湖南省4种森林群落土壤氮的矿化作用

2007年7月,用树脂芯原位测定土壤无机氮含量的方法,对湖南杉木、马尾松、樟树和枫香4种森林群落的土壤氮矿化进行了研究。研究结果表明,经过28d培养,4种森林群落土壤中NH4+-N含量分别下降了31.4%～50.5%,NO3--N含量增加了8.2～17.3倍,氮矿化主要表现为硝化作用;氮矿化速率由大到小依次为樟树(0.05mg·kg-.1d-1)>马尾松(0.04mg·kg-.1d-1)>枫香(-0.12mg·kg-.1d-1)>杉木(-0.15mg·kg-.1d-1)。在4个森林群落的土壤中,NH4+-N是无机氮的主要存在形式,表现为在杉木群落中占78.42%、在马尾松中占79.17%、在樟树中占71.14%和枫香中占79.22%,而且NH4+-N的变化可以解释氮矿化量变化的96.1%～98.8%。土壤氮矿化速率与0～15cm土壤的C/N、pH值呈显著性正相关,但与凋落物量和0～30cm土壤中细根生物量相关性不显著。

不同施肥量对樟树与湿地松土壤氮矿化速率的影响

2010年6月,在湖南省植物园采用树脂芯原位测定法,对樟树和湿地松2种群落进行3种施氮肥处理(LN:5 g·m-2;MN:15 g·m-2;HN:30 g·m-2),并各设置一个对照(CK)即不做施肥处理,比较了3种处理对樟树和湿地松群落土壤中无机氮含量及氮矿化速率。结果表明:樟树和湿地松群落土壤氮矿化速率表现出不同的规律,樟树为MN(-1.30 mg·k-1·d-1)<LN(-1.11 mg·kg-1·d-1)<HN(-0.94 mg·kg-1·d-1)<CK(-0.89 mg·kg-1·d-1),湿地松为CK(-1.23 mg·kg-1·d-1)<HN(-1.15 mg·kg-1·d-1)<LN(-0.91 mg·kg-1·d-1)<MN(-0.83 mg·kg-1·d-1)。研究表明施氮肥对樟树群落土壤氮矿化速率产生了抑制性作用,对湿地松群落土壤则为促进作用。

温带典型草地土壤净氮矿化作用研究

应用树脂芯方法,研究了内蒙古锡林河流域不同降水强度3种草地类型土壤净氮矿化作用.结果表明,7～10月份,羊草草原的平均净氮矿化率为0.333kg.(hm2.d)-1,贝加尔针茅草原为0.316kg.(hm2.d)-1,克氏针茅草原为0.211kg.(hm2.d)-1;在相同的培养周期内,分阶段培养和连续培养对土壤的净氮矿化量和净氮矿化速率有显著影响;降雨是影响该区域氮素矿化的主要因素之一,3种草地类型土壤水分变化量与土壤净氮矿化速率呈正相关关系,相关系数分别为0.80、0.61、0.56.

去除和添加凋落物对杉木人工林土壤氮矿化的影响

2007年7月在天际岭国家森林公园用树脂芯原位测定去除凋落物、添加凋落物对土壤无机氮含量的影响.结果表明:经过28 d的培养,土壤中3种处理之间的NO3--N含量差异不显著(p>0.05),NH4+-N的差异则极显著(p<0.01);NH4+-N含量从培养前的16.92、23.55和20.50 mg.kg-1分别降低到7.87、4.06和10.4 mg.kg-1,NO3--N含量则从培养前的0.43、0.45和0.47mg.kg-1分别上升到5.84、5.21和6.52 mg.kg-1;净铵化量均出现负值,分别降低了9.05、19.50和10.36 mg.kg-1,净硝化量均为正值,分别增加了5.41、4.76和6.05 mg.kg-1.这一研究结果有助于更好地认识亚热带森林生态系统土壤氮循环过程.

改变碳源输入对针阔叶混交林土壤氮矿化的影响

为了解不同碳输入对混交林土壤中有效氮含量及氮矿化速率的影响,采用树脂芯原位测定法对马尾松+樟树混交林不同处理(添加凋落物、去除凋落物、去根、去根添加凋落物、去根去除凋落物)下的土壤氮矿化进行研究。结果表明:5种处理下土壤累计净氮矿化量为添加凋落物(12.10 mg/kg)>去根添加凋落物(6.03 mg/kg)>去根(0.96 mg/kg)>去除凋落物(-0.46 mg/kg)>去根去除凋落(-0.63 mg/kg);NH4+-N、NO3--N含量在培养前后均发生了显著变化;培养后,NH4+-N含量在添加凋落物、去除凋落物、去根、去根去除凋落物4种处理之间差异显著(P<0.05);各处理之间NO3--N含量差异显著(P<0.05)。研究结果为揭示亚热带森林生态系统氮循环机理提供科学依据。

