外源输入氮素在藓类生物土壤结皮中各氮组分的分配特征与归趋途径
发布时间：2021-08-05 20:03
针对黄土高原典型藓类生物结皮,以无结皮裸地为对照,通过野外原位同位素标记试验,在标记后1～30 d连续取样测定,示踪外源添加15N在生物结皮中各氮组分的分配特征,并分析15N在土壤-微生物-藓植株中的归趋途径,对比揭示生物结皮对土壤氮循环的影响。结果表明:1)生物结皮的全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮中15N含量分别平均比裸地高2.9、17.5、9.0倍,且藓植株固定的15N含量高达4.73 mg·kg-1。2)生物结皮的15N残留率平均为13.0%,其氮固持能力是裸地（3.3%）的4.0倍;生物结皮中各组分15N占全氮的比率依次为微生物生物量氮（54.3%）>藓植株氮（22.5%）>可溶性有机氮（6.2%）,而裸地则为微生物生物量氮（11.5%）>可溶性有机氮（2.6%）,显示生物结皮中微生物和藓植株的氮固持能力合计比裸地高65.3%。3)生物结皮中微生物生物量15N的转移量和库容量分别比裸...
【文章来源】：应用生态学报. 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
生物结皮和裸地中各氮组分的15N丰度
由表3可知,生物结皮微生物生物量氮中15N的转移量和库容量均显著高于裸地,是裸地的17.2和20.5倍。说明生物结皮能够固持更多的养分在微生物体内,保肥性较强。然而在周转率方面,生物结皮略低于裸地,其微生物生物量15N周转率为每月5.8次,而裸地为每月7.2次,生物结皮是裸地的1.2倍,表明生物结皮的微生物生物量氮完成一次周转的时间比裸地长。表2 15N在土壤-微生物-藓植株中的归趋途径Table 2 Fate of 15N in soil-microbe-moss plant (mean±SD) 标记后时间 Time after labeling (d) 15N (%) 残留率Residual rate(%) 损失率Loss rate(%) 全氮TN 微生物生物量氮MBN 藓植株氮N of moss plant BSCs BS BSCs BS BSCs BSCs BS BSCs BS 1 0.30±0.03b 0.99±0.11a 0.29±0.07a 0.05±0.008b 0.43±0.02 11.67±1.34a 5.09±0.44b 88.33±1.58a 94.91±0.45b 2 0.29±0.08b 0.97±0.14a 0.26±0.08a 0.02±0.009b 0.39±0.09 9.92±0.93a 4.16±0.65b 90.08±1.13a 95.84±0.65b 3 0.33±0.02b 0.75±0.09a 0.22±0.09a 0.02±0.009b 0.64±0.10 14.79±1.38a 3.92±0.58b 85.21±1.81a 96.08±0.20b 4 0.34±0.07b 0.63±0.09a 0.17±0.04a 0.03±0.007b 0.53±0.05 15.30±2.64a 2.54±0.38b 84.70±1.82a 97.46±0.38b 9 0.39±0.05b 0.80±0.06a 0.10±0.03a 0.05±0.003b 0.48±0.08 11.86±1.29a 3.05±0.67b 88.14±1.29a 96.95±0.67b 11 0.30±0.05b 0.70±0.07a 0.13±0.08a 0.02±0.009b 0.56±0.08 8.15±0.74a 3.33±0.56b 91.85±0.55a 96.67±0.56b 18 0.30±0.01b 0.73±0.09a 0.31±0.08a 0.03±0.004b 0.43±0.09 11.78±0.88a 2.45±0.67b 88.22±1.22a 97.55±0.56b 20 0.27±0.06b 0.37±0.09a 0.18±0.06a 0.02±0.006b 0.03±0.004 7.49±0.43a 1.39±0.35b 92.51±0.75a 98.61±0.67b 23 0.40±0.03b 0.68±0.08a 0.24±0.02a 0.01±0.005b 0.45±0.04 21.29±1.89a 2.71±0.54b 78.71±2.89a 97.29±0.57b 30 0.32±0.01b 0.61±0.04a 0.22±0.03a 0.09±0.005b 0.57±0.07 18.12±1.56a 4.03±1.29b 81.88±0.96a 95.97±0.43b 均值Mean 0.32±0.04b 0.72±0.18a 0.21±0.07a 0.03±0.020b 0.45±0.17 13.04±4.36a 3.27±1.06b 86.96±4.36a 96.73±0.97b 同行不同小写字母表示不同处理之间差异显著 (P<0.05) Different lowercase letters in the same row indicated significant difference between the BSCs and BS at 0.05 level.
