北方园艺201015：霜-36 ·行业综述· 土壤氮素矿化研究进展 张笑千，陈卓，常鹏，曲英华 (中国农业大学水利与土木工程学院北京0⑩83 摘要总结了土壤中素矿化的研究成果，闲迷了影响土矿化作用的因素，其中温度 显度均对氮矿化量、矿化率有影响，且二者存在明显交互作用，除此之外土壤的理化性质及外来 物质如肥料也会影响土壤的氮矿化过程。论述了土壤氨矿化的各种研究方法，并对有关方法和 指标的效果进行了比较以期为选择合适的土壤供氮能力的研究方法提供依据。 关键词：土壤氮素矿化作拥：研究进展 中图分举号.S15555文就标识码：A文音编号.1001-009201015-00R3-04 我国是世界上化肥氮消费量最多的国家之一，并 30 下，土壤矿化过程达到稳定状态时间较短，且累 且这种消费量将可能进 一步增加。土壤中的氮绝大剖 矿化量很高：而10℃条件下，矿化过程达到温度需很长 分以有机态存在约占全氢量的92%一98%，有机态氨 时间.且后谏率高于0℃的速率但累计矿化量较低 不能被桔物直接吸收利用必须桶讨土壤微生物的矿化 不同土壤的质地、理化性质有差异因此矿化的最 作用才能转化为可以被植物吸收利用的硝态氮、铵态 形态 水分含量也不同。唐树梅等采用了6种不同理化 研究士壤氮矿化作用，有利于更深入地了解氮素 状的士壤来研究 水量与氮矿化的 系结 在土壤及植物体内的循环过程，除此之外，对于提高氮 明，砂壤土的最适含水量为饱和度的30%左右，粘土最 肥利用率，减少化肥对环境的污染，更合理地施用氮肥 活为0%.法土介于二若之目。 均有重大章义 许多培养试验证明温度和含水量对土境复的矿化 1 影响士壤氮 化作用的因索 有明显的正交互作用 ,并建立了它们之间的回归方程 士壤N素矿化是微生物驱动的生物化学过程，N素 巨晓棠等针对陕西杨凌地区的中壤红油 建立了 矿化量是土壤有机N的含量、生物分解性、矿化的水热 元二次回归方程，反映了温度和水分对化速率的交西 条件和时间等的函数，土壤的氮矿化过程受到诸多因 作用： 素的影响句括 土境理化性质、温度、温度及湿 K=103×/L067-012-0078+00082 作用、外来物质等 000122+0.0 为温 含水星 L.1环境因子 深度对氮 化作用 响很 o的可 土壤的温度和湿度是影响土壤氮素矿化的重要因 究表明。土壤有机质的老化和抗分解性都循着土壤层 子.且一般温度的影响强于湿度，Cogh等就提出士 的加深而增加而微生物活动性随土境层次的加深而 壤积温可以作为氮矿化的有效指标 关于氮 .从而导较低的矿化作用。白代爱等采用好气铝 最准温度，不同的研究、不同的地区有着不同的结果， 养法研究表明0-30m土壤累计矿化量和矿化速率立 Nicolardot等发现最大化速率发生在20-28C.而 高于30-60m王成等四在陕西杨凌的试验也得出相 周才平等的研究表明，暖温带土壤氮矿化的最佳温度 同结论。 条件为 马力等1选择了10℃和 度 1.2土壤理化性质 进行稻田土壤的淹水密闭培养试验，发现在2种温度下 土壤的理化性质对氮矿化有很大影响.包括：土境 土壤矿质氮含量和累计矿化量曲线的差异很明显。在 质地、土壤 体结构、土壤pH值、士壤矿质氮含量等 提出，土壤中可矿化氮主要 存于粒级小的 微团聚体中，不同粒级的微团聚体全氮和有机质含量均 第一作者简介：张笑千(1987)，女，硕士，现主要从事设施因艺研 随着粒级的减小而增大。土壤的碳氮比(C/N)反映其有 x162@163c 机物质的分解程度，有机质的碳比是影响有机转化 通讯作者曲英华195).女，博士，教，现主要从事设施国艺研 和保持的主要 因孝 /N降 5:1以下时，微生物 工作。Bm正 基金项：国家科技支撑计划资助项(208BADC4B17 不冉利用土中的有效氮.而是土有机质在微生物 用下分解释放出旷质氮使土壤中可被作物利用的有效 收稿日期：2010 06 态氛增加间，从而醒影形响土壤的氮矿化讨程。 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki 北方园艺2010( 15) : 33~ 36
行业综述
第一作者简介: 张笑千( 1987
) , 女, 硕士, 现主要从事设施园艺研 究工作。E
mail: zhangxq. 163@163. com。 通讯作者: 曲英华( 1957
) , 女, 博士, 教授, 现主要从事设施园艺研 究工作。E
