土壤盐渍化问题是全球性问题,我国是受盐渍化影响最为严重的国家之一。盐碱化地区的农业生产主要面临更多农田土壤次生盐渍化易发、肥料吸收利用率低、有机质含量低下、灌溉水资源时空分布不均等问题。本研究针对土壤盐渍障碍制约作物提质增效、养分高效利用的现状,通过施用不同生物质材料和不同肥料用量的盆栽试验与室内培养试验、田间试验的方法,并结合~(15)N示踪,探究生物质材料改良盐渍农田氮素的利用与损失特征以及不同盐分环境下氮素转化过程机制、以及盐氮因子对微生物群落影响机制;明确生物质材料促进盐渍农田土壤氮素流失消减、调控转化过程的农田生态效应,提出盐渍农田土壤氮增持调控机制与氮肥增效管理对策。研究结果可为沿黄地区盐碱化农田固氮减排、节肥节支、高产稳产,开发利用后备土地资源提供技术支撑。研究结果如下:(1)生物质材料对盐渍农田氮素流失消减的调控效应添加玉米秸秆和施用生物炭条件下,在轻度、中度及重度盐渍土上,减氮处理提高了氮肥利用率、回收率,在轻度、中度及重度盐渍土上,减氮处理降低了残留率、损失率,在轻度、重度盐渍土上减氮对降低了残留率、损失率促进作用均达到了显著水平,在减氮条件下,在轻度、中度和重度盐渍土壤上,施用生物质材料显著提高氮的利用率和回收率,且显著降低了土壤残留率和损失率,在轻度、中度、重度盐渍土添加玉米秸秆对提高氮的利用率和回收率大于生物炭的促进效应,在轻度盐渍土上epigenetic heterogeneity添加玉米秸秆处理降低土壤氮残留率和损失率作用大于生物炭处理,在中度和重度盐渍土上添加玉米秸秆处理降低土壤氮残留率和损失率作用小于生物炭处理;在常规施氮条件下,在轻度、中度、重度盐渍土添加玉米秸秆对提高氮的利用率和回收率具有显著的促进效应,在轻度、中度、重度盐渍土上添加玉米秸秆处理降低土壤氮残留率和损失率作用大于生物炭处理,在中度和重度盐渍土上添加玉米秸秆处理降低土壤氮残留率和损失率作用大于生物炭处理。(2)生物质材料对盐渍农田土壤氮素转化的作用规律在培养0-3天内,轻、中、重度盐渍化土壤各处理氮素矿化速率下降较快,且随着盐渍化程度增加下降速率加快,在培养3-35天内矿化速率下降速率则逐渐减缓;添加秸秆和生物炭均能提高轻度和中度培养前期矿化速率,但会抑制轻度盐渍化土壤后期矿化速率,对中度盐渍化土壤培养后期矿化速率则无显著影响。添加秸秆和生物炭对重度盐渍化土壤整个培养期氮素矿化作用均起到促进作用,且以生物炭处理较优。在培养0-7天内,轻度盐渍化土壤氮素硝化速率逐渐增加,随后呈下降趋势,中度盐渍化土壤在整个培养期内均呈逐渐下降的趋势,而重度盐渍化土壤氮素硝化速率则随着施氮量与生物质材料的不同而变化。添加秸秆会抑制轻度、重度盐渍化土壤整个培养期硝化作用,以及中度盐渍化土壤培养前期硝化作用,从而增加了土壤铵态氮固持量。添加生物炭会促进轻度和重度盐渍化土壤硝化作用,抑制中度盐渍化土壤硝化作用,增加了土壤硝态氮含量。(3)盐渍农田土壤氮素转化微生物生态特征及酶活性对生物质材料的响应轻度盐渍土壤中未添加生物质材料和添加玉米秸秆的细菌群落较相似,与添加生物炭的细菌群落形成显著差异,在中度盐渍土壤中添加玉米秸秆和生物炭的细菌群落结构趋于一致,土壤硝态氮和铵态氮是影响轻度、中度和重度盐渍土壤细菌群落结构的主要因素。施氮水平在时间尺度上影响了不同盐渍土壤中细菌群落结构,生物质材料在物种组成上影响了不同盐渍土壤中细菌群落结构;在轻度土壤中,生物炭处理对细菌群落结构的影响更显著,中度土壤中玉米秸秆和生物炭对细菌群落的影响力相似,在重度土壤中不同改良措施对细菌群落影响不明显。在轻度盐渍土壤中,多数生防真菌与少量病原真菌共存,玉米秸秆显著提高了轻度盐渍土壤中有益真菌类群,土壤硝态氮和p H是影响真菌群落的主控因素;在中度盐渍土壤中等量生防真菌与病原真菌共存,生物资材料处理显著提高了中度盐渍土壤中有益真菌类群,硝酸还原酶和铵态氮是影响真菌群落主控因素;在重度盐渍土壤中,多数生防真菌与极少量病原真菌共存,并且这些真菌具有较高的盐耐受性,硝态氮、铵态氮和脲酶是影响真菌群落的主控因素。不同施氮水平和生物质材料处理在轻度、中度和重度盐渍土壤中对真菌物种组成的影响不显著,在真菌数量上具有显著影响selleckchem Gefitinib。细菌与真菌相比,细菌对不同盐渍程度土壤中的不同改良措施响应更强烈。(4)生物质材料改良盐渍农田的生态效应与调控对策在三种生物质材料处理下向日葵产量排序均是N1>N2>N0,添加玉米秸秆减氮处理在所有处理中向日葵的产量最高,施氮量以及施氮量和生物质材料的交互作用对向日葵产量具有显著的影响。在减氮条件下,三种不同生物质材料处理的向日葵产量的排序C1>C2>C0,常规施氮条件下,三种不同生物质材料处理向日葵产量的排序C2>C1>C0。添加玉米秸秆减氮处理降低了棕榈酸、亚油酸的含量,提高了油酸和亚麻酸和蛋白质的含量,在添加生物炭减氮处理和常规施肥处理与不施肥处理相比显著提高了棕榈酸、亚油酸和蛋白质的含量,降低了油酸和亚麻酸和蛋白质的含量。