开垦对荒漠土壤微生物群落结构特征的影响

以古尔班通古特沙漠南缘典型流域（玛纳斯河、吉木萨尔河、三工河、四工河、水磨河）的绿洲农田与毗邻荒漠土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）方法分析不同开垦年限的土壤微生物生物量、群落结构、多样性变化特征。结果表明：荒漠开垦后,土壤微生物总PLFA含量、真菌PLFA、细菌PLFA、革兰氏阳性菌（G⁺）和革兰氏阴性菌（G^-）PLFA含量均显著增加。荒漠开垦5 a内,细菌PLFA与G^-PLFA增长更强烈,使得真菌PLFA/细菌PLFA比值降低了48%,G⁺PLFA/G^-PLFA比值（革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA比值）降低了67%。但随着开垦年限的延长,这两个比值没有显著变化,表明与开垦年限相比,荒漠的开垦行为对土壤微生物群落结构有着更加强烈的影响。随着开垦年限的增加,土壤微生物群落多样性总体呈上升趋势。虽然荒漠在开垦50 a后多样性指数略有下降,但仍远高于荒漠土壤。土壤微生物总PLFA含量和大部分菌群PLFA含量与土壤电导率显著负相关,与全氮和有机碳显著正相关。荒漠在开垦过程中灌溉增加了土壤水分且降低了土壤盐分,全氮和有机碳含量增加,这些改变是土壤微生物群落变化的主要原因。荒漠开垦有助于提高土壤微生物PLFA含量、改善土壤微生物的群落结构、丰富土壤微生物群落多样性,有利于土壤质量的提高。     

Response of Microbial Communities in Soil to Multi-level Warming in a Highland Barley System of the Lhasa River

No studies have examined the effect of experimental warming on the microbial biomass and community composition of soil in agricultural ecosystem on the Qinghai-Tibet Plateau. Thus it is unclear whether the influences of experimental warming on microbial communities in soil are related to warming magnitude in croplands on this Plateau. This study performed warming experiment (control, low- and high-level) in a highland barley system of the Lhasa River in May 2014 to examine the correlation between the response of microbial communities in soil to warming and warming magnitude. Topsoil samples (0-10 and 10-20 cm) were collected on September 14, 2014. Experimental warming at both low and high levels significantly increased soil temperature by 1.02 ℃ and 1.59 ℃, respectively at the depth of 15 cm. Phospho lipid fatty acid (PLFA) method was used to determine the microbial community in soil. The low-level experimental warming did not significantly affect the soil’s total PLFA, fungi, bacteria, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), actinomycetes, gram-positive bacteria (G⁺), gram-negative bacteria (G^-), protozoa, the ratio of fungi to bacteria (F/B ratio), and ratio of G⁺ to G^- (G⁺/G^- ratio) at the 0-10 and 10-20 cm depth. The low-level experimental warming also did not significantly alter the composition of microbial community in soil at the 0-10 and 10-20 cm depth. The high-level experimental warming significantly increased total PLFA by 74.4%, fungi by 78.0%, bacteria by 74.0%, AMF by 66.9%, actinomycetes by 81.4%, G⁺ by 67.0% and G^- by 74.4% at the 0-10 cm depth rather than at 10-20 cm depth. The high-level experimental warming significantly altered microbial community composition in soil at the 0-10 cm depth rather than at 10-20 cm depth. Our findings suggest that the response of microbial communities in soil to warming varied with warming magnitudes in the highland barley system of the Lhasa River.     

