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应用^(15)N自然丰度值揭示不同氮源对设施土壤氨挥发的贡献
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作者 田峪萍 双睿辰 +2 位作者 刘原庆 王立刚 孟凡乔 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期242-251,共10页
【目的】我国设施蔬菜生产中普遍存在着氮肥施用过量、氨气(NH_(3))挥发损失严重等问题。通过^(15)N自然丰度法,研究不同肥料类型对土壤NH_(3)挥发的影响,并定量分析其贡献率,为实现降低氮素损失的氮肥科学管理提供依据。【方法】开展为... 【目的】我国设施蔬菜生产中普遍存在着氮肥施用过量、氨气(NH_(3))挥发损失严重等问题。通过^(15)N自然丰度法,研究不同肥料类型对土壤NH_(3)挥发的影响,并定量分析其贡献率,为实现降低氮素损失的氮肥科学管理提供依据。【方法】开展为期40天的番茄盆栽培养试验,供试土壤为棕壤,未施过肥也未种植过作物,供试作物为番茄。试验设置4个处理,即不施氮肥(CK)和等量施氮(N3 g/pot)条件下单施鸡粪有机肥(M)、单施尿素(U)、有机肥半量替代尿素(MU)处理。利用被动采样器测定了土壤NH_(3)挥发速率和累积排放量,并借助^(15)N自然丰度方法估算肥料和土壤氮对NH_(3)挥发的贡献。【结果】基肥施用后3~6天内,NH_(3)挥发速率迅速增加并达到高峰,之后逐渐降低,直至第33天恢复到施肥前水平。与MU和U处理相比,M处理的净NH_(3)挥发累积量分别显著降低了60.8%和63.1%(P<0.05),MU较U处理的NH_(3)减排效果不显著(4.62%),相应的NH_(3)挥发系数分别为1.37%(U)、1.29%(MU)及0.51%(M)。施肥处理中,δ^(15)N-NH_(3)值随NH_(3)挥发的进行而迅速降低,然后逐渐增加至施肥前水平,M处理的δ^(15)N-NH_(3)均值高于MU和U处理。^(15)N同位素混合方程计算显示,在番茄生产中肥料对NH_(3)挥发的贡献比例为:M处理中鸡粪贡献30.5%,U处理中尿素贡献53.1%,MU处理中鸡粪和尿素分别贡献28.6%和56.6%。【结论】等量施氮条件下,单施鸡粪产生的NH_(3)挥发量远低于尿素,鸡粪和尿素等量氮配施对NH_(3)挥发的减排效果不显著。根据同位素分馏效应计算结果,单施鸡粪、尿素对土壤NH_(3)挥发源的贡献比例分别为30.5%、53.1%,鸡粪和尿素配施时二者对土壤NH_(3)挥发源的贡献比例分别为28.6%、56.6%,贡献比例与单施差异不大。因此,控制化肥氮施用量是减少NH_(3)挥发的关键。 展开更多
关键词 氨挥发 ^^(15)n自然丰度 激发效应 设施番茄 分馏效应
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二氧化碳倍增对植物叶片^(15)N自然丰度的影响
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作者 李蕾 吴明君 +4 位作者 林冰艳 孙嫣然 徐艺宁 汪旭明 巩晓颖 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第3期298-306,共9页
大气CO_(2)浓度上升通常会提高植物生产力并伴随叶片氮含量的下降。然而大气CO_(2)如何影响叶片^(15)N丰度及其相关机理还不清楚。以小麦和向日葵为实验材料,测定了两个CO_(2)浓度(410与820μmol•mol^(-1))处理下叶片的氮同位比值(δ^(1... 大气CO_(2)浓度上升通常会提高植物生产力并伴随叶片氮含量的下降。然而大气CO_(2)如何影响叶片^(15)N丰度及其相关机理还不清楚。以小麦和向日葵为实验材料,测定了两个CO_(2)浓度(410与820μmol•mol^(-1))处理下叶片的氮同位比值(δ^(15)N)和氮含量。结果表明:小麦和向日葵叶片氮含量随CO_(2)浓度升高呈下降趋势,然而δ^(15)N对CO_(2)浓度倍增的响应存在差异。在高CO_(2)浓度处理下小麦叶片δ^(15)N显著下降6.5‰,而向日葵叶片δ^(15)N小幅上升2.1‰,且叶片和地上部生物量显著增加。基于此,小麦的氮营养特征符合氮同化受限假说,而向日葵符合稀释效应假说。小麦叶片δ^(15)N随叶龄或者细胞年龄的增加而显著下降,因此在利用^(15)N来研究植物氮代谢时需要区分叶龄的影响。整合分析结果表明,CO_(2)浓度升高导致非豆科C_(3)植物的δ^(15)N显著下降达0.3‰,与小麦的研究结果相符。综上所述,限制硝态氮同化是CO_(2)影响植物氮代谢和^(15)N丰度的重要机制。 展开更多
关键词 植物氮代谢 氮同化 ^^(15)n自然丰度 CO_(2)浓度 叶龄 氮利用效率 氮含量 稀释效应
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应用^(15)N自然丰度法测定测固氮植物的固氮量Ⅲ.参比植物的选择 被引量:10
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作者 杜丽娟 施书莲 +3 位作者 周克瑜 曹亚澄 孙国庆 邢光熹 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期210-212,共3页
