高寒人工草地土壤可溶性有机氮库和无机氮库动态变化

以青海省高寒区人工草地为研究对象,分析土壤可溶性有机氮库和无机氮库含量及其季节动态变化过程,确定牧草不同发育期土壤供氮能力,为研究高寒区人工牧草吸收土壤氮素提供依据.研究结果表明,（1）青海同德暗栗钙土种植禾本科牧草第1 年土壤以硝态氮为主,占54%-59%,其次为可溶性有机氮,占22%-29%,铵态氮最低,仅占17%.1 年人工草地土壤铵态氮含量随生长季延长逐渐增多,9 月最高;土壤硝态氮在6 月返青期最高,随生长季延长下降显著;土壤可溶性总氮和可溶性有机氮在返青期和枯黄期较高,生长旺盛期较低.（2）青海果洛州退化高寒草甸土种植禾本科牧草的人工草地土壤硝态氮和可溶性有机氮占优势,分别占49%和43%,铵态氮仅占8%.1 年人工草地随生长季土壤铵态氮含量逐渐升高,9 月最高;土壤硝态氮在7 月初期最高,随生长季延长显著下降;土壤可溶性总氮和可溶性有机氮在生长季初期（7 月）最高,随生长季延长而降低.表明高寒区人工草地土壤可溶性有机氮是植物可利用氮的重要组成成分,其含量仅次于硝态氮且远高于铵态氮.（3）与1 年人工草地相比较,同德单播禾本科牧草生长3 年后,土壤中植物可利用氮素迅速下降,尤其是硝态氮含量下降近80%,其次铵态氮下降近67%,可溶性总氮下降近60%2.5 倍,仅可溶性有机氮下降不显著.说明单播模式下人工草地土壤有效养分下降是人工草地生产力难以持续的主要原因.（4）在1 年人工草地种植的不同牧草种类的土壤各类氮素均无显著差异;而在3 年草地,冷地早熟禾（Poa crymophila）和星星草（Puccinellia tenuiflora）单播人工草地土壤表层硝态氮显著高于其他种单播人工草地,星星草和多叶老芒麦（Elymus sibiricus）单播人工草地土壤可溶性总氮显著高于其他种类人工草地.初步推断：种植不同牧草可对不同形态土壤氮素产生影响,暗示不同牧草对不同形态氮素的需求存在-定差异性.

亚热带不同果园土壤可溶性有机氮季节动态及其影响因素

为探讨亚热带不同类型果园土壤可溶性有机氮（SON）季节动态差异及其影响因素,在福建南亚热带地形、母质、土壤类型和种植年限均相同的两种类型相邻果园（龙眼园和枇杷园）设立定时定位采样小区,采用TOC-TN分析、离子自动分析和气相色谱分析等技术,分析了果园不同季节和土层深度的土壤SON含量及相关属性,借助灰色关联分析探讨果园土壤SON动态变化的主要影响因素。研究结果表明,龙眼园上层（0~20 cm）和下层（20~40 cm）土壤SON平均含量分别占土壤总可溶性氮（TSN）的68.8%和71.1%,枇杷园上层（0~20 cm）和下层（20~40 cm）土壤SON平均含量分别占TSN的63.7%和70.2%;不同季节龙眼园上下层土壤SON含量均显著高于枇杷园,表明果园土壤可溶性氮主要成分是SON,且不同类型果园土壤SON含量差异明显。两种果园土壤夏、冬季SON含量均显著高于春、秋季,但龙眼园上下层土壤SON含量均以冬季最高,枇杷园则以夏季最高;果园土壤SON含量与其可能影响因素的关联度系数大小顺序为有机质含量、细菌和真菌生物量〉蛋白酶活性、温度和pH值〉天门冬酰胺酶活性和含水量,表明亚热带果园土壤SON季节动态主要受土壤有机质含量、细菌和真菌生物量差异的影响,同时还受不同季节土壤蛋白酶活性、温度和pH值等差异的影响。

