20104 哇西农业科学 135, 土壤氮素理化性质研究 解锋，李颖飞 (1.杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100,2.户县森林资源管理中心，陕西户县710300 要：概述了土壤氯素的来源、合量、形态分布、运移转化模型和土壤氯素循环等方面及土壤理化性状与氯 素的关系。分斯了与土壤氨素有关的几个防面，可以对土壤中氣素作更深层次的研完与探讨。 关缸词：土壤：真素：矿化：运移：氮素循环 氮素是作物生长所必需的大量营养元素之 或固定态铵：铵还能以NH:的形态存在于土壤 一，土壤中氮素的丰缺及供给状况不仅响农作 溶液中。所以，土壤中的铵态氢可分为交换性铵 物的生长、产量和品质，也影响着环境。在自然生 非交换性铵和液相中的铵三部分。前两部分因受 态系统中，除固氮植物和一部分可直接利用有机 到库伦力或范德华力的作用不易流失，即使在水 氮的植物之外，其它所有植物的氨素来源主要是 田中也比较稳定。硝态氮是铵态氮在好气条件下 土壤有机氮的矿化：在人工生态系统中，即使在大 经微生物硝化后的产物，不能被士壤胶体所吸附， 量施用氮肥情况下，作物中积累的氮素约50%来 易于流失，不太稳定。亚硝态氮是硝化作用的中 自于土壤有些则高达70%以上。估算恰当的氮 间产物。一般在土壤中虽然短时期内也可能有少 肥使用量不论从经济还是环境的角度来说都 量亚硝态氮存在，但在通气良好的土壤里它很快 常重要的，如果氮肥使用过量，可能导致硝态在 转化为NO?。因此，通常所谓的士壤无机氮是指 土壤剖面的积累、增加地表水和地下水中氮素含 硝态氮和铵态氨两部分。 量，导致水体富营养化和地下水污染同时硝化和 有机氮是土壤中氨的主要形态，一般占土壤 反硝化过程还涉及到重要温室气体N20的释放。 全氮量的98%以上，有机氮按其溶解和水解的难 因此，研究土壤氮素含量不仅是确定农田土壤的 易程度可分为水溶性有机氮、水解性有机氮和非 供氮能力及拟定合理施用氮肥量的主要依据，亦 水解性有机氮三类（穆兴民，1999）。水溶性有机 是生态系统中氮素循环与平衡研究的重要组成部 主要包括一些结构简单的游离氨基酸、胺盐及 分，同时对全球氨素循环和全球变化的研究也有 酰胺类化合物，其中分子量小的可以被作物直接 重要意义。 吸收，分子量大的虽不能被直接吸收.但容易水 1土壤中氮素的形态 解，并迅速释放出铵离子，成为作物的苏小单元。 水溶性有机氮的含量一般不超过土全氮量的 土壤中氢素的形态可分为有机氢和无机氨 5%。水解性有机氨是指酸、碱或酶处理后能水解 连着合称为士壤全氮。无机氨也称矿质它包 为较简单的易溶性化合物或能直接生成铵化合物 括硝态氮、亚硝态氮和铵态氮。土壤中的无机氮 的有机氮。 一般只占土壤全氮量的1%-2%，而且还处于经 它是土壤中生物化学作用 3 土壤氮素的运移、转化机理及研 常变动之中。 物理作 用、化学作用的产物.受微生物的生物生命活动与 究现状 水热条件的影响很大，同时又以为作物和微生物 早期的氨素的研究主要集中在氨素去向乃有 所吸收，还可通过不同途径从士壤中损失掉因 效利用率的研究。如周祖澄等(1982)用5N示 此其含量变化不仅有季节性的差异，而且还有昼 踪、盆栽法及微区法研究了固体氯肥施入早田的 夜和晴雨之间的变化 土壤中的铵态氮来源于 去向。注意到国外溶质运移研究的动向，近年来 壤含氯有机物的矿化和所施入的氮肥，它能为带 国内土壤物理学者及农学者开展了一些室内、筝 阴电荷的土壤胶体所吸附，而成为交换性铵：铵也 外的溶质运移试验研究。随着节水灌溉的普及， 能被2：1型的粘土矿物所固定，称为非交换性铵 国内学者对节水灌溉条件下氮素运移规律进行 收病月期：00I6 aAcademic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.htp/www,cmki.ne
