不同水分對(duì)砂壤土初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率的影響

郎漫，魏瑋，李平*

（1.南京信息工程大學(xué)，江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210044；2.南京信息工程大學(xué)應(yīng)用氣象學(xué)院，南京 210044）

施用氮肥是保證作物高產(chǎn)的必要措施，外源氮進(jìn)入土壤后的形態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程顯著影響氮肥利用率。土壤中每一種氮素形態(tài)的輸入和輸出有多種途徑，自然條件下土壤中各種形態(tài)氮的凈轉(zhuǎn)化速率是控制各個(gè)氮轉(zhuǎn)化過(guò)程的初級(jí)轉(zhuǎn)化速率的綜合結(jié)果。測(cè)定凈轉(zhuǎn)化速率和初級(jí)轉(zhuǎn)化速率具有不同的意義，凈轉(zhuǎn)化速率可以指示土壤無(wú)機(jī)氮的供應(yīng)水平以及硝態(tài)氮淋溶或氨揮發(fā)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，而初級(jí)轉(zhuǎn)化速率能夠闡明土壤無(wú)機(jī)氮含量變化的具體過(guò)程。

已有研究表明，土壤氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程受土地利用方式、耕作措施、施肥、溫度等因素的影響，這些因素通過(guò)改變土壤中與氮轉(zhuǎn)化相關(guān)的微生物群落結(jié)構(gòu)和活性來(lái)影響土壤氮轉(zhuǎn)化速率。前期研究發(fā)現(xiàn)，不同水分條件下東北黑土NO的排放差異明顯，這可能是由于水分變化影響了土壤中硝化、反硝化底物的運(yùn)移和氧氣供應(yīng)，進(jìn)而影響控制NO排放的微生物參與的硝化、反硝化過(guò)程。研究表明，非飽和水分條件下土壤初級(jí)氮礦化速率通常隨著水分含量的增加而增加。NISHIO等報(bào)道，農(nóng)田土壤初級(jí)氮礦化速率隨著土壤含水量（40%~60%WHC）的增加而增加。SUN等也發(fā)現(xiàn)，土壤水分含量從30%WFPS（孔隙含水量）增加到60%WFPS使得林地土壤初級(jí)氮礦化速率增加了2.5倍，銨態(tài)氮固定速率增加了1.5倍。然而，也有研究報(bào)道，非飽和水分條件下土壤水分含量變化對(duì)草地土壤（65%~100%WHC）和林地土壤（30%~90%WHC）的初級(jí)氮礦化速率和初級(jí)氮固定速率沒(méi)有顯著影響。與非飽和水分條件相比，淹水增加了土壤pH值，土壤有機(jī)質(zhì)分解速率加快，土壤初級(jí)氮礦化速率也隨之增加。MATHIEU等報(bào)道，150%WHC水分條件下農(nóng)田土壤初級(jí)氮礦化速率高于75%WHC水分條件下。BURTON等針對(duì)林地土壤的研究也表明，相比于65%WHC的好氣條件，淹水顯著提高了土壤初級(jí)氮礦化速率。硝化速率通常隨土壤水分含量增加而增加，但當(dāng)土壤含水量達(dá)到一定程度后，含水量的進(jìn)一步增加反而會(huì)降低硝化速率。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤水分含量從30%WFPS增加到60%WFPS時(shí)，溫帶森林土的初級(jí)硝化速率顯著增加，酸性農(nóng)田土壤的初級(jí)硝化速率對(duì)水分含量的變化（50%~70%WFPS）具有顯著正響應(yīng)。然而，有研究表明，在65%~100%WHC水分范圍內(nèi)，土壤水分含量增加對(duì)中性和堿性水稻土的初級(jí)硝化速率沒(méi)有顯著影響，高原土壤和草地土壤的初級(jí)硝化速率對(duì)土壤水分含量變化（50%~100%WHC）的響應(yīng)非常微弱。不同類型土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率對(duì)水分變化的響應(yīng)差異可能與土壤所含碳源的差異有關(guān)。有研究指出，土壤有效碳數(shù)量和質(zhì)量顯著影響土壤微生物的活性及由微生物參與的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程，在碳源豐富的土壤中，微生物可以利用的有效碳含量高，其活性不受碳源限制，如果水分條件有所改善，微生物活性進(jìn)一步增強(qiáng)，由其參與的初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率對(duì)水分的響應(yīng)程度增大。由此可見(jiàn)，水分含量變化對(duì)土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率的影響可能與土壤類型有關(guān)，相關(guān)影響機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

