土壤微生物生物量氮测定过程中固铵问题

土壤固铵作用对微生物生物量氮测定的影响结果表明，马肝土在熏蒸２４ｈ后的好气培养过程中交换性铵和固定态铵含量同步持续增多。到培养１０ｄ时固定态铵（氮）净增最为１７．３ｍｇ／ｋｇ，相当于此时交换性铵的４１．７％。在连续熏蒸１０ｄ过程中，第１ｄ熏蒸导致马肝土交换性铵和固定态铵明显升高，继续熏蒸基本不变，又一次显示交换性铵与固定态铵同步增加。熏蒸可导致硝态氮的损失，但损失主要发生在熏蒸的第１ｄ。用熏蒸－培养法和熏蒸－提取法测定５种土壤矿质氮激发量，结果表明土壤固铵能力都不同程度地影响矿质氮激发量的测定，影响程度因具体土壤的生物量和固铵能力而异。基于上述事实，作者建议现行的土壤微生物生物量氮计算方法作适当修改。     

熏蒸－培养过程中氮素生物固持及生物量氮矿化率

向固铵能力较强的马肝土（黄棕壤母质）中添加５０ｍｇＮ／ｋｇ铵态氮，测得熏蒸－培养过程中生物固持量为２３．４ｍｇＮ／ｋｇ，占加入量的４６．８％。问该该土壤中加入一定量的枯草杆菌和根霉活细胞，测得其氮素矿化率分别为４５％和２１％；若不计固定态氮净增量，其矿化率分别为３０％和１７％，表明固铵作用对生物量测定的深刻影响。数据表明：生物固持作用和固铵作用在生物量氮测定中均不可忽略。     

熏蒸—培养过程中氮素生物固持及生物量氮矿化率

向固铵能力较强的马肝土（黄棕壤母质）中添加５０ｍｇＮ／ｋｇ铵态氮，测得熏蒸一培养过程中生物固持量为２３．４ｍｇＮ／ｋｇ，占加入量的４６．８％，向该该土壤中加入一定量的枯草杆菌和根霉活细胞，测得其氮素矿化率分别为４５％和２１％，若不计固定态氮净量，其矿化率分别为３０％和１７％，表明固铵作用对生物量测定的深刻影响，数据表明生物固持作用和固铵作用在生物量氮测定中均不可忽略。     

湖北省几种主要土壤的固定态铵及其固定与释放的研究

对湖北省几种主要旱地土壤用室内加氮培养与植物物料混合于砂滤管田间培养进行试验研究，结果表明，湖北省耕地土壤固定态铵含量为31.9-185.3mg/kg，占土壤全氮5.8%-23.7%。外源铵浓度为含N400mg/L，土壤对铵的固定率为33.0%-50.7%；土壤近似最大固定态铵含量与土壤原固定态铵含量大小顺序一致。植物特料分解过程中土壤固定态铵含量的变化比交换性铵含量的变化更大，在计算植物物料氮素矿化速率时应当把固定态铵含量的变化考虑进去。     

作物生育期间旱地土壤固定态铵的动态变化与释放

通过田间小区试验和室内分析,研究了湖南省的代表性旱耕地土壤固定态铵在作物不同生育期的动态变化规律及其释放情况。结果表明：在作物生育期间。土壤固定态铵含量在前期迅速上升,后期下降;土壤中“新固定的”固定态铵几乎能全部释放．“原有的”固定态铵也有部分释放;土壤固定态铵与碱解氮的动态变化基本一致;作物吸氮量和生物产量与固定态铵的释放量之间无明显相关性．但二者均与土壤的总氮素供应量有显著相关性。     

