亞熱帶地區(qū)土壤氮轉(zhuǎn)化的特點因土壤性質(zhì)差異而各不相同,與土壤pH的關(guān)系尤其密切。發(fā)育良好的亞熱帶地帶性土壤,土壤性質(zhì)與其所處的自然環(huán)境相一致,通常呈酸性,具有較強的土壤氮素保持能力。相反,非地帶性亞熱帶土壤如中和堿性的紫色土,則具有較高的硝化速率,土壤以硝態(tài)氮為主導(dǎo),易遭受淋溶和徑流損失。本研究以江西(JX,pH 5.26)和四川(SC,pH 7.62)兩種典型亞熱帶地帶性和非地帶性土壤為研究對象,通過室內(nèi)培養(yǎng)和盆栽試驗,研究了不同措施對亞熱帶地帶性和非地帶性土壤氮轉(zhuǎn)化過程、N20排放和氮肥利用率的影響及其作用機理。通過15N示蹤試驗結(jié)合模型數(shù)值優(yōu)化分析方法,研究了硝化抑制劑三氯甲基吡啶、水稻秸稈及其生物炭在添加的初始階段(24 h)對亞熱帶土壤氮素形態(tài)變化的影響。結(jié)果表明,添加水稻秸稈可影響NH4+和NO3-產(chǎn)生與消耗所涉及的所有過程,顯著降低地帶性土壤(JX)和非地帶性土壤(SC)的凈礦化和硝化速率。三氯甲基吡啶通過影響不同氮轉(zhuǎn)化過程降低兩種土壤的凈硝化速率。在SC土壤中,三氯甲基吡啶通過抑制初級自養(yǎng)硝化過程而降低凈硝化速率,而在JX土壤中,初級自養(yǎng)硝化速率可忽略,三氯甲基吡啶通過刺激異化還原為銨(DNRA)過程的速率,從而降低凈硝化速率。生物炭可顯著促進兩種土壤的初級礦化、NH4+同化、自養(yǎng)硝化以及DNRA速率,但是對土壤凈礦化和凈硝化速率均無顯著影響。調(diào)控措施對氮轉(zhuǎn)化的調(diào)控效果與土壤氮轉(zhuǎn)化特點密切相關(guān),在選擇合適的調(diào)控管理措施時,應(yīng)予以考慮。為進一步驗證秸稈對土壤氮轉(zhuǎn)化過程的影響,通過15N示蹤試驗,對比研究了苜蓿、水稻秸稈和甘蔗渣3種秸稈在分解的不同階段(12 h、3個月和6個月)對JX和SC 土壤氮轉(zhuǎn)化過程的影響。結(jié)果表明,在分解培養(yǎng)12 h時,3種秸稈均可刺激兩種土壤的初級礦化速率,但降低了其凈礦化速率,并且影響程度隨秸稈性質(zhì)不同而不同,其中水稻秸稈的作用效果最強。秸稈通過抑制初級自養(yǎng)硝化速率及刺激NO3-同化速率而降低了 SC土壤的凈硝化速率,尤其是添加水稻秸稈,作用最為強烈(添加12 h時凈硝化速率由對照組的16.72 mg N kg-1 d-1降為-29.42 mg N kg-1 d-1)。然而,秸稈并未改變JX 土壤的初級自養(yǎng)硝化速率。秸稈的作用效果在6個月時幾乎消失,但甘蔗渣則表現(xiàn)出最為持久的效果。結(jié)果表明,秸稈對氮轉(zhuǎn)化過程的影響,及其影響的時間模式,均與土壤性質(zhì)及秸稈性質(zhì)有關(guān)。通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗,研究了添加硝化抑制劑(三氯甲基吡啶)、秸稈和生物炭對JX和SC兩種土壤N20排放的影響。結(jié)果表明,在添加的初期階段,三氯甲基吡啶可顯著降低兩種土壤N2O的排放,尤其是SC 土壤,抑制程度可達62%。生物炭的添加可顯著增加JX 土壤的N2O排放,但在SC 土壤中雖有升高卻不顯著。添加秸稈對土壤N20排放的影響與秸稈類型與性質(zhì)、土壤質(zhì)地和理化性質(zhì)、以及添加的時長有關(guān)。短時條件內(nèi),苜蓿和水稻秸稈可顯著增加SC 土壤N2O排放,而添加甘蔗渣后雖有增加但不顯著;JX 土壤中添加水稻秸稈可顯著刺激N2O排放,但苜蓿和甘蔗渣則顯著降低其排放。添加秸稈較長時間后,苜蓿和水稻秸稈對土壤N2O排放的影響程度下降,而甘蔗渣在6個月后仍能顯著降低SC 土壤N20的排放。研究表明,在對土壤進行調(diào)控時,若以減少N20排放為目的,應(yīng)當根據(jù)土壤類型和性質(zhì)選擇合適的措施。采用盆栽試驗,研究了施肥、施肥并添加三氯甲基吡啶、水稻秸稈和甘蔗渣對堿性紫色土玉米生長和氮肥利用的影響。結(jié)果表明,添加秸稈在玉米生長的初期階段可導(dǎo)致土壤無機氮被微生物同化,使得玉米初期長勢極弱,雖在后期因秸稈分解供氮而有所緩解,但因前期營養(yǎng)受限,氮肥利用率仍然最低。三氯甲基吡啶的添加對紫色土中玉米的氮肥利用率也并無積極作用。綜上,在需要采取調(diào)控措施對土壤氮轉(zhuǎn)化過程進行調(diào)控時,應(yīng)當根據(jù)不同土壤性質(zhì)和氮轉(zhuǎn)化特點,以及需要達到的調(diào)控目的,選擇合適的調(diào)控管理手段,實現(xiàn)對土壤氮轉(zhuǎn)化過程的定向調(diào)控。
【學(xué)位單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S153
【部分圖文】：