* 土壤氮素理化性质研究 解 锋1 , 李颖飞2 ( 1. 杨凌职业技术学院, 陕西 杨凌 712100; 2. 户县森林资源管理中心, 陕西 户县 710300) 摘 要: 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。 关键词: 土壤; 氮素; 矿化; 运移; 氮素循环 氮素是作物生长所必需的大量营养元素之 一, 土壤中氮素的丰缺及供给状况不仅影响农作 物的生长、产量和品质, 也影响着环境。在自然生 态系统中, 除固氮植物和一部分可直接利用有机 氮的植物之外, 其它所有植物的氮素来源主要是 土壤有机氮的矿化; 在人工生态系统中, 即使在大 量施用氮肥情况下, 作物中积累的氮素约 50% 来 自于土壤, 有些则高达 70%以上。估算恰当的氮 肥使用量不论从经济还是环境的角度来说都是非 常重要的, 如果氮肥使用过量, 可能导致硝态氮在 土壤剖面的积累、增加地表水和地下水中氮素含 量, 导致水体富营养化和地下水污染; 同时硝化和 反硝化过程还涉及到重要温室气体 N2 O 的释放。 因此, 研究土壤氮素含量不仅是确定农田土壤的 供氮能力及拟定合理施用氮肥量的主要依据, 亦 是生态系统中氮素循环与平衡研究的重要组成部 分, 同时对全球氮素循环和全球变化的研究也有 重要意义。 1 土壤中氮素的形态 土壤中氮素的形态可分为有机氮和无机氮, 连着合称为土壤全氮。无机氮也称矿质氮, 它包 括硝态氮、亚硝态氮和铵态氮。土壤中的无机氮, 一般只占土壤全氮量的 1%- 2% , 而且还处于经 常变动之中。它是土壤中生物化学作用、物理作 用、化学作用的产物, 受微生物的生物生命活动与 水热条件的影响很大, 同时又以为作物和微生物 所吸收, 还可通过不同途径从土壤中损失掉, 因 此, 其含量变化不仅有季节性的差异, 而且还有昼 夜和晴雨之间的变化。土壤中的铵态氮来源于土 壤含氮有机物的矿化和所施入的氮肥, 它能为带 阴电荷的土壤胶体所吸附, 而成为交换性铵; 铵也 能被 2 1 型的粘土矿物所固定, 称为非交换性铵 或固定态铵; 铵还能以 NH + 4 的形态存在于土壤 溶液中。所以, 土壤中的铵态氮可分为交换性铵、 非交换性铵和液相中的铵三部分。前两部分因受 到库伦力或范德华力的作用不易流失, 即使在水 田中也比较稳定。硝态氮是铵态氮在好气条件下 经微生物硝化后的产物, 不能被土壤胶体所吸附, 易于流失, 不太稳定。亚硝态氮是硝化作用的中 间产物。一般在土壤中虽然短时期内也可能有少 量亚硝态氮存在, 但在通气良好的土壤里它很快 转化为 NO - 3 。因此, 通常所谓的土壤无机氮是指 硝态氮和铵态氮两部分。 有机氮是土壤中氮的主要形态, 一般占土壤 全氮量的 98%以上, 有机氮按其溶解和水解的难 易程度可分为水溶性有机氮、水解性有机氮和非 水解性有机氮三类( 穆兴民, 1999) 。水溶性有机 氮主要包括一些结构简单的游离氨基酸、胺盐及 酰胺类化合物, 其中分子量小的可以被作物直接 吸收, 分子量大的虽不能被直接吸收, 但容易水 解, 并迅速释放出铵离子, 成为作物的苏小单元。 水溶性有机氮的含量一般不超过土壤全氮量的 5%。水解性有机氮是指酸、碱或酶处理后能水解 为较简单的易溶性化合物或能直接生成铵化合物 的有机氮。 2 土壤氮素的运移、转化机理及研 究现状 早期的氮素的研究主要集中在氮素去向及有 效利用率的研究。如周祖澄等( 1982) 用15N 示 踪、盆栽法及微区法研究了固体氮肥施入旱田的 去向。注意到国外溶质运移研究的动向, 近年来, 国内土壤物理学者及农学者开展了一些室内、室 外的溶质运移试验研究。随着节水灌溉的普及, 国内学者对节水灌溉条件下氮素运移规律进行了 2010( 4) 陕 西 农 业 科 学 135 *收稿日期: 20100416
