海南農(nóng)田土壤氮轉(zhuǎn)化特點(diǎn)及影響因素分析

目錄TOC\o"1-2"\h\u13731緒論 5157451.1研究背景 518621.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 549151.3研究的主要內(nèi)容 7324752材料與方法 8132872.1供試土壤及土樣的采集 8275632.215N同位素示蹤試驗(yàn) 9171132.3指標(biāo)測(cè)定 9163302.4數(shù)據(jù)分析及結(jié)果計(jì)算 10304963結(jié)果與分析 10155543.1土壤理化性質(zhì) 10145623.2土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率 11280633.3土壤氮周轉(zhuǎn)速率 12254724討論 13223375結(jié)論 141725參考文獻(xiàn) 162889致謝 18

摘要：我國(guó)是蔬菜消耗大國(guó)，保障蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)量和品質(zhì)對(duì)于保障國(guó)家“菜籃子”工程具有重要意義。但是，長(zhǎng)期以來(lái)不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式比如過(guò)量使用化肥和農(nóng)藥，已經(jīng)導(dǎo)致農(nóng)田土壤中的氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程出現(xiàn)失衡，土壤健康質(zhì)量下降，生態(tài)環(huán)境遭受破壞。因此，深入探究農(nóng)田土壤氮素轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)及其影響因素，對(duì)于推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的優(yōu)化、提升肥料使用效率以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。在本論文中，我們從安徽省和縣吳江村和江蘇省宜興縣中新村兩個(gè)生產(chǎn)區(qū)采集土壤樣本，測(cè)定了長(zhǎng)期（10年）和短期（1年）設(shè)施蔬菜地土壤中的相關(guān)理化性質(zhì)，并主要用15N同位素示蹤的方法對(duì)土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率和土壤氮周轉(zhuǎn)速率進(jìn)行了測(cè)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤基本理化性質(zhì)與土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率和土壤氮周轉(zhuǎn)速率具有密不可分的聯(lián)系。發(fā)現(xiàn)伴隨蔬菜種植年限的延長(zhǎng)，土壤pH值出現(xiàn)顯著下降，而土壤電導(dǎo)率（EC）出現(xiàn)升高。伴隨種植蔬菜過(guò)程中的施肥、澆水、噴施農(nóng)藥等人為因素的影響，土壤中的銨根離子和硝酸根離子濃度出現(xiàn)不同變化。關(guān)鍵詞：設(shè)施菜地土壤15N同位素示蹤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率1緒論1.1研究背景伴隨社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來(lái)越多的人類(lèi)因攝入過(guò)多的高油脂、高糖食物導(dǎo)致亞健康。蔬菜中富含大量的維生素、纖維素等對(duì)人體有益的成分，能夠有效緩解亞健康癥狀，因此全球?qū)κ卟说男枨蟛粩嘣黾?。我?guó)是一個(gè)蔬菜種植的大國(guó)，溫室蔬菜種植面積已從1990年的691萬(wàn)公頃大幅增加到2017年的2400萬(wàn)公頃（FAO2019）。為了進(jìn)一步提高蔬菜產(chǎn)量，施用高氮的礦物質(zhì)和有機(jī)肥料的已成為一種常用方法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Min</Author><Year>2018</Year><RecNum>515</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>515</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712488651">515</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Min,Ju</author><author>Shi,Weiming%JScienceofTheTotalEnvironment</author></authors></contributors><titles><title>Nitrogendischargepathwaysinvegetableproductionasnon-pointsourcesofpollutionandmeasurestocontrolit</title></titles><pages>123-130</pages><volume>s613–614</volume><dates><year>2018</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]。目前我國(guó)年均氮肥施用量約占全球氮肥總施用量的三分之一，居全球第一ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>房增國(guó)</Author><Year>2004</Year><RecNum>391</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[2]</style></DisplayText><record><rec-number>391</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710424821">391</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>房增國(guó)</author></authors><tertiary-authors><author>張福鎖%J,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)</author></tertiary-authors></contributors><titles><title>豆科/禾本科間作的氮鐵營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)及對(duì)結(jié)瘤固氮的影響</title></titles><keywords><keyword>豆科/禾本科間(混)作</keyword><keyword>氮營(yíng)養(yǎng)</keyword><keyword>鐵營(yíng)養(yǎng)</keyword><keyword>生物固氮</keyword></keywords><dates><year>2004</year></dates><work-type>博士</work-type><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=9hl5eXOdJcbzVPbb2KdT8PWS4YVmq-aRESMA3dJy9YeRtFjH-wsoOADeChscRjwYvjn1pibIhYV_xsBK1LEBzQCSgjxNJT7O6BTgl9yBE8ekjc12K0dp4YG8OncwLQSOS_WlBp-43doJ89EtVfZSTw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[2]。