2.5 土壤含水量和温度对生物结皮和无结皮裸地15N转化的影响由图4可知,生物结皮和裸地的含水量和温度的变化趋势基本一致,但生物结皮温度的变化幅度比裸地小,生物结皮的温度为-3.3～40.6 ℃,而裸地为-4.0～42.9 ℃,说明生物结皮具有保温和缓解温度剧烈变化的能力。含水量变化与温度表现相反,生物结皮含水量为0.03～0.19 cm3·cm-3,裸地为0.04～0.18 cm3·cm-3。相关性分析结果表明(表4),温度和含水量与各氮组分中的15N含量之间均未有显著相关关系,而全氮的15N、微生物生物量氮的15N和藓植株的15N三者之间均有极显著正相关关系,全氮的15N和藓植株的15N与可溶性有机氮的15N之间有显著正相关关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Translocation and recovery of 15N-labeled N derived from the foliar uptake of 15NH3 by the greenhouse tomato（Lycopersicon esculentum Mill.）[J]. HUANG Hui-ying,LI Huan,XIANG Dan,LIU Qing,LI Fei,LIANG Bin. Journal of Integrative Agriculture. 2020(03)
[2]连续施用不同量污泥堆肥对土壤氮组分及δ15N的影响[J]. 郭康莉,张水勤,冀拯宇,刘晓,周吉祥,姜慧敏,杨俊诚,李桂花,张建峰. 同位素. 2018(02)
[3]黄土高原旱地夏季休闲期15N标记硝态氮的去向[J]. 夏梦洁,陈竹君,刘占军,周建斌. 土壤学报. 2017(05)
[4]放牧对天山北坡山地草原生态系统土壤δ15N的影响[J]. 张青青,安沙舟,于辉,吐尔逊娜依·热依木,张沛,张玲卫,禹朴家. 草业科学. 2016(07)
[5]水体中氮稳定同位素的研究进展[J]. 范丽俊,赵峰华,程晨. 应用生态学报. 2016(08)
[6]免耕覆盖还田下玉米秸秆氮素的去向研究[J]. 胡国庆,刘肖,何红波,张旭东. 土壤学报. 2016(04)
[7](15)N稳定同位素标记技术在草地生态系统氮循环中的研究进展[J]. 尹浩冰,马红媛,梁正伟. 土壤与作物. 2014(01)
[8]用13C脉冲标记方法研究施肥与地膜覆盖对玉米光合碳分配的影响[J]. 安婷婷,汪景宽,李双异,付时丰,裴久渤,李慧. 土壤学报. 2013(05)
[9]黄土丘陵区生物结皮对土壤可蚀性的影响[J]. 高丽倩,赵允格,秦宁强,张国秀. 应用生态学报. 2013(01)
[10]15N交叉标记有机与无机肥料氮的转化与残留[J]. 彭佩钦,仇少君,侯红波,李恩尧,丘亚群. 生态学报. 2011(03)
本文编号：3324375
【文章来源】：应用生态学报. 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
生物结皮和裸地中各氮组分的15N丰度
由表3可知,生物结皮微生物生物量氮中15N的转移量和库容量均显著高于裸地,是裸地的17.2和20.5倍。说明生物结皮能够固持更多的养分在微生物体内,保肥性较强。然而在周转率方面,生物结皮略低于裸地,其微生物生物量15N周转率为每月5.8次,而裸地为每月7.2次,生物结皮是裸地的1.2倍,表明生物结皮的微生物生物量氮完成一次周转的时间比裸地长。表2 15N在土壤-微生物-藓植株中的归趋途径Table 2 Fate of 15N in soil-microbe-moss plant (mean±SD) 标记后时间 Time after labeling (d) 15N (%) 残留率Residual rate(%) 损失率Loss rate(%) 全氮TN 微生物生物量氮MBN 藓植株氮N of moss plant BSCs BS BSCs BS BSCs BSCs BS BSCs BS 1 0.30±0.03b 0.99±0.11a 0.29±0.07a 0.05±0.008b 0.43±0.02 11.67±1.34a 5.09±0.44b 88.33±1.58a 94.91±0.45b 2 0.29±0.08b 0.97±0.14a 0.26±0.08a 0.02±0.009b 0.39±0.09 9.92±0.93a 4.16±0.65b 90.08±1.13a 95.84±0.65b 3 0.33±0.02b 0.75±0.09a 0.22±0.09a 0.02±0.009b 0.64±0.10 14.79±1.38a 3.92±0.58b 85.21±1.81a 96.08±0.20b 4 0.34±0.07b 0.63±0.09a 0.17±0.04a 0.03±0.007b 0.53±0.05 15.30±2.64a 2.54±0.38b 84.70±1.82a 97.46±0.38b 9 0.39±0.05b 