氮是植物生長的關(guān)鍵限制因子，施用氮肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要措施。但是，當(dāng)?shù)释度氤^了農(nóng)作物和土壤微生物對(duì)氮的需求，不僅對(duì)提高產(chǎn)量無益，反而會(huì)降低氮肥利用率，同時(shí)大量盈余的氮素很容易通過徑流、淋溶、氨揮發(fā)和反硝化等途徑損失，引發(fā)地下水硝酸鹽污染、水體富營養(yǎng)化及溫室效應(yīng)等一系列負(fù)面環(huán)境問題。
目前，單施及過度施用化學(xué)氮肥引起的與氮相關(guān)的環(huán)境問題尤為嚴(yán)重，而有機(jī)-無機(jī)配施措施已被證實(shí)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)的同時(shí)可以降低與氮相關(guān)的環(huán)境污染。那么，長期施肥究竟影響哪些土壤氮素轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而影響土壤的供氮能力和保氮機(jī)制呢？長期施有機(jī)肥又是如何降低氮損失風(fēng)險(xiǎn)的呢？本文綜述了長期施肥對(duì)農(nóng)田土壤氮素關(guān)鍵轉(zhuǎn)化過程的影響，以期為合理施用氮肥、提高氮肥利用率提供理論依據(jù)。
本文主要從土壤氮轉(zhuǎn)化過程的初級(jí)轉(zhuǎn)化速率角度綜述肥料（有機(jī)肥和化學(xué)氮肥）對(duì)土壤氮素關(guān)鍵轉(zhuǎn)化過程的影響。氮素形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化速率控制各種形態(tài)的氮在土壤中的含量變化。
依據(jù)測定方法，土壤氮素的轉(zhuǎn)化速率可分為凈轉(zhuǎn)化速率和初級(jí)轉(zhuǎn)化速率。凈轉(zhuǎn)化速率是評(píng)價(jià)土壤供氮能力和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的常用指標(biāo)。初級(jí)轉(zhuǎn)化速率指的是土壤氮從一種特定的形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種特定形態(tài)的實(shí)際轉(zhuǎn)化速率。
在自然條件下，土壤中各種形態(tài)氮的凈轉(zhuǎn)化速率是控制其轉(zhuǎn)化的多種途徑的初級(jí)轉(zhuǎn)化速率綜合作用的結(jié)果。例如，當(dāng)硝化作用速率與NO3--N 的生物同化速率相等時(shí)，土壤中NO3--N 含量保持常數(shù)，凈硝化速率為零，但這不等于土壤未進(jìn)行硝化作用和NO3--N 的同化作用。因此，要闡明無機(jī)氮含量變化的過程，并進(jìn)行針對(duì)性地調(diào)控，必須認(rèn)識(shí)其初級(jí)轉(zhuǎn)化速率。綜上所述，將反映氮素各種形態(tài)含量變化的凈轉(zhuǎn)化速率研究推進(jìn)到控制含量變化的過程初級(jí)轉(zhuǎn)化速率研究，對(duì)于認(rèn)識(shí)土壤氮素轉(zhuǎn)化規(guī)律、合理施用氮肥、評(píng)估氮肥的環(huán)境效應(yīng)等具有極其重要的意義。本文主要綜述長期施肥對(duì)土壤氮素各個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)化過程這方面的研究結(jié)果，有助于從土壤氮轉(zhuǎn)化過程角度深入認(rèn)識(shí)長期施肥對(duì)農(nóng)田土壤氮素轉(zhuǎn)化過程的影響機(jī)制。
1、長期施肥對(duì)氮素初級(jí)礦化-同化周轉(zhuǎn)速率的影響
土壤氮素礦化-同化循環(huán)是自然界氮循環(huán)過程中兩個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，是決定土壤供氮能力的重要因素。土壤有機(jī)氮礦化速率越高，可為作物提供的有效態(tài)氮可能就越多。土壤氮素初級(jí)礦化速率大小由土壤有機(jī)碳和有機(jī)氮含量決定。大量長期定位施肥試驗(yàn)表明，施用氮肥可以增加土壤有機(jī)碳、氮含量，進(jìn)而提高土壤氮素初級(jí)礦化速率（表1，圖1a）。長期施用有機(jī)肥可以增加農(nóng)作物秸稈在土壤中的殘留量和根系分泌物數(shù)量，根系分泌物可以為微生物生長提供營養(yǎng)物質(zhì)。此外，有機(jī)肥本身就含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，如動(dòng)物糞肥通常含有一系列易降解的有機(jī)碳、氮和無機(jī)氮化合物，而作物秸稈則主要含有如木質(zhì)素、纖維素和半纖維素等較穩(wěn)定的有機(jī)化合物。