玉米秸秆还田和有机配施提高黑土酸中和容量

长期施用化肥导致农田黑土酸化、盐基离子耗竭、养分失衡及作物重金属污染等诸多问题。本文依托吉林公主岭国家黑土肥效监测基地25 a的施肥试验,研究了不施肥对照（C）、N、NP、NK、PK、NPK、厩肥—化肥配施（MNPK）、玉米秸秆还田（SNPK）等8个施肥处理对土壤酸中和容量（ANC）的影响,N、P、K施用量分别为165 kg hm^-2 a^-1、36 kg hm^-2 a^-1、68.5 kg hm^-2 a^-1,MNPK和SNPK处理与NPK处理为等N量。结果表明,施化肥导致表土pH下降0.37~1.39,MNPK和SNPK处理分别提高土壤pH值0.21和0.53。以pH 5.0为参比,N、NP、NK、PK、NPK各处理的酸中和容量ANC_{pH 5.0}分别为对照的42.85%、61.79%、54.05%、82.26%、63.68%;MNPK处理的ANC_{pH 5.0}是对照的1.86倍;加酸160 mmol kg^-1,SNPK处理的土壤pH值仅从7.65降至6.42,表现出极强的酸中和能力。SNPK和MNPK处理的土壤交换性盐基总量SEB分别是对照的1.37和1.14倍,土壤有机质SOM分别是对照的1.32和1.63倍,二者是提高土壤ANC主要原因。总之,有机物料添加显著提高了黑土抗酸化性能及土壤基础肥力水平,研究结果可为东北黑土区玉米秸秆还田保护性耕作及有机肥部分替代化肥实践提供长期试验的理论依据和数据支撑。     

施肥对新垦绿洲风沙土肥力及碳积累的影响

利用2005年安排在临泽边缘绿洲沙地农田的长期施肥定位试验,研究不同用量有机肥、化肥、有机肥和化肥配施对绿洲沙地土壤肥力及有机碳积累的影响。试验包括高量有机肥单施(M3),氮磷化肥单施(NP3),低、中、高量氮磷钾化肥单施(NPK1,NPK2,NPK3),及低、中、高量氮磷钾化肥配施高、中、低量有机肥9个处理(NPK1M3,NPK2M2,NPK3M1),测定分析10年后不同施肥处理耕层(0~20 cm)土壤物理化学性状特征及有机碳动态。结果表明:施有机肥及有机无机配施处理较单施化肥处理容重下降0.13 g·cm^-3,田间持水量提高6.7%,单施有机肥、有机无机配施较单施化肥,土壤有机碳(SOC)和全氮含量分别提高64.8%、36.3%和64.9%、49.5%。高量施用氮磷化肥和氮磷钾化肥处理全磷含量最高,有机肥及有机无机配施较单施化肥有效氮含量显著增加,有机无机配施及高量施用磷肥土壤有效磷积累明显,高量施用有机肥能显著提升有效钾含量。连续施肥处理10年后,SOC含量提高了1.68~2.84倍,土壤全氮、全磷、碱解氮及有效磷均有一定程度的提高,但单施化肥及有机肥与氮磷化肥配施有效钾含量下降。SOC的积累速率单施化肥、有机无机配施、单施有机肥处理分别为0.27、0.59,0.87 g·kg^-1·a^-1。增施有机肥、适量减少化肥投入、氮磷钾化肥的平衡施用是绿洲沙地农田土壤肥力持续提升的施肥管理对策。     

Soil Priming Effect Mediated by Nitrogen Fertilization Gradients in a Semi-arid Grassland,China

The priming effect is well acknowledged in soil systems but the effect of nitrogen (N) fertilization remains elusive. To explore how N modifies the priming effect in soil organic matter (SOM), one in situ experiment with ¹³C labeled glucose addition (0.4 mg C g^-1 soil, 3.4 atom % ¹³C) was conducted on soil plots fertilized with three gradients of urea (0, 4 and 16 g N m^-2 yr^-1). After glucose addition, the soil CO₂ concentration and phospholipid fatty acid (PLFA) were measured on day 3, 7, 21 and 35. The study found that N fertilization decreased soil CO₂, PLFA and the fungi to bacteria ratio. Glucose triggered the strongest positive priming in soil at 0 g N m^-2 yr^-2, meanwhile N fertilization decreased SOM-derived CO₂. Soil at 4 g N m^-2 yr^-2 released the largest amount of glucose-derived carbon (C), likely due to favorable nutrient stoichiometry between C and N. Stable microbial community biomass and composition during early sampling suggests “apparent priming” in this grassland. This study concludes that N fertilization inhibited soil priming in semi-arid grassland, and shifted microbial utilization of C substrate from SOM to added labile C. Diverse microbial functions might be playing a crucial role in soil priming and requires attention in future N fertilization studies.     