本文研究了应用^(15)N自然丰度法测定所选用的参比植物(夏季和越冬草本豆科植物和灌木豆科植物)的固氮百分率。结果表明,参比植物选择的合适与否,对^(15)N自然丰度法尤为重要,选择的参比植物不合适,不仅有可能使计算出... 本文研究了应用^(15)N自然丰度法测定所选用的参比植物(夏季和越冬草本豆科植物和灌木豆科植物)的固氮百分率。结果表明,参比植物选择的合适与否,对^(15)N自然丰度法尤为重要,选择的参比植物不合适,不仅有可能使计算出的固氮百分率偏高或偏低,甚至会得出极不合理的数值,这也说明该法既有其独特的优点,但亦有相当大的局限性。 展开更多
关键词 参比植物 ^^15n自然丰度 固氮百分率
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长期施用家畜废弃物堆肥对土壤剖面^(15)N自然丰度的影响 被引量:4
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作者 赵炳梓 张佳宝 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期879-887,共9页
通过对两个长期田间试验的研究 ,分析了日本火山灰土 (Andisols)及其溶液中15N自然丰度(δ15N)在土壤剖面的分布 ,其目的是为了评价δ15N值能否作为预测家畜废弃物氮在迁移转化过程中形成的NO3 N污染的指标。在日本中央农业综合研究中心... 通过对两个长期田间试验的研究 ,分析了日本火山灰土 (Andisols)及其溶液中15N自然丰度(δ15N)在土壤剖面的分布 ,其目的是为了评价δ15N值能否作为预测家畜废弃物氮在迁移转化过程中形成的NO3 N污染的指标。在日本中央农业综合研究中心 (NARC)进行了 6年的试验处理包括 :猪场废弃物堆肥 (猪粪堆肥 ) ,缓释尿素 (缓释肥 ) ,普通铵态氮肥 (普通化肥 ) ,及不施肥 (对照 ) ;而在日本农业研究所(NARI)进行了 1 2年的试验则包括三个施用量的牛场废弃物堆肥 (牛粪堆肥 ) ,以该地长期不施肥的森林土壤 (森林 )作为对照。研究结果表明在NARC长期施用猪粪堆肥显著改变了δ15N值在土壤剖面的分布模式 ,猪粪堆肥小区 0~ 2 0cm的δ15N值最高 ,然后按对照≥普通化肥 >缓释肥排列 ,原因主要为猪粪堆肥本身的δ15N值较高及其随后在土壤中的转化等反应 ;缓释肥处理后的土壤δ15N值最低 ,表明缓释肥施入土壤后的循环速率较慢或相对于施肥量其损失较低。在NARI,土壤δ15N值随着施肥量的增加而升高。同样不施肥条件下 ,NARI的森林土壤剖面的δ15N值比相对应的NARC的对照土壤剖面值高 1~ 2个δ单位。NARC土壤剖面 1 0 0cm收集的土壤溶液的δ15N值的大小排列为 :猪粪堆肥 >普通化肥≥对照 >缓释肥 ;并且普通化肥小区土壤溶? 展开更多
关键词 家畜 废弃物堆肥 土壤剖面 ^^15n自然丰度 影响因素 田间试验 日本火山灰土
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太湖上游不同类型过境水氮素污染状况 被引量:26
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作者 许海 刘兆普 +1 位作者 焦佳国 杨林章 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期43-49,共7页
利用GPS定位,在春、夏、秋、冬4个季节,对地处太湖上游宜兴地区受农田径流、农村生活污水、水产养殖和畜禽养殖污水污染的过境水体氮素污染状况进行了调查,对不同类型水体中不同形态氮浓度的季节性变化特征进行了分析,比较了不同类型水... 利用GPS定位,在春、夏、秋、冬4个季节,对地处太湖上游宜兴地区受农田径流、农村生活污水、水产养殖和畜禽养殖污水污染的过境水体氮素污染状况进行了调查,对不同类型水体中不同形态氮浓度的季节性变化特征进行了分析,比较了不同类型水体的15N自然丰度。结果表明:不同类型过境水氮素污染严重,人为影响强烈,不同的农业生产和人类活动具有不同的污染特征;受农田径流影响的河流,水体受铵态氮污染的风险较小,受硝态氮的污染较重;农村居民区河流主要受农村生活污水影响,水体铵态氮负荷较高;畜禽养殖场附近的河流受养殖污水的影响,水体的氮素污染最为严重,尤其是铵态氮负荷最高;相比之下,养殖鱼塘水体总氮最低,主要以有机氮为主;水体氮素污染受河流季节性环境演变的影响,表现为夏季浓度最低,冬季浓度最高;农田施肥是太湖氮污染的主要来源,但在丰水期生活污水和畜禽养殖废水也会成为太湖重要的污染源。 展开更多
关键词 太湖流域 氮素 污染 过境水 ^^15n自然丰度
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东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的变化特征 被引量:19