與有機(jī)肥相比，化學(xué)氮肥對(duì)土壤氮素初級(jí)礦化速率的提高程度與其對(duì)作物生長的促進(jìn)作用密切相關(guān)，化學(xué)氮肥施入可以提高作物產(chǎn)量，進(jìn)而提高土壤中根和作物殘?bào)w的自然還田量，最終增加土壤有機(jī)碳、氮含量。此外，肥料類型可以影響土壤中穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性有機(jī)氮庫的相對(duì)礦化速率。Zhang 等對(duì)封丘17 年的長期定位試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，長期施用化學(xué)氮肥可以提高穩(wěn)定性有機(jī)氮庫的礦化速率，而有機(jī)肥則刺激了不穩(wěn)定性有機(jī)氮庫的礦化速率。英國希爾斯堡38 年的長期定位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)不施肥處理中銨態(tài)氮主要由穩(wěn)定性有機(jī)氮庫礦化而來，而牛糞處理土壤銨態(tài)氮主要來自不穩(wěn)定性氮庫礦化。
土壤氮同化是指無機(jī)氮被微生物同化吸收進(jìn)入有機(jī)氮庫的過程，其中微生物同化銨態(tài)氮進(jìn)入有機(jī)氮庫的過程即為銨態(tài)氮同化，是評(píng)價(jià)土壤保氮能力的一個(gè)重要指標(biāo)。關(guān)于長期施用化學(xué)氮肥或有機(jī)肥對(duì)銨態(tài)氮同化的影響，總體表現(xiàn)為有機(jī)肥對(duì)提高土壤銨態(tài)氮同化速率的能力強(qiáng)于化學(xué)氮肥（圖1b）。長期施用有機(jī)肥提高土壤銨態(tài)氮初級(jí)同化速率可能是由于有機(jī)肥含有大量的有效碳源，可提高微生物生物量和活性，促使微生物同化更多的銨態(tài)氮進(jìn)入土壤活性有機(jī)氮庫。相比而言，化學(xué)氮肥施入僅僅通過提高土壤中根和作物殘?bào)w的自然還田量增加土壤有機(jī)碳含量，因而其提供的有效碳源相對(duì)有限，對(duì)提高土壤銨態(tài)氮同化速率的能力也就弱于施入有機(jī)氮肥。近期，我們對(duì)四川紫色土和太湖水稻土的研究卻發(fā)現(xiàn)單施化學(xué)氮肥竟能抑制銨態(tài)氮同化（表1）。
總體而言，長期施用氮肥，尤其是有機(jī)肥能顯著提高初級(jí)礦化-同化周轉(zhuǎn)速率。有機(jī)肥施用提高微生物利用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的能力，致使更多的有效態(tài)氮被微生物同化至土壤有機(jī)氮庫短暫地儲(chǔ)存起來，隨后這部分氮將會(huì)通過再礦化過程轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行У罱K提高土壤氮礦化速率并增加植物有效態(tài)氮數(shù)量，有效降低氮的損失風(fēng)險(xiǎn)。
2、長期施肥對(duì)初級(jí)硝化速率的影響
硝化作用通常可分為自養(yǎng)硝化作用（氨氧化菌氧化銨態(tài)氮為硝態(tài)氮）和異養(yǎng)硝化作用（異養(yǎng)微生物氧化有機(jī)氮或銨態(tài)氮為硝態(tài)氮）。長期施肥可以激發(fā)自養(yǎng)硝化作用，且有機(jī)肥的激發(fā)作用更明顯（圖1c），這可能歸結(jié)于有機(jī)肥和化學(xué)氮肥的不同激發(fā)機(jī)制。化學(xué)氮肥不僅直接為自養(yǎng)硝化提供底物銨態(tài)氮，還可以激發(fā)土壤氨氧化菌的活性。有研究表明，對(duì)于酸性土壤，長期施化學(xué)氮肥會(huì)激發(fā)AOA（ammonia oxidizing archaea，氨氧化古菌）的活性和數(shù)量，而中性和偏堿性土壤則是激發(fā)AOB（ammonia oxidizing bacteria，氨氧化細(xì)菌）的活性和數(shù)量。此外，長期施用化學(xué)氮肥通常激發(fā)自養(yǎng)硝化，而自養(yǎng)硝化過程中產(chǎn)生的大量H+可能會(huì)導(dǎo)致土壤酸化，土壤酸化反過來又會(huì)抑制自養(yǎng)硝化過程。通常情況下，土壤酸化對(duì)硝化的抑制作用會(huì)被化學(xué)氮肥對(duì)自養(yǎng)硝化的刺激作用完全抵消，但土壤酸化到一定程度后，化學(xué)氮肥對(duì)自養(yǎng)硝化的激發(fā)作用就不存在了。
