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黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献

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第53卷 第2期Vol. 53，No. 2Mar.，2016

2016年3月

土 壤 学 报ACTA PEDOLOGICA SINICA

http：//pedologica. issas. ac. cn初二连校

DOI：10.11766/trxb201508220362黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献*

丛耀辉　张玉玲　张玉龙　虞　娜　邹洪涛　范庆锋　王　展（沈阳农业大学土地与环境学院，农业部东北耕地保育重点实验室，沈阳　110866）

摘　要 采用Bremner法和长期淹水密闭培养法，研究了黑土区不同有机碳水平水稻土有机氮组分及其与可矿化氮的关系。结果表明，土壤酸解氮含量大于非酸解氮。土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例大小的顺序相同，即均为未知态氮＞氨基酸态氮＞氨态氮＞氨基糖态氮。土壤氮素矿化潜力（N0）为38～175.3 mg kg-1，矿化速率常数（k0）为0.022～0.041 d-1。土壤有机碳、全氮含量与氮矿化

潜力（N0）之间均呈显著正相关（p＜0.01或p＜0.05）；土壤C/N、pH与氮素矿化潜力（N0）之间均呈

显著正相关（p＜0.01），而与矿化速率常数（k0）之间则均呈显著负相关（p＜0.05或p＜0.01），因

此，土壤有机碳（氮）、C/N和pH是影响土壤有机氮素矿化的重要因素。相关分析表明，在各组分有机氮中，酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮和非酸解氮均与氮矿化势（N0）关系密切（p＜0.01），但进一

步通过多元回归分析和通径分析表明，酸解氨态氮是对可矿化氮具有直接重要贡献的组分，是土壤可矿化氮的主要来源。关键词 黑土；水稻土；有机氮组分；矿化势中图分类号 S158 文献标识码 A

* 国家自然科学基金项目（41571280，41101276）和国家重点基础研究发展计划（“973”）项目（2011CB100500）资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China（Nos. 41571280 and 41101276）and the National Basic Research Program of China（973 Program）（No. 2011CB100500）† 通讯作者Corresponding author，E-mail：yuling_zhang@163.com

作者简介： 丛耀辉（1990—），男，内蒙古呼伦贝尔人，硕士研究生，从事土壤改良与土壤肥力方面相关工作。E-mail：cong-yh@163.com 收稿日期：2015-08-22；收到修改稿日期：2015-11-16

氮素是作物生长发育过程中必需的大量养分元素［1］。在水稻生产中，水稻吸收的氮素约50%～80%来自于土壤［2］，有机态氮作为土壤氮素的主要组成部分，仅有一些小分子有机态氮可直接被作物吸收利用［3-4］，大部分必需经过矿化作用释放无机氮后才可被作物直接吸收利用。因此，土壤有机氮组分及其矿化能力，对水稻高产和氮素高效利用起着重要作用。不同土壤的有机氮组成不同，其矿化能力存在着明显差异［5-6］。Keeney和Bremner［7］在对26个土样进行好气培养试验中，将参与氮矿化过程的有机氮划分为不同形态的氮。有研究表明，长期施肥条件下的水稻土中氨基酸态氮作为土壤有机氮的主要组成部分，在氮素矿化中起着重要作用［8］，在长

期不同培肥的小麦—玉米轮作制度下塿土的氮素矿化势（N0）与培养前后土壤氨基酸态氮变化量间呈

显著负相关关系［9］。另有研究表明，不同肥力旱田土壤中的氨态氮和氨基酸态氮作为土壤有机氮的主要组成部分，对氮矿化有着直接重大贡献［10］。而Bushong等［11］通过对25种农业土壤研究认为，无论旱田还是稻田土壤，氨基糖态氮中有更多易分解的有机氮组分具有潜在的矿化能力，氨基糖态氮和氨态氮是对矿化氮有重要贡献的组分。Bardgett等［12］通过13C—15N双标记的研究结果显示，未经开垦的棕壤型低生产力草地，植物所吸收的氮主要来自在土壤可溶性氮中占优势的氨基酸态氮。Mishra等［13］研究认为，设施土壤中的微生物量碳和氨基酸态氮能更好的反映土壤的净氮矿化率。http：//pedologica. issas. ac. cn

