干旱地区棉田连作对土壤氮素含量及氮转化速率的影响 被引量：6

1

作者 何学敏 吕光辉 +2 位作者 秦璐 李岩 刘晓星 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期64-71,80,共9页

为研究干旱地区棉田不同连作年限对土壤氮素含量和氮转化速率的影响,选取新疆艾比湖流域内精河县托托乡和农五师91团0、1、5、10、20 a和30 a棉田为研究对象,以棉田连作下土壤理化性质变化为基础,结合土壤氮素含量和氮转化速率,定量研... 为研究干旱地区棉田不同连作年限对土壤氮素含量和氮转化速率的影响,选取新疆艾比湖流域内精河县托托乡和农五师91团0、1、5、10、20 a和30 a棉田为研究对象,以棉田连作下土壤理化性质变化为基础,结合土壤氮素含量和氮转化速率,定量研究了连作棉田土壤氮转化速率变化规律及生态驱动因素。结果表明:(1)旱区连作棉田土壤硝态氮为无机氮主要组成,不同连作年限中土壤硝化作用均能将铵态氮转化为硝态氮,年限间差异不显著且硝态氮总量普遍偏低(平均为5.56±0.28 mg·kg^(-1));土壤碱解氮含量均显著低于未开垦土壤,仅为对照样地的16.37%～28.40%(P<0.05),土壤铵态氮和亚硝态氮含量随着连作年限的增加逐渐达到动态平衡。(2)连作初期会降低土壤硝化和反硝化速率,连作10 a旱区棉田土壤硝化率和反硝化率均降到最低(分别为23.62±1.45μg·kg^(-1)·h^(-1)和5.673±4.632μg·kg^(-1)·h^(-1)),至连作后期显著增加。(3)土壤pH值对土壤硝化速率和反硝化速率的影响最大(总效应分别为0.5310和0.6516),土壤硝化率和反硝化率分别在土壤pH值达到阈值范围(8.37和8.01)时达到最大值(91.333μg·kg^(-1)·h^(-1))和最小值(19.271μg·kg^(-1)·h^(-1));土壤水分是影响反硝化作用的第二重要因子。 展开更多

关键词 连作棉田 氮素形态 氮转化速率 土壤PH值 土壤水分 干旱地区

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不同水分对砂壤土初级氮转化速率的影响 被引量：4

2

作者 郎漫 魏玮 李平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期107-114,共8页

为探讨黑龙江省半干旱地区土壤初级氮转化速率对水分含量变化的响应,以深入认识不同水分条件下土壤中氮素的产生、消耗和损失过程,为农田土壤合理施用氮肥提供科学依据,以该地区的农田砂壤土为对象,利用;N同位素双标记技术结合FLUAZ数... 为探讨黑龙江省半干旱地区土壤初级氮转化速率对水分含量变化的响应,以深入认识不同水分条件下土壤中氮素的产生、消耗和损失过程,为农田土壤合理施用氮肥提供科学依据,以该地区的农田砂壤土为对象,利用;N同位素双标记技术结合FLUAZ数值优化模型开展室内培养试验,研究60%WHC(田间最大持水量)、100%WHC和淹水条件下土壤初级氮转化速率。结果表明:60%WHC水分条件下土壤初级氮矿化速率、初级氮固定速率、初级硝化速率和初级反硝化速率分别为1.87、1.16、2.84 mg·kg^(1)·d^(1)和0.01 mg·kg^(1)·d^(1),水分含量增加至100%WHC对土壤初级氮转化速率没有显著影响。淹水后土壤初级氮矿化速率和初级氮固定速率分别增加至2.45 mg·kg^(1)·d^(1)和2.15 mg·kg^(1)·d^(1),初级硝化速率降低至1.13 mg·kg^(1)·d^(1),初级反硝化速率增加至0.65 mg·kg^(1)·d^(1),与60%WHC处理差异显著。60%WHC和100%WHC处理土壤初级硝化速率与初级铵态氮固定速率比值(gn/ia)以及初级氮矿化速率与初级氮固定速率比值(gm/gi)都大于1,而淹水处理的gn/ia值小于1(0.55),gm/gi值接近1(1.14)。非饱和水分条件下,砂壤土的氮素供应和固持能力较低,容易发生硝态氮的积累和淋溶损失。砂壤土淹水后促进了反硝化作用的发生,但氮矿化和固定过程紧密偶联,提高了土壤氮的供应和周转能力;同时硝化作用受到抑制,减少了硝态氮淋溶损失的风险。 展开更多

关键词 土壤水分 砂壤土 N标记 初级氮转化速率 矿化作用 硝化作用 反硝化作用

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采伐方式对森林土壤氮初级转化速率和净氮转化速率的影响 被引量：1