長期施用有機(jī)肥刺激自養(yǎng)硝化作用的機(jī)制較為復(fù)雜。即使在等氮量施肥處理的情況下，有機(jī)肥所含的大量有效碳和其他養(yǎng)分還有益于改善土壤的物理化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)。有機(jī)肥中有機(jī)氮的礦化有致堿作用，且有機(jī)肥本身含有大量的鹽基離子也可提高土壤pH，而土壤pH 的提高可激發(fā)自養(yǎng)硝化。He 等對(duì)江西紅壤16 年的長期定位試驗(yàn)結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，有機(jī)-無機(jī)配施不僅可以緩沖土壤pH 變化，還能為氨氧化細(xì)菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）提供基質(zhì)、養(yǎng)分及適宜的生存環(huán)境。此外，有研究表明有機(jī)肥處理土壤的AOB 硝化潛勢(shì)和AOB 數(shù)量明顯高于化學(xué)氮肥處理。因此，長期施用有機(jī)肥對(duì)自養(yǎng)硝化的激發(fā)作用也可能是土壤中AOB 數(shù)量和活性增加的結(jié)果。
有機(jī)肥料種類不同對(duì)自養(yǎng)硝化的刺激作用也不同，農(nóng)作物秸稈對(duì)自養(yǎng)硝化的激發(fā)作用通常小于動(dòng)物糞肥。與農(nóng)作物秸稈相比，動(dòng)物糞肥的C/N 比較低，致使其對(duì)初級(jí)氮礦化的激發(fā)作用強(qiáng)于初級(jí)氮同化，這必然會(huì)為自養(yǎng)硝化細(xì)菌提供更多可利用的銨態(tài)氮。動(dòng)物糞肥本身含有的較高濃度銨態(tài)氮也會(huì)快速釋放到土壤中，成為自養(yǎng)硝化微生物的底物。而農(nóng)作物秸稈C/N 比通常較高，微生物從土壤中吸收更多的無機(jī)氮來滿足自身生長需要，致使農(nóng)作物秸稈施入促進(jìn)了氮同化并導(dǎo)致自養(yǎng)硝化的底物減少，農(nóng)作物秸稈處理的NH4+-N 同化/總NH4+-N 消耗比值大于動(dòng)物糞肥處理也證實(shí)了上述觀點(diǎn)。
目前，有關(guān)不同施肥措施對(duì)硝化速率影響的研究主要關(guān)注自養(yǎng)硝化過程，定量研究有機(jī)肥對(duì)異養(yǎng)硝化速率影響的報(bào)道很少。異養(yǎng)硝化分為有機(jī)和無機(jī)途徑，即氧化有機(jī)氮和銨態(tài)氮過程。
Müller 等發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥施入促進(jìn)銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的氧化作用，這是因?yàn)樘岣吡水愷B(yǎng)硝化的無機(jī)過程。其研究還發(fā)現(xiàn)，長期施用牛糞會(huì)刺激有機(jī)氮異養(yǎng)硝化為硝態(tài)氮。
Zhang 等的研究結(jié)果表明，有機(jī)物質(zhì)的種類可以影響異養(yǎng)硝化的途徑。加入氨基酸類有機(jī)氮化合物后，硝態(tài)氮主要來自于銨態(tài)氮和有機(jī)氮異養(yǎng)硝化，而對(duì)于玉米秸稈這些復(fù)雜的化合物，有機(jī)氮異養(yǎng)硝化是硝態(tài)氮產(chǎn)生的唯一途徑。玉米秸稈處理的異養(yǎng)硝化與總硝化（即自養(yǎng)硝化+異養(yǎng)硝化）的相對(duì)比值高達(dá)80％～93％，顯著高于氨基酸類的有機(jī)氮化合物處理（41％～49％）。在此基礎(chǔ)上，Zhang 等進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸（甘氨酸）濃度并不影響異養(yǎng)硝化與總硝化的相對(duì)比值，低濃度的有機(jī)酸（20 mg kg-1）足以支持異養(yǎng)硝化作用。異養(yǎng)硝化過程可以提高土壤的供氮能力，同時(shí)又是土壤排放N2O 的三個(gè)主要來源之一，進(jìn)一步加強(qiáng)施肥措施對(duì)異養(yǎng)硝化過程的研究具有非常重要的意義。