但是增加氮肥施用量并非能夠增加農(nóng)作物產(chǎn)量，氮肥施用量超過(guò)植物氮肥吸收量和利用量，導(dǎo)致氮肥損失嚴(yán)重，損失的氮肥也會(huì)造成土壤酸化和鹽堿化、水體富營(yíng)養(yǎng)化和氮氧化物排放過(guò)量等環(huán)境污染ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Year>2001</Year><RecNum>392</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>392</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710424870">392</key></foreign-keys><ref-typename="ConferenceProceedings">10</ref-type><contributors><subsidiary-authors><author>中國(guó)土壤學(xué)會(huì)、中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)、中國(guó)作物學(xué)會(huì)、中國(guó)園藝學(xué)會(huì)、中國(guó)地理學(xué)會(huì)、中國(guó)環(huán)境學(xué)會(huì)、中國(guó)化工學(xué)會(huì),</author></subsidiary-authors></contributors><titles><title>“氮素循環(huán)與農(nóng)業(yè)和環(huán)境學(xué)術(shù)討論會(huì)”紀(jì)要</title><secondary-title>氮素循環(huán)與農(nóng)業(yè)和環(huán)境學(xué)術(shù)討論會(huì)</secondary-title></titles><pages>2</pages><dates><year>2001</year></dates><pub-location>中國(guó)廈門(mén)</pub-location><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=9hl5eXOdJcYwzzlRgVO0_NnR-420ykiZKFyZkKszLzpHQB49-LHPhDxelcAZ_mBuQ1UqKafLF-4bjzmE-Sefz4ooWezQUu_VxYkZeLdgKthaglfQGG2X1bAcmeQKEnowFUazcClI2Vf5vGIP4Q3D8g==&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[3]，而且過(guò)量施用氮肥導(dǎo)致蔬菜生長(zhǎng)狀況、蔬菜質(zhì)量。已有學(xué)者在三亞市蔬菜生產(chǎn)中進(jìn)行了肥效校正試驗(yàn)，驗(yàn)證了測(cè)土配方施肥的準(zhǔn)確性和本地配方肥的最佳施用量，結(jié)果顯示采用配方施肥方法不僅顯著提高了產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，還有助于推動(dòng)農(nóng)業(yè)的綠色高質(zhì)量發(fā)展ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>張?zhí)毂?lt;/Author><Year>2023</Year><RecNum>362</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[4]</style></DisplayText><record><rec-number>362</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710165076">362</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>張?zhí)毂?lt;/author><author>陳志科</author><author>陳法靜</author><author>陳川峰</author><author>林不三%J熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)</author></authors></contributors><titles><title>三亞市豇豆肥效校正試驗(yàn)</title></titles><pages>22-25</pages><number>10</number><dates><year>2023</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[4]。氮是影響作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一，氮素的周轉(zhuǎn)對(duì)作物生長(zhǎng)具有關(guān)鍵作用，基于氮素在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要性，國(guó)內(nèi)外主要圍繞氮素行為、氮肥高效利用機(jī)制和調(diào)控作物高效利用氮肥的理論和方法及其環(huán)境效應(yīng)等開(kāi)展了大量研究，但主要涉及黑土、潮土、水稻土等。目前對(duì)于設(shè)施菜地土壤氮素研究多限于不同形態(tài)氮含量的測(cè)定、氮分布特征、硝態(tài)氮引起的水體污染及氮氧化物排放等方面，缺少涉及不同形態(tài)氮庫(kù)轉(zhuǎn)化的過(guò)程機(jī)理研究，且目前大多數(shù)研究主要從凈轉(zhuǎn)化角度研究，凈轉(zhuǎn)化并不能反應(yīng)土壤中的實(shí)際氮素周轉(zhuǎn)情況。因此，在本研究選擇典型設(shè)施菜地土壤，通過(guò)15N同位素方法結(jié)合MCMC模型，深入探究我國(guó)蔬菜種植地區(qū)典型的農(nóng)田土壤氮素轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)以及影響農(nóng)田土壤氮素轉(zhuǎn)化因素。本研究對(duì)于推動(dòng)農(nóng)田作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的優(yōu)化、肥料使用效率的提升以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀氮元素是決定生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要影響因素。土壤中的氮元素主要分為有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮兩種形態(tài)，植物能夠直接吸收利用的主要氮素形態(tài)為無(wú)機(jī)氮，而土壤中的無(wú)機(jī)氮主要來(lái)源于無(wú)機(jī)氮的礦化作用。土壤中施氮量過(guò)剩，會(huì)導(dǎo)致土壤微生物活性降低，進(jìn)而抑制蛋白質(zhì)解聚（限制土壤有機(jī)氮礦化速率），進(jìn)而減少氮礦化ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[5-7]。目前已知的氮轉(zhuǎn)化模型共有8種：有機(jī)氮到NH4+的礦化，NH4+到有機(jī)氮的固定化，吸附NH4+的釋放，NH4+在陽(yáng)離子交換位點(diǎn)的吸附，NH4+氧化到NO3?，頑固的有機(jī)氮氧化到NO3?，將NO3?固定在頑固的有機(jī)氮上，并將異化NO3?還原為NH4+。影響土壤氮轉(zhuǎn)化的因素主要包括以下幾個(gè)方面：土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)狀況、孔隙度、水分和溫度狀況等通過(guò)影響土壤的含氧量、氧化還原性和通氣狀況，從而影響土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化速率和存在狀態(tài)、土壤水分的性質(zhì)和運(yùn)行規(guī)律以及植物根系的生長(zhǎng)力和生理活動(dòng)，進(jìn)而影響土壤氮的轉(zhuǎn)化。前人研究了壤土、粘土、砂土三種質(zhì)地土壤對(duì)高油玉米碳氮積累和運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在砂土地塊中玉米營(yíng)養(yǎng)器官貯藏物質(zhì)再運(yùn)轉(zhuǎn)量和再運(yùn)轉(zhuǎn)率及營(yíng)養(yǎng)器官物質(zhì)總運(yùn)轉(zhuǎn)量和運(yùn)轉(zhuǎn)率最高ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>黃勇</Author><Year>2007</Year><RecNum>560</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[8]</style></DisplayText><record><rec-number>560</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1713448132">560</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>黃勇</author><author>馬二培</author><author>楊青華</author><author>劉媛媛</author><author>李潮海%J玉米科學(xué)</author></authors></contributors><titles><title>不同質(zhì)地土壤對(duì)高油玉米碳氮運(yùn)轉(zhuǎn)的影響</title></titles><pages>4</pages><volume>15</volume><number>2</number><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]。