砂壤土是黑龍江省西部糧食主產(chǎn)區(qū)齊齊哈爾市的主要土壤類型之一，砂粒含量高，保水保肥性能差，土壤水分狀況是限制當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物高產(chǎn)的主要因素。雖然該地區(qū)屬于半干旱氣候，全年大部分時(shí)間土壤水分含量低，但短期強(qiáng)降雨仍有可能造成低洼地區(qū)的土壤短期處于淺層淹水狀態(tài)。目前關(guān)于水分含量變化對(duì)砂壤土初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率的影響研究鮮有報(bào)道。因此，本研究以齊齊哈爾市的農(nóng)田砂壤土為對(duì)象，利用N同位素雙標(biāo)記技術(shù)結(jié)合FLUAZ模型開(kāi)展室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，以期明確不同水分含量對(duì)土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率的影響，研究結(jié)果對(duì)于黑龍江省半干旱地區(qū)農(nóng)田水分管理和合理施肥具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

供試土壤采自黑龍江省齊齊哈爾市泰來(lái)縣。齊齊哈爾市屬于溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，耕作土壤主要為砂壤土。2019年秋季采集耕層土壤（0~20 cm），其基本理化性質(zhì)為：土壤pH值為7.27，田間最大持水量為39.3%，有機(jī)碳和全氮含量分別為14.6 g·kg和1.13 g·kg，碳氮比為12.9，水溶性有機(jī)碳和水溶性有機(jī)氮含量分別為154 mg·kg和16.4 mg·kg，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量分別為1.78 mg·kg和9.68 mg·kg，砂粒、粉粒和黏粒含量分別為80.5%、11.1%和8.4%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究利用N同位素雙標(biāo)記技術(shù)開(kāi)展室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)置60%WHC、100%WHC和淹水3個(gè)水分處理。分別稱取30 g（烘干基）新鮮土壤于90個(gè)（3個(gè)水分處理×2個(gè)N標(biāo)記處理×3次重復(fù)×5次取樣）250 mL三角瓶中，用移液管向其中45瓶土壤中均勻加入1 mLN標(biāo)記的NHNO溶液（標(biāo)記豐度為5%atom），其余45瓶土壤中均勻加入1 mLN標(biāo)記的NHNO溶液（標(biāo)記豐度為5%atom），所添加的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量均為30 mg·kg。兩批45瓶土壤添加N標(biāo)記溶液后各分為3組，第一組土壤水分含量調(diào)至60%WHC，第二組土壤水分含量調(diào)至100%WHC，第三組加入40 mL去離子水使土壤保持淹水1 cm。將三角瓶用錫紙封口并扎5個(gè)洞以利于通氣，所有土壤樣品置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)7 d。培養(yǎng)期間每日去除錫紙通氣30 min保持好氧狀態(tài)，每隔1 d補(bǔ)充蒸發(fā)損失的水分以維持設(shè)定含水量。在添加N標(biāo)記溶液后的第0、1、3、5、7 d（分為d~d、d~d、d~d、d~d4個(gè)時(shí)間段），每個(gè)水分處理及N標(biāo)記處理分別隨機(jī)選取3瓶土壤作為重復(fù)，加入2 mol·L的KCl溶液（液土比為2.5∶1），振蕩提取1 h后過(guò)濾，測(cè)定濾液中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮濃度及N豐度。用去離子水洗去過(guò)濾后土壤樣品中殘留的KCl，土壤烘干磨細(xì)后測(cè)定有機(jī)氮含量及N豐度。