mail: quyinghua@ cau. edu. cn。 基金项目: 国家科技支撑计划资助项目( 2008BADC4B17) 。 收稿日期: 2010- 06- 25 土 壤 氮 素 矿 化 研 究 进 展 张 笑 千, 陈 卓, 常 鹏, 曲 英 华 (中国农业大学 水利与土木工程学院, 北京 100083) 摘 要: 总结了土壤中氮素矿化的研究成果, 阐述了影响土壤氮矿化作用的因素, 其中温度、 湿度均对氮矿化量、矿化率有影响, 且二者存在明显交互作用, 除此之外土壤的理化性质及外来 物质如肥料也会影响土壤的氮矿化过程。论述了土壤氮矿化的各种研究方法, 并对有关方法和 指标的效果进行了比较, 以期为选择合适的土壤供氮能力的研究方法提供依据。 关键词: 土壤;氮素; 矿化作用; 研究进展 中图分类号: S 155. 5 + 5 文献标识码:A 文章编号: 1001- 0009(2010) 15- 0033- 04 我国是世界上化肥氮消费量最多的国家之一[ 1] ,并 且这种消费量将可能进一步增加。土壤中的氮绝大部 分以有机态存在, 约占全氮量的 92% ~ 98%, 有机态氮 不能被植物直接吸收利用, 必须通过土壤微生物的矿化 作用才能转化为可以被植物吸收利用的硝态氮、铵态氮 形态。研究土壤氮矿化作用, 有利于更深入地了解氮素 在土壤及植物体内的循环过程, 除此之外, 对于提高氮 肥利用率, 减少化肥对环境的污染, 更合理地施用氮肥 均有重大意义。 1 影响土壤氮矿化作用的因素 土壤 N 素矿化是微生物驱动的生物化学过程, N 素 矿化量是土壤有机 N 的含量、生物分解性、矿化的水热 条件和时间等的函数 [ 2] ,土壤的氮矿化过程受到诸多因 素的影响, 包括: 土壤理化性质、温度、温度及湿度交互 作用、外来物质等。 1. 1 环境因子 土壤的温度和湿度是影响土壤氮素矿化的重要因 子, 且一般温度的影响强于湿度[ 3] , Colugh 等就提出土 壤积温可以作为氮矿化的有效指标 [ 4] 。关于氮矿化的 最佳温度, 不同的研究、不同的地区有着不同的结果。 Nicolardot 等[ 5] 发现最大矿化速率发生在 20~ 28 , 而 周才平等 [6] 的研究表明,暖温带土壤氮矿化的最佳温度 条件为 22. 4 。马力等[ 7] 选择了 10 和 30 2 个温度 进行稻田土壤的淹水密闭培养试验, 发现在2 种温度下 土壤矿质氮含量和累计矿化量曲线的差异很明显。在 30 下, 土壤矿化过程达到稳定状态时间较短, 且累计 矿化量很高;而 10 条件下, 矿化过程达到温度需很长 时间, 且后期速率高于 30 的速率, 但累计矿化量较低。 不同土壤的质地、理化性质有差异, 因此氮矿化的最佳 水分含量也不同。唐树梅等[ 8] 采用了 6 种不同理化性 状的土壤来研究土壤含水量与氮矿化的关系, 结果表 明, 砂壤土的最适含水量为饱和度的 30%左右, 粘土最 适为 60%, 壤粘土介于二者之间。 许多培养试验证明温度和含水量对土壤氮的矿化 有明显的正交互作用, 并建立了它们之间的回归方程。 巨晓棠等[ 9] 针对陕西杨凌地区的中壤红油土, 建立了二 元二次回归方程,反映了温度和水分对矿化速率的交互 作用: K = 10 - 3 ! (1. 6067- 0. 1221t- 0. 0778w + 0. 0028t 2 + 0. 0012w 2 + 0. 0056tw ), 其中 t 为温度,w 为含水量。 土壤深度对氮矿化作用影响很大, Federer [10] 的研 究表明, 土壤有机质的老化和抗分解性都随着土壤层次 的加深而增加,而微生物活动性随土壤层次的加深而减 弱, 从而导致较低的矿化作用。白优爱等 [11] 采用好气培 养法研究表明0~ 30 cm 土壤累计矿化量和矿化速率远 高于 30~ 60 cm, 王成等 [ 12] 在陕西杨凌的试验也得出相 同结论。 1. 2 土壤理化性质 土壤的理化性质对氮矿化有很大影响, 包括: 土壤 质地、土壤团聚体结构、土壤pH 值、土壤矿质氮含量等。 戴晓艳等[ 13] 提出,土壤中可矿化氮主要贮存于粒级小的 微团聚体中,不同粒级的微团聚体全氮和有机质含量均 随着粒级的减小而增大。土壤的碳氮比(C/ N) 反映其有 机物质的分解程度,有机质的碳氮比是影响有机氮转化 和保持的主要因素。当 C/ N 降至 25 ∀1 以下时,微生物 不再利用土壤中的有效氮, 而是土壤有机质在微生物作 用下分解释放出矿质氮, 使土壤中可被作物利用的有效 态氮增加[ 14] , 从而影响土壤的氮矿化过程。 33