土壤水分动态对氮素净矿化的影响

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不同耕作方式下土壤氮素矿化和硝化特征研究

结果表明，随着温度的升高，土壤氮素矿化和硝化作用均增强，几种耕作方式下土壤氮素矿化和硝化作用均表现为３５℃ ＞
３Ｏ℃ ＞５℃。保护性耕作与水旱轮作和常规平作之间的矿化量存在显著的差异，垄作免耕＞２厢作免耕＞水旱轮作＞常规平作。土壤氮素最终硝化率达到了６％～８％，表现为常规平作最高，水旱轮作次之，厢作免耕最低。矿化率与土壤有机质、碱解００氮和速效磷对数均成显著正相关，相关系数分别为：．９＝．，，＝．，ｐ０９，，０９７０９Ｈ是影响硝化作用的重要因素，硝化率与土６
所需氮素的重要过程，硝化作用是氮素转化的另一个重要过程，硝化率是确定潜在氮素损失的一个关键因子【，因此研究土壤氮素矿化具有极其深远的２Ｊ意义。而影响土壤氮素矿化的因素有很多，其中温度是最主要的影响因素之一，除此之外，土壤理化性质、土壤ｐＨ、土壤团聚体、温度、湿度交互效应等都被大量研究证明影响矿化作用。李辉信【３】等研究红壤氮素矿化和硝化特征表明矿化和硝化速率与土壤ｐＨ、速效磷含量和有机质含量成正相关，张云舒Ｉ０指出灰漠土硝化率与土壤ｐ呈显著正】贝Ｈ相关。而沈玉芳ｌ和周才平等Ｉ的研究表明温度５Ｊ等６Ｊ和水分对不同土层土壤氮素矿化具有明显正交互作用，并非单一影响土壤氮素矿化和硝化作用。从国内外相关文献可知，目前有关不同耕作方式对土壤氮素矿化影响特征的研究报道还不多见。本文采用恒温通气培养法，研究了长期定位试验田不同耕作方式下土壤氮素矿化和硝化特征及其对温度的响应，以期阐明不同耕作方式对土壤氮素矿化影响，为农业的可持续发展提供科学依据。

