植物生态学报 ›› 2019, Vol. 43 ›› Issue (1): 77-84.DOI: 10.17521/cjpe.2018.0218
所属专题: 全球变化与生态系统
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牟静1,宾振钧2,李秋霞1,卜海燕1,张仁懿1,徐当会1,*()
收稿日期:
2018-09-11
接受日期:
2018-10-31
出版日期:
2019-01-20
发布日期:
2019-04-25
通讯作者:
徐当会
基金资助:
MOU Jing1,BIN Zhen-Jun2,LI Qiu-Xia1,BU Hai-Yan1,ZHANG Ren-Yi1,XU Dang-Hui1,*()
Received:
2018-09-11
Accepted:
2018-10-31
Online:
2019-01-20
Published:
2019-04-25
Contact:
XU Dang-Hui
Supported by:
摘要:
为了解全球气候变化背景下氮沉降对土壤氮矿化的影响及硅添加对土壤氮矿化的促进作用, 该试验设置不同浓度的氮肥单独添加(0、20、40、60 g·m -2, 分别为对照CK、N20、N40、N60)以及与硅肥配施(硅酸4 g·m -2, Si4), 测定不同处理下0-20、20-40、40-60 cm土层土壤硝态氮含量、铵态氮含量、净硝化速率、净氨化速率以及净矿化速率。结果显示: (1)单独添加氮肥, 各土层土壤硝态氮和铵态氮含量均随处理浓度的增加而增加, 0-20 cm土层N20、N40、N60处理下土壤硝态氮和铵态氮分别较CK增加63.48%、126.04%、247.03%和80.66%、152.52%、244.56%; 随着土层深度增加, 土壤硝态氮、铵态氮含量均有下降, 20-40、40-60 cm土层较0-20 cm土层硝态氮含量分别平均减少53.90%、76.05%, 铵态氮含量分别平均减少48.62%、68.23%。(2)土壤净硝化速率、净氨化速率及净矿化速率随着氮肥浓度增加均呈上升趋势。相同氮肥添加浓度下, 土壤净硝化速率、净氨化速率和净矿化速率随着土层深度增加逐渐下降(除CK外)。(3)与单独添加氮肥比较, 氮硅肥配施, 土壤氮含量有显著提高, 在0-20 cm土层硝态氮和铵态氮较CK分别增加98.78%、192.62%、330.16%和99.96%、195.82%、306.32%, 20-40、40-60 cm土层也有类似趋势。同时, 氮硅配施促进了土壤氮矿化行为, 在0-20 cm土层, N60Si4处理下的土壤净硝化速率、净氨化速率较单独施氮时分别增加35.88%、27.41%。以上结果表明, 与单独氮肥添加相比, 氮硅配施不但能提高土壤氮含量, 而且能促进土壤氮的矿化作用, 对大气氮沉降有一定的缓解作用。
牟静, 宾振钧, 李秋霞, 卜海燕, 张仁懿, 徐当会. 氮硅添加对青藏高原高寒草甸土壤氮矿化的影响. 植物生态学报, 2019, 43(1): 77-84. DOI: 10.17521/cjpe.2018.0218
MOU Jing, BIN Zhen-Jun, LI Qiu-Xia, BU Hai-Yan, ZHANG Ren-Yi, XU Dang-Hui. Effects of nitrogen and silicon addition on soil nitrogen mineralization in alpine meadows of Qinghai-Xizang Plateau. Chinese Journal of Plant Ecology, 2019, 43(1): 77-84. DOI: 10.17521/cjpe.2018.0218
图1 青藏高原高寒草甸不同施氮浓度下不同土层硝态氮含量变化(平均值±标准误差, n = 6)。CK、N20、N40、N60, 分别添加NH4NO3 0、20、40、60 g·m-2; Si4, 添加硅酸4 g·m-2。不同小写字母表示处理间差异显著(p < 0.05)。
Fig. 1 Change of NO3--N content in alpine meadows of Qinghai-Xizang Plateau under different nitrogen concentrations (mean ± SE, n = 6). CK, N20, N40, N60, added NH4NO3 0, 20, 40, 60 g·m-2, respectively; Si4, added silicic acid 4 g·m-2. Different lowercase letters indicate significant differences among treatments (p < 0.05).
