降水变化对樟子松人工林土壤无机氮和净氮矿化速率的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林内, 采用野外降水控制实验和顶盖埋管法, 在生长季内分0~5, 5~10, 10~20和20~30 cm 4层, 研究穿透雨增加或减少30%对土壤无机氮(铵态氮与硝态氮之和)及净氮矿化速率的影响。结果表明, 樟子松人工林地下0~30 cm无机氮含量为6.70±2.31 mg/kg, 其中铵态氮5.59± 1.78 mg/kg, 硝态氮1.11±0.77 mg/kg。不同土壤深度的无机氮含量无显著差异, 3种穿透雨处理间的土壤铵态氮和无机氮含量无显著差异, 增雨处理的硝态氮含量显著低于对照。0~30 cm的土壤净氮矿化速率为?0.24 (?6.65~10.24) mg/(kg?30d)。穿透雨处理和土壤深度对净氨化速率无显著影响, 0~5 cm的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于其余3层, 增雨和减雨处理的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于对照。研究结果说明降水变化对土壤铵态氮及氨化作用的影响弱于对硝态氮及硝化作用的影响, 这有助于更准确地评估降水变化对人工林生态系统服务功能和氮素生物地球化学循环过程的影响。     

鄱阳湖湿地泗洲头洲滩浅层土壤氮素的时空特征

湿地是全球氮循环的N源、N汇和N转化器,自然湿地氮的研究对于揭示生态系统氮循环的规律具有重要意义.以鄱阳湖湿地泗洲头为研究区域,根据湿地海拔高程梯度(10～17 m)采取表层土壤0～20 cm土层样品,分析了土壤全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮的空间分布特征.结果表明:鄱阳湖湿地泗洲头表层土壤氮含量空间分布较为复杂,0～10 cm土层的氮含量和10～20 cm土层的氮含量呈现相似的梯度特征,0～10 cm土层的土壤氮含量要高于10～20 cm土层的土壤氮含量,其中0～10 cm土层和10～20 cm土层的全氮、铵态氮、碱解氮含量最高均值出现在高程13～14 m,硝态氮最高均值出现在高程16～17 m.利用SPSS双变量中的pearson相关性检验表层土壤全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮与地上生物量、土壤pH值、土壤含水量、年均淹水时间、高程之间的相关性,结果表明:土壤氮素与地上生物量的相关性在统计学意义上最为显著,而与其他环境因素的相关性并不明显.这反映了鄱阳湖泗洲头表层土壤氮含量的空间分布与积累过程受干扰的因素比较复杂.     

青藏高原东北缘不同海拔梯度土壤微生物量与氮矿化的潜力

通过对位于青藏高原东北缘高寒草甸五个海拔梯度的土壤理化特性,微生物量碳、氮,以及室内外培养的净氮矿化的研究得出:土壤微生物量碳在各海拔间差异不显著,微生物量碳、氮分别对土壤有机碳和全氮的贡献率在不同海拔间差异显著(P0.05),且均与海拔梯度呈显著负相关,说明低海拔地区有较多的营养被微生物固定,潜在的有效营养源较高;微生物量碳、氮与土壤pH值均呈显著正相关,与土壤含水量呈负相关(P0.05);室内培养的氮矿化潜力大于野外原位培养的净氮矿化率,说明在室内控制的适宜的温度和湿度条件下,矿化速率较高.     

稻虾共作模式下水体及土壤氮磷变化特征研究

稻虾共作模式是一种新型的生态种养模式,研究不同生长阶段水体及土壤氮磷含量的变化特征对农业面源污染防治具有指导意义.以江西省新建恒湖垦殖场稻虾基地为研究对象,分别于不同生长期采集灌溉水、田间水、排水及土壤,检测3类水体及土壤中的硝态氮、铵态氮、总氮及总磷的含量.结果表明:水体中氮磷等物质均为排水>田间水>灌溉水,铵态氮及硝态氮在抽穗期及灌浆期远高于其他生长期,总氮在整个生长周期中变化不大,总磷为逐渐上升;土壤中硝态氮在分蘖期及成熟期最大,土壤全氮在成熟期最大,土壤铵态氮及全磷变化不明显.可见,应针对不同生长期合理施肥,在抽穗期及灌浆期减少肥料的投入,同时加强农田排水氮磷的防控.     

贵州喀斯特地区植被修复对土壤氮素的影响

喀斯特地区正开展一系列的生态恢复工程措施,研究生态修复过程与土壤氮循环过程的交互作用对喀斯特地区生态系统植被修复具有重要的科学意义。本研究以贵州草海保护区不同地貌(非喀斯特、喀斯特及植被修复)为研究对象,采用时空互代法研究地貌环境对土壤氮组分(全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮)分布特征的影响,并分析它们与土壤理化因子之间的关系。结果表明：(1)非喀斯特样带氮含量与喀斯特样带对比,前者土壤氮素累积呈现向上富集的规律,在土壤表层呈表聚现象,土壤硝态氮和铵态氮含量均高于喀斯特样带,铵态氮占无机氮主要部分;(2)喀斯特样带由于地质条件、植被覆盖度低、凋落物归还量少和土壤侵蚀导致活性有机碳较低,进而影响土壤氮素累积;植被恢复初始阶段,土壤中氮素供应强度会得到改善,土壤硝化和氨化速率均有显著提升,土壤侵蚀作用减弱,土壤对养分的固持能力加强,进而土壤硝态氮和铵态氮含量显著高于喀斯特样带。     

