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不同污染方式下铅对茶园土壤氮素转化及功能微生物的影响

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不同污染方式下铅对茶园土壤氮素转化及功能微生物的影响

作者：邓青梅安徽农业大学

学位级别：硕士

重金属污染因其具有隐蔽性、高毒性、持续性和生物累积性成为全球普遍关注的重大环境问题。由于茶树的特殊生理作用,茶园土壤酸化严重。茶树作为叶用型经济作物对氮肥的需求量大,常常通过增施氮肥来保证茶叶产量,茶园存在过量施用化肥... 详细信息

重金属污染因其具有隐蔽性、高毒性、持续性和生物累积性成为全球普遍关注的重大环境问题。由于茶树的特殊生理作用,茶园土壤酸化严重。茶树作为叶用型经济作物对氮肥的需求量大,常常通过增施氮肥来保证茶叶产量,茶园存在过量施用化肥的情况。过量施加氮肥不仅会降低肥料的利用率,还会加剧土壤酸化。随着茶园土壤酸化的加剧,土壤中铅等风险元素的生物有效态含量增加,对土壤元素循环及相关生物的危害增加。本研究以优质茶苗品种舒茶早为研究材料,设置两种铅污染方式（累积和一次）和三种铅浓度（低浓度为100 mg/kg、中浓度为300 mg/kg和高浓度为900mg/kg）,研究不同污染方式下铅对茶园土壤氮素转化,土壤氮循环功能微生物的数量、酶活性、群落结构和土壤氮循环功能基因丰度的影响。为研究铅对茶园土壤中氮转化的影响机理以及提高土壤氮素的生物利用率提供理论依据,主要研究结果如下:土壤铅全量和有效态含量在不同处理间均具有显著性差异,且在累积污染方式下土壤铅全量和有效态含量高于一次污染（P土壤全量铅含量在11.73～976.83 mg/kg之间,有效铅含量在6.39～724.68 mg/kg之间。铅污染减少了土壤有机碳含量,且一次污染处理下减少量高于累积污染;在累积和一次污染方式下,土壤pH随铅处理浓度的升高而降低;土壤含水率、有效钾和阳离子交换量则表现为随铅处理浓度的升高而升高;铅对土壤有效磷含量没有显著影响（P>0.05）。污染方式显著影响土壤阳离子交换量,累积污染高于一次污染。茶苗根系全氮和N丰度在高浓度累积污染下升高,茶苗地上部分全氮和N丰度则在铅处理下降低。茶苗根系和地上部分的全氮和N丰度均在高浓度一次铅处理下显著降低（P土壤中氮素残留量的增加。土壤中全氮、N丰度、碱解氮、铵态氮和硝态氮含量均随着铅处理水平增加而增加。污染方式显著影响了铵态氮和硝态氮含量,一次污染土壤中硝态氮含量显著高于累积污染（P土壤微生物量N在高浓度一次污染处理下最高,其余铅处理下土壤微生物量N较对照低。在累积和一次污染方式下,土壤可培养氨化细菌数量在低浓度和累积高浓度铅处理下较高;可培养自生固氮菌、亚硝酸细菌和硝酸细菌数量均在铅处理下减少,且自生固氮菌和硝酸细菌数量在高浓度铅处理下显著降低,亚硝酸细菌在中浓度和高浓铅处理下显著降低;可培养反硝化细菌数量则在铅处理下增加,在累积高浓度铅处理下显著增加（P土壤脲酶活性具有显著影响,累积污染显著高于一次污染（P土壤中的氮循环功能微生物与其他处理差异最大。土壤氮循环中参与硝化作用的微生物最多,其次是好氧＿亚硝酸盐＿氧化作用和脲素分解作用。亚硝化螺菌属、亚硝化球菌属和硝化螺菌属为优势细菌属。冗余分析表明:碱解氮、有效铅和全量铅是土壤氮循环微生物的主要影响因子。铅污染降低了茶园土壤nifH、amoA和nxrB基因丰度。污染方式显著影响了amoA、nxrB、narG、napA、nirK、nosZ和norB基因丰度。对于nirK、narG、nosZ、napA和norB基因丰度,一次污染显著高于累积污染（P<0.05）。