土壤的酸堿度、陽(yáng)離子吸附及交換性能、土壤還原性物質(zhì)、土壤含鹽量以及其他有毒物質(zhì)的含量等會(huì)直接影響植物的生長(zhǎng)和土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、釋放及有效性，進(jìn)而影響土壤氮的轉(zhuǎn)化。土壤中的微生物及其生理活性對(duì)土壤氮、磷、硫等營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化和有效性可以促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用，增加土壤中有效氮、磷、硫的含量，也可以促進(jìn)腐殖質(zhì)的合成作用，增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，提高土壤的保水保肥性能。通過(guò)大豆和根瘤菌的相互作用進(jìn)行生物固氮，從而增加土壤中有效氮的來(lái)源途徑。此外，植物根系的分泌物也能影響土壤氮的轉(zhuǎn)化。例如，高粱根系分泌物中不飽和脂肪酸中的亞油酸和亞麻酸可以抑制硝化作用ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王銳</Author><Year>2021</Year><RecNum>401</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[9]</style></DisplayText><record><rec-number>401</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710555138">401</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王銳</author><author>陳士勇</author><author>陳志青</author><author>崔培媛</author><author>盧豪</author><author>楊艷菊</author><author>張海鵬</author><author>張洪程%J作物雜志</author></authors></contributors><titles><title>根系分泌物對(duì)根際土壤關(guān)鍵氮轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響</title></titles><pages>1-8</pages><number>6</number><dates><year>2021</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9]。前人用(NH4)2SO4處理土壤，再增加土壤中的鹽分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤中氨氣揮發(fā)加劇，且氨的損失隨土壤含鹽量的增加而增加ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>G.McClung</Author><Year>1987</Year><RecNum>561</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[10]</style></DisplayText><record><rec-number>561</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1713448572">561</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>G.McClung</author><author>金震堅(jiān)</author></authors></contributors><titles><title>含鹽量對(duì)土壤氮轉(zhuǎn)化的影響%J土壤學(xué)進(jìn)展</title></titles><pages>51-54</pages><number>02</number><dates><year>1987</year></dates><isbn>025-4010X</isbn><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=IILC1c-FiAEkqBhiEx4potE0fzl6C_d7kGArmXQF2jAtD2O2TaTWd6ksC3PSMoFgy2Xdss_FUi3Khxuy3mW9JlH8bnnUwQE2uh2feiKJ142UUt6PPhpMXsUwCTx4cJAkz_I4QPQ9Xwc=&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[10]。環(huán)境中土壤含氧量、有機(jī)碳和無(wú)機(jī)氮等也會(huì)影響土壤氮的轉(zhuǎn)化。增加土壤中氧分壓會(huì)促進(jìn)硝化過(guò)程，在低氧或無(wú)氧條件下則更加有利于氮素轉(zhuǎn)化成氣態(tài)產(chǎn)物ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>楊碩</Author><Year>2019</Year><RecNum>400</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>400</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710554083">400</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>楊碩</author><author>金文俊</author><author>黃海蒙</author><author>王軍</author><author>周得寶</author><author>趙陽(yáng)陽(yáng)</author><author>董召榮</author><author>宋賀%J中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)（中英文）</author></authors></contributors><titles><title>耕層土層交換對(duì)土壤氮素關(guān)鍵轉(zhuǎn)化過(guò)程和玉米氮素利用的影響</title></titles><pages>13</pages><volume>27</volume><number>10</number><dates><year>2019</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]?？偟膩?lái)說(shuō)，影響土壤氮轉(zhuǎn)化的因素多樣，包括物理、化學(xué)、生物等多個(gè)方面，這些因素相互作用，共同影響著土壤氮的轉(zhuǎn)化過(guò)程。前人對(duì)森林土壤氮轉(zhuǎn)化與循環(huán)進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)植物體分解、人類(lèi)和動(dòng)物施肥、大氣沉降和生物固氮等方面對(duì)土壤氮轉(zhuǎn)化與循環(huán)具有重要影響ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>毛超</Author><Year>2015</Year><RecNum>382</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[12]</style></DisplayText><record><rec-number>382</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710166236">382</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>毛超</author><author>漆良華%J世界林業(yè)研究</author></authors></contributors><titles><title>森林土壤氮轉(zhuǎn)化與循環(huán)研究進(jìn)展</title></titles><pages>8-13</pages><volume>28</volume><number>2</number><dates><year>2015</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]。