1.3 樣品分析

土壤基本理化性質(zhì)的測(cè)定參照文獻(xiàn)[4，25-26]的方法，土壤無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮的N豐度采用同位素質(zhì)譜儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率采用FLUAZ模型計(jì)算得出，采用Origin 9和SPSS22.0軟件進(jìn)行繪圖、數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤中無(wú)機(jī)氮含量的動(dòng)態(tài)變化

不同水分含量下土壤中無(wú)機(jī)氮含量的動(dòng)態(tài)變化如圖1所示。隨著培養(yǎng)時(shí)間的推進(jìn)，各水分處理的銨態(tài)氮含量逐漸下降，硝態(tài)氮含量逐漸增加。60%WHC處理與100%WHC處理下土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量沒(méi)有顯著差異（>0.05），但是淹水處理土壤銨態(tài)氮含量在各取樣時(shí)間都高于60%WHC處理，硝態(tài)氮含量在各取樣時(shí)間都低于60%WHC處理，這種差異在培養(yǎng)后第3、5、7 d達(dá)顯著水平（<0.05）。

圖1 不同水分下土壤無(wú)機(jī)氮含量的動(dòng)態(tài)變化Figure 1 Dynamic changes of inorganic Ncontents in soil under different moisture contents

2.2 土壤中無(wú)機(jī)氮15N豐度的動(dòng)態(tài)變化

不同水分含量下土壤無(wú)機(jī)氮N豐度的動(dòng)態(tài)變化如圖2所示。NHNO標(biāo)記的土壤樣品中，隨著培養(yǎng)的進(jìn)行，3個(gè)水分處理土壤銨態(tài)氮的N豐度逐漸下降（圖2a），硝態(tài)氮的N豐度逐漸增加（圖2b）。與60%WHC處理相比，100%WHC處理土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的N豐度沒(méi)有顯著變化（>0.05），隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，淹水處理土壤無(wú)機(jī)氮的N豐度顯著低于60%WHC和100%WHC處理（<0.05）。NHNO標(biāo)記的土壤樣品中，3個(gè)水分處理土壤銨態(tài)氮的N豐度均接近自然豐度，處理間沒(méi)有顯著差異（>0.05）（圖2c），各處理土壤硝態(tài)氮的N豐度逐漸下降（圖2d），60%WHC和100%WHC處理土壤硝態(tài)氮的N豐度沒(méi)有顯著差異（>0.05），但下降幅度大于淹水處理。

圖2 不同水分下土壤中無(wú)機(jī)氮15N豐度的動(dòng)態(tài)變化Figure 2 Dynamic changes of 15Nisotopic excess of inorganic Nin soil under different moisture contents

2.3 土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率

不同水分含量下土壤初級(jí)氮礦化速率（）都表現(xiàn)為隨培養(yǎng)的進(jìn)行先增加后下降，培養(yǎng)第1 d土壤初級(jí)氮固定速率（）就達(dá)到峰值，然后隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低（表1）。培養(yǎng)7 d內(nèi)，100%WHC處理的和分別為1.65、0.97 mg·kg·d（以N計(jì)，下同），與60%WHC處理的（1.87 mg·kg·d）和（1.16 mg·kg·d）沒(méi)有顯著差異（>0.05）（圖3）。而淹水處理的和分別為2.45 mg·kg·d和2.15 mg·kg·d，分別是60%WHC處理的1.31倍和1.85倍（圖3）。由表1可知，微生物主要固定土壤中的銨態(tài)氮（），對(duì)硝態(tài)氮的固定速率（）很低。60%WHC和100%WHC下土壤初級(jí)硝化速率（）隨著培養(yǎng)時(shí)間的進(jìn)行先增加后降低，于3~5 d達(dá)到峰值，而淹水條件下則表現(xiàn)為隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低（表1）。60%WHC和100%WHC水分處理土壤（2.84 mg·kg·d和2.57 mg·kg·d）間無(wú)顯著差異（>0.05），但卻顯著高于淹水處理的（1.18 mg·kg·d）（<0.05）（圖3）。60%WHC和100%WHC下土壤中的反硝化作用很弱，可以忽略不計(jì)，而淹水處理促進(jìn)了反硝化作用的發(fā)生，平均初級(jí)反硝化速率（）為0.65 mg·kg·d（表1、圖3）。

