季节性冻融区农业土壤矿质氮有效性变化规律原位试验
发布时间：2022-01-09 11:07
为了更好地认识冻融过程对季节性冻融农业区土壤矿质氮有效性的影响,以吉林省长春市黑顶子河流域为研究对象,采用改进的树脂芯法开展了自然状态下表层土壤氮素原位培养试验。结果表明:土壤冻结过程使各下垫面土壤铵态氮含量增加了170%,硝态氮含量减少了19%,进而增加了土壤矿质氮含量及铵态氮所占比例,同时使各下垫面土壤铵态氮含量变异系数减小36%,硝态氮含量变异系数增加了250%。冻土融化过程中,土壤铵态氮含量无显著变化,硝态氮含量显著增加后趋于稳定;冻土融化初期,积雪融化和积雪融化与冻土融化的叠加过程使各下垫面土壤铵态氮含量变异系数分别增加了39%和48%,硝态氮含量变异系数减小了65%和40%,但大部分阶段硝态氮变异系数大于铵态氮。冻融过程中,土壤含水率的变化并未对土壤中铵态氮和硝态氮含量产生显著影响。
【文章来源】：农业工程学报. 2019,35(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
表层土壤氮素原位培养试验装置图a.自然降雨（雪）状态b.削减自然降雨（雪）状态a.Naturalrainfall(snowfall)statusb.Reducednaturalrainfall(snow)status
b,c,drepresentasignificantlevelof5%amongdifferentsamplingtimes,andthetreatmentsthatdidnotmarkasignificantlevelwerebecauseonlyonesoilsamplewastasted,sonosignificantdifferenceanalysiswasperformed,thesamebelow.图3不同下垫面和阶段表层土壤含水率Fig.3Soilmoisturecontentofdifferentunderlyingsurfacesandstagesa不同阶段表层土壤铵态氮浓度aNH4+-Nconcentrationinsoilatdifferentstagesb不同下垫面表层土壤铵态氮浓度bNH4+-Nconcentrationinsoilofdifferentunderlyingsurfaces图4冻融期不同阶段和下垫面表层土壤铵态氮浓度Fig.4NH4+-Nconcentrationinsoilofdifferentunderlyingsurfacesandstagesduringfreezingandthawingperiods
第17期赵强等：季节性冻融区农业土壤矿质氮有效性变化规律原位试验143图5不同下垫面和阶段土壤铵态氮含量Fig.5NH4+-Nconcentrationinsoilofdifferentunderlyingsurfacesandstages2.3冻融期表层土壤硝态氮变化规律分析图6和图7为融化期流域不同阶段和不同下垫面表层土壤浸提液硝态氮含量统计图。由图6a和图7可知，冻结过程（2015年10月26日至2016年3月3日）显著减少了水稻田边河岸、水稻田和玉米田边河岸土壤中硝态氮的含量，而玉米田则显著增加；整体来看冻结后流域土壤硝态氮含量减少了19%，融雪产流初期（3月3日-3月13日）土壤中硝态氮含量进一步减小，并在冻土融化初期（显著融雪期）迅速恢复到冻结前的水平，在进入融雪后期（冻土显著融化期）后不再发生显著变化。此外，经历冻融过程后，土壤含水率的变化对土壤硝态氮的含量无显著影响（图2a和图6a）。造成以上现象的原因是融雪产流初期（3月3日—3月13日），积雪融化导致土壤含水率增加了4.25%（图2a），日平均温度仍小于零度，且经历了5个冻融循环，冻土仍未融化，封闭的缺氧环境使反硝化作用强烈，另一方面硝化细菌对外界环境尤其是温度极为敏感，且其恢复速度缓慢，导致硝化反应较弱[10,24-25]，进而使得3月13日土壤硝态氮含量显著小于其他阶段。而进入融化期以后（3月18日），日最低气温升到0℃以上，冻土融化，土壤通气性变好，硝化细菌逐渐恢复[25]，可供硝化的土壤铵态氮含量较高（图4a），土壤中硝化作用加剧，硝态氮含量迅速升高。由于3月18日—3月23日期间又有一次降温过程，日平均气温降到0℃以下，
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同氮源对土壤无机氮、玉米产量和氮利用效率的影响[J]. 仝利朋,赵京考,吴德亮. 中国农业科技导报. 2019(06)
[2]冻融交替对土壤氮素转化及相关微生物学特性的影响[J]. 吕欣欣,孙海岩,汪景宽,丁雪丽. 土壤通报. 2016(05)
[3]基于Landsat 8影像的不同燃烧指数在农田秸秆焚烧区域识别中的应用[J]. 马建行,宋开山,温志丹,邵田田,李博男,祁财. 应用生态学报. 2015(11)
[4]冻融对土壤氮素损失及有效性的影响[J]. 陈哲,杨世琦,张晴雯,周华坤,井新,张爱平,韩瑞芸,杨正礼. 生态学报. 2016(04)
[5]施肥水平与耕作模式对紫色土坡耕地地表径流磷素流失的影响[J]. 闫建梅,何丙辉,田太强,乌静淳,杨牧青,梁艳玲. 水土保持学报. 2015(01)
[6]面向作业终端动力需求的装载机循环工况的创建[J]. 邹乃威,黄鸿岛,章二平,戴群亮. 农业工程学报. 2015(01)
[7]冻融循环作用对不同深度土壤各形态氮磷释放的影响[J]. 张迪龙,张海涛,韩旭,于耀淳,洪梅. 节水灌溉. 2015(01)
[8]设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换性能的影响[J]. 范庆锋,虞娜,张玉玲,邹洪涛,张玉龙. 土壤学报. 2014(05)
[9]基于格点降水场的中国东部冬季降水变化特征[J]. 廖荣伟,沈艳,张冬斌. 气象与环境学报. 2013(05)
[10]冻融对湿地土壤可溶性碳、氮和氮矿化的影响[J]. 周旺明,王金达,刘景双,秦胜金,王洋. 生态与农村环境学报. 2008(03)