136 陕西农业科 学 201049 研究。对土壤氮素、特别是硝态氮淋失的研究表 酸，进一步还原成氮氧化物和氮气而挥发损失的 明，土壤氮素的淋失量与土壤质地、耕作方式、氮 过程。 肥类型、作物种类、生长密度、降雨以及地下水位 3.4铵离子的固定 都有很大的关系。郭大应等2001)对灌溉土壤硝 铵离子易被带负电荷的土壤胶粒吸附，进入 态氮运移与士壤湿度的关系进行了研究.结果表 陆层品穴形成周定态铵。这部风氯素不能被植物 明灌溉土壤硝态氯的运移与土壤湿度有良好的相 吸收利用，但仍然是一种重要的士壤素资源占 关关系。 土壤全氮的10%以上。 刘培斌笔1999)建立并验证了排水条件下田 3.5土壤氛索的流失 间一维饱和-非饱和土壤中NHi-N和NO 3.5.1 上壤氯素流失形态 在农业灌溉和降雨 N运移与转化的耦合技型模型中考虑了有机质 作用下，土壤中所存在的有机态氮和无机态氮均 的矿化、氮素的吸附、硝化、反硝化、氨气挥发及作 有流失的趋势。无机态氮流失过程以NO-N 物根系吸氮等氨素转化作用过程同时也考虑了 为主，NO:次之，NH-N只占很小比例。目前 土壤温度和湿度对氨素转化的影响 对有机态氨氮流失的研究很少。 对于氮素行为的研究国内学者做了一些大 3.5.2 挥发氨的挥发是土壤中N输出的 胆的尝试。黄元仿等(2001)将士壤水、热、氮联合 个途径。在高DH的土壤中.NH被转化成 模拟模型与地理信息系统(GS)相结合，应用于 NH,释放到大气中，从而导致N素的损失。该 区域农田土壤水，氮素行为的模拟计算，但他们的 反应如下： 研究只是初步的尝试，还局限于探索过程模型与 NHi+OH°-NH3↑+H3O GS相结合来研究区域问题的方法论。 氨挥发与士壤条件有很强的相关性。例如 3土壤氮素的循环 沙漠中由于土壤CaC0:积累而维持碱性状态，当 土壤处于干绳、诱气并在低阳离子交换能力的条 3.1作物吸收 件下土壤中N素转化NH的损失可能达到最 植物吸收是土壤中N素输出的最主要的形 大：化缓慢的土壤条件也可能有较多的NH3挥 式，是维持植物正常生长的必备条件。 发。士壤中大量施入銨态氮肥或尿素，或土壤本 素的含量及其形态明显影响着植物的生长和养分 身的NH:含量高时可使土壤pH值升高，造成氨 利用效率。有研究表明，植物即使在开始还原 挥发损失。有机态N转变成NH-N的过程 NO时也需要消耗能量，但大多数植物既能同化 称作氨化作用。氨化过程之后， 一部分NH:被 NH:,又能同化NO3植物的根系在吸收NO3并 植物吸收，微生物固持，或被粘土矿物质固定 还原后.将沿着与NH被结合在生物量中同样 剩余的一部分NH可能通过自养细菌的硝化作 的途径进行作物吸收的氮随着农产品的收获而抄 用转变成NO。有时，NH:也可能通过异养 出土壤这是土壤氨素的主要消耗.是有效消耗 化转变成NO万。土壞中NH-N的存在量除与 (陈伏生，2004。作物吸收的氨素越多，表明氮肥 氨化作用有关外，还与生境有一定的关系。主要 的利用率越高， 当季作物吸收的氨为25% 取决于土壤条件是不是有利于 些微生物过程尤 50%。 其是NH:向NO的化硝化作用的发生。 3.2有机氨的矿化 3.5.3氣的淋洗损失同含N物质的挥发 有机态氮的矿化是作物所需氮素的重要来 样，淋溶也是土壤N损失的主要非生物渠道。淋 源.各种有机肥料的N总资源量的农业利用部分 溶通常指硝态氮的淋失.铵态氮和有机复的淋失 仅为32.7%，大量未利用的N直接进入环境造成 甚少。影响淋溶的主要因素有土壤条件、植被状 污染。 况和其它外界条件。但林溶损失必须有两个先决 3.3硝化和反硝化过程 条件：①止壤中有大量NO;-N存在：②有丰减 硝化作用是指氨或铵盐在土壤硝化细菌作用 的下渗水流。 下氧化成硝态氯的过程。未被作物吸收利用的硝 土端氯素的流失在多雨地区的水田里特别 是在质地轻的士壤上比较严重。流失的方式包括 淋失、地表径流或排水流走。（此方式普遍存在子 壤的氯肥有利于降低土壤氮素向水环境中的任移 南方)损失的氨素形态可为硝态氯、铵态氮和部 数量，反硝化作用是指硝酸根离子被还原成亚硝b分可溶件有机氯化合物，但丰要是硝态氮、，因为
