基于15N示踪技术的盐渍土壤氮素转化模拟

作者：洪明海; 严涛; 刘辉; 魏文杰; 汪仕伟; 王兴建; 冯楚桥

来源：中国农村水利水电, 2023, (01): 158-163.

• 盐渍化
• 一阶动力学方程
• 土壤氮素转化
• 同位素
• 模拟

为研究盐渍土壤氮素转化规律，以河套灌区盐渍土为研究对象，基于同位素示踪技术，设置6个盐分水平(S1=2.01 dS/m、S2=6 dS/m、S3=12 dS/m、S4=16 dS/m、S5=20 dS/m、S6=25 dS/m)，每个盐分水平的土壤中分别添加7.14μmol/g经15N同位素标记的硝酸铵(15NH4NO3、NH415NO3、15NH415NO3)作为土壤氮源，分别在实验过程中的5个时间点(4、24、72、144、288 h)取样测定了铵态氮和硝态氮的浓度以及对应的15N的原子百分超。结合实验数据和同位素稀释原理，基于一阶动力学方程，在Matlab中建立了包含氨挥发v、反硝化第一阶段或异化还原为铵第一阶段d0、异化还原为铵第二阶段d1、反硝化第二阶段d2、矿化m、硝化第一阶段n1、硝化第二阶段n2、铵态氮同化ia、硝态氮同化in、异养硝化h等10个土壤氮素转化过程的盐渍土壤氮素转化模型。建立的模型反映了盐渍土壤氮素转化的各过程，较好地模拟了实验观测值的趋势变化；除氨挥发外，模型的一阶动力学常数和盐分之间的拟合曲线的R2均在0.65以上，其中，Kn2和盐分的拟合曲线[Kn2=(39.59 (ln S)2-244.27 ln S+393.86)×10-3]相关性最高，R2=0.98，误差限Δ平均值为0.017。