王亞薩等發(fā)現(xiàn)，在土壤中添加碳元素會(huì)影響農(nóng)田土壤氮轉(zhuǎn)化，對(duì)氮素利用有重要作用ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王亞薩</Author><Year>2017</Year><RecNum>380</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[13]</style></DisplayText><record><rec-number>380</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710166154">380</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王亞薩</author><author>鄒悅</author><author>張晶</author><author>鄭祥洲</author><author>張玉樹(shù)</author><author>丁洪</author></authors></contributors><auth-address>福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院;福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所;</auth-address><titles><title>碳添加對(duì)農(nóng)田土壤氮轉(zhuǎn)化過(guò)程影響的研究進(jìn)展%J農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)</title></titles><pages>36-41</pages><volume>7</volume><number>02</number><keywords><keyword>碳源添加</keyword><keyword>氮素轉(zhuǎn)化</keyword><keyword>合理施肥</keyword><keyword>研究進(jìn)展</keyword></keywords><dates><year>2017</year></dates><isbn>2095-4050</isbn><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=M7N75Hb03FV0N3q3oSG_2E7mu8jwoKtQblZtdkoub-K2wpZgVnfC4L3i-L5QIFkuBt8ML1CHZv1HcmA0y0CIl1pntUJB1zGXMjRnV5LRPh0rxeSJskDNT-2upDVyA-Z2OsB82tx4RqjxEtSK70FdbA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[13]。土壤中不同氮素形態(tài)與土壤中固有的氮素轉(zhuǎn)化以及氮肥施用量有關(guān)。土壤中的銨態(tài)氮（NH4+）和硝態(tài)氮（NO3-）等無(wú)機(jī)氮的形態(tài)及其有效性轉(zhuǎn)化，主要受土壤生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程的控制。在土壤中添加氮、磷等元素對(duì)熱帶森林土壤氮轉(zhuǎn)化及損失有顯著影響，長(zhǎng)期氮輸入會(huì)加速氮轉(zhuǎn)化過(guò)程，而磷添加有助于降低氮素?fù)p失速率。研究表明，在種植玉米、水稻和小麥等主要農(nóng)作物的地塊中長(zhǎng)期施用氮肥，再將次地塊轉(zhuǎn)為種植蔬菜可以大幅度提高土壤氮轉(zhuǎn)化效率ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Ju</Author><Year>2011</Year><RecNum>523</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[14,15]</style></DisplayText><record><rec-number>523</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712489155">523</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Ju,Min</author><author>Xu,Zhao</author><author>Ming,ShiWei</author><author>Road,EastBeijing</author><author>Nanjing%J土壤圈</author></authors></contributors><titles><title>NitrogenBalanceandLossinaGreenhouseVegetableSysteminSoutheasternChina</title></titles><dates><year>2011</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Wu</Author><Year>2017</Year><RecNum>524</RecNum><record><rec-number>524</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712489186">524</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Wu,Lei</author><author>Tang,Shuirong</author><author>He,Dongdong</author><author>Wu,Xian</author><author>Shaaban,Muhammad</author><author>Wang,Milan</author><author>Zhao,Jingsong</author><author>Khan,Imran</author><author>Zheng,Xunhua</author><author>Hu,Ronggui%JScienceoftheTotalEnvironment</author></authors></contributors><titles><title>ConversionfromricetovegetableproductionincreasesN2Oemissionviaincreasedsoilorganicmattermineralization</title></titles><pages>190-201</pages><volume>583</volume><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14,15]。長(zhǎng)期種植蔬菜會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、鹽堿化以及養(yǎng)分和土壤群落結(jié)構(gòu)失衡，進(jìn)而影響土壤氮素循環(huán)。土壤環(huán)境條件是影響氮轉(zhuǎn)化速率的關(guān)鍵因素。低pH值和高含鹽量的農(nóng)田中氨氧化微生物固定下降A(chǔ)DDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Stevens</Author><Year>1998</Year><RecNum>527</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[16,17]</style></DisplayText><record><rec-number>527</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712489338">527</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Stevens,RJ</author><author>Laughlin,RJ</author><author>Malone,JP%JSoilBiology</author><author>Biochemistry</author></authors></contributors><titles><title>SoilpHaffectstheprocessesreducingnitratetonitrousoxideanddi-nitrogen</title></titles><pages>1119-1126</pages><volume>30</volume><number>8-9</number><dates