关键词：铅污染方式土壤氮素转化功能微生物酶活性氮循环基因

玉米—大豆套作体系下土壤氮素转化细菌群落多样性研究

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玉米—大豆套作体系下土壤氮素转化细菌群落多样性研究

作者：周丽四川农业大学

学位级别：硕士

氮营养对作物生长发育十分重要,在农业生产中影响制约着作物产量和品质的形成。施氮是补充土壤氮素的重要措施,但N肥利用率不仅不会随着施氮量的增加而提高,过量施氮还会降低作物氮肥吸收利用效率,带来严重的生态环境问题。近年来,玉米... 详细信息

氮营养对作物生长发育十分重要,在农业生产中影响制约着作物产量和品质的形成。施氮是补充土壤氮素的重要措施,但N肥利用率不仅不会随着施氮量的增加而提高,过量施氮还会降低作物氮肥吸收利用效率,带来严重的生态环境问题。近年来,玉米-大豆带状套作技术发展迅速,在增产,提高养分利用率方面效果显著,促进了作物养分吸收。但促使N利用效率提高的地下部控制机理尚不清楚。因此,本研究在前人基础上,通过不同种植模式与施氮水平的长期定位试验,测定了玉米单作(MM)、大豆单作(SS)和玉米-大豆套作(IMS)三种种植模式及不施氮(NN:0 ***-2)、减量施氮(RN:***-2)和常量施氮(CN:***-2)三个施氮水平下玉米、大豆根际土壤微生物数量和成熟期土壤含氮量、作物吸氮量以及参与土壤中氮素循环几大关键步骤细菌群落多样性、丰度及系统发育,旨在探清玉米-大豆套作系统中不同种植模式和施氮水平下作物-土壤-微生物三者之间N循环的关系,弄清套作系统中植株、土壤N素吸收利用以及土壤氮素高效利用的根际微生态机理。以下为研究结果:1.与MM(SS)相比,IMS下玉米茎叶吸N量提高22.56%,籽粒的平均降低0.77%,玉米土壤总N含量提高13.39%;大豆茎叶吸N量降低38.55%,籽粒的提高9.45%,土壤总N含量降低5.81%。与不施N相比,施N提高了玉米大豆茎叶、籽粒及其土壤总N含量,各施氮处理之间,MM下玉米茎叶、籽粒吸N含量均表现为CN>RN>NN,土壤总N含量以CN最高;IMS下玉米茎叶、籽粒和土壤全N含量以RN最高。单套作下大豆茎叶、籽粒和土壤总N含量以RN最高。2.