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田间老化生物质炭对黄土高原旱作农田土壤有机氮组分的影响

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植物营养与肥料学报 2023年第12期29卷 2219-2231页

作者：潘占东蔡雪梅蔡立群董博武均张仁陟甘肃农业大学林学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学干旱生境作物学国家重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃兰州730070

【目的】研究田间老化生物质炭对土壤有机氮组分及微生物生物量碳氮的影响,为生物质炭在陇中黄土高原地区培肥改良土壤、提高氮肥利用效率方面的应用提供科学依据。【方法】2015年在甘肃农业大学旱作农业综合试验站开展定位试验,试验包... 详细信息

【目的】研究田间老化生物质炭对土壤有机氮组分及微生物生物量碳氮的影响,为生物质炭在陇中黄土高原地区培肥改良土壤、提高氮肥利用效率方面的应用提供科学依据。【方法】2015年在甘肃农业大学旱作农业综合试验站开展定位试验,试验包含6个玉米秸秆生物质炭添加量:0、10、20、30、40、50 t/hm^(2),依次记为CK、BC1、BC2、BC3、BC4、BC5处理。2020年小麦收获后(第5茬),调查了春小麦产量,采集0—5、5—10和10—30 cm土层土壤,用Bremner法测定有机氮组分及微生物生物量碳、氮含量。【结果】施用生物质炭5年后依然能显著提高春小麦产量,以BC3处理春小麦产量最高,较CK显著提高了24.76%。与CK相比,生物质炭处理土壤全氮(TN)和微生物生物量碳(MBC)分别显著增加6.55%~10.94%、68.63%~139.74%,微生物生物量碳氮比(BC/BN)增加10.60%~202.44%。有机氮各组分占比表现为:氨基酸态氮(AAN)>非酸解氮(AIN)>酸解铵态氮(AMN)>酸解未知态氮(UAN)>氨基糖态氮(ASN),分别占土壤全氮的27.46%~45.13%、15.47%~31.14%、19.00%~28.66%、1.59%~18.54%和2.76%~8.86%。其中三个酸解氮含量在5个生物质炭处理土壤中均表现为:AAN>AMN>ASN,BC2、BC3、BC4和BC5处理土壤AAN和ASN含量分别较CK显著提高17.58%~81.51%和43.60%~107.55%,BC2和BC3处理土壤AMN含量显著提高15.46%~28.95%。BC3处理土壤的酸解总氮(TAN)、AMN和ASN含量最高,AIN含量最低。【结论】土壤全氮及微生物生物量碳是影响有机氮组分差异的主要因素。10~50 t/hm^(2)施用量下,生物质炭均显著提高了土壤全氮及微生物生物量碳,施用生物质炭30 t/hm^(2)提高土壤酸解总氮、酸解铵态氮和氨基糖态氮含量的效果最显著,土壤供氮能力最强,春小麦产量最高。因此,在黄土高原旱作农业区,合理的生物质炭用量可长期提高土壤供氮能力。

关键词：老化生物质炭黄土高原旱作农田有机氮组分微生物生物量碳氮

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黑河下游湿地土壤有机氮组分剖面的分布特征

生态学报 2015年第4期35卷 956-964页

作者：罗如熠张世熔徐小逊李婷四川省土壤环境保护重点实验室成都611130 四川农业大学资源环境学院成都611130

结合野外调查,用Bremner法研究了黑河下游湿地不同土壤类型的有机氮组分,结果表明:在0—50 cm土层,5种土壤有机氮均以酸解性氮为主,占全氮的71.04%—81.79%。泥炭土、沼泽土、草甸土、亚高山草甸土所含的酸解氮、非酸解氮和酸解氮组分... 详细信息

结合野外调查,用Bremner法研究了黑河下游湿地不同土壤类型的有机氮组分,结果表明:在0—50 cm土层,5种土壤有机氮均以酸解性氮为主,占全氮的71.04%—81.79%。泥炭土、沼泽土、草甸土、亚高山草甸土所含的酸解氮、非酸解氮和酸解氮组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮含量的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而风沙土却相反,上述有机氮组分呈升高趋势。5种土壤酸解氮及其组分氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮占全氮比例的剖面分布总体上均随土层深度的增加而呈降低趋势,而非酸解氮却呈升高趋势。5种土壤酸解未知态氮含量及占全氮比例均在剖面分布上无明显特征。在0—30 cm各相同土层内,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均为氨基酸态氮>氨态氮>未知态氮>氨基糖态氮;而在30—50 cm土层,5种土壤酸解氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序均无明显特征。此外,黑河下游湿地土壤干化、沙化过程中,表层0—10 cm土壤有机氮组分含量变化明显,其中土壤氨态氮对生态环境变化最为敏感。