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初二连校Lu等［14］研究认为，沙土区旱地农业土壤在长期淹水培养条件下，土壤氨态氮对可矿化氮具有主要贡献，而在耗氧培养中，土壤氨基酸态氮和氨态氮是对氮矿化具有重要贡献的组分。以上关于有机氮组分与可矿化氮关系的研究多集中在旱田土壤，而关于寒地稻田土壤的研究报道则较少。目前，多数研究认为淹水培养法测定的矿化氮是评价稻田土壤供氮能力的有效指标［15-16］。土壤水热条件影响土壤有机氮的存在形态及其组成，进而会影响有机氮的矿化能力。东北黑土区气候寒冷，由黑土演变而成的水稻土年淹水时间短，仅为4～5个月，而冻结时间较长；在这种特殊气候条件下，黑土区水稻土有机氮组成特点、氮素矿化特征以及有机氮组分与可矿化氮之间的关系如何？目前尚不清楚。因此，以东北黑土区水稻土为研究对象，研究不同有机碳含量的水稻土可矿化有机氮数量和各组分有机氮含量，探讨土壤有机氮组分与可矿化有机氮的关系，以期明确黑土区水稻土的矿化能力及供氮特点，为该地区黑土的合理利用及水稻土的合理培肥提供理论依据。

1　材料与方法1.1　供试土壤黑土区（122°～132°E，43°～50°N）是中

国东北最重要的粮食生产区，由黑土演变而成的水稻土（《中国土壤系统分类检索（第三版）》命名为简育水耕人为土），已成为中国东北地区重要的水稻土资源之一。本研究土壤样本采集区域为在黑土区内种稻历史较长、稻米品质优、种稻面积较大的绥化市庆安县。绥化市庆安县位于黑龙江省中部，地理位置为127°30′～128°35′E，46°30′～47°35′N，属松嫩平原呼兰河流域中上游，气候温热湿润，年平均气温1.69 ℃，无霜期128 d，年平均降水量577 mm。在采集区域，根据水稻耕作制度（连续种植和一年一熟制）、耕作历史（种植年限大于50年）、施肥管理（不施有机肥，只施化学肥料，同一田块每年N、P和K化肥施用量大致相同，农户常规施N：90～120 kg hm-2、施P2O5：45～60 kg hm-2、K2O：45～75

kg hm-2）、地形（漫岗丘陵区，坡度为1°～5°，地形大致相同），以及土壤肥力（综合自然土壤肥力和水稻产量确定，但主要以自然土壤肥力为主要依据），确定5个不同的水稻生产田块（编号分别为H-1、H-2、H-3、H-4和H-5），将每个田块作为一个采样单元，用GPS记录第一个采样点的位置，再以这一点为中心向四周500 m左右的距离随机采集4个样点，5个样点均匀混合后为一个供试土壤样品。2011年10月进行土壤调查及样品采集，采样深度为0～20 cm。供试土壤基本理化性质见表1。

表1　供试土壤基本理化性质Table 1　Base physico-chemicalproperties of tested soil土壤编号Soil code有机碳Organic carbon（g kg-1）全氮Total nitrogen（g kg-1）碳氮比C/NpH机械组成Mechanical composition（mm，%）

＜0.0020.02～0.002＞0.02H-138.522.6814.376.5236.7723.9739.27H-233.422.4713.536.3036.6325.2038.17H-326.011.9313.486.1239.3214.7545.94H-420.761.6112.895.9532.7324.0443.22H-516.131.3911.605.6632.0816.6951.23

1.2　土壤有机氮组分测定土壤有机氮组分测定采用Bremner法［17］。（1）土壤全氮测定：采用硫酸消煮—半自动开氏定氮（FOSS Kjeltec T M 8100，丹麦）法。（2）酸解液的制备：称取约含10 mg N过100目筛风干土壤样品放入150 ml三角瓶中，加入2滴正辛醇和6mol L-1HCl20ml，摇动充分混合。在120±2 ℃下水解回流12 h后趁热过滤，滤液用NaOH调节pH为6.5±0.3（调节pH时酸解液温度不超过20 ℃，以防止N素损失），定容至100ml，放入4 ℃冰箱http：//pedologica. issas. ac. cn

183丛耀辉等：黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献2期初二连校备用。（3）酸解氮测定：吸取酸解液5ml，置于50ml凯氏管中，加入浓硫酸和催化剂消煮，后用10 ml10 mol L-1NaOH蒸馏法测定酸解氮量。（4）氨态氮测定：吸取酸解液10ml，加入2.5ml 3.5%MgO蒸馏测定。（5）氨态氮+氨基糖态氮测定：吸取酸解液10 ml，加入磷酸—硼砂缓冲液（pH 11.2）10ml，蒸馏法测定氨态氮与氨基糖态氮的总量。（6）氨基酸态氮测定：吸取酸解液10ml，放入50ml小烧杯中，加入0.5molL-1NaOH2ml，置于100℃水浴下加热直至溶液体积浓缩至2～3ml，冷却后加入1g柠檬酸盐缓冲剂和0.2g水合茚三酮，摇匀后再置于100℃水浴下放置10min后，定容至50ml，吸取该溶液20ml放入蒸馏管中，加入20ml磷酸-硼砂缓冲溶液和2ml5molL-1NaOH，蒸馏法测定。（7）其他形态氮：非酸解氮=全氮－酸解氮；氨基糖态氮=（氨态氮+氨基糖态氮）－氨态氮；未知态氮=酸解氮－（氨态氮 + 氨基糖态氮 + 氨基酸态氮）。1.3　土壤有机氮素矿化培养试验土壤有机氮素矿化培养试验采用间歇淹水密闭培养法［18］。称过2mm筛的风干土15.0 g，置于100 ml离心管中，每管加过2 mm筛的石英砂15 g后混匀，每一土样重复3次。（1）向管中加入30 ml蒸馏水，盖紧离心管盖，浸提土样1次，再向管中加入1 mol L-1KCl 30 ml浸提土样2次，最后向管中加30 ml蒸馏水浸提土样2次；每次浸提时，加入蒸馏水或浸提液后搅拌均匀，以4000 r min-1转速离心10 min，每次浸提后将上清液倾入200 ml容量瓶，最后将浸提液定容至200 ml（以测定初始浸提液中的NH4+-N和NO3--N）。（2）将初始浸提后样品加入30ml蒸馏水后搅拌均匀、加盖密封，置于30 ℃恒温箱中培养，于培养的第4、7、14、21、35、49、70、91、126 和161天全部取出按（1）步骤进行浸提，最后将浸提液定容至200 ml；每次浸提后样品均加入30ml蒸馏水后搅拌均匀、加盖密封，置于30 ℃恒温箱中继续培养。累积矿化氮量或可矿化有机氮量的测定：每次取样浸提液中NH4+-N采用AA3自动分析仪（德国）测定，测得的NH4+-N即为该培养时段的矿化氮量或可矿化有机氮量，每次测定的NH4+-N之和即为培养时间内的累积矿化氮，也称为培养时间内的可矿化有机氮。潜在矿化氮量（N0）和矿化速度常数（k0）的计算：以Stanford和Smith［19］提出的一级反应模型，以实测的土壤矿化氮量值，采用非线性拟合建立实测矿化氮量与培养时间关系的一级反应动力学模型。一级反应动力学模型为Nt = N0