湖南主要耕地土壤的固定态铵含量与最大固铵容量

【目的】了解湖南耕地土壤的固定态铵状况及其在土壤供氮中的作用。【方法】通过野外采样、室内培养和分析测定等手段,研究了湖南省主要母质发育的耕地土壤固定态铵含量与最大固铵容量及其影响因素。【结果】(1)由于成土母质的多样性以及不同农业生产方式的影响,不同类型耕地土壤固定态铵含量差异甚大。水田土壤变化于(135.4±57.4)～(412.8±32.4)mg·kg-1之间,平均为(304.7±96.7)mg·kg-1;旱地土壤变化于(85.6±25.4)mg·kg-1至435.7mg·kg-1之间;平均为(230.1±89.2)mg·kg-1。不论旱地土壤还是水田土壤,固定态铵的绝对含量主要受成土母质的影响。由湖积物和板页岩风化物发育的土壤固定态铵含量最高,而由花岗岩风化物发育的土壤固定态铵含量最低;但是旱地土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分数要高于水田土壤,水田土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分数变动在(6.1±3.6)%～(16.6±4.6)%之间,平均为(14.0±5.1)%,旱地土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分比变动在(5.8±2.0)%～(40.1±17.8)%,平均为(23.5±14.2)%。(2)不同土壤最大固铵容量的大小顺序与固定态铵含量基本相同,但供试土壤“新固定的”固定态铵占最大固铵容量的比例大部分在20%以下,这与供试土壤的肥力水平较高,土壤的大部分固铵位点已被铵饱和有关。(3)土壤粘粒含量和粘土矿物组成是决定土壤固定态铵含量及最大固铵容量的两个主要因素。研究表明,水田土壤<0.02mm粘粒中2﹕1型粘土矿物以水云母为主,其中,0.02～0.002mm粘粒中水云母含量远高于<0.002mm粘粒中水云母含量。相关分析表明,水田土壤的固定态铵含量(y1)和最大固铵容量(y2)与<0.02mm粘粒中2﹕1型粘土矿物总量(x1)和水云母含量(x2)以及0.02～0.002mm粘粒中2﹕1型粘土矿物总量(x3)和水云母含量(x4)均呈极显著或显著正相关,但与<0.002mm粘粒中2﹕1型粘土矿物总量和水云母含量的相关性不显著,说明供试土壤的固铵基质主要是<0.02mm粘粒的水云母矿物。【结论】以上结果表明,固定态铵是湖南耕地土壤的主要氮素形态和氮素资源,特别是旱地土壤固定态铵占土壤全氮含量的百分数高于水田土壤。所以,在土壤对作物的氮素营养,尤其是对旱地作物的氮素营养中有着重要作用,值得进一步研究。     

凯氏全氮与固定态铵之间的关系

从中国各地采集了40种不同类型的土壤,以凯氏法、包括粘土矿物固定态铵的HF-凯氏法和凯氏法测定全氮后再用HF处理测定固定态铵的两步法分别测定了这些土壤全氮含量,并用Silva-Bremner法测定了其粘土矿物固定态铵含量,确定凯氏法测定的全氮是否包括固定态铵在内。结果表明,土壤全氮平均含量凯氏法测定的为1.622 gkg-1,HF-凯氏法为1.633 gkg-1,而两步法为1.656 gkg-1;两步法测定的全氮量明显高于凯氏法和HF-凯氏法。由此可见,凯氏法无法释放2∶1粘土矿物中的固定态铵,在2∶1型粘土矿物含量高的土壤上测定值也不是真正的全氮。供试土壤固定态铵含量平均为166 mgkg-1,占凯氏全氮10.1%;而用两步法测定的残余固定态铵含量平均为30.4 mgkg-1,占凯氏全氮的1.9%,固定态铵的18.3%。相关分析表明,固定态铵与残余固定态铵之间显著相关(r =0.598)。残余固定态铵高的土壤正是固定态铵含量高的土壤,而固定态铵含量高的土壤正是2∶1型粘土矿物含量高的土壤,因而凯氏法测定的全氮不能反映这些土壤全氮的真实情况。但对于2∶1型粘土矿物含量低的或无此类粘土矿物的土壤,凯氏法与其它方法的测定值无显著差异。     

水稻生育期间土壤固定态铵的动态变化与释放

为探明土壤固定态铵在作物生育期间的动态变化及在水稻氮素营养中的贡献,为作物的合理施肥提供依据,采用盆栽试验和Silva-Bremner法,研究了3种土壤条件下水稻生育期间固定态铵的动态变化及其释放情况.结果表明,水稻生育期间,稻田土壤固定态铵含量处于不断变化之中,施氮肥能促进土壤对铵的矿物固定,水稻生长和对养分的吸收则促进土壤固定态铵的释放.早稻生育期间土壤固定态铵含量变幅较小,且释放不多,除黄泥田的CK处理外,仅有“新固定的”固定态铵释放,其释放量占“新固定的”固定态铵量的18.8%～100%;而晚稻生育期间土壤固定态铵含量变幅较大,且释放较多,不仅有“新固定的”固定态铵的释放,而且“原有的”固定态铵也有部分释放,其释放量为“原有的”固定态铵的2.0%～17.7%.各处理早稻和晚稻吸氮总量与产量呈极显著正相关;晚稻吸氮总量与土壤固定态铵的释放量呈显著正相关.     

