长期施肥下典型农业土壤团聚体中有机氮库稳定性机制研究

土壤有机氮库稳定性是限制氮肥利用率的主要因素之一。因此，农业土壤有机氮库稳定性机制成为提高氮肥利用率，减少环境污染，促进集约化农业可持续发展研究的重点科学问题。本研究以东北黑土、中部潮土和南方红壤三大典型农业土壤的肥力与肥料效益长期试验为基础，将长期试验与短期试验相结合，采用15N同位素示踪法、闭蓄态微团聚体分离法、土壤团聚体分组等技术，分析20年不同肥料施用下我国典型农业土壤耕层有机氮库时空演变特征，探讨施肥后有机氮在不同团聚体中的累积过程和分布特征，定量评价有机氮固存的主要团聚体组分，及有机氮在不同粒级团聚体中的转化周期，从土壤团聚体角度揭示不同施肥对土壤有机氮库稳定性的影响机制。研究结果将丰富土壤有机氮转化的基础理论，为我国耕地质量提高提供科学依据。

土壤有机氮库稳定性是限制氮肥利用率的主要因素之一。因此，农业土壤有机氮库稳定性机制成为提高氮肥利用率，减少环境污染，促进集约化农业可持续发展研究的重点科学问题。本研究以东北黑土、中部潮土和南方红壤三大典型农业土壤的肥力与肥料效益长期试验为基础，将长期试验与15N同位素示踪法和土壤团聚体分组等技术相结合，分析了长期不同肥料施用下我国典型农业土壤耕层氮库时空演变特征，探讨施肥后氮素在不同团聚体中的分布特征和转化周期。研究结果表明，黑土和红壤氮库库容在长期施用化肥条件下呈下降趋势，在有机无机培肥条件下呈上升趋势，而潮土氮库库容在施化肥和有机肥条件下均呈上升趋势。化肥氮在各团聚体中的固存效率相近，为3-6%，而有机肥和秸秆氮主要固存在大团聚体中，大团聚体中有机肥氮的固存效率为4.5-5.2%，秸秆氮的固存效率为5.7-9.5%。化肥氮在黑土和红壤上的转化周期分别为3.6-4.3年和7.0-8.3年，有机肥氮在大团聚体中转化周期为3年左右，在微团聚体和粘粉粒中为5-11年。总的来说，施有机肥能显著增强氮素库容，提高微团聚体和粘粉粒中氮库稳定性，是一种持续的施肥和培肥模式。研究结果从土壤团聚体角度揭示了不同施肥对土壤有机氮库稳定性的影响机制，丰富了土壤有机氮转化的基础理论，为我国耕地质量提高提供了科学依据。