研究。对土壤氮素、特别是硝态氮淋失的研究表 明, 土壤氮素的淋失量与土壤质地、耕作方式、氮 肥类型、作物种类、生长密度、降雨以及地下水位 都有很大的关系。郭大应等( 2001) 对灌溉土壤硝 态氮运移与土壤湿度的关系进行了研究, 结果表 明灌溉土壤硝态氮的运移与土壤湿度有良好的相 关关系。 刘培斌等( 1999) 建立并验证了排水条件下田 间一维饱和- 非饱和土壤中 NH + 4 - N 和 N O - 3 - N 运移与转化的耦合模型, 模型中考虑了有机质 的矿化、氮素的吸附、硝化、反硝化、氨气挥发及作 物根系吸氮等氮素转化作用过程, 同时也考虑了 土壤温度和湿度对氮素转化的影响。 对于氮素行为的研究, 国内学者做了一些大 胆的尝试。黄元仿等( 2001) 将土壤水、热、氮联合 模拟模型与地理信息系统( GIS) 相结合, 应用于 区域农田土壤水、氮素行为的模拟计算, 但他们的 研究只是初步的尝试, 还局限于探索过程模型与 GIS 相结合来研究区域问题的方法论。 3 土壤氮素的循环 3. 1 作物吸收 植物吸收是土壤中 N 素输出的最主要的形 式, 是维持植物正常生长的必备条件。土壤中 N 素的含量及其形态明显影响着植物的生长和养分 利用效率。有研究表明, 植物即使在开始还原 NO - 3 时也需要消耗能量, 但大多数植物既能同化 NH + 4 , 又能同化 NO - 3 植物的根系在吸收 NO - 3 并 还原后, 将沿着与 N H + 4 被结合在生物量中同样 的途径进行作物吸收的氮随着农产品的收获而携 出土壤, 这是土壤氮素的主要消耗, 是有效消耗 ( 陈伏生, 2004) 。作物吸收的氮素越多, 表明氮肥 的利用率越高, 当季作物吸收的氮为 25% - 50% 。 3. 2 有机氮的矿化 有机态氮的矿化是作物所需氮素的重要来 源, 各种有机肥料的 N 总资源量的农业利用部分 仅为 32. 7% , 大量未利用的 N 直接进入环境造成 污染。 3. 3 硝化和反硝化过程 硝化作用是指氨或铵盐在土壤硝化细菌作用 下氧化成硝态氮的过程。未被作物吸收利用的硝 态氮易通过淋洗或径流损失, 既减少了可供作物 的氮量, 又导致水体污染。因此, 适当控制施入土 壤的氮肥有利于降低土壤氮素向水环境中的迁移 数量。反硝化作用是指硝酸根离子被还原成亚硝 酸, 进一步还原成氮氧化物和氮气而挥发损失的 过程。 3. 4 铵离子的固定 铵离子易被带负电荷的土壤胶粒吸附, 进入 硅层晶穴形成固定态铵。这部风氮素不能被植物 吸收利用, 但仍然是一种重要的土壤氮素资源, 占 土壤全氮的 10% 以上。 3. 5 土壤氮素的流失 3. 5. 1 土壤氮素流失形态 在农业灌溉和降雨 作用下, 土壤中所存在的有机态氮和无机态氮均 有流失的趋势。无机态氮流失过程以 NO - 3 - N 为主, NO2 次之, NH - 4 - N 只占很小比例。目前 对有机态氮流失的研究很少。 3. 5. 2 氨挥发 氨的挥发是土壤中 N 输出的另 一个途径。在高 pH 的土壤中, NH + 4 被转化成 NH3 释放到大气中, 从而导致 N 素的损失。该 反应如下: NH + 4 + OH - !!! NH3 ∀ + H2 O 氨挥发与土壤条件有很强的相关性。