中則有１．９３￣２．３７?ｍｇＮ?ｋｇ＿１的含量來源于小麥結(jié)稈。??忽略不同無機氮濃度的土壤的氮損失，植物殘體對土壤無機氮的直接影響如??圖１．３所示。當植物殘體返還于土壤中，植物殘體氮的礦化有利于土壤無機氮庫，??其貢獻程度取決于植物殘體的品質(zhì)。盡管有許多關(guān)于植物殘體對土壤有機氮礦化??影響的研究，但研究結(jié)果并未達成一致。然而，由植物殘體所導(dǎo)致的氮素非生物??固定能夠降低土壤易礦化有機氮的濃度。由于外加的無機氮能夠轉(zhuǎn)化成為微生物??氮，因而植物殘體可增加微生物殘體氮以及隨后的再礦化速率。但是，植物殘體??對無機氮直接轉(zhuǎn)化為土壤有機氮的影響仍未可知。??肥料??無機氮??體氮．主〒魅死亡隱??土壤?卩生物轉(zhuǎn)化??有機氮；或其他涂徑??圖１．３植物殘體對土壤無機氮的直接影響機制（Ｃｌｉｅｎｔｃｚ／．，２０１４）??Ｆｉｇ?１．３?Ｔｈｅ?ｄｉｒｅｃｔ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｏｆ?ｃｒｏｐ?ｒｅｓｉｄｕｅｓ?ｏｎ?ｓｏｉｌ?ｉｎｏｒｇａｎｉｃ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?（Ｃｈｅｎ?ｅｔ??ａ／．，?２０１４）??１１??

??當加入ＮＨ４１５Ｎ０３處理，ＮＨ４＋庫１５Ｎ豐度的升高表明Ｎ０３－被還原為ＮＨ４＋（圖２．４Ｇ），??與此同時，ｎｏ３＿庫１５Ｎ豐度的下降表明自然豐度或低豐度的Ｎ０３？進入了該氮庫??（圖２．４Ｈ）。然而，ＪＸ?土壤中無機氮中１５Ｎ豐度的變化（圖２．４Ａ、Ｂ、Ｃ和Ｄ）??并不明顯（除ＮＳ處理以外），并且變化率低于ＳＣ?土壤。??入?垂?Ｂ??５０?－老?＾?＾?４０?■?■??？??．．．．．．．ｒｒｒｒ＾ｒｒｒｒｒｐ??＿Ｊ°?？?３０．??％３０?ｔ??三?＝２０??ｆ?—?■＇５＾〇３?ｇ?１〇．??１０???□?ｎｈ４，５ｎｏ３??〇?１???１???１???１?１???１??〇?１?■?＇???＊???１?＊?１???＇????＼?ｃ?Ｄ??５０?■?——，???ｆ?４０?■?■?Ｔ??４０－???§?＾＾??產(chǎn)?３０－??Ｔ??－＾３０?ｔ??Ｉ?＾?２０－??＝?ｚ??２！〇．?１０??Ｑ??■?ｉ?．?ｉ??ｉ?■?ｉ??ｉ?．?〇?ｉ?ｉ?■?；?．?ｔ?，?ｉ?．?ｉ?．?（?

??和ＮＢ處理下可忽略不計（圖２．６ＣｈＳＣ?土壤的初級Ｎ０３－同化速率高于ＪＸ?土壤。??ＳＣ?土壤的初級?Ｎ０３－同化速率為?ＣＫ?（２．５５?ｍｇ?ｋｇ－１?ｄ－１）?＜?ＮＢ?（５．２７?ｍｇ?ｋｇ－１?ｄ－１）?＜?ＮＣ??（７．４２?ｍｇ?ｋｇ－１?ｄ－１）?＜ＮＳ?（５５．８１?ｍｇ?ｋｇ－１?ｄ－１），并且四者間差異顯著（ｐ＜０．０５）（圖?２．６Ｃ）。??ＪＸ?土壤ＣＫ處理的ＤＮＲＡ速率可被忽略，然而ＮＣ、ＮＳ和ＮＢ處理分別為０．７８，??１．１０?和?Ｏｊｌｍｇｋｇ－Ｍ－１，均顯著高于?ＣＫ?（ｐ＜０．０５）（圖?２．６Ｆ）。在?ＳＣ?土壤的?ＮＳ??和ＮＢ處理中
【參考文獻】

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1 張冉;趙鑫;濮超;劉勝利;薛建福;張向前;陳阜;張海林;;中國農(nóng)田秸稈還田土壤N_2O排放及其影響因素的Meta分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年22期

2 謝義琴;張建峰;姜慧敏;楊俊誠;鄧仕槐;李先;郭俊娒;李玲玲;劉曉;周貴宇;;不同施肥措施對稻田土壤溫室氣體排放的影響[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2015年03期

3 柳文麗;李錫鵬;沈茜;朱波;;施肥方式對冬小麥季紫色土N_2O排放特征的影響[J];中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報;2014年09期

4 曾澤彬;朱波;朱雪梅;劉學(xué)鋒;王彥;;施肥對夏玉米季紫色土N_2O排放及反硝化作用的影響[J];土壤學(xué)報;2013年01期

5 黃晶;張楊珠;劉宏斌;王伯仁;;長期不同施肥條件下紅壤小麥和玉米季CO_2、N_2O排放特征[J];生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報;2011年04期

本文編號：2844586