3、長期施肥對(duì)硝態(tài)氮同化速率的影響
與銨態(tài)氮相比，微生物利用硝態(tài)氮需要消耗更多的能量，且土壤銨態(tài)氮濃度高時(shí)會(huì)抑制硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)運(yùn)或硝態(tài)氮還原酶的合成，因而大多數(shù)研究均認(rèn)為農(nóng)田土壤不存在硝態(tài)氮同化作用。最近的研究表明，C 源不足也是農(nóng)田土壤微生物不利用硝態(tài)氮的重要原因。Recous 和Mary 發(fā)現(xiàn)，耕作土壤中只加入KNO3 時(shí)，微生物NO3--N 同化幾乎可忽略不計(jì)，而在相同KNO3 施用量的基礎(chǔ)上加入C 500 mg kg-1干土的葡萄糖時(shí)就立即發(fā)生NO3--N 同化。同樣地，在森林生態(tài)系統(tǒng)中，葡萄糖的加入量在C 1000 mg kg-1干土以上時(shí)才會(huì)促進(jìn)NO3--N 同化。
但是，Shi 和Norton 與Shi 等發(fā)現(xiàn)堆肥處理土壤仍然不能進(jìn)行NO3--N 同化，他們推測這是由于堆肥的C/N 比較低（＜12），有效C 源不足以滿足微生物的生長需求。與低C/N 比的有機(jī)物料相比，高C/N 比有機(jī)物料的施入則會(huì)激發(fā)異養(yǎng)微生物吸收更多的外源N 來滿足自身需求，致使微生物在利用NH4+-N 的同時(shí)也進(jìn)行NO3--N 同化。
已有研究表明，農(nóng)田土壤施用小麥秸稈可以提高NO3--N 同化，而森林、草地和有機(jī)農(nóng)田系統(tǒng)土壤中明顯的NO3--N 同化現(xiàn)象也可能是由于這些土壤中有效碳含量較高的原因。然而，利用數(shù)值模型測定土壤氮素轉(zhuǎn)化速率時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田土壤也能發(fā)生微生物同化硝態(tài)氮作用（表1）。農(nóng)田土壤中存在的硝態(tài)氮同化作用，可能是因?yàn)橥寥乐写嬖谀承╀@態(tài)氮濃度極低的微域，微生物轉(zhuǎn)而利用硝態(tài)氮。例如，土壤中銨態(tài)氮有兩個(gè)主要去向：一是通過自養(yǎng)硝化氧化為硝態(tài)氮，二是被微生物同化進(jìn)入有機(jī)氮庫，因此不可避免地會(huì)發(fā)生氨氧化細(xì)菌和異養(yǎng)微生物對(duì)銨態(tài)氮的競爭作用，而競爭的結(jié)果可能會(huì)使土壤中產(chǎn)生一些銨態(tài)氮不足的微域。此外，底物的空間異質(zhì)性也會(huì)形成銨態(tài)氮不足的微域。在這些微域中，銨態(tài)氮不能滿足微生物自身生長對(duì)氮的需求，致使硝態(tài)氮成為可被微生物利用的有效氮源。
4、長期施肥對(duì)反硝化速率和N2O 排放的影響
反硝化作用是指厭氧條件下NO3 - -N 和NO2--N 逐步還原為NO、N2O 和N2 的過程，是將活性氮轉(zhuǎn)變?yōu)槎栊缘∟2）的一個(gè)重要的土壤氮循環(huán)過程。大量長期定位施肥實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，施用化學(xué)氮肥和有機(jī)肥均能提高反硝化速率，且有機(jī)肥的刺激作用高于化學(xué)氮肥。化學(xué)氮肥可以通過影響硝化過程間接地影響反硝化過程。首先，長期施用化學(xué)氮肥可以激發(fā)自養(yǎng)硝化，增加土壤中硝態(tài)氮的濃度，為反硝化提供充足的底物，最終促進(jìn)反硝化過程及反硝化中間產(chǎn)物N2O 的排放。其次，化學(xué)氮肥的長期施用導(dǎo)致農(nóng)田土壤酸化， pH 降低會(huì)顯著提高反硝化對(duì)N2O 產(chǎn)生的貢獻(xiàn)。
