北方農(nóng)牧交錯區(qū)土地利用(管理)方式對土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響.pdf

1、土壤氮素礦化是陸地生態(tài)系統(tǒng)氮素轉(zhuǎn)化的重要組成部分。不同的土地利用(管理)方式會改變土壤氮素轉(zhuǎn)化過程，影響土壤肥力的保持，進而可能造成土壤內(nèi)氮素滲漏流失。為系統(tǒng)了解內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯區(qū)土壤氮素轉(zhuǎn)化的特點，本實驗采用原位培養(yǎng)頂蓋埋管法進行野外培養(yǎng)，每間隔一個月定期取樣，于2004年7月-2006年10月在植物所恢復(fù)生態(tài)學(xué)實驗站進行了兩個試驗，1：選擇農(nóng)牧交錯區(qū)四種有代表性的土地類型(圍封樣地：FS，放牧樣地：GS，棄耕地：AF，和農(nóng)田：CF)，

2、比較土地利用方式之間氮素礦化的異同；2：在施肥樣地通過不同施肥處理(F0∶1g N m-2，F(xiàn)1∶1g N m-2，F(xiàn)2∶2g N m-2，F(xiàn)3∶4g N m-2，F(xiàn)4∶8g N m-2，F(xiàn)5∶16g N m-2，F(xiàn)6∶32g N m-2，F(xiàn)7∶64g N m-2)的土壤氮素轉(zhuǎn)化動態(tài)，確定過度放牧的典型草原圍封禁牧后，植被恢復(fù)過程中最適宜的施肥量。主要結(jié)論如下：
　　 1.與試驗初期相比，整個非生長季圍封樣地、棄耕地和農(nóng)田的銨態(tài)

3、氮和無機氮含量逐漸降低，培養(yǎng)結(jié)束時銨態(tài)氮含量分別減少了67.04％，77.31％和70.54％，而放牧地的含量增加1.63％。圍封樣地、放牧地、棄耕地和農(nóng)田的硝態(tài)氮含量分別增加了61.61％，376.43％，199.75％和133.16％。非生長季四種土地類型的土壤氮素轉(zhuǎn)化速率主要受溫度影響。圍封樣地、放牧地、棄耕地和農(nóng)田非生長季礦化速率均值分別為-0.016，0.0429，-0.0051和-0.0030μgg-1 d-1。硝化速率均值

4、變幅為-0.43-0.17μgg-1d-1。
　　 2.與沒有冷凍而融化的土壤相比，凍融顯著影響土壤無機氮含量的變化。只有在較低的土壤溫度條件下冷凍以后，融化才會促進土壤氮素礦化。不同的冷凍時間長度下融化均會促進土壤硝化速率。土壤溫度、土壤含水量變化是影響氮素轉(zhuǎn)化速率的重要因子。
　　 3.四種土地類型的年日均礦化速率為放牧樣地＞農(nóng)田＞棄耕地＞圍封樣地，分別為0.25，0.11，0.10，0.06μg g-1d-1，其年

5、平均速率分別為11.65，5.50，5.00和2.46g m-2y-1，而年日平均硝化速率分別為0.27，0.095，0.097和0.05μgg-1d-1。其中生長季日均礦化速率和日均硝化速率均為其年日均速率的兩倍。因此，生長季形成的礦化氮是全年的93％，而形成的硝態(tài)氮占全年的86％。四種土地類型年均礦化氮的累積量平均為615.04 kg ha-1，而硝化作用的累積量變幅為230.44-1218.86 kg ha-1。四種土地類型的礦化

6、速率和硝化速率的季節(jié)動態(tài)變化與氣候因子的變化一致。
　　 4.不同施肥處理對典型草原土壤氮素轉(zhuǎn)化均有顯著影響。與對照相比，少量施肥(F1，F(xiàn)2)土壤銨態(tài)氮，硝態(tài)氮和無機氮含量分別減少20.57％，11.18％和17.18％。當(dāng)施肥量大于F4(8gN m-2)時，隨施肥量增加土壤銨態(tài)氮，硝態(tài)氮和無機氮含量增加18％-1191％。除F5(16gN m-2)外，與對照相比，隨施肥量增加，土壤礦化速率增加了5-21倍。4 g N m-2

7、(F3)左右是典型草原生態(tài)系統(tǒng)比較合適的施肥量。
　　 5.氨氣揮發(fā)速率的季節(jié)動態(tài)特征與氣象因子的變化一致，其速率變幅為17.65-1228.39μg m-2 d-1，其中7月?lián)]發(fā)量占全年的37％。與對照相比，少量施肥氨氣揮發(fā)速率降低了1-2％，施肥量大于F3(4g N m-2)，速率增加了1-4倍。實驗期間總的流失量變幅為23.76-84.91mg m-2，而且通過氨氣揮發(fā)流失量低于土壤全氮的3％。氨氣揮發(fā)不是典型草原過量氮素

8、流失的主要方式。
　　 6.氮素限制的典型草原，植被恢復(fù)過程中外源氮素添加閾值為：4 g N m-2(F3)。與對照相比，短期施肥(3年)不會顯著影響根系碳儲量和土壤碳氮儲量。施肥處理的上壤硝態(tài)氮和無機氮含量顯著增加，說明施肥顯著刺激硝化作用。典型草原60％植物根系主要分布在地下0-10cm，這里的碳儲量占地下儲量(0-50cm)的63％以上。隨土壤深度增加，土壤全氮，全碳，無機氮儲量降低。而銨態(tài)氮儲量和可利用的無機氮含量隨土壤