火烧对黄土高原典型草原土壤氮素矿化速率的影响
氮素是植物生长发育需求量最大的营养元素之一，但只有无机态氮才能被植物直接吸收和利用。而土壤中的氮大部分以有机态的形式存在，这种有机态的氮在土壤微生物和土壤动物的作用下，转化为被植物吸收利用的无机态的氮，即氮素的矿化。氮素的矿化受多种因素的影响，其中草原火灾是影响黄土高原典型草原土壤一个重要的自然干扰因素。本试验以黄土高原典型草原土壤为研究对象，重点研究火烧对不同深度土壤含水量、pH值、无机氮库以及氮素的矿化过程的影响。结果表明（1）火烧后，上层土壤中氮元素的含量显著减小；（2）火烧后，上下层土壤的含水量均显著减小，并且上层土壤的变化更加显著；火烧后，上层土壤的pH值显著增加，而下层则显著减小；（3）火烧后，上层土壤中铵态氮（NH4+-N）含量增加，下层减小，上下层差异均不显著；而上下层土壤中硝态氮含量均增加，只有上层变化显著；（4）火烧后，上层土壤中氮素矿化和硝化速率增加，下层土壤减少，但差异均不显著。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1 引言1
2 材料与方法2
2.1 站点描述 2
2.2 实验试剂及仪器 2
2.3 取样及取样分析2
2.3.1 风干土壤样品3
2.3.2新鲜土壤样品3
2.4技术路线 3
3 结果与分析 4
3.1 火烧对不同深度土壤总碳、总氮含量的影响4
3.2 火烧对不同深度土壤水分和pH的影响4
3.3 火烧对不同深度土壤中无机养分的影响4
3.4 火烧对不同深度土壤中氮素矿化速率和硝化速率的影响5
4 讨论5
4.1 火烧对不同深度土壤总碳和总氮含量的影响5
4.2 火烧对不同深度土壤水分和pH的影响 5
4.3 火烧对不同深度土壤中无机养分的影响6
4.4 火烧对不同深度土壤中氮素矿化速率和硝化速率的影响6
5 结论 7
致谢7
参考文献7
火烧对黄土高原典型草原土
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
壤氮素矿化速率的影响
生态学 袁凤瑶
引言
1 引言
植物的生长和发育均需要依靠从土壤中摄取的氮元素来维持，但只有无机态的氮才能被植物直接吸收和利用。在土壤中，绝大数的氮元素以有机态的形式存在，并且主要来源为土壤有机碎屑。在适宜的前提条件下，不能被植物直接吸收及利用的有机态氮，可以在土壤微生物、细菌和土壤动物的作用下，转化为可被植物直接吸收和利用的无机态氮的过程，就为矿化过程。矿化后的无机态氮（NH4+N）通过硝化作用，可转化成另外一种无机态氮，即硝态氮（NO3N）。矿化过程是氮素循环中最重要的过程之一，矿化的速率决定了土壤中用于植物生长的氮素的可利用性，而影响植物生长的重要因素正是氮素的可利用性。通过改变植物的氮素利用效率[3]，影响植物的初级生产力和物种组成[12]，改变土壤微生物群落的组成[4]。同时，氮素的可用性也可以调节碳储存和氮微量气体排放量[5]，影响土壤中氮素的流失和气态损失，与环境保护和氮素经济利用有着密切的联系。
以往的研究表明，氮素的矿化过程表现出较高的空间和时间的多样性，也受很多生物及非生物因子的影响，如土壤的温度、水分、含氧量[68]、pH值、总碳、总氮含量、盐碱度、凋落物状况、土壤深度、矿质氮含量、以及土壤动物和微生物的数量、种类、活性和人类活动对土壤生态系统的干扰（如：放牧、施肥及火烧等）。而且，不同的生态系统可能会对这些因素有不同的响应[9]。
火烧作为一种人为或自然的干扰因子，会导致生态系统长期或短期的动态变化[10]。它通过移除地上部的凋落物、立枯体、植被等改变了土壤的温度、含水量[1112]、pH值、土壤有机质及可利用的无机氮和无机养分的含量，从而影响了植物生长和土壤微生物的活动[1314]。有研究认为草地火烧有利于土壤中微生物的活动，因为火烧使土壤中的Ca2+、K+等营养元素以可交换的形式从地上的立枯体和凋落物中大量释放出来，导致微生物种群对养分的吸收量大幅度增加。所以火烧既会改变土壤内部的环境因子，也会影响土壤动物和微生物的种类和数量，从而影响氮素的矿化过程，对植被在生长和发育过程中氮素的可利用性产生极为重要的影响。