Cheng 等的研究發(fā)現(xiàn)，控制N2O 排放途徑的pH 閾值約為4.4，低于該閾值時(shí)反硝化成為土壤N2O 排放的主要來源。與其他中間過程的反硝化還原酶相比，N2O 還原酶的轉(zhuǎn)移與合成對(duì)低pH 較反硝化過程中其他還原酶更敏感，土壤pH 降低可以顯著抑制N2O 還原酶活性，從而導(dǎo)致反硝化產(chǎn)物中N2O 的比例增加。亦或，與反硝化細(xì)菌需要厭氧條件相比，真菌介導(dǎo)的反硝化過程對(duì)O2 濃度范圍的要求較寬。主導(dǎo)反硝化的真菌通常缺少N2O 還原酶，N2O 成為反硝化的主要最終產(chǎn)物。一般而言， 酸性土壤中真菌反硝化過程較為顯著。
Yamamoto 等發(fā)現(xiàn)酸性土壤中真菌介導(dǎo)的反硝化作用對(duì)N2O 產(chǎn)生的貢獻(xiàn)量高達(dá)16.9%。因此，土壤pH 的降低使得反硝化成為N2O 排放的主導(dǎo)過程，可能與真菌介導(dǎo)的反硝化過程密切相關(guān)。此外，酸性條件下化學(xué)反硝化過程可能也會(huì)對(duì)N2O 排放有一定的貢獻(xiàn)。有研究發(fā)現(xiàn)化學(xué)反硝化過程在pH 為4.1～4.2 的酸性土壤對(duì)N2O 排放有重要貢獻(xiàn)。
與化學(xué)氮肥相比，有機(jī)肥施用影響反硝化過程的機(jī)制較為復(fù)雜。首先，有機(jī)肥作為C 源，可直接為反硝化細(xì)菌提供能量和電子而促進(jìn)反硝化，進(jìn)而增加N2O 的產(chǎn)生量。此外，有機(jī)肥施用可以激發(fā)自養(yǎng)硝化和異養(yǎng)硝化，為反硝化提供底物。再者，有機(jī)肥加入還可影響除無機(jī)N 外的其他非生物因素，如有機(jī)肥激發(fā)了微生物活性，進(jìn)而加劇了土壤孔隙中O2 的耗竭，致使更多的好氧區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯀^(qū)域，導(dǎo)致反硝化替代硝化成為一些土壤孔隙中N2O 的主要過程，進(jìn)而增加N2O 排放。這種異養(yǎng)微生物生長誘導(dǎo)的O2 耗竭可能與有機(jī)肥施入量呈正相關(guān)關(guān)系。
5、基于農(nóng)學(xué)和環(huán)境效應(yīng)的施肥措施
有機(jī)肥一直被提倡和實(shí)踐用來改善土壤肥力和提高土壤固碳能力。研究表明，無論是單施有機(jī)肥還是有機(jī)-無機(jī)配施，均能有效地減輕硝酸鹽污染，改善土壤肥力并提高作物產(chǎn)量。Kramer 等間接地證明，有機(jī)肥施用可以通過增加反硝化過程中的氣態(tài)氮損失，來降低蘋果園土壤的NO3--N 淋失。Wang 等的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥施入可以增強(qiáng)異養(yǎng)微生物與氨氧化菌對(duì)銨態(tài)氮的競爭能力，進(jìn)而降低NO3--N 在土壤中的累積，并減少NO3--N 損失。
硝化作用產(chǎn)生的NO3--N 較NH4+-N 更易遷移和淋失，因此抑制自養(yǎng)硝化過程是降低硝態(tài)氮損失的較好手段。目前硝化抑制劑，如雙氰胺、氯甲基吡啶在減少農(nóng)田氮素流失方面的應(yīng)用前景廣闊。此外，通過施用有機(jī)肥促進(jìn)微生物對(duì)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的同化作用亦是降低NO3--N 在土壤中累積的手段之一。但是有機(jī)肥的施用并不是多多益善，其過多施用也會(huì)增加氮損失的風(fēng)險(xiǎn)。本綜述的結(jié)果表明，長期施有機(jī)肥對(duì)自養(yǎng)硝化作用的刺激作用明顯高于化學(xué)氮肥（圖1c），會(huì)導(dǎo)致土壤中硝態(tài)氮的積累。
Masaka 等發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥施用量超過15 t hm-2時(shí)，淋溶液（深度為40 cm）中NO3--N 濃度就超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)（10 mg L-1）的15%以上。
而Maeda 等發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥處理1m 深土壤水中的NO3--N 濃度只在前3 年保持不變，隨后則達(dá)到化學(xué)氮肥處理相同水平，表明有機(jī)肥在短期內(nèi)可以減少NO3--N 淋溶損失，長期施用下會(huì)與化學(xué)氮肥一樣導(dǎo)致大量NO3--N 淋溶損失。此外，有機(jī)肥還能促進(jìn)土壤中可溶性有機(jī)氮的淋洗。
