夜间增温下不同施氮量对麦季土壤酶活性的影响
：本试验采用农田主动增温系统，研究花前夜间增温下不同施氮量对不同生育期冬小麦田块土壤理化性质和土壤酶活性的影响，为全球气候变暖背景下冬小麦合理的氮肥施用量提供一定理论依据。采取田间试验，以扬麦13作为供试品种，设置对照和夜间增温两个处理，施用三个水平的氮肥，其中包括低氮N1:150kg·hm-2，中氮N2:225kg·hm-2，高氮N3:375kg·hm-2。测定不同处理间土壤酶活性，并与土壤氮含量进行相关性分析。结果表明夜间增温下，土壤蔗糖酶活性随着施氮量的增加而增加，土壤过氧化氢酶活性随着施氮量的增加而降低，前者各处理间差异显著。土壤蔗糖酶活性与土壤全氮、NO3--N和 NH4+-N含量呈正相关，土壤过氧化氢酶活性与土壤全氮、NH4+-N和 NO3--N含量呈负相关。在未来气温增加的趋势下，合理的氮肥施用量有利于土壤中有机物的积累和土壤酶活性的维持。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 试验区概况 3
1．2 试验方案 3
1．3 土样采集及测定方法 3
1．3．1 土壤温湿度的测定 3
1．3．2 土壤氮含量的测定 4
1．3．3 土壤酶活性的测定 4
1．4 数据处理与分析 4
2 结果与分析 4
2．1 增温对土壤温湿度的影响 4
2．1．1 增温对土壤温度的影响 4
2．1．2 增温对土壤湿度的影响 5
2．2 增温与施氮对土壤氮含量的影响 6
2．2．1 增温与施氮对土壤全氮含量的影响 6
2．2．2 增温与施氮对土壤硝态氮含量的影响 7
2．2．3 增温与施氮对土壤铵态氮含量的影响 8
2．3 增温与施氮对土壤酶活性的影响 9
2．3．1 增温与施氮对土壤蔗糖酶的影响 9
2．3．2 增温与施氮对土壤过氧化氢酶的影响 10
2．4 土壤酶活性和土壤氮含量的相关性 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3 讨论与结论 12
3．1 增温和施氮对土壤氮含量的影响 12
3．2 增温和施氮对土壤酶活性的影响 13
参考文献： 15
夜间增温下不同施氮量对麦季土壤酶活性的影响
引言
引言
小麦是我国旱地栽培面积最大的作物之一，耕地的营养条件对于冬小麦产量与品质形成具有重要的影响。最近的100年是过去1000年中气候最暖的，而最近20多年又是过去100年中最暖的，且13个最暖的年份均出现在1983年以后，全球表面平均温度在过去一个世纪中已上升了0.6℃，并在高纬度和高海拔地区温度升幅更大[1]。从空间分布看，北半球增温较南半球明显，北半球中，高纬度比低纬度明显，我国北方增温比南方明显。从季节分布看，冬季增温明显，秋、春季次之，夏季增温不十分明显。从日变化看，夜间气温特别是最低气温升高比较明显，白天气温特别是最高气温升高不明显[2]。近100年，我国气温上升了0.5℃~0.8℃，略低于全球平均值。我国气候变暖最明显的地区在东北、华北、西北地区，西北地区变暖幅度高于全国平均值。IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第五次气候变化报告指出，过去的130年里全球升温0.85℃。预计到本世纪末，全球地表气温将比本世纪初升高0.3℃至4.8℃[3]。气候变暖将导致微生物对土壤有机质的分解加快，从而加速土壤养分的变化[4]。Beier等[5]对灌木自然生态系统进行研究认为增温加速了土壤有机物质分解，促进了生态系统碳磷循环。气候变暖对有机质分解速率的提高，导致土壤中碳的缺失，并可能有效缓解气候变暖的速率[2]。而自工业革命以来随着氮肥合成技术的成熟，氮肥在农业上的过量施用也造成了氮沉降的发生，2030年全球氮沉降量预计达105kgNa–1。