例如, 沙漠中由于土壤 CaCO3 积累而维持碱性状态, 当 土壤处于干燥、透气并在低阳离子交换能力的条 件下土壤中 N 素转化 NH + 4 的损失可能达到最 大; 矿化缓慢的土壤条件也可能有较多的 NH3 挥 发。土壤中大量施入铵态氮肥或尿素, 或土壤本 身的 NH4 含量高时可使土壤 pH 值升高, 造成氨 挥发损失。有机态 N 转变成 NH + 4 - - N 的过程 称作氨化作用。氨化过程之后, 一部分 NH + 4 被 植物吸收, 微生物固持, 或被粘土矿物质固定。 剩余的一部分 NH + 4 可能通过自养细菌的硝化作 用转变成 NO - 3 。有时, NH + 4 也可能通过异养硝 化转变成 NO - 3 。土壤中 NH + 4 - N 的存在量除与 氨化作用有关外, 还与生境有一定的关系。主要 取决于土壤条件是不是有利于一些微生物过程尤 其是 NH + 4 向 NO - 3 的化( 硝化作用) 的发生。 3. 5. 3 氮的淋洗损失 同含 N 物质的挥发一 样, 淋溶也是土壤 N 损失的主要非生物渠道。淋 溶通常指硝态氮的淋失, 铵态氮和有机氮的淋失 甚少。影响淋溶的主要因素有土壤条件、植被状 况和其它外界条件。但淋溶损失必须有两个先决 条件: # 土壤中有大量NO - 3 - N 存在; ∃ 有丰沛 的下渗水流。 土壤氮素的流失在多雨地区的水田里, 特别 是在质地轻的土壤上比较严重。流失的方式包括 淋失、地表径流或排水流走。( 此方式普遍存在于 南方) 损失的氮素形态可为硝态氮、铵态氮和部 分可溶性有机氮化合物, 但主要是硝态氮。因为 136 陕 西 农 业 科 学 2010( 4)
經锋：土撞氨素理化性历研究 .137 硝酸根离子带负荷不能被土壤胶体吸附保存，易 机质有保护作用.对不同粒径的团聚体进行矿化 随水流失。铵态氮的流失主要是因为溶液2价阳 实验的结果表明，粒径愈小者氮矿化率愈高，表明 离子如Fe、Mn、Ca”代换使NHi解吸的结 粒径愈小的团聚体中含有易分解性氨的比例 果，在阳离子交换量小，质地轻的土壤中NH 的 愈大。 流失较多，土壤对尿素的吸附能力弱，故也容易流 4,2土壤有机质的存在对氨素的影响 失（黄阿童.20060 室内和原位氨矿化研究表明：赤按林土境有 3.5.4反硝化税氣失N0在反硝化细菌的作 机质中的粗质小片段(>0.2mm)并未产生任何 用下易还原成N2或NO而逸出士壤造成氮的损 质每：约80%的质氯由半分解的有机质片段 失。土壤氮素通过氨挥发、淋洗损失、反硝化作用 提供，而合欢林土壤中为30%-50%。沼泽地区 等途径消耗结果使土壤氮素大量损失，造成氮肥 的研究发现.富含N的细胞顶易破碎并快速释放 利用率降低。根据中国科学院南京土壤研究所氮 养分，而细胞壁分解较慢，以至于无更多的N固 肥测定结果，当季作物吸收氮25%-50% 定成微生物组织.表明相对较小片段的、不稳定 失和挥发损失为20%-57%。这表明施入土 的有机质库对温、湿度或其它因子敏感度要比大 壤的速效氮肥约有半数损失，造成土壤氮素不平 片段、难降解有机质的敏感度大.这种库的大小 衡。 往往引起碳、氮矿化的不同。总之，当有机质、微 3.6影响土壤氯素流失的因素 生物残体被降解时，细胞质迅球隆解而细胞壁物 3.6.1肥的种类硝酸铵最易增加径流中氨 质则矿化较慢，因此后者以易分解性有机质的形 的含量，施用尿素较碳铵显著降低径流中氮的流 式（主要为氨基酸和氨基醣）积累起来.而干燥 失量。在普通氛甲中配施眠酶物制剂、硝化物制 和热处理将促讲其分解和矿化这种现象称作干 剂可明显延缓氮在土壤中的转化，降低土壤中硝 燥效应.对于不同土壤，细胞壁物质的矿化率及 态氮含量，减轻硝态氨的流失。 其干燥效应的大小.与土壤的粘土矿物类型、游离 3.6.2氣肥用量氮肥的施用量影响氮素在土 铁铝等无机离子。 