高寒草甸土壤可溶性有机氮库动态变化格局

以青海省3类典型高寒草甸为研究对象,分析土壤可溶性有机氮库和土壤氨基酸库种类、质量分数及其季节动态变化过程,确定牧草不同发育期土壤的供氮能力,为进一步研究高寒草甸植物吸收土壤氮素奠定基础.结果表明:高寒草甸土壤中最占优势个体游离氨基酸是苯丙氨酸和天冬氨酸,其次是亮氨酸、精氨酸、脯氨酸、组氨酸、谷氨酸、赖氨酸和甘氨酸,它们占总游离氨基酸的80%~90%;藏嵩草草甸生长季土壤总游离氨基酸态氮平均质量分数为6.90×10^(-6),最高值出现在6月低.矮嵩草草甸生长季土壤总游离氨基酸态氮平均质量分数为7.44×10^(-6),随生长季土壤总游离氨基酸逐渐上升,到5月底达到最大值,随后逐渐下降.退化矮嵩草草甸土壤总氨基酸态氮季节变化不显著,平均质量分数为5.04×10^(-6);藏嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数分别在4、9月初有2个高峰,分别为1.711×10^(-5)、2.594×10^(-5),6月底达到最低值,仅为7.63×10^(-6);矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数高峰分别在4月底和10月初,分别为2.36×10^(-5)、2.036×10^(-5),6月底达到最低(1.1×10^(-5));退化矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数季节动态与矮嵩草草甸相似,最高值出现在4月底,为1.582×10^(-5),最低值出现在6月(5.57×10^(-6));矮嵩草草甸土壤可溶性有机氮质量分数占土壤可溶性总氮的50.01%,土壤铵态氮占可溶性总氮的49.99%.土壤可溶性氨基酸态氮占土壤可溶性总氮的2 1.80%、占土壤可溶性有机氮的43.60%.与土壤无机氮比较,土壤可溶性有机氮库和可溶性氨基酸态氮库在高寒草甸土壤氮素中占有重要份额,这也是高寒植物可利用氮素的重要组成成分.

林地生态系统土壤可溶性有机氮库及其生态功能研究进展

本文综述了国内外林地生态系统土壤可溶性有机氮(SON,Soluble Organic Nitrogen)库大小、组成及生态功能等领域的研究进展。林地土壤SON含量因土壤类型、森林种类、气候条件、分析方法等的不同而异,土壤矿质层中SON含量通常介于1～87mg.kg-1,有机层变化于23～448mg.kg-1,约占土壤可溶性总氮的16%～96%。土壤SON是不同结构含氮化合物组成的混合物,主要包括氨氮、氨基酸、氨糖等。森林植物可直接利用低分子量SON(如人为施入的氨基酸),但直接利用土壤本身具有的SON的证据至今仍十分缺乏。林地土壤SON是一个非常重要的氮源,并在森林生态系统氮循环中具有重要作用。林地土壤SON未来的研究重点应包括林地土壤SON化学和生物学性质、土壤中天然SON动力学特性及其在限制性氮林地生态系统中的营养学作用、SON生态功能评估、微生物在林地生态系统SON动力学以及森林植物直接吸收SON的作用等。

土壤可溶性有机氮研究进展

土壤可溶性有机氮是土壤氮素的重要组成部分,也是氮循环过程中最活跃的因子之一。土壤可溶性有机氮不仅可以直接被植物吸收利用,也可以被土壤微生物利用。土壤可溶性有机氮可以随土壤水分向下迁移造成农业面源污染等环境问题,所以引起众多研究者关注。从土壤可溶性有机氮的含量、土壤可溶性有机氮的来源和成分、土壤可溶性有机氮的迁移特征以及土壤可溶性有机氮的影响因素几个方面的研究进展进行综述,最后对未来土壤可溶性有机氮研究方向进行了展望。