樟树和马尾松人工林土壤氮矿化季节动态特征

2009年7月至2010年4月,在湖南省森林植物园用树脂芯原位测定马尾松和樟树林土壤中有效氮含量及矿化速率。结果表明:樟树和马尾松林分土壤中铵态氮和硝态氮含量均有明显的季节动态,不同月份间差异显著;2种林分铵态氮的季节变化趋势均为7月>10月>1月>4月,马尾松林土壤中铵态氮含量要高于樟树林(10月份除外);2种林分硝态氮的季节变化趋势均为10月>7月>1月>4月,马尾松土壤硝态氮含量高于樟树林;在各月份,樟树与马尾松林2种林分之间的土壤中净氮化量、净铵化量、净硝化量差异均显著,但两者拥有相同的季节变化趋势,1月>4月>10月>7月。这一研究结果有助于更好地认识亚热带森林生态系统土壤氮循环过程。

樟树与马尾松群落净土壤氮矿化速率的比较

2009年7月至8月,在湖南省植物园用树脂芯原位测定法,比较了樟树和马尾松群落土壤中无机氮含量及氮矿化速率。结果表明:培养前2种群落土壤中无机氮差异显著(P<0.05),呈现马尾松>樟树的规律,其中NH4+-N分别占群落土壤无机氮的98.2%和93.69%,是无机氮的主要存在形式;经过14、28和42 d的培养,樟树和马尾松群落土壤中NH4+-N和NO3--N含量均发生显著的变化(P<0.01),NH4+-N的含量均呈现出先下降后上升的规律,NO3--N含量则表现出不同的规律,樟树群落为上升,马尾松群落为先下降后上升;樟树群落净氮矿化量为-(33.82±3.48)、-(16.81±5.90)和(29.14±4.41)mg.kg-1,马尾松群落为-(59.93±3.48)、-33.17和-13.11 mg.kg-1。

樟树人工林土壤氮矿化对改变凋落物输入的响应

2007年7月至8月,在长沙天际岭林场,用树脂芯原位法测定去除凋落物、添加凋落物对樟树人工林土壤无机氮含量及氮矿化速率的影响。结果表明:樟树林凋落物处理7个月后,去除、添加凋落物和对照处理土壤中无机氮含量之间差异显著(P﹤0.05),表现为添加凋落物(18.96mg/kg)>对照(16.36mg/kg)>去除凋落物(10.99mg/kg)。经过28d的培养,3种处理土壤中NO3--N含量培养前后之间的差异均显著(P﹤0.05),NO3--N含量从培养前的0.67、0.51和0.39mg/kg分别上升到3.10、7.11和6.67mg/kg;NH4+-N含量培养前后之间的差异不显著(P﹥0.05)。3种处理土壤的净氮矿化量均为正值,分别增加了4.83、1.45和1.26mg/kg,净氮矿化速率依次为去除凋落物(0.173mg/(kg·d))>对照(0.052mg/(kg·d))>添加凋落物(0.045mg/(kg·d))。这一研究结果有助于更好地认识亚热带森林生态系统土壤氮循环过程。

水分因素对绿洲荒漠过渡带土壤氮矿化的影响

通过树脂芯原位培养试验,分析水分因素对塔里木绿洲荒漠过渡带3种不同植被覆盖度（LCD：0~0.2;MCD：0.2~0.4;HCD：0.4~0.6）土壤矿质氮含量影响及氮矿化速率变化。结果表明,水分对土壤氮矿化作用有明显影响,土壤净氮矿化速率与土壤水分有明显相关性,3种植被覆盖度类型的剖面水分变化和净氮矿化速率呈正相关,相关系数LCD是0.866 9（P〈0.01）,MCD是0.647 9（P〈0.05）,HCD是0.594 0（P〈0.05）;测定周期内绿洲荒漠过渡带土壤平均净氮矿化速率,LCD为0.334kg/（hm2·d）,MCD为1.010kg/（hm2·d）,HCD为0.998kg/（hm2·d）;该区域土壤水分变化是影响氮矿化的主要因素之一,说明在极端干旱条件下,水分控制氮矿化作用,但随植被覆盖度递增土壤含水量增加,水分因素对土壤氮矿化作用逐渐递减。

