不同改良剂对珊瑚砂理化性质和氮素固持的影响

高碱环境和土壤养分的匮乏严重限制了我国热带珊瑚岛土壤环境下植物的生长适应能力,因此,珊瑚砂改良对促进珊瑚岛植被恢复,维持珊瑚岛生态环境可持续健康发展具有重要意义。该研究通过室内土柱模拟试验,对比了同一梯度下4种常用土壤改良材料(蛭石、珍珠岩、生物炭和钙基膨润土)对珊瑚砂理化性质、氮素淋溶以及总氮含量的影响。结果表明,与对照(CK)相比,施用生物炭使珊瑚砂pH显著降低1.4%,钙基膨润土、生物炭和蛭石能够显著提高珊瑚砂的阳离子交换量至CK的24.21、10.43和9.43倍。同时,施用生物炭、钙基膨润土和蛭石并不能降低以硝态氮形式为主的氮素淋失,但是能显著减少其他途径的氮素损失,从而达到促进珊瑚砂氮素固持的效果,3种改良剂施用下的珊瑚砂总氮损失相较于CK分别降低了40.92%、27.32%和25.09%。因此,施用生物炭、钙基膨润土和蛭石均能有效提高珊瑚砂土壤质量,对改良珊瑚砂和热带珊瑚岛植被恢复具有重要意义,其中生物炭的改良效果最为显著,是改良珊瑚砂的理想材料。

长期施肥及撂荒土壤对不同外源氮素固持及转化的影响

【目的】硝态氮及铵态氮是常用的氮肥种类,其施入土壤后的去向与作物氮素供应及土壤培肥有关,不同肥力土壤对施入的这些外源氮的固持与转化的影响有何不同值得关注。【方法】以黄土高原南部进行的17年长期定位试验不同处理土壤为研究对象,利用培养试验方法研究了灭菌与不灭菌条件下长期施用不同肥料及撂荒土壤对施入不同形态氮素固持及转化的影响。【结果】虽然供试的土壤由于长期施肥或撂荒土壤有机质及可溶性有机碳含量存在明显的差别,但培养期间不同处理土壤对施入的外源硝态氮在土壤中的生物及非生物固持及转化过程无明显影响。而施入铵态氮后,不同处理土壤在培养第3天起微生物对外源铵态氮的固持已相当明显,培养结束后平均约有41%的铵态氮被土壤微生物固持,23%的铵态氮被非生物因素固持或发生挥发损失。【结论】长期不同施肥处理或撂荒土壤对外源铵态氮的非生物固持能力的影响无显著差异,但有机质含量较高的撂荒和化肥与有机肥配合施用处理土壤对施入的铵态氮生物固持能力高于不施肥对照和单施化肥处理。

不同有机碳源对施入土壤中不同形态氮素固持的影响

利用培养试验研究了供应不同有机碳源(小麦秸秆及葡萄糖)对施入土壤的不同形态氮素(铵态氮及硝态氮)转化的影响。结果表明,以难分解的小麦秸秆为碳源时,培养期间土壤微生物对施入的不同形态氮素的固持率较低,且微生物对铵态氮的固持率高于硝态氮。而以易降解的葡萄糖为碳源,土壤微生物对施入的不同形态外源氮的固持率较高,且对这两种形态氮素的固定能力几乎相当。如何采用施入不同性质的有机碳源来调节土壤氮素的固持与释放,以达到协调氮素供应,减少氮素损失,是值得研究的问题。

氮肥及其与秸秆配施在不同肥力土壤的固持及供应

【目的】在有机物料和无机氮肥的配施条件下,研究氮素在土壤中的固持与释放过程,以期达到土壤供氮与作物需氮相一致的目的。【方法】以长期定位试验不同施肥处理土壤(不施肥,NF;施用氮磷钾化肥,NPK;厩肥与化肥配施,MNPK)为研究对象,采用盆栽试验研究化学氮肥及其与秸秆配施在不同肥力土壤中的固持与供应。【结果】与未施氮肥(对照)相比,单施尿素对NF处理土壤小麦籽粒产量无显著影响,而显著提高了NPK和MNPK处理土壤小麦籽粒产量;MNPK处理土壤氮肥利用率(67%)显著高于NPK(56%)和NF(19%)处理土壤。与施用氮肥处理相比,秸秆与尿素配施显著降低了小麦产量和氮素利用率,但MNPK处理土壤小麦产量及氮肥利用率(11%)仍显著高于NPK处理(7%);秸秆与尿素配施降低了当季小麦对施入氮素的吸收利用,小麦收获时不同施肥处理土壤有79%—88%施入的氮素未被吸收利用。【结论】有机肥与化肥长期配施在协调土壤氮素供应,提高作物产量及氮肥利用率方面具有突出作用。