3

作者 郎漫 聂浩 李平 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期32-40,共9页

[目的]为探明不同采伐方式下森林土壤氮素的释放和保存能力,揭示采伐对森林土壤氮素循环的影响。[方法]本研究通过室内培养试验,采用^(15)N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究了择伐和皆伐方式下寒温带阔叶混交林土壤氮初级转... [目的]为探明不同采伐方式下森林土壤氮素的释放和保存能力,揭示采伐对森林土壤氮素循环的影响。[方法]本研究通过室内培养试验,采用^(15)N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究了择伐和皆伐方式下寒温带阔叶混交林土壤氮初级转化速率和净氮转化速率特征。[结果]保留带处理土壤氮初级矿化速率、净氮矿化速率、氮初级固定速率、初级硝化速率和净硝化速率分别为4.16、1.86、2.32、0.368和0.343 mg∙kg^(−1)∙d^(−1)。与保留带处理相比,择伐和皆伐处理土壤氮初级矿化速率分别显著降低了32.2%和61.8%,净氮矿化速率分别显著降低了43.1%和61.5%,氮初级固定速率分别显著降低了23.3%和63.4%。择伐对土壤初级硝化速率和净硝化速率没有显著影响,但皆伐处理土壤初级硝化速率和净硝化速率分别显著降低了23.6%和33.3%。相关分析结果表明,土壤有机碳和水溶性有机碳含量的变化是影响氮初级矿化速率和初级固定速率的主要因素,pH是影响硝化速率的主要因素。[结论]皆伐后土壤铵态氮固定速率的下降程度大于初级硝化速率,导致gn/ia和NO_(3)^(−)/NH_(4)^(+)值显著提高,增加了硝态氮淋溶风险。而择伐处理的gn/ia和NO_(3)^(−)/NH_(4)^(+)值与保留带处理没有显著差异,是一种相对可取的森林采伐方式。 展开更多

关键词 15N标记 氮转化速率 择伐 皆伐 阔叶混交林

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不同浓度硫酸新霉素对生物絮团氨氮转化速率及抗生素抗性基因的影响

4

作者 杨逸尊 罗国芝 谭洪新 《淡水渔业》 CSCD 北大核心 2023年第4期72-81,共10页

为探究不同浓度硫酸新霉素对于生物絮团处理氨氮及抗生素抗性基因的影响,本实验对生物絮团水质及絮团指标、水体中抗生素含量和生物絮团中6种抗生素抗性基因的含量进行了检测。结果显示:在氨氮转化的速率上,初次加药连续监测显示未添加... 为探究不同浓度硫酸新霉素对于生物絮团处理氨氮及抗生素抗性基因的影响,本实验对生物絮团水质及絮团指标、水体中抗生素含量和生物絮团中6种抗生素抗性基因的含量进行了检测。结果显示:在氨氮转化的速率上,初次加药连续监测显示未添加组(A组)、0.5 mg/L硫酸新霉素组(B组)、1 mg/L硫酸新霉素组(C组)和3 mg/L硫酸新霉素组(D组)的氨氮去除速率分别为(3.88±0.02)mg TAN/(g TSS·h)、(2.22±0.03)mg TAN/(g TSS·h)、(2.17±0.04)mg TAN/(g TSS·h)和(1.72±0.02)mg TAN/(g TSS·h),氨氮去除速率A组>B组>C组>D组。而间隔一个休药期(500℃·d)的第二次加药连续监测显示4个组的氨氮去除速率分别为(2.99±0.08)mg TAN/(g TSS·h)、(2.98±0.03)mg TAN/(g TSS·h)、(2.97±0.08)mg TAN/(g TSS·h)和(5.10±0.03)mg TAN/(g TSS·h),氨氮去除速率D组>A组>B组>C组。对水体抗生素检测发现,两次检测都未能测出水体中硫酸新霉素的存在。对抗生素抗性基因检测发现硫酸新霉素对于aph(3′)-Ia、aph(3′)-Ⅱa、aac(6′)-Ⅰb、aac(3)-Ⅱ这四种基因具有较大的选择和富集的能力。但B组的各抗生素抗性基因的拷贝数均为最低。实验结束后对4个实验组的异养菌菌落数量进行检测,发现了B组的菌群群落数量相较其他3组有明显提升。比较结果表明硫酸新霉素在第一次加药时随着浓度提高,对氨氮转化速率的影响越大。但在第二次加药时,添加的硫酸新霉素浓度对氨氮转化速率无负面影响,而高浓度的硫酸新霉素可以促进生物絮团氨氮的转化,但会显著增加抗生素抗性基因的拷贝数。 展开更多

关键词 生物絮团 氨氮转化速率 硫酸新霉素 抗生素抗性基因

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石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土氮转化速率差异 被引量：1

5

作者 何晓茜 刘汐霓 +1 位作者 黄宇潇 兰婷 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期384-392,共9页