A Meta-analysis of the Effects of Warming and Elevated CO2 on Soil Microbes

Soil microbes play important roles in terrestrial ecosystem carbon and nitrogen cycling. Climatic warming and elevated CO₂ are two aspects of climatic change. In this study, we used a meta-analysis approach to synthesise observations related to the effects of warming and elevated CO₂ on soil microbial biomass and community structure. Ecosystem types were mainly grouped into forests and grasslands. Warming methods included open top chambers and infrared radiators. Experimental settings included all-day warming, daytime warming and nighttime warming. Warming increased soil actinomycetes and saprotrophic fungi, while elevated CO₂ decreased soil gram-positive bacteria (G⁺). Mean annual temperature and mean annual precipitation were negatively correlated with warming effects on gram-negative bacteria (G^-) and total phospholipid fatty acid (PLFA), respectively. Elevation was positively correlated with the warming effect on total PLFA, bacteria, G⁺ and G^-. Grassland exhibited a positive response of total PLFA and actinomycetes to warming, while forest exhibited a positive response in the ratio of soil fungi to bacteria (F/B ratio) to warming. The open top chamber method increased G^-, while the infrared radiator method decreased the F/B ratio. Daytime warming rather than all-day warming increased G^-. Our findings indicated that the effects of warming on soil microbes differed with ecosystem types, warming methods, warming times, elevation and local climate conditions.     

氮添加降低了半干旱草原土壤呼吸但未改变其温度敏感性

半干旱生态系统土壤呼吸(Rs)对氮添加的响应机制仍有待探索。本研究在中国半干旱草原设置不同氮添加水平(0、2、4、8、16、32 gN m-2 yr-1),测定土壤呼吸速率、土壤温湿度、微生物磷脂脂肪酸、土壤理化性质与地上生物量等指标,探讨氮添加对土壤呼吸及其温度敏感性(Q10)的影响。结果表明:氮添加显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)和无机氮(IN)的含量,降低了土壤pH值,对地上生物量(ABM)无显著影响。氮添加降低了磷脂脂肪酸(PLFAs)的总量,降低了真菌细菌比(F:B),提高了革兰氏阳性阴性菌比(G+:G–)。氮添加显著降低了土壤呼吸,N2、N4、N8、N16和N32处理下的土壤呼吸分别比对照N0变化了–2.58%、14.86%、22.62%、23.97%和19.87%,结构方程模型表明,氮添加通过降低PLFAs总量和改变微生物组成降低土壤呼吸。氮添加对温度敏感性(Q10)、土壤总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响均不显著,表明氮添加减轻了土壤碳的损失,且不会改变全球变暖背景下土壤有机碳矿化的潜力。     

河西绿洲农田土壤呼吸特征及其对长期施肥的响应

以河西走廊典型的荒漠绿洲新垦农田为研究对象,设置9个施肥处理（高量有机肥,M3;高量氮磷肥,NP3;低量氮磷肥+高量有机肥,NP1M3;低量氮磷钾肥,NPK1;中量氮磷钾肥,NPK2;高量氮磷钾肥,NPK3;低量氮磷钾肥+高量有机肥,NPK1M3;中量氮磷钾肥+中量有机肥,NPK2M2;高量氮磷钾肥+低量有机肥,NPK3M1）,于2019—2020年7—8月采用LI-COR 8100对玉米农田土壤呼吸进行观测,分析土壤呼吸的变化、日动态及其主要影响因素。结果表明：（1）不同施肥处理,土壤呼吸速率M3>NP3>NPK1M3>NPK3M1>NPK2M2>NP1M3>NPK2>NPK3>NPK1,单施有机肥能显著提高土壤呼吸速率,较其他处理增长22.1%—41.4%。（2）不同施肥措施土壤呼吸日变化呈单峰曲线,峰值出现在13：00—16：00,土壤呼吸日变化主要受土壤温度变化的影响。（3）土壤温度和土壤湿度分别解释了土壤呼吸变化的24.2%—44.8%和7.7%—36.4%,土壤呼吸与土壤温度显著正相关,而与土壤湿度无显著相关性,不同施肥处理土壤呼吸温度敏感性系数Q₁₀值1.419—1.600。（4）土壤呼吸与有机质、总氮、总碳、碱解氮存在显著正相关关系,施用有机肥使土壤有机质、总氮、总碳、碱解氮分别提升188.9%、80.5%、79.3%、147.0%,进而促进土壤呼吸,土壤呼吸与玉米产量无显著关系。不同的施肥措施会对土壤质量和土壤呼吸产生不同影响,有机肥和氮磷钾化肥的平衡施用,能够在提升土壤质量的同时减少碳排放,可在生产实践中采用。     

