不同水分和不同温度对土壤硝化作用的影响分析
氮素是限制各种生态系统生产力高低的主要因子之一，土壤有机态氮须经土壤微生物作用转化为可被植物吸收利用的无机态氮,这一过程被称为氮矿化。研究表明,温度、水分等因素影响土壤氮矿化的过程。
从矿化氮的组成看,硝态氮的含量显著增加,而铵态氮含量减少,这可能是在硝化进程中,即NH4-N快速氧化成为NO2--N,再进一步氧化成为 NO3--N,NO3--N浓度持续增加的结果,从而抑制了反硝化菌的生长,进一步抑制了NO2--N向NO3--N的转化,在硝化过程中可能有一部分 N2O释放而损失掉,在森林土壤中,还观察到氨的释放;研究表明,最大净矿化速率通常出现在25~35℃,典型草原土壤氮最适矿化率在15~35℃,且随温度的增加而增加。张树兰等的研究认为20℃能延缓硝化作用,而速率降低,30℃则是陕西地区最适合的土壤硝化温度,温带森林土壤中微生物活性的临界点在20℃左右。说明硝化作用在矿化过程占主导的情形下,矿化适宜温度范围随土壤类型而异是硝化微生物进化适应的表现。其中温度可以用温湿度自记仪测出。
本研究发现在相同水分条件下,最大净矿化速率出现在25℃,5和15℃净矿化速率显著低于25℃,表明净矿化速率在15℃出现了拐点,说明25℃有利于黑垆土的硝化作用,秋季紫花苜蓿草地土壤发生硝化作用的临界温度为15℃左右。自记式温湿度计用于测定最大净矿化速率出现时的温度，能够一直跟踪温度的变化并记录。低温下2个年龄苜蓿都表现为氮净固持,低温条件下,氮矿化主要累计NH4+-N,表现为氮固持,这是因为低温下,硝化作用进程减慢,硝化细菌比氨化微生物要花费更长的时间来适应寒冷环境,随着培养温度的逐渐降低,微生物氮和总氮固持率也会因为有适宜的微生物种群生长而增加。硝化菌属好气性微生物,其活性受土壤中氮分压的强烈影响,后者又受土壤含水量的影响,一般来说,随土壤含水量增加,土壤氮矿化速率随之增加,硝化作用进行的最佳水分含量范围为田间最大持水量的50%~70%,也有研究认为,在15~30℃的条件下,砂壤土相对土壤含水量 30%~60%下的硝化速率接近,表明硝化作用对土壤含水量不敏感。
