·行业综述· 北方园艺2010(15：3双36 一定范围内，土壤pH值的升高会促进氮素的 许多土壤和环境因子影响着士壤或添加到土壤中 化主要因为pH值的升高增加了土壤有机质的可溶性 的有机物料的氯和矿化作用，各种因素对 土展化的景 为微生物的活动提供了大量富含C和N基团的物质，从 响非常复杂.有些因子之间还有交互作用.应针对特定 而促进氮的矿化作用。李辉信等州通过试验也得出 的条件来深时各景影可因素对土壤氮素矿化量、矿化率你 相同结论，它认为红壤素的矿化和硝化速率与士壤 影知白 pH呈显著正相 壤供氮能力的方法 1.3肥料的影响 长久以来，大量学者在研究土壤供氮能力的领域做 我闲有机肥料资源日热增名.198年统计有机肥总 了很多的令人瞩目的工作。由于研究目的和试验条件 中N约为164拉×10t和718×100s。长期 不同，又有很多影响土壤氨素矿化的因素，在研究过程 施用有机肥，可增加士壤有机氨含量和士壤微生物 中出现了 多方法 目前对 化的常用 改善土壤结构，提高土壤的供氮能力。不同有机肥具有 方法可以分成3类：生物学方法、化学方法和数学方法： 不同的组成成分、理化性质等，对士壤氮化的影响 2.1生物学方法 不同 生物学方法主要有以植物吸N量为基出的植物吸 般来说土壤氮矿化与有机物料的碳氮比呈负相 收法和以土壤微生物对有机质利用为基础的室内培 关。卢萍等的研究也支持这一观点，在缺乏外源 法、田间原应培养法的测定等 无机氮时，CN高的有机物更能激发土壤氮的矿化，土 植物吸收法出现的最早.目前常用的方法是无N☒ 壤速效氯含量增加。Whit more网指出有机物料的CN 全生长期吸氯量法，该方法是在没有外源氯素供应的 与氮矿化有密切的关系，氨发生矿化或固持的临界点 自然条件下，作物吸收氮量等于土壤矿化氯量。植物卿 CN为20-40之间，而不是 个固定值。CN不是 收法确定的口 壤矿化氨量能反映当季作物生长条件下 一判别有机物料影响土赛氮矿化的因素，因为CN不能 的土壤供氮量，但对下季作物只能给出 个大概古 反缺正在分解部分的有机物料的特征因此仅仅用C/N 而且将作物吸氮量作为土壤矿化氮量并不准确.它没有 不能解释氨矿化的差异，必须对有机物料含碳化合物 考虑到通过淋洗和反硝化而损失的氨、植物分泌物 对荷 类进行分析四 已有研发现了有机物科 向等 无N 土壤氨矿旷化作用的因素。Douglas M,aP通过室内 长期吸氮电法的改进但可行性较差 培养试验，研究不同植物残体发现，残体净矿化速率可 室内培养法一般是在实验室内将一定量的土壤样 通过残体有机氨含量和酚氮含量米预测，但是模型不能 品调节到 定湿府后在 一定温度下进行一段时间的培 应用到田间 Qofoku,et a 提出可矿化氮量与水溶性 定土壤所释放出的矿质N 这类方法有 含量的相关性(r=0仍)高于与C/N(r=-0.76的。 理的基础.因为在培养期间使复素矿化的微生物.正是 有机肥对NON有一定固持作用四，但有机肥的 在作物生长期间使士壤有机氮转变成对作物生长的有 施用效果仍有许多有待探索的问题。如不同堆肥、 效氮的微生物。室内培养法分为好气培养法和淹水 肥料由 别养分、 养分 养法 培养法又包括通 气非淋洗培养法和间欧 以及个别养分流失造成环境负荷等。范成五4对不同 洗通气培养法。通气非淋洗培养法由于没有进行间鄙 有机质肥料的有机氨矿化进行室内培养试验.结果表 林洗模拟植物对氮的吸收.可能会减缓或阻碍所培养士 明在3个培养温度水平下，除牛粪堆肥外，30C条 壤的后期旷化过程而972年Stanford.d提出的 矿化速度最快，矿化 可歇淋洗通气培养法适用于大批样品的培养测定 温度降低而减缓。