氮是植物生长发育需要量最大的必需营养元素,主要来自于土壤,氮肥通过施肥进入土壤而被吸收。土壤氮库中的氮主要以有机氮的形式存在,无机氮仅占土壤总氮的1%,而植物所吸收的氮几乎都是无机形式。所以,土壤氮库中的有机氮必须通过微生物的矿化作用转化为植物可吸收的有效态氮。 氮的矿化过程受温度、水分、有机物成分等诸多因素的影响,国内外有关这方面的研究很多,结论也不一致,很难寻找一种普遍适用的规律。造成这种现象的原因可能是人们尚未弄清土壤氮素矿化的本质。此外,在不同生态条件下,由于温度、湿度、耕作、施肥、植被等有所差异,造成区域生态系统中土壤氮素的矿化也不一样。紫色土广泛分布于我国西南地区,是主要的农业土壤。近年来,由于耕地持续减少,单位产量大幅度提高,大量施用氮肥(尤其是菜地),土壤氮素矿化和淋溶可能发生了明显变化,开展有关研究对于了解土壤氮素的转化与供应,科学施肥,以及对水环境的影响有一定意义。 目前,人们已在实验室进行了大量的土壤氮素矿化和淋失模拟研究。例如,在1972年Stanford等提出了土壤氮素矿化一级动力学模型,用于定量模拟土壤氮素矿化。但是,这些研究结果难于反映田间的真实情况。Hatch等(1992)发明了田间土壤氮素矿化和淋溶的测定技术,广泛地用于测定土层扰动较小、氮素含量比较一致的森林和草地氮素的矿化,在国内也有学者采用该项技术原位原态地测定了西双版纳和长白山森林土壤的氮矿化。迄今为止,该项技术很少用于研究土层扰动大,土壤氮素分布不均的耕作土壤。 值得注意的是,土壤有机氮被矿化为无机氮之后,如果植物不能够全部吸收利用,硝态氮会随水淋溶,污染水体生态环境。所以,土壤氮素矿化与硝态氮的淋失关系密切,将氮素矿化与硝态氮的淋失结合起来进行研究很有必要。近年来,农田氮素流失对水体生态环境的污染引起了人们的极大关注。有关学者从多方面研究了农田土壤氮素流失对水体环境的影响,所采用的研究方法包括整体氮素平衡法、模拟预测法、流域出口水体氮素监测法、渗漏池法等。由于缺乏在田间条件下测定氮素实际淋洗量的手段,至今我们仍然停留在过量施入氮肥可能是造成水体含氮量升高的感性认识阶段,不能准确地了解氮肥、农田土壤氮素对水体富营养化的贡献率。 本研究在Hatch田间原位测定方法的基础上,进行了适当改进,使之适用于研究紫色土耕作土