土壤酶作为一种生物催化剂广泛参与着土壤中的各类生物化学反应，其活性常用以表征土壤中物质、能量代谢旺盛程度，土壤养分转化能力的强弱与植物养分的有效性。有研究者将氮、磷、钾肥的最佳用量定义为能产生最大脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性的用量。由于其对环境等外界因素引起的变化较敏感，成为土壤生态系统变化的预警和敏感指标[6]。
气温升高情况下，土壤微生物的生物量和土壤酶动力学特征会受到直接的影响，在适当范围内随温度的升高土壤酶活性也升高，低温和高温都会抑制土壤酶活性。有研究发现，随着较高温度持续时间的延长，土壤微生物呼吸作用对温度升高响应的敏感性将逐渐降低，产生温度适应现象(Acclimation)[7]，从而减缓土壤呼吸随温度升高而增加的量。张彬[8]研究发现苗期以后，全天增温和白天增温处理都提高了小麦土壤的蔗糖酶活性，而夜间增温处理除20072008年小麦灌浆期外，都显著的降低了土壤的蔗糖酶活性。白春华等[9]全天增温处理与对照相比蔗糖酶活性在2007—2009年均有一定的增加，而2010年酶活性却降低了4.81%。温度升高一定程度上可以使土壤蔗糖酶活性提高，但需要考虑土壤综合因素的影响。在白春华[9]的研究中增温处理使土壤中过氧化氢酶活性高于对照，肖国举[4]的试验中连续三个生长季昼夜增温，过氧化氢酶活性升高 10.1%，在刘磊、马冬云等人的研究[10,11,12]中也有类似结果。谢英荷[13]认为过氧化氢酶活性受根际水热条件和底物过氧化氢共同影响，在水热条件适宜时，呼吸代谢产生的过氧化氢偏高时就会引发过氧化氢酶活性的增高。然而徐振峰等[14]模拟增温对土壤过氧化氢酶活性却没有显著影响；甚至，模拟增温对天然林土壤过氧化氢酶活性造成一定负效应。张彬[8]的研究也发现苗期以后夜间增温处理都显著地降低了土壤的蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性。增温对于土壤蔗糖酶活性影响主要表现为在全天增温下的提高和单独夜间增温下显著降低，而对于过氧化氢酶的影响较为不稳定，有些年限升高而有些年限却降低。增温大致促进碳磷循环，但同时会减缓氮循环。
施氮同样可通过改善土壤水热状况、土壤质地、微生物活性以及植物根系等多方面的因素影响土壤酶活性[15]。王平等[16]研究结果表明施氮可以提高土壤蔗糖酶活性，低量氮肥提高效果最好。夏雪等[17]指出无有机肥和中有机肥条件下，施氮可以提高蔗糖酶活性，前者中量氮肥效果最好，后者低量氮肥效果最佳。在其他作物上施氮量对土壤蔗糖酶的影响也有相似表现：白春华[9]的研究中20072010年施氮处理相比对照明显提高了蔗糖酶活性，表明施肥在一定程度上增加了微生物活性和动植物分泌物，有助于土壤碳氮循环。郭天财[18]试验结果表明过氧化氢酶活性同样随着氮素施用量的增加呈现先增加后降低的趋势。而且不同生育时期土壤过氧化氢酶活性对不同施氮水平的响应并不一致，适量增施氮肥有利于小麦生育前期根际土壤过氧化氢酶活性的提高，但生育后期效应不明显。稍后[19]的研究表明，过氧化氢酶活性以180kghm2施氮量处理最大，显著高于对照。马冬云等[10]研究中在返青期~抽穗期，各施氮水平间过氧化氢酶活性达到显著差异。朱利英等[20]指出因施用氮肥的浓度和时间的不同而对土壤微生物和酶活性产生不同的影响，氮肥施用量过大会导致土壤酸化及土壤含水率的下降，土壤酶活性相应降低。
