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15N标记秸秆在太湖地区水稻土上的氮素矿化特征研究 总被引：4，自引：0，他引：4
采用室内恒温培养试验研究了在太湖地区乌栅土和黄泥土上添加15N标记秸秆后,秸秆15N在矿质氮、微生物氮和不同粒径土壤组分中的分配情况,并应用氮同位素库稀释法测定了秸秆在两种土壤上的氮总矿化速率。结果表明:两种土壤添加秸秆后,土壤矿质氮量在7～28 d之间迅速下降,微生物氮在前7 d逐渐升高,随后维持稳定。随着秸秆的分解,秸秆15N进入矿质氮库和微生物氮库,矿质15N在第7天时最高,占添加秸秆15N的9.24%～12.3%,微生物15N在第14天时最高,占添加秸秆15N的21.3%～40.5%,随后矿质15N和微生物15N量均下降。在培养的第7～28天之间,矿质15N和微生物15N出现下降,可能存在秸秆氮的损失。培养56 d时,10.5%～13.3%的秸秆15N进入土壤53μm～2 mm组分,24.5%～26.5%进入2～53μm组分,30%进入<2μm组分,有5.7%～14.9%的秸秆氮损失掉,仍有15.4%～29.1%的秸秆未分解,秸秆在乌栅土上分解的更多,但损失也更多。添加秸秆后0.5 d时,秸秆在乌栅土和黄泥土上的氮总矿化速率分别为1.61 mg kg-1d-1和1.48 mg kg-1d-1;56 d时,秸秆在乌栅土和黄泥土上的氮总矿化速率分别为0.26 mg kg-1 d-1和0.36 mg kg-1 d-1。 相似文献
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秸秆和生物质炭添加对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
通过采集2014年设置于甘肃省定西市李家堡镇的不同碳源配施氮素田间定位试验土壤进行120天的室内培养试验,利用Stanford间歇淋洗培养法研究了无碳素和氮素添加(N0)、只施氮素(N100)、秸秆配施氮素(SN100)和生物质炭配施氮素(BN100) 4种施肥方式对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响。结果表明:秸秆和生物质炭配施氮素提升了表层土壤氮素矿化量,分别比只施氮素显著提升16.5%和15.4%;土壤氮素矿化呈现先快速增加而后迅速下降,降速逐渐转为慢速直至稳定的趋势,硝化速率,氨化速率分别在7,15天时达到最大,45,30天时趋于稳定。秸秆和生物质炭配施氮素均可显著提升上层土壤氮素矿化速率,硝化速率和氨化速率则处于一种相对平衡的状态。土壤各有机氮组分在培养前后的变化量与土壤氮素矿化量之间的冗余分析结果表明,对土壤可矿化氮贡献最大的是氨基酸态氮,酸解未知氮次之;矿质态氮与未酸解氮呈负相关,与各酸解有机氮组分均呈正相关。此外,相比于不施氮,在施氮条件下添加秸秆和生物质炭增加了表层土壤各有机氮组分的变化量,说明添加秸秆和生物质炭可通过改变各有机氮组分占全氮的比例来增加易矿化氮的含量,从而促进有机氮组分的矿化,以提升土壤供氮潜力。 相似文献
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黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献 总被引：2，自引：0，他引：2
采用Bremner法和长期淹水密闭培养法,研究了黑土区不同有机碳水平水稻土有机氮组分及其与可矿化氮的关系。结果表明,土壤酸解氮含量大于非酸解氮。土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例大小的顺序相同,即均为未知态氮氨基酸态氮氨态氮氨基糖态氮。土壤氮素矿化潜力(N0)为38~175.3 mg kg-1,矿化速率常数(k0)为0.022~0.041 d-1。土壤有机碳、全氮含量与氮矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01或p0.05);土壤C/N、p H与氮素矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01),而与矿化速率常数(k0)之间则均呈显著负相关(p0.05或p0.01),因此,土壤有机碳(氮)、C/N和p H是影响土壤有机氮素矿化的重要因素。相关分析表明,在各组分有机氮中,酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮和非酸解氮均与氮矿化势(N0)关系密切(p0.01),但进一步通过多元回归分析和通径分析表明,酸解氨态氮是对可矿化氮具有直接重要贡献的组分,是土壤可矿化氮的主要来源。 相似文献
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玉米植株不同部位还田土壤活性碳、氮的动态变化 总被引：2，自引：1，他引：1