><year>1998</year></dates><isbn>0038-0717</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Cheng</Author><Year>2013</Year><RecNum>528</RecNum><record><rec-number>528</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712489382">528</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Cheng,Yi</author><author>Wang,Jing</author><author>Mary,Bruno</author><author>Zhang,Jin-bo</author><author>Cai,Zu-cong</author><author>Chang,ScottX%JSoilBiology</author><author>Biochemistry</author></authors></contributors><titles><title>SoilpHhascontrastingeffectsongrossandnetnitrogenmineralizationsinadjacentforestandgrasslandsoilsincentralAlberta,Canada</title></titles><pages>848-857</pages><volume>57</volume><dates><year>2013</year></dates><isbn>0038-0717</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16,17]。同位素稀釋法是測(cè)定土壤中氮素總轉(zhuǎn)化速率最重要的方法之一，其基本原理是將某一形態(tài)的N庫(kù)用15N標(biāo)記后，當(dāng)其他未標(biāo)記N形態(tài)轉(zhuǎn)化成為標(biāo)記N形態(tài)時(shí)，使該N庫(kù)中的15N豐度下降；相反，當(dāng)標(biāo)記N向其他形態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)，使轉(zhuǎn)化生成的N庫(kù)中15N豐度提高。利用15N的稀釋和富集，結(jié)合各形態(tài)N庫(kù)的含量變化可以計(jì)算土壤N總轉(zhuǎn)化速率。在國(guó)際上15N稀釋法已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用研究于土壤、沉積物中N總轉(zhuǎn)化速率及植被類(lèi)型、有機(jī)種植、土壤有機(jī)質(zhì)及有機(jī)物質(zhì)C/N比等對(duì)土壤N總轉(zhuǎn)化速率的影響。蔬菜栽培的特點(diǎn)是氮肥施用量高，但對(duì)土壤氮循環(huán)和可用性的短期和長(zhǎng)期影響仍然未知。開(kāi)展15N示蹤研究，比較不同地區(qū)蔬菜栽培下土壤氮轉(zhuǎn)化率的差異。與NH4+濃度相比，觀察到更高的NO3-濃度，并歸因于NO3-的產(chǎn)生率高于NH4+的產(chǎn)生率。1.3研究的主要內(nèi)容主要內(nèi)容:（1）典型設(shè)施菜地土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率特點(diǎn)，如土壤pH值、土壤全氮含量、有機(jī)碳含量、土壤NH4+、NO3-等對(duì)土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化的影響。（2）影響氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率的因素。研究思路:本文首先基于樣本采集要求，在盡量減小取樣誤差的前提下，分別選取種植蔬菜時(shí)間為1年和10年的蔬菜田地土壤，并測(cè)定土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)，再采用15N同位素示蹤技術(shù)，結(jié)合MCMC模型，，測(cè)定其N(xiāo)H4+、NO3-濃度及豐度，最后計(jì)算土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率和氮周轉(zhuǎn)速率，采用相關(guān)分析探究影響氮轉(zhuǎn)化速率的因素。技術(shù)路線(xiàn)：2材料與方法2.1供試土壤及土樣的采集土壤樣本取自安徽省和縣吳江村（北緯31°70’和東經(jīng)118°37’）和江蘇省宜興縣中新村兩個(gè)蔬菜生產(chǎn)區(qū)。在安徽省和縣屬北亞熱帶濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候區(qū)，氣候條件優(yōu)越，適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)。和縣年平均氣溫15.8℃，平均降水量為1067mm。江蘇省宜興市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，全年氣溫偏高，降水正常，日照正常。年平均氣溫17.1℃，較常年偏高0.8℃，年極端最高氣溫37.6℃，年極端最低氣溫-11.2℃安徽省和縣吳江村的1年期菜田種植了3種蔬菜作物；即萵苣（LactucasativaL.var.angustanaIrish.）、辣椒（CapsicumannuumL.）和番茄（SolanumlycopersicumL.），總施氮量約為1200kgNkg-1yr-1，其中480kgNha-1yr-1來(lái)自有機(jī)肥。在10年制的田間，每年種植三到四種蔬菜作物；即蕓豆（菜豆）、萵苣、辣椒和番茄，年施氮量約為1100-1440kgNkg-1，其中400-580kgNha-1來(lái)自有機(jī)肥。江蘇省宜興縣中新村，1年菜田種植2種菜；即芹菜（Apiumgraveolensdulce）和番茄，總施氮量約為1150kgNkg-1，其中230kgNha-1為有機(jī)肥。在10年生田間，每年種植芹菜、番茄、莧菜（A.mangostanus）和小白菜（Brassicarapapekinensis），總施氮量約為1350kgNha–1yr-1，其中300kgNha–1yr-1來(lái)自有機(jī)肥。在土壤取樣之前，所有菜地都種植了番茄。在每個(gè)地區(qū)，選擇三個(gè)獨(dú)立的領(lǐng)域都已有1年和10年栽培，且每個(gè)地區(qū)的1年和10年的田地都是由相鄰的水稻田轉(zhuǎn)化而來(lái)，具有相似的地理和環(huán)境條件。收獲后，在每塊田地（5m×60m）以10m的間隔隨機(jī)放樣5個(gè)地塊（1m×1m）。然后從0-20cm的土壤層收集土壤樣品，并混合到每個(gè)田地的一個(gè)混合樣品中。去除石頭、殘留的根和落葉后，用2毫米孔徑的篩子過(guò)濾新鮮土壤，然后立即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。2.215N同位素示蹤試驗(yàn)在每個(gè)土壤樣品上進(jìn)行了兩個(gè)15N處理（15NH4NO3和NH415NO3，15N標(biāo)記豐度為5atom%）。將相當(dāng)于30.00g干土重的新鮮土樣加入250mL的錐形瓶?jī)?nèi)，然后在25℃下預(yù)先培養(yǎng)24h，再分別以50mgNkg-1和50mgNkg-1的濃度將15NH4NO3或NH415NO3的溶液（1mL）均勻施加于土壤樣本。把土壤水分調(diào)節(jié)至田間持水量的60%。為了能夠保證瓶?jī)?nèi)外氣體交換，再錐形瓶上用帶有小孔的塑料薄膜覆蓋。然后將樣品置于25°C環(huán)境下備用。加入NH4NO3溶液后，分別在0.5h、24h、48h和96h用150mL2molL-1KCl溶液處理土壤。2.3指標(biāo)測(cè)定土壤提取物中NH4+和NO3-的濃度和15N豐度分別使用連續(xù)流分析儀（Skalar，Breda，荷蘭）和SerconIntegra2同位素比質(zhì)譜儀（IRMS）（SerconLtd.，Crewe，UK）測(cè)定。2.3.1土壤pH的測(cè)定土壤pH以土水比1∶2.5用電子pH計(jì)（雷磁，上海）測(cè)定。