湖南主要耕地土壤固定态铵含量与最大固铵容量的剖面变化特征

通过野外调查取样、室内培养试验和分析测定,研究了湖南主要旱地土壤和稻田土壤固定态铵含量与最大固铵容量的剖面变化特征及其影响因素.结果表明:(1)水田土壤剖面中固定态铵含量大致有3种变化模式:固定态铵含量随剖面深度的增加而升高,固定态铵含量随剖面深度的增加而减少以及亚表层固定态铵含量明显增大或减少;旱地土壤剖面中固定态铵含量大致有2种变化模式:大部分土壤剖面中固定态铵含量在0～40 cm无明显变化,在40 cm以下固定态铵含量明显升高;少数土壤剖面中固定态铵含量无明显的垂直变化,比水田土壤固定态铵含量的垂直变化要小得多.土壤固定态铵占土壤全氮的相对含量均随深度增加而增大:水田土壤表层(0～20 cm)平均为(15.1±6.6)%,亚表层(20～40 cm)为(25.9±11.7)%,表下第三层(40～75 cm)为(34.6±16.3)%;旱地土壤表层(0～20 cm)平均为20.6%;亚表层(20～40 cm)为32.4%;表下第三层(40～75 cm)为48.2%.(2)水田土壤剖面中土壤最大固铵容量仅2种变化模式:随剖面深度的增加而升高以及亚表层最大固铵容量均大于表层及表下第三层;旱地土壤剖面中最大固铵容量随深度的变化无一定规律,但同一土壤剖面中上下土层最大固铵容量的差异均较水田土壤小.(3)土壤粘粒含量和粘土矿物组成是决定土壤固定态铵含量及最大固铵容量的两个主要因素.供试水田土壤粒径<0.02 mm粘粒中2∶1型粘土矿物以水云母为主,其中,0.002～0.02 mm粘粒的水云母含量远高于粒径<0.002 mm粘粒的水云母含量.相关分析表明,水田土壤的固定态铵含量和最大固铵容量均与粒径<0.02 mm粘粒的2∶1型粘土矿物总量和水云母含量以及粒径0.002～0.02 mm粘粒的2∶1型粘土矿物总量和水云母含量均呈极显著或显著正相关,表明供试土壤的固铵基质主要是粘粒中的水云母矿物.     

土壤固定铵和钾过程中铵优先现象

采自不同地区１０个土样先经盆栽黑麦草耗竭并去除根系过２ｍｍ筛作供试土样。再向土样中以摩尔比２．８：１同时加入Ｋ￣＋时，土壤的铵固定量比单加处理略有增加，新固定铵、钾摩尔比在６～１０之间。降低同时加入的：Ｋ￣＋摩尔比至１：１．４，新固定铵、钾摩尔比在１．３～２．０之间。先加钾１００ｍｇ／ｋｇ培养４８ｈ后，再加１００ｍｇ／ｋｇ续培养２ｈ，新固定铵、钾摩尔比在１～２．３之间。表明在本试验条件下，土壤有优先固定铵而少固定Ｋ￣＋的现象，无论Ｋ￣＋，同时加入还是Ｋ￣＋先加入者均如此。     