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水稻土中腐植质含量与氮素利用效率的关系

水稻土中腐植质含量与氮素利用效率的关系

水稻土中腐植质含量与氮素利用效率的关系水稻是世界上最重要的粮食作物之一，它的主要营养需求之一是氮素。

然而，在水稻生长过程中，由于土壤氮素的损失和低效利用，导致了氮素的过度施用和水环境的污染。

因此，研究水稻土中腐植质含量与氮素利用效率的关系，对于提高水稻产量和持续农业可持续发展具有重要意义。

腐植质是土壤中的一种有机物质，具有良好的保水保肥性质。

它能够提高土壤的肥力，调节土壤的酸碱性和负荷水分的能力。

同时，腐植质还能够与土壤中的氮素发生复杂的相互作用，影响氮素的吸收和利用。

因此，水稻土中腐植质含量与氮素利用效率之间存在着密切的关系。

一方面，腐植质含量的增加可以提高土壤的保水能力，减少水分和氮素的淋失。

腐植质能够吸附水分和溶解的养分，形成稳定的土壤结构，增加土壤的水分保持能力。

这种保水作用可以减少氮素在土壤中的淋失，降低农田中氮素的损失。

因此，腐植质含量高的水稻土可以提高氮素的利用效率，减少氮肥浪费。

另一方面，腐植质的分解也能够释放出有机氮，为水稻提供氮源。

在水稻生长的过程中，腐植质中的有机氮可以通过微生物分解转化为无机氮，成为水稻根系吸收的氮源。

因此，腐植质含量高的土壤能够提供更多的氮素供应，提高水稻的氮素利用效率。

除了腐植质含量的影响外，土壤中的微生物活动也是影响水稻氮素利用效率的重要因素之一。

微生物是腐植质分解的关键参与者，它们能够通过分解腐植质释放出有机氮。

然而，土壤中的微生物数量和活性受到环境因素的影响，如土壤氧气含量、温度和湿度等。

因此，合理调控土壤环境条件，促进微生物的生长和活动，有助于提高水稻土中腐植质的分解和氮素的利用效率。

此外，水稻根系对腐植质和氮素的吸收能力也是影响氮素利用效率的重要因素。

水稻根系具有较高的吸收能力，它们通过分泌根系分泌物和与土壤微生物协同作用来获取和吸收土壤中的腐植质和氮素。

因此，通过优化水稻根系的形态和解剖结构，可以提高水稻对土壤中腐植质和氮素的吸收效率，提高氮素利用率。

长期施肥对黑土水溶性碳含量和碳矿化的影响

长期施肥对黑土水溶性碳含量和碳矿化的影响

长期施肥对黑土水溶性碳含量和碳矿化的影响
长期施肥对黑土水溶性碳含量和碳矿化的影响
以农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站长期定位试验为平台,研究了长期施肥对黑土水溶性碳(WSOC)和矿化碳的影响.结果表明,施肥对土壤WSOC的含量有很大影响,比较而言,单施化肥对WSOC含量无明显影响,而施加有机肥可使黑土WSOC含量增加,土壤对水溶性有机碳的吸附量与平衡前水溶性有机碳的浓度显著相关,有机肥与无机肥料配施可以提高土壤矿化碳含量.
作者：刘丽周连仁苗淑杰 LIU Li ZHOU Lian-ren MIAO Shu-jie 作者单位：东北农业大学资源与环境学院,哈尔滨,150030 刊名：水土保持研究ISTIC PKU英文刊名：RESEARCH OF SOIL AND WATER CONSERVATION 年，卷(期)：2009 16(1) 分类号：S153.61 关键词：长期施肥黑土水溶性碳可矿化碳。

