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紫色土是亚热带气候条件下由紫色砂岩页岩发育而来的一种非地带性土壤,是中国南方重要的旱作土壤之一。三峡库区是紫色土分布区之一。已有的研究表明,紫色土结构疏松,易侵蚀,硝酸盐淋溶强烈。硝酸盐大量淋失不仅造成当地土壤退化和水质下降,而且加剧三峡库区保持水环境质量的压力。本文研究了紫色土土壤氮初级转化特点,氮转化与氮去向的关系及其调控措施,研究结果对于减少紫色土硝酸盐淋失,缓解环境压力具有重要的理论和实践意义。(1)采用了15N同位素稀释方法,研究了紫色土氮转化关键过程的初级转化速率,以明确紫色土关键氮转化过程的特点,为制定合理的氮素调控措施奠定基础。本研究结果表明,碱性紫色土有机氮平均初级矿化速率和初级硝化速率显著高于酸性紫色土(p<0.05)。pH是影响初级矿化速率和初级硝化速率的关键因素。在测定条件下,紫色土初级硝化速率远大于初级矿化速率,碱性紫色土硝化速率是矿化速率的6-7倍,酸性紫色土硝化速率是矿化速率的4倍以上。初级硝化速率明显高于矿化速率容易导致土壤矿化释放的铵或肥料氮快速转化为硝态氮,使得土壤硝态氮淋溶风险很高,极易引发氮素负面环境问题。因此,有必要针对紫色土硝化作用强的这一特点,制订相应的调控措施,以减少氮素损失,降低负面环境效应。(2)采用15N同位素示踪和模拟淋溶土柱试验相结合的方法,研究了氮转化过程特点与氮去向的关系,以明确添加硝化抑制剂(DCD)和秸秆还田对紫色土氮去向的调控作用,为减少紫色土区域温室气体N2O的排放和NO3--N淋溶提供了科学依据。研究结果表明,在种植玉米的条件下,初级硝化速率较小的酸性紫色土其无机氮淋溶量显著低于碱性紫色土,而且N2O排放量也较小。由此说明,紫色土初级硝化速率是控制硝态氮淋溶和N2O排放的关键因素。(3)施用氮肥时配合施用硝化抑制剂可以减少硝态氮淋溶损失和N2O排放。与只施加氮肥的处理相比,在酸性土壤中施加硝化抑制剂(DCD)降低N2O排放量,但差异未达到显著水平(p>0.05),碱性供试土壤中施加硝化抑制剂(DCD)显著减少N2O排放量(p<0.01)。秸秆还田减少硝态氮淋溶损失,但促进N20排放。由此可见,紫色土硝态氮淋溶损失大是由其氮转化特点决定的。在旱作条件下,配合施用硝化抑制剂是减少硝态氮淋溶损失和N2O排放的有效措施。秸秆还田可同时提高土壤有机质含量和土壤肥力,因此也是值得推广的减少紫色土硝态氮淋溶损失的有效措施,但必须重视秸秆还田对N20排放的促进作用。在秸秆还田条件下减少紫色土N2O排放是需要进一步研究的科学问题。