探讨玉米植株不同部位腐解对还田土壤活性碳、 氮动态变化的影响。采用室内培养方法,通过动态监测土壤微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）、可溶性碳（DOC）和矿质氮含量,研究等量玉米根茬、秸秆、茎及叶4个部位在连续7季还田（秸秆+根茬还田）和不还田土壤（仅根茬还田）中的腐解转化特征。结果表明,秸秆腐解的最初 7 d是土壤活性碳、 氮动态变化的高峰期;腐解期间（62 d）SMBC、SMBN含量表现为添加秸秆始终高于根茬,叶分别在前28 d、14 d内高于茎,后期则低于茎,秸秆介于茎、叶之间;土壤DOC、矿质氮含量为叶＞秸秆＞茎＞根茬;培养结束时,各处理SMBC和矿质氮含量均较起始（0 d）显著提高,DOC含量基本保持不变,SMBN含量显著下降。与不还田土壤相比,还田土壤对新鲜残体的腐解影响不显著,且两者间土壤活性氮组分的差异较碳组分明显。腐解期间土壤活性碳、 氮的动态变化主要取决于各器官碳、 氮等化学组分的差异性,等量秸秆较根茬更有利于补充土壤活性碳、氮数量,土壤活性氮组分对还田土壤的响应较碳组分灵敏。 相似文献
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长期不同化肥氮用量对设施菜地土壤氮素矿化和硝化作用的影响 总被引：3，自引：2，他引：3
为揭示长期施用不同化肥氮对设施菜地土壤供氮能力的影响，选取连续种植15年不同化肥氮用量下的设施菜地土壤，采用好气密闭培养法研究长期不同化肥氮用量对设施菜地土壤氮素矿化和硝化作用的影响。供试土壤为5个氮施用水平，分别为：不施化肥氮（CK），常规化肥氮（100% N），常规化肥氮上减氮20%（80% N）、40%（60% N）、60%（40% N）。结果表明：与初始矿质氮量相比，培养结束后CK、40% N、60% N、80% N和100% N处理土壤矿质氮变化量分别为38.9、44.7、20.6、-32.7、-87.6 mg/kg；CK、40% N和60% N处理土壤矿质氮变化量分别占各自土壤全氮量的2.7%、2.5%和1.0%，80% N和100% N处理土壤矿质氮量与初始矿质氮量相比下降1.3%和3.1%；CK、40%、60% N、80% N和100% N处理土壤硝化速率分别为19.3、11.2、4.9、5.2、1.2 mg/（kg·d）。长期高量化肥氮（80% N和100% N）投入下，设施菜地土壤氮素矿化和硝化速率显著降低，土壤供氮能力下降，土壤pH降低可能是导致土壤矿化和硝化作用受到抑制的原因之一。鉴于此，设施蔬菜种植体系在现有施氮水平上应减少化肥氮投入，科学优化施肥，维持土壤的供氮能力，确保设施土壤的可持续利用。 相似文献
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为探讨氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响，选择福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站38年生杉木人工林土壤为研究对象，设置N0(0 mg/kg)、N10(100 mg/kg)、N25(250 mg/kg) 3个氮添加水平，并进行117 d的培养。结果表明：(1)氮添加后，土壤有机碳矿化速率在培养开始(0 d)即达到最大值，在培养前期(0～57 d)这一段时间内N0、N10和N25处理的有机碳矿化速率平均值显著下降了44%、45%、47%，而在整个培养期间3个处理有机碳平均矿化速率分别为9.97、9.27、8.89 mg/(kg·d)；(2)有机碳矿化累积量随培养时间延长显著增加，随氮添加增加显著降低，与N0处理相比，培养117 d后N10、N25处理有机碳矿化累积量平均值分别降低了3.4%、7.4%；(3)微生物生物量对氮添加响应并不显著，但真菌/细菌比随氮添加增加而增大。总体上，氮添加主要是通过改变土壤有机碳和氮抑制了土壤有机碳矿化。因此，氮添加后土壤中碳、氮养分含量的变化是有机碳矿化变化的主要原因，而微生物群落结构变化则不是主要因素。 相似文献
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《土壤通报》2014,(4):913-918
针对武夷山红壤施加不同水平的硝态氮(CK:N 0 mg kg-1,LN:N 50 mg kg-1,NN:N 100 mg kg-1,HN:N 150 mg kg-1)开展培养实验,研究硝态氮对土壤氮转化的影响。结果表明:随硝态氮添加,红壤氨化速率显著升高,而矿化速率在高氮(NN:N 100mg kg-1,HN:N 150 mg kg-1)情况下没有显著升高。硝态氮添加显著影响土壤硝态氮和铵态氮的关系,由CK处理下的显著负相关,逐渐转为HN处理的正相关,结果表明,随硝态氮添加,尤其在HN处理下促进了硝态氮的固定和铵态氮的形成,而对于其转化的机理还有待进一步研究。随硝态氮添加,土壤可溶性有机氮(SON)含量增加,其所占比例(39.0%~45.7%)降低,而SON的变化速率与矿化速率成显著负相关,表明较高硝态氮处理(NN和HN)下SON的变化速率较大,为揭示高氮沉降下硝态氮转化的机理提供了思路。 相似文献
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长期不同施肥处理对土壤活性氮库的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
通过长期肥料定位试验,对不同施肥处理下草甸黑土活性氮库中几种重要组分含量变化及其相互之间的比例关系进行研究.结果表明,氮肥施用能够增加土壤中无机氮含量,以土壤剖面中硝态氮含量变化为例,除NPK配施处理外,其它施氮处理在180-200 cm土层硝态氮含量均显著增加,N,.P,K配施减少了土壤剖面中硝态氮累积.土壤表层微生物态氮和固定态铵含量的变化不仅取决于氮素的投入量,还与其它因素有关,长期单纯施用氮肥土壤微生物氮含量并没有增高.而N,P配施的处理,土壤微生物氮含量较高.施用氮肥抑制了土壤中可矿化氮的含量,促进氮的矿化释放,增加了活性氮库中其它组分的含量;不同施肥处理表层土壤氮素矿化速率从高到低的顺序是:CKPKPKNPNPKNKN,不同施肥处理对硝化速率的影响大小按PCKKPKNPNPKNNK顺序排列. 相似文献