节水灌溉条件下冬小麦生长期田间氮素迁移转化试验

在节水灌溉的条件下,通过田间现场试验测定了冬小麦生长期田间土壤中铵氮、硝态氮含量的动态分布,分析了田间土壤中氮素的迁移转化规律,为合理施肥提供科学依据。试验结果表明,冬小麦耕层中的营养氮素含量以硝态氮为主,约占８５％多,除用施肥的方法为植物生长提供一定的氮素以外,土壤本底的含量,特别是土壤中有机氮矿化后的无机氮也是植物营养氮素的一个重要来源,在节水灌溉的条件下,冬小麦生长季节硝态氮的深层渗漏微乎其微,但是冬小麦收割后根层中仍有大量的硝态氮,如不合理利用会在汛期因大量降水造成肥料的大量流失,并对地下水构成潜在的威胁。     

贵州草海湿地不同植物群落表层土壤氮素的赋存特征

在湿地生态系统氮循环过程中,湿地土壤养分供给状况及可利用水平与氮素含量存在直接关系。本研究以贵州草海湿地自然演替下植物群落表层土壤氮素含量作为研究对象,探讨四种典型湿地植物群落（牛筋草、李氏禾、香薷和芦苇）土壤中硝态氮、铵态氮、速效氮和全氮含量以及不同土壤团聚体粒径下湿地土壤氮素的空间分布特征。结果表明：（1）各植物群落土壤阳离子交换量与全氮含量分布趋势基本一致,其中芦苇群落土壤中阳离子交换量、速效氮和全氮含量最高;（2）各植物群落不同粒径土壤团聚体AN和TN含量均无显著差异（p>0.05）;芦苇群落土壤硝态氮含量在各粒径土壤团聚体中含量均低于其他植物群落;李氏禾群落土壤氨态氮含量在不同粒径土壤团聚体中存在显著差异（p<0.05）。植物群落表层土壤氮素含量分布受植物种类及自身凋落物、降雨量和地势、微生物活动和有机质等因素的影响,土壤硝化作用受到抑制或促进,各植物群落铵态氮和硝态氮含量分布有显著差异（p<0.05）。     

互花米草凋落物分解微生物的群落组成和多样性对模拟增温和增氮的响应

为了探究互花米草凋落物分解微生物群落对全球变暖和氮输入增加的响应特点,采集天津滨海湿地原生态土壤和互花米草叶片凋落物,通过模拟增温和增氮的交互实验,分析不同实验处理条件下互花米草凋落物可培养细菌和真菌的数量、群落组成和多样性的差异及土壤因子对土壤微生物群落的影响.结果显示：(1)增温使互花米草凋落物可培养细菌数量减少,真菌数量增加,细菌和真菌群落的多样性均降低.(2)中等增氮水平提高了细菌和真菌数量及群落多样性.(3)增温响应比结果表明,氮输入增加可影响增温对互花米草凋落物细菌和真菌数量及群落多样性的作用.(4)土壤有效磷含量、亚硝态氮含量和硝态氮含量对细菌群落组成有显著影响,土壤铵态氮含量、亚硝态氮含量、有效磷含量和硝态氮含量对真菌群落组成有显著影响.本研究表明,全球变暖和氮输入增加将对分解滨海湿地植物凋落物的微生物群落产生显著影响,这将改变滨海湿地中微生物驱动的物质循环模式.     

复配多肽对强酸性土壤条件下“云烟87”的根系生长调控

以湖北利川市柏杨坝镇强酸性土壤为实验种植基地,以蛋白多肽(蛋白氮)为研究肥料,以烟草专用肥(铵态氮、硝态氮)为对照,利用“云烟87”为研究作物,研究蛋白多肽及其复配组合对烟草的根系发育、土壤pH、微生物种群的调控效应,探索蛋白废弃物转化多肽是否能代替含有铵态氮、硝态氮的专用肥,达到少用或不用硝态氮与铵态氮类肥料,结果表明：复配多肽较CK能显著提高烟草根系活力5.61%～30.84%,根系氮、磷、钾、钙含量分别提高12.54%、15.67%、6.64%、6.88%,根系长度和体积分别提高3.3%和12.21%,提高0.10个单位的土壤pH值并增加土壤微生物种群多样性.所有结果表明,多肽尤其是复配多肽具有在强酸性土壤中种植出合格烟叶的潜力,具有减少硝态氮、铵态氮使用的可能性.     

青藏高原高寒草甸土壤无机氮对增温和降水改变的响应

基于海北站野外长期增温和降水改变控制平台, 研究高寒草甸生态系统生长季土壤无机氮对增温和降水改变的响应。结果表明, 增温使铵态氮降低 47.5% (p = 0.001), 硝态氮降低 46.1% (p = 0.021)。降水的改变对无机氮的影响存在不对称性, 增加降水使铵态氮增加 74.7% (p = 0.046), 硝态氮增加 154% (p = 0.017); 减少降水使铵态氮降低, 对硝态氮无显著影响。铵态氮、硝态氮随着土壤湿度的增加而增加, 与土壤温度无显著关系。这表明增温和降水改变主要通过改变土壤湿度而不是土壤温度影响生长季土壤无机氮。因此预测, 未来气候变化背景下, 土壤湿度的增加可能导致青藏高原高寒草甸土壤无机氮的可利用性增加。