红壤氮转化对土壤水分变化的响应

作者：但小倩; 陈招兄; 程谊; 蔡祖聪; 张金波^*

来源：浙江农林大学学报, 2021, 38(05): 896-905.

• 土壤水分变化
• 氮初级转化速率
• 红壤
• 15N示踪技术" name="keyword">15N示踪技术

[目的]土壤水分变化会影响微生物介导的氮转化。探明土壤氮初级转化速率,反映土壤内部氮素动态变化,探索氮转化对土壤水分变化的响应机制。[方法]采用15N成对标记技术,利用数值优化模型,量化不同水分条件(最大持水量的20%、60%、80%、100%)下,有机氮矿化、铵态氮(NH4+)微生物同化、自养硝化、异养硝化和硝态氮(NO3-)消耗等主要氮转化过程的初级转化速率。[结果]土壤不同氮转化过程对水分变化的响应不同。随土壤含水量上升(从最大持水量的20%升至100%),土壤中易分解有机氮库初级矿化速率(M(Nlab))从1.757 mg·kg-1·d-1增加到2.598 mg·kg-1·d-1,难分解有机氮库初级矿化速率(M(Nrec))变化不显著,总初级矿化速率(M,即M(Nlab)和M(Nrec))显著上升。初级自养硝化速率(ONH4)随土壤含水量增加而增加,在最大持水量为100%时达到最大值(0.266 mg·kg-1·d-1);初级异养硝化速率(O(Nrec))随土壤含水量增加先上升后下降,在最大持水量为60%时达到最大值(0.115 mg·kg-1·d-1);土壤在最大持水量为80%和100%时ONH4显著大于O(Nrec),总初级硝化速率(N,即ONH4和O(Nrec))随土壤含水量增加而增大。总初级NH4+微生物同化速率(INH4)随土壤含水量增加线性上升,土壤在最大持水量的100 %时达到最大值(1.941 mg·kg-1·d-1);初级NO3-消耗速率(CNO3)在最大持水量的80%和100%时明显增加,总无机氮消耗速率(INH4和CNO3)随土壤含水量增加显著增大,并在最大持水量的80%时超过总氮初级矿化速率。因此,随含水量增加土壤氮净矿化速率先上升到最大值,然后迅速下降为负值。[结论]红壤不同无机氮产生和消耗过程对水分变化的响应不同;适当增加土壤含水量可提高红壤氮素的可利用性。图5表1参48

• 单位
  南京师范大学; 虚拟地理环境教育部重点实验室; 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心; 江苏省地理环境演化国家重点实验室