The Influence of Fertilization on Nitrogen Transformations in a Grassland Soil

Abstract

Seasonal changes of the total, ammonium, and nitrate nitrogen were studied at three levels of fertilization in a field experiment in the Bohemian-Moravian Highland, Czechoslovakia, from 1972 to 1975, as part of an integrated study, focused on the functioning of a grassland ecosystem of the type of Polygalo-Nardetum strictae Preisg. 1951 corr. Oberd. 1957. Further, the mineralization and immobilization of nitrogen, i.e., the changes in the levels of ammonium and nitrate nitrogen were measured on incubating soil samples under laboratory as well as field conditions.

The nitrate forms are present in the grassland soils at low levels only. The ammonium nitrogen shows a marked seasonal variation. The highest levels, recorded usually in spring, turned in July or August to a minimum, which was followed by an increase in autumn. The lower rate of fertilization resulted, on a long term basis, in an increase of total nitrogen, while the higher rate enhanced the levels of mineral and easily mineralizable nitrogen forms.

High ammunification and practically no nitrification were found on incubating soil samples under field conditions, while significant nitrification and lower rates of ammonification were observed in the laboratory. The mineralization of organic nitrogen compounds increased with increasing rate of fertilization.

Jahreszeitliche Veränderungen im Gesamt-, Ammonium- und Nitratstickstoff wurden bei drei Düngungsstufen in einem Feldexperiment im Böhmisch-Mährischen Hochland in der ČSSR von 1972 bis 1975 als Teil einer zusammenfassenden Studie untersucht, die sich auf die Wirksamkeit eines Grasland-Ökosystems von Typ Polygalo-Nardetum strictae Preisg. 1951 corr. Oberd. 1957 konzentriert. Weiterhin wurde die Stickstoffmineralisierung und -immobilisierung, d. h. die Veränderungen im Ammonium- und Nitratstickstoffspiegel nach Inkubation der Bodenproben unter Labor- und Feldbedingungen gemessen.

Nitratformen sind in Graslandböden nur in geringem Maße vorhanden. Ammoniumstickstoff zeigt eine deutliche jahreszeitlich bedingte Veränderung. Der höchste Stand, der gewöhnlich im Frühjahr zu verzeichnen war, ging im Juli oder August auf ein Minimum zurück, dem jedoch im Herbst wieder eine Zunahme folgte. Die niedrigere Düngungsrate auf langfristiger Basis ergab eine Zunahme im Gesamtstickstoff, während die höhere Rate die mineralischen und leicht mineralisierbaren Stickstofformen erhöhte.

Hohe Ammonifikation, aber praktisch keine Salpeterbildung stellte man bei inkubierten Bodenproben unter Feldbedingungen fest, während im Laboratorium beträchtliche Salpeterbildung und niedrigere Raten an Ammonium beobachtet wurden. Die Mineralisierung organischer Stickstoffverbindungen nahm mit zunehmender Düngungsrate zu.