淹水培养条件下土壤微生物生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的动态

以洞庭湖区2个典型水稻土（红黄泥和紫潮泥）为对象，研究了25℃、淹水培养条件下稻草-硫铵配施和单施硫铵处理土壤微生物生物量碳、氮（SMBC、SMBN）和可溶性有机碳、氦（SDOC、SDON）的动态变化．结果表明，SMBC、SMBN和SDOC、SDON在培养前期达到峰值，之后降低，并趋于稳定．添加底物后，2种土壤不同处理土壤微生物生物量碳与有机碳（SMBC／TC）和土壤微生物生物量氮与全氮（SMBN／TN）的平均值都在2％-3％之间变化；可溶性碳与全碳（SDOC／TC）的平均值为1％左右，可溶性氮与全氮（SDON／TN）平均值为5％-6％．2种土壤中SMBC峰值单施硫铵处理最大，但与稻草-硫铵配施处理差异均不显著；SMBN、SDOC和SDON峰值稻草-硫铵配施最大．稻草．硫铵配施与单施硫铵处理中，低肥力红黄泥的SMBN、SDOC和SDON峰值差异显著；而高肥力紫潮泥SMBN和SDOC峰值差异不显著．前7d，SMBC／SMBN〈10；14d后，同一时刻单施硫铵处理SMBC／SMBN〉稻草．硫铵配施．不同处理的SDOC!SDON3d时最大．28d时最小．

氮沉降对长白山白桦山杨天然次生林土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的影响

土壤理化性质易受氮沉降、温度变化、二氧化碳浓度等外界环境因子的影响,其中土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)作为土壤中高活性物质,更易受到诸如氮沉降等环境变化的影响,尤其是不同月份的温度和水分变化会对其产生显著影响。长白山白桦山、杨天然次生林对人工模拟氮沉降响应的控制试验始于2006年,共设计3个氮添加处理,即对照CK(N 0 kg·hm^?2·a^?1)、低氮LN(N 25 kg·hm^?2·a^?1)和高氮HN(N 50 kg·hm^?2·a^?1),每个处理重复3次。于2017年植物生长季(5-10月),按照不同土壤深度(上层0-10 cm和下层10-20 cm)分别对土壤pH、DOC、DON和MBC、MBN进行了分析。结果表明,(1)氮添加导致土壤pH显著降低(P<0.05),变异系数随氮添加量逐步降低,且上、下层土壤表现一致。(2)氮沉降对上层土壤DOC表现为促进作用,对下层土壤DOC影响不显著(P>0.05)。HN处理抑制上层土壤DON,而LN处理对5月和9月的上层土壤DON有促进作用,对6月和8月有抑制作用;LN处理促进下层土壤DON,而HN处理有抑制作用。(3)氮沉降在春季月份对MBC和MBN有抑制作用,秋季月份有促进作用;LN处理降低了夏季月份MBC和MBN,HN处理则差异不显著。(4)氮添加、月份、土壤深度以及三者之间的交互作用对土壤各指标都有显著影响,由此可见,单个月份的研究结果并不能代表整个生长季的总体变化趋势。故建议在开展土壤易发变化组分研究时,应同时关注时空变化对其的影响,并进行综合分析,才能确保研究结果的准确性和完整性。

3种人工林土壤微生物群落结构与可溶性有机氮的相关性

土壤可溶性有机氮(SON)不仅直接影响生态系统土壤养分的有效性和流动性,还在微生物生化循环中起着关键作用,但是目前有关土壤微生物群落组成与SON含量的相关性报道很少。测定了南方3种人工林土壤SON含量及土壤微生物群落结构,结果表明土壤水溶性SON含量表现出明显的垂直分布,表层土壤(0～20 cm)水溶性SON含量极显著地高于深层土壤(20～40 cm);不同林型土壤SON含量差异不显著;针阔混交林土壤微生物、细菌、真菌和放线菌的相对生物量极显著地高于阔叶林和针叶林(P<0.001),阔叶林土壤微生物量、细菌和放线菌显著高于针叶林,但阔叶林土壤真菌的相对生物量显著低于针叶林(P<0.05)。假单孢菌和甲烷氧化菌的相对生物量以阔叶林为最高(分别为9 756.3±751.7和1 476.3±15.5 nmol PLFA/g),显著高于针阔混交林和针叶林,而针阔混交林显著高于针叶林(P<0.05)。土壤SON与土壤微生物各组分之间存在显著的正相关性。

垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮含量的影响

【目的】研究垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮(SON)的影响,为该区湿地的开发保护和氮素调控提供科学依据。【方法】以伊犁河谷的芦苇湿地及其垦殖而成的稻田为研究对象,分层采集0~100 cm的土壤样品,分析垦殖对垂直方向上土壤SON含量的影响,并探求SON与土壤理化性质和其他氮组分之间的关系。【结果】在0~100 cm土壤深度内,芦苇湿地和稻田土壤的SON含量占土壤可溶性总氮(TSN)含量的58.9%~74.1%,表明SON是该区域土壤可溶性氮素的主要组成部分;土壤SON含量在垦殖后降低了16.7%~40.5%,在≥20~60cm土层表现为显著降低,表明垦殖对土壤可溶性有机氮的影响不仅限于表层土壤,这缘于湿地和稻田土壤的高含水率使得土壤SON在垂直方向上的移动性较强;湿地土壤的有机碳和全氮在垦殖后大幅减少,其中垦殖前的含量分别是垦殖后的2.9~5.9倍和2.0~6.0倍。总体上讲,土壤碳氮比、微生物量氮、铵态氮和硝态氮在开垦前后的变化不大,只有0~20 cm土层的微生物量氮和硝态氮在垦殖后显著降低(P<0.05);土壤SON与土壤有机碳和全氮表现出显著的相关性,说明垦殖后土壤有机质水平的降低是SON含量下降的主要原因。【结论】土壤SON是伊犁河谷湿地土壤可溶性氮素的主要形态,但其含量在湿地垦殖为稻田后表现出减少的趋势。

氮肥与有机肥配施对设施土壤可溶性氮动态变化的影响

【目的】在氮肥与有机肥配施条件下,研究设施番茄生长期内土壤可溶性氮(矿质氮和可溶性有机氮)的动态变化,评估可溶性氮在设施土壤中的作用,为设施土壤的合理施肥提供理论参考。【方法】以连续两年不施肥(CK)、不同施氮量(N0、N1、N2、N3)、单施有机肥(M)以及不同氮量配施有机肥(MN0、MN1、MN2、MN3)的设施番茄栽培的田间小区试验的方法,研究氮肥与有机肥配施以及不同施氮量对番茄生长期、休耕期土壤可溶性氮动态变化的影响。【结果】在番茄生长期,与施用氮肥处理相比,氮肥与有机肥配施处理均能够显著增加0—30 cm土层土壤矿质氮和土壤可溶性有机氮的含量(P<0.01),特别是提高了矿质氮的含量。土壤矿质氮和土壤可溶性有机氮均表现出比较大的动态变化,总体来说,土壤矿质氮和土壤可溶性有机氮含量均在第一穗果膨大期最高,在第二穗果膨大期土壤矿质氮含量大于可溶性有机氮含量,而在收获期土壤可溶性有机氮含量大于矿质氮含量,且在整个生长季内土壤矿质氮和土壤可溶性有机氮含量之间均有显著的正相关关系(P<0.05)。在休耕期(番茄收获后60 d),与施用氮肥处理相比,氮肥与有机肥配施处理均能显著增加0—50 cm土层土壤矿质氮和0—10 cm土层土壤可溶性有机氮的含量(P<0.05);在0—50 cm土层内,土壤矿质氮和土壤可溶性有机氮的含量均随土层深度加深呈逐渐下降趋势,且在20—40 cm处有明显的累积。此外,不管是在番茄生育期还是在休耕期,总体上来看,不施有机肥处理下,土壤矿质氮和土壤可溶性有机氮的含量均以N2处理的含量为最高,而且土壤可溶性有机氮在可溶性氮中占有更大的比例;而在氮肥与有机肥配施处理中,MN2和MN3处理的土壤矿质氮和土壤可溶性有机氮含量最高,而且在可溶性氮库中以土壤矿质氮为主。【结论】本试验条件下,适量氮肥与有机肥配施能够更好协调和改善设施土壤中可溶性氮的供应状况。