为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展15N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结... 为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展15N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明:水稻分蘖期根际土初级矿化速率(4.45 mg·kg^(-1)·d^(-1))和硝化速率(9.16 mg·kg^(-1)·d^(-1))均显著低于非根际土(P<0.05);水稻成熟期根际土初级矿化速率(6.75 mg·kg^(-1)·d^(-1))和硝化速率(16.86 mg·kg^(-1)·d^(-1))与非根际土无显著差异,但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率(P<0.05)。水稻分蘖期NH+4-N固定速率显著高于成熟期,其中,分蘖期根际土NH+4-N固定速率为19.75 mg·kg^(-1)·d^(-1),与成熟期根际土相比增加了42.21%;此外,两个生育期的水稻根际土NO-3-N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率,有利于氮素的留存和周转,相应地,初级硝化速率显著降低,减少了土壤NO-3-N损失。研究表明,水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异,且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。 展开更多

关键词 石灰性水稻土 水稻根际 初级氮转化速率 15N标记 硝化作用

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草海自然保护区不同土地利用方式土壤氮初级转化速率研究

6

作者 郎漫 聂浩 +1 位作者 朱四喜 李平 《土壤学报》 北大核心 2025年第3期705-715,共11页

为明确不同土地利用方式土壤中无机氮转化的过程速率,深入理解土地利用方式改变对土壤氮循环和生态环境的影响,以云贵高原草海自然保护区的湿地、旱地、菜地和林地土壤为对象,通过室内培养试验,采用^(15)N同位素成对标记技术和FLUAZ数... 为明确不同土地利用方式土壤中无机氮转化的过程速率,深入理解土地利用方式改变对土壤氮循环和生态环境的影响,以云贵高原草海自然保护区的湿地、旱地、菜地和林地土壤为对象,通过室内培养试验,采用^(15)N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究不同利用方式土壤氮初级转化速率的差异。结果表明,土地利用方式对土壤氮初级转化速率具有显著影响。湿地土壤的氮初级矿化速率(11.95 mg·kg^(−1)·d^(−1),以N计,下同)和固定速率(6.13 mg·kg^(−1)·d^(−1))最高,林地土壤的氮初级矿化速率最低(2.39 mg·kg^(−1)·d^(−1)),但是氮初级固定速率(2.09 mg·kg^(−1)·d^(−1))与旱地土壤(2.29 mg·kg^(−1)·d^(−1))和菜地土壤(1.52 mg·kg^(−1)·d^(−1))没有显著差异。林地土壤的初级硝化速率(0.77 mg·kg^(−1)·d^(−1))显著低于湿地土壤(2.68 mg·kg^(−1)·d^(−1))、旱地土壤(6.33 mg·kg^(−1)·d^(−1))和菜地土壤(5.39 mg·kg^(−1)·d^(−1))。旱地土壤和菜地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比以及氮初级矿化速率与初级固定速率之比均大于1,而湿地土壤和林地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比均小于1,且林地土壤的氮初级矿化速率与初级固定速率之比接近1。结果表明,林地土壤相对于其他三种土壤而言,土壤中氮素矿化和固定过程耦合更为紧密,从而减少了硝化作用的发生及硝态氮的淋溶风险。本研究结果可为草海自然保护区土地利用方式的合理布局及生态修复工程的环境效应评价提供科学依据。 展开更多

关键词 土地利用方式 氮初级转化速率 矿化 固定 硝化

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有机物料添加对菜地土壤氮素转化和温室气体排放的影响

7

作者 郭树芳 翟丽梅 +3 位作者 王洪媛 刘宏斌 赵宝义 雷宝坤 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期26-34,共9页

为了探讨菜地土壤氮转化速率及其对不同有机物料添加后的响应特征,为菜地土壤合理施肥提供科学依据,以洱海流域典型菜地土壤为研究对象开展室内培养试验(25℃,田间持水量的60%,5 d),采用^(15)N同位素成对标记技术和氮转化速率计算模型... 为了探讨菜地土壤氮转化速率及其对不同有机物料添加后的响应特征,为菜地土壤合理施肥提供科学依据,以洱海流域典型菜地土壤为研究对象开展室内培养试验(25℃,田间持水量的60%,5 d),采用^(15)N同位素成对标记技术和氮转化速率计算模型研究了土壤无机氮含量变化和氮转化速率及其对秸秆、生物炭和牛粪3种有机物料添加的响应。结果表明:(1)菜地土壤铵态氮和硝态氮含量随培养时间均呈降低趋势,有机物料添加后降低了土壤无机氮含量。(2)5 d培养期间土壤的平均初级氮矿化速率、初级硝化速率、NO_(3)^(-)消耗速率和NH_(4)^(+)固定速率分别为-28.5、-3.93、1.52和11.9 mg·kg^(-1)·d^(-1)。菜地土壤矿化速率和硝化速率均为负值,土壤以氮的微生物固定为主。(3)有机物料添加后土壤氮矿化速率增加,虽然速率仍为负值,但秸秆添加效果显著。秸秆添加还显著降低了土壤初级硝化速率,但有机物料添加后NH_(4)^(+)固持速率增加,特别在秸秆和生物炭添加后显著增加。(4)秸秆添加显著增加了土壤N_(2)O和CO_(2)排放量,生物炭添加有降低土壤N_(2)O和CO_(2)排放量的趋势但无显著影响,牛粪添加也无显著的影响。对于洱海流域菜地土壤,高碳氮比(C/N)的有机物料添加能增加氮微生物固定作用,但随着时间增加,有机物料有增加矿化作用的趋势,其中生物炭一定程度上降低了土壤CO_(2)和N_(2)O排放量,且增加菜地土壤无机氮含量进而提升其土壤氮供应能力。由此可见,在洱海流域菜地土壤优化施用高C/N的有机物料,科学施肥,能维持土壤的供氮能力,确保菜地土壤的可持续利用,还可能降低温室气体排放。 展开更多

