1、课题来源与背景 土体养分元素的激活已成为土地工程领域研究的一个热点，其在挖掘土壤养分资源、减少农田水土流失产生的面源污染和劳动力投入等方面有积极作用。

国内外有关土地工程中对土体养分激活的措施与手段鲜有报道。

但是，一些研究者从降低营养物质溶解性的角度出发把高分子材料的概念引入到肥料领域，通过化学合成的方法将含有氮、磷、钾素等养分的肥料整合为大分子物质，可有效降低其水溶性，施入土壤后在土壤微生物和酶的作用下逐渐降解并释放出有效养分。

而本文从常见的环境因素"水分"出发，研究在不同含水量条件下、干湿环境、冻融环境下土体中N、P、K营养元素释放与激活效应。

2、研究目的与意义 养分是作物生长的关键必要条件之一，土体中含有大量惰性矿物养分以及固定的化肥养分，通过研究水分条件及其变化，包括干燥、淹水、干湿交替和冻融交替等过程对土体养分的有效化情况，旨在探索加快土壤矿物态养分的转化、释放与激活，对实现非化肥生产意义重大。

3、主要论点与论据 针对土体中含有大量惰性矿物养分及固化的化肥养分，难以被植物利用的问题，以"水"为添加材料，采用室内培养方法，开展了不同含水量梯度，干湿交替和冻融交替对土体养分元素的激活效应研究。

取得的主要结果有：1）不同含水量培养下，对养分有效化作用明显，其中相对含水量为60%时，塿土中有效磷和速效钾释放量最大，相对含水量为40%时硝态氮释放量最大，相对含水量达100%时铵态氮的释放量最大。

释放养分量随培养时间的不同而不同，但铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾释放均在培养的第14天出现了峰值，之后逐渐趋于稳定；2）经过冻融循环后2种土壤含量全氮变化不明显，增加量为砒砂岩＞塿土，与冻结前相比砒砂岩和塿土速效钾含量分别增加，但并不明显；冻融循环2 种土壤有效磷含量减少，减少量趋势为塿土＞砒砂岩；3）长期干燥对塿土全氮和有效磷的活化效果相对最好，长期水淹对砒砂岩全氮和塿土速效钾的活化效果相对最好，干湿交替对砒砂岩有效磷和速效钾的活化效果相对最好。

本研究不仅揭示了农田土壤养分有效化条件等过程，也为挖掘土壤养分资源提供了科学依据。

4、创见与创新 本文从常见的环境因素"水分"出发，研究在不同含水量条件下、干湿环境、冻融环境下土体中N、P、K等营养元素释放及激活机理。

5、社会经济效益、存在的问题 土体养分元素的激活在挖掘土壤养分资源、减少农田水土流失而产生的面源污染有着积极的作用，能减少化肥的施用量，用少施化肥来实现土地的生态化发展。

对保障国家粮食安全、脱贫攻坚和乡村振兴等方面有着积极的经济、社会和生态效益。

本项目所测指标只涉及氮磷钾养分含量指标，缺少对土体其他指标的测定，在后续研究中应增加物理指标：粒径组成、容重（孔隙度）；化学指标：pH、电导率、全盐量、硝态氮、铵态氮、N、P、K、重金属；生物指标：土壤微生物生物量、微生物群落组成和多样性、微生物活性。

6、成果简介 按照预期目标，主要完成了不同处理下土壤有效磷、速效钾、全氮、硝态氮、铵态氮的测定与分析。

探明了铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾元素最大活化率时的土壤含水量；冻融作用下塿土和砒砂岩土壤全氮、有效磷和速效钾释放量的不同；弄清了长期干燥、水淹和干湿交替环境下，塿土和砒砂岩土壤全氮、有效磷和速效钾释放量的变化情况；撰写结题报告1份，发表学术论文7篇，按计划超额完成任务。