对土壤呼吸与氮循环的影响研究

对土壤呼吸与氮循环的影响研究土壤呼吸和氮循环是土壤生态系统中两个重要的生物地球化学过程。

它们广泛存在于自然界的土壤中，并对环境质量和生态系统功能发挥着至关重要的作用。

本文将重点讨论土壤呼吸和氮循环之间的相互关系及其对生态系统的影响。

土壤呼吸是指土壤中微生物、植物和动物等生物体在生命活动过程中释放的二氧化碳（CO2）量。

这一过程涉及到微生物的生理代谢、有机物分解以及根系的呼吸作用等。

土壤呼吸的速率通常用碳固定量或碳排放速率来衡量。

研究表明，土壤呼吸是土壤中有机碳循环的重要驱动力之一，对全球碳循环和气候变化具有重要影响。

氮循环是一个复杂的生物地球化学过程，涉及到氨化作用、硝化作用、固氮作用和反硝化作用等一系列微生物的转化反应。

这些反应在土壤中进行，并对土壤中的氮元素进行转化和调控。

氮是植物生长的关键元素，同时也是影响土壤养分循环和微生物活动的重要因素之一。

氮循环通常包括氮固定、氮矿化、氮硝化、氨化和反硝化等过程。

研究表明，氮循环对土壤中的氮素含量和生物可利用性具有重要影响，并且与气候变化和人类活动密切相关。

土壤呼吸和氮循环之间存在着紧密的相互关系。

首先，土壤呼吸释放的CO2是氮矿化和硝化反应的重要能源。

土壤呼吸释放的CO2通过微生物代谢过程产生的能量，在一定程度上促进了土壤中氮的矿化和硝化作用。

同时，矿化和硝化反应也会释放出CO2，进一步增加土壤呼吸速率。

此外，土壤呼吸和氮循环都受到环境因素的调控，如温度、湿度、土壤质地等。

温度是影响土壤呼吸速率的关键因素，而氮转化反应对温度和湿度也具有较高的敏感性。

因此，土壤呼吸和氮循环之间的相互作用在控制土壤碳氮动态和生态系统功能方面具有重要意义。

土壤呼吸和氮循环的影响不仅局限于土壤生态系统内部，还对大气和水体的质量产生间接影响。

土壤呼吸释放的CO2是全球碳循环的重要组成部分，对大气中的CO2浓度和全球气候变化起着重要作用。

而氮循环则通过土壤水分和水体中的氮素流失，影响到水体的富营养化和环境质量。

土壤氮素的形态及其转化过程

土壤氮素的形态及其转化过程摘要：氮是植物生长发育所必需的大量元素，对植物的产量和品质影响很大。

土壤中氮素的形态及其转化过程和结果则直接决定了氮对植物生长的有效性的大小，了解土壤中氮素存在的形态和其转化过程，对于科学合理经济的肥料施用具有现实的启示作用。

关键词：氮素；形态；转化过程土壤中氮素的含量受自然因素和人为因素的双重影响，较高的氮素含量表明土壤肥力也较高。

自然条件下，土壤没有受到人为因素的影响，有机质日积月累，土壤中氮的含量也较高。

耕地土壤氮素含量及转化过程则更强烈的受到人为耕作、施肥、不同作物等因素的影响，因而相对表现的复杂一些。

一、土壤中氮素的形态1.无机态氮无机态氮包括固定态NH4+、交换性 NH4+、土壤溶液中的 NH4+、硝态氮（ NO3-）、亚硝态氮等，这其中以 NH4+离子和 NO3-离子最容易被植物吸收利用，农业生产中常常用到的碱解氮，也叫水解氮或速效氮，就属于无机态氮中的一部分。

无机态氮并不是全部都能被植物所直接吸收利用，它们中的大部分是被粘土矿物晶层所固定了的固定态铵，不能作为速效氮存在。

固定态铵只有在土壤中经过相应的转化，转化为铵离子或硝酸离子、硝酸盐类的含氮物，才能为作物利用。

2.有机态氮有机态氮构成了土壤全氮的绝大部分。

它们与有机质或粘土矿物相结合，或与多价阳离子形成复合体。

有机态氮大都难以分解，并不能为作物所直接吸收利用。

但有机态氮的含量高低依然是衡量土壤肥力高低的重要指标，有机态氮的含量高，可被转化的氮素水平也相应的高，其作为植物氮素营养‘库’的存在是有很大的作用的。

二、土壤中氮素的转化过程1.氮素的矿化与生物固持作用氮素的矿化作用，简单的说就是有机态的、不易分解的氮素及含氮化合物在土壤中微生物的参与下分解转化为无机态氮的过程，是一个氮的速效化的过程，也是一个可利用氮素增加的过程。

氮的固持作用，就是土壤中的无机态氮在土壤微生物的作用下转化为细胞体中有机态氮的过程，其对于农业生产上的实质就是可利用的速效氮的减少过程。

采煤塌陷地积水对土壤氮素矿化过程的影响

ＭＥＮＧＱｉｎｇｊｕｎ．（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＳｐａｔｉａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｕｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２２１１１６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏａｌｍｉｎｅｍｉｎｉｎｇｈａｓｌｅａｄｓｅｒｉｏｕｓｓｅａｓｏｎａｌｏｒｐｅ — ｒｅｎｎｉａｌｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇｏｆｆａｒｍｌａｎｄ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｈｉｇｈｗａｔｅｒｔａｂｌｅａｒｅａ，ｗａｔｅｒｅｍｅｒｇｉｎｇｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｆｅｃｔｓｎｉｔｒｏｇｅｎｍｉｎ —
ｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｏｉｌ．Ｔｈｅｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｉｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｌａｎｄｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｍｉｎｅｒ —

土壤水分对包膜尿素氮素溶出特性影响的研究

（（）ＢＡＤ８Ｂ０２Ｊ７（９２）
摘要：究土壤水分对自行研制的包膜尿素（Ｇ、Ｆ氮素溶出特性的影响。采Ｊ率内恒温土壤培养方式，讨土壤水分为 Ⅲ 问持研ＢＢ）｝＿ｆｊ探水量的１％、０、００４％８％和１０条件下包膜尿素氮素溶出特性。结果表明：壤水分为田间持水量的４％以下时．Ｇ和Ｂ０％土０ＢＦ枉各培养时期内的氮素溶出率都比较低，培养第４存２天氮素溶ｆ率仅为６．％和６．％，壤水分存田问持水量的８％以上时， ¨ ６３８４土０溶出率均达到了８％以上；土壤水分在田问持水量４％、０００８％和１００％条件下，氮素溶出５％所需要的天数，Ｇ型包膜尿素比Ｂ０Ｂ｝
硅藻土、麦饭白等一些粘土矿物；有机高分子聚合物主要有二聚环戊二烯与乙二醇酯的共聚物、氧树脂、＝环Ｊ醛１｝ｌ｛
树脂、饱和聚酯树脂、不酚醛树脂，聚腈胺树脂、喃树脂和类似的树酯。无机矿物作为包膜材料对肥料养三呋分缓释效果不理想，有机高分子聚合物成本高，留在土壤中的聚合物空壳不易降解，易造成土壤环境污染、残容研发出价格低、环境友好、控释效果的膜材料是首要任务。本研究选用无机矿物硅藻土和沸石粉作为颗粒尿缓