与MM(SS)相比,IMS下玉米根际土壤细菌、真菌、放线菌数量均得到提高,与大豆共生后细菌、真菌、放线菌数量分别提高2.6%、15.5%和8.6%;大豆的细菌、放线菌、固氮菌数量2年平均提高了 12.9%、5.6%和2.2%,而真菌2年间除R2期外,均为套作比单作减少1.3%,但无显著差异。施N增加了玉米、大豆土壤中细菌、真菌、放线菌以及固氮菌数量,其中,细菌数量以RN最高,单套作下RN的玉米细菌数量比NN和CN的平均高9.6%和9.8%,大豆的平均高11.7%和11.0%;施氮与不是施氮相比,单套作下玉米真菌数量平均高17.2%和11.3%,大豆的平均高9.8%和1.5%;玉米放线菌数量随施氮量的增加而增加,与不施氮相比,单套作下玉米平均提高7.9%、11.5%,大豆的平均提高14.0%、1.9%;大豆固氮菌数量随施氮量的增加而增加,SS和IMS下施氮比不施氮分别高7.1%和11.7%。3.种植模式和施氮量对氨氧化细菌影响显著。构建的amoA基因克隆文库中,共有38个OTUs,分为3类。其中第I类中MM下玉米的优势种群为OTU18、OTU33、OTU27,IMS下玉米的优势OTU为OTU31、OTU29、OTU24;第II和第III类均为大豆的优势OTUs。与MM(SS)相比,IMS下玉米OTU数高于MM,大豆的为IMSSS。与不施N相比,施N显著增加了玉米、大豆amoA基因丰度;玉米的提高了 37.7%,大豆的提高了 93.0%。4.在nifH基因文库中,共有67个OTUs,分为3大类,OTU4、OTU5和OTU6为未分类基因序列,其余环境样品中的微生物已有研究,多样性十分丰富。与MM(SS)相比,IMS下玉米固氮菌多样性得到提高;大豆单套作下基因多样性指数差异不大,与不施N相比,施N提高了土壤中nifH基因多样性,玉米、大豆均以RN最高。与MM(SS)相比,R6期IMS下玉米nifH基因丰度提高了 88.9%,共生后单套作基因拷贝数分别提高了 631.8%和1233.2%;V5期IMS下大豆的提高了 34.15%,但R2期降低了 18.9%。玉米各时期均在RN处理下达到最高,大豆则随施氮量的增加而增加。***下玉米nirS基因优势OTUs有26个,单作玉米有18个;套作大豆优势OTUs有3个,单作下有2个。MM下,玉米OTUs数和多样性指数均以RN最高,NN最少,但IMS下玉米以RN处理最少,CN最多;而大豆单套作下的多样性指数均以RN最低。与MM相比,R6期IMS下玉米nirS基因丰度高84.8%,大豆共生后均为IMS>SS,单套作下该基因丰度随生.育时期的推进而降低。

