土壤氮素矿化研究进展

总结了现阶段土壤中有机氮矿化的研究成果,详细阐述了影响有机氮矿化的因素:温度、水分均对氮矿化量、矿化速率有影响,且二者存在明显交互作用;耕作制度通过改变土壤的物理性质,也导致了土壤中氮矿化过程发生变化;施用不同肥料对氮矿化过程的影响也不同;土壤预处理等均会对氮矿化过程产生影响。该文还归纳了目前在研究土壤氮矿化过程中的主要方法及氮素矿化模型,并剖析了各种研究方法的适用条件及各种模型的应用范围。     

毕节烟田土壤氮素矿化动态模拟

通过田间和室内培养试验相结合的方式,建立植烟土壤矿化动态模型,探讨其对氮素矿化预测的效果。试验采用改进过的Stanford的间歇淋洗好气培养法,研究不同温度(10,15,20,25,30,35,30,25,20℃),和温度(5,15,20,25,30,35,40℃)与水分(风干土、7%,13%,20%,27%,33%,40%,47%,53%)交互作用下土壤氮素的矿化动态,并以此建立模型,然后采用田间试验数据对该模型进行验证。结果表明:水分和温度对土壤氮素矿化作用的影响均为非线性的响应,以此建立了组合模型N=k([θ/θ_(Max))]~m[∑(T-T_0)~n],用该模型的预测值与田间土壤氮素矿化积累实测值进行回归分析,两个试验点的回归方程相关系数分别为0.987和0.959,说明该模型具有实用价值。     

土壤氮素理化性质研究

概述了土壤氮素的来源、含量、形态分布、运移转化模型和土壤氮素循环等方面及土壤理化性状与氮素的关系。分析了与土壤氮素有关的几个方面,可以对土壤中氮素作更深层次的研究与探讨。     

培养条件对土壤氮素矿化的影响

采用间歇淋洗培养法和一级动力学模型研究了培养条件对土壤Ｎ素矿化的影响。结果表明：风干土样改变了土壤的氮素矿化速率、培养前１０ｄ有较高的矿化量。培养时加砂比例对新鲜土壤氮素矿化影响不大，而对风干土壤有较大影响，加入作物秸秆培养，前期表现为矿化氮的固定，２０ｄ左右后由固定转化为矿化。氮素矿化量随土层加深而降低，２０￣６０ｃｍ土层的氮素矿化势仍占有一定比例。     

农田水分与土壤氮素矿化的试验研究

水肥是影响农业生产的重要因素。在室内及田间试验的基础上，依据氮素矿化机理，分析了农田水分对土壤氮素矿化的影响关系；考虑温度和水分因素。建立了农田单氮源矿化模型，田间试验与模型结果相吻合，为制定农业节水灌溉与科学施肥提供了依据。     

土壤氮素转化研究进展

土壤氮素转化是生物-土壤生态系统中氮素循环的重要一环。论述了近年来有关氮素矿化作用、硝化作用-反硝化作用、微生物体氮方面的研究,并对未来的研究方向作了展望。     

新疆盐渍化土壤氮素矿化和硝化作用特征

为了探明新疆盐渍化土壤特性与土壤氮素矿化和硝化的关系,通过室内培养方法,研究了不同盐渍化类型和程度的新疆盐渍化土壤氮素的矿化和硝化特征。结果表明,盐渍化类型对土壤氮素矿化有重要影响。在培养过程中,碱化土壤矿质氮含量明显低于盐化土壤;在碱化土壤中,随着碱化度和pH值的升高,矿化量迅速降低;在盐化土壤中,盐化程度的增加对于土壤矿化特征影响不大,但是随着盐化程度的增加矿化率明显增加。在盐渍化土壤中,碱化土壤的氮素硝化作用较盐化土壤快;无论是碱化土壤还是盐化土壤,随着盐渍化程度的增加,氮肥硝化作用都受到不同程度的抑制;在碱化土壤中,氮素硝化率与pH、总盐含量、碱化度均呈极显著负相关,而在盐化土壤中,氮素硝化率与总盐含量呈极显著负相关。     

连续淹水培养条件下土壤氮素的矿化过程

在淹水条件下,采用每隔一定时间取样分析的连续培养方法,研究了土壤有机氮的矿化过程,试验表明,与间歇淋洗相比,连续培养条件下有机氮矿化过程较慢,矿化累积量较少,且达一定程度后明显降低,但该法在反映不同土壤矿化量高低,不同有机质矿化难易,不同土壤对加入有机物的化学速率与间歇淋洗法有同样功效;两种培养方法３２ｄ的矿化量也有密切线性关系。     

不同肥力土壤氮素矿化与模拟

利用田间原位测定,分析了不同肥力土壤氮素矿化规律,可用Logistic累积函数加以模拟,决定系数均达到显著水平,不同肥力土壤氮素矿化量之间存在显著差异,土壤氮素总矿化量占棉花吸氮量的65;～79;,因此,在施肥前,针对不同肥力的田块,利用模型估计土壤某一阶段氮素矿化量,进行氮肥分期动态调控,模型的作用是不可低估的.     