壤中的移动能力和淋洗潜力，是决定素淋失的 最主要因素。 参考文献 3.6.3灌溉随灌溉量的增加土壤硝态氮的淋 某会水第砖到皆球半干星风农田土度无红氯 洗损失量也随之增加。不合理的灌溉会引起 积累与迁移机理月生态学报，2003.(10：16 NO万-N的大量淋失。减少田面水的洋出是降 [周志华，青 化云，刘从强 上素生物地球化学 低农田氮流失的关键。 环的研究现状与进展[刀.2004.323)：2上26 3.6.4拼作制度秸轩覆盖可显著减少肥料氛 「3引张亚丽，张兴昌，邵明安，李世清.秸仟覆盖对黄土 坡面矿盾意素轻流流失的影响「川水土保持学报 的损失且覆盖量愈大.保巴效果愈显著。因为粘 004.01):2k24 秆覆盖可减少土壤的侵蚀量和减少径流的流 [4 广生，土地利用 变化对沙地土 失量。 4土壤理化性质和氨素的关系 957 「5引童依平，蔡超刘全友，李继云.李振声.植物吸收硝 4.1土壤质地和土壤团聚体与氨 态氯的分子生物学进展[刀植物营养与肥学报 土壤质地通过影响好氧菌活动或粘粒与有机 质的结合等对有机质提供保护，从而对氮化产 e in Red Soil Agroee 生作用。细质土比粗质土能固定更多C、N.砂士 system and Their Management【J】Pedosphere 的氨矿化高于壤土和粘土.此外砂土中微生物生 2000.02):9093 「刀习全根。周建城.越满兴.陈竹君。滴灌施肥条件下 物量的C/N比高于壤士和粘土，且与单位微出 物氮生物量的矿化奉呈正相关。不同大小干燥士 不同种美氯肥在土壤中迁移转化特性的研完[】植 物营长与肥料单报004104山：4451 壤团聚体中有机N的矿化不同，可矿化有机氮库 刘宏诚李志宏张云贵，张维理，林葆 北京市农 的大小依赖于其物理强度，即土壤闭聚体的大小 土壤硝态氨的分布与累积特征[J川中国农业科学 和稳定性。团聚体越小、稳定性越弱，其有机质越 2004.05):113116 易被微生物降解，可矿化有机氮库越大。粘粒 「明唐艳凌。人类农业活动对土骧活性氮库的影响及其 腐殖质比愈高的士境，氯矿化愈低，因为粘粒对有Publishin环挎慈I则吉林农业大笔205tp:小www.cnki.n
硝酸根离子带负荷不能被土壤胶体吸附保存, 易 随水流失。铵态氮的流失主要是因为溶液2 价阳 离子如 Fe 2+ 、M n 2+ 、Ca 2+ 代换使 NH + 4 解吸的结 果, 在阳离子交换量小、质地轻的土壤中 NH + 4 的 流失较多, 土壤对尿素的吸附能力弱, 故也容易流 失( 黄阿童, 2006) 。 3. 5. 4 反硝化脱氮逸失 NO - 3 在反硝化细菌的作 用下易还原成 N2 或 N2O 而逸出土壤造成氮的损 失。土壤氮素通过氨挥发、淋洗损失、反硝化作用 等途径消耗, 结果使土壤氮素大量损失, 造成氮肥 利用率降低。根据中国科学院南京土壤研究所氮 肥测定结果, 当季作物吸收氮 25 % - 50 % , 淋 失和挥发损失为 20 % - 57 %。这表明施入土 壤的速效氮肥约有半数损失, 造成土壤氮素不平 衡。 3. 6 影响土壤氮素流失的因素 3. 6. 1 氮肥的种类 硝酸铵最易增加径流中氮 的含量, 施用尿素较碳铵显著降低径流中氮的流 失量。在普通氮肥中配施脲酶抑制剂、硝化抑制 剂可明显延缓氮在土壤中的转化, 降低土壤中硝 态氮含量, 减轻硝态氮的流失。 3. 6. 2 氮肥用量 氮肥的施用量影响氮素在土 壤中的移动能力和淋洗潜力, 是决定氮素淋失的 最主要因素。 3. 6. 3 灌溉 随灌溉量的增加土壤硝态氮的淋 洗损失量也随之增加。不合理的灌溉会引起 NO - 3 - N 的大量淋失。减少田面水的排出是降 低农田氮流失的关键。 3. 6. 