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添加尿素和秸秆对三熟制水旱轮作土壤各形态氮素的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
添加不同外源氮对土壤中不同形态氮素的转化具有十分重要的影响。选取长期耕作土壤,设置对照、添加尿素N 150 kg/hm~2(U150)、添加秸秆(相当于添加N 38 kg/hm~2,Straw)、添加尿素N 150 kg/hm~2+秸秆(相当于添加N188 kg/hm~2,U150+Straw)和添加尿素N 188 kg/hm~2(U188)5个处理进行室内培养试验,研究了添加不同外源氮对土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮含量的影响。结果表明,土壤铵态氮随着培养时间的延长表现为先增后减的趋势,添加尿素的两个处理其土壤铵态氮较Straw、U150+Straw处理能够更快地达到峰值;而土壤硝态氮则表现为逐步增加的趋势。添加尿素处理能够显著提高土壤矿质氮的含量,在添加等量氮素的条件下,U188处理矿质氮含量在培养期间始终高于U150+Straw处理;此外,U150+Straw处理矿质氮含量在培养前期均低于U150处理,至培养30天后其含量略高于U150处理。与对照相比,培养结束时添加不同外源氮素处理的土壤矿质氮含量能够提高169.61%~496.75%。对于微生物生物量氮和可溶性有机氮而言,添加不同外源氮素分别在培养10天和30天达到峰值,此后逐渐降低。不同处理而言,添加秸秆+尿素、添加秸秆处理的微生物生物量氮和可溶性有机氮含量在培养前期明显高于仅添加尿素的两个处理,说明添加有机物料氮源主要有益于提高土壤有机态的氮素含量。 相似文献
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戴云山自然保护区森林土壤氮转化特点研究 总被引：3，自引：1，他引：2
利用~(15)N稳定同位素成对标记法并结合MCMC数值模型,研究了戴云山国家级自然保护区天然毛竹林(BF)及其邻近黄山松–杉木林(NF)土壤氮素初级转化速率,以评估该地区森林生态系统土壤氮状态,并分析其保氮机制。结果表明:BF土壤NH_4~+-N的总产生速率(以N量计,13.16μg/(g×d))是NF土壤的2倍(6.25μg/(g×d)),其中黏土矿物对NH_4~+-N的解吸作用是BF产生NH_4~+-N的主要过程(55%),而NF主要以有机氮的矿化作用为主(56%)。BF土壤氮素初级矿化速率为5.56μg/(g×d),显著高于NF的3.40μg/(g×d)。土壤氮素初级矿化速率与土壤全氮含量显著正相关(P0.05),而与C/N比表现显著负相关(P0.05)。BF与NF土壤NH_4~+-N总产生量的90%均被土壤微生物的同化作用以及黏土矿物的吸附作用所消耗。两种土壤的硝化作用微弱,BF土壤总硝化速率(以N量计,0.23μg/(g×d))与NF土壤(0.26μg/(g×d))相差不大。两种林地土壤硝化作用均以有机氮的异养硝化为主,自养硝化过程可忽略不计。BF与NF土壤中NO_3~–-N消耗速率均超过了产生速率,表明BF与NF土壤均能有效降低NO_3~–-N的潜在淋失风险,其中BF土壤中NO_3~–-N的消耗以微生物的同化作用为主(58%),而NF土壤以NO_3~–-N异化还原为NH_4~+-N过程为主(68%)。戴云山国家级自然保护区两种亚热带森林土壤的氮转化过程均以NH_4~+-N转化为主,产生的绝大多数NH_4~+-N会迅速通过微生物对NH_4~+-N的同化作用以及黏土矿物对NH_4~+-N的吸附作用固持到有机氮库中;自养硝化过程微弱,使得无机氮主要以NH_4~+-N的形式保存于土壤中,同时酸性土壤环境有效削弱了NH_4~+-N的挥发损失。此外,相对较高的NO_3~–-N微生物同化速率以及异化还原为NH_4~+-N速率,进一步有效降低了NO_3~–-N的淋溶损失以及反硝化作用的气态损失风险,使该地区森林土壤能够在多雨的条件下有效保持氮素,满足植物的生长需求。 相似文献
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Nitrogen Mineralization Potential as Influenced by Microbial Biomass,Cotton Residues and Temperature
Bruce A. Roberts Felix B. Fritschi William R. Horwath Sougata Bardhan 《Journal of plant nutrition》2015,38(3):311-324