关键词：玉米-大豆套作土壤氮素转化减量施氮细菌群落多样性

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紫云英、稻草及其配施对土壤氮素转化影响

紫云英、稻草及其配施对土壤氮素转化影响

作者：郭婧航华中农业大学

学位级别：硕士

绿肥紫云英与稻草均为优质的生物源有机肥料,且稻草还田和冬种绿肥也是我国南方稻区重要的培肥措施。由于受自身碳、氮组成所限,紫云英或稻草单独还田存在一定的局限性,两者配合还田有可能实现优势互补,高效改善土壤质量、保护生态环境... 详细信息

绿肥紫云英与稻草均为优质的生物源有机肥料,且稻草还田和冬种绿肥也是我国南方稻区重要的培肥措施。由于受自身碳、氮组成所限,紫云英或稻草单独还田存在一定的局限性,两者配合还田有可能实现优势互补,高效改善土壤质量、保护生态环境,促进农业绿色生产,但是两者配合作用对土壤氮素转化影响及其机制尚不明确。本研究采用土壤培养模拟试验的方法,从土壤氮素供应及转化的角度出发,探索紫云英与稻草配合还田模式在培肥改土、增加土壤氮素容量以及提高土壤氮素有效性等方面的机理。获得以下主要结果:1.在常量添加试验中,紫云英与稻草配施较单施处理表现出显著增加土壤氮素活性的趋势,土壤矿化氮含量在变化最剧烈的培养中期较CK增加583.88 mg/kg,DON显著提升53.16 mg/kg,并随培养进行逐渐产生正向交互效应;同时在培养结束时有效提高土壤有机氮各组分含量,即表现为配施>紫云英单施>稻草单施>CK,其中配施较CK酸解铵态氮增幅最为显著达70.59%,酸解总氮增加27.09%,酸解氨基酸氮增加56.51%。另一方面,紫云英单施在培养前期82天抑制NO排放作用较为明显,稻草单施在培养后期较为明显,而配施处理在培养大部分时间表现出了良好的抑排的效果,但培养全程稻草单施处理减排效果最为显著,较CK降低44.86%。2.增加添加物料用量后发现,培养初期添加高量紫云英处理表现出了显著的增氮趋势,较CK增幅25.77%,此时高量稻草处理涨幅仅为5.46%,配施及对照处理却表现出小幅下降趋势。培养全程土壤NH-N表现为高量紫云英单施>高量配施>高量稻草单施>CK;而NO-N表现为配施最佳,两单施处理相似,且在培养20天时最为显著;对于酸解有机氮组分,培养结束时配施处理酸解总氮含量最高,较CK增加44.51%,其他各组分也表现出一定涨幅,而高量紫云英单施处理虽显著提高了酸解氨态氮和氨基酸氮,但是显著降低了氨基糖氮;高量紫云英单施处理各氮组分增幅相对较小。NO释放量动态变化表现为,培养前期高量紫云英最大,培养中期高量稻草跃居第一,而在培养中后期高量配施处理释放量明显较高,整个培养期间,高量紫云英及其与稻草配施处理NO总累积增排量接近,均显著高于单一稻草施用,两者之间不存在显著交互效应。3.尿素配施有机物料可以发现,由于尿素的添加使得各有机物料腐解程度及速率大大提升,其中尿素与紫云英配施表现最佳,显著提升土壤矿化氮、DON及酸解总氮含量。不同有机物料配施尿素处理土壤DON及矿化氮含量都表现为培养初期较高、随后降低并趋于稳定,并保持尿素紫云英配施>尿素两物料配施>尿素稻草配施。整个培养期间,NO总排放量表现为稻草单施及其与紫云英配施明显较高,紫云英配合尿素施用与尿素单施无显著差异。另一方面,培养结束时有有机物料添加处理土壤酸解总氮含量较CK都表现为增长,而仅尿素单施处理表现为小幅下降。综上所述,紫云英与稻草配施可有效调节添加物料C/N,可能通过增加土壤微生物活性,提高土壤氮素转化效率,有效提升土壤活性氮素的同时降低温室气体NO的排放,既较单施稻草提高氮素释放程度,又较单施紫云英减弱反硝化作用,降低NO排放,土壤持续保持较高的无机氮供应。另一方面,尿素与紫云英配施表现出高效活化土壤氮素作用,既改善了培养结束时尿素单施处理降低土壤有机氮各组分,又一定程度削弱了三者配施带来的NO增排缺点,同时还激发有机物料更彻底的活化并释放氮素进入土壤当中,变为有效氮进而供植物吸收利用。

关键词：稻草绿肥联合还田土壤氮素转化交互效应

氮肥增效剂(NBPT/Nitrapyrin)对土壤氮素转化及滴灌麦田N2O排放的影响

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氮肥增效剂(NBPT/Nitrapyrin)对土壤氮素转化及滴灌麦田N2O排放的...

作者：李君石河子大学

学位级别：硕士

【目的】在新疆滴灌农田不同剂型的脲酶抑制剂/硝化抑制剂的优化配伍是实现增铵营养，促进旱作植物氮素吸收及降低土壤N2O排放的有效手段。通过室内培养试验，筛选最佳脲酶抑制剂剂型，并以不同剂量与硝化抑制剂协同施用研究其对土壤氮... 详细信息