白春华等[9]对增温＋施氮交互处理对荒漠草原土壤蔗糖酶活性影响进行研究，认为增温和施氮处理存在交互性作用，相互促进或相互抑制并不一定。施氮处理一定能够提高蔗糖酶活性，而增温处理不一定能提高蔗糖酶活性，有待进一步研究。刘琳等[21]在施氮处理下发现，增温＋施氮处理的土壤过氧化氢酶活性相比单独施肥显著增加。与对照相比，白春华等[9]在增温＋施氮交互处理下的过氧化氢酶活性在2007、2009年中提高，而2008、2010年则降低了，二者差异达显著水平。徐振锋等[22]对草原植被和高山针叶林微生物特性的研究表明，增温和施氮处理对土壤微生物量氮与土壤有机碳含量的影响相反，但在联合作用下氮肥的影响占主要地位，即增温下施氮有利于氮素转化，而减慢有机质的分解。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 3
1．1 试验区概况 3
1．2 试验方案 3
1．3 土样采集及测定方法 3
1．3．1 土壤温湿度的测定 3
1．3．2 土壤氮含量的测定 4
1．3．3 土壤酶活性的测定 4
1．4 数据处理与分析 4
2 结果与分析 4
2．1 增温对土壤温湿度的影响 4
2．1．1 增温对土壤温度的影响 4
2．1．2 增温对土壤湿度的影响 5
2．2 增温与施氮对土壤氮含量的影响 6
2．2．1 增温与施氮对土壤全氮含量的影响 6
2．2．2 增温与施氮对土壤硝态氮含量的影响 7
2．2．3 增温与施氮对土壤铵态氮含量的影响 8
2．3 增温与施氮对土壤酶活性的影响 9
2．3．1 增温与施氮对土壤蔗糖酶的影响 9
2．3．2 增温与施氮对土壤过氧化氢酶的影响 10
2．4 土壤酶活性和土壤氮含量的相关性 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3 讨论与结论 12
3．1 增温和施氮对土壤氮含量的影响 12
3．2 增温和施氮对土壤酶活性的影响 13
参考文献： 15
夜间增温下不同施氮量对麦季土壤酶活性的影响
引言
引言
小麦是我国旱地栽培面积最大的作物之一，耕地的营养条件对于冬小麦产量与品质形成具有重要的影响。最近的100年是过去1000年中气候最暖的，而最近20多年又是过去100年中最暖的，且13个最暖的年份均出现在1983年以后，全球表面平均温度在过去一个世纪中已上升了0.6℃，并在高纬度和高海拔地区温度升幅更大[1]。从空间分布看，北半球增温较南半球明显，北半球中，高纬度比低纬度明显，我国北方增温比南方明显。从季节分布看，冬季增温明显，秋、春季次之，夏季增温不十分明显。从日变化看，夜间气温特别是最低气温升高比较明显，白天气温特别是最高气温升高不明显[2]。近100年，我国气温上升了0.5℃~0.8℃，略低于全球平均值。我国气候变暖最明显的地区在东北、华北、西北地区，西北地区变暖幅度高于全国平均值。IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第五次气候变化报告指出，过去的130年里全球升温0.85℃。预计到本世纪末，全球地表气温将比本世纪初升高0.3℃至4.8℃[3]。气候变暖将导致微生物对土壤有机质的分解加快，从而加速土壤养分的变化[4]。Beier等[5]对灌木自然生态系统进行研究认为增温加速了土壤有机物质分解，促进了生态系统碳磷循环。气候变暖对有机质分解速率的提高，导致土壤中碳的缺失，并可能有效缓解气候变暖的速率[2]。而自工业革命以来随着氮肥合成技术的成熟，氮肥在农业上的过量施用也造成了氮沉降的发生，2030年全球氮沉降量预计达105kgNa–1。
土壤酶作为一种生物催化剂广泛参与着土壤中的各类生物化学反应，其活性常用以表征土壤中物质、能量代谢旺盛程度，土壤养分转化能力的强弱与植物养分的有效性。有研究者将氮、磷、钾肥的最佳用量定义为能产生最大脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性的用量。由于其对环境等外界因素引起的变化较敏感，成为土壤生态系统变化的预警和敏感指标[6]。