Integrating information on nitrogen (N) mineralization potentials into a fertilization plan could lead to improved N use efficiency. A controlled incubation mineralization study examined microbial biomass dynamics and N mineralization rates for two soils receiving 56 and 168 kg N ha?1 in a Panoche clay loam (Typic Haplocambid) and a Wasco sandy loam (Typic Torriorthent), incubated with and without cotton (Gossypium hirsutum L.) residues at 10 and 25°C for 203 days. Microbial biomass activity determined from mineralized carbon dioxide (CO2) was higher in the sandy loam than in clay loam independent of incubation temperature, cotton residue addition and N treatment. In the absence of added cotton residue, N mineralization rates were higher in the sandy loam. Residue additions increased N immobilization in both soils, but were greater in clay loam. Microbial biomass and mineralization were significantly affected by soil type, residue addition and temperature but not by N level. 相似文献
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氮是植物和微生物生长繁殖的必需营养元素,而氮矿化表征了土壤供氮能力。通过盆栽实验,采用同位素稀释法和磷脂脂肪酸(PLFA)法,研究了添加硝化抑制剂和秸秆条件下,潮棕壤碳氮矿化和微生物群落组成变化特征。结果表明,与施氮量N 0.1 g·kg~(-1)的单施氮肥处理(NF)相比,氮肥配施1%硝化抑制剂(NFI)的土壤铵态氮提高32%,而硝态氮降低53%。氮肥与施用量为5 g·kg~(-1)的秸秆配施(NS),土壤氮素总矿化速率增加36%,微生物生物量碳提高51%,β-葡萄糖苷酶活性提高36%,同时显著增加了土壤总PLFA以及细菌、真菌、真菌/细菌和革兰式阴性菌(P0.05),土壤呼吸熵降低50%。与氮肥配施秸秆处理(NS)相比,氮肥、秸秆和硝化抑制剂配施处理(NSI),土壤铵态氮提高33%,硝态氮下降47%。综上所述,氮肥和秸秆配施可以提高土壤微生物生物量,改变土壤微生物群落组成,配施1%(N)硝化抑制剂后降低土壤硝化速率,增加土壤供氮能力。 相似文献
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水稻秸秆还田配施肥料对小麦产量和氮素利用的影响 总被引：1，自引：1，他引：1
为了解高C/N比秸秆还田与肥料施用对金坛地区小麦产量和氮素利用的影响，通过设置大田试验，研究了稻秸还田与肥料施用对麦季土壤养分、微生物生物量、作物产量和氮肥利用率的影响。结果表明：稻秸还田配施肥料能够提高土壤速效养分含量。单施肥仅显著影响拔节期微生物生物量碳，单施稻秸显著影响拔节期和抽穗期微生物生物量氮，稻秸还田和肥料施用的交互作用在拔节期显著影响土壤微生物生物量和微生物熵。单施肥、稻秸配施肥料处理的氮肥表观利用率分别为31%和37%，稻秸配施肥料后的氮肥农学利用率和偏生产力表明每kg纯氮增产幅度约为6.86 kg籽粒。单施肥和稻秸配施肥料显著增加了小麦每穗粒数及千粒重，并且理论产量分别增加211%和319%，实际产量则分别增加119%和231%，而单施稻秸处理的实产却减产21%。综合分析认为，稻秸还田搭配肥料施用，能够保证当季土壤有效氮供应，促进土壤有机质转化为更易被微生物利用的形态，提高养分有效性，促进小麦对氮素的吸收利用，有利于每穗粒数和千粒重的增加，从而最终提高小麦的产量。 相似文献
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施用预处理稻秆的土壤供氮特征及对冬小麦氮吸收的影响 总被引：8，自引：2，他引：8
采用盆栽试验方法,研究了经过预处理的水稻秸秆(预处理稻秆)施入土壤后对土壤的供氮特征及小麦氮营养的影响。研究结果表明,稻秆经过预处理后,纤维素、半纤维素以及二氧化硅比原始稻秆都有所降低,而可溶性物质增加;施用时配施无机氮肥,小麦全生育期内土壤微生物量N和矿质态N平均分别比对照(纯土壤)提高232.3%和66.0%,小麦干物重和吸收总氮量分别比对照高56.3%和124.3%,并优于未经处理的原始秸秆及单施尿素处理。可见处理秸秆配施尿素能够显著改善土壤的供氮状况,促进小麦对氮素的吸收,增加小麦产量,提高化学肥料氮的利用率。 相似文献