关键词 有机物料 氮转化速率 温室气体 秸秆 生物炭 牛粪

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^(15)N同位素稀释法测定土壤氮素总转化速率研究进展 被引量：14

8

作者 程谊 蔡祖聪 张金波 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期165-171,共7页

同位素稀释法是测定土壤中N素总转化速率最重要的方法之一。自从上世纪50年代Kirkham和Bartholomew提出同位素稀释法的基本原理以后,随着分析技术的长足发展,一些更精确的分析和数值优化方法被广泛使用,N转化概念模型已经日益完善,使测... 同位素稀释法是测定土壤中N素总转化速率最重要的方法之一。自从上世纪50年代Kirkham和Bartholomew提出同位素稀释法的基本原理以后,随着分析技术的长足发展,一些更精确的分析和数值优化方法被广泛使用,N转化概念模型已经日益完善,使测定N的总转化速率成为现实,对土壤N素循环机制的深入研究提供了可能性。然而,^(15)N标记方法研究土壤中N的总转化速率仍然存在较大的不确定因素。本文综述了^(15)N同位素稀释法测定土壤N素总转化速率的原理和计算方法,以期推动同位素稀释法的研究和发展。 展开更多

关键词 ~15N的同位素稀释法 氮总转化速率 ~15N丰度 分析方法 FLUAZ模型

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温度对农田黑土氮初级转化速率的影响 被引量：6

9

作者 郎漫 李平 魏玮 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期815-822,共8页

为探讨不同温度下土壤氮素的供应、固持和消耗损失过程,从而为农田土壤合理施用氮肥提供科学依据,以黑龙江省农田黑土为对象开展室内培养试验(15、25、35℃,60%WHC),采用15N同位素成对标记技术(15NH4NO3和NH415NO3,15N标记丰度为5 atom%... 为探讨不同温度下土壤氮素的供应、固持和消耗损失过程,从而为农田土壤合理施用氮肥提供科学依据,以黑龙江省农田黑土为对象开展室内培养试验(15、25、35℃,60%WHC),采用15N同位素成对标记技术(15NH4NO3和NH415NO3,15N标记丰度为5 atom%,氮浓度为60 mg N·kg^(-1))及FLUAZ数值优化模型研究土壤氮初级矿化速率、初级固定速率和初级硝化速率对温度变化的响应。结果表明:在15~35℃范围内,土壤氮初级矿化速率随培养温度的增加显著增加,但25~35℃范围内的增幅小于15~25℃。在15~25℃范围内,土壤氮初级固定速率和初级硝化速率随培养温度的增加显著增加,而在25~35℃范围内土壤氮初级固定速率和初级硝化速率随培养温度的增加显著降低,但仍然显著高于15℃处理。15℃和25℃处理土壤氮初级矿化速率与初级固定速率比值(gm/gi)以及初级硝化速率与初级铵态氮固定速率比值(gn/ia)均稍大于1,两处理间没有显著差异,而35℃处理的gm/gi值和gn/ia值均远大于1。研究表明,温度在15~25℃范围内,土壤有机氮的矿化与固定过程耦联相对紧密,硝态氮累积及淋溶风险较小;而35℃高温条件下土壤有机氮矿化速率和硝化速率均显著大于铵态氮的生物固定速率,表明硝化作用是铵态氮的主要消耗过程,可能会增加硝态氮的累积、反硝化和淋溶风险。 展开更多

关键词 温度 黑土 15N标记 氮初级转化速率

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东北人工红松针叶林和天然次生阔叶混交林林下土壤氮初级转化速率特征 被引量：4

10

作者 郎漫 吴昌福 +1 位作者 苏孝纯 李平 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期63-71,共9页

