短期氮磷添加对呼伦贝尔辉河流域草地土壤温室气体排放的影响

养分添加会在很大程度上影响草地土壤温室气体排放,但不同水分条件草地土壤温室气体排放对养分添加的响应尚不明确。2021年在呼伦贝尔辉河流域利用裂区试验设计研究了季节淹水(PF)草地和河岸带边缘未曾淹没的干燥(NF)草地下氮(N)、磷(P)单独添加和氮磷共同添加(N+P)对土壤温室气体(CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O)通量的影响。结果显示:1) NF草地在P添加下土壤CO_(2)排放量显著高于PF(P<0.05),NF草地在N+P添加下土壤CH_(4)排放量极显著高于PF(P<0.01)。NF草地在3种养分添加下均会显著提高土壤N_(2)O通量,分别提高了38.81%、90.09%、124.94%;2)养分添加可提高不同水分草地土壤温室气体累积排放量,且PF和NF草地不同组分土壤温室气体累积排放量最高值在养分添加下表现一致,其中N添加下土壤CO_(2)累积排放量最高,分别较CK提高了95.92%、49.01%。P添加下土壤CH_(4)累积排放量最高,分别较CK提高了190.64%、32.62%。而土壤N_(2)O累积排放量最大值出现在N+P添加下,均较CK提高了约3倍;3)在养分添加下NF草地全球增温潜势(GWP)高于PF草地,且NF和PF草地均在P添加下GWP最高,分别较CK提高了32.66%、178.69%;4)通过结构方程模型得出,水分条件对土壤CO_(2)和CH_(4)通量具有负效应,养分添加对其具有正效应,水分条件与养分添加对土壤N_(2)O通量均具有正效应。水分条件和养分添加主要通过影响土壤物理性质和养分含量进而影响土壤CO_(2)和CH_(4)通量,而水分条件和养分添加通过影响土壤物理性质和养分含量从而改变植物地上生物量最终影响土壤N_(2)O通量。

氮磷添加对滨海新围垦区大叶女贞细根形态特征和生物量的影响

为探究氮(N)磷(P)养分梯度分别对滨海新围垦区植物表层(0~10 cm)细根(≤2 mm)形态特征和生物量的影响,该实验以大叶女贞为试材,采用内生长土芯(体积196.25 cm 3)施肥法对大叶女贞土壤表层(0~10 cm)的土芯分别进行氮、磷添加实验,分别设每穴0、1、3、5、7、9、11、13、15、17、20 g的施肥梯度,研究N、P养分分别对土壤表层细根功能性状的影响。结果表明:(1)与对照相比,施入3 g N时,细根的长度、表面积、体积、根长密度、根表面积密度、生物量显著增加,增幅分别为62.39%、120.87%、169.97%、59.19%、106.99%和102.75%;施入5~11 g N时,以上各指标逐渐降低,当N施入量大于11 g时,无根系生长。(2)施入3 g P时,根系的总长度、表面积、体积、根长密度、根表面积密度和生物量显著增加,增幅分别为77.37%、111.15%、147.50%、73.87%、97.88%和98.05%。当P施入量大于5 g时,细根的以上指标逐渐降低,但未出现无根系的状况。施肥促使细根的形态指标和生物量发生了显著变化,植物通过改变细根构型来提高土壤养分的获取能力。综上认为,在距离树干1 m位置的表层土壤中分别施加3 g N或P可显著促进大叶女贞细根的生长。

黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响

为阐明黄土丘陵区氮磷添加对草地群落优势种养分利用特征的影响,探究群落结构和物种多样性的变化机制,选取5个典型优势种,即白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)和猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,采用裂区试验设计,以氮添加为主区处理,包括:0(N0)、25(N25)、50(N50)和100(N100)kg N hm^(-2)a^(-1);以磷添加为副区处理,包括:0(P0),20(P20),40(P40)和80(P80)kg P_(2)O_(5)hm^(-2)a^(-1),测定了各物种叶片氮磷比、氮磷重吸收效率、氮磷利用效率和相对生物量等参数。5种植物的氮和磷重吸收效率正相关,对氮磷添加量的响应具有耦合性。不同氮磷添加处理下,达乌里胡枝子叶片氮磷比最高,而氮磷重吸收效率最低;白羊草和长芒草的氮磷利用效率和重吸收效率高于其他物种。单施磷或N25与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷比和磷利用效率呈正相关关系,与氮利用效率和氮磷重吸收效率呈负相关关系。单施氮、N50和N100与磷配施下,各物种相对生物量与氮磷利用效率和重吸收效率呈正相关,与氮磷比呈负相关。不施肥处理下,白羊草和长芒草相对生物量最高,低氮高磷下达乌里胡枝子相对生物量最高,高氮高磷下铁杆蒿和猪毛蒿相对生物量最高。不同优势种对氮磷添加的响应不同,生理生态过程各异,决定了其在群落中的优势度,这是氮磷添加后草地群落结构和物种多样性发生变化的关键机制。

氮磷添加对内蒙古温带草原植物功能群氮含量的影响

植物功能群氮含量既是理解氮沉降对生物多样性影响的关键指标,也是生产力过程模型模拟的重要参数,极易受氮素可利用性的影响和磷元素的限制。基于内蒙古温带草原4年氮磷添加试验(N10、N40、P5、P10及其交互,数字代表添加剂量,单位为g m^(-2) a^(-1)),分析氮磷添加对植物群落及三种植物功能群(禾本科、灌木和杂类草)氮含量的影响。结果表明:(1)氮添加显著增加了群落及各功能群的氮含量,同一处理水平下禾本科(N10)和灌木(N10和N40)的氮含量显著高于杂类草,同一功能群不同氮添加剂量间无显著差异;(2)磷添加对群落和三种功能群的氮含量无显著影响;(3)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加了群落、禾本科和杂类草氮含量,且高剂量氮磷添加的促进作用更大;(4)与单独氮添加相比,氮磷同时添加显著增加群落和三种功能群磷含量而降低氮磷比,相同处理水平下禾本科和杂类草磷含量增加幅度最大。本研究将为草原生态系统管理和应对全球变化提供科学依据。

氮磷添加对亚热带杉木林植物-凋落物-土壤化学计量特征的影响

【目的】碳(C)、氮(N)和磷(P)在植物生长及调节生理机能等方面起着重要作用,其化学计量特征能够反映植物生长速率和养分限制等。人类活动引起的氮磷沉降对植物、凋落物和土壤的化学计量特征响应机理尚不清楚。因此剖析以植物-凋落物-土壤三者为一个耦合系统C∶N∶P化学计量特征对外源养分添加的响应,能更好地理解植物养分限制和生态系统养分循环动态。【方法】以亚热带退化红壤区杉木(Cunninghamia lanceolata)林为研究对象,在2011年开始布设氮磷添加随机区组试验,为5个区组6个处理共计30个20 m×20 m样地,施肥处理包括N0(CK,只加沙)、N5(5 g/(m^(2)·a))、N10(10 g/(m^(2)·a))、P5(5 g/(m^(2)·a))、N5+P5(N 5 g/(m^(2)·a)+P 5 g/(m^(2)·a))、N10+P5(N 10 g/(m^(2)·a)+P 5 g/(m^(2)·a)),N和P添加分别以NH4NO3和NaH2PO4形式拌沙洒施。在处理后第9年采集植物新鲜叶片、凋落叶片、0~5 cm土壤样品,测定其C、N、P含量及化学计量,量化了叶片的N、P利用效率与再吸收效率,探讨长期N、P添加对杉木植物-凋落物-土壤化学计量特征的影响。【结果】与对照组相比,P添加显著提高植物叶片P含量56.5%,对杉木叶片C、N含量无显著影响,但是降低叶片C/P、N/P;N添加对叶片C、P含量均无显著影响,对C/N、C/P、N/P无显著影响。P添加分别显著提高凋落叶片N、P含量25.7%和51.1%,对C含量没有影响,但降低C/N、C/P、N/P;N添加对凋落叶片C、P和C/N、C/P、N/P均无显著影响。P添加显著提高0~5 cm土壤P含量184.6%,对C、N含量没有影响,但显著降低C/P、N/P;N添加对土壤N含量、C/N、C/P、N/P均无显著影响;而N、P的交互作用对植物、凋落物及土壤的C、N、P含量及其化学计量特征均无显著影响。P添加显著降低了35.3%的植物P的利用效率,但对植物P的再吸收效率无显著影响。随着土壤养分含量的变化,植物、凋落物的内稳态呈现出不同的响应,其中植物P、N/P和凋落物P呈现弱稳态,1/H(内稳态平衡系数)分别为0.2882、0.3065、0.2527。【结论】亚热带杉木林植物-凋落物-土壤生态系统对P添加响应更为敏感,其通过改变P利用效率调节杉木林植物-凋落物-土壤化学计量特征。该研究结果对深入理解植物-凋落物-土壤生态系统之间的养分循环及其调节策略具有重要意义。