关键词：黑河下游湿地有机氮组分剖面分布特征

长期不同施肥模式对潮土有机氮组分及剖面分布的影响

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农业资源与环境学报 2023年第1期40卷 116-125页

作者：岳克张水清黄绍敏张珂珂王柏寒郭腾飞郭斗斗宋晓河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所郑州450002

为研究长期不同施肥模式下潮土有机氮组分特征及剖面分布,明确不同施肥模式下土壤的供氮潜力,在潮土长期定位试验(1990—2020年)不同施肥措施下,选取对照(CK,不施肥)、单施化肥(NPK)、化肥+秸秆还田(NPKS)、有机无机肥配施(NPKM)4个处理... 详细信息

为研究长期不同施肥模式下潮土有机氮组分特征及剖面分布,明确不同施肥模式下土壤的供氮潜力,在潮土长期定位试验(1990—2020年)不同施肥措施下,选取对照(CK,不施肥)、单施化肥(NPK)、化肥+秸秆还田(NPKS)、有机无机肥配施(NPKM)4个处理,采用Bremner法测定了不同处理土壤有机氮各组分和全氮含量。结果表明,不同施肥模式对土壤耕层(0~20 cm)全氮、酸解总有机氮及酸解有机氮各组分含量影响显著或极显著(P氮、酸解总有机氮、酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮含量分别显著提高了22.10%、44.03%、39.07%、44.71%,NPKM处理土壤全氮、酸解总有机氮、酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮含量分别显著提高了46.09%、54.73%、25.14%、67.06%。相同土层土壤全氮和酸解有机氮各组分含量均在NPKM处理最高,其次为NPKS处理。在0~100 cm土层,各处理土壤有机氮均以铵态氮和氨基酸态氮为主,且酸解总有机氮和各组分氮含量总体上在表层土壤(0~20 cm)最高。0~100 cm土层酸解总有机氮及各组分含量总体上均随土层深度增加而下降。土壤中的氮素以酸解有机氮为主,占全氮含量比例范围为59.01%~92.31%。与CK处理相比,各施肥处理降低了土壤未知态氮占全氮的比例。综上,土壤有机氮组分含量变化与施肥模式密切相关,有机无机肥配施和化肥+秸秆还田能显著增加土壤全氮及酸解有机氮各组分含量,进而提高土壤供氮能力,是华北平原潮土区适宜的施肥模式;从相关性分析结果看,在土壤耕层有机氮组分中酸解铵态氮和氨基酸态氮是土壤氮的主要贡献因子。

关键词：长期定位潮土有机氮组分有机肥化肥配施

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连续施用炭基肥及生物炭对棕壤有机氮组分的影响

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生态学杂志 2017年第10期36卷 2903-2909页

作者：李玥余亚琳张欣杨青城曾宇晴韩晓日杨劲峰沈阳农业大学土地与环境学院土壤肥料资源高效利用国家工程实验室/农业部东北玉米营养与施肥科学观测实验站沈阳110866

为了揭示连续施用炭基肥及生物炭条件下棕壤有机氮组分的变化情况,本文基于田间定位试验,研究了连续定位施用炭基肥及生物炭对棕壤有机氮组分的影响。试验共设置5个处理:不施肥、低量生物炭、高量生物炭、氮磷钾配施、炭基肥。于2014年... 详细信息

为了揭示连续施用炭基肥及生物炭条件下棕壤有机氮组分的变化情况,本文基于田间定位试验,研究了连续定位施用炭基肥及生物炭对棕壤有机氮组分的影响。试验共设置5个处理:不施肥、低量生物炭、高量生物炭、氮磷钾配施、炭基肥。于2014年花生收获后每个小区按"S"型设置3个采样点,采集0~20、20~40 cm的土壤样本,利用Branmer有机氮分组方法对土壤有机氮组分进行测定与分析。结果表明:经过连续4年的不同施肥处理,不同处理土壤全氮含量均有所提升;炭基肥处理土壤全氮含量显著高于原始土和CK处理,增幅分别达到69.8%、4.8%;不同施肥处理中有机氮各组分的含量顺序为酸解铵态氮>氨基酸态氮>非酸解氮>酸解未知态氮>氨基糖态氮;施用炭基肥显著增加了土壤酸解有机氮中酸解铵态氮、氨基酸态氮的含量,与原始土相比增加了65.9%、128.0%;随着生物炭用量的增加,酸解铵态氮含量处于增加趋势,但增加幅度远低于等碳投入的炭基肥处理;对于未知态氮、非酸解有机氮总量无论施用生物炭、氮磷钾化肥或炭基肥均提高了其含量,但各处理间差异不显著;连续施用炭基肥或生物炭显著提高了土壤酸解有机氮中酸解铵态氮和氨基酸态氮的含量,促进了氮素的活化,有利于花生中低产田氮素的吸收和运转。