0.80±0.06a 0.10±0.03a 0.05±0.003b 0.48±0.08 11.86±1.29a 3.05±0.67b 88.14±1.29a 96.95±0.67b 11 0.30±0.05b 0.70±0.07a 0.13±0.08a 0.02±0.009b 0.56±0.08 8.15±0.74a 3.33±0.56b 91.85±0.55a 96.67±0.56b 18 0.30±0.01b 0.73±0.09a 0.31±0.08a 0.03±0.004b 0.43±0.09 11.78±0.88a 2.45±0.67b 88.22±1.22a 97.55±0.56b 20 0.27±0.06b 0.37±0.09a 0.18±0.06a 0.02±0.006b 0.03±0.004 7.49±0.43a 1.39±0.35b 92.51±0.75a 98.61±0.67b 23 0.40±0.03b 0.68±0.08a 0.24±0.02a 0.01±0.005b 0.45±0.04 21.29±1.89a 2.71±0.54b 78.71±2.89a 97.29±0.57b 30 0.32±0.01b 0.61±0.04a 0.22±0.03a 0.09±0.005b 0.57±0.07 18.12±1.56a 4.03±1.29b 81.88±0.96a 95.97±0.43b 均值Mean 0.32±0.04b 0.72±0.18a 0.21±0.07a 0.03±0.020b 0.45±0.17 13.04±4.36a 3.27±1.06b 86.96±4.36a 96.73±0.97b 同行不同小写字母表示不同处理之间差异显著 (P<0.05) Different lowercase letters in the same row indicated significant difference between the BSCs and BS at 0.05 level.
2.5 土壤含水量和温度对生物结皮和无结皮裸地15N转化的影响由图4可知,生物结皮和裸地的含水量和温度的变化趋势基本一致,但生物结皮温度的变化幅度比裸地小,生物结皮的温度为-3.3～40.6 ℃,而裸地为-4.0～42.9 ℃,说明生物结皮具有保温和缓解温度剧烈变化的能力。含水量变化与温度表现相反,生物结皮含水量为0.03～0.19 cm3·cm-3,裸地为0.04～0.18 cm3·cm-3。相关性分析结果表明(表4),温度和含水量与各氮组分中的15N含量之间均未有显著相关关系,而全氮的15N、微生物生物量氮的15N和藓植株的15N三者之间均有极显著正相关关系,全氮的15N和藓植株的15N与可溶性有机氮的15N之间有显著正相关关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Translocation and recovery of 15N-labeled N derived from the foliar uptake of 15NH3 by the greenhouse tomato（Lycopersicon esculentum Mill.）[J]. HUANG Hui-ying,LI Huan,XIANG Dan,LIU Qing,LI Fei,LIANG Bin. Journal of Integrative Agriculture. 2020(03)
[2]连续施用不同量污泥堆肥对土壤氮组分及δ15N的影响[J]. 郭康莉,张水勤,冀拯宇,刘晓,周吉祥,姜慧敏,杨俊诚,李桂花,张建峰. 同位素. 2018(02)
[3]黄土高原旱地夏季休闲期15N标记硝态氮的去向[J]. 夏梦洁,陈竹君,刘占军,周建斌. 土壤学报. 2017(05)
[4]放牧对天山北坡山地草原生态系统土壤δ15N的影响[J]. 张青青,安沙舟,于辉,吐尔逊娜依·热依木,张沛,张玲卫,禹朴家. 草业科学. 2016(07)
[5]水体中氮稳定同位素的研究进展[J]. 范丽俊,赵峰华,程晨. 应用生态学报. 2016(08)
[6]免耕覆盖还田下玉米秸秆氮素的去向研究[J]. 胡国庆,刘肖,何红波,张旭东. 土壤学报. 2016(04)
[7](15)N稳定同位素标记技术在草地生态系统氮循环中的研究进展[J]. 尹浩冰,马红媛,梁正伟. 土壤与作物. 2014(01)
[8]用13C脉冲标记方法研究施肥与地膜覆盖对玉米光合碳分配的影响[J]. 安婷婷,汪景宽,李双异,付时丰,裴久渤,李慧. 土壤学报. 2013(05)
[9]黄土丘陵区生物结皮对土壤可蚀性的影响[J]. 高丽倩,赵允格,秦宁强,张国秀. 应用生态学报. 2013(01)
[10]15N交叉标记有机与无机肥料氮的转化与残留[J]. 彭佩钦,仇少君,侯红波,李恩尧,丘亚群. 生态学报. 2011(03)
本文编号：3324375
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