铵态氮肥在不同土壤中被粘土矿物固定的研究

在室内培养条件下(不生长植物)对西德黑森州三种代表性耕作土壤(黄土、冲积土、玄武岩发育土壤)进行铵态氮的转化研究。表明;在黄土和冲积土中,施肥后肥料铵离子分别有40％和32％被粘土矿物固定。在玄武岩发育土壤中,由于粘土矿物的特殊结合位置主要被钾离子所占据,所以施肥后肥料铵离子仅有很少量约9％被粘土矿物固定。在培养过程中固定态铵离子含量呈上升—下降—上升的趋势,说明这种形态的氮在土壤中不是静止不变的,它可以转化为植物可利用的有效氮,主要是硝态氮。可以作为土壤矿质氮的一种“储备”形态。对减少氮的淋洗损失和保证肥料氮在全生长季有较多供应起重要作用。关于粘土矿物中的铵离子的释放机制目前尚未完全清楚。本试验表明,它与土壤中硝化作用有密切关系。随着固定态铵含量下降,硝态氮含量明显上升,两者呈显著的负相关。在黄土中γ=-0.743,在冲积土中γ=-0.578。此外在固定态铵离子和代换性铵离子,以及可溶性硝态氮之间,彼此亦有密切相关。固定态铵离子和硝态氮之间一般呈负相关,固定态铵离子和代换性铵离子一般呈正相关,而代换性铵离子和硝态氮呈显著的负相关。但尚待进一步的试验加以证实。     

南京菜地土壤中铅的形态及其含量相关性研究

以南京市郊菜区铅元素超背景值的土壤样品为对象，研究其中铅的存在形态、各态分量以及与总铅量、土壤酸碱度、有机质含量阳离子代换量间的关系。结果表明，交换态量１．６１－６．４ｍｇ／ｋｇ、碳酸盐结合态量０．１０－３．２０ｍｇ／ｋｇ、铁锰氧化物结合态量３．０１－１０．５２ｍｇ／ｋｇ，有机质硫化物结合态量３．６０－１０．２４ｍｇ／ｋｇ、残渣态量７．５８－１９．３６ｍｇ／ｋｇ。交换态量与总铅量间有显著的正相关关     

土壤氮素矿化过程中非交换铵态氮的变化

 采用室内通气和淹水培养 ,研究了培养过程中土壤非交换铵态氮的变化及其对有机氮矿化量和微生物体氮的影响。结果表明 ,淹水培养过程中产生的铵态氮会被粘土矿物固定 ,使供试土壤非交换铵态氮显著增加(30 .0～ 14 2 .4 μg·g-1) ,从而导致有机氮矿化量的测定结果偏低。经过长期间歇淋洗通气培养后 ,在供试的 2 0个土样中 ,有 4个土样的非交换铵态氮增加 ,16个土样的非交换铵态氮减少 ;与培养前相比 ,2 0个土样非交换铵态氮平均下降 2 8.8μg·g-1(P <0 .0 1) ,显然 ,在长期间歇淋洗通气培养中有一部分非交换铵态氮释放出来 ,成为淋洗液中的矿质氮 ,从而使土壤有机氮矿化量测定结果偏大 :如果不考虑培养前后非交换铵态氮变化 ,培养 2 6 2d后累积的有机氮矿化量为 116 .0 μg·g-1;如果考虑非交换铵态氮变化 ,则有机氮矿化量为 87.2 μg·g-1,相差 2 8.8μg·g-1(P<0 .0 1)。在测定土壤微生物体氮时 ,熏蒸后接种土壤经过淹水培养 ,与未熏蒸土壤相比 ,形成大量铵态氮 ,导致非交换铵态氮增加 ,供试的 15个土壤平均增加 2 2 .2 μg·g-1(P <0 .0 1) ,相当于 88.7μg·g-1的微生物体氮。因此 ,仅用淹水培养后熏蒸与不熏蒸土样K2 SO4浸取态铵态氮的差值计算微生物体氮 ,结果偏低。     

天然沸石农业利用研究

利用天然沸石具有强吸附能力和离子交换能力的特性,将沸石与化肥混合,以提高化肥利用率。掺混沸石后,在盆栽条件下,小麦对尿素氮的利用率提高４．１－５．５％,碳铵氮利用率提高６．６％,在田间条件下玉米、水稻对氮肥的利用率提高８．１－１０．３％,磷肥利用率提高６．０－６．３％,沸石对铵的吸附量为１５１．２－１６２．０ｃｍｏｌｋｇ＾－１,其中７０．９－９５．９％为可解析态铵。     