基于水环境化学及稳定同位素联合示踪的土地利用类型对地下水体氮素归趋影响

识别复杂土地利用类型对地下水体氮素归趋的影响一直是非点源污染研究中的重点及难点。本文采用水环境化学及同位素联合示踪法对具有复杂地类的三江平原阿布胶河流域地下水体中氮素归趋进行解析研究。结果表明：研究区域内地下水体中存在严重的氮素污染,部分点位超出标准限值近4倍。土地利用类型不仅是氮素浓度和水化学类型演变的主导因素,而且对地下水体氮素循环过程及氮素来源产生了重要的影响。其中：在林地区域内,硝态氮占主导,氮素主要来源于土壤有机氮硝化;在城镇区域内,硝态氮超标,具有较高的氯离子浓度,主要来源于粪便及废水,受硝化过程所控制;在水田区域：铵态氮超标,具有较高的硝酸盐同位素值（δ ¹⁵N-NO₃ ^-和δ ¹⁸O-NO₃ ^-）且二者存在显著的线性关系,表明存在着显著的反硝化过程。在旱田区域,硝态氮占主导,氮素来源及循环过程较为复杂,受反硝化及雨水混合过程等多重影响,难以单一使用同位素示踪法进行溯源解析。通过联合水化学解析法能进一步揭示该区域氮素污染主要来源于肥料施用。因此,通过联合示踪法能够补充复杂土地利用区域氮素来源识别工作的缺陷,提升地下水体氮素归趋识别的精度。     

施肥及刈割对干旱地区紫花苜蓿产量和品质的影响

在黄土高原中部干旱区采用随机区组试验,研究3个施氮水平(0、51.75、103.5 kg·hm^-2)和3个磷水平(0、126、252 kg·hm^-2)下不同刈割次数(3、4次)对“甘农3号”紫花苜蓿种植当年和第2年产量、株高、再生速度及品质的影响,并对紫花苜蓿生长两年中各指标进行比较.结果表明:干旱地区“甘农3号”紫花苜蓿在具备灌溉条件下,种植当年施肥可显著提高产量、株高和再生速度,且4次刈割下显著高于3次刈割;施肥也能增加紫花苜蓿粗蛋白含量,降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量,4次刈割下品质更好;高氮低磷处理(N 103.5 kg·hm^-2+P₂O₅ 126 kg·hm^-2)下效果最好,单施氮肥较单施磷肥效果好.同时,第2年紫花苜蓿产量显著高于第1年,第1年增幅较第2年明显,说明在试验地区,“甘农3号”紫花苜蓿种植当年施肥更有效,第2年施肥仍有益;在灌溉和配施N103.5 kg·hm^-2+P₂O₅ 126 kg·hm^-2条件下,种植当年即可实现4次刈割.     