圖3 不同水分下土壤平均初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率Figure 3 Average gross Ntransformation rates in soil under different moisture contents

表1 不同水分下土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率的動(dòng)態(tài)變化Table 1 Dynamic changes of gross Ntransformation rates in soil under different moisture contents

60%WHC和100%WHC處理的值分別為2.56和2.82，兩者之間無(wú)顯著差異（>0.05），而淹水處理的/值為0.55，顯著低于60%WHC和100%WHC處 理（<0.05）（圖4）。60%WHC和100%WHC處理的/值分別為1.61和1.70，兩者之間無(wú)顯著差異（>0.05），淹水處理的/值為1.14，顯著低于60%WHC和100%WHC處理（<0.05）（圖4）。

圖4 不同水分下土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率間的比值Figure 4 Ratio of gross Ntransformation rates in soils under different moisture contents

3 討論

土壤水分含量會(huì)影響土壤氧氣含量、微生物數(shù)量和活性以及底物的運(yùn)移，進(jìn)而影響土壤氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程。有研究指出，土壤含水量低時(shí)，孔隙空間的彎曲度增加，土壤顆粒附近水的黏度加大，從而限制了底物向微生物的擴(kuò)散。BUTCHER等報(bào)道，砂壤土水分含量低于田間持水量時(shí)，土壤初級(jí)氮礦化速率和初級(jí)氮固定速率主要受底物運(yùn)移的影響。本研究結(jié)果表明，60%WHC和100%WHC處理間土壤初級(jí)氮礦化速率和初級(jí)氮固定速率無(wú)顯著差異，說(shuō)明土壤水分從60%WHC增加到100%WHC后可能沒(méi)有顯著增加底物向微生物的擴(kuò)散和移動(dòng)，具體原因還需進(jìn)行深入研究。CHENG等研究指出，水分含量從65%WHC增加到100%WHC對(duì)林地和草地土壤初級(jí)氮礦化速率和初級(jí)氮固定速率沒(méi)有顯著影響。GUN?TI?AS等也報(bào)道，水分含量從40%WHC增加到100%WHC對(duì)農(nóng)田和草地土壤初級(jí)氮礦化速率沒(méi)有影響，這與本研究結(jié)果一致。但也有研究指出，土壤水分含量在40%~100%WHC范圍內(nèi)時(shí)，林地和草地土壤初級(jí)氮礦化速率和初級(jí)氮固定速率隨著水分含量的增加而增加。這些研究結(jié)果表明，不同土壤的初級(jí)氮礦化速率和初級(jí)氮固定速率對(duì)水分變化的響應(yīng)程度不同，主要原因可能與土壤養(yǎng)分含量尤其是有效碳含量的差異有關(guān)。如果土壤有效碳含量高，為微生物提供的能量和底物多，微生物數(shù)量和活性很高，此時(shí)碳源不是限制微生物活性的主要因素，水分條件的改善可以進(jìn)一步提高微生物的數(shù)量和活性，進(jìn)而增加土壤初級(jí)氮礦化速率。

