论文摘要
土壤硝化作用是氮素内循环的重要过程之一,它既与土壤氮素的矿化—生物固持、氮素肥力的供应紧密联系,又与氮素的损失和环境问题有密切相关。深入研究氮素硝化作用发生的强弱以及硝化产物的去向,对于正确评估硝化作用对氮素肥力的保持、氮素损失、环境污染风险,有效地预测和调控硝化作用,具有重要的理论和实践意义。过去对土壤硝化作用的研究主要集中在室内培养基础上的土壤净硝化作用强弱以及pH、有机质、水分和温度等影响因素方面。而对土壤的总硝化强弱以及在此基础上的生物因素特别是动物因子的影响缺乏研究。本文利用原状土心—15N库稀释技术,原位测定了不同林型和不同土壤肥力的红壤总硝化速率,并在不同利用方式的红壤上接种不同密度的食细菌线虫观察总硝化速率,微生物数量、活性等的变化。同时,在不同利用方式的红壤上,利用乙炔抑制法对自养和异养的贡献率进行测定,并研究了在接种不同密度的食细菌线虫后,红壤自养和异养硝化相对贡献率变化情况。主要研究结果如下:（1）不同林型林地和不同肥力农田的红壤总硝化速率测定结果显示:施化肥和有机肥化肥混施的农田总硝化速率显著高于其他处理的红壤总硝化速率,混交林总硝化速率最低。在不同肥力的农田间,施肥处理的总硝化速率显著高于不施肥处理,施化肥的比化肥有机肥混施处理增加了3.63μgN/g·d,但没达到显著水平。在不同林地间,湿地松林地的总硝化速率比木荷和混交林的处理提高了24.8%,66.9%,混交林的总硝化速率显著低于其他两种林地。在农田和林地两种不同利用方式下,NO3--N消耗速率前者均高于后者。且在6个不同处理间,NO3--N的消耗速率均高于总硝化速率。（2）接种食细菌线虫对红壤总硝化速率的影响测定结果显示:农田土壤中,接种食细菌线虫使氨氧化细菌数量增加,但高密度接种条件下增加不显著（p＞0.05）,亚硝酸氧化细菌数量变化不明显（p＞0.05）。在林地土壤中,氨氧化细菌的数量在接种低密度线虫后显著增加（p＜0.05）,而高密度线虫作用下反而有所降低。亚硝酸氧化细菌的数量在低密度线虫接种条件显著增加（p＜0.05）,高密度线虫接种条件下增加不明显（p＞0.05）。农田和林地生壤中,硝化细菌（氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌）的数量均在低密度食细菌线虫影响下有显著增加（p＜0.05）,而在高密度线虫影响下衣田和林地中的硝化细菌数量分别呈现出增加（p＞0.05）和稍有降低（p＞0.05）的情况。接种食细菌线虫后,农田土壤中的土壤呼吸强度显著增强（p＜0.05）,且高密度线虫处理的土壤呼吸强度大于低密度的。林地土壤的呼吸强度也表现出了增加的趋势,但不显著（p＞0.05）。农田土壤微生物量氮量随着线虫接种密度的增加显著增加（p＜0.05）。而林地土壤微生物量氮量在低密度线虫处理中显著增加（p＜0.05）,高密度处理中增加不明显（p＞0.05）。这与不同密度的食细菌线虫取食造成的硝化细菌数量变化趋势相同。接种不同密度线虫后不同利用方式下的土壤总硝化速率均比对照有所提高。不同的是农田土壤中随着接种密度的增加总硝化速率增加显著（p＜0.05）;林地土壤接种线虫后总硝化速率增加不显著（p＞0.05）,且随着接种密度的增加总硝化速率有降低趋势。同一线虫接种密度不同利用方式下的农田土壤总硝化速率大于林地土壤的。（3）用乙炔抑制法测定食细菌线虫对红壤自养和异养硝化相对贡献率变化情况的测定结果显示:无论是否添加乙炔,对于农田土壤,接种食细菌线虫后红壤总硝化速率比对照有显著性提高（p＜0.05）,且随着接种密度的增加总硝化速率增加,但高密度线虫处理和低密度线虫处理相比差异不显著（p＞0.05）;对于林地土壤,接种食细菌线虫后,总硝化速率均比对照有显著增加（p＜0.05）,且低密度线虫的处理显著高于高密度线虫的处理。这说明乙炔对自养硝化的抑制作用并没有改变不同密度线虫对土壤总硝化速率的影响趋势。农田和林地土壤均以异养硝化为主。且农田土壤中的异养硝化高于林地土壤的。接种食细菌线虫后,农田和林地土壤中的异养硝化所占份额均有降低的趋势,且随着接种密度的增大,异养硝化占比逐渐降低。在低密度线虫取食下,异养硝化的占比下降趋势不显著（p＞0.05）;而高密度食细菌线虫取食情况下,异养硝化的占比则显著降低（p＜0.05）。接种食细菌线虫主要是通过影响硝化作用中的异养硝化来对总硝化速率产生影响。当线虫数量达到或超过一定值时,总硝化速率增加的机制产生影响,可能会由异养硝化增加占主体转变为自养硝化增加占主体,但具体结果还需要进一步印证研究。
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