氮素和水分添加对贝加尔针茅草原土壤氨氧化微生物群落结构的影响（英文）

应用PCR-DGGE技术研究了连续2年氮素、水分添加处理对贝加尔针茅草原土壤氨氧化细菌(AOB)16S r RNA基因和古菌(AOA)amo A基因遗传多样性的影响。结果表明,土壤硝化势在水分添加低氮(N30)和非水分添加高氮(N300)处理下较对照显著升高(P0.05),在水分添加高氮(N200、N300)处理下较对照急剧下降(P0.05)。不同处理下氨氧化细菌的群落结构变化较氨氧化古菌敏感,氮素添加显著改变了氨氧化微生物的群落结构,在高氮素处理下,氨氧化细菌的多样性指数有下降的趋势,而古菌的多样性则有升高的趋势,表明氨氧化古菌在高氮素下生长比较活跃。发育树分析的结果表明,非水分添加处理下,氨氧化细菌的群落由亚硝化螺菌属的Cluster 1、Cluster 3和Cluster 4组成,水分添加处理下由亚硝化螺菌属Cluster 3、Cluster 4和亚硝化单胞菌属的Cluster 6组成,而氨氧化古菌群落在水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和water lineage组成,在非水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和Cluster 5组成,两种水分输入机制下,氨氧化微生物群落的不同组成说明,水分在调节氨氧化微生物群落结构方面有重要作用。此外,氨氧化细菌群落多样性与全氮,NH4+和NO3-的含量呈显著负相关,而古菌群落与其呈显著正相关,说明氨氧化细菌与古菌对氮素和水分添加有不同的且互补的反应机制。     

腾格里沙漠东南缘植被恢复过程中土壤微生物量及酶活性

土壤微生物量和酶活性是反映土壤功能的关键指标,也是土壤恢复和环境变化的指示器。以流动沙丘为对照,研究了腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层0~5、5~10、10~20 cm土壤微生物量碳氮和酶活性随植被恢复的变化特征。结果显示：土壤微生物碳氮含量和脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶活性均随植被恢复年限延长而增大,随土层深度增加而减小,不同年代植被区及不同土层间差异均显著（P<0.05）。其中0~5 cm土层变化最明显,经过62年植被恢复后土壤微生物碳氮量和脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶活性分别增加了16.44、8.79、3.99、3.01、2.54、19.35、0.77、0.65、16.61倍,年平均变化速率分别为1.55、0.21 mg·kg^-1和6.14×10^-4、1.25×10^-2、9.32×10^-4、6.05×10^-2、8.22×10^-5、9.07×10^-5、4.24×10^-3 mg·g^-1·h^-1。土壤微生物量和酶活性与土壤理化性质高度相关,除与沙粒、容重呈负相关关系外,与土壤粉粒、黏粒、pH、电导率、有机碳、无机碳、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量呈正相关关系。这表明种植旱生灌木能够有效促进沙地土壤功能恢复并改善沙区环境。     

宁夏哈巴湖国家级自然保护区土壤养分5年变化

测定了宁夏哈巴湖国家级自然保护区2013、2018年沙柳（Salix psammophila）群落、油蒿（Artemisia ordosica）群落、锦鸡儿（Caragana microphylla + C. korshinskii）群落和长芒草（Stipa bungeana）群落142个样点的土壤有机质、全氮和全磷含量,分析了土层20 cm处5年间土壤养分的变化。结果表明：从2013年到2018年,整个保护区土壤有机质显著增加52.46%,土壤全氮显著增加154.14%,土壤全磷增加21.75%;油蒿群落57个样点土壤有机质、全氮和全磷含量的增加量高于整个自然保护区,土壤有机质显著增加57.64%,土壤全氮显著增加323.50%,土壤全磷显著增加33.58%。5年来宁夏哈巴湖国家级自然保护区土地沙漠化得到了逆转,同时土壤养分的变化也开始影响植物群落的波动。     

氮肥及秸秆有益于提高设施番茄土壤芽孢杆菌及假单胞菌的种群数量

Root zone N management can reduce N fertilizer input and avoid nitrate pollution in greenhouse tomato production; however, little information is available on how reduced N affects soil microbes, especially dominant bacteria populations in long-term continuous greenhouse systems. This study investigated the effects of different combinations of N and straw on the population size of soil total bacteria and two dominant bacteria (Pseudomonas spp. and Bacillus spp.), and microbial community structure in a 6-year greenhouse tomato trial. The treatments were basal fertilizer (10 t ha-1 chicken manure; control), conventional high N treatment [600 kg N ha-1], conventional high N treatment with wheat straw, reduced N treatment [300 kg N ha-1 less than conventional], and reduced N treatment with wheat straw. Six years of reduced mineral N fertilization did not lead to a decrease in fruit yield. Both mineral N fertilizer and straw increased the numbers of soil bacteria (Bacillus spp. and Pseudomonas spp.) compared with the control, but the numbers were not affected by the amount of mineral N fertilizer (high vs reduced). Different denaturing gradient gel electrophoresis patterns were evidence that soil bacterial communities were changed by N treatments and straw application, but little difference in bacterial diversity was detected between high N and reduced N treatments. These results indicated that a reduction in N fertilizer input was possible in greenhouse tomato production and was beneficial in sustainable agriculture.     