土壤中非代换铵的行为——Ⅱ.非找换铵含量与其它形态氮素的关系

研究了西北地区24种、杨陵区12种农田土壤中的非代换铵含量与土壤其它形态氮素的关系。结果表明，土壤中的非代换铵与全氮的密切关系仅是一种表观现象，原因在于全氮包括非代换铵这一因子，扩大了相关系数。如用有机氮计算，这种关系随之消失。非代换铵与HN4^ -N及NO3^-N等矿质氮无关；不管从静态或动态考察，都未能发现它们之间有平衡关系。培养后的可是矿化氮与非代换铵无本质联系，而碱解氮却与其显著相关。造成后一现象的原因在于碱解过程中有部分非代换铵释放出来，数量取决于原土壤中的非代换铵含量。     

矿物固铵能力对铵离子在土壤中转化的影响：旱作条件下不同阳离子…

通过对４种以２：１型粘土矿物为主的土壤所进行的盆栽黑麦草试验，结果表明，Ｋ＾＋，Ｎａ＾＋，Ｃａ＾２＾＋等阳离子不仅影响粘土矿物对ＮＨ４＾＋的固定量，更重要的是它们对矿物固定态铵的释放有截然不同的影响。Ｎａ＾＋，Ｃａ＾２＾＋有助于２：１型粘土矿物层间铵的和，而Ｋ＾＋却阻止ＮＨ４＾＋的释放，最终导致了黑麦草吸氮量的不同。     

尿素配施有机物料时土壤不同氮素形态的动态及利用

用盆栽试验研究了尿素配施有机物料时土壤不同氮素形态的动态和利用特征。结果表明：尿素与C／N比高的小麦秸秆配施时，降低了作物吸氮量；与C／N比低的鸡粪配施时，增加了作物的吸氮量。但尿素单施，尿素与小麦秸秆配施，与鸡粪配施的生物量并没有显著的差异。尿素的水解和硝化在14d以前完成。与单施尿素相比，尿素配施秸秆降低了土壤中NH4－N和NO3－N的含量，而配施鸡粪增加了它们的含量，这与作物吸氮量的变化是一致的。土壤中微生物氮也参与了对作物的供氮过程。作物对“老固定态铵”的利用能力很弱，施肥会显著的增加土壤固定态铵的含量，这些“新固定铵”在作物生长期能被吸收利用。几种处理氮肥利用率的顺序为：尿素＞尿素与鸡粪配施＞尿素与秸秆配施。     

淹水培养对土壤微生物生物量形成与肥料氮转化的影响

研究室内培养条件下水稻秸秆配施化肥氮对土壤微生物生物量的形成和氮素转化的影响。８４ｍｇＮ／ｋｇ标记硫铵放４．５ｇ／ｋｇ稻草粉配施淹水培养，结果表明，有２５．８％的肥料氮在培养６３ｄ时成为生物量及其代谢产物＾１３Ｎ。整个增减过程中生物量－＾１３Ｎ无净再矿化现象，将稻草粉换成区区糖淹水增减葡萄糖在７ｄ时消耗贻尽，此时生物量－＾１５Ｎ达最大值４３．１ｍｇＮ／ｋｇ，相当地施入肥料氮的５１．３％，在此条件下     

矿物固铵能力对铵离子在土壤中转化的影响（2）旱作条件下不同阳离子对矿物固铵与释铵的影响

通过对４种以２：１型粘上矿物为主的土壤所进行的盆栽黑麦草试验，结果表明，Ｋ￣＋，Ｎａ￣＋，Ｃａ￣（２＋）等阳离子不仅影响粘上矿物对ＮＨ￣＋＿４的固定量，更重要的是它们对矿物固定态铵的释放有截然不同的影响。Ｎａ￣＋，Ｃａ￣（２＋）有助于２：１型粘上矿物层间铵的释放，而Ｋ￣＋却阻止ＮＨ￣＋＿４的释放，最终导致了黑麦草吸氮量的不同。     

土壤对铵的矿物固定及固定态铵释放的研究进展

概述了近年来国内外学者在土壤对铵的矿物固定与土壤固定态铵的释放研究方面的进展情况，包括土壤固定态铵的含量、土壤对铵的矿物固定机制、土壤对铵的矿物固定及其释放的动力学与其影响因素，并对今后的进一步研究进行了展望。