4 耕作制度 秸秆覆盖可显著减少肥料氮 的损失, 且覆盖量愈大, 保肥效果愈显著。因为秸 秆覆盖可减少土壤的侵蚀量和减少径流的流 失量。 4 土壤理化性质和氮素的关系 4. 1 土壤质地和土壤团聚体与氮 土壤质地通过影响好氧菌活动或粘粒与有机 质的结合等对有机质提供保护, 从而对氮矿化产 生作用。细质土比粗质土能固定更多 C、N. 砂土 的氮矿化高于壤土和粘土. 此外砂土中微生物生 物量的 C/ N 比高于壤土和粘土, 且与单位微生 物氮生物量的矿化率呈正相关。不同大小干燥土 壤团聚体中有机 N 的矿化不同, 可矿化有机氮库 的大小依赖于其物理强度, 即土壤团聚体的大小 和稳定性。团聚体越小、稳定性越弱, 其有机质越 易被微生物降解, 可矿化有机氮库越大。粘粒/ 腐殖质比愈高的土壤, 氮矿化愈低, 因为粘粒对有 机质有保护作用. 对不同粒径的团聚体进行矿化 实验的结果表明, 粒径愈小者氮矿化率愈高, 表明 粒径愈小的团聚体中含有易分解性氮的比例 愈大。 4. 2 土壤有机质的存在对氮素的影响 室内和原位氮矿化研究表明: 赤桉林土壤有 机质中的粗质小片段( > 0. 2 mm) 并未产生任何 矿质氮; 约 80%的矿质氮由半分解的有机质片段 提供, 而合欢林土壤中为 30%- 50%。沼泽地区 的研究发现, 富含 N 的细胞质易破碎并快速释放 养分, 而细胞壁分解较慢, 以至于无更多的 N 固 定成微生物组织. 表明相对较小片段的、不稳定 的有机质库对温、湿度或其它因子敏感度要比大 片段、难降解有机质的敏感度大. 这种库的大小 往往引起碳、氮矿化的不同。总之, 当有机质、微 生物残体被降解时, 细胞质迅速降解, 而细胞壁物 质则矿化较慢, 因此后者以易分解性有机质的形 式( 主要为氨基酸和氨基醣) 积累起来. 而干燥 和热处理将促进其分解和矿化, 这种现象称作干 燥效应. 对于不同土壤, 细胞壁物质的矿化率及 其干燥效应的大小, 与土壤的粘土矿物类型、游离 铁铝等无机离子。 参 考 文 献: [ 1] 吴金水, 郭胜利, 党廷辉. 半干旱区农田土壤无机氮 积累与迁移机理[ J] 生态学报 , 2003, ( 10) : 1316. [ 2] 周志华, 肖化云, 刘从强, 土壤氮素生物地球化学循 环的研究现状与进展[ J] . 2004, 32( 3) : 2126. [ 3] 张亚丽, 张兴昌, 邵明安, 李世清. 秸秆覆盖对黄土 坡面矿质氮素径流流失的影响[ J] 水土保持学报 , 2004, ( 01) : 2124. [ 4] 陈伏生, 曾德慧, 陈广生, 土地利用变化对沙地土壤 全氮空间分布格局的影响[ J] . 2004, 15 ( 6) : 953 957. [ 5] 童依平, 蔡超, 刘全友, 李继云, 李振声. 植物吸收硝 态氮的分子生物学进展[ J] 植物营养与肥料学报 , 2004, ( 04) : 114117. [ 6] Nut rient Cy cling and Balance in Red So il Agr oeco system and Their Manag ement [ J] Pedo sphere , 2000, ( 02) : 9093. [ 7] 习金根, 周建斌, 赵满兴, 陈竹君. 滴灌施肥条件下 不同种类氮肥在土壤中迁移转化特性的研究[ J] 植 物营养与肥料学报 , 2004, ( 04) : 4851. [ 8] 刘宏斌, 李志宏, 张云贵, 张维理, 林葆. 北京市农田 土壤硝态氮的分布与累积特征[ J] 中国农业科学 , 2004, ( 05) : 113116. [ 9] 唐艳凌. 人类农业活动对土壤活性氮库的影响及其 环境效应[ D] 吉林农业大学 , 2005 . 解 锋: 土壤氮素理化性质研究 137