【目的】在新疆滴灌农田不同剂型的脲酶抑制剂/硝化抑制剂的优化配伍是实现增铵营养，促进旱作植物氮素吸收及降低土壤N2O排放的有效手段。通过室内培养试验，筛选最佳脲酶抑制剂剂型，并以不同剂量与硝化抑制剂协同施用研究其对土壤氮素转化的影响。通过田间小区试验，探讨在滴灌麦田土壤各形态氮素的转化及土壤N2O排放对筛选的最佳剂量配比脲酶抑制剂与硝化抑制剂效果的响应，以期为滴灌农田氮肥高效利用及脲酶/硝化抑制剂的推广应用提供理论依据。【方法】本试验在室内恒温培养条件下(25℃)，研究了NBPT、醋酸棉酚、硫代硫酸铵3种脲酶抑制剂对石灰性土壤各形态氮素转化的影响，通过Unisense N2O微电极法对各处理土壤N2O的产生进行了原位实时监测;将筛选出的脲酶抑制剂剂型设置3个浓度与Nitrapyrin配比研究对土壤各形态氮素转化的影响;通过在滴灌小麦小区试验施用最佳配比的抑制剂组合研究其对土壤氮素转化的影响及对滴灌小麦的氮素吸收、肥料利用率以及产量的影响，同时用静态箱-气相色谱法研究对滴灌麦田N2O排放的影响。【主要结果】 1)3种脲酶抑制剂均可显著抑制尿素水解，抑制效应表现为：NBPT＞醋酸棉酚＞硫代硫酸铵。其中NBPT效果最优，其脲酶抑制率为33.6%。添加脲酶抑制剂可以降低土壤N2O产生，3种抑制剂的效果为：尿素+NBPT≥尿素+硫代硫酸铵＞尿素+醋酸棉酚。 2)配施10‰NBPT抑制剂组合可高效作用14d，脲酶抑制率为51%，配施抑制剂处理延缓了氮素转化过程，土壤NH4+-N含量分别在第7d、14d、21d达到峰值，土壤NO3--N含量呈线性缓慢上升趋势。其中5‰和10‰NBPT+Nitrapyrin抑制剂组合可有效抑制尿素水解，延缓氮素的转化过程，增加土壤无机氮含量。 3) Urea+Nitrapyrin+NBPT抑制剂组合处理可显著抑制小麦抽穗期与灌浆期尿素的水解，延缓了土壤铵/硝态氮含量的峰值时间。在两个生育时期施肥后第3天与单施尿素处理相比铵态氮含量显著降低47.6%、61.3%，在第7天则显著高于尿素处理55.6%与38.1%;而土壤的硝态氮含量的增加被抑制，由此显著的调控了土壤铵硝比值。 4)在抽穗期与灌浆期施用NBPT与Nitrapyrin抑制剂抑制了脲酶活性，与单施尿素处理相比分别降低14%、25%。土壤的羟胺还原酶活性均表现为：CK＞Urea＞Urea+Nitrapyrin+NBPT;土壤的亚硝酸还原酶活性均表现为：Urea＞Urea+Nitrapyrin+NBPT＞CK。土壤的硝酸还原酶活性在抽穗期与灌浆期差异显著(p氮素的吸收利用，提高了氮素利用率，增加了小麦的穗数、千粒重，且对小麦有一定的增产作用。【结论】 1)施用3种脲酶抑制剂均可有效抑制石灰性土壤尿素水解，其抑制效应NBPT效果最好;不同剂量NBPT与Nitrapyrin组合对土壤中各形态氮素的转化效果比较，10‰剂量与5‰剂量的NBPT效果相当，考虑到价格等问题，在大田施用5‰NBPT用量即可达到理想抑制效果。 2)滴灌麦田施用NBPT与Nitrapyrin显著抑制了尿素水解，减缓了土壤的硝化过程，可调控土壤铵硝比值，显著降低麦田N2O排放通量。 3)滴灌麦田施用NBPT与Nitrapyrin显著抑制脲酶的活性、降低土壤羟胺还原酶与亚硝酸还原酶活性，提高土壤硝酸还原酶活性。并且单施尿素与配施抑制剂组合对氨氧化古菌的群落结构有影响，而配施抑制剂组合与单施尿素相比降低氨氧化古菌群落遗传多样性。 4)滴灌麦田施用NBPT与Nitrapyrin促进了小麦的生长和对氮素的吸收、提高氮肥利用率，增加了小麦的穗数、千粒重，对小麦有增产作用。

关键词：脲酶抑制剂硝化抑制剂土壤氮素转化 N2O排放酶活性

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盐渍土壤氮素转化的试验研究

水利科技与经济 2023年第1期29卷 77-82,97页

作者：洪明海胡贵芳敬娜冯楚桥贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司贵阳550002 贵州大学土木学院贵阳550025 贵阳市云岩区水务管理局贵阳550001

研究土壤氮素转化对于盐渍化地区的粮食增产提质具有现实意义。以河套灌区典型的盐渍土为研究对象,基于同位素示踪技术,设置6个盐分水平(S_(1)=2.01 dS·m^(-1)、S_(2)=6 dS·m^(-1)、S_(3)=12 dS·m^(-1)、S_(4)=16 dS·m^(-1)、S_(5)=... 详细信息

