安太堡煤矿区不同复垦年限和复垦模式土壤氮矿化及硝化特征

作者：江山; 刘焕焕; 张菁; 王改玲^*

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2019, 27(02): 286-295.

DOI：10.13930/j.cnki.cjea.180552

• 复垦年限
• 复垦模式
• 氮素转化效率
• 有机氮
• 矿化
• 硝化
• 安太堡露天煤矿

为揭示煤矿复垦区土壤氮素内循环中的矿化及硝化特征,探索不同复垦模式与不同复垦年限下复垦土壤的氮素转化效率,采集山西安太堡露天煤矿中复垦3年、9年、21年苜蓿地及3年荞麦地表层(0～20 cm)土壤,并以3年自然恢复和未复垦新排土为对照,采用间歇淋洗好气培养法与恒温培养法研究各采样地土壤矿化与硝化过程,利用一级反应动力学模型与Logistic方程对有机氮素的矿化与硝化数据进行拟合。结果表明,3年苜蓿地的矿化速率最高, 21年苜蓿地的矿化速率最低,且土壤氮素快速矿化主要在培养前7 d,之后逐渐平缓,并在28 d趋于稳定。经一级动力学方程拟合可知,氮矿化势(No)的变化范围为89.28～124.51mg·kg?1,21年苜蓿地>3年自然恢复地>3年苜蓿地>3年荞麦地>未复垦新排土>9年苜蓿地;矿化速率常数(k)的变化范围为0.022 6～0.051 9, 3年苜蓿地>9年苜蓿地>未复垦新排土>3年自然恢复地>3年荞麦地>21年苜蓿地。氮矿化势与土壤有机质含量显著正相关(r=0.91)。复垦区各土壤随培养时间的延长硝态氮含量大致为"S"型曲线且可分为3个阶段:前期阶段(0～5d)—上升阶段(5～14 d)—稳定阶段(14～28d);Logistic方程拟合结果显示:复垦年限显著影响硝化高峰出现的时间(不同复垦年限苜蓿地最大相差6.85d),21年苜蓿地硝化过程剧烈而短促,3年自然恢复地的硝化过程缓慢而漫长;耕地较草地有更大的硝化速率与更长的硝化时间。长期的种植苜蓿复垦显著提高了土壤的氮库容量,矿化过程更为平稳。

• 单位
  山西农业大学