水、氮控制对短花针茅草原气体交换的影响

随着对气候变化日趋关注,人们对生态系统气体交换及其主要影响因素进行了大量研究。短花针茅草原作为荒漠草原的典型代表,是亚洲特有的一种草原类型,是最干旱的草原类型,生态环境异常严酷,系统极度脆弱,稳定性差,在自然和人为干扰下极易退化。以短花针茅（Stipa breviflora）草原为研究对象,通过控制降雨量以及氮素添加对生态系统气体交换进行监测,研究气体交换对降雨量和氮素添加的响应过程,揭示降雨量和氮素添加对生态系统气体交换的影响作用。该文在2012年自然条件下,采用自动CO2通量系统（Li-6400, Li-COR, Lincoln, NE, USA）野外测定短花针茅（Stipa breviflora）草原生态系统气体交换数据,比较研究了增雨施肥（WN）、增雨不施肥（W）、减雨施肥（RN）、减雨不施肥（R）、单独施肥（N）、自然状况（CK）条件下2012年气体交换变化规律。结果表明：整个生长季生态系统净 CO2交换（NEE）、总的生态系统生产力（GEP）、生态系统呼吸值（ER）都呈先升高后降低的趋势,并在生长旺盛期（8月）达到最大值。NEE在N、W处理下有升高,其他处理都降低。ER在N、WN处理下都有升高,其他处理都降低。GEP在W、N、WN处理下都有升高,其他处理都降低。NEE、ER、GEP都是在N处理中达到最大值。     

基于ASD和FISS的植被叶片氮素含量反演研究

地面成像光谱系统能够在更为微观的尺度上满足多元化应用需求,实现对植物群体、单个植株的快速精细探测,获取精细的植被生理参量的空间信息,从而弥补大尺度远距离遥感难以发挥作用的领域。本文采用ASD地物光谱仪和新型地面成像光谱系统FISS,以大豆叶片为研究对象,获取大豆叶片ASD光谱及FISS成像光谱数据,探讨大豆植株叶片的图像特征、反射率光谱、导数光谱、光谱指数等光谱特征变量与叶片氮素含量的相关性,建立植株叶片氮素含量的估算模型。研究结果表明：FISS地面成像光谱仪和ASD地面非成像光谱仪对氮素具有敏感指示的波段区间一致,480~520 nm和680~720 nm区间的波段范围与氮素含量具有较高的相关性;导数光谱特征所得精度要比原始光谱特征所得精度高,说明导数光谱对氮素含量的指示更为敏感,可以更加有效地提取氮素含量信息;反演模型对氮素含量反演精度的影响低于光谱特征对精度的影响。研究表明FISS数据由于其独特的测量方式和图谱合一的特点,可以更加准确地用于植被氮素含量的反演,实现植被叶片氮素含量的快速实时无损监测及图像可视化表达。     

不同施氮水平对玉米产量、氮素利用效率及土壤无机氮含量的影响

通过研究不同施氮水平对玉米产量、氮素利用率及土壤硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)残留量的影响,为氮肥的合理利用提供依据.在黑龙江省农业科学院科技园区布置田间小区试验,结果显示:玉米产量随施氮量增加而增加,施氮量为165 kg·hm-2时,氮肥利用率最高,当施氮量高于165 kg·hm-2,产量反而有降低的趋势,过量施氮也并不能增加玉米对氮素的吸收,因而氮素利用率也随施氮量的增加而降低.玉米收获后土壤剖面无机态氮质量分数的变化因施氮量的不同而表现出差异,0~80 cm土层硝态氮积累量随氮肥输入量的增加而显著增加,以表层(0~40 cm)硝态氮质量分数最高,中间层(60~80 cm)质量分数最低,100 cm以下土层以施氮量为165 kg·hm-2的处理土壤硝态氮积累量最低,降低了硝态氮淋溶风险;铵态氮的质量分数相对较低,不同的施氮量对土壤铵态氮质量分数的影响主要在0~20 cm土层,铵态氮质量分数与施氮量并无显著的相关关系.综合考虑玉米产量、氮素利用率与生态环境效益,以165 kg·hm-2(优化施氮量)为最佳氮肥施用量.     

长期定位施肥对冬小麦吸收利用氮素的影响

研究不同施肥措施对冬小麦（Triticum aestivum L.）吸收利用氮素的影响,为新形势下制定合理培肥施肥技术,减少氮素流失,提高氮素利用效率提供借鉴。以黄淮海平原国家潮土土壤肥力与肥料效益监测站1990年以来的长期定位施肥土壤为基础,研究长期不施肥（CK）、氮钾配施（NK）、氮磷钾配施（NPK）、氮磷钾配施有机肥（MNPK）、氮磷钾配合秸秆还田（SNPK）5种施肥措施对冬小麦吸收利用氮素的影响。研究结果表明,与CK、NK施肥措施相比,NPK、MNPK、SNPK施肥措施有利于小麦各生育时期各器官对土壤氮素的吸收利用,能显著提高小麦各生育阶段的田间群体数、干物质积累量以及有效穗数,有利于灌浆期、成熟期氮素在茎、叶、鞘、穗等器官的累积。小麦对氮素吸收累积量、氮肥利用率以NPK最大,MNPK/SNPK次之,均极显著（P≤0.01）高于CK和NK;氮素吸收累积量大小依次为NPK〉MNPK〉SNPK〉NK〉CK。施NPK、NPK配施有机肥或秸秆还田的施肥措施均有利于冬小麦在整个生育时期对土壤氮素养分的吸收,提高籽粒产量。     

