水保所知识产出(1956---)知识库

【目的】研究生物结皮条件下土壤有机质及不同形态氮素含量的变化，明确生物结皮养分积累及培
肥土壤的作用，为其潜在的环境风险评价提供依据。【方法】采用野外调查结合室内分析的方法，调查黄土丘陵区不
同发育年限生物结皮的样地，分层采集样地的土壤样品，同时以同一区域退耕１年以内的撂荒地为对照（ＣＫ），测定生
物结皮层以及０～２，２～５，５～１０ｃｍ土层有机质、全氮及碱解氮、硝态氮、铵态氮含量。【结果】１）生物结皮条件下，结
皮层土壤全氮和有机质的积累过程可分为快速增长和趋于稳定２个阶段，这２个阶段以生物结皮发育１３年为界限。
结皮发育１３年时，结皮层土壤全氮含量达到１．３４ｇ／ｋｇ，是对照的３．７２倍；有机质含量为２５．４１ｇ／ｋｇ，是对照的５．０５
倍。２）生物结皮明显增加了结皮层土壤碳氮比，结皮发育１５年时，结皮层土壤的碳氮比最高，为１１．８，但碳氮比与发
育年限无关。３）结皮层土壤碱解氮含量及其占全氮的比例明显高于０～１０ｃｍ土壤和对照，碱解氮含量在生物结皮发
育１５年时达到最大值（９４．８９ｍｇ／ｋｇ），是对照的６．５１倍，之后趋于稳定。４）生物结皮增加了结皮层土壤硝态氮和铵
态氮的含量以及硝铵比。【结论】生物结皮可以明显提高结皮层土壤氮素含量，增加土壤肥力，对土壤表层氮素积累
有重要作用，与此同时，生物结皮也有可能增加氮素的流失风险。

【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｗｉｔｈ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ｓｏｉｌ ｃｒｕｓｔｓ（ＢＳＣｓ），ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＢＳＣｓ，
ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｒｉｓｋｓ．【Ｍｅｔｈｏｄ】Ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｉｅｌｄ ｓｕｒｖｅｙ ｃｏｍｂｉｎｅｄ
ｗｉｔｈ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｒｏｍ ｃｒｕｓｔｓ，ａｎｄ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ ｏｆ ０－２ｃｍ，２－５ｃｍ，ａｎｄ ５－１０ｃｍ
ｗｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｒｅ－ｖｅｇｅｔａｔｅｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ ｗｉｔｈ ＢＳＣｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｉｌｌｙ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ Ｒｅｇｉｏｎ．
Ｓａｍｐｌｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅ－ｖｅｇｅｔａｔｅｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｗｉｔｈ ａｇｅ ｏｆ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｏｎｅ ｙｅａｒ（ｆｒｅｓｈ ｒｅ－ｖｅｇｅｔａｔｅｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄ）ｗｅｒｅ
ａｌｓｏ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ，ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ．【Ｒｅｓｕｌｔ】１）Ｗｉｔｈ ＢＳＣｓ，ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｈａｄ ｔｗｏ
ｓｔａｇｅｓ．Ａｆｔｅｒ １３ｙｅａｒｓ ｏｆ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ（１．３４ｇ／ｋｇ）ａｎｄ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ
（２５．４１ｇ／ｋｇ）ｗｅｒｅ ３．７２ａｎｄ ５．０５ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｏｍ １３ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｂｅ ｓｔａｂｌｅ．２）Ｓｏｉｌ Ｃ／Ｎ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ＢＳＣｓ ｗｉｔｈ ａ ｍａｘｉｍｕｍ ｏｆ １１．８ａｆｔｅｒ １５
ｙｅａｒｓ ｏｆ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ．Ｂｕｔ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｇｅｓ ｏｆ ＢＳＣｓ．３）Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｎｄ ｉｔｓ ｒａｔｉｏ ｔｏ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ＢＳＣｓ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｏｆ ０－１０
ｃｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ．Ａｆｔｅｒ １５ｙｅａｒｓ ｏｆ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｌｋａｌｉ－ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ
ｍａｘｉｍｕｍ ｏｆ ９４．８９ｍｇ／ｋｇ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ６．５１ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ．４）Ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｎｄ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｏ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ＢＳＣｓ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ】Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｏｉｌ ｃｒｕｓｔｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｏｉｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ
ｃｒｕｓｔ ｌａｙｅｒｓ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｐｌａｙｅｄ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｏｐｓｏｉｌ．
Ｈｏｗｅｖｅｒ，ＢＳＣｓ ｍａｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｌｏｓｓｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｌａｎｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｈｉｌｌｙ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ．