施肥对黑土有机质碳和氮及土壤生物特性的影响

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1、沈阳农业大学博士学位论文摘要有关土壤微生物对氮转化及氮肥利用率的研究越来越受到重视。本文以公主岭黑土长期定位试验基地土壤为试材，研究了长期不同施肥处理对土壤肥力的影响，并系统地研究了培养条件下土壤氮转化行为及施肥处理对土壤微生物及其所需碳氮等生活环境的影响，为研究土壤氮转化的生物过程及影响因子提供了理论依据，研究结果表明：1、长期施用有机肥可以提高土壤有机碳、水溶性有机碳及土壤全氮、碱解氮、速磷、速钾含量，而长期不施肥及单施化肥则可降低土壤有机碳、全氮的含量。2、施氮培养条件下，长期高量有机肥与氮磷钾化肥配施土壤铵态氮转化速率最快，土壤硝态氮含量最高，发生氮的淋洗损失可能性最

2、大，土壤水溶性有机碳增加，而矿化碳量降低，长期单施化肥处理土壤结果相反。3、铵态氮对微生物有一定抑制作用。4、长期有机肥与氮磷钾配施，微生物量周转快，而长期单施有机肥处理土壤微生物周转较慢。5、利用好气培养非底物诱导法对微生物呼吸强度进行测定表明，长期施用中量及高量有机肥土壤微生物呼吸强度较弱，而商量有机肥与化肥配施及单施化肥处理土壤微生物呼吸较强，铵态氮肥有提高微生物呼吸强度的作用。6、黑土微生物商为0．8～1．5％左右，施氮肥可使微生物商进一步下降。7、土样熏蒸浸提出的全碳及全氮量(FEC、FEN)受长期不同旄肥的影响显著，除了长期施用高量有机肥外，其它长期施肥处理，土壤

3、FEC均表现为下降趋势，而FEN则表现为随肥料的长期施用而增加的趋势，施氮培养表观上显著提高了FEN，而除了长期施用高量有机肥及长期不施肥土壤外，其它各处理土壤FEC均随氮的施入而降低。8、在氮肥、有机肥施入土壤转化过程中，土壤碳氮、微生物也随着发生动态变化，氮肥能激发土壤氮的矿化，随施氮量增加土壤矿质氮含量增加，摘要而有机肥施用量并未显著影响土壤矿质氮的含量，随氮肥施用量增加，微生物呼吸强度、代谢商降低，而在有机肥腌入转化过程中，．微生物呼吸强度及代谢商均表现为上升趋势。9、土壤微生物碳、氮与土壤肥力因素及氮肥、有机肥施用量、土壤其它生物因素关系密切，逐步回归法拟合方程发现

4、，微生物碳氮与土壤全碳的关系最为密切，同时有机肥及氮肥施用量也显著影响了微生物碳氮。关键词：氮素转化土壤碳氮微生物碳氮呼吸强度代谢商微生物商黑土沈阳农业大学博士学位论义一、前言(一)研究意义氮是植物生长发育所必需的营养元素之一，是决定作物生长、发育、产量和品质的最关键元素，也是土壤肥力中最活跃的因素。在农业生产中氮是最重要的限制因子。因此，氮素营养的研究一直是植物营养与施肥学界活跃的研究内容。微生物不仅转化土壤碳素和固定无机营养尤其是氮素营养形成微生物生物量，而且土壤微生物可矿化有机物质并将植物不能直接吸收的难溶性物质变为可溶性，从而提高土壤肥力。可见微生物在物质转化及作物营

5、养方面的重要意义，为了深入了解氮的转化问题，提高氮肥利用率，人们已越来越重视对微生物氮的研究。微生物氮是氮转化的中转站，而微生物中转作用的发挥离不开碳、氮及其它一些土壤环境，离开任一部分来讨论微生物氮转化机制都可能得出片面的结论，因此，本文系统考察了长期不同施肥土壤氮转化的情况及氮肥、有机肥的施用对土壤的碳、氮、微生物生活环境的影响，以期从多角度深刻理解氮转化问题，为提高氮肥利用率提供参考依据。(二)国内外相关研究进展1、土壤中氮素的形态及氮的内循环(1)土壤中氯的形态土壤中氮的形态分无机态及有机态两大类，此外，土壤空气中还有气态氮素的存在，但一般不计算在土壤含量之内。(1．

6、1)无机形态氮土壤中无机形态的氮一般只占表层土壤全氮的l～2％，最多不超过5～8％。无机态氮一般包括铵态氮、硝态氮及亚硝态氮，亚硝态氮为硝化作用的中间产物，一般数量不多，如果硝化作用受到抑制，亚硝态氮发生累积则对作物有毒害作用。铵态氮以交换态、游离于水溶液中及进入粘粒矿物晶格结构中三种形式存在。有机氮矿质化的第一步产物即为铵态氮．旱田中施入铵态氮，只要土壤通气良好，温度、湿度等条件适宜，就会在短短几天内被微生物转化为硝态氮。因此，旱田中水溶性氮往往是硝态氮，而水田中铵态氮相对稳定。进入晶层孔穴中的铵离子既不能溶解于土壤溶夜中，也不易被其它阳离子所代换出来，所以，不仅不易为植物

7、所吸收利用，而且很难为硝化细菌所硝化。(12)有机态氮土壤中氮主要以有机态存在，它一般占全氮量的95％以上，土壤中的有机态氮又可按其溶解度的大小以及水解的难易分为三大类：(a)水溶性有机态氮一一般不超过全氮量的5％，从化学组成上看，他们主要包括一些较简单的游离氨基酸、胺盐及酰胺类等。虽不能被作物直接吸收，但他们分散在土壤溶夜中，易水解，能迅速释放出铵离子而成为植物速效性氮源。(b)水解性有机态氮一凡用酸、碱或酶处理时，能水解成为较简单的易溶性化合物或能直接生成铵化合物的有机态氮都属这一类，包括水溶性有机