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我国水稻栽培史已长达7000年。我国是世界上稻米产量最多的国家，占世界总产量的30％左右；水稻土面积约为2900万公顷，占世界水稻土总面积的19％。因此，水稻土资源可持续利用的研究对保障我国的粮食安全和农业可持续发展具有重要的意义。土壤氮素是土壤肥力质量重要方面。土壤中95％的氮是有机氮。因此，土壤有机氮含量、矿化对满足水稻氮素营养和保障水稻产质量至关重要。
有关水稻土氮矿化基本上是以大量施肥和高产为特征的水稻生产模式下的水稻土为对象开展的研究，其研究结果满足探讨集约化生产模式下水稻土肥力演变规律需求。本文以绰墩埋藏古土壤(2个古土壤剖面、8个埋藏古水稻田中土壤及其母质)、罗家角古土壤(1个埋藏古水稻田土壤，1个连续种植古水稻田土壤，)和发育于6个不同朝代围海造田土壤为研究对象，分析比较不同时期水稻土和非水稻土肥力参数、有机氮矿化历程和动力学参数来探讨其有机氮供应潜力；研究古水稻种植强度与土壤氮供应之间关系，揭示古代水稻种植模式下土壤肥力演变规律。研究结果为评价水稻土可持续性和制定维持水稻土肥力农艺措施提供依据。
根据考古文化层诊断结合14C断代技术、土壤中水稻植硅体、花粉分析，证实绰墩遗址和罗家角遗址土壤剖面中埋藏有马家浜时期(新石器时期)古土壤。在地下约1 m深的马家浜文化层(约6000 aBP)，绰墩P-01为水稻土(100-116cm)，绰墩P-03(88-103 cm)为非水稻土；罗家角P-01为连续种植约7000年的水稻土，土层深厚，罗家角P-03为埋藏古水稻土(156-165 cm)。通过《慈溪县志》记载中海塘修筑年代来推算浙江省慈溪市六个代表性时期土壤分属于西汉末、宋代、元代、明朝、清朝、现代(种植年限大约相当于2000、1000、700、500、300、50年)。
土壤样品化学分析表明，绰墩遗址埋藏的新石器时期8个古稻田中水稻土平均有机碳(10.48 g C kg-1)、总氮(0.8 g N kg-1)大于同期埋藏非水稻土(3.94 g Ckg-1g，0.3 g N kg-1)和其母质(2.32 g C kg-1，0.23 g N kg-1)。慈溪4个时期(50年现代、300年前清代、500年前明代、700年前元代)围海造田水稻土平均有机碳(1.5.2 g C kg-1)、总氮(1.7 g N kg-1)大于同期旱地土壤(7.8 g C kg-1，1.13 g Nkg-1)。绰墩遗址和罗家角埋藏的新石器时期古水稻土随着水稻种植强度(土壤中水稻植硅体浓度)增加，土壤有机碳、总氮呈现先逐渐增加，随后下降的规律。这些结果表明，水稻土氮供应容量和维持能力大于旱地土壤。可见，不施肥条件下，种稻可以维持低种植强度水稻土氮肥力，但不能维持高种植强度土壤氮肥力。
采取间隙性淋洗培养方法研究了土壤有机氮矿化动力学。结果表明，所有供试水稻土和旱地土壤氮矿化动力学可以用一级动力学方程来描述。绰墩遗址的新石器时期古水稻土以及慈溪不同时期围海造田水稻土有机氮矿化势(N0)大于同期旱地土壤。不同时期围海造田水稻土有机氮矿化速率常数(k)总体大于同期旱地土壤。绰墩遗址埋藏的新石器时期古土壤有机氮矿化速率常数(k)和快速可矿化氮(N14/N0)依次有：水稻土>旱地>母质；13C NMR分析获得的上述土壤芳基/烷基比(Aryl-C/Alkyl-C)变化趋势相同。随着绰墩遗址埋藏的新石器时期古水稻土种稻强度增加，其有机氮矿化速率常数(k)和土壤快速可矿化氮均增大。绰墩遗址埋藏的新石器时期古水稻土有机氮矿化速率常数(k)与土壤Aryl-C/alkyl-C呈显著负相关(r2=0.7662，n=8)，表明有机碳芳香化程度越高，有机氮活性越小。可见，土壤快速可矿化氮取决于土地利用影响下的有机碳结构差异；也推测土壤快速可矿化氮取决于不同水稻种植强度下的有机碳结构差异。上述结果证实水稻土氮供应强度大于旱地土壤。
本研究结果证实，不同时期形成的水稻土氮供应容量、强度均大于同期旱地土壤。与旱作模式比较，水稻种植模式有利于维持土壤氮肥力，是一种可持续的种植制度。虽然不施肥条件下，植稻不会导致水稻土氮肥力下降，但是高强度种植也将导致土壤氮肥力下降。因此，施氮肥和有机氮循环对维持现代集约化高产水稻种植模式下土壤氮肥力至关重要。