气温升高情况下，土壤微生物的生物量和土壤酶动力学特征会受到直接的影响，在适当范围内随温度的升高土壤酶活性也升高，低温和高温都会抑制土壤酶活性。有研究发现，随着较高温度持续时间的延长，土壤微生物呼吸作用对温度升高响应的敏感性将逐渐降低，产生温度适应现象(Acclimation)[7]，从而减缓土壤呼吸随温度升高而增加的量。张彬[8]研究发现苗期以后，全天增温和白天增温处理都提高了小麦土壤的蔗糖酶活性，而夜间增温处理除20072008年小麦灌浆期外，都显著的降低了土壤的蔗糖酶活性。白春华等[9]全天增温处理与对照相比蔗糖酶活性在2007—2009年均有一定的增加，而2010年酶活性却降低了4.81%。温度升高一定程度上可以使土壤蔗糖酶活性提高，但需要考虑土壤综合因素的影响。在白春华[9]的研究中增温处理使土壤中过氧化氢酶活性高于对照，肖国举[4]的试验中连续三个生长季昼夜增温，过氧化氢酶活性升高 10.1%，在刘磊、马冬云等人的研究[10,11,12]中也有类似结果。谢英荷[13]认为过氧化氢酶活性受根际水热条件和底物过氧化氢共同影响，在水热条件适宜时，呼吸代谢产生的过氧化氢偏高时就会引发过氧化氢酶活性的增高。然而徐振峰等[14]模拟增温对土壤过氧化氢酶活性却没有显著影响；甚至，模拟增温对天然林土壤过氧化氢酶活性造成一定负效应。张彬[8]的研究也发现苗期以后夜间增温处理都显著地降低了土壤的蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性。增温对于土壤蔗糖酶活性影响主要表现为在全天增温下的提高和单独夜间增温下显著降低，而对于过氧化氢酶的影响较为不稳定，有些年限升高而有些年限却降低。增温大致促进碳磷循环，但同时会减缓氮循环。
施氮同样可通过改善土壤水热状况、土壤质地、微生物活性以及植物根系等多方面的因素影响土壤酶活性[15]。王平等[16]研究结果表明施氮可以提高土壤蔗糖酶活性，低量氮肥提高效果最好。夏雪等[17]指出无有机肥和中有机肥条件下，施氮可以提高蔗糖酶活性，前者中量氮肥效果最好，后者低量氮肥效果最佳。在其他作物上施氮量对土壤蔗糖酶的影响也有相似表现：白春华[9]的研究中20072010年施氮处理相比对照明显提高了蔗糖酶活性，表明施肥在一定程度上增加了微生物活性和动植物分泌物，有助于土壤碳氮循环。郭天财[18]试验结果表明过氧化氢酶活性同样随着氮素施用量的增加呈现先增加后降低的趋势。而且不同生育时期土壤过氧化氢酶活性对不同施氮水平的响应并不一致，适量增施氮肥有利于小麦生育前期根际土壤过氧化氢酶活性的提高，但生育后期效应不明显。稍后[19]的研究表明，过氧化氢酶活性以180kghm2施氮量处理最大，显著高于对照。马冬云等[10]研究中在返青期~抽穗期，各施氮水平间过氧化氢酶活性达到显著差异。朱利英等[20]指出因施用氮肥的浓度和时间的不同而对土壤微生物和酶活性产生不同的影响，氮肥施用量过大会导致土壤酸化及土壤含水率的下降，土壤酶活性相应降低。
白春华等[9]对增温＋施氮交互处理对荒漠草原土壤蔗糖酶活性影响进行研究，认为增温和施氮处理存在交互性作用，相互促进或相互抑制并不一定。施氮处理一定能够提高蔗糖酶活性，而增温处理不一定能提高蔗糖酶活性，有待进一步研究。刘琳等[21]在施氮处理下发现，增温＋施氮处理的土壤过氧化氢酶活性相比单独施肥显著增加。与对照相比，白春华等[9]在增温＋施氮交互处理下的过氧化氢酶活性在2007、2009年中提高，而2008、2010年则降低了，二者差异达显著水平。徐振锋等[22]对草原植被和高山针叶林微生物特性的研究表明，增温和施氮处理对土壤微生物量氮与土壤有机碳含量的影响相反，但在联合作用下氮肥的影响占主要地位，即增温下施氮有利于氮素转化，而减慢有机质的分解。
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