关键词：炭基肥生物炭棕壤有机氮组分

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长期施肥对红壤性水稻土有机氮组分的影响

应用生态学报 2008年第8期19卷 1721-1726页

作者：宗海英王凯荣谢小立青岛农业大学农业生态与环境健康研究所山东青岛266109 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125

通过16年的田间定位试验,研究了长期不同施肥模式对红壤性水稻土有机氮组分的影响.结果表明:长期化肥处理对土壤各氮素含量的作用不明显;有机物料循环特别是有机肥和化肥配施显著提高了土壤矿质氮和有机氮含量,提高幅度分别为55.2%和38.... 详细信息

通过16年的田间定位试验,研究了长期不同施肥模式对红壤性水稻土有机氮组分的影响.结果表明:长期化肥处理对土壤各氮素含量的作用不明显;有机物料循环特别是有机肥和化肥配施显著提高了土壤矿质氮和有机氮含量,提高幅度分别为55.2%和38.8%.有机物料循环处理显著提高了酸解性氮组分,其对土壤铵态氮、氨基糖氮和未知氮含量的提高幅度分别为36.5%、68.4%和73.9%;有机物料与化肥配施后,氨基酸氮含量也显著提高,提高幅度达71.1%,但是降低了未知氮含量,降低幅度为34.5%.此外,各施肥处理土壤累积矿化氮量均随培养时间的延长呈增加趋势,有机物循环或配施化肥处理土壤矿化氮量均高于单施化肥处理.

关键词：长期施肥红壤性水稻土有机氮组分矿化氮

黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献

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土壤学报 2016年第2期53卷 457-467页

作者：丛耀辉张玉玲张玉龙虞娜邹洪涛范庆锋王展沈阳农业大学土地与环境学院农业部东北耕地保育重点实验室沈阳110866

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... 详细信息

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（p〈0.01或p〈0.05）;土壤C/N、p H与氮素矿化潜力（N0）之间均呈显著正相关（p〈0.01）,而与矿化速率常数（k0）之间则均呈显著负相关（p〈0.05或p〈0.01）,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（p〈0.01）,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。

关键词：黑土水稻土有机氮组分矿化势

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不同种植年限果园土壤有机氮组分变化特征

生态学杂志 2015年第5期34卷 1229-1233页

作者：张玉树张金波朱同彬蔡祖聪南京师范大学地理科学学院南京210023 福建省农业科学院土壤肥料研究所福州350013 江苏省物质循环与污染控制重点实验室南京210023

为了揭示不同种植年限(0、2、10、20和30 a)果园土壤有机氮组分变化规律,本文采用Bremner有机氮分级方法研究种植年限对果园土壤有机氮组分的影响。结果表明:耕作30年范围内果园土壤全氮含量随种植年限的延长而显著增加,增加的氮量在酸... 详细信息

为了揭示不同种植年限(0、2、10、20和30 a)果园土壤有机氮组分变化规律,本文采用Bremner有机氮分级方法研究种植年限对果园土壤有机氮组分的影响。结果表明:耕作30年范围内果园土壤全氮含量随种植年限的延长而显著增加,增加的氮量在酸解未知态氮、非酸解性氮、氨态氮、氨基酸氮和氨基糖氮中的分配比例分别为38.9%、25.7%、20.5%、9.9%和4.9%;随着种植年限的延长,土壤有机氮组分中非酸性氮比例呈上升趋势,氨态氮和酸解未知态氮比例呈下降趋势,各有机氮组分比例的大小顺序也随之发生变化;非酸解性氮比例的提高降低了土壤有机氮矿化速率,影响土壤无机氮供应能力。

关键词：耕作年限果园土壤有机氮组分

生物炭施用5 a后对桂北桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮的影响

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环境科学 2023年第11期44卷 6235-6247页

作者：曹杨沈育伊陈运霜王紫卉牟芝熠徐广平张德楠孙英杰毛馨月广西师范大学生命科学学院广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室桂林541006 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室桂林541006 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西植物功能物质与资源持续利用重点实验室桂林541006 桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541006

研究施用不同量生物炭5 a后桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮特征,探讨土壤有机氮组分和活性氮之间的关系,明确生物炭不同施用量下土壤的供氮潜力,为桉树林业废弃物生物炭的实践应用提供科学依据.利用开始于2017年的桉树人工林生物炭... 详细信息