[目的]为了解森林土壤氮素转化特征及土壤氮供应能力,为森林生态系统合理经营管理提供科学依据。[方法]以东北寒温带人工红松针叶林和天然次生阔叶混交林表层土壤为研究对象开展室内培养试验,采用^(15)N同位素成对标记技术和FLUAZ数值... [目的]为了解森林土壤氮素转化特征及土壤氮供应能力,为森林生态系统合理经营管理提供科学依据。[方法]以东北寒温带人工红松针叶林和天然次生阔叶混交林表层土壤为研究对象开展室内培养试验,采用^(15)N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型,研究不同深度的土壤氮初级转化速率特征。[结果]林地土壤的氮初级转化速率受林型、土壤深度及二者间交互作用的影响。人工红松针叶林土壤氮初级矿化速率和无机氮固定速率显著低于天然次生阔叶混交林土壤,而初级硝化速率显著高于天然次生阔叶混交林土壤,2个林型土壤的氮初级转化速率都随着土壤深度的增加显著降低。土壤氮初级矿化速率和固定速率与土壤pH、有机碳、水溶性有机碳与水溶性有机氮含量呈显著正相关,土壤初级硝化速率与土壤pH呈显著负相关。人工红松针叶林土壤初级硝化速率与铵态氮固定速率比值显著高于天然次生阔叶混交林土壤,而对硝态氮的固定速率显著低于天然次生阔叶混交林土壤。[结论]2种林型土壤氮素转化特征差异明显,人工红松针叶林土壤的硝态氮产生能力较强而无机氮固持能力较弱,容易发生硝态氮的淋溶风险,天然次生阔叶混交林土壤氮矿化-固定过程耦合较好且硝化作用较弱,不易引发硝态氮的积累和淋溶风险。 展开更多

关键词 ^(15)N标记 氮初级转化速率 人工红松针叶林 次生阔叶混交林

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添加生物质炭对酸性茶园土壤pH和氮素转化的影响 被引量：17

11

作者 陈玉真 王峰 +2 位作者 吴志丹 尤志明 王义祥 《茶叶学报》 2016年第2期64-70,共7页

采用短期（46d）室内好气培养方法,研究不同茶枝生物质炭添加量对茶园红壤、黄壤pH和氮素净转化速率的影响。生物质炭用量设5个水平：H0（0t·hm-2）、H1（8t·hm-2）、H2（16t·hm-2）、H3（32t·hm-2）、H4（64t·... 采用短期（46d）室内好气培养方法,研究不同茶枝生物质炭添加量对茶园红壤、黄壤pH和氮素净转化速率的影响。生物质炭用量设5个水平：H0（0t·hm-2）、H1（8t·hm-2）、H2（16t·hm-2）、H3（32t·hm-2）、H4（64t·hm-2）,生物质炭来源为茶树枝条。结果表明：培养结束时,与不添加生物质炭处理相比（H0）,添加生物质炭处理均可提高2种茶园土壤pH值,红壤增加0.24~1.20个单位,黄壤增加0.26~1.34个单位,pH提高幅度与生物质炭用量呈正相关。添加生物质炭后显著降低了茶园土壤氮矿化量、净氮矿化速率和净硝化速率（P〈0.05）,特别是NO-3-N含量,抑制茶园土壤硝化作用,抑制程度随生物质炭添加量增加而增强。红壤茶园土壤矿质态氮含量、净氮矿化速率及净硝化速率要高于黄壤,黄壤茶园土壤矿质态氮表现为净固持;相同添加量的生物质炭对红壤氮素转化的影响大于黄壤。综上所述,短期培养条件下,生物质炭能显著降低茶园土壤矿质态含量,抑制土壤硝化作用,其抑制效果因生物质炭用量和土壤类型而异。 展开更多

关键词 茶枝生物质炭 酸性茶园土壤 PH值 铵态氮 硝态氮 净氮转化速率

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戴云山自然保护区森林土壤氮转化特点研究 被引量：11

12

作者 袁磊 李文周 +2 位作者 陈文伟 张金波 蔡祖聪 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期240-247,共8页

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... 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(P<0.05),而与C/N比表现显著负相关(P<0.05)。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。 展开更多

关键词 15N成对标记 MCMC数值优化模型 氮初级转化速率 保氮机制

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岩溶区砂糖桔短期种植对土壤氮转化过程的影响 被引量：1

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作者 杨会 朱同彬 +4 位作者 吴夏 吴华英 唐伟 蓝高勇 Christoph Müller 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期52-60,共9页