氮肥与有机肥配施协调土壤固定态铵与可溶性氮的研究

【目的】土壤固定态铵是肥料氮的一个"临时贮藏库",可逐渐释放以供作物利用,土壤可溶氮则是土壤固定态铵的重要来源,因此研究设施条件下氮肥与有机肥配施对土壤固定态铵和可溶性氮含量的动态变化以及相互关系的影响,对于设施生产中安全高效的施肥管理有着重要意义。【方法】以番茄为试材,温室内连续两年进行田间小区试验,设不施肥(CK)、施N量0、187.5、375.562.5 kg/hm^2(N0、N1、N2、N3)、单施有机肥(M,75000 kg/hm^2)以及有机肥与氮肥配施处理(MN0、MN1、MN2、MN3)。分析了土壤固定态铵和可溶性氮(土壤矿质氮和可溶性有机氮)含量动态变化。【结果】施肥显著提高了0—30 cm土层土壤固定态铵和可溶性氮的含量(P<0.01);各施肥处理均以第1穗果膨大期时含量最高。总体来看,不施有机肥条件下,土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮的含量均以施N 375.0 kg/hm^2处理为最高,而在氮肥与有机肥配施条件下,以施N375.0 kg/hm^2与有机肥75000 kg/hm^2配施处理和施N 562.5 kg/hm^2与有机肥75000 kg/hm^2配施处理的土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮含量为最高,但未发现氮肥施用量对土壤固定态铵含量产生显著影响;除收获期20—30 cm土层外,整个生长季内土壤固定态铵和矿质氮含量之间均有显著的正相关关系(P<0.05),部分土层土壤固定态铵与可溶性有机氮之间也有显著的正相关关系(P<0.05)。【结论】设施番茄栽培条件下,土壤固定态铵和可溶性氮在土壤氮素的固持与释放方面极显著相关,施无机N 375.0 kg/hm^2配合有机肥75000kg/hm^2,可较好地提高土壤中的氮的有效性,更好地协调土壤供氮能力。

生物炭配施菌肥对植烟土壤养分和可溶性有机碳氮光谱特征的影响

在生物炭与有机菌肥配施条件下,研究植烟土壤在生长期内土壤基础养分和可溶性碳(DOC)、氮(DON)含量的变化,为植烟土壤的合理施肥提供理论依据。采用田间试验的方法,在施相同化学肥料的基础上,设置CK(不施有机肥)、T1(生物炭)、T2(有机菌肥)、T3(生物炭菌肥)、T4(50%有机菌肥+50%生物炭)、T5(60%有机菌肥+40%生物炭)、T6(40%有机菌肥+60%生物炭) 7个处理。结果显示,各有机肥处理与对照相比对提高土壤养分含量作用明显,与其他处理相比,T2处理显著提高了移栽后60 d的土壤铵态氮含量; T5处理则显著提高了整个生育期的硝态氮含量;与其他处理相比T5处理显著提高了60 d速效磷含量,T2处理显著提高了60 d时土壤速效钾含量。T1和T3处理与其他处理相比显著提高了旺长期(移栽后60 d)土壤DOC含量,T3处理的DOC/SOC比值达到最高(8. 31 mg/g)。T2处理土壤DON含量在90 d达到最高(57. 09 mg/kg),T5处理的土壤DON含量则在60 d最高(97. 98 mg/kg);与其他处理相比,T3、T4、T5和T6处理降低了移裁后90 d植烟土壤成熟期的芳香化指数(AI),提高了E2/E3值。综上所述,在豫中烟区,有机菌肥及60%有机菌肥配施40%生物炭施肥措施,最有利于提高土壤氮素含量,生物炭和生物炭菌肥施肥措施有利于提高土壤可溶性碳含量。

不同有机物料对土壤基本化学性质及可溶性有机碳氮的影响

通过研究不同有机物料替代对河南潮土化学性质及可溶性有机碳/氮(DOC/N)分布的影响,探讨潮土适宜有机物料替代比例。结果表明:不同有机物料替代较对照明显提高了土壤基本养分的含量。其中,秸秆替代化肥40%处理土壤有机质和土壤碱解氮的含量提高最明显分别达到13.4 g/kg、93.99 mg/kg;牛粪秸秆共同替代化肥30%~40%显著提升了土壤全氮、速效磷、速效钾含量,分别达到0.90 g/kg、2.94 mg/kg、224.97 mg/kg。秸秆单独替代较牛粪秸秆共同替代对土壤DOC提升效果好,其中秸秆替代化肥40%处理DOC含量最高达到15.45 mg/kg;而牛粪秸秆共同替代则提高了DON,其中牛粪秸秆共同替代化肥30%处理的DON含量最大,为12.88 mg/kg。牛粪秸秆共同替代化肥30%处理的可溶性有机质的SUVA254 nm最高[16.24 L/(g·cm)],说明此处理有利于富含芳香环结构的有机质物质的积累。综上所述,其中秸秆替代40%和秸秆牛粪共同替代30%~40%对土壤基本肥力提升相对更明显。