在不同有机质肥料中，鱼抽出液的可 速、简使，并可用于连续培养测定 ,应用更为广泛。间 化率最高，矿化速度也最快矿化速度顺序是鱼抽出 歇林洗通气培养法的一般步蜜是在土壤中加入石英 液肉骨粉>油菜饼>鱼粕牛粪堆肥。 或蛭石.改善土壤通气状况.并用加压抽气控制含水 采用“示踪法可以研究不同有机肥品种在士 但 心培养 有机氮的矿 ,徐阳看 的氨系和化释放规律及对化肥氮固定的影响。在室内 的试验结果就表明加砂培养过程释放的总氮明 控制培养的条件下.叶静等将有机肥加入到土壤后 高于同期盆栽试验土壤的供氮量。这种方法在经过度 在培养开始后第7天，4种有机肥的氮素净矿化均为负 改后成为现在广泛应用的0.0 1 mol L CaC:间歇淋洗 值说明有机肥施入土壤后促进了微生物的大量繁 通气培养法 氮素养分的生物固定作用大于矿化作用，其中鸡粪处理 1964年Waring与Bremner提出了淹水培养法，在 的氮固定量最大达到8.7mkg土。随后各处理的 研究土壤氯矿化时被均广泛应用.并被美国土壤学会推着 有机肥氯的净矿化量逐渐增加到了施肥后第0天，鸡 在早地和水地上应用。Waring,cta别提出在30C 粪的氨净矿化量达到95.6mg/kg土 下，进行2周的淹水培养。后来Ky和Bmn的 34 1004-2010 China Academic Joural Ele www cnki ne
行业综述
北方园艺2010( 15) : 33~ 36 一定范围内, 土壤 pH 值的升高会促进氮素的矿 化, 主要因为pH 值的升高增加了土壤有机质的可溶性, 为微生物的活动提供了大量富含 C和N 基团的物质,从 而促进氮的矿化作用[ 15] 。李辉信等[16] 通过试验也得出 相同结论, 它认为, 红壤氮素的矿化和硝化速率与土壤 pH 呈显著正相关。 1. 3 肥料的影响 我国有机肥料资源日益增多, 1998 年统计有机肥总 资源中 N 约为1 642 ! 10 4 t 和 718 !10 4 t P2 O5 [ 1] 。长期 施用有机肥, 可增加土壤有机氮含量和土壤微生物量, 改善土壤结构, 提高土壤的供氮能力。不同有机肥具有 不同的组成成分、理化性质等, 对土壤氮矿化的影响 不同。 一般来说土壤氮矿化与有机物料的碳氮比呈负相 关 [ 17] 。卢萍等 [ 18] 的研究也支持这一观点, 在缺乏外源 无机氮时, C/ N 高的有机物更能激发土壤氮的矿化, 土 壤速效氮含量增加。Whitmore [19] 指出有机物料的 C/ N 与氮矿化有密切的关系, 氮发生矿化或固持的临界点 C/ N 为20~ 40 之间, 而不是一个固定值。C/ N 不是唯 一判别有机物料影响土壤氮矿化的因素, 因为C/ N 不能 反映正在分解部分的有机物料的特征, 因此仅仅用 C/ N 不能解释氮矿化的差异,必须对有机物料含碳化合物种 类进行分析 [ 20] 。已有研究发现了有机物料中其它影响 土壤氮矿化作用的因素。Douglas M, et al [ 21] 通过室内 培养试验, 研究不同植物残体发现, 残体净矿化速率可 通过残体有机氮含量和酚氮含量来预测, 但是模型不能 应用到田间。Qofoku, et al [ 22] 提出可矿化氮量与水溶性 氮含量的相关性( r= 0. 93) 高于与C/ N(r= - 0. 76) 的。 有机肥对 NO3