氮磷添加对呼伦贝尔草地凋落物分解的影响

凋落物分解是草地生态系统能量流动和物质循环的重要过程,其分解与初始化学组成(内因)和土壤环境(外因)等因素有关。氮(N)、磷(P)作为植物生长所必需的大量元素,影响生命活动的很多过程,是凋落物分解中内因和外因的重要调控因素。以呼伦贝尔草甸草原中羊草、糙隐子草和披针叶黄华3种植物为研究对象,采用网袋分解法,研究氮磷养分添加在内因和外因方面对凋落物分解的影响。结果表明:1)凋落物分解过程受物种内在因素和土壤环境等外在因素的共同影响,在提高凋落物分解速率上,养分添加在外因方面作用大于内因方面;2)外因方面,氮磷养分添加显著促进3种凋落物分解;内因方面,对糙隐子草和披针叶黄华有促进作用,而对羊草则表现为抑制作用;3)凋落物分解过程中N、P元素的释放与凋落物初始N、P含量和土壤中N、P含量呈正相关关系。研究结果揭示了土壤氮磷养分差异是影响凋落物分解和养分释放的主导因素,今后研究应更多关注外在因素变化对凋落物分解过程的影响。

多梯度氮磷添加对高寒草甸植物群落生物量与氮磷含量的影响

为研究不同梯度氮、磷单独及混合添加对高寒草甸植物群落生物量、植物养分含量及化学计量比的影响,本实验分析了青海省门源县典型高寒草甸植物群落地上总生物量,功能群水平地上生物量,植物全氮、全磷含量及氮磷比对多梯度氮、磷添加的响应情况。结果表明:氮、磷添加均对群落地上生物量影响极显著(P<0.001);氮添加对禾草类和豆科生物量影响极显著(P<0.001);磷添加对禾草类和莎草类生物量影响极显著(P<0.001);氮磷交互作用对豆科和莎草类生物量影响显著(P<0.05)。群落水平上,氮添加显著提高了植物全氮含量,对植物氮磷比(N∶P)有正效应,磷添加显著提高了植物全磷含量,对植物N∶P有负效应,植物全磷对N∶P的负效应大于全氮对N∶P的正效应。本研究表明氮、磷添加可能会使高寒草甸植物群落组成和植物养分含量发生改变,植物群落逐渐向禾草类发展;此外,高寒草甸植物生长趋向于受氮磷共同限制。