不同品种小麦下土壤微生物量和可溶性有机物对不同施氮量的响应

【目的】辽春10号和辽春18号小麦是常见的两个小麦品种,但是关于这两个小麦品种在不同施氮量下对维持土壤肥力的差异性方面还未知,因此探讨土壤中活性有机库(微生物量碳氮和土壤可溶性有机碳氮)在各生育期的动态变化,以此来评价土壤活性有机库对不同施氮量的响应以及转化。【方法】以不同品种盆栽小麦为研究对象,在不同施氮量(N0:0 kg·hm^(-2)、N1:45 kg·hm^(-2)、N2:90 kg·hm^(-2)、N3:135 kg·hm^(-2)、N4:180 kg·hm^(-2)、N5:225kg·hm^(-2))的设定下,探究土壤活性有机库在小麦生育期内的动态变化及相互关系。【结果】小麦生育期以及氮水平对土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量有显著影响(P<0.01);除可溶性有机碳和有机碳外(P>0.05),小麦品种对土壤微生物量碳氮和可溶性有机氮均有显著影响(P<0.01)。施用氮肥能够显著提高土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量(P<0.05),并且随施氮量的增加,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在N3处理达到最大,然后随施氮量的增加而降低,特别是在N5处理下,土壤可溶性有机碳氮的含量均低于不施氮肥处理(N0);与微生物量氮和可溶性有机碳相比,施用氮肥对土壤微生物量碳和土壤可溶性有机氮含量的增幅更大;土壤微生物量碳/土壤微生物量氮在N5处理下最大(平均值分别为13.28和11.45),而在N3处理下最低(平均值分别为7.94和7.83)。在小麦整个生育期内,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮含量均在开花期最大,其次为收获期、拔节期和分蘖期,苗期最小,总的来说,在各个时期土壤可溶性有机碳与微生物量碳以及土壤可溶性有机氮与微生物量氮之间均有着显著的正相关关系(P<0.01);两个不同品种小麦之间,其地上生物量均没有显著差异(P>0.05),但随施氮量的增加,呈先增加后降低的趋势,并且随小麦生育期而增加;而土壤有机碳和土壤全氮也在N3处理达到最大,并且随生育期而增加,在收获期达到最大。【结论】适宜氮量(N3)能够更好地协调土壤中微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在小麦生育期内的转化及维持土壤生产力。

水分状况与供氮水平对土壤可溶性氮素形态变化的影响

采用通气培养试验,研究比较了两种水稻土在不同水分和供氮水平下的矿质氮(TMN)和可溶性有机氮(SON)的变化特征。结果表明,加氮处理及淹水培养均显著提高青紫泥的NH4+-N含量;除加氮处理淹水培养第7 d外,潮土NH4+-N含量并未因加氮处理或淹水培养而明显升高。无论加氮与否,控水处理显著提高两种土壤的NO3--N含量,其中潮土始见于培养第7 d,青紫泥则始于培养后21 d;加氮处理可显著提高淹水培养潮土NO3--N含量,却未能提高淹水培养青紫泥NO3--N含量。两种土壤的SON含量从开始培养即逐步升高,至培养21～35 d达高峰期,随后急剧下降并回落至基础土样的水平;SON含量高峰期,潮土SON/TSN最高达80%以上,青紫泥也达60%。综上所述,潮土不仅在控水条件下具有很强硝化作用,在淹水条件下的硝化作用也不容忽视,因此氮肥在潮土中以硝态氮的形式流失的风险比青紫泥更值得关注;在SON含量高峰期,两种土壤的可溶性有机氮的流失风险也应予以重视。

