中文摘要：

当前有机无机配施研究主要集中在秸秆对化肥氮固持和长期秸秆还田对土壤有机碳库增加方面，而研究有机无机肥（秸秆和尿素）相互作用下二者分别在土壤氮库转化和秸秆氮的生物有效性还需要加深。本研究拟采用15N交叉标记方法研究尿素和秸秆相互作用下二者分别在土壤碳氮库的转化，并结合长期定位试验研究秸秆和化肥配施对作物根层土壤碳氮库的影响，探讨土壤不同活性碳氮库在有机无机配施条件下对微生物和根际作用的响应程度和变化趋势，从而阐明有机无机配施对土壤培肥的机理以及秸秆氮的生物有效性，为有机物料部分替代无机肥料的养分当量和替代率以及土壤培肥提供理论依据和数据支持，促进农田土壤碳氮的协同提高和养分资源的循环利用。

结论摘要：

氮肥在促进我国粮食增产的同时也生产大量的秸秆，促进秸秆还田是培肥土壤、减少化肥氮素损失的重要措施，但是还田秸秆氮素及其与化肥氮素间的相互作用很少报道。黑土是我国肥力高、农业产出高，然而自从1980s以来黑土肥力下降较为严重。本项目在等氮量条件下通过培养试验、盆栽试验和化肥和秸秆15N交叉标记方法，以及秸秆还田下土壤肥力长期定位试验，旨在阐明化肥氮和秸秆氮在黑土土壤中相互作用及其生物有效性，探讨化肥氮素和秸秆氮素在黑土土壤中生物、物理和化学活性及其稳定性。通过培养试验揭示秸秆氮也是N2O-N的贡献者，与单施化肥处理相比，化肥（硫铵）秸秆配施显著增加N2O-N释放（P<0.05），增加的N2O-N主要来自化肥氮，而化肥黑炭配施没有显著增加N2O-N释放。化肥秸秆配施显著增加外源氮在颗粒有机氮和矿物结合态氮中含量及其比例（P<0.05）。培养56d后，绝大多数尿素氮转化为NO3-N，化肥秸秆配施较其它两个处理显著降低尿素氮转化为NO3-N含量和比例。通过盆栽试验揭示秸秆氮也是玉米氮吸收的重要源。与单施尿素处理相比，尿素秸秆配施显著增加尿素氮和秸秆氮在PON、MON、土壤微生物量氮（MBN）和土壤可溶性氮含量及其比例，尿素黑炭配施处理没有显著增加尿素氮在PON和MON、MBN和土壤可溶性氮中含量及其比例（P<0.05）。由于玉米吸收作用，秸秆氮和尿素氮在盆栽试验初期（V3, V8）在PON和MON中含量较玉米成熟期高（R6）。拔节期根际土壤外源氮素在TN、PON、MON含量及其比例高于非根际土壤，成熟期则相反。通过长期定位试验进一步表明，秸秆还田较其它施肥处理能延缓土壤pH降低趋势，较单施化肥处理提高表层土壤SOC、TN、土壤微生物生物量碳氮、颗粒有机碳氮浓度，但低于有机肥处理。此外，秸秆还田处理能明显延缓土壤无机碳含量降低，进到发挥土壤的碳汇作用。总之，化肥秸秆配施能促进化肥氮的固定和秸秆氮的活化，而秸秆生产的黑炭对化肥氮的影响较小，因此农业生产中应考虑秸秆的在作物氮吸收和土壤碳氮库培育中作用。