生物炭对兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)连作土壤的改良作用

连作障碍严重影响兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)的产量和品质。生物炭在土壤改良中具有一定的作用。将竹炭和稻壳炭加入兰州百合连作土壤,测定了土壤生物化学性质,探讨生物炭对连作退化土壤的改良效应。结果表明:(1)生物炭的添加提高了百合连作土壤的有机质、碱解氮、有效磷和有效钾的含量。(2)生物炭的施用在一定程度上提高了土壤酶活性。(3)利用Illumina Miseq平台检测了土壤样品微生物群落,与对照相比,添加生物炭使微生物群落结构发生了明显的变化,有益细菌鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的丰度升高,而兰州百合主要致病真菌镰刀菌属(Fusarium)的丰度下降,降低了枯萎病发生的可能。(4)在盆栽试验中,各处理的根系活力和生物量皆高于对照,生物量提高11.85%～13.21%,根系活力提高了57.88%～58.88%。施用生物炭对克服兰州百合的连作障碍、提高土壤肥力有明显的促进作用。     

5种荒漠短命植物养分再吸收对水氮添加的响应

人类活动和全球气候变化导致的大气N沉降升高和降水格局的变化,将会影响植物-土壤系统的养分循环。研究了5种荒漠优势短命植物在N添加和增加降水处理下,叶片N、P含量变化及叶片N、P的再吸收特征。结果表明:自然情况下,荒漠植物叶N、P含量相对较高(平均值分别为30.1 mg·g^-1、3.6 mg·g^-1),而叶片N:P很低(6.8~10.5);荒漠短命植物叶N再吸收率(NRE,34.08%)低于P再吸收率(PRE,73.03%);叶片养分含量和再吸收率在物种间的差异极显著;N添加对NRE和PRE没有显著影响;N添加使尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、条叶庭荠(Alyssum linifolium)和卷果涩荠(Malcolmia scorpioides)N再吸收度(NRP)减小,使丝叶芥(Leptaleum filifolium)和齿稃草(Schismus arabicus)的NRP增加,对P再吸收度(PRP)影响很小。不同含量N添加处理对NRE没有显著影响,但对PRE具有显著影响;增加降水对NRE具有显著影响,使NRE增加(丝叶芥除外),对PRE、NRP和PRP没有显著影响,但PRE和NRP增加,PRP变化很小;N添加和增加降水对NRE没有显著交互作用,对PRE具有显著交互作用,但其变化因物种而异。总之,N输入增加和降水格局的变化,显著改变了荒漠短命植物养分状态及再吸收特征,这将对短命植物群落组成及所处荒漠生态系统养分循环产生重要影响。     

河西走廊荒漠绿洲过渡带封育对土壤和植被的影响

在河西走廊荒漠绿洲过渡带,封育天然植被是植被群落恢复、防止绿洲沙漠化的有效措施。以流动沙丘作为对照(0年),对封育5年和15年的半固沙和固定沙丘植被群落以及土壤进行调查取样和分析。结果表明:随着封育年限增加,天然固沙植被群落生物多样性增加,灌木层和草本层植物密度、盖度和生物量都显著增加,灌木层盖度从10%增加到40%,草本层以一年生草本植物为主,物种从5种增加到8种,生物量从1 g·m^-2增加到13 g·m^-2。随着天然植被盖度增加,土壤表层沙土细粒化明显,沙土中黏粉粒含量显著增加,土壤质地由粗质沙粒向细质沙粒转变;随着沙土中黏粉粒成分的增加,沙土有机质、全氮、全磷含量也增加,灌丛下土壤养分含量高于灌丛间,“沃岛效应”明显。同时,在灌丛下表层土壤出现明显的盐分集聚现象,其中SO₄^2-、K⁺、Na⁺含量分别增加了6、3、17倍。在降水100 mm左右的荒漠绿洲过渡带,封育可以显著恢复固沙植被群落和提高沙土质地和养分。     