利用15N同位素成对标记法并结合MCMC数值模型,研究岩溶区乔灌地开垦种植砂糖桔4年后土壤氮转化特征。结果显示:乔灌地开垦种植砂糖桔后,土壤有机氮矿化速率由2.93 mg N·kg^(−1)·d^(−1)显著下降至0.60 mg N·kg^(−1)·... 利用15N同位素成对标记法并结合MCMC数值模型,研究岩溶区乔灌地开垦种植砂糖桔4年后土壤氮转化特征。结果显示:乔灌地开垦种植砂糖桔后,土壤有机氮矿化速率由2.93 mg N·kg^(−1)·d^(−1)显著下降至0.60 mg N·kg^(−1)·d^(−1),土壤无机氮的供应能力降低,土壤有机氮矿化速率与土壤有机碳、全氮和全钙含量呈显著正相关性,与铁、铝、钾和黏粒比例呈显著负相关性;土壤铵态氮微生物同化速率由1.76 mg N·kg^(−1)·d^(−1)显著降低为0.10 mg N·kg^(−1)·d^(−1),在砂糖桔地铵态氮微生物同化速率与有机氮矿化速率的比值仅为0.17。乔灌地土壤自养硝化速率高达11.06 mg N·kg^(−1)·d^(−1),而硝态氮微生物同化作用微弱,硝态氮异化还原速率仅为0.64 mg N·kg^(−1)·d^(−1),导致硝态氮净产生速率达到10.42 mg N·kg^(−1)·d^(−1)。由于土壤铵态氮浓度的降低和施肥导致土壤酸化不利于硝化细菌的活动,自养硝化速率显著降低至1.68 mg N·kg^(−1)·d^(−1)。岩溶区乔灌地开垦种植砂糖桔4年后土壤氮转化速率呈下降趋势。 展开更多

关键词 岩溶区 土地利用方式 15N标记技术 氮转化过程速率

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玉米秸秆生物炭对石灰性农田土壤氮转化菌数量和功能的影响

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作者 李文静 王朝旭 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期129-135,139,共8页

为探明玉米秸秆生物炭对黄土高原石灰性农田土壤氮转化菌数量和功能的影响,在施氮肥条件下设置0、0.5%、1%和2%(质量比)4个生物炭添加量(记为N、NB_(0.005)、NB _(0.01)和NB _(0.02)),同时设置不施氮肥且不加生物炭的处理(CK),开展为期5... 为探明玉米秸秆生物炭对黄土高原石灰性农田土壤氮转化菌数量和功能的影响,在施氮肥条件下设置0、0.5%、1%和2%(质量比)4个生物炭添加量(记为N、NB_(0.005)、NB _(0.01)和NB _(0.02)),同时设置不施氮肥且不加生物炭的处理(CK),开展为期50 d的室内静态土壤培养实验,探究土壤好氧自生固氮菌、氨化细菌、氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌数量,以及氨化速率、氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率的动态变化。同时分析整个培养过程中各处理总有机碳(total organic carbon,TOC)和总氮(total nitrogen,TN)含量的动态变化。结果表明,在整个培养过程中,同一采样时间点,与CK和N处理相比,生物炭配施氮肥处理显著提高了土壤氮转化菌数量和氮转化速率,促进程度整体表现为:NB _(0.02)>NB _(0.01)>NB_(0.005)。另外,玉米秸秆生物炭可以作为外源有机碳,补充石灰性农田土壤的碳库,促进土壤TOC积累,且玉米秸秆生物炭的添加有助于提高土壤TN含量。相关性分析表明,石灰性农田土壤氮转化过程中,氮转化菌数量和相应的氮转化速率之间存在显著正相关关系,宏观的土壤氮转化速率是微观的土壤氮转化菌数量的直接反映。该研究有助于深入理解生物炭在黄土高原石灰性农田土壤氮转化过程中的作用,对减少农田土壤氮素损失,提高氮素利用率,促进农业可持续发展具有指导意义。 展开更多

关键词 生物炭 农田土壤 氮转化菌数量 氮转化速率

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红壤氮转化对土壤水分变化的响应 被引量：5

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作者 但小倩 陈招兄 +2 位作者 程谊 蔡祖聪 张金波 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期896-905,共10页

[目的]土壤水分变化会影响微生物介导的氮转化。探明土壤氮初级转化速率,反映土壤内部氮素动态变化,探索氮转化对土壤水分变化的响应机制。[方法]采用^(15)N成对标记技术,利用数值优化模型,量化不同水分条件(最大持水量的20%、60%、80%... [目的]土壤水分变化会影响微生物介导的氮转化。探明土壤氮初级转化速率,反映土壤内部氮素动态变化,探索氮转化对土壤水分变化的响应机制。[方法]采用^(15)N成对标记技术,利用数值优化模型,量化不同水分条件(最大持水量的20%、60%、80%、100%)下,有机氮矿化、铵态氮(NH_(4)^(+))微生物同化、自养硝化、异养硝化和硝态氮(NO_(3)^(-))消耗等主要氮转化过程的初级转化速率。[结果]土壤不同氮转化过程对水分变化的响应不同。随土壤含水量上升(从最大持水量的20%升至100%),土壤中易分解有机氮库初级矿化速率(M_(Nlab))从1.757 mg·kg^(-1)·d^(-1)增加到2.598 mg·kg^(-1)·d^(-1),难分解有机氮库初级矿化速率(M_(Nrec))变化不显著,总初级矿化速率(M,即M_(Nlab)和M_(Nrec))显著上升。初级自养硝化速率(ONH_(4))随土壤含水量增加而增加,在最大持水量为100%时达到最大值(0.266 mg·kg^(-1)·d^(-1));初级异养硝化速率(O_(Nrec))随土壤含水量增加先上升后下降,在最大持水量为60%时达到最大值(0.115 mg·kg^(-1)·d^(-1));土壤在最大持水量为80%和100%时ONH_(4)显著大于O_(Nrec),总初级硝化速率(N,即ONH_(4)和O_(Nrec))随土壤含水量增加而增大。总初级NH_(4)^(+)微生物同化速率(INH_(4))随土壤含水量增加线性上升,土壤在最大持水量的100%时达到最大值(1.941 mg·kg^(-1)·d^(-1));初级NO_(3)^(-)消耗速率(C_(NO_(3)))在最大持水量的80%和100%时明显增加,总无机氮消耗速率(I_(NH_(4))和C_(NO_(3)))随土壤含水量增加显著增大,并在最大持水量的80%时超过总氮初级矿化速率。因此,随含水量增加土壤氮净矿化速率先上升到最大值,然后迅速下降为负值。[结论]红壤不同无机氮产生和消耗过程对水分变化的响应不同;适当增加土壤含水量可提高红壤氮素的可利用性。 展开更多

