不同氮素形态与配比对杉木和木荷幼苗光合特性及生长的影响

【目的】研究适宜杉木和木荷生长的最佳铵硝态氮(N)的配比,提高其针阔混交林的生产力和N素利用效率。【方法】试验设置NH_(4)^(+)-N∶NO_(3)^(-)-N的5个配比(10∶0、0∶10、7∶3、3∶7、5∶5),比较2个树种在不同N素形态与配比下的光合特性、苗木生长、生物量及其分配的差异。【结果】铵硝混合处理的5∶5、7∶3和3∶7配比较单一形态N素的10∶0和0∶10配比提高了杉木和木荷的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、生物量增长量以及杉木的苗高增长量。较高铵态N浓度的处理显著提高了杉木的净光合速率、苗高增长量、地径增长量和生物量增长量,而较高硝态N浓度的处理提高了木荷的净光合速率、苗高增长量、地径增长量和生物量增长量。较高铵态N浓度的处理降低了杉木的根冠比,促进杉木地上部生长,较高硝态N浓度的处理降低了木荷的根冠比,促进木荷地上部生长。【结论】不同氮素形态与配比显著影响杉木和木荷的光合作用和生长。铵硝比例相等的混合处理最有利于杉木的光合作用、苗高生长和生物量积累,较高硝态氮浓度的混合处理最有利于木荷的光合作用和生物量积累。在2个树种的幼苗培育和混交造林中可根据土壤中N素情况适当为杉木增施铵态氮,为木荷增施硝态氮。

绿潮生物学机制研究

绿潮发生机制极其复杂,但其核心机理是绿潮暴发时漂浮"藻席"中的浒苔快速形成巨大生物量,涉及浒苔生物学过程对环境的响应及其生理生化基础。为此,本文在已有研究报道的基础上,对浒苔生活史研究进行了充分的理论补遗;分析了漂浮"藻席"中浒苔生长与繁殖过程,认为该过程是绿潮生物量形成的关键;阐述了浒苔孢子囊形成是对富营养化背景下海水溶解无机氮(DIN)中硝态氮高占比的响应,认为一氧化氮分子可促进浒苔营养细胞向孢子囊的转化;解析了浒苔细胞对逆境因子的响应途径与机制。基于已有的研究成果,本文对浒苔引发绿潮的生物学过程进行了理论推定。人为或自然因素使固着浒苔处于漂浮状态,形成小规模"藻席";富营养化背景下海水DIN中硝态氮占比的升高赋予了浒苔巨大的繁殖潜能,漂浮过程溶解无机碳(DIC)"充裕"和"不足"两个阶段的交替以及食藻动物啃食产生的藻片段使孢子囊形成比例大幅提升;孢子原位萌发等使释放的孢子在"藻席"中获得了附着基,个体数目随之指数增长;结合漂浮浒苔的高生长速率,"藻席"规模不断扩大,短时间内形成巨大生物量。同时,本文还对今后的绿潮研究提出一些建议,认为啃食动物在浒苔生物量消长过程中发挥重要作用,在漂浮"藻席"系统中扮演着"生态引擎"的功能,同时系统阐明浒苔孢子的原位萌发等现象的生物学机理应该是未来绿潮的重要研究内容。

密云水库上游河流硝态氮含量空间分布格局

为了揭示密云水库上游河流硝态氮含量的空间分布规律,探讨其主要的影响因素。笔者对密云水库上游河流进行了全流域的水样采集,调查和收集了有关人类活动的数据(如人口、土地利用、化肥施用量等),利用流动注射分析仪测定了河水硝态氮含量。结果表明:密云水库上游东部的潮河水系的硝态氮含量高于西部的白河水系;河流硝态氮含量的空间分布格局与人类活动密切相关,表现在途径畜禽养殖场、居民点和农田时往往升高,而经过水坝、峡谷、森林时又常常降低,其排列次序依次是:畜禽养殖场>居民点>农田>水坝>峡谷>森林。河流硝态氮含量与人口密度、耕地比例和化肥氮施用量呈线性正相关关系。

盐分与有机无机肥配施对土壤氮素矿化的影响

针对有机无机肥配施在不同土壤盐分水平下所产生的氮素矿化过程,通过室内恒温培养试验,分别在4种盐分水平(0.46、0.98、1.55、1.97 dS/m)下,以0.0895 g/kg(纯氮施用量与风干土质量比)为相同施氮总量设置5个施肥处理(有机肥占施肥比例分别为0、25%、50%、75%、100%)及1个不施肥处理,研究了不同盐分水平下有机无机肥料配施对土壤净氨化量、净硝化量及净氮矿化量的影响。结果表明,土壤盐分含量随有机肥施入比例的增大而减小;盐分水平的增加对无机肥氨化作用的抑制较为强烈,当土壤电导率小于0.98 dS/m时,增施有机肥会减弱盐分对氨化作用的影响,而电导率升至1.55 dS/m以上时,则明显延缓有机肥氨化过程,但并不会完全抑制。盐分水平对土壤NO^-3-N生成速率的影响有一个阈值,当土壤电导率小于0.98 dS/m时,随着盐分水平的升高,NO^-3-N增加速率上升;而盐分水平继续升高,则抑制土壤NO^-3-N的形成速率。相比不施肥,施肥显著提高了各盐分土壤净氮矿化量,同一盐分水平下均表现出无机肥施入比例越大、净氮矿化量越大的趋势。相较0.46 dS/m,增施有机肥减小了0.98 dS/m盐分水平下各处理之间净氮矿化量差异,而土壤电导率增至1.55 dS/m及以上时,盐分水平对有机肥矿化过程产生明显的延缓作用。综合有机无机肥料配施对土壤盐分及氮素矿化过程的影响,推荐不同盐分水平下适宜的施肥模式为:50%有机肥+50%化肥(非盐渍化土壤)、100%有机肥(轻度盐渍化土壤)、25%有机肥+75%化肥(中度及重度盐渍化土壤)。