南水北调中线源头区蓄水前土壤氮磷分布特征

采集南水北调中线源头区(高程170m以下)19个村庄的43个土壤样品,分析了丹江口水库淅川县蓄水前不同土地利用类型土壤中有机质、总氮、硝态氮、铵态氮和总磷的分布特征.结果表明,研究区土壤总氮含量介于18.15~185.98mg/kg之间,硝态氮介于5.75~77.96mg/kg之间,铵态氮介于5.72~26.38mg/kg之间,总磷介于37.98~147.32mg/kg之间,有机质介于7.19~45.32g/kg之间;研究区土壤氮素、总磷和有机质含量受地形及地理位置影响较小,不同土地利用类型土壤中总氮、硝态氮及有机质含量存在显著差异,总磷和铵态氮含量差异性不明显,有机质含量大小依次为村庄>水稻田>池塘>消落带>旱地>林地,总氮含量大小依次为水稻田>村庄>池塘>消落带>旱地>林地,硝态氮含量大小依次为村庄>池塘>消落带>旱地>水稻田>林地;相关性分析表明,土壤有机质与总氮含量之间存在极显著正相关性(r=0.837, P<0.01),铵态氮含量与有机质、总氮呈显著正相关性(分别为r=0.455, P<0.05;r =0.434, P<0.05),而这三者与硝态氮之间相关性不明显;土壤总磷与有机质、总氮、硝态氮、铵态氮含量之间无明显相关性.     

杭嘉湖地区大气氮、磷沉降特征研究

通过2013年9月~2014年8月杭嘉湖地区杭州、嘉兴和湖州3个典型站点大气氮、磷沉降数据,探讨了杭嘉湖地区大气氮、磷沉降的污染特征.结果表明,目标地区内大气氮、磷沉降通量水平较高,分别为4950.74~5585.80,65.25~69.72kg/(km2·a);直接降入水域中的氮、磷素分别为6038.4,77.8t,分别相当于农业源的氮、磷入河量的39.6%和5.9%.氮沉降以湿沉降形式为主,磷沉降以干沉降形式为主;氮、磷湿沉降通量主要受降雨量影响,且随降雨量的增加而增加;氮、磷沉降存在时空差异性,大气氮干沉降通量以杭州、嘉兴地区为较高,大气磷干沉降通量以嘉兴地区为最高,大气氮湿沉降通量则以湖州、嘉兴地区为较高,大气磷湿沉降以湖州地区最高;时间尺度上,氮沉降夏秋两季最高,磷沉降以秋冬两季最高.     

黄浦江上游蔬菜田氮素流失规律测坑研究

通过测坑试验,研究了黄浦江上游蔬菜田渗漏水中氮素的变化动态和流失规律。结果表明,蔬菜田渗漏水中氮素以NO3^--N为主,NO3^--N作为氮素在土壤中流失的主要形态将成为施用氮肥造成地下水污染的重要来源;施用精制有机肥或粗猪粪代替部分化学氮肥有利于减少蔬菜田渗漏水中氮素的流失。     

稻季施用不同尿素品种的氮素径流和淋溶损失

在太湖地区乌栅土上,利用大型原状土柱研究不同尿素品种、施肥量处理在稻季氮素径流和淋溶损失.结果表明,包膜尿素在基施情况下,田面水总氮浓度始终接近对照水平,通过径流损失的可能性很小.尿素处理施肥后2d内田面水氮浓度达最高值,随后急剧下降,施肥与径流产生时间的间隔是决定径流氮排放大小的关键因素,施肥5d后的降雨不易造成大的径流排放,氮径流损失与尿素施用量呈显著正相关.各处理间的氮素淋溶排放无显著差异,在2.66～3.25kgN/hm²之间;淋溶液中NO₃^--N浓度最高为0.83mgN/L,在正常施肥情况下,此类土壤氮的淋溶不会造成地下水NO₃--N的严重污染.     

不同有机无机复混肥对土壤供氮和玉米生长的影响

通过田间小区试验,研究等氮量施用条件下菜粕、猪粪、中药渣和鸡粪分别与化肥混合制成的4种不同有机无机复混肥对土壤供氮特性和玉米生长的影响.结果表明,玉米当季生长期间,4种有机无机复混肥处理的土壤矿质氮含量显著高于化肥处理,其中以施用鸡粪和菜粕复混肥的当季土壤供氮能力较高.施用复混肥后玉米籽粒产量为6725～8960kg*hm-2,均高于施化肥处理,且除猪粪复混肥外,其他3种复混肥处理的玉米籽粒产量均比化肥处理增加20%以上,差异达到显著水平.施用复混肥后,氮肥利用率达24.2%～39.8%,均高于单施化肥.有机无机复混肥料,尤其是鸡粪复混肥能有效调控氮素养分释放,使土壤供氮特征与玉米的需氮规律相一致,从而显著提高产量.     

不同低温驯化策略下的厌氧氨氧化活性

在3种不同的低温驯化策略下启动3套规格相同的厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR),在对运行过程中氮素变化规律进行分析的同时,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对生物膜上的细菌种群结构进行分析,初步考察了厌氧氨氧化的活性.结果表明,对应a1、a2和a33种不同的低温驯化策略,A1、A2和A33个反应器分别经过62,56,70d的驯化后,表现出不同的厌氧氨氧化活性.以氮素转化效率作为衡量标准,其活性依次为A3>A1>A2.DGGE分析进一步说明,在不同的驯化策略下,反应器表现出不同的种群多样性,但种群结构基本保持一致;在接种物相同的策略中,降温幅度对种群多样性的影响与其对厌氧氨氧化活性的影响具有一致性.