土壤激发效应是指由各种外源性有机物质输入等所引起的土壤有机质周转强烈的短期改变。根际是土壤激发效应最主要也是最重要的发生部位。根际激发效应能够反映生态系统土壤碳氮周转的速度，并影响植物、土壤微生物等对养分的获取和竞争，维持生态系统各组分间的养分平衡。近30年来，土壤激发效应已经逐渐被确认为是生态系统中的一个自然现象，并成为土壤生态学研究的一个重要组成部分和生长点。虽然对根际激发效应的产生机制已取得一定程度的认知，但是对根际激发效应在土壤碳氮转化过程中的作用机理及其生态重要性依然缺乏足够的理解。　　根际激发效应的产生是植物根系和根际微生物以及土壤有机质之间相互作用的结果，是由根系分泌物驱动，通过改变微生物量及其活性来实现的，同时受其他生物与非生物因子的调控。许多研究指出根际激发效应的发生取决于土壤氮的有效性。当土壤氮素受限时，产生正的根际激发效应，分解有机质释放可利用氮;当土壤氮素富集时，微生物减少了对养分的需求，根际微生物偏好利用根系分泌物，抑制了有机质分解，产生负的根际激发效应。因此根际激发效应可能调节了根际养分的可利用性而影响了植物与微生物对养分的利用，所以研究根际激发效应在不同生态系统养分条件下对植物氮素获取的影响，有助于深入理解根际激发效应的生态重要性。　　本论文基于以上分析，为了验证并量化土壤氮有效性与根际激发效应的关系，选择了氮有效性较低的高寒草甸土壤和氮有效性较高的农田土壤，分别研究了根际激发效应对植物氮素获取的影响。在高寒草甸生态系统中，借助于N标记的铵态氮，并通过遮阴和移除地上叶片（刈割）等措施调控根系分泌物输入量来改变根际激发效应，研究根际激发效应对高寒植物氮素获取的影响;在农田生态系统中，利用了C和N双标记的植物材料研究了根际激发效应对大豆和玉米在不同种植密度和方式下对氮素获取的影响。主要研究结果为:　　1、在氮素受限的高寒草甸中，高寒植物可通过促进根际激发效应、加速土壤有机质的分解，增加土壤氮的有效性。在实验初期剪草和遮阴处理均导致放牧和未放牧的高寒草甸植物地上、地下生物量的下降。遮阴处理下植物的15N回收率最低，在未放牧条件下剪草处理的植物15N回收率下降，但在放牧条件下植物15N回收率增加。同对照相比，遮阴处理和剪草处理后土壤总氮矿化速率均降低，未放牧条件下土壤总氮矿化速率高于放牧条件的土壤总氮矿化速率。主要原因是剪草和遮阴降低了高寒草甸植物的光合作用，减少植物根系分泌物向土壤中的输入，从而降低了根际激发效应而抑制了植物对氮素的获取。放牧条件下，由于物种组成的改变导致耐牧植物将更多的碳分配到地下，促进了根际激发效应，从而增加了植物对氮素的利用。　　2.在可利用性氮水平较高的农田生态系统中，根系与微生物相互作用的根际过程可加速凋落物的分解，促进植物获取凋落物中的氮素。研究发现，随着作物的生长和作物根系密度的增加，凋落物的分解受到促进，且不同的作物种植方式之间凋落物的分解存在显著性差异，以单株和双株玉米分解最快，大豆分解最低。各个种植方式下均发生了正的根际激发效应，加速了土壤有机氮矿化，但不同的种植方式根际激发效应强度不同，单株和双株玉米引起根际激发效应较低，而双株大豆比单株大豆引起更强的根际激发效应。不同的种植方式下作物对凋落物源氮素的利用存在差异，不仅取决于凋落物分解速率，还与植物种类、种间关系和植物与微生物对氮素的竞争有关。　　与我们预期一样，在氮素亏缺的高寒草甸生态系统中，发生了正的根际激发效应，促进了植物氮素的获取;但是在氮素相对富集的农田生态系统，我们并未观察到跟预期一致的结果，整个实验中均为正的根际激发效应，但随着作物的生长，根际激发效应强度逐渐下降。其原因是我们所选的农田生态系统的可利用性氮水平仍较低，但并未否定我们前面的推测，还需研究予以证实。