6、結(jié)論與展望
合理施肥、在兼顧生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的前提下，提高作物產(chǎn)量、維持土壤肥力是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，尤其是在農(nóng)業(yè)面源污染日益嚴(yán)重的情況下，在不減產(chǎn)的同時(shí)降低肥料投入，提高氮肥利用率，降低氮向環(huán)境的排放是當(dāng)前農(nóng)業(yè)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。研究長期施肥對(duì)土壤氮各個(gè)過程的影響，有助于加強(qiáng)我們對(duì)長期施肥對(duì)土壤供氮能力和保氮能力的影響的認(rèn)識(shí)，可以為合理施用氮肥、提高氮肥利用率、減少與氮相關(guān)的環(huán)境污染提供理論依據(jù)。目前，有待深入開展以下幾方面的研究：
（1）長期施化學(xué)氮肥會(huì)導(dǎo)致土壤酸化以及大量的氮損失，而施用有機(jī)肥可以緩解這些問題，因此有機(jī)無機(jī)配施是農(nóng)業(yè)肥料投入的正確方式，但是過量的施入有機(jī)肥也會(huì)造成大量的氮損失，因此亟待明確有機(jī)肥投入的閾值以及合理的有機(jī)無機(jī)肥料投入比例。
（2）無論是有機(jī)肥還是化學(xué)氮肥投入均顯著刺激硝化過程，造成土壤中大量的硝態(tài)氮累積，進(jìn)而增加硝態(tài)氮損失的風(fēng)險(xiǎn)。雖然目前已經(jīng)開發(fā)了硝化抑制劑來抑制或減緩自養(yǎng)硝化過程，并在一定程度上降低了硝態(tài)氮淋失以及N2O 排放風(fēng)險(xiǎn)。但是，如何提高土壤中微生物對(duì)硝態(tài)氮的同化則研究較少，一般認(rèn)為農(nóng)業(yè)土壤微生物不利用硝態(tài)氮。但有限的研究表明，通過加入一些C/N 比較高的外源C 很有可能促進(jìn)農(nóng)業(yè)土壤中硝態(tài)氮同化速率，進(jìn)而把硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸锷锪康獌?chǔ)存起來，然后通過再礦化作用緩慢釋放出來，增加土壤保氮和供氮能力。但是，外源C 輸入亦可以提高土壤反硝化損失和N2O 排放。因此，需要加強(qiáng)研究能夠提高硝態(tài)氮同化能力并盡可能降低反硝化損失的有效措施。
（3）雖然通過對(duì)氮各個(gè)轉(zhuǎn)化過程的研究可以知曉同一體系中礦化、同化、硝化和反硝化等過程的關(guān)聯(lián)作用及交互影響，但是如何整體評(píng)價(jià)長期施肥對(duì)土壤氮循環(huán)的影響亟待明確，比如長期施用有機(jī)肥可以通過增加反硝化過程中的氣態(tài)氮損失，來降低蘋果園土壤的NO3--N 淋失，硝態(tài)氮淋失降低的代價(jià)是提高溫室效應(yīng)，這也是得不償失的。再比如，應(yīng)用硝化抑制劑可以減少農(nóng)田土壤硝態(tài)氮和N2O 損失，但卻可以大量提高氨揮發(fā)損失風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何做到綜合評(píng)估長期施肥下不同種類肥料及其比例對(duì)環(huán)境的綜合影響也是以后研究的重點(diǎn)。
作者單位：1.南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 2.土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 3.江蘇省物質(zhì)循環(huán)與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 4.江蘇省地理信息資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心
中國鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：《土壤學(xué)報(bào)》2016 年02 期
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