察布查尔县土壤碳氮磷钾垂直分布规律研究

以察布查尔县1 191~2 656 m不同海拔草原土壤为研究对象,研究有机质（外加热法,10.18~74.3 3 mg·kg^-1）、全氮（自动凯氏定氮仪,0.17~2.6 g·kg^-1）、碱解氮（扩散法,14.9 7~198.72mg·kg^-1）、磷元素（钼锑抗比色法,全磷：0.12~0.76 g·kg^-1、速效磷：20.7 4~153.64 mg·kg^-1）,钾元素（火焰光度计法,全钾：9.81~18.64 g·kg^-1、速效钾：659.05~1 001.45 mg·kg^-1）含量垂直分布特征。结果表明碳、氮、磷、钾均随土层深度的增加而降低;除钾元素外碳、氮、磷随海拔高度的增加而上升;相关性分析结果显示,0~20 cm土层中,海拔高度与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.838^**）,与土壤有机、全氮呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.831^*、R=0.751^*）;有机质与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.988^**）,与全磷呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.726^*）,20~40 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全氮、全磷呈正相关,与速效磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮成正极显著性相关（p < 0.05,R=0.867^**、R=0.970^**）,碱解氮与全氮呈正极显著相关（p < 0.05,R=0.914^**）,40~60 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全磷呈正相关,与速效磷、全磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.884^**、R=0.966^**）,与速效磷、全钾呈正相关,与全磷、速效钾呈负相关;碱解氮与全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.952^**）。     

施氮对高寒草甸草原植物群落和土壤养分的影响

于2013-2014年在青藏高原东缘测定了不同梯度施氮后植物群落特征、牧草营养和土壤质量的变化,并分析了施氮后的经济效益。结果表明:(1)施氮显著增加了各功能群植物的高度和禾本科功能群植物盖度,而对莎草科和豆科植物盖度无显著影响;施氮显著增加了禾本科、莎草科、豆科和植物群落生物量,降低了杂类草盖度和生物量,其中施肥量为30.86～38.58 g·m^-2时效果最为显著。(2)施氮显著增加了0～20 cm土层根系生物量;施氮当年显著增加了根冠比,施氮第2年根冠比无显著变化。(3)施氮不同程度降低了高寒草甸草原植物群落多样性,其中,施肥量在30.86～38.58 g·m^-2时最低。(4)施氮不同程度地提高了禾本科、莎草科和杂类草植物的粗蛋白含量,降低了各功能群植物纤维含量;施氮不同程度提高了高寒草甸草原土壤养分和有机碳含量,其中在施肥量为30.86～38.58 g·m^-2时最高。(5)施氮当年和第二年净收益均在施肥量为30.86 g·m^-2时最大,分别为1 860元·hm^-2和878元·hm^-2。施氮缓解了青藏高原东缘高寒草甸草原植物生长的营养限制,提高了可食牧草产量,30.86～38.58 g·m^-2可作为该区最佳施氮水平。     

Fertilizer Consumption and Energy Input for 16 Crops in the United States

Fertilizer use by U.S. agriculture has increased over the past few decades. The production and transportation of fertilizers (nitrogen, N; phosphorus, P; potassium, K) are energy intensive. In general, about a third of the total energy input to crop production goes to the production of fertilizers, one-third to mechanization, and one-third to other inputs including labor, transportation, pesticides, and electricity. For some crops, fertilizer is the largest proportion of total energy inputs. Energy required for the production and transportation of fertilizers, as a percentage of total energy input, was determined for 16 crops in the U.S. to be: 19–60% for seven grains, 10–41% for two oilseeds, 25% for potatoes, 12–30% for three vegetables, 2–23% for two fruits, and 3% for dry beans. The harvested-area weighted-average of the fraction of crop fertilizer energy to the total input energy was 28%. The current sources of fertilizers for U.S. agriculture are dependent on imports, availability of natural gas, or limited mineral resources. Given these dependencies plus the high energy costs for fertilizers, an integrated approach for their efficient and sustainable use is needed that will simultaneously maintain or increase crop yields and food quality while decreasing adverse impacts on the environment.