雪灾对武夷山常绿阔叶林土壤有效氮的影响

雪灾是一种重要的自然干扰类型,通过改变资源的有效性和异质性而对森林生态系统过程产生显著影响。笔者以福建武夷山的常绿阔叶林为试验地,探讨雪灾干扰后不同土层(0～10cm、10～25cm和25～40cm)常绿阔叶林土壤微生物生物量氮和可溶性氮的变化。结果表明:受灾常绿阔叶林土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量除25～40cm土层外都显著高于对照,随土层深度的增加而减少;受灾常绿阔叶林各土层土壤硝态氮含量与对照无显著差异。相关分析显示土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量均与土壤温度、土壤湿度呈极显著正相关。研究结果表明,由于雪灾导致了土壤温度和湿度的改变,土壤中的氮可能以铵盐和可溶性有机氮的形式从生态系统中流失。

施氮量对不同肥力土壤氮素转化及其利用率的影响

【目的】评价不同施氮量下不同肥力土壤在小麦孕穗期的土壤活性氮组分(土壤矿质氮、可溶性有机氮和微生物量氮)的转化与氮肥利用率的变化。【方法】以长期(37年)定位试验下不同施肥处理土壤(贫瘠土壤-NF:长期不施肥;低肥力土壤-LF:长期施用化肥;中肥力土壤-MF:长期施用低量有机肥配施无机肥;高肥力土壤-HF:长期施用高量有机肥配施无机肥)为研究对象,通过盆栽试验,利用^(15)N示踪法,研究添加外源硫酸铵氮肥(N0:0 kg·hm^(-2)、N1:135 kg·hm^(-2)、N2:180 kg·hm^(-2))之后,小麦生长旺盛时期(孕穗期)土壤活性氮组分在不同肥力土壤中的变化以及与土壤供氮效应之间的联系。【结果】随施氮量增加,不同肥力土壤的可溶性氮均呈先增加后降低的趋势,在N1处理最高,而各处理的土壤微生物量氮在N2达到最大,N1最低;不同肥力土壤可溶性氮变化均为高肥力土壤>中肥力土壤>低肥力土壤>贫瘠土壤,而微生物量氮变化均为高肥力土壤>中肥力土壤>贫瘠土壤>低肥力土壤(P<0.05);施氮对不同肥力土壤可溶性氮和微生物量氮的影响在低肥力土壤最大,而在高肥力土壤增幅最小。不同肥力土壤供氮量、氮肥利用率以及吸氮总量和吸^(15)N量的变化均为高肥力土壤>中肥力土壤>低肥力土壤>贫瘠土壤(P<0.05),其中,吸收^(15)N量所占小麦吸收总氮的百分比大小变化为低肥力土壤>中肥力土壤>高肥力土壤>贫瘠土壤(P<0.05)。相同肥力不同处理下,土壤供氮量、氮肥利用率以及小麦吸氮量和吸^(15)N肥料的量随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,均以N1处理显著高于其他处理(P<0.05),总体上施氮处理下小麦吸肥料氮所占吸收总氮的百分比的平均值为44%;各肥力土壤中肥料损失量均为贫瘠土壤>低肥力土壤>中肥力土壤>高肥力土壤(P<0.05),而且氮肥损失量均随施氮量的增加而增加,在N2处理最大;土壤活性氮组分与土壤供氮、氮肥利用率、小麦吸氮之间均具有显著的正相关关系(P<0.05)。【结论】在高肥力土壤上添加适宜氮量(135 kg·hm^(-2))利于土壤中活性氮组分的转化,能更好地协调土壤供氮与作物需氮间的关系,提高氮肥利用率,减少氮素在土壤中的损失。