氮磷添加对燕麦与箭筈豌豆不同种植方式草地土壤微生物-胞外酶化学计量特征的影响

土壤中氮、磷养分是饲草产量与品质提高的重要基础。氮磷添加改变了土壤养分条件并引起微生物生物量及酶活性发生变化。为探究燕麦和箭筈豌豆单播、混播草地土壤微生物特性对不同氮磷处理的响应,本试验以高寒区燕麦单播草地、箭筈豌豆单播草地及燕麦/箭筈豌豆1︰1混播草地为研究对象,设置4种不同氮磷添加处理,包括单施氮肥、单施磷肥、氮磷肥配施和不施肥,研究各处理土壤微生物生物量碳氮磷和土壤胞外酶活性及其化学计量比的变化特征。结果表明:1)单施氮、磷肥均对燕麦单播草地土壤微生物生物量产生负效应;单施磷肥和氮磷配施对箭筈豌豆单播草地土壤微生物生物量产生促进作用;单施氮肥使混播草地微生物生物量碳(SMBC)增加,而氮磷配施使其微生物生物量碳氮(SMBN)降低。2)单施氮肥增加3种草地土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)活性,单施磷肥增加3种草地土壤碱性磷酸酶(AP)活性,氮磷配施增加燕麦草地土壤N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、AP酶活性,表明土壤微生物通过增加C、N、P获取酶活性以增加对短缺养分的获取。3)试验3种草地土壤SMBC︰SMBN低于全国平均值,SMBN︰SMBP高于全国平均值,且土壤N︰P酶活性比大于1,表明试验地土壤微生物氮限制大于磷限制。因此,本试验中单施氮肥抑制燕麦草地土壤微生物生长,而有利于混播草地土壤微生物生长,单施磷肥和氮磷配施均有利于箭筈豌豆草地土壤微生物生长;且微生物生物量和酶活性化学计量比表明微生物通过调整体内养分含量和分泌的胞外酶含量以响应土壤养分条件的变化。

氮磷添加对黄河三角洲盐地碱蓬光合特性和抗氧化系统的影响

【目的】研究氮磷添加对黄河三角洲盐地碱蓬光合特性和抗氧化系统的影响。【方法】以盐地碱蓬为研究对象,通过野外控制试验进行裂区设计,以氮添加为主区(0、5、15和45 g/m^(2))、磷添加为副区(0和1 g/m^(2))设置8个处理,探究其对盐地碱蓬生长、光合特性和抗氧化系统的影响。【结果】氮添加可显著增加盐地碱蓬的生物量和株高,且与磷添加有显著的交互作用,其中氮添加量为45 g/m^(2)且配施磷处理的株高和生物量最高。添加磷时,氮添加量为45 g/m^(2)处理的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量较其他氮处理分别显著增加84.0%~408.4%、99.0%~499.6%和71.9%~269.9%;氮添加可显著提高叶片的净光合速率,且氮与磷在叶绿素含量、蒸腾速率和叶片水分利用效率上存在显著的交互作用。无论是否添加磷,氮添加量为45 g/m^(2)的处理可显著提高叶片的过氧化物酶活性,且氮与磷对超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性存在显著的交互作用。【结论】氮磷添加可有效提高盐地碱蓬的叶绿素含量、光合作用和抗氧化酶活性以适应盐碱生境,进而促进其生长发育。

根系去除改变了毛竹林土壤酶活性对氮磷添加的响应

亚热带是我国氮和磷沉降的热点地区,森林生态系统碳(C)、氮(N)、磷(P)循环对N和P沉降的响应受到广泛关注。根系作为森林土壤碳和养分持续供给的重要来源,其输入变化在N和P沉降下通过影响土壤酶活性进而调控土壤碳和养分循环过程。以毛竹林为研究对象,选择硝酸铵和磷酸二氢钠分别进行N和P添加,共设置4个处理:对照、N添加、P添加和N+P添加,并结合壕沟处理,探究毛竹林土壤C、N、P循环相关酶活性对氮磷添加和根系去除的响应,并分析它们与土壤和细根化学性质之间的关系。结果表明:土壤C、N循环相关酶活性整体上对根系去除的响应比氮磷添加更敏感,这主要是因为根系去除显著降低土壤全氮和铵态氮含量,但短期氮磷添加并未显著改变调控土壤酶活性分异的土壤有机碳、全氮和铵态氮含量。与C、N循环相关酶活性不同,土壤P循环相关酶对根系去除和磷添加处理均呈现负响应,这可能是因为阻断根系P吸收和补充土壤P元素降低了微生物的P开采作用。但研究区土壤微生物仍受到P限制作用,这是因为在P缺乏毛竹林生态系统,根系比微生物具有更强的P吸收利用能力。研究结果强调了不同功能土壤酶活性对土壤养分添加和根系输入变化响应的敏感性差异,为预测低P毛竹林生态系统土壤C和养分循环提供依据。