2.3.2土壤有機(jī)碳含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀一濃硫酸外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>鮑士旦</Author><Year>2000</Year><RecNum>419</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[18]</style></DisplayText><record><rec-number>419</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710933126">419</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>鮑士旦</author></authors></contributors><titles><title>土壤農(nóng)化分析.3版</title></titles><dates><year>2000</year></dates><publisher>土壤農(nóng)化分析.3版</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[18]。2.3.3土壤全氮的測(cè)定采用半微量開(kāi)氏法進(jìn)行土壤全氮的測(cè)定ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>鮑士旦</Author><Year>2000</Year><RecNum>419</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[18]</style></DisplayText><record><rec-number>419</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1710933126">419</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>鮑士旦</author></authors></contributors><titles><title>土壤農(nóng)化分析.3版</title></titles><dates><year>2000</year></dates><publisher>土壤農(nóng)化分析.3版</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[18]。用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液的用量來(lái)計(jì)算土壤中全氮含量。2.4數(shù)據(jù)分析及結(jié)果計(jì)算根據(jù)Müller等人（2007）開(kāi)發(fā)的基于全過(guò)程的氮循環(huán)模型，量化土壤中同時(shí)發(fā)生的氮轉(zhuǎn)化率ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Mueller</Author><Year>2007</Year><RecNum>513</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[19]</style></DisplayText><record><rec-number>513</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712239431">513</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Mueller,Christoph</author><author>Rütting,T</author><author>Kattge,Jens</author><author>Laughlin,RJ</author><author>Stevens,RJ%JSoilBiology</author><author>Biochemistry</author></authors></contributors><titles><title>Estimationofparametersincomplex15NtracingmodelsbyMonteCarlosampling</title></titles><pages>715-726</pages><volume>39</volume><number>3</number><dates><year>2007</year></dates><isbn>0038-0717</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[19]。在這項(xiàng)研究中，考慮了八種氮轉(zhuǎn)化速率：有機(jī)氮到NH4+（MNorg）的礦化，NH4+的微生物同化（INH4），NH4+（RNH4ads）的釋放，NH4+（ANH4）的吸附，NH4+氧化到NO3?（ONH4，自養(yǎng)硝化作用），有機(jī)氮氧化為NO3?（ONrec，異養(yǎng)硝化作用），NO3?的微生物同化（INO3），硝酸銨異化還原成銨（DNO3，DNRA）。該模型通過(guò)最小化建模和測(cè)量濃度與NH4+和NO3?的15N富集之間的不匹配，同時(shí)優(yōu)化了各種氮轉(zhuǎn)化速率的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。計(jì)算整個(gè)期間的平均氮轉(zhuǎn)化率，并以mgNkg-1day-1為單位表示。有關(guān)此15N轉(zhuǎn)換模型的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱Mülleretal.（2007）。MRTNH4+=CNH4+/M（M：礦化）MRTNO3-=NO3-/N（N：硝化）對(duì)土壤采進(jìn)行靜態(tài)分析，采用方差分析（ANOVA）估算了蔬菜栽培土壤性質(zhì)、氮轉(zhuǎn)化速率和氮周轉(zhuǎn)速率的差異。所有數(shù)據(jù)均使用SAS9.1（SASInstitute，Kari，N.C）進(jìn)行分析。3結(jié)果與分析3.1土壤理化性質(zhì)種植1年的蔬菜地的pH值為5.7左右，而種植10年的蔬菜地的土壤pH值為4.44—4.71之間，結(jié)果證明長(zhǎng)期栽培蔬菜可以使土壤的pH值降低。電導(dǎo)率能夠反映出導(dǎo)電離子的濃度，通過(guò)對(duì)土壤的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期栽培作物可以使土壤的電導(dǎo)率（EC）出現(xiàn)提高，且江蘇省宜興市土壤電導(dǎo)率高于安徽省和縣。種植1年和10年蔬菜地栽培期間NH4+和NO3-濃度的差異在兩個(gè)地點(diǎn)之間有所不同。在安徽和縣的土壤中，種植10年的蔬菜地的NO3-濃度高于種植1年的蔬菜地，而在江蘇宜興，種植1年的蔬菜地土壤的NO3-濃度高于種植10年的蔬菜地。此外，兩個(gè)取樣地區(qū)的NH4+濃度變化趨勢(shì)也有所不同。在宜興，種植1年的蔬菜地土壤的NH4+濃度低于種植10年的蔬菜地土壤；而在和縣，種植1年的蔬菜地土壤的NH4+濃度高于種植10年的蔬菜地土壤。土壤樣本基本信息Backgrounddataofsoilsamples宜興Yixing和縣HexianParameterV1V10V1V10有機(jī)碳(gCkg?1)SOC(gCkg?1)18.3±0.81a17.7±0.38a15.5±0.64a16.8±0.40a全氮含量(gNkg?1)TN(gNkg?1)2.06±0.26a2.02±0.15a1.62±0.05b1.82±0.06a酸堿度pH5.76±0.18a4.44±0.09b5.66±0.15a4.71±0.23b電導(dǎo)率(mscm?1)EC(mscm?1)1.26±0.14b1.65±0.08a0.40±0.09b0.75±0.10a銨根離子(mgNkg?1)NH4+(mgNkg?1)5.86±0.84b20.2±3.85a15.2±0.36a10.7±0.66b硝酸根離子NO3-(mgNkg?1)1021±84.2a652±27.2b78.5±7.66b111±19.4aV1和V10分別代表1年和10年的蔬菜種植。同一行中的不同字母表示每個(gè)地區(qū)1年和10年栽培的土壤理化性質(zhì)存在顯著差異，P=0.05。3.2土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率江蘇宜興和安徽和縣的氮轉(zhuǎn)化特征一致，NH4+固定為有機(jī)氮（INH4），有機(jī)氮再氧化為NO3-（ONorg），NH4+氧化為NO3-（ONH4），NO3-固定為有機(jī)氮（INO3），硝態(tài)氮（NO3-）異化還原還原為銨（DNRA），土壤礦化速率（MNorg）等過(guò)程都出現(xiàn)降低。其中降低程度較為明顯的江蘇宜興，種植1年的蔬菜地土壤6.85±0.64mgNkg-1，而種植10年的蔬菜地土壤礦化速率（MNorg）為3.76±0.49mgNkg-1。在安徽和縣，種植10年的蔬菜地土壤礦化速率（MNorg）為1.05±0.31mgNkg-1，相較于種植1年的蔬菜地土壤7.65±0.42mgNkg-1顯著下降。此外，伴隨土壤種植蔬菜的年限增加，江蘇宜興種植1年的蔬菜地土壤NO3-固定為有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化速率由24.6±2.6mgNkg-1下降至0.55±0.08mgNkg-1。通過(guò)結(jié)合種植1年和種植10年的蔬菜地土壤理化性質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，在長(zhǎng)期的溫室蔬菜種植，會(huì)導(dǎo)致土壤無(wú)機(jī)氮供應(yīng)能力下降。圖1兩個(gè)獨(dú)立地區(qū)1年（V1）和10年（V10）蔬菜種植土壤的平均總氮轉(zhuǎn)化率。（箭頭粗度表示相應(yīng)過(guò)程對(duì)N周轉(zhuǎn)率的影響。相同氮轉(zhuǎn)化率的不同字母表示每個(gè)地區(qū)1年和10年蔬菜種植之間存在顯著差異，P=0.05。MNorg是有機(jī)N礦化到NH4+，INH4是NH4+固定為有機(jī)氮，ONH4是NH4+氧化為NO3-，ONorg是有機(jī)N氧化為NO3-，INO3是NO3-固定為有機(jī)氮，DNRA是異化NO3-還原為NH4+。）3.3土壤氮周轉(zhuǎn)速率我們對(duì)宜興和和縣兩個(gè)地區(qū)不同地塊之間的土壤NH4+和NO3-的周轉(zhuǎn)速率進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，宜興地區(qū)種植1年的蔬菜地土壤NH4+平均停留時(shí)間為1d，而種植10年的蔬菜地土壤NH4+平均停留時(shí)間為5.5d；在和縣地區(qū)種植1年的蔬菜地土壤NH4+平均停留時(shí)間為2d，而種植10年的蔬菜地土壤NH4+平均停留時(shí)間為10.5d。通過(guò)測(cè)定土壤中NO3-平均停留時(shí)間發(fā)現(xiàn)，宜興地區(qū)種植1年的蔬菜地土壤NO3-平均停留時(shí)間為28d，而種植10年的蔬菜地土壤NO3-平均停留時(shí)間接近250d；在和縣地區(qū)種植1年的蔬菜地土壤NO3-平均停留時(shí)間為5d，而種植10年的蔬菜地土壤NO3-平均停留時(shí)間接近30d?？傊?，與種植1年的蔬菜地土壤相比，無(wú)論是在宜興地區(qū)還是在和縣地區(qū)，土壤中NH4+和NO3-在種植10年的蔬菜地土壤的平均停留時(shí)間更高（圖2），這表明長(zhǎng)期溫室蔬菜種植減少了無(wú)機(jī)氮周轉(zhuǎn)率。圖2土壤NH4+（MRTNH4+，a）和NO3-（MRTNO3-，b）在2個(gè)獨(dú)立區(qū)域1年（V1）和10年（V10）溫室蔬菜種植土壤中的平均停留時(shí)間。MRTNH4+或MRTNO3-的不同字母表示每個(gè)地區(qū)一年菜地和十年菜地蔬菜種植之間存在顯著差異，P=0.05。Fig.2ThemeanresidencetimeofsoilNH4+pool(MRTNH4+,a)andNO3-pool(MRTNO3-,b)insoilsunder1-yr(V1)and10-yr(V10)greenhousevegetablecultivationsintwoindependentregions.DifferentlettersforMRTNH4+orMRTNO3-indicatesignificantdifferencesbetween1-yand10-yvegetablecultivationsineachregionatP=0.05.4討論長(zhǎng)期以來(lái)不合理的蔬菜生產(chǎn)方式，導(dǎo)致農(nóng)田土壤中的氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程出現(xiàn)失衡，土壤健康質(zhì)量下降。深入探究農(nóng)田土壤氮素轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)及其影響因素，對(duì)于推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的優(yōu)化、提升肥料使用效率以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于保障國(guó)家“菜籃子”工程的順利推進(jìn)具有重要價(jià)值。在本研究中，我們從安徽省和縣吳江村和江蘇省宜興縣中新村兩個(gè)蔬菜生產(chǎn)區(qū)采集土壤樣本，測(cè)定了長(zhǎng)期（10年）和短期（1年）蔬菜地中土壤的相關(guān)理化性質(zhì)，并對(duì)土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率和土壤氮周轉(zhuǎn)速率進(jìn)行了測(cè)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤基本理化性質(zhì)與土壤氮初級(jí)轉(zhuǎn)化速率和土壤氮周轉(zhuǎn)速率具有密不可分的聯(lián)系。長(zhǎng)期蔬菜種植下土壤氮循環(huán)和周轉(zhuǎn)率的下降主要原因是土壤物理、化學(xué)和微生物性質(zhì)變化等綜合因素。前人已有大量研究證明土壤pH值和EC是調(diào)節(jié)氮循環(huán)的主要因素ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Kemmitt</Author><Year>2006</Year><RecNum>529</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[20,21]</style></DisplayText><record><rec-number>529</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712500246">529</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Kemmitt,SarahJ</author><author>Wright,David</author><author>Goulding,KeithWT</author><author>Jones,DavidL%JSoilBiology</author><author>Biochemistry</author></authors></contributors><titles><title>pHregulationofcarbonandnitrogendynamicsintwoagriculturalsoils</title></titles><pages>898-911</pages><volume>38</volume><number>5</number><dates><year>2006</year></dates><isbn>0038-0717</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Pietri</Author><Year>2008</Year><RecNum>531</RecNum><record><rec-number>531</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712500454">531</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Pietri,JCAciego</author><author>Brookes,PC%JSoilBiology</author><author>Biochemistry</author></authors></contributors><titles><title>RelationshipsbetweensoilpHandmicrobialpropertiesinaUKarablesoil</title></titles><pages>1856-1861</pages><volume>40</volume><number>7</number><dates><year>2008</year></dates><isbn>0038-0717</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[20,21]。長(zhǎng)期種植蔬菜會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤酸化和鹽堿化ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[22-24]，這反過(guò)來(lái)又可以通過(guò)減少或延遲參與氮循環(huán)的功能微生物的豐度和活性來(lái)極大地抑制土壤氮轉(zhuǎn)化率ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[25-27]。在長(zhǎng)期種植蔬菜過(guò)程中，持續(xù)高氮肥投入能夠減少土壤微生物群的結(jié)構(gòu)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Shen</Author><Year>2010</Year><RecNum>533</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[23,28]</style></DisplayText><record><rec-number>533</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712500675">533</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Shen,Weishou</author><author>Lin,Xiangui</author><author>Shi,Weiming</author><author>Min,Ju</author><author>Gao,Nan</author><author>Zhang,Huayong</author><author>Yin,Rui</author><author>He,Xinhua%JPlant</author><author>soil</author></authors></contributors><titles><title>Higherratesofnitrogenfertilizationdecreasesoilenzymeactivities,microbialfunctionaldiversityandnitrificationcapacityinaChinesepolytunnelgreenhousevegetableland</title></titles><pages>137-150</pages><volume>337</volume><dates><year>2010</year></dates><isbn>0032-079X</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Hartmann</Author><Year>2015</Year><RecNum>539</RecNum><record><rec-number>539</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5fax9wpvtf9spceds9ava025vaxap5vxdp95"timestamp="1712501166">539</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Hartmann,Martin</author><author>Frey,Beat</author><author>Mayer,Jochen</author><author>M?der,Paul</author><author>Widmer,Franco%JTheISMEjournal</author></authors></contributors><titles><title>Distinctsoilmicrobialdiversityunderlong-termorganicandconventionalfarming</title></titles><pages>1177-1194</pages><volume>9</volume><number>5</number><dates><year>2015</year></dates><isbn>1751-7362</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[23,28]，導(dǎo)致土壤氮轉(zhuǎn)化率進(jìn)一步降低。我們對(duì)土壤pH值進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1年制蔬菜栽培地塊的pH值高于10年制蔬菜栽培的地塊土壤，說(shuō)明長(zhǎng)期栽培蔬菜可以使土壤的pH值降低。通過(guò)對(duì)土壤的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期栽培作物可以使土壤的電導(dǎo)率（EC）出現(xiàn)提高。土壤栽培蔬菜的時(shí)長(zhǎng)是影響NH4+和NO3-濃度的重要因素之一，通過(guò)測(cè)定分析發(fā)現(xiàn)，1年和10年栽培期間NH4+和NO3-濃度的差異在江蘇宜興和安徽和縣兩個(gè)不同的地點(diǎn)之間存在一定差異。在安徽和縣的土壤中，10年制蔬菜栽培的NO3-濃度高于1年制蔬菜栽培，而在江蘇宜興，1年制蔬菜栽培土壤的NO3-濃度高于10年制蔬菜栽培的土壤。此外，兩個(gè)取樣地區(qū)的NH4+濃度變化趨勢(shì)也有所不同。在宜興，1年制蔬菜栽培土壤的NH4+濃度低于10年制蔬菜栽培的土壤；而在和縣，1年制蔬菜栽培土壤的NH4+濃度高于10年制蔬菜栽培的土壤。此外，長(zhǎng)期種植蔬菜會(huì)降低pH值和微生物功能，從而破壞土壤團(tuán)聚體的形成，從而導(dǎo)致土壤NO3-的滲透率低，從而刺激NO3-積累。因此我們推測(cè)或許是兩個(gè)不同地區(qū)之間的土壤理化性質(zhì)存在一定差異，最后導(dǎo)致NH4+和NO3-濃度存在一定的差異。盡管長(zhǎng)期（10年）蔬菜種植抑制了NO3-的產(chǎn)生（ONorg+ONH4），但大量的NO3-（111-652mgNkg-1）也在兩個(gè)采樣點(diǎn)中積累。高基質(zhì)供應(yīng)（即NH4+和有機(jī)氮）可能是土壤中高NO3-濃度增加的原因。通過(guò)測(cè)定土壤中NH4+平均停留時(shí)間發(fā)現(xiàn)，種植1年的蔬菜地土壤NH4+平均停留時(shí)間比種植10年的蔬菜地土壤NH4+平均停留時(shí)間更短。通過(guò)測(cè)定土壤中NO3-平均停留時(shí)間發(fā)現(xiàn)，宜興地區(qū)種植1年的蔬菜地土壤NO3-平均停留時(shí)間比種植10年的蔬菜地土壤NO3-平均停留時(shí)間更短。長(zhǎng)期溫室蔬菜種植下，土壤中無(wú)機(jī)氮供應(yīng)能力和周轉(zhuǎn)率的降低具有深遠(yuǎn)的生態(tài)和現(xiàn)實(shí)意義。因此，從可持續(xù)氮管理的角度來(lái)看，通過(guò)預(yù)防和控制土壤障礙來(lái)促進(jìn)固有氮循環(huán)以平衡氮的供應(yīng)和損失，在長(zhǎng)期耕作中至關(guān)重要。本研究通過(guò)對(duì)江蘇省宜興市中新村和安徽省和縣吳江村兩個(gè)蔬菜生產(chǎn)基地的農(nóng)田土壤氮素轉(zhuǎn)化特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，揭示了土壤氮素在不同耕作制度、植被類(lèi)型以及人類(lèi)活動(dòng)影響下的變化規(guī)律，為合理施用氮肥、提升氮肥利用效率提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支持。5結(jié)論本研究通過(guò)對(duì)典型蔬菜地土壤的pH值、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量、氮素含量等理化指標(biāo)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)伴隨蔬菜種植年限的延長(zhǎng)，土壤pH值出現(xiàn)顯著下降，而土壤電導(dǎo)率（EC）出現(xiàn)升高。伴隨種植蔬菜過(guò)程中的施肥、澆水、噴施農(nóng)藥等人為因素的影響，土壤中的NH4+和NO3-濃度出現(xiàn)不同變化。長(zhǎng)期種植蔬菜會(huì)降低pH值和微生物功能，從而破壞土壤團(tuán)聚體的形成，從而導(dǎo)致土壤NO3-的滲透率低，從而刺激NO3-積累。因此我們推測(cè)或許是兩個(gè)不同地區(qū)之間的土壤理化性質(zhì)存在一定差異，最后導(dǎo)致NH4+和NO3-濃度存在一定的差異。盡管長(zhǎng)期（10年）蔬菜種植抑制了NO3-的產(chǎn)生（ONorg+ONH4），但大量的NO3-（111-652mgNkg-1）也在兩個(gè)采樣點(diǎn)中積累。高基質(zhì)供應(yīng)（即NH4+和有機(jī)氮）可能是土壤中高NO3-濃度增加的原因。此外，10年蔬菜栽培顯著降低了土壤MNorg、INH4、ONorg、ONH4和INO3的含量，且在兩個(gè)采樣點(diǎn)的模式相同。這一發(fā)現(xiàn)主要?dú)w因于pH值的降低。與種植1年的蔬菜地土壤相比，無(wú)論是在宜興地區(qū)還是在和縣地區(qū)，土壤中NH4+和NO3-在種植10年的蔬菜地土壤的平均停留時(shí)間更高，這表明長(zhǎng)期溫室蔬菜種植減少了無(wú)機(jī)氮周轉(zhuǎn)率。

參考文獻(xiàn)ADD