去除根系和凋落物对滨海沙地3种防护林土壤碳氮库的短期影响

以福建长乐滨海沙地上3种人工林(尾巨桉、纹荚相思、木麻黄)土壤为研究对象,设置去除凋落物、去除根系和对照3种处理,观测1年后分析改变地上、地下有机质输入对沙地土壤碳氮储量、可溶性有机碳(DOC)氮(DON)和微生物量碳(MBC)氮(MBN)的影响。结果表明:不同树种人工林间土壤碳氮储量无显著差异;不同树种人工林间土壤活性碳氮组分差异显著,木麻黄土壤DOC含量显著高于纹荚相思,纹荚相思土壤DON显著高于木麻黄和尾巨桉,尾巨桉土壤MBN显著高于木麻黄和纹荚相思。改变地上地下有机质输入对滨海沙地土壤碳氮库有显著影响且这种影响随树种而异。去除凋落物后纹荚相思、木麻黄土壤碳储量分别下降38.0%、25.1%,氮储量分别下降12.9%、12.5%;去除凋落物后尾巨桉、纹荚相思、木麻黄土壤DOC分别下降37.5%、30.6%、52.9%,MBC分别下降31.0%、56.9%、29.7%,MBN分别下降50.7%、34.9%、42.2%;去除根系后尾巨桉、纹荚相思土壤MBC分别下降57.7%、15.4%。回归分析显示,滨海沙地土壤DOC、MBC与土壤碳储量呈显著正相关,土壤DOC和MBC分别能够解释土壤碳储量变化的47.7%和57.7%。研究表明:树种通过调控地上、地下输入影响可溶性有机碳氮和微生物量碳氮,进而影响土壤碳氮库。

马尾松林采伐迹地火烧黑炭对土壤活性碳氮库的影响

黑炭是火烧过程中不完全燃烧的产物,在火烧迹地的分布具有异质性。为了解黑炭输入量对土壤活性碳氮库的影响,选取中亚热带33年生马尾松人工林采伐迹地为研究对象,对比炼山1年后移除(B0)、单倍(B1)和双倍黑炭输入(B2)处理和未火烧对照土壤可溶性有机碳氮含量(DOC和DON)、矿质氮、土壤微生物量碳氮含量(MBC和MBN)之间的差异。结果表明:炼山对土壤DOC和DON含量的影响因土层而异,在0—10 cm土层,火烧土壤DOC和DON含量与对照土壤没有显著差异,而在10—20 cm土壤要显著低于对照土壤(P<0.05)。火烧土壤矿质氮、土壤MBC和MBN含量均低于对照土壤,但差异未达到显著性水平(P>0.05)。火烧土壤含水率、pH、全碳和全氮、铵态氮、土壤MBN含量均与黑炭输入量成正比,特别是在10—20 cm土层,B2处理土壤铵态氮含量显著高于B0和B1处理(P<0.05)。对于土壤MBN,黑炭输入处理(B1和B2)火烧土壤MBN含量与对照土壤没有显著差异,而去除黑炭处理(B0)火烧土壤MBN含量则显著低于对照土壤(P<0.05)。结果说明黑炭输入对火烧土壤的微生物群落恢复和N素保持具有积极意义,因此亚热带人工林管理过程中应重视黑炭的利用。

黄土丘陵区植被恢复及坡向对土壤SON含量的影响

【目的】探究黄土丘陵区乔木、灌木和草地这3种植被恢复类型是否能增加土壤可溶性有机氮(SON)含量以及坡向对SON的影响。【方法】以分别生长在阳坡和阴坡的沙棘和杏树、阳坡草地为研究对象,玉米地作为对照,采集0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm土壤样品,测定土壤可溶性有机氮、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,分析坡向、树种对土壤养分及SON的影响。【结果】植被恢复显著增加SON含量,在0~10 cm土层增加尤为明显。SON占可溶性总氮的比例平均为84%,草地的比例显著最高。不同植被间SON含量差异显著,与玉米地相比,沙棘林土壤SON含量提升效果最为明显,其次为杏树林,草地在10~40 cm土层未达到提升水平。阳坡比阴坡土壤SON含量高,但土壤有机质、碱解氮、速效磷速效钾呈现相反规律。土壤SON与可溶性总氮呈现显著正相关关系,与土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾没有达到显著相关水平。【结论】黄土丘陵区植被恢复显著增加了土壤SON含量,沙棘林在增加土壤SON含量方面优于杏树林及草地,阳坡环境对于土壤SON的积累效果优于阴坡环境。