施用缓释型保水剂条件下土壤水分状况及氮素运移特征的研究

１２２测试方法在油菜生育期内，２ｄ左右在０～．．每０８ｃ０ｍ范围内用土钻分层（０～１ｃ１０ｍ，０～２ｃ２０ｍ，０～４ｅ，０ｒａ
利用率却仅为３５％０～０
壤后通过各种途径而损失掉。这不仅使肥料的生产效益大为降低，而且还造成了难以治理的环境污染问题。例如，地表富集的大量营养元素随地表径流进人周围水体，可溶性氮素养分如铵态氮和硝态氮的淋失是引起水体富营养化的主要原因之一。农田中氮素损失的途径主要包括：氨的挥发，化脱氮，的固定，流冲刷和硝态氮反硝铵径的淋失等，Ｊ由于淋溶引起的氮素损失占施氮量的５～％
态环境条件、高作物对养分的利用率提供基本依据。提
ｌ材料与方法
１１试验材料．
剂、保湿剂、吸水性聚合物、高分子高吸水性树脂等，是一
种新型高吸水特性的高分子聚合物。它能迅速吸收和保持自重量数百倍乃至数千倍的无离子水、十倍至近百身数
１％－ｏ５］１］
。
缓释型保水剂是将肥料与保水剂胶结起来，在
４６ｃ６０～０ｍ，０～８ｃ取土样，别测定土壤水分含量、０ｍ）分
ＮＯ一一Ｎ和水解氮含量，ＯＮ一Ｎ采用酚二磺酸比色法，
一
试验共设４处理，为缓释型保水剂（个分别自己制备）

土壤水分含量对免耕水稻氮素分配的影响(摘要)

吉优７１６为试验材料，桶栽条件下利用Ｎ示踪技术研究了３种水分条件（ｗｌｏｏ：水稻全生育期保持田间最大持水量的９５％－－
１００％；Ｗ８５：水稻全生育期保持田间最大持水量的８０％一８５％；Ｗ７０：水稻全生育期保持田间最大持水量的６５％７０％）对免耕水
个蛋白点和５４个磷表达变化又出现磷酸化修饰变化的蛋白点数
有１６个。经过ＭＡＬＤＩ —ＴＯＦ／ＴＯＦ — ＭＳ及ＬＣ —ＭＳ／ＭＳ质谱分析，蛋白点全部成功得到鉴定。研究发现，灌浆的前期，弱势籽粒中
广西农业技术推广总站，南宁５３００２２；通讯作者：ｉｉａｎｇ＠ｇｘｕ．ｅｄｕ．ｃｎ）以金优２５３为试验材料，研究了不同氮肥运筹对免耕水稻根系生长、根际土壤特性及产量的影响。结果表明，平衡施肥显著或极显著提高了单株根系干质量、根长、单株生物量、根半径、单株根表面积、根长密度及根系活力，但是对单株根长的影响不大。其中，平衡施肥处理抽穗期和灌浆盛期的单株根干质量、单株生物量、根半径、单株根表面积、单株总根数、根系活力均高于重施穗肥、重施基蘖肥处理，差异达显著水平。平衡施肥处理实收产量比重施穗肥和重施基蘖肥处理高，与重施基蘖肥处理差异达显著水平，增产因素主要是有效穗数、结实率的增加。平衡施肥处理显著提高了免耕抛秧水稻生育后期稻田０～１０ｃｍ土层０２ｍｍ根际土壤有机质、碱解氮含量及脲酶、蔗糖酶活性。研究结果表明，Ｎ肥在水稻各需肥高峰期分次施用，明显改善了免耕水稻根际环境，平衡施肥有助于降低田面水Ｎ素的最高浓度，减少了单次径流的Ｎ素损失量，提高了肥料的利用率。平衡施肥从生理上满足了水稻不同生育期对Ｎ素的需求，促进了水稻对Ｎ素的吸收，对产量构成因素中有效穗数的影响较大，显著提高了该氮肥运筹方式下水稻的产量。因此，平衡施肥改善了免耕水稻根际环境，并通过促进根系生长和有效穗数的增加，对提高免耕水稻产量具有一定的促进作用。生产上应根据免耕水稻根系分布在土层表面比例大的特点，在农业生产中通过施氮模式来调控