與60%WHC處理相比，淹水處理土壤初級(jí)氮礦化速率是60%WHC處理的1.31倍（圖3）。ZHANG等研究了60%WHC和飽和水分條件下不同施肥方式土壤的氮保存機(jī)制，發(fā)現(xiàn)飽和水分條件下土壤初級(jí)氮礦化速率是60%WHC條件下的1.5倍之多，本文的結(jié)果與之相近。MATHIEU等研究法國(guó)東部農(nóng)業(yè)土壤初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率時(shí)也發(fā)現(xiàn)，飽和水分條件下土壤初級(jí)氮礦化速率顯著高于不飽和水分處理。飽和水分條件下土壤有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的還原性物質(zhì)使得土壤中高價(jià)鐵、錳被還原，此過(guò)程消耗了溶液中的氫離子，導(dǎo)致土壤pH有所升高，由此改善了土壤微生物的生存條件，這可能是土壤初級(jí)氮礦化速率增加的一個(gè)原因。此外，土壤淹水后一些好氣性微生物死亡分解產(chǎn)生氨基酸、甘油和含氮化合物，為存活微生物提供了可利用的碳氮底物，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和繁殖，也會(huì)導(dǎo)致初級(jí)氮礦化速率顯著增加。淹水處理相對(duì)于60%WHC處理對(duì)土壤初級(jí)氮固定速率的影響與初級(jí)氮礦化速率相同，這與其他研究所報(bào)道的初級(jí)氮固定速率隨著水分含量增加而顯著增加的結(jié)果相一致。但是本研究結(jié)果也顯示，淹水處理土壤初級(jí)氮固定速率是60%WHC處理的1.85倍，增幅大于初級(jí)氮礦化速率?？赡艿脑蚴菂⑴c氮礦化過(guò)程的微生物可以利用復(fù)雜的有機(jī)碳底物，而參與固定過(guò)程的微生物主要利用簡(jiǎn)單易分解的有效碳，土壤淹水后死亡微生物釋放的溶解性碳為氮固定提供了底物，進(jìn)而促進(jìn)氮固定過(guò)程的進(jìn)行。

在一定水分含量范圍內(nèi)，硝化速率隨水分含量的增加而增加，當(dāng)土壤水分趨于飽和時(shí)，硝化速率顯著降低。本研究中60%WHC和100%WHC處理間土壤初級(jí)硝化速率沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明在60%WHC和100%WHC條件下水分不是限制砂壤土硝化微生物活性的主要因素。CHENG等研究發(fā)現(xiàn)水分含量從65%WHC增加到100%WHC不影響草地土壤初級(jí)硝化速率，ZAMAN等也報(bào)道苜蓿土壤的初級(jí)硝化速率在50%WHC和100%WHC水分條件下沒(méi)有顯著差異，這與本研究結(jié)果一致。然而前述研究也發(fā)現(xiàn)，水分含量的增加顯著提高了林地和黑麥草地土壤的初級(jí)硝化速率。適合硝化作用發(fā)生的最適水分含量取決于土壤孔隙度、土壤容重和土壤類型，因此水分變化對(duì)初級(jí)硝化速率的影響取決于土壤類型。與60%WHC處理相比，淹水處理顯著抑制了硝化作用的進(jìn)行，這與ZHANG等的研究結(jié)論一致。硝化微生物是好氣微生物，土壤淹水抑制了氧氣向土壤中的擴(kuò)散和運(yùn)移，不利于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖。此外，淹水促進(jìn)了土壤中銨態(tài)氮的生物固定，銨態(tài)氮固定作用和硝化作用是兩個(gè)互相競(jìng)爭(zhēng)底物的過(guò)程，銨態(tài)氮固定速率的增加勢(shì)必會(huì)減少硝化作用底物的數(shù)量，進(jìn)而導(dǎo)致硝化速率降低。

一般認(rèn)為，反硝化作用是一個(gè)在嫌氣條件下進(jìn)行的微生物學(xué)過(guò)程，因而受到土壤水分和通氣狀況的制約，土壤水分主要通過(guò)控制氧氣狀況和底物的運(yùn)移來(lái)影響反硝化作用的進(jìn)行。研究指出，土壤水分對(duì)反硝化作用的影響存在一個(gè)臨界含水量，當(dāng)土壤含水量大于此臨界值時(shí)，水分含量的增加可以顯著提高反硝化速率；當(dāng)土壤含水量低于此臨界值時(shí)，水分含量的變化對(duì)反硝化速率沒(méi)有影響。本研究中土壤水分含量從60%WHC增加到100%WHC時(shí)并沒(méi)有促進(jìn)反硝化作用的發(fā)生，說(shuō)明100%WHC沒(méi)有達(dá)到砂壤土發(fā)生反硝化作用的臨界含水量。淹水減少了土壤中的氧氣含量，促進(jìn)了反硝化作用的進(jìn)行。

