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华北盐渍化草地土壤净氮矿化速率对不同水平氮添加的响应
徐小惠, 刁华杰, 覃楚仪, 郝杰, 申颜, 董宽虎, 王常慧
植物生态学报    2021, 45 (1): 85-95.   DOI: 10.17521/cjpe.2020.0153
摘要   (1032 HTML44 PDF(pc) (1629KB)(2288)  

对于养分贫瘠的盐渍化草地生态系统, 大气氮沉降如何影响土壤氮循环过程是一个目前尚未解决的问题。该研究在位于华北地区山西省右玉县境内的盐渍化草地建立了一个模拟氮沉降的试验平台, 设置8个氮添加水平, 分别为0、1、2、4、8、16、24、32 g·m-2·a-1 (N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24、N32), 生长季5-9月, 每月月初以喷施的方式等量添加NH4NO3。从2017年5月到2019年10月, 运用顶盖PVC管法每月一次进行净氮矿化速率的测定同时计算了净氮矿化速率对不同水平氮添加的敏感性。主要结果表明: (1)高水平氮添加(N16、N24、N32)显著增加土壤无机氮库; (2)该盐渍化草地土壤氮矿化以硝化作用为主, 经过3年氮添加以后, 高氮添加(N24、N32)显著促进了土壤净硝化速率, 并且不同氮添加水平在不同的月份和年份中表现出差异性响应; (3)不同氮添加水平对土壤净氮矿化敏感性的影响在不同降水年份差异显著, 短期低水平氮添加提高了土壤净氮矿化的敏感性, 而高水平氮添加降低土壤净氮矿化敏感性; (4)盐渍化草地土壤净氮矿化速率与土壤温度和水分呈正相关关系, 与土壤pH呈负相关关系。因此, 在当前氮沉降增加的背景下, 北方盐渍化草地土壤氮矿化速率对低氮添加的敏感性较高, 结合氮沉降的特点, 未来模型预测应该同时考虑氮沉降对盐渍化草地的可能影响。



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图3 2017-2019年华北盐渍化草地不同氮添加水平铵态氮、硝态氮和无机态氮含量变化(平均值+标准误)。不同小写字母表示差异显著(p < 0.05)。*表示施肥和对照的差异性在0.05水平上显著; **表示施肥和对照差异性在0.01水平上显著。小图中不同颜色对应柱状图的不同氮添加水平。
正文中引用本图/表的段落
土壤铵态氮、硝态氮和总的无机氮含量随着氮添加量的增加显著上升(p < 0.05, 图3), 但是并没有随着施肥年限的增加出现累积效应。与对照相比, 氮添加后2017年的铵态氮含量变化范围为0.38- 0.62 mg·kg-1, N2、N8、N16处理使得铵态氮含量显著增加(p < 0.05), 分别增加61.70%、51.09%、30.87%;2018年氮添加水平为N16时使铵态氮含量显著增加(p< 0.05), 增加了61.31%; 2019年从N16开始铵态氮含量显著增加(p < 0.05), 分别增加了103.25%、106.07%和111.64%。2017-2019年, 硝态氮和无机氮含量随着施氮水平的增加而增加, 氮添加水平为N16处理时会显著增加土壤的无机氮含量(p< 0.05), 并且随着施氮水平的增加而显著增加, 2019年的铵态氮、硝态氮和无机氮含量高于2017和2018年的含量。硝态氮含量显著高于铵态氮含量(p < 0.05), 可以看出无机氮含量的变化主要是由硝态氮含量的变化引起。
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