研究土壤氮素转化对于盐渍化地区的粮食增产提质具有现实意义。以河套灌区典型的盐渍土为研究对象,基于同位素示踪技术,设置6个盐分水平(S_(1)=2.01 dS·m^(-1)、S_(2)=6 dS·m^(-1)、S_(3)=12 dS·m^(-1)、S_(4)=16 dS·m^(-1)、S_(5)=20 dS·m^(-1)、S_(6)=25 dS·m^(-1)),每个盐分水平的土壤中分别添加7.14μmol·N·g-1经15N同位素标记的硝酸铵(^(15)NH_(4)NO_(3)、NH_(4)^(15)NO_(3)、^(15)NH_(4)^(15)NO_(3))作为土壤氮源,分别在实验过程中的5个时间点(4、24、72、144、288h)取样测定铵态氮和硝态氮的浓度以及对应的15N的原子百分超。基于同位素稀释原理,结合实验研究数据,实验研究结果表明,0~4h时间段内的氮素净转化速率最大,且硝态氮的净转化速率绝对值大于铵态氮(NH_(4)^(15)NO_(3):^(15)NO_(3)^(-)下降5.39 mg·N·kg^(-1),占总^(15)N_(inorg)的98.93%,而^(15)NH_(4)^(+)的含量上升0.17 mg·N·kg^(-1),为^(15)NO_(3)^(-)含量下降量的3.14%),硝态氮的转化更强烈,净矿化速率的变化则一致;除铵态氮和硝态氮之间的相互转化外,还发生着铵态氮和硝态氮向其它形态氮素转化过程以及其它形态的氮素向铵态氮和硝态氮转化,如氨挥发、铵同化、再矿化、反硝化等。本研究针对盐渍农田氮素转化的实际问题,研究成果可为我国干旱半干旱地区的施肥管理、粮食增产和环境保护提供理论依据。

关键词：盐渍化土壤氮素转化同位素规律试验

用两室根箱系统法对土壤氮素转化的空间变异及N_2O的产生之初探

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中国农学通报 2006年第11期22卷 233-236页

作者：王山虎金一红孙宏俊新疆农业职业技术学院新疆昌吉831100

用特制的带有9根采气管的两室根箱系统,采集和分析根箱中9个不同部位土壤空气中N2O的浓度,结合使用具有选择性的硝化抑制剂(包括低浓度的C2H2和DCD),研究在不同铵态氮水平下的硝化过程及其对N2O气体释放的贡献;结合使用高浓度的C2H2,抑... 详细信息

用特制的带有9根采气管的两室根箱系统,采集和分析根箱中9个不同部位土壤空气中N2O的浓度,结合使用具有选择性的硝化抑制剂(包括低浓度的C2H2和DCD),研究在不同铵态氮水平下的硝化过程及其对N2O气体释放的贡献;结合使用高浓度的C2H2,抑制反硝化过程中N2O到N2的还原,研究在不同铵态氮水平下的反硝化过程及其对N2O气体释放的贡献。同时还研究铵态氮、硝态氮转化及其释放N2O气体的时间和空间变异性和植物对它们的影响。结果表明,根箱系统结合使用抑制剂的方法,是一种研究土壤氮素转化过程、N2O气体释放及植物对前两者影响的有效方法。

关键词：两室根箱系统法土壤氮素转化变异性 N2O

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增氧微咸水灌溉对土壤氮素转化的影响

乡村科技 2022年第13期13卷 143-145页

作者：辛亮王文章范锐锋陕西博润检测服务有限公司陕西西安710199

结合微纳米增氧技术的微咸水灌溉,可在一定程度上缓解微咸水直接灌溉对土壤质量的影响。为了解增氧微咸水灌溉对土壤养分转化的影响,采取室内培养试验,针对灌溉水设置3个增氧水平(8、15、20 mg/L)和2个矿化度水平(0、3 g/L),监测土壤铵... 详细信息