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Abstract. Gross N mineralization and nitrification rates were measured in soils treated with dairy shed effluent (DSE) (i.e. effluent from the dairy milking shed, comprising dung, urine and water) or ammonium fertilizer (NH4Cl) under field conditions, by injecting 15N-solution into intact soil cores. The relationships between gross mineralization rate, microbial biomass C and N and extracellular enzyme activities (protease, deaminase and urease) as affected by the application of DSE and NH4Cl were also determined. During the first 16 days, gross mineralization rate in the DSE treated soil (4.3–6.1 μg N g?1 soil day?1) were significantly (P 14;< 14;0.05) higher than those in the NH4Cl treated soil (2.6–3.4 μg N g?1 soil day?1). The higher mineralization rate was probably due to the presence of readily mineralizable organic substrates in the DSE, accompanied by stimulated microbial and extracellular enzyme activities. The stable organic N compounds in the DSE were slow to mineralize and contributed little to the mineral N pool during the period of the experiment. Nitrification rates during the first 16 days were higher in the NH4Cl treated soil (1.7–1.2 μg N g?1 soil day?1) compared to the DSE treated soil (0.97–1.5 μg N g?1 soil day?1). Soil microbial biomass C and N and extracellular enzyme activities (protease, deaminase and urease) increased after the application of the DSE due to the organic substrates and nutrients applied, but declined with time, probably because of the exhaustion of the readily available substrates. The NH4Cl application did not result in any significant increases in microbial biomass C, protease or urease activities due to the lack of carbonaceous materials in the ammonium fertilizer. However, it did increase microbial biomass N and deaminase activity. Significant positive correlations were found between gross N mineralization rate and soil microbial biomass, protease, deaminase and urease activities. Nitrification rate was significantly correlated to biomass N but not to the microbial biomass C or the enzyme activities. Stepwise regression analysis showed that the variations of gross N mineralization rate was best described by the microbial biomass C and N. 相似文献
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长期施用化肥和秸秆对水稻土碳氮矿化的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
以长期定位试验的土壤为供试材料,通过室内培养试验,研究了长期施用化肥和秸秆对水稻土?C、N矿化和微生物生物量的影响。结果表明长期施用化肥和秸秆增加了土壤?C?矿化量,但降低了可矿化?C?在土壤有机?C?中的比例。长期施用化肥能够增加土壤?N?矿化量,而且增加了可矿化?N?在土壤全?N?中的比例,但配施秸秆不能继续增加?N?矿化量。长期施用化肥和秸秆能够显著增加土壤微生物生物量?C、N?含量,但微生物量在土壤中的比例变化不大。 相似文献