免耕覆盖技术下土壤氮素迁移的研究进展王静潘天任冯婉君摘要：氮素是化肥中施用量最大的营养元素，其循环途径对环境有着重大而深刻的影响。笔者根据近年来国内外在该领域的研究成果，对免耕覆盖下土壤理化属性、土壤氮素形态含量以及土壤氮素损失迁移的状况进行了综述。关键词：免耕；土壤；氮素：F303.2：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.12.007免耕（又称零耕）是指直接在田间进行播种，播种前后均不使用农机具进行土壤管理的一种耕作方法[1]。免耕种植技术对协调土壤水、肥、气、热之间的关系发挥了重要的作用，为作物生长发育提供了良好的环境，避免了由于频繁耕作所引起的土壤物理结构的破坏，并能增加土壤有机质含量、土壤含水量和水分的有效性，有效地改善土壤化学性质[2-3]。同时，具有节省能源、时间和机械，以及减少土壤风蚀和水蚀等优点。氮素作为植物生长所必须的营养元素之一，是评价土壤生产力的重要指标。土壤氮库中多以有机态氮的形式存在，而植物吸收氮素多以无机态为主，因此了解土壤中氮素的转化有着客观的价值。此外，近年来的研究表明，氮素已成为重要的污染元素之一，往往会引发一系列环境问题，如硝态氮的淋溶作用对于地下水的污染、淡水的酸化[4]、湖泊、海洋等水体的富营养化[5]以及反硝化作用产生的温室气体[6]等。因此，研究氮素在土壤中的迁移转化具有一定的现实意义。20世纪90年代以来，随着农机具的改进和技术的成熟，免耕覆盖技术在世界各地得以推广和发展。我国玉米免耕技术也在近两年发展迅速，华北平原小麦一玉米两熟制农田中，90%以上的玉米已经采用了免耕播种技术[7]。免耕覆盖技术下土壤水分[8-9]、土壤温度以及土壤的理化性质都与传统耕作有所区别[10]。研究指出，免耕技术下土壤有机质呈表聚现象，微生物活性提高，影响表层土壤酸度和氧化还原状况[11]，并导致土壤中硝化和反硝化细菌数量增加[12-13]。这些因素的改变均有可能影响土壤中氮素的迁移。1免耕覆盖技术对土壤理化性质的影响我国的免耕技术始于20世纪80年代，由于免耕覆盖技术的经济效益和生态效益，现已得到迅速发展。大量研究表明，免耕之所以能够提高作物产量是由于土壤含水量的增加[8，14]。一般认为，免耕覆盖下土壤具有良好的孔隙状况，水分入渗增加，土体含水量提高，而覆盖又抑制了蒸发，所以免耕具有较好的保水效果[2，15]。此外，有研究表明，免耕土壤上下层次间水分含量相差不大，而翻耕和铁茬土壤在作物苗期土体上层含水量低[16]。容重是反映土壤紧实状况的主要指标之一。就免耕覆盖技术对其的影响而言，研究结论存在分歧，有研究认为免耕使表层土壤容重增加，有的则认为免耕使土壤容重降低[17-20]。亦有研究认为耕作对土壤容重的影响与作物生长关系较小[21-23]。但对于土壤结构，大量研究认为该技术有利于减少大、中孔隙数量，增加小孔隙数量，土壤孔隙的连续性增强，增加了植物可利用水分的土层厚度[24-25]。同时增加了土壤水稳性团聚体的数量，有利于土壤结构的发展[26]。研究表明，免耕覆盖技术下，土壤有机质、速效磷和速效钾在土壤表层呈现显著的积累现象[27]。此外，由于免耕提高了水分利用率，能增强土壤团聚体的稳定性以及增加有机肥在表层的含量，将有助于进一步培肥地力[26]。不同耕作方法造就了不同的土壤环境，进而影响了土壤微生物的数量与组成。Doran[12-13]发现由于秸秆覆盖可使细菌、放线菌、真菌数量增加2～6倍，硝化和反硝化细菌数量增加更多。高云超等[28]对连续多年免耕土壤微生物群落进行研究并得出，免耕显著增加了0～10cm土层的细菌总数、放线菌数、棒状细菌数和贫营养细菌数量，特别是免耕使芽孢杆菌数量增多几倍。诸多研究表明，免耕技术下土壤微生物的数量有所提高。2免耕覆盖技术对土壤氮素的影响免耕覆盖技术对土壤理化性质，土壤固氮菌和反硝化细菌的影响，导致了土壤氮素在其组成和含量上均与其他耕作方式存在差异。研究表明，免耕覆盖技术下土壤表层硝化和反硝化细菌数量显著增加[12-13]。此外，高云超等[29]通过多年连续秸秆覆盖免耕试验得出，好氧固氮菌和厌氧固氮菌数量较铁茬处理的土壤中显著增加。其中，土壤中厌氧固...