PDF《尿素和 KNO3 对水稻土无机氮转化 过程和产物的影响*》

2 mm 筛备 用. 表1供试土壤的部分性质 Table

1 Selected soil properties of the studied paddy soils 土壤类型 土壤 pH 有机碳 全氮 粘粒 Clay Soil types Soil pH Organic carbon (mg g-

1 ) Total N ( mg g-

1 ) (mg g-

1 ) 黄泥土

5 84

27 9

2 7

24 5 红壤性水稻土

5 02

25 0

2 2

23 6

1 2 处理 为研究NH+

4 和NO-

3 存在对无机氮转化及其产物 N2O 和N2 的影响, 进行了二组试验.A 组: NH+ 4- N 标记,NO- 3-N 用自然丰度;

B 组: NH+

4 -N 用自然丰度, NO-

3 -N 标记.标记NH+

4 -N 和NO- 3-N 的原子百分 超均为 60% .NH+

4 通过在土壤中加入尿素水解产生.NH+ 4-N 加入量为

18 57 mol g-

1 土, NO-

3 -N 加入 量为

2 14 mol g-

1 土. ( 1)

50 g 备用土样( 烘干基重) 置于

520 ml 培养瓶中, 加50 ml 蒸馏水,

25 恒温培养

1 天后, 加入15 N 标记尿素溶液5 ml( 使N 浓度达到设计要求) , 继续培养6 天, 使尿素完全水解.再加入5 ml 蒸馏水( A1) 或5 ml N 为自然丰度的 KNO3 溶液( 含有设计要求的 N, A2) .分别于 KNO3 加入后 5~

7 h, 23~

25 h, 71~

73 h采集气体样品.气体采集后( 即在 KNO3 加入

7 h,

25 h 和73 h 后) 立即加入

3 mol L-

1 KCl 溶液 ( KCl 最终浓度为

2 mol L-

1 ) 提取 NH+

4 、 NO-

3 和NO-

2 .每一处理, 每次采样时取3 个瓶子, 作为

3 次重复. ( 2) 除尿素 -N 为自然丰度, KNO3 -N 为标记N 外, 其余同 A 处理, 分别将仅加入NO-

3 -N 的称为B1, 同 时加入NH+

4 和NO-

3 -N 的称为 B2. 为进行比较, 同时设置了不加任何氮的对照.在对照中只加入等氮溶液体积的蒸馏水, 与处理 A、 B 一起培育.

1 3 气体采集 气体采集前, 用手准确摇动

2 min, 用带有硅橡胶软垫的盖子盖紧瓶子, 静置

1 h

58 min 后, 再次用手 摇动

2 min, 用气密封注射器采集

12 ml 气体于经过氦气清洗的真空瓶中, 用于测定 N2O、 N2 和它们的15 N 丰度.

1 4 测定方法 N

2、 N2O 和它们的15 N、 KCl 提取的 NH+

4 、 NO-

2 和NO-

3 浓度测定方法见文献[ 12] .NH+

4 、 NO-

3 、 NO-

2 中的15 N 测定采用 Stevens 和Laughlin[ 13] 和Laughlin 等[ 14] 介绍的方法.

1 5

15 N 转化产物量计算 为评估15 NH+

4 或15 NO-

3 转化产物的回收率, 在本实验中, 时间 t1 和t2 测定的15 NH+

4 或15 NO-

3 转化产 物总量(

15 N) 计算如下:

15 N= ( f1+ f 2) /2 ( t2- t1) 2+ ( C2- C1) 式中, f

1 和f2为t1 和t2 时间测定的15 N2O 和15 N2 合计生成速率, C1 和C2 是15 NO-

3 和15 NO-

2 ( A 处理) 或15 NH+

4 和15 NO-

2 ( B 处理) 在t1 和t2 时间测定的合计浓度.在此, 未考虑其它氮氧化物气体.

2 实验结果

2 1 土壤 pH 变化 本试验的土壤 pH 是在相同处理的备用样本中测定的.尿素和 KNO3 的加入改变了土壤的 pH.由 于尿素水解, 土壤 pH 提高, 但再加入 KNO3 降低土壤 pH( 图1) .从加 KNO3 至培育结束的时间段内, 不 加尿素和 KNO3, 黄泥土的平均 pH 为605, 单加尿素的达到

6 68, 同时加 KNO3 则为

6 58.加入尿素和 KNO3 对红壤性水稻土 pH 的影响大于对黄泥土的影响: 单加尿素的土壤 pH 较不加氮的对照增加了

240 土壤学报40 卷133 个单位( 不加的土壤 pH5 04) , 同时加入 KNO3 的pH 低于单加尿素土壤

0 22 个单位(

6 15) .在红壤 性水稻土中, 加KNO3 土壤 pH 随着培育时间的延长而逐渐接近于单加尿素的处理( 图1b) . 图1加入尿素和 KNO3 对黄泥土( a) 和红壤性水稻土( b) pH 的影响 Fig.