毛竹林土壤呼吸及组分对氮磷添加的非对等响应

【目的】探究毛竹林土壤呼吸及组分对氮添加、磷添加及其二者交互效应的响应差异,揭示生物和非生物因子在调控土壤呼吸中的作用,为评价养分添加影响毛竹林土壤碳排放过程及模型预测提供科学依据。【方法】以缺磷型毛竹林为对象,2017年6月采用林下喷施方式隔月进行氮(10 g·m^(-2)a^(-1))和磷(10 g·m^(-2)a^(-1))添加,设置对照(CK)、单一氮添加(N)、单一磷添加(P)和氮磷共添加(N+P)4个处理,2017年9月—2018年8月采用Li-8100土壤碳通量系统测量土壤总呼吸速率和异养呼吸速率,并测定土壤温度(T)、湿度(SM)、细根和土壤化学性质、细根生物量及土壤微生物特征。【结果】氮磷添加均未改变毛竹细根生物量,对土壤自养呼吸速率无显著影响,氮添加显著增加土壤可利用氮含量、磷添加降低土壤真菌和细菌生物量比值分别是氮磷添加抑制土壤异养呼吸速率的主要原因。氮磷添加对土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率均存在交互作用。氮磷添加的交互效应对土壤总呼吸速率无显著影响,但磷添加显著增加土壤总呼吸速率。模型R=ae^(bT)×SMc可较好解释T和SM与R的协同变异,P处理降低T和SM调控R的决定系数。N、P和N+P处理降低土壤总呼吸Q_(10)(CK=2.64、N=2.54、P=2.10、N+P=2.39)和土壤异养呼吸Q_(10)(CK=2.32、N=2.03、P=1.94、N+P=1.75),但N和N+P处理增加土壤自养呼吸Q_(10)(CK=2.80、N=2.95、P=2.44、N+P=4.35)。【结论】缺磷型毛竹林土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率对氮磷添加主效应及二者交互效应存在非对等响应,预测未来毛竹林土壤碳排放时应充分考虑土壤自养呼吸和异养呼吸对氮、磷添加响应的差异性。

氮磷添加下典型温带、亚热带森林土壤氮循环功能基因丰度和微生物群落属性数据集

氮和磷是维持土壤微生物生长和活性的必需养分。中国温带和亚热带森林之间,以及森林土壤垂直剖面上的氮、磷含量差异巨大,土壤微生物群落特征也显著不同。在严重氮沉降影响下,中国东部土壤养分失衡和磷元素限制日益加剧。但是,目前并没有系统的数据集展示氮沉降和磷添加如何影响中国东部森林土壤氮循环微生物和土壤理化性质,从而更好阐释氮沉降和磷添加对森林土壤氮循环的影响。本研究基于全球变化联网实验平台,测定和整理了3个具有典型代表性的森林氮磷添加样地土壤氮循环功能基因丰度、微生物群落多样性和酶活性,形成一套较为系统的氮循环功能微生物属性数据集。本数据集包括中国东部温带(长白山)和亚热带(千烟洲和鼎湖山)森林氮磷添加野外控制实验样地的0–10cm的表层土壤和无养分添加的0–80cm土壤垂直剖面数据。数据包括:氮循环功能基因(氨氧化古菌amoA、氨氧化细菌amoA、nirK、nirS、nosZ、qnorB、narG、nir、nifH和chiA)丰度、群落多样性和组成、微生物潜在活性(硝化活性、反硝化活性、固氮活性、有机氮分解酶活性)和土壤理化性质(pH、土壤含水量、N2O排放、净硝化速率和有机碳、NH4+、NO3-、有效磷、总氮、总碳、总磷、溶解性有机碳含量)。本数据集的创建和共享将为全球变化氮沉降和磷添加背景下森林土壤氮循环的微生物驱动机制及模拟提供数据和理论支持,为森林生态系统温室气体N2O的排放、氮素淋失和养分管理提供数据和依据。

