氮磷添加下施用保水剂对油茶林土壤氧化亚氮排放的影响

【目的】化肥施用导致土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放增加,加剧了全球气候变化。在干旱和降水分配不均地区,土壤含水量是影响土壤N_(2)O排放的关键因子,施用保水剂(如聚丙烯酰胺)可能影响土壤N_(2)O排放。本研究目的是探究氮(N)与磷(P)肥添加下施用聚丙烯酰胺对土壤N_(2)O排放的影响。【方法】以油茶Camellia oleifera林土壤为研究对象,设置不同处理,包括不同肥料添加[N、P、N+P、不施肥(ck)],不同聚丙烯酰胺用量(C_(0):0 g·kg^(−1),C_(1):1.0 g·kg^(−1),C_(2):2.0 g·kg^(−1))以及两者交互处理,利用静态箱-气相色谱法测定油茶苗生长期内土壤N_(2)O排放。【结果】①施用聚丙烯酰胺显著提高了油茶林土壤含水量(P<0.05),且土壤含水量随保水剂施用量的增加而增加。与C_(0)相比,C_(1)和C_(2)土壤的含水量分别增加47.1%和57.4%,但施用聚丙烯酰胺不会促进土壤N_(2)O排放(F=2.75,P>0.05)。②施磷肥显著提高土壤N_(2)O累积排放量(P<0.05),相较于ck增加13.3%。③与只添加聚丙烯酰胺的土壤相比,1.0 g·kg^(−1)聚丙烯酰胺分别与N、P、N+P肥混施处理的土壤N_(2)O排放通量分别显著增加56.0%、61.7%、40.7%(P<0.05);2.0 g·kg^(−1)聚丙烯酰胺与P、N+P肥混施处理的土壤N_(2)O排放通量分别显著增加38.7%、58.1%(P<0.05)。【结论】施用聚丙烯酰胺不仅能有效提高油茶土壤保水能力,而且还不会促进油茶土壤N_(2)O排放,有利于发展高效节水林业和缓解全球气候变化。

氮沉降背景下土壤微生物对入侵植物乌桕叶绿素荧光特征的影响

植物入侵会造成入侵地生态系统功能和稳定性的破坏。与原产地种源相比,入侵种源植物在生理学特性方面有所不同,使其在资源利用和抵抗环境胁迫具有较强的竞争优势。叶绿素荧光特性与植物光合作用效率密切相关,对植物生长具有重要作用。氮沉降加剧是全球变化的一个重要因子,土壤微生物对植物吸收利用土壤养分至关重要。通过施用细菌抑制剂(链霉素)和真菌抑制剂(扑海因)选择性抑制的土壤微生物活性,开展乌桕盆栽实验,在模拟氮沉降背景下,研究不同微生物群落如何影响入侵乌桕叶绿素荧光特性,有助于理解入侵植物的进化特征和入侵机制,为有效防控入侵植物并降低其对生态系统危害提供理论依据。以原产地地和入侵地两个种源乌桕(Triadica sebifera)为研究对象,在氮沉降条件下,通过调控土壤细菌和真菌,探讨两个种源乌桕叶绿素荧光参数差异。结果显示:氮沉降显著增加乌桕相对叶绿素含量(SPAD)、光系统II的最大量子产率(F_(v)/F_(m))、非光化学猝灭(NPQ)和半饱和光强(I_(k))。入侵种源乌桕比原产地具有较低SPAD。氮沉降与细菌抑制剂共同作用显著增强了F_(v)/F_(m)、NPQ和I_(k),显著减弱了光能利用率(α)和SPAD。细菌抑制剂减缓了本地种源乌桕α,真菌抑制剂促进本地种源乌桕I_(k),抑制入侵种源乌桕I_(k),细菌和真菌抑制剂可显著降低原产地乌桕α。氮沉降与生物抑制剂可显著作用于乌桕叶片SPAD。氮沉降、土壤微生物和不同乌桕种源可共同作用于光系统Ⅱ实际光合量子产率Y(Ⅱ),α和潜在最大相对电子传递速率(ETR_(max))。因此,氮沉降与生物抑制剂对乌桕叶绿素荧光特性具有协同作用,入侵种源乌桕对土壤微生物控制的响应不明显,在微生物控制条件下依然具有较强的适应能力,因而具有较强的入侵能力。

油茶壳及凋落叶生物质炭对土壤温室气体排放的影响

【目的】油茶壳是油茶(Camellia oleifera)产业有机废弃物,与凋落叶均可用于制备生物质炭。生物质炭可用于土壤改良,缓解土壤N_(2)O排放。研究旨在探讨油茶凋落叶和油茶壳生物质炭对油茶林地土壤温室气体的减排效果及其作用机理。【方法】采用完全交互设计,以油茶林地土壤为研究对象,在氮添加背景下研究施用生物质炭(油茶凋落叶和油茶壳)对土壤N_(2)O和CO_(2)排放的影响,以硝酸钾溶液为外源氮肥。【结果】(1)生物质炭处理显著提高土壤pH,且油茶凋落叶生物质炭的改良效果显著优于油茶壳生物质炭。与对照相比,油茶凋落叶和油茶壳生物质炭处理后,土壤pH分别提高了35.74%和24.46%。(2)生物质炭可降低土壤N_(2)O排放速率,油茶凋落叶生物质炭的抑制效果要强于油茶壳生物炭。与对照相比,油茶凋落叶和油茶壳生物质炭处理后,土壤N_(2)O排放速率分别减少了42.71%和7.66%。(3)生物质炭显著增加土壤CO_(2)排放速率,在未施氮条件下,油茶壳生物质炭处理下土壤CO_(2)排放速率显著高于油茶凋落叶生物质炭。与对照相比,油茶凋落叶和油茶壳生物质炭处理下,土壤CO_(2)排放速率分别增加了38.82%和85.70%。【结论】油茶凋落叶和油茶壳生物质炭可以有效缓解油茶土壤酸性,减缓土壤N_(2)O排放。油茶凋落叶生物质炭对油茶酸性土壤的改良效果和土壤N_(2)O的减排作用要优于油茶壳生物炭。油茶林经营中应充分利用凋落叶资源用于土壤改良及温室气体减排,以实现油茶产业可持续经营。