土壤水分动态对氮素净矿化的影响

土壤水分动态对氮素净矿化的影响

土壤氮素矿化作用作为氮素内循环的重要环节之一,直接决定了氮素的有效性,显著影响了生态系统的结构和功能。水分动态变化通过影响矿质氮的输入、输出和氮矿化速率等显著影响土壤氮素的有效性。

本论文以不同质地、不同土地利用方式下土壤样品为对象,设计“恒温恒水”、“恒温变水”和“变温变水”3种不同水分动态处理,比较分析了土壤水分条件由理想条件恢复到实际条件的过渡过程中氮素矿化特征的变化规律,研究结果可为准确预测不同类型土壤氮矿化潜力和优化土壤氮素矿化模型提供重要参数。研究结论如下:(1)“恒温恒水条件”下,土壤累积净氮矿化量和净氮矿化速率分别与水分含量呈显著正相关关系,在100%田间持水量(FC)条件下累积净氮矿化量

和净氮矿化速率均达到最大值。

水分含量对氮素矿化的影响与土壤质地和土地利用方式有关。质地对氮素矿化特征有极显著影响,土地利用方式对土壤氮素矿化特征的影响不显著。

(2)“恒温恒水条件”下,在水分较充足时(60%FC、80%FC和100%FC),一级动力学模型对氮素矿化的拟合效果较好,R~2在0.64~0.99之间(P<0.001);二元一次回归方程可以拟合氮素矿化对水分含量和培养时间的响应关系,土壤累积氮素净矿化量随水分含量的增加呈线性增加趋势,随培养时间的延长呈对数增加趋势。(3)恒温变水和变温变水条件下均可用一级动力学模型拟合氮素净矿化过程,多数土壤样品氮素净矿化量在两种水分条件下累积均随时间的延长而增加。

(4)土壤累积氮素净矿化量对时间和水分的响应曲面有所差异,可分为“上升型”和“先上升后平稳型”,恒温恒水条件下呈逐渐上升的趋势,在恒温变水条件和变温变水条件下呈先上升后平稳的趋势。(5)恒温变水条件下累积氮素净矿化

量在第4天达最大,之后稳定;变温变水条件下在第2天达最大,后期在稳定状态有所波动。