2016-2019年氮磷添加下亚热带人工林凋落物分解剩余量及养分含量动态数据集

由于人类活动和自然因素改变而导致的大气氮磷沉降增加,显著影响着生态系统养分循环过程。我国南方亚热带人工林占全国人工林面积的40%以上,已成为养分沉降集中区。因此,科学认知人工林养分循环过程是应对全球气候变化、保障国家生态文明建设的基础。本研究按照中国生态系统研究网络的统一规范,通过对江西省千烟洲红壤丘陵综合开发试验站(简称千烟洲站)野外控制固定样地的长期观测,整理了2016–2019年我国亚热带马尾松和木荷人工林叶片与吸收根在氮磷添加不同处理下(对照、低氮添加、高氮添加、磷添加、高氮磷共同添加)分解剩余量及养分含量动态数据。本数据集的建立和共享,为全球变化背景下凋落物分解的动态研究及森林土壤碳库的变化规律提供基础数据支撑,推动亚热带人工林科学合理经营发展。

氮磷添加对刨花楠人工林土壤氮磷矿化速率的影响

为了探讨氮磷添加对刨花楠(Machiluspauhoi)人工林氮磷矿化速率的影响和氮-磷矿化耦合关系,为选择合理施肥方式提供参考。以福建省南平市延平区太平试验林场内已进行了6年野外氮磷添加试验的刨花楠人工林为研究对象,采用野外原位培养方法,测定不同氮磷添加处理后刨花楠人工林林地土壤氮磷矿化特征,分析氮磷添加对土壤氮矿化、磷矿化的影响。结果显示:施氮处理仅显著提高土壤硝态氮含量,但对土壤氮、磷矿化和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性均有抑制作用;与氮添加相比,氮磷共同添加则显著提高土壤可溶性有机氮含量、酸性磷酸酶活性和氮、磷矿化速率,其中氮矿化、磷矿化速率分别提高24.25%、85.95%,但磷添加处理对氮矿化和磷矿化影响均不显著(P>0.05)。混合线性模型结果表明,磷矿化与土壤可溶性有机氮、pH值均呈显著正相关;氮矿化与土壤容重呈显著负相关,与可溶性有机氮呈显著正相关,而且氮磷矿化速率间呈二次曲线耦合关系。氮磷共同添加显著提高土壤氮磷矿化速率,在刨花楠人工林中土壤pH值、可溶性有机氮、容重是驱动土壤氮磷矿化的主要因子。在今后对刨花楠人工林的管理时应该更加注重氮磷共同添加对土壤养分和氮磷转化速率的影响,以更好地进行可持续经营。

荒漠黑果枸杞化学计量特征对氮磷添加比例和水平的响应

植物化学计量特征对阐明生物地球化学及生态过程对全球变化的响应至关重要。研究不同氮磷(N、P)添加处理对荒漠植物生态化学计量特征的影响,可从化学计量的角度理解植物对环境变化的响应,为预测全球变化背景下植物和营养元素的相互作用提供思路。以黑果枸杞(Lyci⁃um ruthenicum)为材料,设置3个氮磷添加量和比例,通过大田试验研究了黑果枸杞C:N:P化学计量特征对氮磷添加的响应,比较分析了器官间的化学计量特征。结果表明:(1)氮磷添加对黑果枸杞不同器官碳(C)含量的影响较小,随氮磷添加量的增加,细根N含量显著增大;随氮磷添加比例的提高,非根器官N含量显著增加,根系P含量显著降低;氮磷添加比例和添加量的交互效应显著影响了根系和果实N、P含量及茎P含量。(2)低氮磷添加比处理降低了器官碳磷比(C/P),提高了碳氮比(C/N),而高氮磷添加比处理与之相反,各器官氮磷比(N/P)维持在相对稳定的水平,黑果枸杞通过调整养分保存策略以保守的养分利用方式抵消环境元素化学计量的变化。(3)黑果枸杞化学计量特征体现出器官功能差异性,叶片N含量和N/P显著高于其他器官,茎C/N最高,粗根C含量和C/P最高,细根N、P含量和N/P较高,果实P含量最高。相对于C,代谢活跃器官(叶、细根、果实)比非代谢活跃器官(茎、粗根)需要更多的N和P。研究结果有助于更好地从元素与植物功能的角度理解荒漠植物化学计量特征对氮磷添加的响应。