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作者 贾树海 张佳楠 +6 位作者 张玉玲 党秀丽 范庆锋 王展 虞娜 邹洪涛 张玉龙 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1252-1262,共11页
【目的】分析东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮含量及其密度和^(13)C、^(15)N自然丰度值的动态变化,探讨旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的固定能力及其稳定性,揭示旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的演变规律,为东北黑土的合理利用和培... 【目的】分析东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮含量及其密度和^(13)C、^(15)N自然丰度值的动态变化,探讨旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的固定能力及其稳定性,揭示旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据。【方法】结合野外实地调查,选择典型黑土区旱田土壤(种植大豆年限大于60年)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,旱田改稻田前种植历史基本相同,均为大豆),利用稳定同位素分析技术,研究旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】旱田改稻田25年间,在0—60 cm土层,土壤有机碳和全氮含量的变化趋势均表现为:在改种的前3年迅速下降,降幅分别为13.60%—43.27%和10.40%—40.60%,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐增加的趋势,且在20—60 cm土层出现累积,但在3—5年期间增加幅度较大,在5—25年期间增加较为缓慢,在改种17—25年期间,稻田土壤有机碳和全氮含量均高于旱田土壤;0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度的变化趋势与其含量的变化趋势大致相同,在改种的3年间0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度分别降低了26.53%和21.89%,在改种5—25年间0—60 cm土层稻田土壤有机碳和全氮密度均大于旱田土壤,增幅分别为9.87%—21.48%和10.2%—19.3%;旱田改稻田后,土壤全氮与有机碳的变化密切相关,土壤全氮与有机碳的含量、密度之间均呈显著线性正相关关系(P<0.01)。在0—60 cm土层,土壤δ^(13)C值在改种的3年间明显上升,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐下降趋势,且大于5年的稻田土壤δ^(13)C值均低于旱田土壤,而土壤δ^(15)N值在改种的25年间随改种年限延长呈逐年下降趋势,各年限稻田土壤δ^(15)N值均低于旱田土壤,相同年限土壤的δ^(13)C值和δ^(15)N值均随着土层加深而增大;0—40 cm土层土壤δ^(13)C值与土壤有机碳含量之间呈显著线性负相关关系(P<0.01),但各土层土壤δ^(15)N值与土壤全氮含量之间则无显著相关性。【结论】东北黑土区旱田改稻田大于5年后,稻田土壤具有明显的固碳(氮)能力,稳定性碳(氮)在20—60 cm土层累积;改种稻田年限小于5年,应注重有机碳(氮)的补充,以维持和提高土壤有机碳(氮)水平。 展开更多
关键词 黑土 旱田改稻田 土壤有机碳 土壤全氮 ^δ^(13)C自然丰度 ^δ^(15)n自然丰度
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施氮和燕麦/箭筈豌豆间作比例对系统干物质量和氮素利用的影响 被引量:20
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作者 张小明 来兴发 +3 位作者 杨宪龙 王自奎 蒋海亮 沈禹颖 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期489-498,共10页
【目的】本研究于大田试验条件下探究了燕麦(Avena sativa L.)/箭筈豌豆(Vicia sativa L.)间作系统饲草干物质产量、土地当量比(LER)及氮素吸收利用等对施氮和不同间作比例的响应,以期为该地区多元化粮改饲种植模式的建立提供理论依据... 【目的】本研究于大田试验条件下探究了燕麦(Avena sativa L.)/箭筈豌豆(Vicia sativa L.)间作系统饲草干物质产量、土地当量比(LER)及氮素吸收利用等对施氮和不同间作比例的响应,以期为该地区多元化粮改饲种植模式的建立提供理论依据。【方法】大田试验于2012年在兰州大学庆阳黄土高原试验站进行,设不施氮(N0)和施氮N 46 kg/hm^2(N_(46))两个氮水平,在每个氮水平下各设7个燕麦与箭筈豌豆间作比例(1∶0、4∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶4和0∶1)。