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1、第33卷第5期土壤通报Vol.33,No.52002年10月ChineseJournalofSoilScienceOct.,2002旱地土壤中的硝化-反硝化作用范晓晖,朱兆良(中国科学院南京土壤研究所,江苏南京210008)摘要:本文综述了国内外旱地土壤硝化-反硝化作用的过程及其影响因数和硝化-反硝化作用产生的N2O量及其影响因素以及旱地土壤上氮肥硝化-反硝化损失量等方面的研究进展。关键词:旱地土壤;氮素损失;硝化-反硝化作用中图分类号:S153文献标识码:A文章编号:056423945(2002)0520385207硝化作用和反硝化作用是
2、土壤中氮素转化的两个1.1.2土壤温度土壤温度对硝化速率也有较大的重要过程。铵的硝化作用不仅会产生少量的N2O,而影响。Mahendrappa等(1966)发现,美国北部的土壤,且还影响到许多与氮素损失有关的转化过程的进行。其硝化作用的最适温度为20和25℃,而南部土壤则[31]例如,硝化作用消耗了铵,从而可能减少氨的挥发损为35℃。Malhi和Mcgill(1982)报道说,对加拿大失,但是,硝化作用所形成的硝态氮又易遭淋失而污染Alberta的3种土壤来说,硝化作用的最适温度为[32]地下水,更可通过反硝化作用而损失并污染大气。因20℃
3、,在30℃时硝化作用完全停止。这表明,不同此,硝化作用和反硝化作用直接关系到氮肥增产效果温度带土壤中的硝化菌对温度的要求是不同的。的发挥,以及地下水和大气的污染,因而具有重要的农1.1.3土壤pH土壤pH是影响硝化作用的重要因学意义和环境意义。素之一。国内外对此已进行了许多研究。Dancer关于硝化作用和反硝化作用已经进行了长期的研(1973)的研究表明,当土壤pH从4.7增高到6.5时,究,积累了大量的文献。下面仅就有关旱地土壤中的硝化速率增加3～5倍,并指出,土壤pH是判断土壤[12]硝化作用和反硝化作用的研究现状作一综述。硝化能力的一
4、个指标。李良谟等(1987)的研究结果也表明,土壤硝化率与土壤pH呈极显著的正相关1旱地土壤中的硝化作用33(r=0.941),pH为5.6的土壤的硝化率很低,在1.1硝化作用的影响因素pH5.6～8.0范围内硝化率随土壤pH的升高而增[1]旱地土壤中的硝化作用受多种因素的影响,其中大。Hayatsu和Kosuge(1993)在研究茶园土壤的硝主要有土壤的水分和通气条件、土壤温度和pH、施入化活性时也发现,pH与硝化活性有很好的正相关(r=33),而且,富钙小区土壤的硝化活性明显高于缺肥料的种类和数量,以及耕作制度和植物根系等。0.871.
5、1.1土壤水分和通气条件硝化微生物是好气性钙小区,其原因是前者的pH比后者高1.5个单[23]微生物,其活性受土壤中氧分压的强烈影响,后者又受位。Katyal(1988)等研究了15个土壤的硝化活性,到土壤水分含量的控制。一般在田间最大持水量的结果表明,在pH为4.6～5.1的土壤中,硝化作用不50～60%时,土壤中的硝化作用最为旺盛。李良谟等明显;在pH为5.8～6.0的土壤中硝化作用进行缓(1987)报道,土壤水分含量为田间持水量的65%时的慢;只是在pH为6.4～8.3的土壤中,硝化作用才强[1]硝化速率,明显高于田间持水量30%者。
6、据烈进行。上述研究结果都表明,硝化活性随土壤pHReichman(1966)报道,水分张力在0.2～15巴之间,硝的升高而增强。土壤pH不仅影响到硝化活性,而且[42][27]化作用与土壤含水量成正相关。Flowers(1983)也还影响其进程。MorrilandDawson(1967)在研究报道了类似的结果,在一定含水量范围内,硝化速率随pH为4.4～8.8的116个土壤的硝化作用时发现,硝土壤含水量的增加而增高,硝化势在-8.0Kpa(约为化作用的进程可以区分为4种类型:(1)NH4-N快速田间持水量的60%)时达到最高值[16]。--
7、氧化成NO2,但后者的进一步氧化成NO3的速率却收稿日期:2002204206基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(973)课题编号:G1999011802,江苏省自然科学基金项目编号:BK97217;中国科学院红壤生态试验站基金资助项目作者简介:范晓晖(19652),男,江苏南通人,博士,副研究员,研究方向为植物营养和土壤肥力。386土壤通报33卷很慢(土壤pH6.93～7.85);(2)NH4-N氧化成米地表层0～3.8cm土壤的硝化势(比常规耕作高NO--(土壤156%),3.8～7.6cm土层土壤的硝化势也略有提高,2,和后者氧化
8、成NO3的速率都很快pH5.01～6.38);(3)NH-但与此相反,免耕地7.6～15cm土层土壤的反硝化势4-N氧化成NO2,和后者氧--却低于常规耕作。这可能与免耕区在作物