多数研究表明，火烧后土壤中铵态氮（NH4+N）的浓度有较大幅度的增长，土壤中硝态氮（NO3N）的浓度略有增加或者变化不大。即，火烧后土壤中的无机氮含量增多，更有益于植物的生长和发育。黄土高原典型草原是属于半干旱黄土覆盖的低山丘陵区，草原火灾是它的一个重要自然干扰因素，了解火烧对其氮素矿化过程的影响，是有效管理本区典型草原生态系统的关键。
因此，本试验以黄土高原典型草原土壤为研究对象，重点研究火烧是如何影响不同深度土壤含水量、pH值、无机氮库以及氮素的矿化过程，进而深层次的探究火烧对特定草原生态系统氮素转化过程的影响。
2 材料与方法
2．1 站点描述
研究样地位于宁夏固原东北部的云雾山国家自然保护区，面积为6700hm2 ，是我国西北保护较好的典型地草原。该区海拔 1800～2100m，年平均气温 5℃。年降雨量 400～450mm，一般丰水年占 28.10%，平水年占35.15%，枯水年占 36.15%，7～9 月份降雨量占年降雨量的 65%～75%。干燥度为 1.5～2.0，蒸发量为 1330～1640mm，无霜期为 112～140d。属温凉半干旱黄土覆盖的低山丘陵区，土壤为黄土母质上发育的淡黑垆土和黄绵土，土层分布均匀深厚，地下水位深，土壤水补充能力差。
2．2实验试剂及仪器
实验试剂：去离子水；0.5mol/L K2SO4溶液
实验仪器：pH计；元素分析仪；天平；烘箱；培养箱；AA3型双通道流动分析仪
2. 3 取样及取样分析
采用随机取样方法，对火烧土壤及非火烧土壤对应点分别采样，每个点采集两个深度的土壤：05cm;525cm，每个处理五个重复。
土样的处理：将采集好的05cm，525cm深度的新鲜土壤样品标记分类，分别磨细并过2mm筛之后，分成两部分并分别用自封袋保存，一部分放入4℃冰箱以便以后测定使用，另一部分放于储存室风干后备用。
2.3.1风干土壤样品
pH值测定：称取10.00g风干土壤样品加入50ml离心管中，加入去离子水25ml（水土比=2.5/1），间歇摇动30分钟，静置分层后利用pH计进行测量。
全氮和全碳含量测定：操作元素分析仪对土壤样品进行测定。
2.3.2新鲜土壤样品
含水量测定：采用烘干法进行测定，取新鲜土样置入105℃烘箱中烘干至恒重后再称量计算。各个样地土壤的含水量为3次重复的平均值。
铵态氮和硝态氮含量测定：称取鲜土12.5g，再加入50ml 0.5mol/L K2SO4溶液浸提过滤，滤液中的铵态氮和硝态氮用AA3型双通道流动分析仪测定。
矿化速率和硝化速率的测定：称取鲜土20g，在100ml呼吸瓶内进行培养，定期调节含水量（为土壤最大持水量的60%）和通气，在25℃的室内，培养30天。在培养开始前和培养结束后，分别对土样中铵态氮和硝态氮的含量进行测定。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1 引言1
2 材料与方法2
2.1 站点描述 2
2.2 实验试剂及仪器 2
2.3 取样及取样分析2
2.3.1 风干土壤样品3
2.3.2新鲜土壤样品3
2.4技术路线 3
3 结果与分析 4
3.1 火烧对不同深度土壤总碳、总氮含量的影响4
3.2 火烧对不同深度土壤水分和pH的影响4
3.3 火烧对不同深度土壤中无机养分的影响4
3.4 火烧对不同深度土壤中氮素矿化速率和硝化速率的影响5
4 讨论5
4.1 火烧对不同深度土壤总碳和总氮含量的影响5
4.2 火烧对不同深度土壤水分和pH的影响 5
4.3 火烧对不同深度土壤中无机养分的影响6
4.4 火烧对不同深度土壤中氮素矿化速率和硝化速率的影响6
5 结论 7
致谢7
参考文献7
火烧对黄土高原典型草原土
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
壤氮素矿化速率的影响
生态学 袁凤瑶
引言
1 引言
植物的生长和发育均需要依靠从土壤中摄取的氮元素来维持，但只有无机态的氮才能被植物直接吸收和利用。在土壤中，绝大数的氮元素以有机态的形式存在，并且主要来源为土壤有机碎屑。在适宜的前提条件下，不能被植物直接吸收及利用的有机态氮，可以在土壤微生物、细菌和土壤动物的作用下，转化为可被植物直接吸收和利用的无机态氮的过程，就为矿化过程。矿化后的无机态氮（NH4+N）通过硝化作用，可转化成另外一种无机态氮，即硝态氮（NO3N）。矿化过程是氮素循环中最重要的过程之一，矿化的速率决定了土壤中用于植物生长的氮素的可利用性，而影响植物生长的重要因素正是氮素的可利用性。通过改变植物的氮素利用效率[3]，影响植物的初级生产力和物种组成[12]，改变土壤微生物群落的组成[4]。同时，氮素的可用性也可以调节碳储存和氮微量气体排放量[5]，影响土壤中氮素的流失和气态损失，与环境保护和氮素经济利用有着密切的联系。
