丛枝菌根真菌在土壤氮素循环中的作用

作为植物需求量最大的营养元素,氮素是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子。丛枝菌根真菌能与地球上80%以上的陆生植物形成菌根共生体,帮助宿主植物吸收土壤中的P、N等矿质养分。目前,丛枝菌根真菌与氮素循环相关研究侧重于真菌对氮素的吸收形态以及共生体中氮的传输代谢机制,却忽略了丛枝菌根真菌在固氮过程、矿化与吸收过程、硝化过程、反硝化过程以及氮素淋洗过程等土壤氮素循环过程中所起到的潜在作用,并且越来越多的证据也表明丛枝菌根真菌是影响土壤氮素循环过程的重要因子。总结了丛枝菌根真菌可利用的氮素形态及真菌的氮代谢转运相关基因的研究现状;重点分析了丛枝菌根真菌在调控土壤氮素循环过程中的潜在作用以及在生态系统中的重要生态学意义,同时提出了丛枝菌根真菌在土壤氮素循环过程中一些需要深入研究的问题。

雪被厚度和积雪周期对土壤氮素动态影响的初步研究

在高山地区和高海拔地区，氮素是植物生命活动的主要限制因素之一。冬季，这类地区的土壤通常被雪被长时间覆盖。以往的研究证实，雪下土壤氮素动态在维持年际氮循环中起着重要作用。气候变化将改变生物地球化学循环，导致雪被覆盖状况发生改变，从而对冬季土壤氮素动态产生重要影响。然而，迄今为止，对气候变化极其敏感的青藏高原东缘雪下土壤物质转化过程的研究却很少。为了了解不同雪况下土壤矿质氮库水平和净氮矿化变化动态，2010年11-2011年4月在青藏高原东缘用PVC管原位培养土壤，通过人工控制雪被厚度和雪被持续时间的方法，设置不同积雪厚度和积雪周期的9个处理，分别测定其无机氮（NH4＋-N和NO3--N）含量，并计算净氮矿化率。结果表明，雪被持续时间可对土壤温度的变化产生明显的影响；随着土壤覆雪厚度和雪被覆盖时间的增加，土壤含水量呈现增长的趋势。土壤无机氮以 NH4＋-N 为主，占总无机氮的69%-86%，而NO3--N含量只占土壤总无机氮的14%-31%。深雪（100 cm和50 cm的积雪覆盖）降低了铵态氮含量，而净氮矿化率无明显变化。不同的积雪覆盖时间（60 d，90 d，150 d）并没有引起土壤氮库的显著变化，说明较早的降雪虽然使土壤有较高的温度和较少的冻融循环，但并不会改变土壤氮库的积累和释放。

减量施氮对玉米-大豆套作系统土壤氮素氨化、硝化及固氮作用的影响

土壤氮素氨化、硝化及固氮作用是影响作物氮素吸收及氮肥损失的主要因素,为揭示氮肥减量下玉米-大豆套作系统的土壤氮素转化特性及排放规律,利用大田定位试验研究了3种模式(玉米单作MM、大豆单作MS、玉米-大豆套作IMS)和3种施氮水平(不施氮NN:0;减量施氮RN:180 kg hm^(–2);常量施氮CN:240 kg hm^(–2))对土壤硝化作用、氨化作用、固氮作用及氨挥发、N_2O排放、NO_3~–-N累积的影响。结果表明,IMS较相应单作提高了土壤硝化和氨化作用, IMS的氨挥发损失率和N_2O损失率较MM降低21.6%和29.7%;IMS下玉米土壤的NO_3~–-N积累量显著高于MM,而大豆土壤的NO_3~–-N积累量显著低于MS。各施氮处理间, RN较CN降低了玉米土壤的氨化与硝化作用,增加了大豆土壤的硝化和固氮作用。IMS下RN的玉米、大豆全生育期固氮作用较CN增加29.7%和32.0%,年均氨挥发总量和N_2O排放量较CN降低37.2%和41.0%。玉米-大豆套作系统在减量施氮下通过提高土壤氮素氨化、硝化与固氮作用,减少氮素排放损失,增强耕层土壤NO_3~–-N积累,为作物氮素吸收提供了充足氮源。

黄土性土壤剖面中N_2O排放的研究初报

用田间原位土壤探头测定法和乙炔抑制未扰动土柱法 ,对黄土性土壤N2 O的排放进行了研究。试验结果表明 ,黄土性土壤N2 O的排放量存在着明显的季节和空间变异。季节变化与田间水分因子密切相关 ,N2 O高峰常出现在灌水 (降水 ) 3天后 ,施肥处理和对照的趋势完全一致。全年中八月份各土层N2 O浓度最高 ;在最高峰值时 ,施肥处理的N2 O浓度几乎是对照处理的 2 .5倍。土壤剖面中N2 O的浓度的顺序是 1 0cm <30cm <1 50cm <90cm <60cm ,以 60～90cm土层最高。影响黄土性土壤反硝化的主要因子是作为微生物能源和碳源的有机物质 ,在碳源充足时 ,土壤的硝态氮含量和水分因子是限制因子。