东北黑土不同开垦年限稻田土壤有机氮矿化特征

[目的]分析东北黑土自然荒地开垦种稻后土壤矿化氮含量、氮净矿化速率和氮净矿化率,探讨土壤供氮能力及其特点,揭示土壤氮素的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据.[方法]以东北黑土自然荒地(0 a,为对照土壤,原始自然草甸植被)和不同开垦年限(12、35、62和85 a)的稻田(地形、种植制度、施肥和水分管理等大致相同)土壤为研究对象,采用长期淹水密闭-间歇淋洗培养方法,研究黑土自然荒地开垦种稻后土壤有机氮矿化的特征.[结果]在培养初期(约1个月),各年限土壤累积矿化氮量迅速增加,之后呈缓慢增加趋势;在淹水培养结束(297 d)时,土壤累积矿化氮量为212.43-388.11 mg·kg-1,各开垦年限土壤累积矿化氮量大小顺序为0、12、35、85和62 a.土壤有机氮矿化过程可用混合模型(Special模型)很好地进行描述,并可将土壤有机氮库分为增量氮库和其他组分氮库,与对照土壤(0 a)相比,各年限稻田土壤增量氮库的氮矿化势(NF)均呈下降趋势,其中,开垦12 a与开垦35、62和85 a稻田土壤的NF之间均无显著差异(P＞0.05),但开垦12和35 a稻田土壤的NF显著高于开垦62和85 a稻田土壤(P＜0.05),而矿化速率常数(kF)均呈上升趋势,但各年限田土壤的kF之间均无显著差异(P＞0.05);开垦12和35 a稻田土壤其他组分氮库的矿化速率常数(k0)无显著变化(P＞0.05),但开垦62和85 a稻田土壤的k0则显著下降(P＜0.05).各年限土壤氮净矿化速率在培养4 d时为最大,之后逐渐下降,在淹水培养结束(297 d)时,土壤氮净矿化速率大小顺序与其累积矿化氮量的大小顺序相一致;各年限土壤氮净矿化率在淹水培养初期较高,之后缓慢增加,在培养结束(297 d)时,土壤氮净矿化率为78.60-101.82 mg·g-1,各开垦年限土壤氮净矿化率的大小顺序为0 a、35 a.12 a、85和62 a;土壤全氮和C/N是影响土壤矿化氮量和氮净矿化速率的重要因素(P＜0.05).土壤初始矿质氮与NF之和可用来表征当季稻田土壤供氮能力大小,与对照土壤(0 a)相比,各年限稻田土壤的供氮能力显著下降(P＜0.05),开垦12和35 a稻田土壤的供氮能力显著高于开垦62和85 a的稻田土壤(P＜0.05).[结论]黑土自然荒地开垦种稻85 a间,稻田土壤的供氮能力均有所下降,种稻大于35 a时下降