关键词 土壤水分变化 氮初级转化速率 红壤 15N示踪技术

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蔗渣生物质炭对喀斯特农田石灰性土壤氮转化过程的短期影响 被引量：6

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作者 赖倩倩 杨霖 +6 位作者 秦兴华 田伟 伍延正 汤水荣 解钰 Christoph Müller 孟磊 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期450-457,共8页

生物质炭对于土壤中不同形态氮库的含量影响已有较多研究,但对西南喀斯特区石灰性土壤氮素形态,尤其是控制氮素形态的转化过程研究较为缺乏。本研究设置土壤中添加1%(C1)和3%(C2)蔗渣生物质炭2个用量水平,并以不施用蔗渣生物质炭作为对... 生物质炭对于土壤中不同形态氮库的含量影响已有较多研究,但对西南喀斯特区石灰性土壤氮素形态,尤其是控制氮素形态的转化过程研究较为缺乏。本研究设置土壤中添加1%(C1)和3%(C2)蔗渣生物质炭2个用量水平,并以不施用蔗渣生物质炭作为对照(CK),共3个处理,通过 15 NH 4 NO 3 和NH^15 4 NO 3 成对标记技术,结合MCMC氮素转化模型研究了不同用量的蔗渣生物质炭对石灰性土壤氮转化过程的短期影响,为该地区蔗渣资源化利用和土壤氮保持提供理论支撑。结果表明,与CK相比,添加蔗渣生物质炭能够快速提高土壤pH和有机碳含量。添加生物质炭并没有显著改变土壤氮的矿化、铵态氮(NH^+ 4 )和硝态氮(NO^- 3 )的微生物同化和异养硝化速率,但NH^+ 4 吸附速率随生物质炭用量的增加而提高,以添加量最高的C2处理最大。添加生物质炭同样提高了土壤NH^+ 4 释放速率,但C1和C2处理的土壤NH^+ 4 释放速率并无显著性差异。与CK和C1处理相比,施用高量蔗渣生物质炭通过抑制自养硝化速率而显著降低了硝态氮净产生速率。这些结果表明,施用高量蔗渣生物质炭于石灰性土壤中可快速实现对NH^+ 4 吸附,降低自养硝化速率,减少NO^- 3 产生,从而降低了其损耗和淋失风险。 展开更多

关键词 土壤氮初级转化速率 15N示踪 生物质炭 土壤保氮能力

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植被特征对青藏高原湿地土壤氮转化及微生物功能基因的影响

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作者 冯恋 黄洁雅 +2 位作者 巴桑 熊翔 刘文治 《植物科学学报》 2025年第3期316-329,共14页

植物是湿地生态系统的重要组成部分,可通过改变土壤微环境、释放根际分泌物等多种途径调控湿地土壤的氮转化过程。为明确植被特征对土壤氮转化过程速率及功能基因丰度的影响,本研究在青藏高原选取26个典型湿地采集了根际土和裸土样品,... 植物是湿地生态系统的重要组成部分,可通过改变土壤微环境、释放根际分泌物等多种途径调控湿地土壤的氮转化过程。为明确植被特征对土壤氮转化过程速率及功能基因丰度的影响,本研究在青藏高原选取26个典型湿地采集了根际土和裸土样品,测定了土壤净氮矿化速率(NMR)、潜在硝化速率(PNR)、净硝化速率(NNR)、潜在反硝化速率(PDR)、背景反硝化速率(UDR)以及N2O产生速率,并通过实时荧光定量PCR法测得土壤微生物gdhA、amoA、norB和16S rRNA基因的绝对丰度。结果显示:(1)根际土的PNR显著低于裸土,而NMR和PDR显著高于裸土。根际土的gdhA、amoA、norB和16S rRNA基因丰度均显著高于裸土。(2)NMR与植物地上生物量和比叶面积呈显著正相关,与叶片总氮含量呈显著负相关。PNR与植被Simpson指数呈显著正相关,NNR与叶片总磷含量呈显著负相关。UDR与植被Pielou指数呈显著正相关。(3)植物生物量直接影响土壤氮矿化,并可通过改变土壤理化性质间接调控氮矿化过程。植物生物量和功能性状可通过土壤理化性质间接调控硝化和反硝化过程。研究结果说明,植被对土壤氮转化速率及微生物功能基因丰度有一定调控作用,植物应作为重要生物因素纳入高寒湿地氮转化驱动机制研究和湿地氮素管理中。 展开更多