横垄覆膜对丹江口库区土壤净氮矿化的影响

以丹江口库区五龙池小流域玉米黄棕壤为例,利用原位矿化试验,通过与横垄无覆膜土壤比较,研究横垄覆膜对土壤净氮矿化的影响。结果表明:玉米苗期中期和拔节期前期,横垄覆膜土壤净氮矿化量与无覆膜土壤相比分别降低7.8%~57.0%和2.2%~52.8%;玉米拔节期后期、抽穗期和成熟期,横垄覆膜土壤净氮矿化量比无覆膜土壤分别提高352.9%~703.3%,52.5%~311.0%和15.2%~334.8%。横垄覆膜土壤净氮矿化量在玉米苗期、拔节期、抽穗期和成熟期与土壤含水量、温度和全氮间均存在较强度关联关系(0.6<灰色关联度≤0.8)。逐步回归分析表明,横垄覆膜土壤净氮矿化量在玉米苗期与土壤温度间呈最优线性关系(F=7.205,P=0.023);在玉米拔节期与土壤含水量和温度间呈最优线性关系(F=36.861,P=0.001);在玉米成熟期与土壤含水量间呈最优线性关系(F=42.438,P=0.007)。

哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤氮转化的海拔效应

采用树脂芯法将哀牢山中山湿性常绿阔叶林内土壤分别移植到中海拔的次生林和低海拔的人工林下培养,并以原地培养为对照,对土壤氮素转化的海拔效应进行了研究。土壤氮素的净矿化速率、净硝化速率和淋溶速率受季节和海拔的影响极为显著(P<0.01)。海拔的影响在雨季前期最显著,高海拔土壤的净矿化和净硝化速率分别为-5.81和-4.18mgN·kg-1·60d-1,移植到中、低海拔培养后,净矿化速率分别为20.92和44.15mgN·kg-1·60d-1,净硝化速率分别为17.07和20.38mgN·kg-1·60d-1,淋溶量也分别增加了0.37倍和2.77倍。由于雨季中后期反硝化作用增加导致净矿化和净硝化速率降低,导致高、中海拔培养的土壤净氮矿化速率在雨季中期达到最高值,雨季后期降低。由此可推断,未来的气候变暖很可能会加快哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤氮素的转化速率和气态损失量。

丹江口库区覆膜耕作土壤净氮矿化随夏玉米生长期的变化

农田土壤净氮矿化对土壤氮素流失和农业非点源污染有重要影响.以丹江口库区五龙池小流域夏玉米黄棕壤为例,进行原位矿化试验,通过与无覆膜耕作土壤相比较,研究覆膜耕作条件下土壤净氮矿化在夏玉米生长期内的变化.结果表明:夏玉米整个生长期内,覆膜耕作土壤净氨化量、净硝化量和净氮矿化量均明显高于无覆膜土壤,分别高6.63、12.96和19.59mg·kg^(-1);覆膜耕作土壤净氨化速率表现为在苗期较高、抽穗期最低、成熟期增至最高的变化特征,而土壤净硝化和净氮矿化速率均呈现苗期较高、拔节期最低、成熟期升至最高的变化过程;覆膜耕作土壤净氮矿化速率均与土壤全氮和NO_3^--N含量、土壤含水量之间呈显著线性关系.覆膜可有效调节土壤水热条件,促进土壤净氮矿化.

喀斯特原生乔木林和次生林土壤氮矿化特征

【目的】探究喀斯特森林土壤氮矿化特征及供氮能力。【方法】以贵州喀斯特原生乔木林和次生林为研究对象,采用树脂芯法,原位连续培养测定土壤氮矿化/硝化动态特征。【结果】(1)喀斯特原生乔木林和次生林土壤无机氮含量随培养时间延长存在明显的变化,NH_4^+-N含量呈先增加后减少再增加趋势,NO-3-N含量表现为总体增加趋势。NH_4^+-N是土壤有效氮的主要存在形式,其含量占土壤无机氮的84.57%~94.31%。(2)两演替群落土壤氮矿化速率呈"V"形变化,范围分别为-0.43~0.97 mg/(kg·d)和-0.91~1.43 mg/(kg·d);硝化速率呈波动上升趋势,范围分别为0.21~0.49 mg/(kg·d)和0.03~0.31 mg/(kg·d)。(3)原生乔木林土壤无机氮含量、矿化速率、氨化速率和硝化速率均高于次生林。(4)原生乔木林土壤氮全年净矿化总量170.82 kg/(hm^2·a),是次生林的2.48倍,两种林分土壤净硝化氮分别占净矿化氮的95%和100%。【结论】喀斯特森林土壤供氮能力较强,但土壤氮矿化过程中氮硝化占主导,表明土壤中植物可利用的氮素易于淋溶或挥发损失。