在沒(méi)有作物參與的條件下，土壤中銨態(tài)氮的損耗包括硝化和微生物固定兩方面。初級(jí)硝化速率與初級(jí)銨態(tài)氮固定速率的比值（/）可以用來(lái)衡量土壤中硝態(tài)氮的產(chǎn)生潛勢(shì)和淋溶風(fēng)險(xiǎn)。如果/值大于1，說(shuō)明硝化作用是銨態(tài)氮的主要去向，土壤中容易發(fā)生硝態(tài)氮的淋溶損失；如果/值小于1，說(shuō)明銨態(tài)氮主要被微生物固定為有機(jī)態(tài)氮，有利于土壤無(wú)機(jī)氮的保存和周轉(zhuǎn)。初級(jí)氮礦化速率與初級(jí)氮固定速率比值（/）通常用來(lái)衡量礦化過(guò)程與固定過(guò)程的耦合程度，如果/值接近1，說(shuō)明有機(jī)氮的礦化和無(wú)機(jī)氮的固定過(guò)程緊密偶聯(lián)，不會(huì)為硝化作用的發(fā)生提供大量底物。本研究中，60%WHC和100%WHC處理的/值和/值都大于1，而淹水處理的/值小于1，且/值接近1，說(shuō)明60%WHC和100%WHC水分條件下砂壤土有機(jī)氮礦化產(chǎn)生的銨態(tài)氮只有少部分被微生物固定，大量未被固定的銨態(tài)氮為硝化過(guò)程提供了充足的底物，硝化作用產(chǎn)生的硝態(tài)氮容易在短期強(qiáng)降雨或者灌溉時(shí)經(jīng)淋溶或反硝化的途徑損失。

本研究結(jié)果對(duì)于半干旱地區(qū)砂壤土施肥和水分管理具有一定指導(dǎo)意義。與淹水條件相比，水分非飽和條件下砂壤土較高的硝化速率和較低的固定速率表明，實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥應(yīng)該少量多次施用，以減少氮素的淋溶損失。而淹水條件下砂壤土的有機(jī)氮礦化速率和固定速率都顯著提高且密切偶聯(lián)，銨態(tài)氮主要被微生物固定，利于土壤氮的供應(yīng)、保持和周轉(zhuǎn)；而且淹水抑制了土壤中硝化作用的發(fā)生，降低了硝態(tài)氮的產(chǎn)生潛勢(shì)和氮素淋溶損失的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在降雨量較少的黑龍江省半干旱地區(qū)，實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中適度增加灌溉不僅可以滿足作物對(duì)水分的需求，還有利于氮肥在土壤中的保持和周轉(zhuǎn)。值得注意的是，淹水促進(jìn)了反硝化作用的發(fā)生。農(nóng)田灌溉時(shí)要防止漫灌，同時(shí)避免短期強(qiáng)降雨造成低洼地區(qū)淹澇的發(fā)生，今后還應(yīng)加強(qiáng)NO排放量的監(jiān)測(cè)以綜合評(píng)估水分狀況變化對(duì)砂壤土氮素轉(zhuǎn)化的影響及其環(huán)境效應(yīng)。

4 結(jié)論

（1）水分含量從60%WHC（田間最大持水量）增加到100%WHC不影響砂壤土初級(jí)氮轉(zhuǎn)化速率。

（2）60%WHC和100%WHC水分條件下砂壤土中有機(jī)氮礦化速率大于無(wú)機(jī)氮固定速率，且礦化產(chǎn)生的銨態(tài)氮主要被微生物硝化，容易導(dǎo)致硝態(tài)氮的積累和淋溶風(fēng)險(xiǎn)的增加。

（3）相比于非飽和水分處理，淹水處理顯著促進(jìn)了土壤中氮素的周轉(zhuǎn)，礦化和固定過(guò)程偶聯(lián)緊密，而且初級(jí)硝化速率顯著降低，減少了硝態(tài)氮的產(chǎn)生和氮淋溶損失，但初級(jí)反硝化速率顯著增加可能會(huì)導(dǎo)致NO的大量排放。