氮磷添加对短花针茅荒漠草原两种禾草凋落物分解特征的影响

凋落物分解作为生态系统重要功能之一,在生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。为了明确荒漠草原凋落物分解对氮(N)、磷(P)添加及二者交互作用的响应,以宁夏荒漠草原短花针茅和赖草的凋落物为研究对象,使用凋落物网袋分解法,采用随机区组设计。设置N、P添加各4个梯度,均为纯N、P含量,N_(1)、N_(2)、N_(3)、N_(4)添加量分别为0 g/(m^(2)·a)、5 g/(m^(2)·a)、10 g/(m^(2)·a)、20 g/(m^(2)·a);P_(1)、P_(2)、P_(3)、P_(4)添加量分别为:0 g/(m^(2)·a)、4 g/(m^(2)·a)、8 g/(m^(2)·a)、16 g/(m^(2)·a)。结果表明:(1)短花针茅和赖草凋落物分解过程分为快速分解和缓慢分解两个阶段,两个物种的分解速率存在差异性,短花针茅和赖草凋落物分别在快速分解至90 d和180 d时,分解速率减慢;(2)不同物种对N、P添加的响应不同,N_(2)+P_(4)和N_(3)+P_(3)处理促进短花针茅凋落物分解,但抑制赖草凋落物分解。根据指数衰减模型预测短花针茅凋落物分解95%所用时间为71.17~122.00个月,赖草为51.00~68.67个月,分解速率表现为:赖草>短花针茅;(3)短花针茅凋落物在夏季和秋季分解较快,赖草在夏季分解较快。综上,适量的N、P添加对凋落物分解具有一定的促进作用,不同物种凋落物分解速率存在差异。

氮磷添加对内蒙古温带典型草原土壤微生物群落结构的影响

选取内蒙古温带典型草原,进行连续6a氮磷添加试验,采用土壤特征微生物PLFA生物标记技术,研究6个氮添加水平N0(0 kg N hm-2a-1)、N1(56 kg N hm-2a-1)、N2(112 kg N hm-2a-1)、N3(224 kg N hm-2a-1)、N4(392 kg N hm-2a-1)、N5(560 kg N hm-2a-1)和6个磷添加水平P0(0 kg P hm-2a-1)、P1(15.5 kg P hm-2a-1)、P2(31 kg P hm-2a-1)、P3(62 kg P hm-2a-1)、P4(93 kg P hm-2a-1)、P5(124 kg P hm-2a-1)对土壤特征微生物PLFA生物标记数量和土壤微生物群落结构的影响。结果表明:(1)随氮添加量增加,土壤微生物总磷脂脂肪酸(PLFA)含量和土壤细菌PLFA生物标记数量、放线菌PLFA生物标记数量呈上升趋势,土壤G+/G-呈增加趋势;各氮添加水平对土壤真菌PLFA生物标记数量无显著差异,随氮添加量增加,土壤真菌/细菌比降低。(2)随磷添加量增加,土壤总磷脂脂肪酸(PLFA)含量、土壤细菌PLFA生物标记数量、放线菌PLFA生物标记数量、真菌PLFA生物标记数量及真菌/细菌比值呈先上升后下降趋势,均以P3水平(62 kg P hm-2a-1)处理最高,说明适宜的磷添加对内蒙古温带典型草原土壤微生物繁殖和菌落结构有显著影响。