稻田中藻类的生长状况及其对肥料氮的固持

为了确定藻类对稻田生态系统中氮素固持与迁移过程的影响程度,本研究采用田间小区和15N微区试验,在水稻生长的不同时期,观测了藻类在稻田中的生长状况,定量测定了藻类的生物量和氮素固持量。结果显示,稻田中的藻类具有明显的群落演替特征,水稻生育初期以球状藻为主,中后期则以丝状藻为主。藻类的生长可分为两个阶段,即生长期和衰亡期,其中,生长期从稻秧移栽初期至拔节期,衰亡期从拔节期至水稻收获。在衰亡期,藻类生物量随时间的变化符合生长曲线模式。藻类生物质干重在2007和2009年水稻生育期的变化范围分别为205～610 kg/hm2和12～353 kg/hm2,而藻类氮素固持量则分别为N 5.4～17.5 kg/hm2和N 0.4～11.0 kg/hm2。15N微区试验结果显示,藻类对15N的固持量为N 0.3～6.0 kg/hm2,占氮素总固持量的54%～68%,平均为57%,表明藻类固持的氮素中大部分来源于当季施入的氮肥。

长期不同施肥下肥料氮在黑土不同团聚体有机物中的固持差异

【目的】不同粒级团聚体中有机氮库的稳定性不同,通过分析长期施肥后有机氮库在不同团聚体中的分布特征,可阐明土壤氮素固持对不同施肥的响应机制。【方法】采集黑土长期定位试验中的4个处理土壤,包括不施肥(CK)和施用氮磷钾(NPK)、氮磷钾+秸秆(NPKS)、氮磷钾+有机肥(NPKM),模拟田间施肥量加入15N标记的尿素培养40天,采用Six湿筛法将团聚体分为粗游离颗粒有机物(cf POM,>250μm)、微团聚体有机物(53~250μm)、矿物结合有机物(MOM,<53μm)三大类,其中微团聚体有机物进一步分为细游离颗粒有机物(ff POM)和物理保护有机物(i POM),矿物结合有机物分为团聚体内矿物结合有机物(MOM团内)和团聚体外矿物结合有机物(MOM团外),研究了团聚体分布特征、平均重量直径(MWD)和各团聚体中氮的固持量及固持效率。【结果】NPKM和NPKS处理的粗游离颗粒含量较CK和NPK处理显著提高约10%,而矿物结合有机物含量显著降低约6%~10%,NPKM和NPKS处理下平均重量直径为0.34 mm,显著大于NPK和CK的值(0.23~0.25 mm)。NPKM处理的土壤肥料氮固持量较CK和NPK处理显著提高了6.0%和10.5%;粗游离颗粒氮固持量为18~36 mg/kg,矿物结合有机氮固持量为18~30 mg/kg。【结论】长期有机无机肥配施或无机肥结合秸秆还田可促进肥料氮在粗游离颗粒中的积累,降低在矿物结合有机物中的积累,这可能是有机无机肥配施增强土壤氮的有效性、促进作物氮吸收的原因之一。

施用不同有机物料对设施菜地土壤氮素淋溶损失的影响

为明确施用不同有机物料对降低设施菜地氮素淋溶的效果及机理,采用室内培养试验和土柱淋溶模拟试验分别研究了玉米秸秆(M)和稻壳(R)降解过程中对于土壤氮素含量和淋溶损失的影响。结果表明:室内培养期间(35 d),玉米秸秆和稻壳的降解率分别为18.8%,3.3%;与CK相比,施用玉米秸秆和稻壳使矿质态氮降低23.9~173.1 mg/kg,6.4~126.1 mg/kg,降幅分别为24.4%,10.7%,施用稻壳和玉米秸秆分别使可溶性有机氮含量平均增加6.4%,41.1%。培养结束时,矿质态氮的固持量分别为173.1,126.1 mg/kg,占土壤矿质态氮含量的35.0%,25.5%;添加玉米和稻壳处理分别使淋溶液矿质态氮浓度降低14.5~207.3 mg/L,5.9~202.5 mg/L,使矿质态氮淋溶损失降低26.7%~41.1%,12.1%~25.3%。综上可见,施加有机物料显著增加对土壤矿质态氮素的固持,从而降低氮素的淋溶损失量,玉米秸秆降解率较高,对于矿质态氮的固持与降低氮素淋溶损失效果更好。

外源物质调控好氧堆肥氮损失研究进展

好氧堆肥是处理有机垃圾的常用手段,但在堆肥过程中存在高温、高pH值以及局部厌氧等情况,导致含氮物质以NH3、N2O、N2等形式逸出体系,从而降低了堆肥产品品质并污染了环境。通过改善堆体环境、提高微生物活性、调控堆体氮循环反应,生物炭、磷镁添加剂、微生物菌剂等外源物质显著降低了堆肥氮损失。介绍了好氧堆肥氮循环的基本机理,综述了近年来物理、化学、生物3类添加剂在控制好氧堆肥氮损失方面的研究成果,总结了外源添加剂对堆肥氮素转化代谢过程的影响机制,最后展望了氮循环路径以及添加剂与基质相互作用方面的研究潜力。