温度和湿度对紫花苜蓿土壤氮矿化的影响

目的预测华西雨屏区檫木人工林土壤供氮潜力和氮矿化对温度和含水量的响应。方法采用室内培养法研究檫木人工林土壤在不同温度(5、15、25和35℃)和含水量[20%、40%、60%和80%的田间持水量(FWC)]处理条件下的氮矿化特征。结果土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率均随温度和含水量的升高而呈先升高后降低趋势,最大值均出现在25 ℃+60% FWC处理,且与除25 ℃+80% FWC外的其他处理差异显著(P<0.05)。土壤氮净矿化速率(y₃)对温度(x₁)和含水量(x₂)的响应模型为y₃ =−1.671 3+0.278 0x₁+7.541 3x₂−0.005 6x₁²− 6.404 4x₂²+0.008 8x₁x₂ (R²=0.952, n=48),得出有利于促进土壤氮净矿化的最佳温度和含水量分别为25.6 ℃和61% FWC。土壤氮矿化作用在5~15 ℃范围内最敏感。结论华西雨屏区檫木人工林能够适应全球变暖趋势,可以增加土壤可利用氮含量,有较好的供氮潜力。     

不同施肥措施对稻田土壤氮素矿化的影响

采用PVC管原位培养连续取样法测定延边地区生长季节内3种施肥方式(化肥、化肥与有机肥配施、有机肥)下的稻田土壤氮素矿化、硝化的时间动态及氮素矿化的空间分布格局.结果表明:3种稻田土壤氮素矿化存在明显的时空变异性.稻田土壤在8月份表现出强烈的氮矿化过程,而在7～8月份硝化作用较强.3种施肥方式稻田上层土壤(0～10 cm)的氮净矿(硝)化率显著高于下层(10～20 cm)土壤.3种稻田土壤的氨化过程在氮矿化过程中占有重要地位,其上层土壤NH4+-N在无机氮中的比例分别为58.1％～94.4％ (CF)、36.9％～93.8％(CF+OF)、23.3％～93.5％(OF).施用有机肥有利于促进土壤的氮矿化过程.     

稻草覆盖措施对红壤氮素矿化的影响

采用室内模拟覆盖和好气培养的方式,测定不同培养时间土壤中硝态氮和铵态氮的含量,研究不同土壤条件下稻草覆盖对红壤氮素矿化的影响.在不同水分和不同施氮条件下,20和30℃时稻草覆盖均使土壤中氮素净矿化量减少;40℃时短期覆盖使土壤中氮素净矿化量低于不覆盖,长期覆盖后土壤中氮素净矿化量大于不覆盖.随着温度的升高,覆盖处理氮素...     

2种稻虾共作模式对土壤有机氮矿化作用的影响

【目的】研究2种稻虾共作模式对稻田耕层下部土壤有机氮矿化作用的影响及相关微生物对矿化作用的响应机制,为稻虾共生模式中虾类对土壤氮素肥力的影响机理研究及制定氮肥施用方案提供理论依据。【方法】采用对比试验,测定分析稻—红螯螯虾共作模式（RC）与稻—罗氏沼虾共作模式（RM）耕层下部（10~20 cm）土壤有机氮矿化作用相关参...     

预培养温度对稻田土壤氮素矿化影响

为明确预培养温度对氮素矿化影响,选择南北方典型稻田土壤,经12、25和35℃预培养2周后,与风干土一起恒温培养28 d(25℃),测定培养前后铵态氮含量,分析预培养过程中土壤有机氮组分变化。结果表明,随预培养温度升高,初始铵态氮含量逐渐增加,矿化氮含量逐渐减少,当预培养温度为35℃时,矿化氮含量甚至降为负值。虽然12和25℃预培养不会影响土壤总矿化氮含量,但模型拟合显示,风干土矿化过程与经预培养的土壤矿化过程明显不同。风干土直接培养2周或经25℃预培养2周后,可酸解氮含量均有所增加,难酸解氮含量明显降低;与风干土相比,12℃预培养有机氮组分变化不明显;而随预培养温度升高,酸解氮含量先增后减,难酸解氮先减后增。可见,难酸解氮在矿化过程中可能也发挥重要作用。35℃预培养温度会改变土壤供氮过程,12℃预培养后土壤有机氮组分变化较小,矿化过程更符合实际。因此,测定土壤氮素矿化应以12℃作为预培养条件。     

