干旱地区棉田连作对土壤氮素含量及氮转化速率的影响

摘要

为研究干旱地区棉田不同连作年限对土壤氮素含量和氮转化速率的影响,选取新疆艾比湖流域内精河县托托乡和农五师91团0、1、5、10、20 a和30 a棉田为研究对象,以棉田连作下土壤理化性质变化为基础,结合土壤氮素含量和氮转化速率,定量研究了连作棉田土壤氮转化速率变化规律及生态驱动因素.结果表明:(1)旱区连作棉田土壤硝态氮为无机氮主要组成,不同连作年限中土壤硝化作用均能将铵态氮转化为硝态氮,年限间差异不显著且硝态氮总量普遍偏低(平均为5.56±0.28 mg·kg-1);土壤碱解氮含量均显著低于未开垦土壤,仅为对照样地的16.37％～28.40％(P<0.05),土壤铵态氮和亚硝态氮含量随着连作年限的增加逐渐达到动态平衡.(2)连作初期会降低土壤硝化和反硝化速率,连作10 a旱区棉田土壤硝化率和反硝化率均降到最低(分别为23.62±1.45μg·kg-1·h-1和5.673±4.632μg·kg-1·h-1),至连作后期显著增加.(3)土壤pH值对土壤硝化速率和反硝化速率的影响最大(总效应分别为0.5310和0.6516),土壤硝化率和反硝化率分别在土壤pH值达到阈值范围(8.37和8.01)时达到最大值(91.333μg·kg-1·h-1)和最小值(19.271μg·kg-1·h-1);土壤水分是影响反硝化作用的第二重要因子.