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农业土壤硝化、反硝化过程引起的氮素损失和温室气体N2O排放问题是学者们一直以来关注的热点。铁、锰作为土壤中性质极为活泼的变价元素,在稻田土壤中复杂的氧化还原条件变动的情况下,以得失电子的形式参与到土壤氮转化过程,使之与N2O排放的关系成为生物地球化学循环研究的热点之一。本研究通过对湖北省主要水稻产区的24个不同水稻土样本(咸宁市4个土样:X1、X2、X3、X4,武汉市东西湖区4个土样:W1、W2、W3、W4,天门市2个土样:T1、T2,枝江市1个土样:Z,鄂州市5个土样:E1、E2、E3、E4、E5,潜江市5个土样:Q1、Q2、Q3、Q4、Q5,华中农业大学校园试验场3个土样:H1、H2、H3)进行了硝化潜势、反硝化潜势的研究,分析了不同土样间硝化、反硝化潜势的差异,并探讨了土壤硝化、反硝化潜势与土壤铁锰含量及其他影响因子(土壤pH值、质地、可溶性有机碳、有机质、全氮、无机氮含量)的耦合关系。该研究有利于深入认识土壤氮转化机理,揭示铁锰含量及形态对土壤氮素循环的影响,为研究提高长江中下游平原稻田土壤氮素利用率提供理论基础。该研究得出主要结论如下:(1)供试土样间的硝化潜势存在极显著性差异(p<0.001),24个土壤样品净硝化速率变化范围为0.11~17.22 mg N kg-1 d-1。供试土壤中,pH值较高、质地较轻的土样(T1、T2、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5)硝化潜势较高一些,而pH值相对较低的土样(X2、X3、X4、E3、E4、E5、H1),其硝化潜势比较低。但部分(W2、W3、W4)土样即使其pH值均在7以下,硝化潜势却也较高。(2)土壤硝化潜势与土壤中无定形铁含量呈显著正相关关系(p<0.05),无定形铁含量高有利于土壤硝化作用的进行。在pH值小于6.5的土壤中,无定形铁含量对硝化潜势有显著影响(p<0.01),在pH值大于6.5的土壤中无定形铁含量对硝化潜势的影响不显著。在质地黏重、无定形铁含量高的土壤中,能加速硝化过程的进行,促使NH4+-N转化为NO3--N。(3)供试土样间的反硝化潜势存在一定差异,24个土壤样品中反硝化潜势变化范围为0.13 mg N kg-1 h-1~0.97 mg N kg-1 h-1。土壤有机质含量较高的土样(X2、W2、W3、E3)反硝化潜势更高一些,而有机质含量较低的水稻土(T2、H1、H2),其反硝化潜势也比较低。(4)土壤中络合铁和无定形铁的含量对反硝化潜势有显著影响,而锰的含量与反硝化潜势之间关系不显著。在仅考虑铁锰对反硝化潜势影响的前提下,络合铁和无定形铁含量是影响反硝化潜势的最主要的因子(n=24,p<0.01,R2=0.454)。