图2 青藏高原高寒草甸不同施氮浓度下不同土层铵态氮含量变化(平均值±标准误差, n = 6)。CK、N20、N40、N60, 分别添加NH4NO3 0、20、40、60 g·m-2; Si4, 添加硅酸4 g·m-2。不同小写字母表示处理间差异显著(p < 0.05)。
Fig. 2 Change of NH4+-N content in alpine meadows of Qinghai-Xizang Plateau under different nitrogen concentrations (mean ± SE, n = 6). CK, N20, N40, N60, added NH4NO3 0, 20, 40, 60 g·m-2, respectively; Si4, added silicic acid 4 g·m-2. Different lowercase letters indicate significant differences among treatments (p < 0.05).
图3 青藏高原高寒草甸不同施氮浓度下土壤净硝化速率(平均值±标准误差, n = 6)。CK、N20、N40、N60, 分别添加NH4NO3 0、20、40、60 g·m-2; Si4, 添加硅酸4 g·m-2。不同小写字母表示处理间差异显著(p < 0.05)。
Fig. 3 Net nitrification rates under different nitrogen concentrations in alpine meadows of Qinghai-Xizang Plateau (mean ± SE, n = 6). CK, N20, N40, N60, added NH4NO3 0, 20, 40, 60 g·m-2, respectively; Si4, added silicic acid 4 g·m-2. Different lowercase letters indicate significant differences among treatments (p < 0.05).
图4 青藏高原高寒草甸不同施氮浓度下土壤净氨化速率(平均值±标准误差, n = 6)。CK、N20、N40、N60, 分别添加NH4NO3 0、20、40、60 g·m-2; Si4, 添加硅酸4 g·m-2。不同小写字母表示处理间差异显著(p < 0.05)。
Fig. 4 Net ammonification rates under different nitrogen concentrations in alpine meadows of Qinghai-Xizang Plateau (mean ± SE, n = 6). CK, N20, N40, N60, added NH4NO3 0, 20, 40, 60 g·m-2, respectively; Si4, added silicic acid 4 g·m-2. Different lowercase letters indicate significant differences among treatments (p < 0.05).
图5 青藏高原高寒草甸不同施氮浓度下土壤净矿化速率(平均值±标准误差, n = 6)。CK、N20、N40、N60, 分别添加NH4NO3 0、20、40、60 g·m-2; Si4, 添加硅酸4 g·m-2。不同小写字母表示处理间差异显著(p < 0.05)。
Fig. 5 Net mineralization rates under different nitrogen concentrations in alpine meadows of Qinghai-Xizang Plateau (mean ± SE, n = 6). CK, N20, N40, N60, added NH4NO3 0, 20, 40, 60 g·m-2, respectively; Si4, added silicic acid 4 g·m-2. Different lowercase letters indicate significant differences among treatments (p < 0.05).
来源 Source | 第三类平方和 Type III sum of squares | df | 均方 Mean Square | F | 显著性 Sig. |
---|---|---|---|---|---|
校正模型 Corrected Model | 1 436 023.182a | 8 | 179 502.898 | 5 325.359 | 0.000 |
截距 Intercept | 1 238 798.353 | 1 | 1 238 798.353 | 36 751.753 | 0.000 |
NSi | 906 007.721 | 2 | 453 003.860 | 13 439.383 | 0.000 |
SD | 318 252.753 | 2 | 159 126.376 | 4 720.844 | 0.000 |
NSi × SD | 211 762.709 | 4 | 52 940.677 | 1 570.605 | 0.000 |
误差 Error | 606.729 | 18 | 33.707 | ||
总计 Total | 2 675 428.265 | 27 | |||
校正后总数 Corrected total | 1 436 629.912 | 26 |
表1 施肥、土壤深度对青藏高原高寒草甸土壤净矿化速率的双因素方差分析结果
Table 1 Two-factor variance analysis between fertilization and soil depths on soil net mineralization rate in alpine meadows of Qinghai-Xizang Plateau
来源 Source | 第三类平方和 Type III sum of squares | df | 均方 Mean Square | F | 显著性 Sig. |
---|---|---|---|---|---|
校正模型 Corrected Model | 1 436 023.182a | 8 | 179 502.898 | 5 325.359 | 0.000 |
截距 Intercept | 1 238 798.353 | 1 | 1 238 798.353 | 36 751.753 | 0.000 |
NSi | 906 007.721 | 2 | 453 003.860 | 13 439.383 | 0.000 |
SD | 318 252.753 | 2 | 159 126.376 | 4 720.844 | 0.000 |
NSi × SD | 211 762.709 | 4 | 52 940.677 | 1 570.605 | 0.000 |
误差 Error | 606.729 | 18 | 33.707 | ||
总计 Total | 2 675 428.265 | 27 | |||
校正后总数 Corrected total | 1 436 629.912 | 26 |
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