氮磷添加对亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落特征的影响

为了探讨氮磷添加对土壤微生物特点的影响,选择安徽省池州仙寓山常绿阔叶老龄林,设定了4个水平的氮磷添加试验,即对照(CK,0 kg N/hm^2)、低氮(LN,50 kg N/hm^2)、高氮(HN,100 kg N/hm^2)、高氮+磷(HN+P,100 kg N/hm^2+50 kg P/hm^2)。利用氯仿熏蒸法和Biolog微平板技术,分析不同水平氮磷添加对不同土层(0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm)土壤微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和微生物群落功能多样性的影响。结果表明:MBC、MBN随土层加深而降低,且差异性极显著,MBC与MBC/MBN比在氮磷添加后均表现出显著性差异;土壤微生物群落的代谢活性随土层加深而降低,HN与LN处理的土壤微生物活性最高;Mc Intosh、Shannon和Simpson多样性指数在不同土层和不同N、P添加水平上都存在差异,表层土壤微生物多样性指数差异性较为显著。土壤微生物对羧酸类、氨基酸类和碳水类碳源利用率最高;主成分分析显示不同土层的土壤微生物碳源利用上有明显的变化,表层土壤微生物碳源利用在不同N、P添加水平上有明显的空间变异性,其他土层分布较为集中,空间差异性主要表现在对碳水类与羧酸类碳源的利用上。土层与氮、磷添加剂量对土壤微生物生物量C、N及功能多样性都有显著影响,其中高氮处理对表层土壤微生物影响最大。

氮磷添加对麦冬根部养分浓度及其化学计量比的影响

以城市地被植物麦冬(Ophiopogon japonicus(Thunb.)Ker-Gawl.)为研究对象,研究了土壤中添加氮(N)磷(P)后对植物根部N、P养分及其化学计量比的影响。结果表明,实验监测期间(10-12月),麦冬根部N浓度平均值表现为N(5gm-2)+P(1gm-2)处理>N(5gm-2)处理=P(1gm-2)处理>对照,根部P浓度和N:P比差异不显著(P>0.1)。而监测期间的N、P月份动态结果表明,同对照相比,N处理、P处理和N+P处理的麦冬根部N、P浓度和N:P比的差异性均表现为监测前期(10月)较大,中后期(11-12月)较小的变化趋势。这说明麦冬能保持其根部N、P水平的稳定性,具有较强的应对N沉降的能力,且补充P肥可增强这种能力。因此,麦冬可在大气沉降严重的地区应用和推广。

氮磷添加对不同退耕年限草本植被群落及土壤化学计量特征的影响

采用空间代替时间的方法,根据安塞县纸坊沟小流域8个退耕年限序列(1~35年)的退耕地采样数据进行分析,研究植物群落与土壤化学计量学特征对不同施肥处理的响应程度。结果表明:(1)与未施肥相比,施N肥和施N肥+P肥后,地上生物量分别增加了77.1%和142.0%。地上生物量对不同施肥处理的响应程度表现为施N肥+P肥组合高于单一添加N肥。(2)与未施肥相比,施N肥后叶片氮、磷含量分别增加了13.6%和0.6%,氮磷比下降了3.8%;施N肥+P肥后叶片氮、磷含量分别增加了15.6%和8.7%,氮磷比下降了15.2%,叶片N、P含量及氮磷比对施N肥+P肥的响应程度均高于单一施N肥。(3)与未施肥相比,施N肥后土壤N、P含量分别增加了27.7%和36.2%,N/P比下降了9.1%;施N肥+P肥后土壤N、P含量分别增加了16.6%和25.0%,N/P比下降了9.1%,土壤N、P含量对施N肥的响应程度略高于施N肥+P肥。总体而言,适当的施肥方式有利于植物对土壤养分的利用和分配。