以往的研究表明，氮素的矿化过程表现出较高的空间和时间的多样性，也受很多生物及非生物因子的影响，如土壤的温度、水分、含氧量[68]、pH值、总碳、总氮含量、盐碱度、凋落物状况、土壤深度、矿质氮含量、以及土壤动物和微生物的数量、种类、活性和人类活动对土壤生态系统的干扰（如：放牧、施肥及火烧等）。而且，不同的生态系统可能会对这些因素有不同的响应[9]。
火烧作为一种人为或自然的干扰因子，会导致生态系统长期或短期的动态变化[10]。它通过移除地上部的凋落物、立枯体、植被等改变了土壤的温度、含水量[1112]、pH值、土壤有机质及可利用的无机氮和无机养分的含量，从而影响了植物生长和土壤微生物的活动[1314]。有研究认为草地火烧有利于土壤中微生物的活动，因为火烧使土壤中的Ca2+、K+等营养元素以可交换的形式从地上的立枯体和凋落物中大量释放出来，导致微生物种群对养分的吸收量大幅度增加。所以火烧既会改变土壤内部的环境因子，也会影响土壤动物和微生物的种类和数量，从而影响氮素的矿化过程，对植被在生长和发育过程中氮素的可利用性产生极为重要的影响。
多数研究表明，火烧后土壤中铵态氮（NH4+N）的浓度有较大幅度的增长，土壤中硝态氮（NO3N）的浓度略有增加或者变化不大。即，火烧后土壤中的无机氮含量增多，更有益于植物的生长和发育。黄土高原典型草原是属于半干旱黄土覆盖的低山丘陵区，草原火灾是它的一个重要自然干扰因素，了解火烧对其氮素矿化过程的影响，是有效管理本区典型草原生态系统的关键。
因此，本试验以黄土高原典型草原土壤为研究对象，重点研究火烧是如何影响不同深度土壤含水量、pH值、无机氮库以及氮素的矿化过程，进而深层次的探究火烧对特定草原生态系统氮素转化过程的影响。
2 材料与方法
2．1 站点描述
研究样地位于宁夏固原东北部的云雾山国家自然保护区，面积为6700hm2 ，是我国西北保护较好的典型地草原。该区海拔 1800～2100m，年平均气温 5℃。年降雨量 400～450mm，一般丰水年占 28.10%，平水年占35.15%，枯水年占 36.15%，7～9 月份降雨量占年降雨量的 65%～75%。干燥度为 1.5～2.0，蒸发量为 1330～1640mm，无霜期为 112～140d。属温凉半干旱黄土覆盖的低山丘陵区，土壤为黄土母质上发育的淡黑垆土和黄绵土，土层分布均匀深厚，地下水位深，土壤水补充能力差。
2．2实验试剂及仪器
实验试剂：去离子水；0.5mol/L K2SO4溶液
实验仪器：pH计；元素分析仪；天平；烘箱；培养箱；AA3型双通道流动分析仪
2. 3 取样及取样分析
采用随机取样方法，对火烧土壤及非火烧土壤对应点分别采样，每个点采集两个深度的土壤：05cm;525cm，每个处理五个重复。
土样的处理：将采集好的05cm，525cm深度的新鲜土壤样品标记分类，分别磨细并过2mm筛之后，分成两部分并分别用自封袋保存，一部分放入4℃冰箱以便以后测定使用，另一部分放于储存室风干后备用。
2.3.1风干土壤样品
pH值测定：称取10.00g风干土壤样品加入50ml离心管中，加入去离子水25ml（水土比=2.5/1），间歇摇动30分钟，静置分层后利用pH计进行测量。
全氮和全碳含量测定：操作元素分析仪对土壤样品进行测定。
2.3.2新鲜土壤样品
含水量测定：采用烘干法进行测定，取新鲜土样置入105℃烘箱中烘干至恒重后再称量计算。各个样地土壤的含水量为3次重复的平均值。
铵态氮和硝态氮含量测定：称取鲜土12.5g，再加入50ml 0.5mol/L K2SO4溶液浸提过滤，滤液中的铵态氮和硝态氮用AA3型双通道流动分析仪测定。
矿化速率和硝化速率的测定：称取鲜土20g，在100ml呼吸瓶内进行培养，定期调节含水量（为土壤最大持水量的60%）和通气，在25℃的室内，培养30天。在培养开始前和培养结束后，分别对土样中铵态氮和硝态氮的含量进行测定。
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