土壤学报

作者：董学涛，吴华勇，宋效东，张甘霖，潘洁

单位：董学涛，南京林业大学林学院, 南京 210037;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 211135；,吴华勇，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 211135;中国科学院大学, 北京 100049;中国科学院大学南京学院, 南京 211135；hywu@issas.ac.cn,宋效东，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 211135;中国科学院大学, 北京 100049；,张甘霖，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 211135;中国科学院大学, 北京 100049;中国科学院南京地理与湖泊研究所, 南京 211135；,潘洁，南京林业大学林学院, 南京 210037；,

关键词：土壤硝态氮;地球关键带;反硝化作用;棉田;苹果园

基金：国家重点研发计划项目（2023YFD1900103， 2018YFE0107000）和国家自然科学基金项目（41977003）资助

我国干旱区农田关键带过量施氮造成氮肥利用率低和土壤硝态氮大量累积，威胁生态环境安全。阐明干旱区土壤硝态氮累积特征及其影响因素，可为干旱区水肥综合管理提供科学参考。选择典型干旱区——新疆阿克苏地区为研究区域，从南向北沿地形序列布设三个钻孔点，分别为60年棉田XJ1（40°36′48.7″N，80°48′14.2″E）、32年老苹果园XJ2（41°16′16.2″N，80°19′9.1″E）和15年新苹果园XJ3（41°20′37.6″N，80°17′11.0″E），海拔依次为971 m、1 129 m和1 213 m，采样深度依次为7.75 m、10.52 m和9.91 m，利用线性和非线性相关分析方法研究了土壤有关理化性质与土壤硝态氮浓度变异的关系。结果表明，海拔低处棉田和海拔高处不同种植年限的苹果园土壤深部均出现了硝态氮显著累积特征，深部浓度高达44 mg·kg-1，最大累积深度超过10 m。土壤含水量和不同粒径颗粒（砾石、砂粒、粉粒与黏粒）含量等关键理化性质可解释土壤硝态氮浓度垂直变异的约50%。其中，土壤含水量和土壤颗粒大小是决定土壤硝态氮深部累积特征的重要因素，土壤含水量越高、土壤颗粒越细，土壤硝态氮浓度通常越高。棉田土壤硝态氮在4 m深地下水位以下发生了明显的反硝化作用，使累积的硝态氮浓度降至较低水平（< 1 mg·kg-1）。苹果园因地下水位较深，土壤硝态氮未发生明显的反硝化作用，且已大量迁移累积至植物根系难以触及的深部区域（> 5 m）。土壤含水量是影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部直接性因素；土壤颗粒大小通过调控土壤含水量空间变异，而成为影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部根本性因素。

来源：2024年第5期

《土壤学报》期刊编辑部

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