于箭筈豌豆的花期和乳熟期,测定并分析了饲草的干物质产量、土地当量比及吸氮量;在花期,分析测定了箭筈豌豆的生物固氮量;在箭筈豌豆的乳熟期,分析了不同间作比例下间作系统的氮肥偏生产力(PFP_N)。【结果】生长至第60 d(花期)和第90 d(乳熟期)时,N_(46)水平下系统的平均干物质总产量较N0水平分别提高了31.6%和24.2%;N0水平下系统的干物质产量分别在2∶1和1∶0下达到最大值,较箭筈豌豆单作分别提高了102.5%和107.9%,N_(46)水平下分别在1∶1和4∶1下最大,较箭筈豌豆单作分别提高了103.5%和111.1%。生长至花期(第60 d)时,N0水平下间作系统的LER值均大于1,生长至乳熟期(第90 d)时,N_(46)水平下除4∶1外均小于1。施氮后箭筈豌豆的生物固氮量降低了50.6%,燕麦的吸氮量占比平均增加了17.2%。4∶1间作比例下系统的氮肥偏生产力(PFP_N)最大。无论施氮与否,燕麦相对于箭筈豌豆的氮素营养竞争比率(CROV)在4∶1间作比例下均达到最大值,之后随着箭筈豌豆种植比例的增加而呈降低趋势。【结论】施氮提高了间作系统中燕麦的吸氮量占比和体系干物质总产量,但降低了箭筈豌豆的固氮量。在4∶1间作比例下,系统具有较高的作物产量、土地当量比和氮肥利用效率。 展开更多
关键词 黄土高原 ^^(15)n自然丰度 生物固氮 氮阻遏 氮素利用效率
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Impact of Cutting a Clover Crop on the Nitrogen Supplied to Winter Wheat in an Intercropping System 被引量:1
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作者 孙振中 欧阳竹 +1 位作者 李发东 武兰芳 《Journal of Resources and Ecology》 CSCD 2012年第1期73-79,共7页
The major function of clover in a winter wheat–white clover intercropping system is to supply nitrogen (N) for the wheat. A field experiment was conducted at Yucheng Comprehensive Station of the Chinese Academy of ... The major function of clover in a winter wheat–white clover intercropping system is to supply nitrogen (N) for the wheat. A field experiment was conducted at Yucheng Comprehensive Station of the Chinese Academy of Sciences, to evaluate the effect of cutting white clover on N fixation and the transfer of fixed N to the associated winter wheat. A method of 15N natural abundance was used to determine the nitrogen dynamics in the intercropping system. The results showed that the amount of N transferred from the clover to the wheat, throughout the growing season, varied between 34.4 and 57.5 kg ha-1. Compared to leaving the clover standing, cutting the clover increased the amount of N that accumulated in the soil and also resulted in reduced N concentrations in the leaves and stems of the wheat. Using the cut clover as mulch between wheat rows led to decreased N concentrations in the wheat plants’ leaves and stems. The present study provides preliminary information on the amount of N transferred from clover to wheat in an intercropping system. 展开更多
关键词 InTERCROPPInG winter wheat white clover nitrogen transfer 15n natural abundance method
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