关键词 高原湿地 氮转化速率 功能基因丰度 根际土 植物

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尿素配施硝化抑制剂DMPP对菜地土壤氮转化及N_(2)O排放的影响

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作者 岩双 闫辉 +4 位作者 王炽 蒋存征 李文明 陈安强 张丹 《农业环境科学学报》 2025年第7期1943-1954,共12页

在高肥力菜地土壤上确定合理的硝化抑制剂添加量,对提高氮肥利用效率,减少氮流失和温室气体排放具有重要意义。本文以洱海周边长期种植蔬菜的土壤为对象,添加常规施氮量(300 kg·hm^(-2))0.5%、1%、3%、5%和10%的硝化抑制剂3,4-二... 在高肥力菜地土壤上确定合理的硝化抑制剂添加量,对提高氮肥利用效率,减少氮流失和温室气体排放具有重要意义。本文以洱海周边长期种植蔬菜的土壤为对象,添加常规施氮量(300 kg·hm^(-2))0.5%、1%、3%、5%和10%的硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP),通过室内培养试验,研究培养过程中不同形态氮浓度变化和N_(2)O排放。结果表明:与对照处理(CK)相比,添加DMPP使得铵态氮(NH_(4)^(+)-N)在菜地土壤中滞留时间延长至10~15 d,降低了10.87%~16.21%的硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和42.13%~52.99%的亚硝态氮(NO^(-)_(2)-N)含量,但不同添加量DMPP处理间差异不显著。添加DMPP降低了菜地土壤净氮矿化速率、净氮硝化速率和净氨化速率,但对净同化速率无显著影响。添加DMPP降低了菜地土壤N_(2)O排放通量和N_(2)O累积排放量,二者分别下降了40.77%~45.32%和49.06%~56.96%,但不同添加量DMPP处理的土壤N_(2)O排放量差异不显著。添加DMPP显著降低了土壤AOB和Comammox基因丰度,二者分别下降了48.43%~67.90%和21.82%~47.27%,随着DMPP浓度的增加其抑制效果呈现出先减弱后增强的变化趋势。添加DMPP促进了土壤AOA基因丰度,其增幅为55.61%~163.16%,随DMPP浓度的增加其促进作用更加显著。因此,添加DMPP有效抑制了NH_(4)^(+)-N向NO_(3)^(-)-N和NO^(-)_(2)-N的转化,降低了土壤氮转化速率,但对土壤氮净同化速率无显著影响。同时,添加DMPP显著降低了土壤AOB基因丰度,促使N_(2)O排放量减少,因此是N_(2)O减排的有效措施。基于培养期间的抑制效果,高肥力菜地土壤中添加施氮量为1%的DMPP是经济可行的措施。 展开更多

关键词 硝化抑制剂 土壤氮转化速率 N_(2)O排放 氨氧化微生物

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常温下pH对短程硝化反硝化的影响 被引量：16

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作者 傅金祥 韩晋英 +3 位作者 齐建华 韩汝佳 徐岩岩 王利平 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第2期316-320,共5页

目的解决对短程硝化过程影响因素pH值研究不充分及短程硝化过程中氮的缺失的问题.方法在SBR反应器中用传统活性污泥作为种泥驯化污泥,以模拟生活污水为处理对象进行动态实验,考察pH值对系统短程硝化反硝化的影响及系统运行周期内总氮缺... 目的解决对短程硝化过程影响因素pH值研究不充分及短程硝化过程中氮的缺失的问题.方法在SBR反应器中用传统活性污泥作为种泥驯化污泥,以模拟生活污水为处理对象进行动态实验,考察pH值对系统短程硝化反硝化的影响及系统运行周期内总氮缺失原因.结果pH=8.5,6h的氨氮转化速率为8.9mg/(L.h),亚硝态氮积累率高达93%;亚硝酸盐氮积累率随反应时间逐渐降低,pH越低,下降越多,pH=7.1时,从2h的80%下降到6h的75%;进水pH值越高,反硝化2h时总氮的去除效率越高,pH=8.5时,系统总氮的降解速率达到5.6mg/(L.h);短程硝化过程中存在氮的缺失现象.结论进水pH越高,氨氮降解速率、亚硝态氮积累率和总氮去除率越高,系统周期中氮的缺失主要是同步硝化反硝化作用的结果. 展开更多

关键词 短程硝化 反硝化 PH值 氨氮转化速率

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