图1土壤水解氮含量的变化图2土壤速效磷含量的变化

３．３植烟土壤的养分管理同时也是一项长期工作
随着近年来平衡施肥技术在各个烟区的大力推广，建立了植烟土壤数据库，植烟土壤管理进入科学化管理阶段。但要使我国植烟土壤管理达到连续和完善的水平，应选择有代表性的主产区设置植烟土壤养分变化长期定位监测点，在相同栽培技术区域内建立植烟土壤养分变化长期定位监测网。通过长期定位点监测土壤肥力的变化情况。这方面，烟草病虫害预测预报点的建立和完善已有了一个好的开端，取得了较好的经验。因为，如果每隔一段时间都进行一次大规模的植烟土壤肥力调查是不现实的，投入经费也比较多，在我们已进行了一次大规模植烟土壤肥力调查后，建立长期定位监测网，通过监测长期定位点土壤肥力的变化情况，结合烟农户籍化管理中的基础资料，可以测算植烟土壤肥力的变化趋势，为平衡施肥提供科学的依据，将平衡施肥技术提高到一个新的高度。植烟土壤的养分管理是一个系统工程，轮作周期内养分的投入与携出的平衡，对保证烟叶生产的正常进行是极为关键的。由于养分是通过不同途径进入农业生态系统，再经过相互转化和移动过程后，以不同程度地离开这一系统，构成农业生态系统的养分循环。在烟草种植的轮作周期中，植烟土壤养分的总收入可大于、等于或小于总支出，因而出现不同程度的养分平衡状况，决定着土壤肥力水平的发展方向。将烤烟放入以优质烟生产为重点的耕作制度中，进行合理搭配轮作作物、养分优化配置和耕作制度下植烟土壤养分的投入产出的平衡、养分资源的空间有效性、时间变异特点和生物有效性及植烟土壤有机肥的合理施用等有关肥料养分资源的养分优化配置的研究，充分考虑到植烟土壤在大农业生产环境下养分的循环规律，较全面地考虑植烟土壤的养分合理投入及对烟叶品质的影响，这对于建立优质烟的合理轮作制度，科学的施肥体系，保证烟叶质量的稳定和烟叶生产的可持续发展有着重要的作用。针对不同生态区优质烟生产轮作周期内的肥料养分资源的特点，确定与其相适应生产技术，提供分类指导，提出不同生态条件下的以优质烤烟生产为重点的耕作制度及合理肥料统筹技术，将提高烟叶生产整体水平。这对于建立优质烟的合理轮作制度，科学的施肥体系，保证烟叶质量的稳定有着重要的作用，可达到优化养分循环、减少养分投入、提高养分资源的利用效率、提高和稳定烟叶质量与增强地力并举的目的，促进烟草生产的持续发展。对于优质烤烟生产的持续发展将起到很好的推动和保证作用。因此，建立优质烟可持续发展的耕作制度及养分统筹技术，全方位考虑土壤的肥力的发展方向，才能保持产区烟叶质量的基本稳定，保证我国优质烟生产的可持续发展。

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土壤水分动态对氮素净矿化的影响
土壤氮素矿化作用作为氮素内循环的重要环节之一,直接决定了氮素的有效性,显著影响了生态系统的结构和功能。

水分动态变化通过影响矿质氮的输入、输出和氮矿化速率等显著影响土壤氮素的有效性。

本论文以不同质地、不同土地利用方式下土壤样品为对象,设计“恒温恒水”、“恒温变水”和“变温变水”3种不同水分动态处理,比较分析了土壤水分条件由理想条件恢复到实际条件的过渡过程中氮素矿化特征的变化规律,研究结果可为准确预测不同类型土壤氮矿化潜力和优化土壤氮素矿化模型提供重要参数。

研究结论如下:(1)“恒温恒水条件”下,土壤累积净氮矿化量和净氮矿化速率分别与水分含量呈显著正相关关系,在100%田间持水量(FC)条件下累积净氮矿化量
和净氮矿化速率均达到最大值。

水分含量对氮素矿化的影响与土壤质地和土地利用方式有关。

质地对氮素矿化特征有极显著影响,土地利用方式对土壤氮素矿化特征的影响不显著。

(2)“恒温恒水条件”下,在水分较充足时(60%FC、80%FC和100%FC),一级动力学模型对氮素矿化的拟合效果较好,R~2在0.64~0.99之间(P<0.001);二元一次回归方程可以拟合氮素矿化对水分含量和培养时间的响应关系,土壤累积氮素净矿化量随水分含量的增加呈线性增加趋势,随培养时间的延长呈对数增加趋势。

(3)恒温变水和变温变水条件下均可用一级动力学模型拟合氮素净矿化过程,多数土壤样品氮素净矿化量在两种水分条件下累积均随时间的延长而增加。

(4)土壤累积氮素净矿化量对时间和水分的响应曲面有所差异,可分为“上升型”和“先上升后平稳型”,恒温恒水条件下呈逐渐上升的趋势,在恒温变水条件和变温变水条件下呈先上升后平稳的趋势。

(5)恒温变水条件下累积氮素净矿化
量在第4天达最大,之后稳定;变温变水条件下在第2天达最大,后期在稳定状态有所波动。