 kg(hm2.a)〕和HN〔高氮,100 kg(hm2.a)〕处理3个氮沉降水平对亚热带针叶(杉木)和阔叶(浙江桂、罗桴栲)森林土壤中可溶性氮含量的影响.结果表明:施氮后3 d,土壤中的w(SIN)(可溶性无机氮含量)在CK和LN处理之间差异不显著,仅发现HN处理与LN及CK处理之间的差异显著.施氮后3个月,各处理之间差异不显著;与施氮后3 d相比,土壤中的w(NH4+-N)在CK处理显著增加了42%～68%(P<0.05),而HN处理则显著降低了45%～58%(P<0.05);土壤中的w(NO3--N)平均降低了24%～88%,其中HN处理降幅最大也最显著;杉木林土壤降幅最大.施氮后3 d,随着施氮水平的提高土壤尤其是杉木林土壤中的w(SON)(可溶性有机氮含量)增加,其占w(TSN)(可溶性总氮含量)的比例降低.然而3个月后,施氮影响趋缓甚至相反;与施氮后3 d比较,HN处理下w(SON)降低,而其占w(TSN)的比例却有所升高,表明SON损失仍低于SIN.阔叶天然林土壤中的w(SON)显著高于杉木人工林,表明凋落物性质差异造成的影响与w(SON)变化有关.

黄土丘陵区退耕地土壤可溶性氮组分季节变化与水热关系

为探究黄土丘陵区退耕地植被恢复土壤有效氮素养分累积的季节动态变化特征及水热驱动效应,以邻近坡耕地为对照,分析了植被恢复15 a的刺槐、柠条、荒草地土壤可溶性氮组分密度、分布比例在4—10月份内的动态变化状况及其与土壤温度和含水量间的关系。结果表明,整个采样期间,0—30 cm土层土壤硝态氮、可溶性有机氮和可溶性全氮动态变化显著,且各可溶性氮组分中仅硝态氮随土层变化差异显著。其中土壤硝态氮变化幅度整体为0.13—1.71 g/m^2,占可溶性全氮的5.1%—52.1%,其最大值出现在4月份,最小值出现在10月份;可溶性有机氮整体变化幅度为0.29—2.92 g/m^2,占可溶性全氮的30.9%—85.3%,在4月份和8月份分别达最小值和最大值;铵态氮动态变化不显著,4—10月份整体变化幅度为0.17—0.74 g/m^2,占6.4%—21.4%,其最小值出现在10月份,最大值出现在4月份;可溶性全氮整体变化幅度为1.25—3.52 g/m^2。可溶性氮组分中,各组分所占比例为可溶性有机氮>硝态氮>铵态氮,并且可溶性有机氮与硝态氮所占比例动态变化趋势相反。刺槐、柠条林和荒草地0—30 cm土壤硝态氮平均约为耕地的3.42倍、2.54倍和1.26倍,铵态氮平均为耕地的1.71倍、1.37倍和1.30倍,可溶性有机氮约为1.64倍、1.31倍和1.23倍。可溶性氮组分受土壤含水量的影响大于土壤温度,硝态氮对土壤含水量的变化最为敏感,而可溶性全氮则对土壤温度变化最为敏感。综上所述,人工林植被恢复有利于提高土壤可溶性氮组分,增加氮的有效性,同时除铵态氮外,土壤可溶性氮组分随季节变化显著。