N素是植物生长发育所必须的大量营养元素之一,也是植物从土壤中吸收最多的矿质元素。为了提高林地生产力,N肥被广泛应用到林业生态系统之中。然而,目前我国N肥的当季利用率仅为30%-35%。每年严重的N肥损失不仅导致接近300亿元的经济损失,而且给环境带来了巨大的压力。因此,科学合理的管理措施,合理优化施肥,提高N肥利用率具有重要意义。毛竹(Phyllostachys edulis)是我国重要的生态经济竹种,目前我国有毛竹林面积443.01万公顷,占竹林总面积的73.70%。随着经营期的延长,毛竹林土壤的自然肥力下降,地力衰退,竹林生产力低下,而施用N肥是合理及时补充土壤养分、改善地力条件和提高竹林生产力的有效措施。但长期以来对N肥的过度依赖带来了一系列环境问题,因此如何提高N肥利用率是目前毛竹林集约经营过程中面临的一个关键问题。目前关于毛竹林施肥的研究已有较多报道,但肥料N素的分配和N肥利用率尚需深入探究。15N示踪技术可有效区别植物吸收的N素的来源,已被广泛应用到植物N素分配及N肥利用率方面,但尚未在竹林研究加以应用。因此,本研究在浙江省临安市青山镇选择典型性、代表性的集约经营毛竹林为研究对象,应用15N示踪技术,通过施用15N标记尿素,从单株和林分水平上,研究了毛竹林肥料N素竞争能力、分配状况、N肥利用率及土壤N素动态。主要研究结果如下:(1)毛竹从N肥中吸收的N素占总N素的比例(Ndff%)在不同年龄及不同器官间具有差异。不同年龄间表现为:1年(5.32%-11.96%)>3年(3.46%-9.18%)>5年(2.77%-9.18%);不同器官间,1年生竹中竹根、竹蔸和竹叶的Ndff%较大,而3年和5年生竹中竹鞭、竹根和竹蔸的Ndff%较大。1年生竹叶片的Ndff%大于枝条,3年和5年生竹的叶片则是前期小于枝条,后期大于枝条。这表明新竹比老竹具有更好的N素竞争能力,毛竹地下器官(竹根、竹鞭、竹蔸)具有较强的N素竞争能力,随竹龄增大,叶片的N素竞争能力逐渐下降。(2)毛竹从N肥中吸收的N素在不同年龄毛竹及不同器官间的分配具有差异。不同年龄间表现为:1年>3年>5年,单株和林分中分配率分别为16.56±1.73 g、8.27±0.83 g和7.99±0.90 g,43.39%、19.96%和19.22%。不同器官间,1年生竹中具有较大分配率的器官为竹秆、竹蔸和竹叶,3年和5年生竹则为竹秆、竹鞭和竹蔸,整个林分则为竹秆、竹根和竹鞭。这说明毛竹吸收的N素优先供应于新竹生长,竹秆和毛竹地下器官是主要的N素分配器官,随竹龄增长,叶片中N素分配量逐渐减少。(3)不同年龄毛竹及不同器官的N肥利用率具有差异。不同年龄间表现为:1年>3年>5年,单株水平的利用率为3.15%±0.14%、1.58%±0.10%和1.52%±0.12%,林分水平的利用率为6.06%±0.27%、2.79%±0.18%和2.68%±0.41%。不同器官间,新竹的竹秆、竹蔸和竹叶具有较大的N肥利用率,3年和5年生竹均为竹秆、竹蔸和竹鞭,整个林分则为竹秆、竹根和竹鞭。新竹叶片N肥利用率呈递减趋势,但其枝条及老竹枝叶均变化不大。整个林分对N肥的利用率仅为13.96%±0.88%。这说明不同年龄之间,新竹能较好的利用N肥,不同器官之间,竹秆及毛竹地下器官(竹蔸、竹根及竹鞭)能较好利用N肥,随竹龄增长,叶片对N肥的利用逐渐降低,整个林分对N肥的利用较差。(4)施肥提高了土壤中全N、水解性N、铵态N、硝态N、可溶性全N、可溶性有机N、和微生物量N含量。不同月份间,未施肥处理下,土壤全N、水解性N、铵态N、硝态N和微生物量N均表现为:7月>10月,可溶性全N、可溶性有机N和SON/TSN均表现为:10月>7月,施肥后,除了SON/TSN仍表现为10月>7月,其余均表现为7月>10月。不同土层间,未施肥处理下,全N、水解性N、硝态N、可溶性有机N、可溶性全N均表现为0-20 cm>20-40 cm,铵态N和SON/TSN表现为7月上层土壤中较多,10月下层土壤中较多;施肥后,除了下层土壤中积累较多硝态N,其余均表现为0-20 cm>20-40 cm。这说明施肥有效提高了土壤中N素含量。(5)土壤中N肥残留率随土层增大而减小,随时间推移而减小。在生长季结束后,0-20 cm残留率为28.92%±1.98%,20-40 cm残留率为11.96%±0.70%。0-40 cm土层中N肥残留量为85.86 kg N·hm-2,N肥损失量为94.81 kg N·hm-2,损失率为45.15%,N肥的损失较大。(6)N肥利用率可通过调整林分结构及合理施肥来提高,包括伐除老竹保留新竹、加强对新竹施肥、有机肥无机肥配施、适当减少施肥量及N肥浅施等。