研究施用不同量生物炭5 a后桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮特征,探讨土壤有机氮组分和活性氮之间的关系,明确生物炭不同施用量下土壤的供氮潜力,为桉树林业废弃物生物炭的实践应用提供科学依据.利用开始于2017年的桉树人工林生物炭中长期定位试验,选取CK(0%)、T1(0.5%)、T2(1.0%)、T3(2%)、T4(4%)和T5(6%)这6个处理,一次性施用生物炭5 a后测定不同处理下有机氮组分、微生物生物量氮和溶解性有机氮含量.结果表明:(1)与对照相比,随着生物炭施用量的增加,不同土层全氮、酸解总氮、酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮、微生物生物量氮、溶解性有机氮和氮储量含量均呈递增趋势,增幅分别为45.48%~156.32%、44.31%~171.31%、38.06%~223.37%、39.42%~163.32%、36.72%~109%、23.27%~113.51%和29.45%~62.37%,在T5处理最大;未知态氮和非酸解态氮含量总体亦呈增加的趋势,增幅分别为88.41%~158.71%和50.24%~139.01%;酸解氨基糖态氮含量趋于降低,降幅为7.72%~32.73%.不同处理下有机氮各形态的分布趋势大小为:酸解铵态氮>酸解氨基酸态氮>非酸解态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖态氮,生物炭施用处理增加了酸解总氮含量及其占全氮的比例.(2)除了酸解未知态氮之外,土壤有机氮其它组分和活性氮含量均随着土层的加深而递减.(3)土壤全氮、微生物生物量氮和溶解性有机氮均与酸解总氮、非酸解态氮和氮储量之间存在显著的正相关关系.主成分分析表明:容重与酸解氨基糖态氮;全氮与酸解未知态氮;酸解氨基酸态氮与酸解总氮间的关系均较为密切.综上,林业废弃物生物炭施用5 a后,显著增加了桉树林土壤有机氮组分和活性氮含量,有利于提高土壤氮素的供应能力;酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸态氮对土壤活性氮有重要贡献.

关键词：生物炭有机氮组分酸解性氮(AHN) 活性氮桉树人工林

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施氮量对农田土壤有机氮组分及酶活性的影响

中国农业科学 2020年第12期53卷 2423-2434页

作者：焦亚鹏齐鹏王晓娇武均姚一铭蔡立群张仁陟甘肃农业大学资源与环境学院甘肃农业大学甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃省节水农业工程技术研究中心甘肃农业大学管理学院

【目的】探讨不同施氮量条件下土壤氮素转化酶活性和有机氮组分含量的变化规律,并分析氮素转化酶活性与各有机氮组分之间的关系,为陇中黄土高原旱作农业区合理制定施肥量和施肥方案提供参考依据。【方法】基于设置在陇中黄土高原定西市... 详细信息

【目的】探讨不同施氮量条件下土壤氮素转化酶活性和有机氮组分含量的变化规律,并分析氮素转化酶活性与各有机氮组分之间的关系,为陇中黄土高原旱作农业区合理制定施肥量和施肥方案提供参考依据。【方法】基于设置在陇中黄土高原定西市李家堡镇麻子川村的不同施氮量(0(CK)、52.5(N1)、105(N2)、157.5(N3)、210(N4)kg N·hm-2)春小麦长期定位试验,收获后使用Bremner法测定0—40 cm土层中有机氮组分含量,以及4种氮素转化相关酶的活性。【结果】土壤有机氮组分分配比例顺序为氨基酸态氮>酸解铵态氮>酸解未知态氮>氨基糖态氮,同一土层随着施氮量的增加土壤有机碳、全氮、酸解总氮、氨基酸态氮、酸解铵态氮和脲酶活性、蛋白酶活性均呈先增大后降低的趋势,除全氮外其余都在N2处理时最大,全氮含量在N3处理时达到最大;同一处理不同土层间均随土层加深而降低。冗余分析结果表明,全氮含量和蛋白酶活性是影响陇中黄土高原农田有机氮组分分布与转化的关键因子;碳氮比与所有有机氮组分均呈负相关,蛋白酶、有机碳和脲酶与氨基酸态氮呈极显著正相关。【结论】综合而言,N2处理土壤供氮潜力最高,全氮和蛋白酶是影响该区春小麦土壤有机氮组分转化的关键因子。氮肥合理施用能明显提高土壤有机氮含量,不同施氮量条件下土壤有机氮组分变化差异明显,改变了氮素相关转化酶的活性。

关键词：施氮量春小麦有机氮组分酶活性冗余分析黄土高原