文章编号:100128220(2004)0320298206①土壤氮素矿化影响因子研究进展田茂洁(西华师范大学生命科学院,四川南充637002)摘要:土壤氮素矿化研究对从农田生态系统氮素平衡到全球变化和环境问题均具有重要意义.本文概述了土壤氮素矿化的影响因素.从目前的研究看,土壤氮素矿化的影响因素主要来自四个方面:土壤环境因子,土壤有机质质量,土壤生物因素和土壤理化性质,主要是在对单个因子的效应方面的研究.土壤氮素矿化的进一步研究应当集中在弄清影响因子及其交互作用的机理的基础上,建立机理模型阐明主要生态系统的氮素矿化过程.关键词:土壤氮素矿化,影响因子,氮素动态,氮素循环中图分类号:S153.1文献标识码:A氮素不仅影响植物生长、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N2O的释放,研究表明,N2O的排放基本上是生物诱因导致的,排放量已从工业时代前的每年11(8～14)Tg增加到目前的16(13～20)Tg1.因此,研究土壤氮素矿化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1土壤氮素矿化的研究方法提取土壤矿化氮的方法包括:土壤预处理、土壤培养和氮素形态分析,常采用以下方法:1.1土壤预处理研究氮素矿化的土壤通常采用风干土样,加水湿润后进行湿润培养.但是,风干后再湿润本身对土壤中氮素的矿化有放大作用,而且物理过程如研磨和过筛等同样可能增加土壤氮素的矿化量.1.2土壤培养方法常湿培养,如间歇淋洗好气培养法2,常湿厌氧培养3.干湿交替培养,在自然状态下,土壤的干湿交替是普遍的过程,因而也有研究采用干湿交替代替长湿培养方法.野外原位培养,是野外氮素矿化的培养方法.在土壤培养过程中,培养时间对土壤氮素矿化势的测定非常重要.不同研究所用的土壤培养时间各异从6周到47周4,计算氮素的矿化势.随培养时间的不同,同一土壤氮素的累计矿化量时间曲线可能不同,这涉及到恰当模型的选择和参数估计的精确性.随着培养时间的延长,双组分模型中两个氮库的矿化势(N1、N2)增加,而相应矿化率常数减小.1.3氮素形态分析方法土壤全氮用半微量蒸馏法;有机质采用重铬酸钾氧化滴定,外加热法;碱解氮(有效氮)采用碱解扩散法;①收稿日期:2003-06-28基金项目:四川省科技厅项目、教育部“振兴计划”资助.项目编号:03JY029210521作者简介:田茂洁(1973-),女,四川南充人,西华师范大学生命科学院讲师,从事应用生态学和群落多样性的研究。第25卷第3期田茂洁:土壤氮素矿化影响因子研究进展299pH用25∶1的水土比,电位法测定;速效P用钼锑钪比色法;微生物氮用氯仿熏蒸,0.5MK2SO4浸提测定法.综上所述,由于研究条件和研究目的不同,氮素矿化研究的方法多样,从而也对氮素矿化及其研究精度等各方面均有影响.在研究工作中,应当根据实际情况,选择适合达到研究目的的方法.土壤氮素矿化的影响因素土壤氮素矿化的影响因素从性质上可以大致分为四类:环境因子(温度、湿度等)、土壤本身理化性质(土壤质地、pH、土壤粘粒、土壤结构等);有机质(凋落物或分解物)质量/成分(C/N比、木质化程度、多酚、单宁等);土壤生物因素(土壤动物和微生物组成、微生物量、活性等).2.1环境因素2.1.1土壤温度土壤温度是影响总氮矿化的最重要的环境因子,对氮矿化速率有强烈的控制作用,且呈正相关5.土壤温度和水分对土壤氮矿化速率产生较大影响,高温和相对干燥可能有利于氮矿化.此外,氮在多种土壤中矿化率的差异比单一土壤中由培养温度造成的差异要大.Nadelhoffer通过室内培养发现:氮矿化率对3～9℃间的温度敏感,但在9～150℃间随多个因子而增加;实验中通常假定培养期间土壤微生物保持稳定状态,且氮矿化上升率是对温度升高(或其它环境因子变化)的生理...