黑土区农田氮磷淋溶消减措施

黑土区农田氮磷淋溶消减措施

黑土区农田氮磷淋溶消减措施*
张 伟1, 王 睿1**, 李思琪1, 鲁彩艳2, 解宏图2, 隋跃宇3, 张秀芝4
(1. 大气边界层物理与大气化学国家重点实验室/中国科学院大气物理研究所 北京 100029; 2. 中国科学院沈阳应用生态 研究所 沈阳 110016; 3. 中国科学院东北地理与农业生态研究所 哈尔滨 150081; 4. 吉林省农业科学院 长春 130033)
* 国家重点研发计划项目(2016YFD0800103)和国家自然科学基金青年项目(41603075)资助
** 通信作者: 王睿, 主要从事土壤氮循环研究。E-mail: wangrui@
张伟, 主要从事土壤生物地球化学循环模拟研究。E-mail: zhangwei87@
China (41603075). ** Corresponding author, E-mail: wangrui@
Received Jun. 24, 2020; accepted Aug. 20, 2020

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中国生态农业学报(中英文) 2021
Academy o33, China)
Abstract: Black soil (Mollisol) is a fertile and productive soil type found in Northeast China and is important for China’s maize production. Large amounts of synthetic fertilizers are applied to meet the increasing cereal production demands but have low efficiency, leaving excessive nitrogen and phosphorus in the soil. This excess increases the risk of agricultural nonpoint pollution, black soil degradation, and surface/underground water pollution, threatening drinking water security. Studies conducted in the black soil region indicate that nitrogen and phosphorus leaching intensities are lower in the cereal croplands than in the other regions, especially those in the North China Plain. However, residual nitrogen and phosphorus remaining in soils
黑土研究报告

黑土研究报告

标题：基层管理者素质与角色认知观后感前言：作为一个在职基层管理者，我一直对自己的素质和角色认知有着较高的要求。

最近，我观看了一部关于基层管理者素质和角色认知的纪录片，深受启发。

以下是我的观后感。

一、基层管理者的素质1.1 专业素质：作为基层管理者，具备扎实的专业知识和技能是非常重要的。

只有通过不断学习和提升自己的专业素养，才能更好地应对工作中的各种挑战。

1.2 沟通能力：良好的沟通能力是基层管理者必备的素质之一。

与员工、上级以及其他部门进行有效的沟通和协调，能够更好地推动工作的开展，增强团队的凝聚力。

1.3 领导能力：作为基层管理者，领导能力是至关重要的。

要善于激励员工，并能够引导他们朝着共同的目标努力。

同时，还需要具备决策能力和解决问题的能力，能够在复杂的情况下做出正确的决策。

1.4 学习能力：基层管理者需要具备不断学习的能力，随时调整自己的思维和方法。

在快速变化的社会中，只有保持学习的状态，才能更好地适应新的工作环境和需求。

二、基层管理者的角色认知2.1 服务员工的角色：基层管理者首要的责任是为员工提供良好的工作环境和发展机会。

他们应该关注员工的需求和问题，积极倾听和解决员工的困难，推动员工的成长和发展。

2.2 沟通协调者的角色：基层管理者需要与各个部门和层级进行有效的沟通和协调。

他们应该能够传递上级的要求和决策，并能够及时反馈下属的意见和建议，实现信息的畅通和工作的协调。

2.3 创新引领者的角色：作为基层管理者，不仅要按照规章制度进行工作，还要具备创新精神和开拓能力。

他们应该鼓励员工提出新的想法和建议，促进团队的创新和进步。

2.4 团队组织者的角色：基层管理者需要合理组织和调配团队资源，确保工作的顺利进行。

他们应该明确分工和责任，并能够激励团队成员充分发挥自己的能力，实现团队目标的达成。

结语：通过观看这部纪录片，我深刻认识到作为基层管理者，必须具备全面的素质和正确的角色认知。

只有不断提升自己的专业素养，加强与员工的沟通，发挥领导和组织能力，才能更好地履行自己的职责，推动工作的顺利进行。