长期不同施肥处理对土壤氮素矿化特性的影响

【目的】了解长期不同施肥处理土壤的供氮能力,从而为确定合适的氮肥用量提供理论依据。【方法】采用间歇淋洗好气培养法,研究小麦-休闲轮作下长期不同施肥处理(No-F.20年不施肥处理;NPK.20年施用NPK肥处理;MNPK.20年有机肥与NPK肥配施处理)土壤0~20,20~40和40~60cm土层土壤氮素矿化特性。【结果】与NPK处理相比,MNPK处理明显提高了0~20和20~40cm土层土壤有机碳、全氮、氮素矿化累积量和氮素矿化势(N0);与No-F处理相比,MNPK处理明显提高了0~60cm土层土壤氮素矿化累积量和氮素矿化势。3种施肥处理下,0~20,20~40,40~60cm土层N0占土壤全氮的比例分别为19%~23%,9%~12%,6%;各土层中MNPK处理下该比例值均最高。0~20,20~40和40~60cm土层氮素矿化累积量分别占0~60cm土层的62%~71%,20%~27%和9%~12%。不同施肥处理中,MNPK处理0~20cm土层氮素矿化累积量占0~60cm土层的比例最高。【结论】有机肥与无机肥长期配施明显提高了0~60cm土层土壤供氮能力。     

土壤有机质及其矿化影响因子研究进展

由于环境条件和施肥措施等差异导致土壤有机质的含量和组成上存在很大的差异,而这种差异又影响了土壤中有机氮素的矿化过程.笔者对现阶段有关土壤有机质和土壤有机氮素矿化方面的研究进行了综述,探讨了影响土壤有机氮矿化的因素.     

生物与非生物因素对森林土壤氮矿化的调控机制

温室气体排放剧增引起全球变暖,已成为全球高度关注的生态环境问题。一氧化二氮(N₂O)是大气中仅次于二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)的第三大温室气体,森林土壤氮矿化过程伴随着硝化和反硝化的发生,能够导致N₂O的产生,进而引起大气N₂O浓度的升高。森林土壤氮矿化是生物与非生物环境因素共同调控的复杂生态学过程,探明森林土壤氮矿化的影响因素及其调控机制,有助于丰富人们对森林土壤氮循环过程的认识,在全球变化研究中具有重要的地位与作用。本研究揭示森林土壤氮矿化的时空变化及影响因素,阐明非生物因素以及森林植被覆盖、森林凋落物、土壤微生物与土壤动物等生物因素对森林土壤氮矿化的影响特征及作用机制。目前,森林土壤氮矿化研究存在结果可比性不强;内容多集中于氮矿化单因素影响研究,缺乏多因子尤其是微生物-动物协同调控研究;缺乏不同气候类型及不同土地利用方式森林土壤氮矿化特征及影响机制研究;缺乏氮矿化对全球变化的响应研究等一系列问题。土壤氮矿化研究应该探索统一高效的测定方法,加强土壤微生物-动物-环境因子多因素耦合对森林土壤氮矿化影响机制研究,探讨不同气候类型及不同利用方式森林土壤氮矿化调控机制,重点阐明全球变化背景下森林土壤氮矿化的过程与机理。旨在为准确理解不同气候区森林土壤氮矿化的时空格局及其对全球气候变化的影响提供理论支撑。参69     

砂姜黑土玉米秸秆氮素矿化特征研究

应用StanfordSmith间歇淋洗好气培养法,对安徽淮北地区砂姜黑土进行了170 d的矿化培养,研究温度、C/N比对玉米秸秆粉碎还田土壤氮素矿化过程的影响,并运用动力学模型(One-pool模型、Two-pool模型、Special模型)对试验结果进行了拟合。结果表明,各方程模型均达到显著或极显著水平。Two-pool模型(两部分一级反应式)和Special模型(带常数项的一级反应式)拟合程度均高于One-pool(一级反应式)模型,说明有机氮素库分为易矿化氮源和缓慢矿化氮源,能更切合实际地反映土壤氮素矿化特征。One-pool模型中,土壤氮素矿化势No值随温度的升高而增大,在同一温度条件下,加入作物秸秆量越大,即C/N比越高,No值越大。矿化速率Ko值和C/N比密切相关,在同一温度条件下,C/N比增大Ko值降低。Two-pool模型中可以看出,温度显著影响有机氮的矿化,较高温度条件下,易矿化氮源Na值比低温条件下高。