博士论文
[1]中国玉米根系生物量及空间分布特征[D]. 刘蕾.中国农业大学 2016
[2]玉米和水稻根系的空间分布特性及栽培调控研究[D]. 张玉.广西大学 2014
硕士论文
[1]东北黑土氮素转化和酶活性对水热条件变化的响应[D]. 李源.东北师范大学 2015
本文编号：3578598
【文章来源】：农业工程学报. 2019,35(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
表层土壤氮素原位培养试验装置图a.自然降雨（雪）状态b.削减自然降雨（雪）状态a.Naturalrainfall(snowfall)statusb.Reducednaturalrainfall(snow)status
b,c,drepresentasignificantlevelof5%amongdifferentsamplingtimes,andthetreatmentsthatdidnotmarkasignificantlevelwerebecauseonlyonesoilsamplewastasted,sonosignificantdifferenceanalysiswasperformed,thesamebelow.图3不同下垫面和阶段表层土壤含水率Fig.3Soilmoisturecontentofdifferentunderlyingsurfacesandstagesa不同阶段表层土壤铵态氮浓度aNH4+-Nconcentrationinsoilatdifferentstagesb不同下垫面表层土壤铵态氮浓度bNH4+-Nconcentrationinsoilofdifferentunderlyingsurfaces图4冻融期不同阶段和下垫面表层土壤铵态氮浓度Fig.4NH4+-Nconcentrationinsoilofdifferentunderlyingsurfacesandstagesduringfreezingandthawingperiods
第17期赵强等：季节性冻融区农业土壤矿质氮有效性变化规律原位试验143图5不同下垫面和阶段土壤铵态氮含量Fig.5NH4+-Nconcentrationinsoilofdifferentunderlyingsurfacesandstages2.3冻融期表层土壤硝态氮变化规律分析图6和图7为融化期流域不同阶段和不同下垫面表层土壤浸提液硝态氮含量统计图。由图6a和图7可知，冻结过程（2015年10月26日至2016年3月3日）显著减少了水稻田边河岸、水稻田和玉米田边河岸土壤中硝态氮的含量，而玉米田则显著增加；整体来看冻结后流域土壤硝态氮含量减少了19%，融雪产流初期（3月3日-3月13日）土壤中硝态氮含量进一步减小，并在冻土融化初期（显著融雪期）迅速恢复到冻结前的水平，在进入融雪后期（冻土显著融化期）后不再发生显著变化。此外，经历冻融过程后，土壤含水率的变化对土壤硝态氮的含量无显著影响（图2a和图6a）。造成以上现象的原因是融雪产流初期（3月3日—3月13日），积雪融化导致土壤含水率增加了4.25%（图2a），日平均温度仍小于零度，且经历了5个冻融循环，冻土仍未融化，封闭的缺氧环境使反硝化作用强烈，另一方面硝化细菌对外界环境尤其是温度极为敏感，且其恢复速度缓慢，导致硝化反应较弱[10,24-25]，进而使得3月13日土壤硝态氮含量显著小于其他阶段。而进入融化期以后（3月18日），日最低气温升到0℃以上，冻土融化，土壤通气性变好，硝化细菌逐渐恢复[25]，可供硝化的土壤铵态氮含量较高（图4a），土壤中硝化作用加剧，硝态氮含量迅速升高。由于3月18日—3月23日期间又有一次降温过程，日平均气温降到0℃以下，
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同氮源对土壤无机氮、玉米产量和氮利用效率的影响[J]. 仝利朋,赵京考,吴德亮. 中国农业科技导报. 2019(06)
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[3]基于Landsat 8影像的不同燃烧指数在农田秸秆焚烧区域识别中的应用[J]. 马建行,宋开山,温志丹,邵田田,李博男,祁财. 应用生态学报. 2015(11)
[4]冻融对土壤氮素损失及有效性的影响[J]. 陈哲,杨世琦,张晴雯,周华坤,井新,张爱平,韩瑞芸,杨正礼. 生态学报. 2016(04)
[5]施肥水平与耕作模式对紫色土坡耕地地表径流磷素流失的影响[J]. 闫建梅,何丙辉,田太强,乌静淳,杨牧青,梁艳玲. 水土保持学报. 2015(01)
[6]面向作业终端动力需求的装载机循环工况的创建[J]. 邹乃威,黄鸿岛,章二平,戴群亮. 农业工程学报. 2015(01)
[7]冻融循环作用对不同深度土壤各形态氮磷释放的影响[J]. 张迪龙,张海涛,韩旭,于耀淳,洪梅. 节水灌溉. 2015(01)
[8]设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换性能的影响[J]. 范庆锋,虞娜,张玉玲,邹洪涛,张玉龙. 土壤学报. 2014(05)
[9]基于格点降水场的中国东部冬季降水变化特征[J]. 廖荣伟,沈艳,张冬斌. 气象与环境学报. 2013(05)
[10]冻融对湿地土壤可溶性碳、氮和氮矿化的影响[J]. 周旺明,王金达,刘景双,秦胜金,王洋. 生态与农村环境学报. 2008(03)
博士论文
[1]中国玉米根系生物量及空间分布特征[D]. 刘蕾.中国农业大学 2016
[2]玉米和水稻根系的空间分布特性及栽培调控研究[D]. 张玉.广西大学 2014
硕士论文
[1]东北黑土氮素转化和酶活性对水热条件变化的响应[D]. 李源.东北师范大学 2015
本文编号：3578598
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