结合微纳米增氧技术的微咸水灌溉,可在一定程度上缓解微咸水直接灌溉对土壤质量的影响。为了解增氧微咸水灌溉对土壤养分转化的影响,采取室内培养试验,针对灌溉水设置3个增氧水平(8、15、20 mg/L)和2个矿化度水平(0、3 g/L),监测土壤铵态氮、硝态氮和亚硝态氮含量变化。结果表明:增氧淡水和增氧微咸水添加对土壤中铵态氮的转化过程无显著影响,对土壤中亚硝态氮和硝态氮的累积有一定的促进作用;对淡水和微咸水进行增氧处理均可提高土壤中无机氮素的转化速率。

关键词：微纳米增氧技术微咸水灌溉土壤氮素转化

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腐植酸对土壤氮素转化及氨挥发损失的影响

腐植酸 2020年第1期 92-92页

作者：王平付战勇李絮花刘敏刘文博不详

本期刊出2018—2019年发表在非《腐植酸》杂志上的,腐植酸在“土肥和谐”基础研究与应用实践方面的国内外相关文献摘要11篇,供读者参阅。

关键词：氨挥发损失文献摘要腐植酸土壤氮素转化土肥《腐植酸》研究与应用

添加不同外源氮对长期秸秆还田土壤中氮素转化的影响

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植物营养与肥料学报 2019年第7期25卷 1107-1114页

作者：丛日环张丽鲁艳红聂军李小坤任涛鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070 湖南省土壤肥料研究所长沙410125

【目的】秸秆还田能够改变土壤中各活性氮库的含量与比例,进而影响土壤氮素供应能力。本文研究了长期秸秆还田条件下添加不同外源氮对土壤中不同形态氮素的影响,旨在明确长期秸秆还田土壤活性氮库的含量差异。【方法】长期定位施肥试验... 详细信息

【目的】秸秆还田能够改变土壤中各活性氮库的含量与比例,进而影响土壤氮素供应能力。本文研究了长期秸秆还田条件下添加不同外源氮对土壤中不同形态氮素的影响,旨在明确长期秸秆还田土壤活性氮库的含量差异。【方法】长期定位施肥试验点位于湖南省望城县(112°80′N、28°37′E,海拔高度100 m)。试验开始于1981年,供试土壤为第四纪红色黏土发育的水稻土,轮作制度为稻—稻—冬闲。2014年晚稻收获后,采集单施化肥和长期秸秆还田配施化肥两个处理的耕层土壤样品,开展室内培养试验。每个土壤样品设置灭菌和不灭菌两组主处理,在主处理下设:对照(CK)、添加尿素(N 150 kg/hm^2,U)、添加秸秆(N 150 kg/hm^2,S)和添加尿素和秸秆(N 300 kg/hm^2,U+S)四个副处理,4次重复。在25℃下恒温培养5、10、20、30、50、90、130天时,分析土壤铵态氮、硝态氮、微生物氮和可溶性有机氮含量。【结果】1) U、S和U+S处理均显著提高土壤铵态氮和硝态氮含量,高低顺序为U> U+S> S> CK。非灭菌条件下,U处理的土壤铵态氮含量较其他处理高出90.8%~288%。2)灭菌后土壤铵态氮长期维持在较高水平,其向硝态氮转化过程受阻。在培养90天内,土壤硝态氮、微生物氮和可溶性有机氮含量均处于较低水平。3)而不灭菌条件下,各处理土壤硝态氮均在培养50天后迅速增加,至培养结束土壤硝态氮达最大值(117.43~243.17 mg/kg)。4)土壤微生物氮和可溶性有机氮分别于培养20天(106.72~244.01 mg/kg)和30天(95.76~140.63 mg/kg)时达到最大值。5)至培养结束,灭菌条件下长期NPKS土壤中U+S处理可溶性有机氮显著高于其他处理,较U和S处理分别提高51.55%和29.96%。【结论】添加不同外源氮有利于提高长期秸秆还田土壤中活性有机氮的含量,尤其是添加秸秆和尿素处理,能够显著提高土壤氮素的供应能力。

关键词：秸秆还田土壤氮素转化无机氮微生物氮可溶性有机氮