东北地区水稻土有机氮素矿化特征的研究

水稻土有机氮素矿化特征的研究对于提高水稻土供氮能力、明确水稻土供氮机理、合理培肥水稻土具有重要意义。本项目以东北地区不同类型（起源土壤分别为草甸土、沼泽土、黑土、白浆土、滨海盐渍土）水稻土为研究对象，详细测定土壤有机氮数量及其组分（主要为氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮和未知态氮）；利用培养试验分析土壤可矿化氮数量，探讨水稻土有机氮素矿化特征，建立水稻土有机氮素矿化的适宜模型；围绕水稻土有机氮组分及可矿化氮数量的变化，分析水稻土有机氮组分与可矿化氮之间的关系。该项研究结果为明确东北地区不同类型水稻土的供氮潜力及供氮机理提供理论基础，为合理培肥水稻土提供理论依据。

项目组在对东北地区水稻土进行野外调查及代表性土壤样本采集的基础上，研究了土壤有机碳、全氮含量及其密度，有机氮组分含量及其比例，氮素过程及其模型拟合，有机氮组分对矿化氮的贡献，探讨了水稻土有机氮素的矿化特征。主要研究成果：.1. 明确了水稻土有机碳、全氮含量及其密度。5种类型水稻土有机碳含量、全氮含量及全氮密度均表现为沼泽土型 > 白浆土型 > 黑土型 > 草甸土型 > 滨海盐渍土型；而有机碳密度则表现为沼泽土型 > 黑土型 > 白浆土型 > 草甸土型 > 滨海盐渍土型。.2. 明确了水稻土有机氮组分含量及其分配比例的分布规律。（1）绝大多数供试土壤的有机氮均以酸解有机氮为主体；（2）酸解各组分氮含量及其比例的分布规律：松嫩平原和三江平原的黑土型、草甸土型、白浆土型和沼泽土型为未知态氮 > 氨基酸态氮 > 氨态氮 > 氨基糖态氮，辽河平原的滨海盐渍土型为氨基酸态氮 > 未知态氮 > 氨态氮 > 氨基糖态氮，草甸土型为未知态氮 > 氨态氮 > 氨基酸态氮 > 氨基糖态氮。.3. 明确了水稻土有机氮的矿化特征。（1）在长期淹水培养中，供试土壤有机氮素矿化生成的NH4+-N过程和总氮（TSN）过程均可分三个阶段：在0~21d为快速矿化阶段，21~91d为稳定矿化阶段，91d后为缓慢矿化阶段；在培养161d时，矿化生成的NH4+-N累积量接近于最大值，但TSN累积量仍有缓慢增加；（2）在长期淹水培养中，矿化生成的可溶性有机氮（SON）的比例较大，是矿化过程中不容忽视的重要组分；（3）矿化过程中无论是否包括生成的SON，Special模型都能较好地描述水稻土氮素矿化过程；（4）水稻土类型及供试土壤有机碳（全氮）含量是影响水稻土氮素矿化势大小及其矿化速率快慢的重要因素。.４. 明确了水稻土有机氮组分对矿化氮的贡献。对于黑土型、草甸土型和白浆土型水稻土，土壤矿化氮主要来自于酸解氮，其中酸解氨态氮和氨基酸态氮对矿化氮有重要贡献，且氨基酸态氮的贡献大于氨态氮的贡献。.本研究成果为明确东北地区水稻土供氮能力及供氮机理提供了科学的理论依据，为合理培育水稻土氮素肥力提供了重要的理论支持。