N 有一定固持作用[23] , 但有机肥的 施用效果仍有许多有待探索的问题, 如不同堆肥、有机 质肥料由于个别养分、养分不均衡等引起的生理障碍, 以及个别养分流失造成环境负荷等。范成五[ 24] 对不同 有机质肥料的有机氮矿化进行室内培养试验, 结果表 明, 在 3 个培养温度水平下, 除牛粪堆肥外, 30 条件培 养的矿化率最高, 矿化速度最快, 矿化率和矿化速度随 温度降低而减缓。在不同有机质肥料中, 鱼抽出液的矿 化率最高, 矿化速度也最快, 矿化速度顺序是: 鱼抽出 液> 肉骨粉> 油菜饼> 鱼粕> 牛粪堆肥。 采用15N 示踪法可以研究不同有机肥品种在土壤中 的氮素矿化释放规律及对化肥氮固定的影响。在室内 控制培养的条件下, 叶静等 [ 25] 将有机肥加入到土壤后, 在培养开始后第 7 天, 4 种有机肥的氮素净矿化均为负 值, 说明有机肥施入土壤后促进了微生物的大量繁殖, 氮素养分的生物固定作用大于矿化作用, 其中鸡粪处理 的氮固定量最大, 达到 38. 7 mg/ kg 土。随后各处理的 有机肥氮的净矿化量逐渐增加,到了施肥后第 90 天,鸡 粪的氮净矿化量达到95. 6 mg/ kg 土。 许多土壤和环境因子影响着土壤或添加到土壤中 的有机物料的氮矿化作用, 各种因素对土壤氮矿化的影 响非常复杂, 有些因子之间还有交互作用, 应针对特定 的条件来探讨各影响因素对土壤氮素矿化量、矿化率的 影响。 2 测定土壤供氮能力的方法 长久以来, 大量学者在研究土壤供氮能力的领域做 了很多的令人瞩目的工作。由于研究目的和试验条件 不同, 又有很多影响土壤氮素矿化的因素, 在研究过程 中出现了许多方法。目前对土壤氮素矿化的常用研究 方法可以分成3 类:生物学方法、化学方法和数学方法。 2. 1 生物学方法 生物学方法主要有以植物吸 N 量为基础的植物吸 收法和以土壤微生物对有机质利用为基础的室内培养 法、田间原位培养法的测定等。 植物吸收法出现的最早, 目前常用的方法是无N 区 全生长期吸氮量法[ 26] ,该方法是在没有外源氮素供应的 自然条件下,作物吸收氮量等于土壤矿化氮量。植物吸 收法确定的土壤矿化氮量能反映当季作物生长条件下 的土壤供氮量, 但对下季作物只能给出一个大概估计, 而且将作物吸氮量作为土壤矿化氮量并不准确, 它没有 考虑到通过淋洗和反硝化而损失的氮、植物分泌物对微 生物数量和活性的影响等。同位素氮肥是无 N 区全生 长期吸氮量法的改进, 但可行性较差。 室内培养法一般是在实验室内将一定量的土壤样 品调节到一定湿度后, 在一定温度下进行一段时间的培 养, 之后测定土壤所释放出的矿质N 量。这类方法有合 理的基础, 因为在培养期间使氮素矿化的微生物, 正是 在作物生长期间使土壤有机氮转变成对作物生长的有 效氮的微生物[ 27] 。室内培养法分为好气培养法和淹水 培养法, 好气培养法又包括通气非淋洗培养法和间歇淋 洗通气培养法。通气非淋洗培养法由于没有进行间歇 淋洗模拟植物对氮的吸收, 可能会减缓或阻碍所培养土 壤的后期矿化过程; 而 1972 年 Stanford, et al [28] 提出的 间歇淋洗通气培养法, 适用于大批样品的培养测定, 快 速、简便,并可用于连续培养测定 [ 29] , 应用更为广泛。间 歇淋洗通气培养法的一般步骤是在土壤中加入石英砂 或蛭石, 改善土壤通气状况, 并用加压抽气控制含水 量 [ 28] , 但加砂培养, 加速了有机氮的矿化 [ 30] , 徐阳春 等 [ 31] 的试验结果就表明, 加砂培养过程释放的总氮明显 高于同期盆栽试验土壤的供氮量。这种方法在经过修 改后成为现在广泛应用的 0. 01 mol/ L CaCl2 间歇淋洗 通气培养法。 1964 年Waring 与 Bremner 提出了淹水培养法, 在 研究土壤氮矿化时被广泛应用, 并被美国土壤学会推荐 在旱地和水地上应用[27] 。Waring, et al [ 32] 提出在 30 下, 进行2 周的淹水培养。后来Keeny 和 Bremner [33] 的 34