DOC《南京林业大学》

thinning;

nitrogen mineralization;

nitrogen dissolution 目录

1 前言11.1 研究进展综述

1 1.1.1 森林(湿地)土壤氮转化过程及其研究方法

1 1.1.2 土壤氮素转化在人工林生长和生态系统氮循环过程中的作用

2 1.1.3 影响氮素转化和有效性的因子

4 1.1.4 研究的目的和意义

4 2 试验设计与研究方法

5 2.1 试验地概况

5 2.2 试验材料

5 2.3 试验设计

5 2.4 研究内容与方法

7 2.4.1土壤样品的采集

7 2.4.2土壤样品的水分处理和培养

7 2.4.3测定指标及方法

7 2.5 数据处理方法

7 3 结果与分析

8 3.1不同间伐及水分条件下培养过程中土壤pH值的变化

8 3.2 间伐及水分条件对土壤氮矿化过程的影响

9 3.2.1 不同间伐及水分条件下培养过程中土壤铵态氮含量的变化

9 3.2.2 不同间伐及水分条件下培养过程中土壤硝态氮含量的变化

10 3.2.3 不同间伐及水分条件下培养过程中土壤无机氮含量的变化

11 3.3 间伐及水分条件对培养过程中土壤无机氮溶出的影响

12 3.3.1 不同间伐及水分条件下培养过程中水溶性铵态氮含量的变化

12 3.3.2 不同间伐及水分条件下培养过程中水溶性铵态氮含量的变化

14 3.3.3 不同间伐处理下不同水分处理的土壤无机氮流失量的变化

14 3.4 土壤氮的净矿化量与无机氮溶出的相关关系

15 4 结论与讨论

17 4.1 结论

17 4.2 讨论

18 致谢19 参考文献

20 1 前言土壤中的氮普遍被认为是最易被耗尽以及限制人工林生长和生产力的重要营养元素之一.森林土壤是森林生态系统中最大的N库,通常持有生态系统中90%以上的N[1],不过其中大部分为惰性且对植物的吸收和土壤N的淋溶无效,只有缺乏严格定义的部分 可矿化 的N才具有生物学意义的活性[2],而NH4+-N和NO3--N是能被植物吸收和利用的主要形式.因此在土壤中氮的转化过程会直接影响其供应水平. 由于NO3--N在土壤中具有较高的流动性,因此相对于NH4+-N其更容易被林木吸收,但在土壤水分充足的滩地环境下也极易造成氮元素的流失及江河湖泊的富营养化.另外,由于硝态氮是一种强酸性阴离子,其流失过程也可能会加剧土壤中K+、Ca2+、Mg2+等的淋溶,造成土壤养分的进一步损失.生成NO3--N的硝化作用主要由一类特殊的自养硝化细菌进行,是一个明显的好氧过程.因此,土壤含水率的高低可能影响硝化细菌的数量和活性,从而左右氮的转化过程以及土壤中NH4+-N和NO3--N的比例.因此,对于通过研究水分含量对于土壤中氮转化速率的影响对于滩地人工林的可持续经营具有很重要的意义[3]. 1.1 研究进展综述 1.1.1 森林(湿地)土壤氮转化过程及其研究方法 土壤中氮的转化主要分为氮的矿化和氮的固持两个完全相反的过程.在土壤动物和微生物的作用下,由难以被植物利用的有机态转化为可被植物吸收利用的无机态的过程被称为氮的矿化.氮的矿化主要包括氨化和硝化两个过程.氨化作用又叫脱氨作用,是微生物分解有机氮化物产生NH4+-N的过程.氨化过程之后,一部分NH4+-N被植物吸收、微生物固持或被粘土矿物质固定,剩余的一部分NH4+-N被转化为NO3--N的过程被称为硝化. 根据硝化微生物的营养类型,硝化的方式主要分为化能自养型硝化作用、异养型硝化作用和甲烷营养型硝化作用[4]. (1)自养硝化作用 自养硝化细菌以CO2作为碳源,并从NH4+的氧化中获得能量.首先由亚硝化细菌将NH4+-N氧化为NO2--N,中间过渡产物为羟胺NH2OH,然后由硝化细菌将NO2--N氧化成NO3--N[5]. NH4++3/2O2→3/2-+H2O+2H++E NO2-+1/2O2→1/3-+E 羟胺和联氨是重要的中间产物.Schalk等根据15N示踪剂研究的结果证实了厌氧氨氧化反应的过程[6],其中NH4+-N→NO2--N是一个慢反应过程,因此它决定了整个过程的反应速度[3]. (2)异养硝化作用 异养硝化作用是在好氧环境中,异养微生物以有机碳为能源,将NH4+、NH3或含氮有机化合物氧化成NO2-、NO3-,也能形成N2O、NO等微量含氮气体.许多种类的细菌和真菌都能进行异养硝化作用.目前对异养硝化作用研究较自养硝化作用少,Killham等[7]认为异养硝化作用又可分为无机氮氧化和有机氮直接分解两种途径,即: NH4+→NH2OH→NOH→NO2-→NO3- RNH4→RNHOH→RNO→RNO2→NO3- (3)甲烷营养型硝化作用 甲烷营养型硝化作用是以CH